Biologie samenvatting H5 (isis)

Elke cel van je lichaamis omgeven door een weefselvloeistof. De weefselvloeistof vormt samen met het bloedplasma het interne milieu. Homeostatische regelmechanismen zorgen ervoor dat de omstandigheden in het interne milieu niet te veel veranderen, en dat ze bij een bepaalde waarde blijven à deze waarde heet de normwaarde.
Terugkoppeling betekent dat het resultaat van een proces invloed heeft op het proces. Bij negatieve terugkoppeling veroorzaakt een toename van het resultaat een remming van het proces. Het totale systeem (het proces) noemt men een regelkring.

De meeste organen zorgen (samen met spieren) voor de warmteuitstoot, het bloed zorgt voor de verdeling van de warmte over het lichaam. De lichaamstemperatuur kan constant blijven als er een evenwicht is tussen de warmteproductie en de warmteafgifte: de warmtebalans. De hypothalamus registreerd met koude- en warmtezintuigen de temperatuur van het bloed.

Net als de lichaamstemperatuur wordt ook de samenstelling van het interne milieu constant gehouden. Dit kan gebeuren door opname, opslag en uitscheiding van stoffen. Als er van een bepaalde stof te veel in het interne milieu aanwezig is, kan het worden opgeslagen (dit gebeurd met glucose, vet, vitaminen, zouten). Het teveel aan een bepaalde stof kan ook worden uitgescheiden. Als een bepaalde stof te weinig in het interne milieu aanwezig is, worden dezelfde stoffen die eerder waren opgenomen weer losgelaten in het interne milieu.

Zenuwstelsel bestaat uit (2) à het centrale zenuwstelsel en het perifere zenuwstelsel.
Het centrale zenuwstelsel bestaat uit grote hersenen, kleine hersenen, hersenstam en ruggenmerg. Het perifere zenuwstelsel bestaat uit zenuwen.
Het zenuwstelsel kan worden ingedeeld op grond van de functie, we onderscheiden daarbij het animale zenuwstelsel en het autonome zenuwstelsel. Het animale zenuwstelsel regelt vooral de bewuste reacties en de houding en beweging van het lichaam. Het autonome zenuwstelsel regelt vooral de werking van inwendige organen, zoals de hartslag, ademhaling en vertering. Het staat niet onder invloed van de wil.

Een prikkel is een invloed uit het milieu op een organisme. Onder invloed van prikkels ontstaan in zintuigcellen impulsen. Dit zijn een soort elektrische signalen die door zenuwen kunnen worden voortgeleid.  De impulsen die in je zintuigcellen (in je ogen en neus) onstaan, worden door zenuwen naar je hersenen geleid. Die verwerken de impulsen en reageren door het afgeven van andere impulsen. Het zenuwstelsel zorgt o.a. voor het verwerken van impulsen die afkomstig zijn van zintuigen, en voor het regelen van de werking van spieren en klieren.
Zintuigcellen worden receptoren genoemd, zenuwcellen heten conductoren en spier- en kliercellen worden effectoren genoemd.

<!--[if !vml]--><!--[endif]-->

Het zenuwstelsel bestaat uit neuronen (zenuwcellen). Elk neuron is opgebouwd uit een cellichaam en uitlopers. Een uitloper die 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. Die bestaan
uit cellen van Schwann. Tussen die twee opeenvolgende cellen
is een kleine ruimte, een insnoering.
<!--[endif]-->

Om de uitlopers van bepaalde neuronen van het autonome zenuwstelsel ligt geen myelineschede, ze zijn ongemyeliniseerd. 

Plaatsen waar impulsen worden doorgegeven van de ene cel naar de andere cel worden synapsen genoemd. Aan het eind van de vertakkingen van dendrieten en axonen bevinden zich veel synapsen. Hierdoor kan een neron van veel andere cellen (zintuigcellen of neuronen) impulsen ontvangen, en aan veel andere cellen (neuronen, spier- of kleurcellen) impulsen doorgeven.

Er zijn drie typen neuronen: sensorische neuronen, motorische neuronen en schakelneuronen.
Sensorische neuronen (gevoelszenuwcellen) geleiden impulsen van receptoren naar het CZS. De cellichamen van de meeste sensorische neuronen liggen vlak bij het CZS. Een sensorisch neuron heeft één lange dendriet en een korter axon/neuriet.
Motorische neuronen (bewegingszenuwcellen) geleiden impulsen van het CZS naar effectoren. De cellichamen van motorische neuronen liggen in het CZS. Een motorisch dendriet heeft meerdere korte dendrieten en één lang axon/neuriet.
Schakelneuronen (schakelcellen) geleiden impulsen binnen het CZS. Schakelneuronen kunnen impulsen ontvangen van sensorische neuronen en deze doorgeven aan motorische neuronen of aan andere schakelneuronen. Ze liggen geheel binnen het CZS.

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 voor bescherming.

Er zijn drie typen zenuwen: gevoelszenuwen, bewegingszenuwen en gemengde zenuwen.
Een gevoelszenuw bevat alleen uitlopers van sensorische neuronen (bijvoorbeeld de oogzenuwen). Een bewegingszenuw bevat alleen uitlopers van motorische neuronen. Een gemengde zenuw bevat uitlopers van zowel sensorische als motorische neuronen (bijvoorbeeld zenuwen onder arm en benen die verbinden met het ruggenmerg). De zenuwverdeling naar of in een orgaan wordt innervatie genoemd. Alle organen worden vanuit het CZS geïnnerveerd.

Bij alle cellen is het celmembraan elektrisch geladen. 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 (normaal is het negatief). We noemen dit de actiefase. Na de actiefase kan het celmembraan gedurende korte tijd geen impulsen voortgeleiden, dit heet de herstelfase. De impulssterkte is de grootte van de verandering die optreedt in de elektrische lading van het celmembraan. Bij de mens is deze overal gelijk.
Bij verschillende prikkelsterktes verschilt de impulsfrequentie in de sensorische zenuwen (gevoelszenuwcellen). De impulsfrequentie van een neuron is het aantal impulsen dat per tijdseenheid door dit neuron wordt voortgeleid.
Door de isolatielaag om de neuronen (myelineschede), kunnen veranderingen van de elektrische lading van het celmembraan alleen plaatsvinden bij de insnoeringen. Het is sprongsgewijze impulsgeleiding: de impulsen “springen’ van insnoering naar insnoering. Dit verloopt veel sneller dan de impulsgeleiding in een uitloper zonder myelineschede.

De elektrische lading van het celmembraan van een neuron ‘in rust’ kan op verschillende manieren kunstmatig worden verstoord (3) à

•Men kan een neuron mechanisch prikkelen, door aan te raken met bijvoorbeeld een micronaald.
•Men kan een neuron elektrisch prikkelen, door bijvoorbeeld een stroomstoot toe te dienen.
•Men kan een neuron chemisch prikkelen, bijvoorbeeld door bepaalde stoffen op het celmembraan
   te laten inwerken. 

Een prikkel kan sterk of zwak zijn. Bij een hele zwakke prikkel kan het neuron de elektrische lading van het celmembraan handhaven. De prikkel licht dan onder de drempelwaarde. We noemen deze drempelwaarde de prikkeldrempel. Als hij hoger is dan deze waarde, dan kan het neuron de elektrische lading van het celmembraan niet handhaven, en ontstaat er een impuls die door het neuron wordt voortgeleid. De prikkeldrempel is de kleinste prikkelsterkte die een impuls veroorzaakt.
Let op, de prikkelsterkte heeft geen invloed op de impulssterkte. Het omzetten van een prikkel in een impuls gebeurt volgens de ‘alles-of-nietswet’. Bij een prikkelsterkte onder de drempelwaarde onstaat geen impuls, bij een prikkelwaarde erboven wel altijd. De prikkelwaarde heeft dus wel invloed op de impulsfrequentie: hoe sterker de prikkel, des te hoger is de impulsfrequentie.

Sensorische en schakelneuronen staan door middel van honderden tot duizenden synapsen in contact met andere neuronen. Het aanvoerende axon ( het presynaptische element) vormt aan zijn uiteinde een groot aantal verdikkingen: de synapsknopjes. Hierin bevinden zich veel mytochondriën en synaptische blaasjes. De synaptische 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
presynaptische membraan (neuron 1), versmelten
ermee en brengen  hun inhoud in de synapsspleet.
Onder invloed van tranmitterstof in de synapsspleet kunnen in het postsynaptische membraan (neuron 2) impulsen ontstaan. Of er een impuls onstaat, is afhankelijk van de hoeveelheid en de soort transmitterstof. 

Een veel voorkomende transmitterstof is acetylcholine. Dit bevordert bijvoorbeeld de samentrekking van skeletspieren. Naast acetylcholine zijn er ook nog andere transmitterstoffen bekend. Zoals dopamine, adrenaline en noradrenaline, die bijvoorbeeld van belang zijn voor een actieve, alerte  toestand van het lichaam.

Transmitterstoffen die impulsen in het postsynaptische membraan kunnen veroorzaken, worden exciterende transmitterstoffen genoemd. Er zijn ook transmitterstoffen die een vremmend effect op het postsynaptische membraan hebben, die heten inhiberende transmitterstoffen.

Bewegingen die onbewust ontstaan als vaste, snelle reactie op bepaalde prikkels heten reflexen.
De weg die impulsen bij een reflex afleggen, wordt een reflexboog genoemd. Een reflexboog bestaat uit een receptor, een deel van het zenuwstelsel en een effector.  De grote hersenen maken geen deel uit van de reflexboog, maar de reflexen komen toch nog aan in de grote hersenen, alleen pas later als het reflex al is geweest.

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

Het autonome zenuwstelsel wordt onderverdeeld in een orthosympatisch deel en een parasympatisch deel. De delen hebben een tegengestelde werking.
Het orthosympatische deel 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 verbranding van glucose. Maar ook door andere processen kan dit worden gedaan. Alle processen waarbij energie wordt vrijgemaakt behoren tot de dissimulatie. Het orthosympatische deel zorgt o.a. voor hogere hartslag, verwijding van de bloedvaten naar skeletspieren en hogere ademfrequentie.
Het parasympatische deel beïnvloedt de organen zodanig dat het lichaam in een toestand van rust en herstel kan komen. Het parasympatische deel bevordert de assimulatie. Daarbij worden de organische stoffen gevormd waaruit je lichaam bestaat. Hiervoor is energie nodig. Het parasympatische deel zorgt o.a. voor een hogere productie van verteringssappen, snellere darmperistaltiek, verlaagt de hartslag en ademfrequentie en vernauwt de pupillen.

Bij het orthosympatische deel worden impulsen vanuit het ruggenmerg via de grensstrengen naar de organen geleid. Grensstrengen zijn twee reeksten van ganglia links en rechts van de wervelkolom. Een ganglion is een opeenhoping van neuronen buiten het CZS. Vanuit de ganglia van de grensstreng lopen zenuwen naar de organen.
Bij het parasympatische deel worden impulsen vooral via de linker en rechter zwervende zenuw voortgeleid. Deze zenuwen ontspringen in de hersenstam. Vertakkingen ervan lopen naar de organen.

Een orgaan dat door een bepaald deel van eht CZS wordt beïnvloed, wordt een doelwitorgaan genoemd. Elk doelwitorgaan wordt geïnnerveerd door twee zenuwen van het autonome zenuwstelsel: een orthosympatische en een parasympatische zenuw. We noemen dit dubbele innervatie.
De neuronen van het orthosympatische deel geven in het doelwitorgaan de transmitterstof adrenaline of noradrenaline af; de neuronen van het parasympatische deel geven de transmitterstof acetylcholine. Beide delen van het autonome zenuwstelsel zijn steeds actief. Het hangt van de omstandigheden af welke de meeste activiteit vertoont.

De diepte en snelheid waarmee je ademhaalt, worden aangepast aan de omstandigheden, dit wordt geregeld vanuit het ademcentrum dat zich in de hersenstam bevindt. Dit regelt de activiteit van de ademhalingsspieren. In de wand van de halsslagaders en de aorta liggen chemoreceptoren die vooral reageren op het CO₂ gehalte in het bloed. Als het gehalte hoog is geven de chemoreceptoren dus een impuls af naar het ademcentrum, die de spieren aanspoort om sneller te werken.

Samentrekkingen van het hartspierweefsel wordt veroorzaakt door impulsen die onstaan in een groep gespecialiseerde cellen in de wand van de rechterboezem: de sinusknoop, die ook wel de SA-knoop of pacemaker wordt genoemd. Hier vanuit worden impulsen verder geleid naar het spierweefsel in de wand van de boezems en de kamers. De snelheid waarmee de sinusknoop impulsen afgeeft (het hartritme of hartslagfrequentie!), kan worden beïnvloed door het autonome zs en door hormonen. In het centrum van de hersenstam wordt de sinusknoop beïnvloed door het zenuwstelsel. De hersenstam wordt beïnvloed door zintuigcellen in de wand van de slagaders en de aorta, die reageren op een verandering in de bloeddruk. Als hij daalt tot onder de normwaarde,  zorgt de hersenstam voor een stijging van het hartritme, en visa versa. De hersenstam kan ook worden beïnvloed door emoties en zintuigelijke waarnemingen (via de grote hersenen), bijvoorbeeld als je schrikt.

Hormoonspiegel is de concentratie van het hormoon in het bloed. Hormonen worden door de lever afgebroken. Belangrijke hormoonklieren in je lichaam zijn de hypofyse, de schildklier, de einlandjes van Langerhans, de bijnieren en de geslachtsklieren.

Het hormoonstelsel werkt nauw samen met het autonome zenuwstelsel. De regeling door het autonome zs vindt in het algemeen sneller plaats dan die door het hormoonstelsel. Het effect van hormonen houdt echter veel langer aan.
Er zijn twee typen hormonen: hormonen die in vet oplosbaar zijn (progesteron) en hormonen die niet in vet oplosbaar zijn (insuline). Doordat het celmembraan voor het grootste deel uit vetachtige stoffen is opgebouwd, kunnen in vet oplosbare hormonen gemakkelijk door het celmembraan heen en de niet in vet oplosbare niet zo goed.  

In vet oplosbare hormonen oefen hun invloed vaak uit door genregulatie. Nadat in een vet oplosbaar hormoon via het celmembraan een cel is binnengekomen, wordt het gebonden aan een receptoreiwit in het cytoplasma. Het hormoon vormt samen met dat een hormoon-receptorcomplex. Dat wordt via poriën door het kernmembraan heen getransporteerd, en als gevolg hiervan wordt langs een bepaald deel van het DNA-molecuul een mRNA-molecuul gevormd. Het mRNA-molecuul wordt via de poriën naar ribosomen getransporteerd, waar het synthese van een bepaald eiwit op gang zet.
Een hormoon dat niet in vet oplosbaar is, oefent zijn invloed uit door middel van een second messenger. Het hormoon wordt gebonden aan een specifiek receptoreiwit aan de buitenzijde van het celmembraan. Hierdoor wordt er aan de binnenzijde een bepaalde stof gevormd, de second messenger. Door die stof wordt een enzym geactiveerd, die een andere reactie op gang zet.

De hypofyse ligt onder tegen de hersenstam, net onder de hypothalamus. De hypofyse bestaat uit twee gedeeltes à De voorkwab (adenohypofyse) en de achterkwab (neurohypofyse).
De adenohypofyse (voorkwab) produceert o.a. groeihormoon en prolactine. Ook produceert de adenohypofyse enkele hormonen die de werking van andere hormoonklieren beïnvloeden;
ACTH beïnvloedt de bijnierschors, het is o.a. van invloed bij stress.
TSH beïnvloedt de schildklier.
Door de neurohypofyse (achterkwab) worden de hormonen oxytocine en ADH afgegeven. ADH regelt de afgifte van water door de nieren, hierdoor wordt de osmotische waarde van het interne milieu min of meer constant gehouden. Hierbij is ook sprake van een negatieve terugkoppeling, de osmotische waarde wordt geregistreerd door osmoreceptoren. Wanneer die stijgt geven de osmoreceptoren een impuls door naar de hypofyse dat die meer ADH afgeeft, waardoor de nieren minder water afgeven.

Hieruit blijkt dat er een verbinding is tussen het zenuwstelsel en het hormoonstelsel. De verbinding tussen het zenuwstelsel en de hypofyse verloopt via neuronen in de hypothalamus.
Wanneer hormonen door neuronen worden gevormd, spreken we van neurosecretie. De door neurosecretie gevormde hormonen noemen we neurohormonen.
Ook de adenohypofyse (voorkwab) staat onder invloed van de hypothalamus.Door neuronen in de hypothalamus worden zeer kleine hoeveelheden van verschillende hormonen geproduceerd, deze neurohormonen worden releasing factors genoemd. De releasing factors worden afgegeven aan het hypofysepoortaderstelsel. Via dit komen de releasing factors in de adenohypofyse terecht. Daar stimuleren ze de afgifte van hypofysehormonen. TSH releasing factor (TRF) bijvoorbeeld stimuleert de vorming en afgifte van TSH.

De schildklier produceert thyroxine, dit stimuleert de stofwisseling en de groei en onwikkeling. Bij iemand die teveel van dit hormoon produceert, wordt de intensiteit van de stofwisseling verhoogd, de persoon vermagerd en wordt rusteloos. Iemand die te weinig van dit hormoon produceert, krijgt het koud en wordt snel moe. Dwerggroei kan een gevolg zijn van een te lage productie van thyroxine vanaf de geboorte.
Als bij een volwassene persoon te weinig thyroxine wordt geproduceerd, kan de schildklier vergroten: dit wordt een struma genoemd. Dit kan komen door te weinig jood in het voedsel.
TSH uit de hypofyse stimuleert de vorming van schildklierweefsel, de opname van jooddoor de schildkliercellen en de productie van thyroxine. Thyroxine remt de productie en afgifte van TSH (terugkoppeling).

Eilandjes van Langerhans zijn groepjes cellen die tussen de cellen van de alvleesklier liggen. Hier komen a-cellen en b-cellen voor. De hormonen die de a-cellen en b-cellen afgeven regelen het glucosegehalte van het bloed.

	hormoon	effect
a-cellen	glucagon	glucose omhoog in bloed
b-cellen	insuline	glucose omlaag in bloed *let op, glucose wordt dan omgezet in glucogeen en wordt opgenomen in de cellen.

Nierdrempel is de drempel van 0.16% dat het glucosegehalte kan zijn in het bloed, daarboven verlaat het met de urine het lichaam.  Dit is bij suikerziekte (diabetes mellitus) het geval.
Bij suikerziekte is het insuline gehalte heel laag of nul à glucose is daardoor dus heel hoog in het bloed. Patiënten moeten dus insuline spuiten om het gehalte goed te houden, en te letten op wat ze eten.

De bijnieren produceren adrenaline. à fight, flight, fright hormoon.
Adrenaline bevorderd de dissimulatie (processen waarbij energie wordt vrijgemaakt). 

Onder invloed van adrenaline wordt in de lever en in de spieren glycogeen omgezet in glucose. Hierdoor stijgt het glucose gehalte in het bloed.

De bijnierschors (buitenste gedeelte van de bijnieren) produceert corticosteroïden. Deze hormonen onderdrukken o.a. de activiteit van het afweer systeem.

Zie tabel 1 op blz 178