Homeostase

Homeostase
Een constant intern milieu. Het weefselvloeistof en het bloedplasma zijn het internet milieu. Homeostatische regelmechanismen zorgen ervoor dat de omstandigheden in het internet milieu niet teveel veranderen en rond de normwaarde schommelen. Door homeostase ontstaat een contestant intern milieu. In ons lichaam vindt negatieve terugkoppeling plaats. Dat betekent dat het resultaat van een proces invloed heeft op het proces. Uit het binnenste deel van het lichaam en actieve spieren wordt de warmte door het stromende bloed afgevoerd naar andere delen. De temperatuur van het bloed wordt geregistreerd door koude- en warmtezintuigen in de hypothalamus, dat is een deel van de hersenen. De warmteproductie is vooral afhankelijk van de intensiteit van de stofwisseling en de activiteit van de skeletspieren. Bij warmteafgifte spelen vooral het bloed en de huid een rol. Als het te warm wordt verwijden de bloedvaten en geven de zweetklieren meer zweet af. Door de verdamping van zweet koelt de huid af. De samenstelling van het interne milieu wordt ook constant gehouden door opname, opslag en afgifte van stoffen. Stoffen die er teveel zijn kunnen worden opgeslagen in het lichaam, maar zijn dan niet meer aanwezig in het interne milieu. Ze kunnen ook weer worden opgenomen als er een tekort aan is. De bouw en functie van een zenuwstelsel Het zenuwstelsel bestaat uit het centraal zenuwstelsel en het perifere zenuwstelsel. Het centrale zenuwstelsel bestaat uit grote hersenen, kleine hersenen, hersenstam en het ruggenmerg. Het perifere zenuwstelsel bestaat uit zenuwen. De zenuwen verbinden het centrale zenuwstelsel met alle delen van het lichaam. Je hebt ook nog een ander verschil in het zenuwstelsel. Je hebt namelijk het animale zenuwstelsel dat de bewuste reacties en houdingen van het lichaam regelt. Daarnaast heb je nog het autonome/vegatieve zenuwstelsel dat zorgt voor de hartslag, ademhaling, dingen die je onbewust doet. Prikkels in je directe omgeving zorgen ervoor dat je zenuwen gaan werken, voorbeelden daarvan zijn licht, geur en geluid. Onder invloed van die prikkels ontstaan in zintuigen impulsen. Impulsen zijn een soort elektrische signalen die door je zenuwen kunnen worden voortgeleid. De impulsen worden in je hersens verwerkt en die reageren met andere impulsen en deze impulsen worden naar de lichaamsdelen geleid die moeten bewegen. Zintuigcellen worden receptoren genoemd, ze ontvangen prikkels. Zenuwcellen worden conductoren genoemd, ze leiden de impulsen voort. De spier en kliercellen worden effectoren genoemd, die moeten iets uitvoeren. Een zenuwstelsel bestaat uit neuronen (zenuwcellen) Elk neuron is opgebouwd uit een cellichaam en uitlopers. In het cellichaam bevinden zich de kern en het grootste deel van de ribosomen en het ER. De cellichamen van vrijwel alle neuronen liggen in of vlak bij het centrale zenuwstelsel. Door de uitlopers worden de impulsen voortgeleid. Een uitloper die de impulsen naar het cellichaam toe geleidt heet een dendriet. Een uitloper die impulsen van het cellichaam af geleidt heet een axon (neuriet). Om een lange uitloper van een neuron van het animale zenuwstelsel ligt een myelineschede (mergschede) Tussen 2 opvolgende cellen van Schwann is een kleine ruimte, een insnoering. Om de uitlopers van bepaalde neuronen van het vegatieve zenuwstelsel ligt geen myelineschede, ze zijn ongemyeliniseerd. Plaatsen waar impulsen van de ene cel naar de andere worden doorgegeven heten synapsen. De uiteinden van dendrieten en axonen zijn sterk vertakt, zodat er veel impulsen kunnen worden ontvangen en doorgegeven. Er zijn 3 typen neuronen. Sensorische neuronen geleiden impulsen van receptoren naar het centrale zenuwstelsel. Deze neuronen hebben één lange dendriet en een kortere axon. Motorische neuronen Geleiden impulsen van het centrale zenuwstelsel naar de effectoren. De cellichamen liggen in het centrale zenuwstelsel en heeft meerdere korte denrieten en één lange axon. Schakelneuronen Geleiden impulsen binnen het centrale zenuwstelsel. . De uitlopers van sensorische en motorische neuronen liggen bij elkaar in zenuwen. Er zijn ook verschillende soorten zenuwen. Gevoelszenuwen, bevat alleen uitlopers van sensorische neuronen. Bewegingszenuwen, Bevatten alleen uitlopers van motorische neuronen. Gemengde zenuwen, deze bevatten uitlopers van beide soorten neuronen. De zenuwverdeling van of in een orgaan wordt innervatie genoemd.
Impulsen Alle neuronen in rust hebben een verschil van de elektrische lading. De binnenkant van het celmembraan heeft een negatieve lading van ongeveer 70 mV. Het voortgeleiden van een impuls gebeurd doordat de elektrische lading aan de binnenkant even veranderd in een positieve lading. Dit heet de actiefase. Na de actiefase wordt de oorspronkelijke elektrische lading weer hersteld. Dat heet de herstelfase en die duurt ongeveer 1 milliseconde. De impulssterkte is de grootte van verandering die optreedt in de elektrische lading van het celmembraan. Bij verschillende prikkelsterkte verschilt de impulsfrequentie in de sensorische neuronen. De impulsfrequentie van het neuron is het aantal impulsen dat per tijdseenheid door dit neuron wordt voortgeleidt. Een myelineschede vormt een isolatielaag om de uitloper van een neuron, waardoor bij neuronuitlopers met een myelineschede de verandering van de elektrische lading van het celmembraan alleen kan plaatsvinden bij de insnoeringen. De impulsen springen daardoor van insnoering naar insnoering en dat wordt sprongsgewijze impulsbegeleiding genoemd. Dat gaat veel sneller dan in een uitloper zonder myelineschede. Men kan neuronen ook kunstmatig prikkelen. Mechanisch prikkelen kan bv door het neuron aan te raken met een micronaald. Elektrisch prikkelen kan ook, met een stroomstoot. En het is ook nog mogelijk dat men chemisch prikkels toepast en dat doen ze dan door een bepaalde stof op het celmembraan te laten inwerken. Als een prikkel te zwak is dan doet een neuron niks, de prikkel ligt onder de prikkeldrempel. Als de prikkel te krachtig is kan het neuron de elektrische lading van het celmembraan niet handhaven en dan ontstaat een impuls. Dat impuls wordt dan voort geleidt. De prikkelsterkte heeft geen invloed op de impuls sterkte, want het is een alles of niets wet. De prikkelsterkte heeft wel invloed op de impulsfrequentie, hoe sterker de prikkel, des te hoger de impulsfrequentie. Aan het einde van een axon (het presynaptische element) zitten een aantal verdikkingen, dat zijn synapskopjes. Hierin bevinden zich veel mitochondriën en synaptische blaasjes. Die blaasjes bevatten een transmitterstof. Het synapsknopje is van het postynaptische membraan gescheiden door een smalle ruimte, synapsspleet. Als er bij een synapsknopje een impuls aankomt, bewegen enkele synaptische blaasjes zich naar het presynaptische membraan versmelten ermee en brengen hun inhoud in de synapsspleet. Onder invloed van de transmitterstof in de synapsspleet kunnen in het postsynaptische membraan impulsen ontstaan. Of er een impuls ontstaat, is afhankelijk van de hoeveel transmittelstof. Een veel voorkomend transmittelstof is acetylcholine, het bevorderd de samentrekking van skeletspieren. Naast die stof zijn er nog een paar, die genoemd worden zijn van belang bij een actieve en alerte toestand van het lichaam: dopamine, adrenaline en noradrenaline. De synaptische blaasjes van één neuron bevatten allen dezelfde transmittelstof. Transmitterstoffen die impulsen kunnen opwekken in het postynaptische membraan worden exciterende transmitterstoffen genoemd. Er zijn ook transmitterstoffen die een remmende werking hebben op het postynaptische membraan, zij worden inhiberende transmitterstoffen genoemd. Wanneer je bewegingen bewust wil uitvoeren, dan regel je at met je hersenen. We kennen ook bewegingen die onbewust ontstaan als vaste snelle reacties op bepaalde prikkels: reflexen. De impulsgeleiding bij de kniepeesreflex is zeer bijzonder doordat sensorische neuronen via een deel van de vertakkingen van de uitlopers direct zijn verbonden met motorische neuronen. Bij de meeste reflexen zijn de sensorische neuronen alleen via schakelneuronen verbonden met motorische neuronen. De weg die impulsen afleggen bij een reflex wordt reflexboog genoemd. Een reflexboog bestaat uit een receptor, een deel van het zenuwstelsel en een effector. De reflexbogen van romp en ledematen verlopen via het ruggenmerg. Reflexen hebben vaak de functie bij het handhaven van bepaalde houdingen. Belangrijke reflexen zijn: terugtrekreflex, voetzoolreflex, slikreflex en zuigreflex. Het autonome zenuwstelsel. Het autonome zenuwstelsel wordt onderverdeeld in een orthosympatisch deel en een parasympatisch deel. Het orthosympatisch deel beïnvloed de organen zodat het lichaam arbeid kan verrichten. Voor deze arbeid is energie nodig en die komt a.o vrij bij de verbranding van glucose. Alle processen waarbij energie vrij komt behoren tot de dissimilatie. Het orthosympatisch deel bevorderd de dissimilatie. Het parasympatisch deel beïnvloed de organen zodanig, dat het lichaam in een toestand van rust en herstel kan komen. Het parasympathische deel bevorderd ook de assimilatie. Bij assimilatie worden organische stoffen gevormd waaruit je lichaam ontstaat en daar is energie voor nodig. Bij het orthosympathische deel worden impulsen vanuit het ruggenmerg via grensstrengen nar organen geleid. Grensstrengen zijn 2 reeksen ganglia links en rechts van de wervelkolom. Ganglion is een opeenhoping van neuronen buiten het centrale zenuwstelsel. Bij het parasympathische deel worden impulsen vooral via de linker en rechter zwevende zenuw voortgeleid. Deze zenuwen ontspringen in de hersenstam en vertakkingen ervan lopen naar de organen. Een orgaan dat door een bepaald deel van het centrale zenuwstelsel wordt beïnvloed, wordt een doelwitorgaan genoemd. Elk doelwitorgaan wordt geïnerveerd door 2 zenuwen van het autonome zenuwstelsel: een orthosymphatische en een parasympathische zenuw. Dit heet ook wel dubbele innervatie. De neuronen van het orthosymphatische deel geven in het doelwitorgaan de transmitterstof adrenaline of noradrenaline af; de neuronen van het parasympathische deel de transmitterstof acetycholine. De diepte en snelheid waarmee je ademhaalt worden aangepast aan de omstandigheden die het ademcentrum dat zich in de hersenstam bevindt. Het regelt de activiteit van de ademhalingsspieren. In de wand van de halsslagaders en de aorta liggen chemoreceptoren die vooral reageren op het koolstofdioxidegehalte van het bloed. Bij een sterke lichamelijke inspanning stijgt dat gehalte en vanuit de chemoreceptoren gaan dan impulsen via zenuwen naar het ademcentrum. Vanuit daar gaan impulsen via zenuwen naar de ademhalingsspieren. In het hart ligt een sinusknop die zorgt voor het samentrekken van de hartspieren. Vanuit de sinusknop worden impulsen verder geleid naar het spierweefsel in de wand van de boezems en kamers. De snelheid waarmee de sinusknop impulsen afgeeft (hartritme of hartslagfrequentie) Kan worden beïnvloed door het autonome stelsel. De hersenstam wordt beïnvloed door zintuigcellen in de wand van de halsslagaders en de aorta. Deze zintuigcellen reageren op een verandering in de bloeddruk. Als de bloeddruk b.v daalt onder de normwaarde, zorgt de hersenstam voor een stijging van het hartritme, waardoor de bloeddruk ook stijgt. De hersenstam kan ook worden beïnvloed door emoties en zintuiglijke waarnemingen (gespannen, kwaad of schrikken). Het hormoonstelsel Het hormoonstelsel bestaat uit een aantal hormoonklieren die hormonen produceren. In ons lichaam komen 2 typen hormonen voor. Exocriene klieren hebben afvoerbuizen, waardoor de geproduceerde stoffen worden afgevoerd in het externe milieu. Endocriene klieren brengen de hormonen in het bloed, waardoor de hormonen in het hele lichaam terechtkomen. Ze zijn echter alleen werkzaam in hun doelwitorganen en de mate van reactie ligt aan de concentratie hormonen (hormoonspiegel) Hormonen worden in de lever afgebroken, maar worden ook steeds opnieuw geproduceerd. De hypofyse, schildklier, bijnieren, eilandjes van Langerhans en de geslachtsorganen zijn de belangrijkste hormoonklieren in ons lichaam. Het zenuwstelsel regelt snelle, kortdurende processen, het hormoonstelsel vooral langzame, langdurige processen. Er zijn 2 typen hormonen: hormonen die in ver oplosbaar zijn en hormonen die niet in vet oplosbaar zijn. Doordat een celmembraan uit fosfolipen is opgebouwd, kunnen in vet oplosbare hormonen gemakkelijk door het celmembraan heen. Als zo’n hormoon een cel binnen komt wordt het gebonden aan een receptoreiwit. Het hormoon vormt dan met het receptoreiwit een hormoon-receptorcomplex. Het hormoon-receptorcomplex wordt via poriën door het kernmembraan heen getransporteerd. Als gevolg hiervan wordt langs een bepaald DNA-molecuul een mRNA molecuul gevormd. Een hormoon dat niet in vet oplosbaar is oefent zijn invloed uit dmv een second messenger. Het hormoon wordt gebonden aan een specifiek receptoreiwit aan de buitenzijde van het celmembraan. Onder invloed hiervan wordt aan de binnenkant een bepaalde stof gevormd: de second messenger. Onder invloed van de second messenger wordt een enzym geactiveerd die een specifieke reactie op gang brengt. Ook enkele in vet oplosbare hormonen, zoals adrenaline en noradrenaline, oefenen hun invloed uit dmv second messengers. De hypofyse ligt onder tegen je hersenstam en bestaat uit 2 delen: de voorkwab (adenohypofyse) en de achterkwab (neurohypofyse). De voorkwab produceert o.a. groeihormonen en prolactine. Als de hypofyse teveel groeihormoon produceert ontstaat reuzengroei. Prolactine stimuleert de productie van melk door melkklieren in de borst. Adrenocrticotroop hormoon beïnvloedt de bijnierschors. ACTH is o.a. van invloed bij stress. Thyroïdstimulerend hormoon beïnvloedt de schildklier (FSH en LH hormonen) Door de neurohypofyse worden de hormonen oxytocine en ADH afgegeven. Onder invloed van oxytocine ontstaan weeën bij de geboorte en het speelt een rol bij de afgifte van melk door de borsten. Antidiuretisch hormoon (ADH) regelt de afgifte van water door de nieren. Met urine kan veel of weinig water het lichaam verlaten, hierdoor wordt de osmotische waarde van het interne milieu ongeveer constant gehouden. De osmotische waarde wordt geregistreerd door zintuigcellen in de hersenen (osmoreceptoren) Wanneer de osmotische waarde stijgt, wordt onder invloed van deze osmoreceptoren door de hypofyse meer ADH afgegeven.Doordat de hoeveelheid ADH in het bloed toeneemt, wordt per tijdseenheid door de nieren minder water afgegeven met de urine waardoor de osmotische waarde in het internet milieu daalt. De hypofyse staat onder invloed van het zenuwstelsel, als een baby aan de tepel zuigt komt er oxytocine vrij. De verbinding tussen het zenuwstelsel en de hypofyse verloopt via neuronen in de hypothalamus. Door de axonen van deze neuronen worden de hormonen naar de neurohypofyse getransporteerd. Ze worden daar aan het bloed afgegeven, als reactie op waarneming door de zintuigen. Wanneer hormonen door neuronen worden gevormd spreken we van neurosecretie. Door neuronsecretie gevormde hormonen worden neurohormonen genoemd. Door neuronen in de hypothalamus worden zeer kleine hoeveelheden van verschillende neurohormonen geproduceerd. Deze neurohormonen worden releasing factors genoemd. De releasing factors orden afgegeven aan het hypofyse-poortaderstelsel. De haarvaten in dit poortaderstelsel verenigen zich tot één bloedvat dat zich later (in de hypofyse) weer vertakt tot haarvaten. Via het hypofyse-poortaderstelsel komen de releasing factors in de adenohypofyse terecht. Daar stimuleren ze de afgifte van hypofysehormonen. THS releasing factor (TRF) stimuleert b.v de vorming van afgifte van TSH. De schildklier produceert het hormoon thyroxine dat de stofwisseling, groei en ontwikkeling stimuleert. Als bij iemand de schildklier te veel thyroxine produceert, wordt de intensiteit van de stofwisseling verhoogd. De persoon vermagerd en wordt rusteloos. Als bij iemand de schildklier te veel thyroxine produceert, wordt de intensiviteit van de stofwisseling verlaagd. De persoon krijgt het daardoor snel koud en wordt snel moe. Bij een kind ontstaat een stilstand in de geestelijke en lichamelijke ontwikkeling. Als bij een volwassen persoon te weinig thyroxine wordt geproduceerd, kan de schildklier sterk vergroten. Dit wordt struma (kropgezwel) genoemd. Dit kan gebeuren doordat er te weinig jood in het voedsel voorkomt. Jood is noodzakelijk voor de vorming van thyroxine. TSH uit de hypofyse stimuleert de vorming van schildklierweefsel, de opname van jood en de productie van thyroxine. Thyroxine remt de productie en afgifte van TSH. De eilandjes van Langerhans zijn cellen die tussen de cellen van de alvleesklier liggen. De alvleesklier is een verteringsklier. In de eilandjes van Langerhans komen alfa-cellen en betha-cellen voor. De alfa cellen produceren het hormoon glucagon, de betha-cellen het hormoon insuline. Deze hormonen regelen het glucose gehalte van het bloed. Koolhydraten worden in je darmkanaal verteerd tot o.a glucose, dat vervolgen door de dunne wand wordt opgenomen in het bloed. Het glucosegehalte van het bloed is gemiddeld o.1% (bloedsuikerspiegel) en wordt door glucagon en insuline constant gehouden. Als het glucosegehalte van het bloed stijgt, produceren de betha-cellen meer insuline en de alfa-cellen minder glucagon. Onder invloed van insuline wordt het transport van glucose door celmembranen versneld, waardoor meer cellen glucose uit het bloed opnemen. In lever en spiercellen wordt glucose omgezet in glycogeen en daar opgeslagen. Insuline stimuleert ook de omzetting van glucose in vetten en eiwitten en verhoogt de permeabiliteit van celmembranen voor glucose. Wanneer er te weinig insuline wordt gevormd, kan het glucosegehalte in het bloed tot max. 0.16% stijgen. Deze concentratie noemt men nierdrempel. Bij overschrijding van deze concentratie verlaat glucose met de urine het lichaam. Als het glucosegehalte van het bloed onder de 0.1% daalt, produceren de alfa-cellen meer glucagon en de betha-cellen minder insuline. Glucagon stimuleert de omzetting van glycogeen in glucose en bevordert de afgifte van glucose aan het bloed. De alfa- en betha-cellen registreren zelf het glucosegehalte. De bijniermerg produceert het hormoon adrenaline. Als je woedend bent of schrikt dan geeft het bijniermerg onder invloed van het autonome zenuwstelsel adrenaline af, het is een hormoon van snelle kortdurende werking. Adrenaline bevordert de dissimilatie en onder invloed van adrenaline wordt in de lever en spieren glycogeen omgezet in glucose. Adrenaline zorgt ook voor een stijging van de bloeddruk. Adrenaline stelt het lichaam in staat om in situaties van grote spanningen snel te handelen. De bijnierschors produceert corticosteroïden. Deze onderdrukken o.a de activiteit van het afweersysteem.