Hoofdstuk 5 homeostase

Basisstof 1: Een constant milieu

Homeostase zorgt ervoor dat de omstandigheden in het interne milieu niet te veel veranderen. Door homeostase ontstaat een constant intern milieu. Bij negatieve terugkoppeling veroorzaakt een toename van het resultaat een remming van het proces. Een afname van het resultaat veroorzaakt een stimulering van het proces.

De lichaamstemperatuur is aan de buitenkant van het lichaam meestal wat kouder dan aan de binnenzijde. Dit komt door de veel grotere warmteproductie in het binnenste deel van het lichaam. Bloed speelt een belangrijke rol bij de verdeling van warmte.

Warmte : Binnenzijde van het lichaam > Bloed > Buitenzijde van het lichaam.

De lichaamstemperatuur kan constant worden gehouden als er een evenwicht is tussen de warmteproductie en de warmteafgifte(=warmtebalans).De temperatuur van het bloed wordt geregistreerd door de koude- en warmtezintuigen in de hypothalamus (=deel van de hersenen).

De samenstelling van het interne milieu wordt constant gehouden door opname, opslag en uitscheiding van stoffen. Te veel van een bepaalde stof zorgt voor opslag. De stof wordt dan aan het interne milieu onttrokken maar blijft in het lichaam. Het kan ook worden uitgescheiden. De stof wordt dan aan het interne milieu onttrokken en uit het lichaam verwijdert. Als er van een bepaalde stof te weinig aanwezig is wordt deze opgenomen.

Basisstof 2: De bouw en functie van het zenuwstelsel

Het zenuwstelsel bestaan uit het perifere zenuwstelsel(bestaat uit zenuwen) en uit het centrale zenuwstelsel(bestaat uit grote en kleine hersenen, hersenstam en ruggenmerg).

De zenuwen verbinden het centrale zenuwstelsel met alle delen van het lichaam.

Het zenuwstelsel kan ook worden ingedeeld op functie. Het animale zenuwstelsel regelt vooral de bewuste reacties en de houding en de beweging van het lichaam. Het autonome of vegetatieve zenuwstelsel regelt vooral de werking van de inwendige organen zoals de hartslag, de ademhaling, de vertering, de nierwerking en de verwijding of vernauwing van de bloedvaten.

Een prikkel is een invloed van uit het milieu op een organisme. Onder invloed van prikkels ontstaan in zintuigcellen impulsen. Impulsen zijn soort elektrische signalen die door zenuwen kunnen worden voortgeleid. De impulsen die in de zintuigcellen ontstaan, worden door zenuwen naar je hersenen geleid. Je hersenen verwerken de impulsen en reageren door het afgeven van andere impulsen. Die impulsen gaan via zenuwen naar bepaalde lichaamsdelen en laten die iets doen. Zintuigcellen zijn receptoren, zenuwcellen zijn conductoren en spiercellen en kliercellen zijn effectoren.

Het zenuwstelsel bestaat uit neuronen. 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 endoplasmatisch reticulum. De cellichamen van vrijwel alle neuronen liggen in of vlak bij het centrale zenuwstelsel. Door de uitlopers worden de impulsen voortgeleid. Een uitloper die impulsen naar het cellichaam toe geleidt is een dendriet. Een uitloper die de impulsen van het cellichaam af geleidt is een axon(of neuriet). Uitlopers kunnen lang zijn. Om een lange uitloper van een neuron van het animale zenuwstelsel ligt een myelineschede(mergschede). Die bestaat uit cellen van Schwann. Tussen twee opeenvolgende cellen van Schwann is een kleine ruimte, een insnoering. Om de uitlopers van bepaalde neuronen van het vegetatieve zenuwstelsel ligt geen myelineschede, ze zijn ongemyeliniseerd.

Synapsen zijn plaatsen waar impulsen worden doorgegeven van de ene naar de andere cel. De uiteinden van dendrieten en axonen zijn meestal sterk vertakt. Aan het eind van deze vertakkingen bevinden zich veel synapsen. Hierdoor kan een neuron van veel andere cellen impulsen ontvangen en van veel andere cellen impulsen doorgeven.

Er zijn drie soorten neuronen. Sensorische neuronen(gevoelszenuwcellen) geleiden impulsen van receptoren naar het centrale zenuwstelsel. De cellichamen van de meeste sensorische neuronen liggen vlak bij het centrale zenuwstelsel. Een sensorisch neuron heeft één lange dendriet en een korter axon.

Motorische neuronen geleiden impulsen van het centrale zenuwstelsel naar effectoren. De cellichamen van motorische neuronen liggen in het centrale zenuwstelsel. Een motorisch neuron heeft meerdere kort dendrieten en één lang axon.

Schakelneuronen(schakelcellen) geleiden impulsen binnen het centrale zenuwstelsel. Schakelneuronen kunnen impulsen ontvangen van sensorische neuronen en deze doorgeven aan motorische neuronen. Schakelneuronen kunnen ook impulsen ontvangen van en doorgeven aan andere schakelneuronen. Schakelneuronen liggen geheel binnen het centrale zenuwstelsel.

De uitlopers van sensorische en motorische neuronen liggen bij elkaar in zenuwen. De myelineschede isoleert de uitlopers van elkaar. Om de bundel neuronuitlopers ligt een laag bindweefsel, die zorgt voor bescherming.

Er zijn drie soorten zenuwen. Een gevoelszenuw bevat alleen uitlopers van sensorische neuronen, bijvoorbeeld oogzenuwen. Een bewegingszenuw bevat alleen uitlopers van motorische neuronen. Een gemengde zenuw bevat zowel uitlopers van sensorische als van motorische neuronen. De meeste zenuwen zijn gemengde zenuwen.

Innervatie is de zenuwverdeling naar of in een orgaan.

Basisstof 3: Impulsen

Bij alle cellen is het celmembraan elektrisch geladen. Bij neuronen heeft de binnenkant van het celmembraan een negatieve elektrische landing van ongeveer 70 mV ten opzichte van de buitenkant van het celmembraan. Dit verschil is even groot bij alle neuronen die geen impulsen voortgeleiden (ze zijn in rust). Het voortgeleiden van een impuls komt tot stand doordat de elektrische lading van het celmembraan heel even verandert. De binnenkant van het celmembraan krijgt een positieve lading ten opzichte van de buitenkant. Dit is de actiefase(duurt 1 milliseconde). Tijdens de herstelfase (duurt ook ongeveer 1 milliseconde) na de actiefase wordt de oorspronkelijke elektrische lading weer hersteld. Het celmembraan kan gedurende korte tijd geen impulsen voortgeleiden. De impulssterkte is de grootte van de verandering die optreedt in de elektrische lading. Bij en mens is de impulssterkte voor alle neuronen gelijk. Zintuigcellen kunnen prikkels van verschillende sterkte ontvangen. Een geluid kan bijvoorbeeld hard of zacht zijn. Bij verschillende prikkelsterktes verschilt de impulsfrequentie(het aantal impulsen per tijdseenheid) in de sensorische neuronen. Ook in motorische neuronen kan de impulsfrequentie variëren. Hoe hoger de impulsfrequentie des te krachtiger is de samentrekking van spieren, of des te groter is de afgifte van kliersappen.

Sprongsgewijze impulsgeleiding houdt in dat impulsen van insnoering naar insnoering springen. Dit komt doordat een myelineschede een isolatielaag vormt om de uitlopers van een neuron en daardoor kan bij neuronuitlopers met een myelineschede de verandering van de elektrische lading van het celmembraan alleen plaatsvinden bij de insnoeringen. Deze impulsgeleiding gaat veel sneller dan in een uitloper zonder myelineschede.

De elektrische lading van het celmembraan van een neuron in rust kan op verschillende manieren kunstmatig worden verstoord. Mechanisch kan een neuron geprikkeld worden door bijvoorbeeld dit aan te raken met een micronaald. Elektrisch kan een neuron geprikkeld worden door bijvoorbeeld een stroomstoot toe te dienen. Chemisch kan een neuron ontwikkeld worden door bepaalde stoffen op het celmembraan te laten inwerken. De toegediende prikkel kan sterk of zwak zijn. Bij een zwakke prikkel kan het neuron de elektrische lading van het celmembraan handhaven. De prikkelsterkte ligt dan onder de drempelwaarde(prikkeldrempel). Is de toegediende prikkel sterk genoeg dan kan de neuron de elektrische lading van het celmembraan niet handhaven. Zo ontstaat er een impuls die door het neuron wordt voortgeleid. De prikkelsterkte ligt dan boven de prikkeldrempel. De prikkelsterkte is de kleinste prikkelsterkte die een impuls veroorzaakt. Bij een prikkelsterkte onder de prikkeldrempel ontstaat geen impuls en bij een prikkelsterkte boven de prikkeldrempel ontstaat wel een prikkel. De prikkelsterkte heeft dus geen invloed op de impulssterkte. De prikkelsterkte heeft wel invloed op de impulsfrequentie, hoe hoger de prikkelsterkte des te hoger de impulsfrequentie. Wanneer een uitloper van een neuron kunstmatig wordt geprikkeld, worden in twee richtingen impulsen voortgeleid: naar het uiteinde van de uitloper en naar het cellichaam. De impulsen kunnen steeds in één richting worden doorgegeven aan andere cellen doordat een synaps de impulsen slechts in één richting kan doorgeven.

Sensorische neuronen en schakelneuronen staan door middel van enkele honderden tot duizenden synapsen in contact met andere neuronen. Het aanvoerende axon (het presynaptisch element) vormt aan zijn uiteinde een groot aantal verdikkingen: de synapsknopjes. Hierin bevinden zich veel mitochondriën en synaptische blaasjes, die blaasjes bevatten een transmitterstof. Het synapsknopje is van het postsynaptische membraan gescheiden door een smalle ruimte: de synapsspleet. Wanneer bij een synapsknopje een impuls aankomt, bewegen enkele synaptische blaasjes zich naar het postsynaptische membraan , versmelten ermee en brengen hun inhoud in de synapsspleet. Onder invloed van transmitterstof in de synapsspleet kunnen in het postsynaptische membraan impulsen ontstaan. Of er een impuls ontstaat is afhankelijk van de hoeveelheid en de soort transmitterstof. Transmitterstoffen die impulsen in het postsynaptische membraan kunnen veroorzaken worden exciterende transmitterstoffen genoemd. Transmitterstoffen die een remmend effect hebben op het postsynaptische membraan worden inhiberende transmitterstoffen genoemd.

Wanneer je bewegingen bewust wilt uitvoeren ontstaan er impulsen in de grote hersenen. Deze impulsen worden via neuronuitlopers in het ruggenmerg naar bepaalde motorische neuronen geleid. Onder invloed van de impulsen van deze motorische neuronen trekken bepaalde spieren zich samen en ontspannen andere spieren zich. Er zijn ook bewegingen die onbewust ontstaan als vaste, snelle reacties op bepaalde prikkels: reflexen.

Basisstof 4: Het autonome zenuwstelsel

Het autonome zenuwstelsel innerveert o.a. de spieren van inwendige organen en klieren. Het werkt nauw samen met het zenuwstelsel. De centra van het autonome zenuwstelsel liggen in de hersenstam. De hersenstam bestaat uit o.a. de thalamus en de hypothalamus met de hypofyse.

Het orthosympathische deel van het autonome zenuwstelsel beïnvloedt de organen zodanig dat het lichaam arbeid kan verrichten. Hiervoor is energie nodig. Een belangrijk deel van de energie in je lichaam komt vrij bij de verbranding van glucose. Alle processen waarbij energie wordt vrij gemaakt, behoren tot de dissimilatie. Het orthosympathische deel bevordert de dissimilatie. Het parasympathische deel beïnvloedt de organen zodanig dat het lichaam in en toestand van rust en herstel kan komen. Het parasympathische deel bevordert de assimilatie. Hierbij worden de organische stoffen gevormd waaruit je lichaam bestaat. Voor assimilatieprocessen is energie nodig. De energie wordt vastgelegd in de gevormde organische stoffen.