Module: Osmoregulatie - VWO 5 6. CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

Transcriptie

1 Auteur VO-content Laatst gewijzigd 18 May 2016 Licentie CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Webadres Dit lesmateriaal is gemaakt met Wikiwijsleermiddelenplein. Wikiwijsleermiddelenplein is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, vergelijkt, maakt en deelt. Stel zo voor iedere onderwijssituatie de optimale leermiddelenmix samen.

2 Inhoudsopgave Intro De lever Vooraf Eindproduct-Beoordeling Doelen-Concepten Kennisbank Werkwijze Verwerking Stap1 Stap2 Stap3 Stap4 Stap5 Stap6 Stap7 Antwoorden Verwerking Over dit lesmateriaal Pagina 1

3 Intro De lever De nieren Als je een paar dagen hard hebt gestudeerd, dan wordt het tijd om op te ruimen en schoon te maken. Je zou alles uit je kamer op de gang kunnen gooien en dan daar kiezen wat weer terug mag. Misschien is het handiger om in je kamer te blijven en alleen de rommel eruit te doen. Je lichaam ruimt continu op en doet 24/7 aan de grote schoonmaak. Daarbij gaat het om het constant houden van de samenstelling van je weefselvloeistof. De nieren spelen daarbij een belangrijke rol. Welke manier zullen je nieren gebruiken? En wat moet er gebeuren wanneer je nieren die functie niet goed vervullen? Pagina 2

4 Vooraf Eindproduct-Beoordeling Eindproduct - Beoordeling Het schoonmaken van je bloed is van levensbelang. Wanneer je nieren die functie niet goed vervullen moet je je bloed met een filtersysteem buiten je lichaam schoonmaken. Dat heet Hemodialyse. Een andere oplossing is een niertransplantatie. Doelen-Concepten Leerdoelen Je kunt: Uitleggen waarom het uitscheiden van stoffen belangrijk is voor onze cellen. De bouw, werking en functie van de uitscheidingsorganen bij verschillende diergroepen, in het bijzonder de mens, beschrijven. Uitleggen op welke manier in een niereenheid (nefron) de samenstelling van het bloed geregeld wordt. Uitleggen waar en op welke manier voorurine (primaire urine) en urine(secundaire urine) gevormd worden. Uitleggen op welke manier urine uit het lichaam wordt verwijderd. Pagina 3

5 Uitleggen op welke manier de nier bijdraagt aan de buffering van het bloedplasma. Deelconcepten Nieren, waterhuishouding, ultrafiltratie, terugresorptie, ADH, ureum, urine, zweet, buffers van HCO3-. Kennisbank KB: Uitwisseling van stoffen KB: Bouw en ligging van de nier KB: Werking van niereenheid Werkwijze De module 'Osmoregulatie' bestaat uit een groot aantal opdrachten. Op bijgaand werkplan kun je invullen welke opdrachten je gedaan hebt. Zo houd je goed overzicht. Download hier het Werkplan 'Osmoregulatie'. Werkvorm In deze module werk je afwisselend individueel, in tweetallen of in groepjes. De afsluitend eopdrcht maak je in groepen. Houd de vorderingen van de module bij op je werkplan. Benodigdheden: clinistics microscooppreparaten van de niereenheid model van een kunstnier Tijd Voor deze module heb je ongeveer 8 uur nodig. Pagina 4

6 Verwerking Stap1 Uit hoeveel water besta je? Het leven op aarde is in zee ontstaan. Bijna al onze cellen worden omgeven door water, de extracellulaire vloeistof. De cellen zelf bevatten ook veel water. Al met al een nogal waterig geheel. Opdracht 1 Uit hoeveel water besta je? a. Bereken hoeveel water er in je eigen lichaam zit. b. Van welke factoren is, wanneer je de figuur bekijkt, het watergehalte van een mens afhankelijk? c. Bij gelijk lichaamsgewicht van mannen en vrouwen is er een verschil in watergehalte van het lichaam. Hoe verklaar je dat? d. In de inleiding staat dat bijna al onze cellen worden omgeven door water. Welke cellen worden niet omgeven door water? Gebruik als bron: Hormonen sturen de vetverdeling Stap2 Osmoregulatie bij eukaryote organismen Pagina 5

7 De samenstelling van de celinhoud van een organisme verandert van moment tot moment. Bij veel meercellige organsimen worden de cellen omgeven door een weefselvloeistof. Het volume, de zoutconcentratie en de samenstelling van de weefselvloeistof wordt geregeld, en daarmee dus de osmotische waarde. Je spreekt dan over osmoregulatie. Opdracht 1 Osmoregulatie bij dieren Lees de Kennisbank. KB: Uitwisseling van stoffen In expertgroepjes. Verdeel de onderstaande dieren over de groepjes in de klas: kamervlieg, haring, eencellige, snoek, paling, zeemeeuw, kikker, zeeschildpad. Verzamel informatie per dier(groep) over de manier waarop de osmoregulatie plaatsvindt. Noteer allemaal de informatie! Let daarbij op: de osmotische waarde van het milieu waarin het dier leeft, bij waterdieren. de bescherming tegen uitdrogen bij landdieren. bouw en werking van de uitscheidingsorganen. Wissel de antwoorden uit in groep waarin minstens drie andere dieren zijn vertegenwoordigd. Je maakt dus groepen van vier. In de loop van de geschiedenis van het leven op aarde zijn organismen steeds complexer geworden. Dat geldt ook voor de manier waarop osmoregulatie plaatsvindt. De bouw van de nieren bij zoogdieren lijkt een eindpunt van de ontwikkeling te zijn. Om de werking van de nieren te begrijpen zijn de wormen een goed uitgangspunt. Opdracht 2 Regenwormen In de afbeelding zie je het uitscheidingsstelsel van een regenworm. In de tekst staat een metanefridium. a. Lees het volgende tekstdeel: Regenwormen Regenwormen hebben een lichaamsholte (coeloom) in elk segment. De gesloten bloedsomloop vertakt in elk segment in een haarvatennet. De bloeddruk zorgt ervoor dat stoffen uit de haarvaten in de holte(coeloom) van het segment worden geperst. Door de filteringang(nefrostoom) van de filtereenheid kan de coeloomvloeistof worden gefilterd en uitgescheiden door een opening in het volgende segment. b. De tekening is een schema van zo n metanefridium. Geef met pijlen aan op welke manier een metanefridium als filtereenheid kan werken. c. In de nieren van zoogdieren vindt je duizenden in serie geschakelde niereenheden (nefronen). Elk nefron lijkt wat bouw en werking betreft op een filtereenheid van een regenworm. Pagina 6

8 Gebruik de tekening om met eigen woorden de functie van een nefron te omschrijven. Laat je antwoord door de docent controleren. Stap3 Waterverversing Wanneer je tijdens een avondje stappen erg veel drinkt moet je lichaam dat water kwijt. Als je veel zoute dingen eet krijg je dorst. Je drinkt dan water om het verlies te compenseren. Je wateropname en waterverlies zijn normaal gesproken in balans. Opdracht 1 In balans Gebruik de afbeelding bij de beantwoording van de vragen. a. Elke dag komt er 300 gram water bij in je lichaam door verbranding. Bij welke chemische reactie in je lichaam komt veel water vrij? b. Vul de woorden meer dorst of meer plassen bij A en B in. c. Mensen in hongerstaking die niet eten drinken alleen. Hoeveel water moeten ze drinken om hun eten te compenseren? Pagina 7

9 ?Opdracht 2 Het urine onderzoek Het onderzoeken van urine en ontlasting zijn mogelijk twee van de oudste manieren om iets te zeggen over wat er in je lichaam gebeurd. Urine onderzoek (vroeger piskijken) kan je veel vertellen over de gezondheid van de nieren. Je gaat urine onderzoeken (gebruik waar mogelijk je eigen ochtendurine). Download het werkblad. a. Welke conclusies kun je aan de vondsten verbinden? Gebruik hiervoor eventueel informatie van internet. b. Wat kan een hoge of lage ph van de urine zeggen over de werking van de nieren? Bronnen: nl.wikipedia.org Stap4 Bouw en functie van de niereenheid In je beide nieren zitten een groot aantal niereenheden. Zij zijn de filtertjes voor je bloedplasma. In de nefronen (niereenheden) wordt je bloed uit de nierslagader gezuiverd. De samenstelling wordt aangepast aan de behoeftes van je lichaam. Daarna komt het bloed komt terug in de nierader en vandaar gaat het via de holle ader je bloedstroom in. Pagina 8

10 Lees de kennisbank. KB: Bouw en ligging van de nier Opdracht 1 Doorsnede nier Maak een schematische tekening van de doorsnede door een nier. Of zoek een afbeelding op en zet de juiste tags erbij met Thinglink. Zet daarbij de volgende begrippen: Nierschors, niermerg, nierbekken en geef de ligging van de niereeheden zo goed mogelijk aan. Laat je tekening controleren door je docent. Opdracht 2 Bouw niereenheid Microscopische bouw van de niereenheid. Download het werkblad. Gebruik je microscoop met verschillende vergrotingen om de bouw van de nier te bestuderen. Maak tekeningen van de onderdelen en geef zoveel mogelijk namen aan de onderdelen die je tekent. Overleg met je docent wat je met de tekening(en) moet doen. Lees de kennisbank. KB: Werking van de nier Opdracht 3 Nierslagader en nierader Om de werking van de nierfilters te begrijpen is kennis van de manier waarop het bloed langs de niereenheid loopt erg belangrijk. Geef met behulp van een tekening aan op welke manier de aftakking van de nierslagader langs een niereenheid loopt. Opdracht 4 Niereenheid als filter en regelaar van de bloedsamenstelling Je gaat in drietallen een aantal opdrachten maken die je helpen bij het begrijpen van de processen in een niereenheid. Lees eerst de hele opdracht goed door! Verdeel dan de opdrachten onder elkaar. a. Leg uit op welke manieren osmose een rol speelt bij de werking van een niereenheid. b. Beschrijf de weg van de onderstaande stoffen door de niereenheid. Vanuit het aanvoerende bloedvat (nierslagader) naar het verzamelbuisje of de aftakking van de nierader. een rode bloedcel een molecuul glucose een molecuul ureum een molecuul water c. Geef bij elke van de vier stoffen aan waar in de niereenheid er sprake is van passief of actief transport. d. Maak met elkaar een tekening waarin je duidelijk aangeeft waar het tegenstroom principe een rol speelt bij de werking van een niereenheid. Opdracht 5 Primaire en secundaire urine a. In de primaire urine zit per volume eenheid iets meer glucose dan in het bloed van de nierader. Leg dit verschil uit. b. In de secundaire urine zit (bij een gezond persoon) helemaal geen glucose. Verklaar dat. Opdracht 6 Clearence 1 Lees de kennisbank. KB: Klaring (clearence) Om het functioneren van de nieren te meten wordt vaak inuline gebruikt. Inuline is een hoogmoleculair eiwit dat niet in het bloed wordt gereabsorbeerd en dus volledig wordt uitgescheiden in de urine. Pagina 9

11 Bekijk het filmpje en leg aan elkaar uit waarom inuline goed gebruikt kan worden bij het meten van de filtersnelheid van de nieren. YouTube: The Nephron in Numbers: A Video of Renal Clearance Opdracht 7 Clearence 2 In de afbeelding zie een grafische weergave van de klaring van drie stoffen in het bloed: glucose, ureum en penicilline (een antibioticum). De gebeurtenissen spelen zich af in een minuut. Je mag er van uitgaan dat 100% van het gefilterde volume wordt gereabsorbeerd. a. Bereken de klaring (clearance) voor glucose en ureum. b. De penicilline clearance komt uit op 150 ml/min. Er wordt geen penicilline gereabsorbeerd. Verklaar de waarde van de clearance. Opdracht 8 Clearence 3 In de tabel zie je de clearance van een aantal stoffen die in de nier gefilterd worden. stof glucose Clearance snelheid(ml/min) 0 natrium 0,9 chloride 1,3 kalium 12,0 fosfaat 25,0 insuline 125,0 creatinine 140,0 Stap5 Hemodialyse Willem Johan Kolff ( ) is een van de belangrijkste medische pioniers van de vorige eeuw. Met worstenvel, rubberslangen, een waterpomp uit een T-Ford, een naaimachinemotor en nog wat onderdelen maakte hij de eerste kunstnier. Hij bouwde de kunstnier in 1943 in het ziekenhuis in Kampen. Kolff heeft ook een werkzame hart-longmachine en kunsthart ontwikkeld. Pagina 10

12 Maak de onderstaande vragen in tweetallen. Opdracht 1 Hemodialyse a. Als titel van deze stap staat er hemodialyse in plaats van nierdialyse Leg uit waarom de term hemodialyse de voorkeur verdient. b. Bij de werking van een kunstnier speelt een half-doorlatend (semipermeabel) membraan een grote rol. Welk onderdeel uit de boven gegeven beschrijving van de kunstnier van Kolff dient als semipermeabel membraan? c. Bestudeer de tekening. Leg uit op welke manier de dialysevloeistof (dialysaat) er voor zorgt dat het bloed wordt schoongemaakt. Maak een schematische tekening om te laten zien dat er sprake is van een tegenstroomprincipe. Laat je antwoord controleren door de docent. d. Gebruik de tekening en je kennis van de bouw van de niereenheid om uit te leggen welke onderdelen van de niereenheid door de kunstnier vervangen worden. e. In de tekening is sprake van een 'shunt'. Welke functie heeft deze 'shunt'? Pagina 11

13 Opdracht 2 Peritoneaal dialyse Lees de informatie over deze dialysevorm. Peritoneaaldialyse - Peritoneaaldialyse - Beantwoord de vragen. a. Welk gedeelte van het lichaam levert het halfdoorlatend membraan dat nodig is voor de peritoneaal dialyse? b. Op welke manier wordt er voor gezorgd dat het bloed in het buikvlies water en ureum aan de spoelvloeistof afgeeft? c. Na een bepaalde tijd (soms 8 uur) moet de spoelvloeistof ververst worden. Wat zal er gebeuren met de uitwisseling van stoffen wanneer je te lang wacht met verversen? d. In een kunstnier is het dialyse oppervlak maximaal 1,8 m2. Leg uit of het oppervlak van het buikvlies voldoende groot is om voor dialyse te zorgen. e. Welke voordelen heeft peritoneaaldialyse vergeleken met dialyse via een kunstnier(machine)? Opdracht 3 Praktijk problemen Bij een dialyse ontdekt de verpleegkundige dat het weefselvocht te langzaam naar de bloedbaan gaat. Er wordt te weinig vocht aan de weefsels onttrokken. Soms spuit de verpleegkundige dan een vloeistof in de bloedbaan. a. Leg uit of die vloeistof hypertonisch of hypotonisch zal zijn ten opzichte van het weefselvocht. b. Waarom heeft het geen zin om iemand in het laatste uur van een dialyse toch nog een zoutoplossing (3%) in te spuiten? Stap6 Pagina 12

14 Niertransplantatie Een hemodialyse is een zware belasting voor een patiënt. Daarom wordt vaak de mogelijkheid voor een niertransplantatie onderzocht. Opdracht 1 Dialyse of niertransplantatie? Bekijk het filmpje over Henriette Willems. a. Welke redenen geeft deze dialysepatient om een transplantatie te willen? b. Bekijk het filmpje. Als je nieren niet goed werken, moet een dialyseermachine het zuiveren van het bloed overnemen. Of de patiënt kan een donornier krijgen. c. Wat wordt bedoeld met een cross-over transplantatie? Opdracht 2 Niertransplantatie Ga naar het gedeelte over niertransplantatie. Bekijk het filmpje. a. Beschrijf met eigen woorden hoe een niertransplantatie in zijn werk gaat. b. Wat wordt bedoeld met een cross-over transplantatie? Pagina 13

15 Opdracht 3 Tekort aan donoren Er is nog steeds een groot tekort aan nierdonoren. Daar kun jij wat aan doen! Lees de informatie over Hoe kan ik donor worden - Bekijk het filmpje. Zoek uit welke leerlingen je klas een donorcodicil dragen. Maak met elkaar een lijstje voor en nadelen van het donorschap. Overleg met je docent of het mogelijk is om een voorlichter van de nierstichting op school te laten vertellen over de voor- en nadelen van nierdonatie. Stap7 Rondom de dialyse patiënt en de familie Het ondergaan van een hemodialyse is voor patiënt en de familie erg ingrijpend. Ziekenhuizen doen er alles aan om die behandeling zo goed mogelijk te laten verlopen. Aan de begeleiding wordt veel zorg besteed. Lees de informatie van het dialysecentrum Groningen. Je gaat beginnen aan de eindopdracht. Stel je voor dat je samen met drie klasgenoten een behandelteam voor een hemodialyse vormt. De nefroloog, de diëtiste, de dialyse verpleegkundige en de maatschappelijk werker spelen een rol bij de behandeling van de patiënt. Aan jullie de taak om een behandelplan op te stellen. Zoek voor ieder van de genoemde personen uit welke rol ze spelen bij het de diagnose, het uitvoeren van de dialyse en het begeleiden van de patiënt en zijn/haar familie Overleg met je docent op welke manier je het behandelplan gaat presenteren. Pagina 14

16 Antwoorden Verwerking Pagina 15

17 Stap 1 Opdracht 1 Uit hoeveel water besta je? b. Leeftijd, sekse, hoeveelheid vetweefsel. c. Vrouwen hebben iets meer lichaamsvet dan mannen, bij gelijk gewicht en daardoor bevatten ze iets minder water. d. De verhoornde opperhuid cellen. Stap 3 Opdracht 1 In balans a. De verbranding van voedsel zoals glucose levert water op. C6H12O6 + 6O2? 6CO2 + 6H2O! b. Bij A staat 'meer dorst' en bij B staat 'meer plassen'. c. Om in balans te blijven moeten ze 1,2 l (0.9 voedsel verbranding) extra drinken. Maar ze verliezen ook 0.1 l minder dus is 1.1 liter extra voldoende. Stap 4 Opdracht 3 Nierslagader en nierader Vergelijk je tekening met de volgende tekst: de aftakking gaat vanuit de glomerulus in het Kapsel van Bowman, via het tweede kronkelkanalatjes langs de Lus van Henle naar het eerste kronkelkanaaltje en vandaar komt er een verbinding met de nierader. Opdracht 7 Clearence 2 a. De glucose clearance is 0 ml/min; de ureum clearance is 50ml/min. b. Penicilline wordt vanuit het bloed in de kronkelkanaaltjes uitgescheiden naar het filtraat! Opdracht 8 Clearence 3 a. Alleen glucose wordt niet geresorbeerd. b. Ze worden gereabsorbeerd vanuit het nierfiltraat naar het bloed. c. De clearence is hoger dan inuline! Stap 5 Opdracht 2 Peritoneaal dialyse a. Het buikvlies-peritoneum. b. Een hoge concentratie glucose zorgt voor een hoge osmotische waarde en daardoor gaat er water uit het bloed naar de spoelvloeistof. Ureum diffundeert uit het bloed omdat de concentratie daarin veel hoger is dan in de spoelvloeistof. c. Dan kan water terug diffunderen naar het bloed. d. In het artikel staat dat je buikvlies een oppervlak heeft van ongeveer 2m22. e. Bij peritoneaaldialyse hoef je niet naar een dialysecentrum te gaan. Dat bespaart reiskosten en tijd. Je kunt zelf bepalen wanneer je wilt dialyseren in je eigen omgeving. Het belangrijkste voordeel is dat je 24/7 kunt dialyseren in plaats van een 3x4 uren per week in een hemodialyse centrum. Opdracht 3 Praktijk problemen a. De in te spuiten oplossing moet hypertonisch zijn zodat er meer vocht vanuit de weefsels naar de bloedbaan gaat. b. Dan stuur je de patiënt te zout naar huis. Wordt dan heel dorstig en zal veel gaan drinken. Dus de nieren weer extra belasten. Pagina 16

18 Over dit lesmateriaal Colofon Auteur VO-content Laatst gewijzigd 18 May 2016 om 09:18 Licentie Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om: het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden. Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Aanvullende informatie over dit lesmateriaal Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar: Leerniveau VWO 6; VWO 5; Leerinhoud en Uitscheiding bij eukaryoten; Biologie; Instandhouding; Stofwisseling van het doelen organisme; Eindgebruiker leerling/student Moeilijkheidsgraad gemiddeld Studiebelasting Pagina 17 8 uur en 0 minuten