Studiebot antwoord

Vraag gesteld door: verheyden Amber - 2 maanden geleden

Maak een oefenexamen van de volgende tekst: Fysiologie

Deel 1: algemene fysiologische processen inleiding

Situering
- Biologie
- De wetenschap/leer van de levende materie
- Anatomie
- Interne en externe structuur van lichaamsdelen
- Fysieke relaties tussen lichaamsdelen
- Macroscopische of microscopisch (cytologie, histologie)
- Fysiologie
- De leer van het functioneren van anatomische structuren/ het menselijk lichaam
- Hoe organiseren vitale functies uitvoeren
- Pathologie
- De leer van de veranderingen in weefsels en organen bij ziekte

Fysiologie
- De fysiologie bestudeert dus het functioneren van het organisme en het functioneren van de organen
- De fysiologie bestudeert de eigenschappen (en functies) van levende materie met behulp van natuurwetenschappelijke methoden
= de wetten van de fysica toegepast op het menselijk lichaam
- Vragen die gesteld worden:
- Welke eigenschappen hebben cellen of organen gemeenschappelijk?
- Welke mechanismen zitten hier achter?
- Zijn deze eigenschappen algemeen geldig?

Fysiologie: indeling
- Algemene fysiologie
- Studie van mechanismen achter de gemeenschappelijke eigenschappen van cellen of organen
- Voorbeeld: algemeen mechanisme van prikkelgeleiding, van toepassing op zowel spierweefsel als zenuwweefsel
- Speciale fysiologie
- Studie van de werking van een bepaald orgaan
- Voorbeeld: fysiologie van de nier
- Toegepaste fysiologie
- Studie van de werking van organen onder bijzondere omstandigheden
- Voorbeeld: sportfysiologie

Voor dit OPO:
- Wetenschappelijke inzichten in het menselijk functioneren interpreteren (= de algemene principes kunnen toepassen op de specifieke organen)
- De werking van het menselijk lichaam kennen (= ruimer dan de werking van de afzonderlijke organen kennen)
- Wetenschappelijk inzicht in het menselijk functioneren als n geheel (vb: hoe wordt de bloeddruk geregeld?; wat gebeurt er bij een verandering van pH?)


De cel
= kleinste levende eenheid
= basis bouwsteen van het organisme (biologisch standpunt)
= fundamentele stofwisselingseenheid van het organisme ~ functioneren van het organisme (fysiologisch standpunt)
- Prokaryote en eukaryote cel


Meercellig organisme
Een grote kolonie eukaryote ncelligen met bijhorende kenmerken, maar bijkomend:
- Cellen zijn gespecialiseerd in n bepaalde functie/eigenschap
- Cellen hebben een grote onderlinge afhankelijkheid
- Cellen zijn onderling verschillend in functie, vorm, opbouw,...

Kenmerken van een levend organisme
- Vermogen tot groeien: cellen worden groter (door synthese van structuurelementen) of het aantal cellen neemt toe (door celdeling)
- Vermogen tot voortplanten: generaties van hetzelfde organisme
- Vermogen tot metabolisme
- Vermogen tot prikkelbaarheid: reactievermogen
- Vermogen tot aanpassing aan uitwendige omstandigheden
- Hogere organismen hebben hiertoe regelmechanismen ontwikkeld

De fysiologische functies
- Animale fysiologische functies
= willekeurig of doelgericht
- Alle mechanismen die de cel in staat stellen om doelgericht te reageren op plotse veranderingen in de omgeving
- Fundamenteel: uitwisseling van informatie tussen cel en omgeving
- Belang van animale/somatische zenuwstelsel!
- Indeling:
Prikkelbaarheid: vermogen om inwendig te reageren op een plotse verandering in de uitwendige omstandigheden (= reactievermogen)
Prikkelgeleiding en prikkeloverdracht
Beweging: gericht veranderen van vorm en plaats
- Vegetatieve fysiologische functies
- = niet-willekeurig of autonoom
- Alle mechanismen die groei, ontwikkeling en voortbestaan mogelijk maken
- Fundamenteel: uitwisseling van materie tussen cel en omgeving
- Belang van bloedsomloop!
- Indeling:
Metabolisme (stofwisseling) met behulp van enzymen (biokatalysatoren):
Anabolisme: synthese van energierijke grotere moleculen uit kleinere moleculen
Katabolisme: afbraak van energierijke voedingstoffen (exogeen) of opgeslagen energiereserves (endogeen) energie
Resorptie: opname van (nuttige) stoffen uit de omgeving
Excretie (uitscheiding) van afvalstoffen
Secretie (afscheiding) van nuttige stoffen
Groei: toename in celvolume of in celaantal
Voortplanting (met vermeerdering van het aantal cellen door celdeling)


Belangrijke begrippen
Het interstitum
= het milieu interieur
= de extracellulaire ruimte gevuld met de interstitile vloeistof
= het dunne laagje rond elke cel van een weefsel in een meercellig organisme
Samenstelling wordt constant gehouden via de bloedcirculatie


Regulering van de homeostase
= alle fysiologische processen met als doel de samenstelling van het interstitium en het bloed zo constant mogelijk te houden om de vegetatieve fysiologische functies in stand te houden
Door samenwerking van vegetatieve zenuwstelsel en hormonaal stelsel


Anatomische terminologie
- Anatomische positie/richting
- Anterior (= ventraal) vs posterior (= dorsaal)
- Links en rechts!!
- Superior vs inferior
- Lateraal vs mediaal
- Proximaal vs distaal
- Craniaal vs caudaal











Hoofdstuk 1: Membraantransporten

Membraantransporten
- Voor zowel animale als vegetatieve fysiologische functies is transport van ionen/moleculen over de celmembraan vereist (vb: continu transport nodig voor metabolisme)
- Aanvoer: extracellulair intracellulair
- Afvoer: intracellulair extracellulair
De intra-en extracellulaire vloeistof

Sterk verschillende samenstelling
Moeilijk doorgankelijke barrire: selectief permeabel

De celmembraan
- Dubbele laag fosfolipiden
= belangrijke barrire

- Protenen spelen o.a. een rol bij transport over de celmembraan
Membraantransporten
- Passief transport
- Volgens een elektrische en/of chemische gradint
- Eenvoudig systeem
- Vereist geen energie
Diffusie: rechtstreeks doorheen de membraanlangen (A) of via porin (kanaaleiwitten) (B)
Geleide, ondersteunde of gefaciliteerde diffusie: via specifieke carriermoleculen (C)
- Actief transport
- Tegen een elektrische en/of chemische gradint in gecompliceerd systeem
- Vereist energie
Primair: rechtstreeks verbruik van ATP (D)
Secundair: gekoppeld aan diffusie van een andere stof (ion)
Vesikels (blaasjestransport); endocythose en exocystose



Gebruikte transportmechanismen
- Transport van kleine ongeladen deeltjes: diffusie

- Voorwaarden:
Concentratieverschil over de membraan
= concentratiegradint (chemische gradint)
Membraan permeabel voor de opgeloste deeltjes en voor het oplosmiddel
- Oorzaak:
Ongerichte en voortdurende thermische of Brownse beweging van opgeloste deeltjes en moleculen van het oplosmiddel (vloeistof of gas)
Snelheid van beweging is temperatuursafhankelijk
- Spontaan transport van opgeloste deeltjes en van oplosmiddel moleculen van oplossing A naar oplossing B en omgekeerd
- Netto beweging tot de concentratie gelijk is

- Passief transport via eenvoudige diffusie
- Wetten van Fick: factoren die de diffusiestroom benvloeden
1. De diffusie gebeurt in de richting van hoge naar lage concentratie
2. De snelheid van het diffusieproces is
Recht evenredig met het concentratieverschil in de verschillende gebieden
Recht evenredig met de permeabiliteit van de membraan
Recht evenredig met de temperatuur
Omgekeerd evenredig met de membraandikte
Recht evenredig met het membraanoppervlak (diffusieopp)
- Transport van water: osmose

- Verplaatsing van moleculen van het oplosmiddel (water) tegen een vloeistofdruk (= hydrostatische druk) in
- Voorwaarden:
Semi-permeabele membraan die enkel doorlaatbaar is voor het oplosmiddel
Concentratieverschil van opgeloste deeltjes (= osmotisch actieve stoffen)
- Osmolariteit of osmotische waarde
= totale concentratie van opgeloste deeltjes die niet door de membraan kunnen (osmotisch actieve stoffen)
- R1: hoge osmolariteit = meer geconcentreerde oplossing = hypertone oplossing
- R2: lage osmolariteit = meer verdunde oplossing = hypotone oplossing

- Transport van water van een meer verdunde oplossing (hypotone oplossing) naar een meer geconcentreerde oplossing (hypertone oplossing)
= diffusie van water van lage naar hoge osmolariteit
= osmose

- In theorie: transport van water tot gelijke concentratie opgeloste stof (= iso-osmotisch of isotoon)
- In de praktijk: evenwicht als hydrostatisch drukverschil is osmotische waarde compenseert

- De osmotische druk = de druk die nodig is om elke waterverplaatsing te verhinderen (is een indicatie voor de kracht van de waterbeweging)

Osmose en de cel
- Celmembraan is een selectief permeabel
- Doorlaatbaar voor water
- Niet doorlaatbaar voor de meeste opgeloste stoffen
- Verschil is osmolariteit over de celmembraan is afhankelijk van opgeloste deeltjes die niet doorheen de celmembraan kunnen
- Bijvoorbeeld: zouten (ionen), koolhydraten, protenen in oplossing
Osmose: een voorbeeld
- Rode bloedcel in:
A. Opl. Met zoutconc. Van 9g/l (isotone opl.): geen probleem
B. Zuiver water (hypotone opl.): cytolyse (hemolyse)
C. Opl. Met hogere zoutconcentratie (hypertone opl.): cel schrompelt ineen door waterverlies

Transport van water over de celmenbraan: aquaporines

Opmerking: filtratie
- Water kan zich in ons lichaam ook verplaatsen via het proces van filtratie
- Hydrostatische druk (vloeistofsdruk) duwt het water tegen de membraan
- Hierdoor gaat het water door de membraan en worden kleine moleculen opgeloste stof meegevoerd
- Is ook een vorm van passief transport (geen energie vereist)
- Bijvoorbeeld: glomerulaire filtratie bij de vorming van de voorurine (zie: Fysiologie van de nier)
Transport van hydrofobe stoffen: diffusie
- Eigenschappen:
- Lossen makkelijker op in de celmembraan dan in het omgevende waterige milieu ophoping in de celmembraan
- Concentratieverschil over de celmembraan leidt tot concentratieverschil in de celmembraan

- Netto transport doorheen de celmembraan van hoge naar lage concentratie = diffusie
- Diffusiesnelheid is afhankelijk van:
- De grootte van de molecule
- De chemische eigenschappen:
Aanwezigheid van apolaire groepen: diffusiesnelheid stijgt
- Netto transport doorheen de celmembraan van hoge naar lage concentratie = diffusie
- Diffusiesnelheid is afhankelijk van:
- De grootte van de molecule
- De chemische eigenschappen:
Aanwezigheid van apolaire groepen: diffusiesnelheid stijgt
Aanwezigheid van polaire groepen (vb carboxylgroep): diffusiesnelheid daalt
Aanwezigheid van een geoniseerde groep: diffusie onmogelijk
- Sneller transport dan transport van hydrofiele stoffen
Transport van grote hydrofiele stoffen: via carriers
- Geladen of ongeladen polaire moleculen
- Bijvoorbeeld: suikers, aminozuren
- Celmenbraan is impermeabel voor deze stoffen
- Omwille van de molecuulgrootte: te groot voor transport via porin/kanalen (>0,8nm)
- Omwille van de oplosbaarheid: onvoldoende lipofiel voor ophoping in de celmembraan en opbouw van concentratiegradint zoals voor hydrofobe stoffen
- Eenvoudige difussie is onmogelijk
- Transport via carriers
- Carrier = sterk lipofiel integraal of perifeer eiwit
- 2 mogelijkheden:
- Ondersteunende/geleide/gefaciliteerde diffusie
Transport volgens de concentratie-en/of elektrische gradint
Uniport
- Secundair actief transport
Transport tegen de concentratie-en/of elekrische gradint in
Cotransport: symport of antiport
Gefaciliteerde, geleide of ondersteunde diffusie: uniport
- Uniport: gefaciliteerde diffusie; van 1 molecule

- Principe van uniport (met integraal eiwit als carrier):

- Voorbeeld van uniport (met integraal eiwit als carrier): transport mbv GLUT transporter

- Opmerking: soms pas actief bij aanwezigheid van insuline: GLUT-4
- Verloop van uniport (met perifeer eiwit als carrier):
- Vorming carrier-substraat-complex en ophoping complex
- Diffusie van het complex doorheen de membraan
- Dissociatie van het complex en ophoping carrier
- Terugdiffusie van de lege carrier

- Verzadiging:
- Vanaf een bepaalde concentratiegradint zijn alle aanwezige carriers bezet
- Maximale transportcapaciteit Tmax of Tm

carriertransport-cotransport
- Cotransport: verplaatsing van 2 of meer moleculen

- Secundair actief transport
- Meestal tegen chemische en/of elektrische gradint in
- Vereist energie
- Gekoppeld aan diffusie van een ion volgens zijn gradint (membraanpotentiaal)
Symport
Transport in dezelfde richting
Naglucose symporter

Antiport (countertransport; uitwisselaars):
Transport in tegengestelde richting
- Ook deze vorm van carriertransport heeft een Tm!
Transport van ionen
- Verschillende mechanismen
- Passief transport: via ionkanalen
- Actief transport:
Passief transport van ionen
- Ionen zijn kleine hydrofiele stoffen passief transport via porin = ionkanalen
- Ionkanalen zijn vrijwel in alle cellen aanwezig
- Basis van prikkelgeleiding
- Soorten:
- Passieve ionkanalen (lekkanalen of leak channels):
Onveranderlijke permeabiliteit (continue open)
Vooral permeabel voor K+, in mindere mate voor Na+
- Actieve ionkanalen (gated channels):
Vernanderlijke permeabiliteit: elektrisch gestuurd (spannings-afhankelijk) of chemisch gestuurd (receptor-of ligandgstuurd)
Ionspecifiek
- Soms tussen 2 cellen:
- Gap junctions (kanaaljuncties)
Communicatie tussen 2 elektrisch actieve cellen
Hydrofiele kanaaltjes
Open-gesloten
- Intercalaire schijven
Stevige verbindingen tussen uiteinden van 2 hartspiercellen
Bestaan uit desmosomen en gap junctions
- Hoeveel ionen over de celmembraan passeren, is afhankelijk van:
- Aantal ionkanalen per membraanoppervlak (de dichtheid)
- Geleidbaarheid van het kanaal voor het ion
- De doorgankelijkheid van het kanaal
~ Verandering in de membraanpotentiaal
~ Osmotische effecten
~ Temperatuursverandering
~ Medicatie of andere chemische stoffen

- Ionen zijn geladen deeltjes:
- Bewegen onder invloed van een concentratiegradint + een elektrische gradint
- Kunnen als gevolg van de beweging onder invloed van de concentratiegradint, zelf een elektrische gradint veroorzaken
- De elektrische gradint kan tegengesteld zijn aan de concentratiegradint. Beide houden elkaar in evenwicht.
- Het intracellulair milieu heeft daardoor bij evenwicht een andere lading dan het extracellulair milieu: er ontstaat een spanningsverschil/potentiaalverschil over de membraan
= (trans)membraanpotentiaal bij evenwicht
= evenwichtspotentiaal
Evenwichtspotentiaal

(Trans)membraanpotentiaal

- Evenwichtspotentiaal in werkelijkheid: rele cel
- In werkelijkheid zullen de intracellulaire en extracellulaire concentraties nooit gelijk worden
- Actieve pomp herstelt de concentratiegradint (= primair actief ionentransport)
- Membraanpotentiaal bij evenwicht hangt af van de evenwichtspotentialen van de ionen en de permeabiliteit
- Ook rekening houden met andere ionen (vb CI-)
- Vaststellingen:
- Membraanpotentiaal = evenwichtspotentiaal voor CI- (geen netto transport van CI- ionen)
- Evenwichtspotentiaal voor K+ is meer negatief dan membraanpotentiaal: er lekt voortdurend K+ uit de cel (K+ efflux)
- Concentratiegradint en elektrische gradint veroorzaken Na+ influx
- Membraanpotentiaal is vrij constant; Na+ influx en K+ efflux zijn elektrisch in evenwicht; maar chemisch is er geen evenwicht: concentratiegradint dreigt te verdwijnen maar wordt in stand gehouden door actieve NaK+ pompen

- Conclusie:
Potentiaalverschil over de celmembraan:
Intracellulair milieu negatief geladen tov extracellulair milieu (-70mV)
CI- ionen: geen beweging
K+- ionen: lekken naar buiten
Na+-ionen: stromen naar binnen
Concentratiegradint in stand gehouden door actieve ionenpompen

Actief transport van ionen
- Primair actief transport: moleculaire pompmechanismen
- Secundair actief transport (cotransport):
- Symport
- Antiport
Primair actief transport van ionen
- Moleculair pompmechanisme op de concentratiegradint van ionen in stand te houden
= pomp om hydrofiele deeltjes tegen de concentratiegradint in te verplaatsen
= actieve ionenpomp
- In alle cellen: NaK+-pomp
= ATP- afhankelijk antiport-systeem
= NAK+- ATPase
3Na+ ionen naar buiten
2K+ ionen naar binnen
Activiteit stijgt als intracellulaire Na+ concentratie afneemt
Activiteit daalt als extracellulaire K+ concentratie afneemt
Activiteit daalt bij tekort aan ATP (vb bij acuut zuurstoftekort in de cellen)

- Andere voorbeelden:
- Ca2+-pomp in gladde spiercel en hartspiercel
- HK+-pomp (protonpomp) in paritale cel


Secundair actief transport van ionen

- Voorbeeld: symport of antiport transportmechanismen in de cellen van de niertubulus

Transportmechanismen
- Transport van kleine ongeladen deeltjes: diffusie
- Transport van water: osmose
- Transport van hydrofobe stoffen: diffusie
- Transport vzn grote hydrofiele stoffen: via carriers
- Gefaciliteerde, geleide of ondersteunde diffusie: uniport
- Secundair actief transport:cotransport
- Transport van ionen
- Passief transport: via ionkanalen
- Actief transport:
Primair actief transport: moleculair pompmechanisme
Secundair actief transport: cotransport (via carriers)
- Vesiculair transport


Vesiculair transport
= blaasjestransport
= transportmechanismen die gepaard gaan met een vormverandering van de celmembraan
- Endocytose: extracellulair intracellulair
- Exocytose: intracellulair extracellulair
- Vormen van actief transport: verbruik van energie
- Aanwezigheid van Ca2+!

- Endocytose: verschillende soorten

- Receptorgemedieerde endocytose:
Bepaalde hormonen/hormoonachtige stoffen (EGF) of stoffen gebonden aan transportprotenen (vb LDL-cholesterol, ijzerionen aan transferrine) = liganden
Binden aan receptoren
Celmembraan vormt op die plaats een diepe instulping en snoert zich af waardoor een blaasje wordt gevormd = vesikel
Opgenomen vesikel versmelt met lysosoom: opname liganden in cytosol + deel celmembraan scheidt zich af van lysosoom en keert terug naar celoppervlak


- Endocytose:
- Pinocyntose:
Minder selectief (geen receptoren)
Opname van extracellulaire vloeistof met koolhydraten en protenen
Voorbeeld: terugresorptie van protenen uit de voorurine in de proximale tubulus van de nier





- Fagocyntose:
Vast, microscopisch waarneembaar deeltje (vb bacterie)
Opname door gespecialiseerde cellen die weefsels beschermen
Uitstulpingen van cytoplasma (pseudopodia) omsluiten het deeltje en versmelten waardoor het blaasje ontstaat
In de cel: versmelting met lysosomen die inhoud afbreken

Ander voorbeeld: fagocytose van LDL ter vorming van schuimcellen in het proces van het ontstaan van atherosclerose
- Exocytose: blaasje vrijzetten in extracellulair milieu

- Voorbeelden: chylomicronen, afvalstoffen, hormonen
Voorbeeld: exocytose van chylomicronen
Voorbeeld: exocytose van insuline

Hoofdstuk 2: prikkelbaarheid
1. Definities
- Prikkel = een verandering in de omgeving van het organisme (of een deel ervan) met een bepaalde reactie
- Fysisch
- Chemisch
- Elektrisch
- Osmotisch
- Prikkelbaarheid = het vermogen om te reageren op een niet-specifieke prikkel door middel van specifieke veranderingen in de elektrische membraaneigenschappen van de celmembraan met het optreden van een actiepotentiaal tot gevolg
- Prikkelbare weefsels:
- Zenuwweefsel
- Spierweefsel
- Klierweefsel

2. De actiepotentiaal
= een kortdurende lokale verandering van de membraanpotentiaal als reactie op een prikkel; die wordt doorgegeven aan de omliggende membraan (voortgeleid signaal)
- Situatie van rust = de rustpotentiaal
- Effecten van een prikkel/prikkeling
- Mechanisme van de actiepotentiaal
De rustpotentiaal

- Membraanpotentiaal bij cel in rust
- Membraanpotentiaal = potentiaalverschil over de celmembraan door scheiding van ladingen
- Extracellulair: positief (Na+, Cl-)
- Intracellulair: negatief (K+, fosfaat, negatief geladen eiwitten)

- De rustpotentiaal van een zenuwcel is -70mV
- De rustpotentiaal kan veranderen als
- De permeabiliteit van de celmembraan voor Na+ of K+ wordt gewijzigd (via openen/sluiten van actieve ionkanalen)
- De activiteit van de NaK+ pomp wordt gewijzigd
Effecten van prikkeling
- Experiment: elektrische prikkeling van een niet-gemyeliniseerde zenuwvezel van een reuzeinktvis
a) Cel in rust: membraan potentiaal van -70mV
b) Prikkeling: elektrische prikkel toedienen, door 2 elektroden verbonden met een spanningsbron stroom loopt van anode naar kathode aan kathode tegen de membraanpotentiaal in
c) Depolilarisatie van de membraan aan de kathode (lokaal): de membraanpotentiaal wordt positief door openen Na+ kanalen
d) Membraanpotentiaal keert terug naar rustpotentiaal door openen K+ kanalen (repolarisatie) + voortgeleiding (door lokale kringstromen)





- NaK+ pomp herstelt de rustpotentiaal
- Totdat de rustpotentiaal hersteld is, normaal gezien geen nieuwe prikkeling mogelijk (= refractaire periode)

3. Prikkelgeleiding
- Actiepotentiaal
- Verandering van de membraanpotentiaal die wordt voortgeleid op de gehele celmembraan
- Is reactie op een plaatselijke potentiaalverandering (depolarisatie) waarbij het niveau van de drempelwaarde bereikt wordt (= supraliminale prikkel)
- Voorbeelden: van cellen met een exciteerbare membraan:
Spiervezels contractie
Axonen van neuronen activatie ter hoogte van synaps
- Plaatselijk potentiaal
- Verandering van de membraanpotentiaal die zich slechts over een kleine afstand vanaf de plaats van prikkeling kan verplaatsen
- Voorbeeld: kliercel (afgifte klierproduct)
= voortgeleiding van de actiepotentiaal over de celmembraan van 1 cel
- Omkering van de membraanpotentiaal veroorzaakt lokale kringstromen (extra-en intracellulaire vloeistoffen zijn goede geleiders)
- Hierdoor wordt telkens de drempelwaarde overschreden met een actiepotentiaal tot gevolg
- Actiepotentiaal plant zich voort in beide richtingen
- Teruggeleiding wordt voorkomen door de refractaire periode
- Onderscheid:
Continue voortgeleiding: in spiervezels en niet-gemyeliniseerde (delen van) neuronen
Saltatoire of saltatorische voortgeleiding: in gemyeliniseerde neuronen


4. Prikkeloverdracht
- Van de ene cel naar de andere cel
- Directe of elektrische transmissie
- Indirecte of chemische transmissie
Directe of elektrische transmissie
- Doorgeven van een prikkel van de ene cel naar een aangrenzende cel
- Twee celmembranen die tegen elkaar liggen: te hoge elektrische weerstand
- Via gespecialiseerde structuren: gap junctions (kanaaljuncties)
- Verbindingen tussen aaneengrenzende membranen van twee elektrisch actieve cellen (transport van ionen)
- Bestaan uit hydrofiele kanaaltjes omgeven door een bundel van eiwitmoleculen
- Lage elektrische weerstand
- Ook ongeladen deeltjes < 1kDa (vb groeifactoren)

Voorbeelden van deze manier van prikkeloverdracht:
Glad spierweefsel
Hartspierweefsel (intercalaire schijven)
Indirecte of chemische transmissie
- Chemisch = prikkeloverdracht via transmitterstof
- 3 soorten:
- Paracrien
2 cellen liggen op difussieafstand van elkaar
Transmitterstof diffundeert via interstitium van de ene cel naar de andere
Voorbeeld: prikkeloverdracht van neuron/spiercel (via synaps)
- Autocrien
Op diffusieafstand
De producerende cel reageert op zelf geproduceerde transmitterstof

- Endocrien
2 cellen liggen ver van elkaar
Bloedstroom = transportmiddel van transmitter
Transmitterstof = hormoon (meestal geproduceerd in een gespecialiseerde klier)
- Belangrijk bij overdracht van prikkels van
- Een neuron op een ander neuron
- Een neuronen op een spiercel
- De transmitter is in dat geval een neurotransmitter
- Proces van 6 stappen:
1. Synthese van de transmitter (meestal hydrofiel)
2. Opslag van de transmitter in vesikels
3. Loslaten van de transmitter in interstitium (vb: synaps) via exocytose en onder invloed van Ca2+
4. Transport van de transmitter naar de doelcellen: via diffusie in interstitium of via de bloedbaan
5. Inwerking van de transmitter op een andere cel, met een effect als gevolg: interactie met receptoren is noodzakelijk
6. Opheffen van de werking van de transmitter:
a. Door splitising (enzymtische afbraak ter plaatse)
b. Door reabsorptie
c. Door wegwassen en transport via de bloedbaan naar de lever voor afbraak (traag proces)

Interactie met de receptor (Stap 5)
- Receptor is lange proteneketen in de celmembraan
- Een receptor een carrier
- Transmitter (ligand) bindt aan de extracellulaire kant volgens het sleutel/slot principe
- Signaaltransductie
- Mogelijke gevolgen:
- Openen van actieve ionkanalen
- Directe interactie met een in de membraan gelegen enzym intracellulair omzettingsproces
- Activatie van specifieke membraaneiwitten (G-protenen), met effect op ionkanalen of bepaalde enzymen (met vorming van een second messenger)
- Binden aan een intracellulaire receptor (hydrofobe transmitters) met invloed op gentranscriptie


Indirecte of chemische transmissie
- Verloopt trager dan directe transmissie
- Transmissie slechts in n richting
- Systeem is vermoeibaar: voorraad transmitter kan uitgeput geraken
- Kan benvloed worden door chemische stoffen zoals geneesmiddelen (vb: betablokker die bindt op de beta-receptor en signaaltransductie inhibeert = antagonist)

Hoofdstuk 3: beweging

1. Inleiding
- Definities:
- Beweging = actief van vorm veranderen, onafhankelijk van een buiten uitgeoefende kracht
- Voortbeweging = actief van plaats veranderen, een beweging ten opzichte van de omgeving
Manieren van voortbeweging:
- Amoebode beweging
Cel vormt uitstulpingen (pseudopodin) die weer worden ingetrokken voor voortbeweging
richting bepaald door prikkels van buitenaf; vb naar schadelijke stoffen = chemotaxis
voorbeeld:leukocyt
mechanisme?
- Cililaire beweging
Voortbeweging door soort van golfslag door cilia (trilharen)
Niet bij menselijke cellen
Wel: mucociliair transport in de luchtwegen
- Flagellaire beweging
Voortbeweging door snelle beweging van flagel (zweephaar)
Voorbeeld: zaadcel
- Contractie
Cel oefent een trekkracht uit in een bepaalde richting en kan hierbij eventueel verkorten (dikte neemt toe, celvolume verandert niet)
Voorbeeld: spiercel
Mechanisme verschilt afhankelijk van soort spiercel
Skeletspiercel
Gladde spiercel
Hartspiercel

2. De contractie
2.1. Contractie van de spiercel

De organisatie van een skeletspiervezel
- Myofibril is opgebouwd uit sarcomeren
- Een sarcomeer is de kleinste functionele eenheid van de spiercel, opgebouwd uit myofilamenten: dikke myofilamenten (A-band) in het midden en dunne myofilamenten (I-band) aan beide uiteinden vastgehecht aan eiwitten van de Z-lijnen
- Dunne myofilament = actinefilament
- Gedraaide dubbele streng voor actinemoleculen (parelsnoer)
- Actieve plaats voor reactie met myosine is in rust bedekt met het langgerekt eiwit tropomyosine
- troponine moleculen houden tropomyosine op zijn plaats
- Dikke myofilament = myosinefilament
- strengen van myosinemoleculen bestaande uit myosinestaart en myosinekop (golfclub)


Contractie van de skeletspier
- prikkeling afkomstig van een motorisch neuron dat prikkel overdraagt op skeletspiercel
- motorische eenheid = een motorisch neuron + alle daardoor bezenuwde spiervezels
- hoe meer motorische eenheden in 1 spier (dus hoe minder spiercellen per neuron), hoe fijner de beweging
- vb: oogspieren: 2-3 spiercellen per neuron
- bv: kuitspieren: 2000 spiercellen per neuron
- geen celverbinding (gap junctions, desmosomen, intercalaire schijven, ) tussen de spiercellen => prikkels worden niet doorgegeven (geen prikkeloverdracht).
- een geprikkeld motorisch neuron zet de neurotransmitter acetylcholine (Ach) vrij ter hoogte van de presynaptische membraan in de synaptische spleet
- ach bindt nicotinereceptoren ter hoogte van de motorische eindplaat
- basisprincipe:
- Na binding van de neurotransmitter acetylcholine (Ach) op de nicotinereceptoren ter hoogte van de motorische eindplaat: openen van Na+ kanalen en genereren van actiepotentiaal
- Principe:

- Actiepotentiaal loopt in 2 richtingen over sarcolemma en bereikt via de T-tubuli het sarcoplasmatisch reticulum
- Door de depolarisatie worden de Ca2+ kanalen geopend en komen de Ca2+ ionen vrij uit het sarcoplasmatisch reticulum (uit de terminale cisternen)
- Ca2+ ionen stromen naar het sarcoplasma (volgens concentratiegradint en elektrisch gradint)
- Opgeslagen energie in de myosineknop (door splitsing ATP in ADP en P!) wordt gebruikt om de myosinekop in de richting van de M-lijn te laten zwenken
= power stroke of arbeidsslag

- Hierdoor verschuift actine naar het centrum van de sacromeer toe
- Een nieuw molecule ATP bindt met de myosinekop => affiniteit voor actine daalt => kruisbrug wordt losgekoppeld
- Bij splitsing van ATP in ADP en Pi veert de myosinekop terug (= reactivatie)
- De gereactiveerde myosinekop kan opnieuw aan actine binden zolang de Ca2+ concentratie in het sarcoplasma hoog genoeg is
- Bij onvoldoende Ca2+ concentratie in het sarcoplasma => geen vorming van kruisbruggen meer = relaxatie

- Tijdens een contractie worden de actinefilamenten tussen de myosinefilamenten getrokken
- I-band wordt smaller
- A-band verandert niet
- Z-lijn komt dichter tegen de A-bang
- H-zone verdwijnt

- 12 stappen:
- Een externe kracht zal de dunne actinefilamenten weer tussen de dikke myosinefilamenten uit halen:
- Zwaartekracht
- Antagonistische spieren: spieren met tegengestelde werking
- Belangrijk voor contractie:
- ATP (anarobe en arobe productie, afhankelijk van het type skeletspiervezel)
- Ca2+
- Bijzondere situaties:
- Als weinig of geen ATP => myosine wordt niet losgemaakt van actine => rigor mortis (lijkstijfheid)
- Als nieuwe prikkel met actiepotentiaal voordat Ca2+ concentratie voldoende is gedaald => tetanus (spierkramp)
- Als frequentie van actiepotentiaal stijgt => Ca2+ concentratie stijgt => concentratiekracht stijgt
- 3 verschillende contractievormen:


2.2. Contractie van de gladde spier
Glad spierweefsel

- Spoelvormige cellen met n kern
- Geen microfibrillen, geen sarcomeren, geen dwarsstreping
- Wel actine-en myosinefilamenten (ongeordend verspreid over sarcoplasma)
- Geen troponine
- Geen echt sarcoplasmatisch reticulum, wel onregelmatig verlopende kanaaltjes met dezelfde functies
- Geen T-tubuli
Contractie van de gladde spier
- Tragere contractie
- Onwillekeurige contractie
- Doel: diameter van een hol orgaan veranderen (dus niet kracht of beweging!)
- Voor contractie is Ca2+ nodig (10-7 mol/l):
- Instroom van Ca2+ vanuit extracellulair milieu via spannings-of ligandafhankelijke Ca2+ kanalen in de plasmembraan (opeenvolgende actiepotentialen zijn nodig om voldoende Ca2+ te hebben)
- Vrijzetting van Ca2+ vanuit sarcoplasmatisch reticulum: via second messengers na activering van G-protenen + genduceerd door een stijging van de Ca2+ concentratie

- Mechanisme van contractie
- Ca2+ bindt calmoduline => rechtstreeks (enzymatische) activatie van myosine om met actine te binden (niet via troponine!) => contractie
- ATP is vereist

- De contractie duurt voort na de excitatie, want Ca2+ wordt slechts geleidelijk verwijderd (voornamelijk via secundair actief transport)

- De meeste naast elkaar gelegen gladde spiercellen zijn via gap junctions verbonden voor het overdragen van de prikkel = functioneel syncytium
- Prikkel wordt doorgegeven over het gehele weefsel => concentratie over grotere afstand
- Uitzondering: iris, zaadleider en bloedvaten (bezenuwing door individuele neuronen)

- Er is geen echte rustpotentiaal; membraanpotentiaal vertoont voortdurend langzame golvingen
- Als depolarisaties tot drempelpotentiaal => serie actie-potentialen die worden voortgeleid naar de andere cellen => contractie
- Automatische contractie in reactie op pacemakercellen, omgevingsfactoren of hormonale stimulu
- Pacemakercel = cel die actiepotentialen afgeeft; prikkel kan ontstaan in elke gladde spiercel, afhankelijk van de situatie
Uitzondering! Iris, zaadleider, bloedvaten: prikkel vanuit vegetatief zenuwstelsel
- Vegetatief zenuwstelsel heeft regulerende invloed
2.3. Contractie van de hartspier
Hartspierweefsel

- Gelijkenissen met het skeletspierweefsel en het gladde spierweefsel
- Vezels in bundels gerangschikt
- Korte, vertakte cellen met n (of twee) kernen
- Myofibrillen, dwarstreping
- Cardiaal troponine (hartspecifiek)
- Sarcotubulair systeem (T-tubuli en sarcoplasmatisch reticulum) maar minder/minder goed ontwikkeld
- Cellen stevig verbonden met andere cellen via intercalaire schijven: bevatten gap junctions voor het verplaatsen van ionen en kleine moleculen en dus het snel overdragen van actiepotentialen
- Actiepotentiaal ontstaat spontaan in de pacemakercellen van de sinusknoop
- Functioneel syncytium: overdracht van prikkel via intercalaire schijven
- Vegetatief zenuwstelsel heeft regulerende invloed

- Actiepotentiaal duurt uitzonderlijk lang omwille van zeer trage repolarisatie langdurige contractie

- Stap 1: snelle depolarisatie







- Tussenfase: partile repolarisatie

- Stap 2: het plateau
Trage repolarisatie wordt voornamelijk veroorzaakt door sterke en lang aanhoudende instroom van Ca2+ via passief transport van buiten de cel (niet enkel vanuit het sarcoplasmatisch reticulum) = belangrijkste verschil met skeletspieren






- Stap 3: repolarisatie

Opmerking: de hartspiercel heeft verschillende types K+ kanalen, met verschillende activeringsdrempel

- Rustfase: evenveel Ca2+ terug verwijderen via actief transport (primair en secundair)

- Actiepotentiaal verschilt: lange refractaire periode laat geen snelle reactie op eenvolgende prikkels toe, waardoor tetanus niet mogelijk is (noodzakelijk voor pompfunctie!) = voldoende tijd voor verwijderen Ca2+

- Mechanisme van contractie is zelfde als bij de concentratie van de skeletspier

- Enkel arobe stofwisseling: veel mitochondrin!
Deel 2: animale fysiologische functies

Inleiding
Animale fysiologische functies
= die levensuitingen en verichtingen waardoor mens en dier in een informatieve uitwisseling staan met hun omgeving om doelgericht te reageren en plotselinge veranderingen in de omgeving
- Bestaan uit:
De sensoriek
Het animale zenuwstelsel
De motoriek
- Deze functies zijn met elkaar verbonden

De sensoriek
- Prikkels worden opgevangen door sensoren die hierdoor worden gestimuleerd
- Deze sensoren verkrijgen hierdoor informatie over de relatie tussen het organisme en de omgeving
- Via verschillende toegangswegen: bv zintuigen
Het animale of somatische zenuwstel
- Deel van het perifeer zenuwstelsel
- Functie: prikkels/impulsen van de sensoriek doorgeven aan het centraal zenuwstelsel en (na verwerken van de informatie) doorgeven aan de motoriek
- Doel: reactie op de prikkel mogelijk maken
De motoriek
- Motorisch apparaat:
- Skelet
- Gewrichten
- Skeletspieren
- Skeletspieren hebben een motorische functie:
- Handhaven van de houding
- Bewegingen tot stand brengen: zinvolle bewegingen als reactie op wat wordt waargenomen (= de informatie uit de omgeving, onder de vorm van een prikkel
- Opmerking: een onwillekeurige beweging (reflex) is mogelijk


Integratie van het animale zenuwstelsel
- Het animale zenuwstelsel zorgt er dus voor dat de opgenomen informatie doorgegeven en verwerkt wordt en leidt tot een reactie = integratie
- Verschillende stappen:
1) Opvangen van een prikkel door sensoren + activatie van afferent neuron
2) Prikkelgeleiding over een (meestal gemyeliniseerd) axon
3) Neuro-neutrale prikkeloverdracht in het centraal zenuwstelsel
4) Prikkelgeleiding over axon van efferent neuron
5) Neuro-musculaire prikkeloverdracht van efferent neuron effectororgaan
6) Contractie van skeletspieren
Afferentie en efferentie zenuwvezels hebben een integrerende functie



Hoofdstuk 1: de sensoriek
1. Algemeen werkingsmechanisme
- Sensoren (sensorcellen of zintuigcellen)
= structuren die bepaalde prikkels uit de omgeving kunnen opvangen, omzetten in actiepotentialen en doorgeven aan afferente (sensibele) neuronen
- 3 soorten (op basis van mechanisme)

- Specificiteit van sensoren
= voor elke specifieke vorm van informatie/energie (prikkel) bestaat een specifieke sensor
- Specifieke (= speciale) sensoren: in n bepaald orgaan, met optimale gevoeligheid voor n bepaalde prikkel (zintuigen)
- Uitzondering: vrije zenuwuiteinden in de huid (sensorische neuronen)
- Hebben geen specifieke sensorstructuur
- Zijn niet gevoelig voor een specifieke prikkel, maar voor veel soorten prikkels: pijngewaarwording kan worden veroorzaakt door kneuzing, warmte, een wonde,
- Komen niet georganiseerd voor in n bepaald orgaan, maar verspreid over het hele lichaam
- Algemene of somatische sensoren: verspreid over het hele lichaam
Exterosensoren:
In de huid (vb pijnreceptoren, thermoreceptoren, mechanoreceptoren)
Vangen prikkels op uit de omgeving
Propriosensoren:
In het motorisch apparaat
Verkrijgen informatie over de relatie met de omgeving: registreren positie van gewrichten, spanning in pezen, sterkte van spiercontractie
Interosensoren (viscerale receptoren):
In de inwendige organen
Verkrijgen informatie over veranderingen in het inwendige van het lichaam: spijsvertering, ademhaling, bloedvaten,
- Functie van sensoren: zintuigprikkels omzetten in een signaal dat verwerkbaar is in het centraal zenuwstelsel
1) Energietransformatie in de sensor
Prikkelenergie transformeren in een elektrische potentiaalverandering, dus een verandering van de membraanpotentiaal (= analoog signaal)
Afhankelijk van de prikkelsterkte
Prikkel moet de prikkeldrempel overschrijden
2) Analoog/digitaal transformatie in de overgang tussen sensor en afferent neuron of eerste deel neuron:
Omzetting in een serie van opeenvolgende actiepotentialen (= digitaal signaal)
Alles-of-niets principe: onafhankelijk van de prikkelsterkte
Impulsfrequentie (= ontladingsfrequentie van de sensor) neemt wel toe als de prikkel sterker wordt hoogfrequente actiepotentialen

= eerste stap van de integratie van het animale zenuwstelsel:
1) Opvangen van een prikkel door sensoren + activatie van afferent neuron
2) Prikkelgeleiding over een (meestal gemyeliniseerd) axon
3) Neuro-neurale prikkeloverdracht in het centraal zenuwstelsel
4) Prikkelgeleiding over axon van efferent neuron
5) Neuro-musculaire prikkeloverdracht van efferent neuron naar effectororgaan
6) Contractie van skeletspier

2. Enkele begrippen
- Een sensoreenheid = 1 afferent neuron verbonden met een groot of kleiner aantal sensoren
- Het sensitieve veld = het receptorenveld = het gebied waarover de sensoren verspreid zijn die behoren tot 1 sensoreenheid

- Prikkels binnen overlappende sensitieve velden kunne niet van elkaar onderscheiden worden (worden als 1 prikkel waargenomen)
- Het discriminerend vermogen = het vermogen om 2 dicht bij elkaar gelegen geprikkelde punten nog gescheiden te kunnen waarnemen
- Het discriminerend vermogen op de vingertoppen is 1mm
- De adequate prikkel
= die vorm van energie waarvoor de sensor een uitzonderlijke gevoeligheid heeft
= die prikkel die men met minste hoeveelheid energie de sensor tot ontlading brengt
Voorbeeld: licht voor de zintuigcellen van het oog
- Prikkeldrempel(waarde)
= die sterke die de adequate prikkel dient te hebben om in de sensor een potentiaalverandering gevolgd door een actiepotentiaal te kunnen veroorzaken
- Gelijksoortige sensoren kunnen een verschillende prikkeldrempel hebben
- Bij een sterke prikkel worden meer sensoren geactiveerd impulsen via meerdere neuronen naar centraal zenuwstelsel
- Het centraal zenuwstelsel krijgt info over de prikkelsterkte door:
- Het aantal geactiveerde (geprikkelde) sensoren
- De ontladings-of impulsfrequentie van de afzonderlijke sensoren

- In het centraal zenuwstelsel wordt de prikkel verwerkt: de plaats van verwerking hangt af van het soort prikkel (= de informatie uit de omgeving).
- Een gewaarwording kan verdwijnen bij blijvende aanwezigheid van de prikkel
- Experiment: muntstukje op de huid van geblindoekte persoon
- Mogelijke verklaringen?
- Sensoren raken vermoeid en stoppen met uitzenden van impulsen
- Sensoren registreren alleen een toestandsverandering; ontladingsfrequentie daalt of verdwijnt bij aanhoudende prikkeling (soms snel, soms traag of niet) = adaptatie van sensoren
- Sensoren blijven impulsen afvuren, maar door inhibitie ter hoogte van de synapsen in het centraal zenuwstelsel komt het niet meer tot gewaarwording (vooral bij gehoororgaan) = centrale adaptie
- Stereognosie = een voorwerp herkennen zonder het te zien
Gebruikt bij klinisch onderzoek van de sensoriek
Toepassing van sensibiliteit
= de gevoelszin
= n van de zintuigen (net als het gehoor, de reuk, de smaak en het gezichtsvermogen
= waarnemen van gevoelsaspecten
- Gevoelsaspecten:
Tastzin: aard van het oppervlak (glad, ruw, )
Pijn (nocisensorisch): scherpte van het oppervlak
Temperatuurzin: warmtegeleidingsvermogen van het materiaal soort materiaal (metaal, rubber,)
Gewrichtszin (stand van de gewrichten): grootte en vorm
Spierzin: gewicht
- Verschillende zenuwuiteinden in de huid spelen een rol

3. Enkele voorbeelden van sensoren
Nocisensoren
= pijnsensoren
= nocireceptoren
= pijnreceptoren
- Algemene of somatische receptoren: over het hele lichaam verspreid
- Vooral aanwezig in huid, gewrichtskapsel, beenvliezen en rond bloedvatwanden
- Minder aanwezig in andere diepliggende weefsels en de meeste viscerale organen
- Minst gedifferentieerde sensoren van het menselijk lichaam
- Vrije zenuwuiteinden zonder specifieke sensorstructuur (sensorische of nocisensorische neuronen)
- Gevoelig voor extreme temperaturen, mechanische beschadiging, opgeloste chemische stoffen
- Prikkel wordt opgevangen door vrije zenuwuiteinden en waargenomen of gevoeld als pijn (fysiologisch)
- 2 soorten nocisensorische neuronen:
- A-vezels
Gevoelig voor mechanische en thermische prikkels
Snelle voortgeleiding (gemyeliniseerd): kortdurende, scherpe, stekende pijn
Snelle adaptatie
Waarschuwende en beschermende functie: signaleren dreigende of optredende schade met vaak een reflex tot gevolg
Enkel geactiveerd bij overschrijden pijndrempel
Doorschakeling naar primaire schors zorgt voor bewustwording van de pijn
Neurotransmitter afgeven in synapsen van ruggenmerg: glutamaat
- C-vezels
Gevoelig voor bijna alle nocisensorische prikkels; ook sterke mechanisme en thermische prikkeling mogelijk
Trage voortgeleiding (niet gemyeliniseerd): aanhoudende, zeurende, branderige pijn
Geen adaptatie
Informatie over weefselbeschadiging
Aanhoudende prikkeling door pijnmediatoren die worden vrijgezet bij weefselschade: histamine, protonen + prostaglandine E maakt vrije zenuwuiteinden gevoeliger voor deze pijn mediatoren
Neurotransmitter afgeven in synapsen van ruggenmerg: substance -P

De smaakzin
- Smaak =alle gewaarwordingen die samenhangen met het proeven in de mond
- Prikkeling van de smaaksensoren
- Tastgevoel van tong en mondmucosa (textuur)
- Temperatuur
- Reuk
- Functies
- Beoordelen van de kwaliteit van het voedsel
- Stimuleren van de secretie van speeksel en maagsap
- Smaakkwaliteiten:
- Zout
- Bitter
- Zuur
- Zoet
- Umami/hartig
- Water (waterreceptoren in de keelholte)
- Vet? (afhankelijk van het aantal CD36-receptoren in de smaakpapillen?)
- Smaaksensoren (smaakcellen; smaakreceptoren)
- op de tong (gustatopie!), de gehemeltebogen, zacht gehemelte, keelwand, puntje van de epiglottis
- langwerpige cellen met microvilli
in smaakbekers/smaakknopjes
steken door een opening naar buiten
tussen steuncellen
verbonden met neuronen
worden om de 10dagen vernieuwd
- vooral in de smaakpapillen om de tong
paddenstoelenvormige papillen op de tongpunt
omwalde papillen aan de tongbasis
- morfologisch identiek
- gevoelig voor alle smaakkwaliteiten
- grotere gevoeligheid voor n smaakkwaliteit
- drempelwaarde voor onplezierige (bittere en zure smaken) is lager dan voor plezierige (zoete en zoute) smaken
- voorwaarden voor de werking:
adequate prikkel is een chemische stog (> chemoreceptoren)
smaakstof is niet vluchtig
smaakstof is oplosbaar in water
- prikkeling van receptoren depolarisatie openen Ca2+ kanalen stijging intracellulaire Ca2+ concentratie vrijzetting (exocytose) van neurotransmitters activatie van de afferente zenuwvezel vorming van actiepotentialen informatie naar hersenen
- neurotransmitters
- serotinine < koolhydraten
- dopamine < protenen
- endorfines
- grote mate van adaptatie



De reukzin
- functies:
- rol bij smaakgewaarwording (en dus bepaling van de kwaliteit van voedsel)
- waarnemen van vluchtige stoffen (mogelijk op grote afstand)
- belangrijke rol bij dieren:
opsporen van voedsel
waarnemen van de vijand
prikkeling tot geslachtelijk verkeer
- een onvoldoende functioneren van het reukorgaan heeft een invloed op de smaakwaarneming
- Reuksensoren
- sterk gemodificeerde neuronen: cellichamen van de primaire olfactorische neuronen
- dunne, langgerekte cellen met microvilli die uitsteken in de slijmlaag op het reukepitheel (boven in de neusholte): groot reukoppervlak
- omgeven door steuncellen
- gaan over in dunne zenuwvezels die bundels vormen doorheen de kanaaltjes in het zeefbeen (samen = Nervus olfactorius)
- eindigen in de bulbus olfactorius

- eigenschappen van reuksensoren:
- niet specifiek; gevoelig voor alle geuren
- gevoeligheid afhankelijk van de stof
- snelle adaptatie + centrale adaptatie
- voorwaarden voor prikkeling:
- vluchtige stoffen
- min of meer vetoplosbaar (lipidenrijk secreet overdekt reuksensoren)
- mechanisme van prikkeling:
- 1 reukstof bindt aan receptor op celmembraan
- 2 ionpermeabiliteit van de celmembraan neemt toe
- 3 actiepotentiaal ontstaat
- 4 voortgeleiding van de actiepotentiaal over afferente zenuwvezel

Hoofdstuk 2: het animale zenuwstelsel
1. Prikkelgeleiding
Prikkelgeleiding
- Tweede en vierde stap van de integratie van het animale zenuwstelsel:
1) Opvangen van de prikkel door sensoren + activatie van afferent neuron
2) Prikkelgeleiding over een (meestal gemyeliniseerd) axon
3) Neuro-neurale prikkeloverdracht in het centraal zenuwstelsel
4) Prikkelgeleiding over axon van efferent neuron
5) Neuro-musculaire prikkeloverdracht van efferent neuron naar effectororgaan
6) Contractie van skeletspier

- Voorwaarde: sensor wordt voldoende geprikkeld door een adequate prikkel met een potentiaalverandering tot gevolg de prikkel wordt overgedragen op een afferent neuron
- Er ontstaan actiepotentialen over het afferent neuron die worden voortgeleid: sterkte en geleidingssnelheid zijn afhankelijk van soort zenuwvezel, niet van prikkel
- Bij sterkere prikkeling:
- Ontladingsfrequentie neemt toe meer actiepotentialen
- Meer sensoren worden geprikkeld impulsen via meerdere neuronen naar centraal zenuwstelsel
Prikkelgeleiding in gemyeliniseerd neuron
- Elektrische isolatie door myeline
- Celmembraan is enkel doorgankelijk voor ionen ter hoogte van knopen van Ranvier
- Actiepotentiaal maakt sprongen van ene knoop naar de volgende (1-2mm) = Ongeveer 20x sneller dan in een niet-gemyeliniseerd neuron
- Hoe dikker de vezel (kleinere elektrische weerstand) en hoe verder de knopen uiteen liggen, hoe sneller de voortgeleiding
- Pseudo-unipolaire sensibele neurone (afferente neuronen) zijn gemyeliniseerd: saltatorische prikkelgeleiding
- Multipolaire motorische neuronen (efferente neuronen) zijn gemyeliniseerd: saltatorische prikkelgeleiding

- Prikkeling van een neuron ter hoogte van dendrieten of cellichaam (niet gemyeliniseerd) => prikkelgeleiding niet saltatorisch
- Ook schakelcellen in het centraal zenuwstelsel zijn niet gemyeliniseerd
- Principe van uitdoving: effect van de prikkeling is het grootst op de plaats waar de prikkel op het neuron wordt overgebracht; zwakt af naarmate de prikkel verder loopt

2. Prikkeloverdracht
Prikkeloverdracht
- Derde en vijfde stap van de integratie van het animale zenuwstelsel:
1. Opvangen van de prikkel door sensoren + activatie van afferent neuron
2. Prikkelgeleiding over een (meestal gemyeliniseerd) axon
3. Neuro-neurale prikkeloverdracht in het centraal zenuwstelsel
4. Prikkelgeleiding over axon van efferent neuron
5. Neuro-musculaire prikkeloverdracht van efferent neuron naar effectororgaan
6. Contractie van skeletspier

2.1. Neuro-neurale prikkeloverdracht
Neuro- neurale prikkeloverdracht
- In het centraal zenuwstelsel: overdracht van de prikkel van het neuron op het andere
- Axon eindigt in eindboompje met telodendrin of eindknopjes

- Synaps = plaats waar de telodendrin contact maken met het volgende neuron:
Presynaptische membraan
Postsynaptische membraan
Synaptische spleet
Neurotransmitter in vesikels
- Belangrijkste neurotransmitters:
Acetylcholine (Ach)
Noradrenaline (NA)
Dopamine (DA)
Serotinine (S) = 5-hydoxytryptamine (5-HT)
Gamma-amino-boterzuur (GABA)

- Typische kenmerken van neuro-neurale prikkeloverdracht:
Bij binding van de neurotransmitter op de receptoren wordt prikkeldrempel zelden overschreden => meestal is gelijktijdige prikkeling via verschillende synapsen nodig om een neuron te exciteren
In centraal zenuwstelsel zijn ook remmende neuronen die neurotransmitters afscheiden die excitatie proberen te verhinderen (vb: GABA)
Activiteit van een neuron (en het ontstaan van een actiepotentiaal) hangt af van het evenwicht tussen excitatie en remming van het neuron
2.2. Neuro-musculaire prikkeloverdracht
Neuro-musculaire prikkeloverdracht
- De motorische eindplaat = een synaps met als postsynaptische membraan de celmembraan van een spiercel
- Neurotransmitter = acetylcholine
- Receptoren = nicotineteceptoren; blokkering mogelijk door curare
- Openen Na+- kanalen waardoor spiercelmembraan depolariseert
- Acetylcholinesterase in synaptische spleet hydroliseert Ach + heropname in presynaptische membraan van azijnzuur en choline
- Acetylcholinesterase wordt onomkeerbaar geremd door bepaalde zenuwgassen (= toxisch effect), neostigmine en fysostigmine (toepassing bij spierziekten of als antidota voor stoffen die nicotinereceptoren blokkeren)
- Alleen divergentie, geen convergentie
- 1 prikkel is voldoende om depolarisatie op te wekken, met een actiepotentiaal tot gevolg
- Toepassing: werking botuline toxine (botox)







Hoofstuk 3: de reflex
De reflex
- Een reflex = een onwillekeurige activiteit van een effector als gevolg van een instroom van impulsen uit n of meerdere sensoren
- Meestal gaat het om eenzelfde motorische reactie (weinig variatie) met de bedoeling tijd te winnen
- De reflexboog = de weg die de impulsen afleggen van sensor tot effector
Sensor
Centripetaal deel: afferent neuron
Centraal deel: reflexcentrum
Centrifugaal deel: efferent neuron
Effector
De animale reflexen
- Sensor
Specifieke sensoren (in n bepaald orgaan) vb: mond, neus, oor, oog
Algemene sensoren (verspreid over heel het lichaam): propriosensoren: in het voortbewegingsapparaat proprioceptieve reflex (vb: kniepeesreflex)
Exterosensoren: in de huid exteroceptieve reflex (vb wegtrekreflex)
Interosensoren: in de inwendige organen interoceptieve reflex (vb kokhalsreflex in keelholte
- Centripetaal deel: afferent neuron
Verbindt sensor met centraal zenuwstelsel
Sensibel neuron
Cellichaam in spinaal ganglion of in ganglion in/naast hersenstam
Meestal gemyeliniseerd (niet de pijngeleidende C-vezels)
Eindigen meestal in achterhoorn: overschakeling op een schakelneuron naar voorhoorn (klein deel wel rechtstreeks naar voorhoorn)
- Centraal deel: reflexcentrum
In het centraal zenuwstelsel (hersenen en/of ruggenmerg)
Opmerking: de hersenen zijn meestal niet betrokken = tijdbesparend, wat een snellere reactie mogelijk maakt
1 enkele synaps tot netwerk van 1000den schakelneuronen mogelijk
- Centrifugaal deel: efferent neuron
Verbindt centraal zenuwstelsel met effector: contact met spiervezels van motorische eenheid
Motorische neuronen die vertrekken uit de kernen van de hersenstam en uit de voorhoorn van het ruggenmerg
Maken deel uit van het somatische zenuwstelsel
- Effector
De skeletspiervezels: spiercontractie waarbij de aanwezigheid van Ca2+ en ATP cruciaal is
- De 5 stappen in de reflexboog
- Aankomst prikkel en activering van de receptor
- Activering van het sensibele neuron
- CZS verwerkt de infomatie (kan schakelneuron zijn thv ruggenmerg)
- Activering van het motorische neuron
- Reactie door effector (spier of klier)
Reflex heft de oorspronkelijke prikkel op of de reactie zorgt voor de eliminatie van de prikkel




Deel 3: vegetatieve fysiologische functies

Inleiding
- Doel van de vegetatieve fysiologische functies = overleving/voortbestaan van de soort en van het individu
- Mogelijk door:
Groei
Voortplanting
Vechten of vluchten
Metabolisme
Resorptie, secretie en excretie
- Met uitwisseling van materie (stoffen en energie) tussen
Cellen en omgeving (interstitium)
Organisme en buitenwereld
- Belang van de bloedsomloop


- Waarborgen van de homeostase is hiervoor noodzakelijk
= de samenstelling van het bloed en het interstitium wordt binnen zeer nauwe grenzen gehouden om de vegetatieve fysiologische functies in stand te houden om zo een goede werking van de organen te kunnen garanderen
- Er is een constante en evenwichte uitwisseling tussen bloedbaan en interstitium
- De samenstelling van bloedbaan en interstitium is onder normale omstandigheden ongeveer dezelfde

- Bij een verstoorde uitwisseling tussen bloedbaan en interstitium kan oedeem ontstaan (vochtophoping in het interstitium door gestegen hydrostatische druk)
- Hartfalen
- Diepe veneuze trombose
- Nefrotisch syndroom

Hoofdstuk 1: vegetatieve integratie
1. Inleiding
Vegetatieve integratie
- Samenwerking van alle vegetatieve organen in een georganiseerd verband met als doel de homeostase te waarborgen
- Vegetatieve organen: spijsverteringsstelsel met accessoire organen zoals lever en pancreas, nieren, ademhalingsstelsel,

- Vereist cordinatie van de activiteiten van alle orgaanstelsels door het hormonaal stelsel (hormonale regeling) en het vegetatieve zenuwstelsel (neurale regeling)
1.1. Homeostase
- Samenstelling van interstitium zo constant mogelijk houden = streven naar intern evenwicht of homeostase
- Elke verandering van deze samenstelling heeft een invloed op de cellen
- Homeostase waarborgen om te overleven ( = doel van de vegetatieve fysiologische functies)
- Regulering van de homeostase
= alle fysiologische processen en systemen die als doel hebben de homeostase te handhaven
- Mechanisme van regulering

- - receptor: gevoelig voor een bepaalde verandering (prikkel)
- Besturingscentrum ( = controlecentrum = integratiecentrum = regelcentrum): verwerkt deze prikkel
- Effector: reageert op signalen van het regelcentrum

- Receptoren sturen informatie naar vegetatieve regelcentra
Centrale en perifere sensoren: geven informatie over samenstelling van bloed en interstitium
Interosensoren (chemosensoren, mechanosensoren en nocisensoren): geven informatie over de inwendige organen via afferente zenuwvezels (vb: visceroafferente vezels van N. vagus)
Baronreceptoren in a.carotis: geven informatie over bloeddruk (met effect ter hoogte van hart en bloedvaten)
- Vegetatieve regelcentra liggen in het centraaal zenuwstelsel: in hypothalamus (primair), hersenstam en ruggenmerg (secundair)

- De vegetatieve regelcentra in het centraal zenuwstelsel ontvangen dus informatie van de receptoren en integreren (verwerken) deze informatie
- Hierdoor wordt oa een totaalbeeld gevormd van de samenstelling van het interstitium (dringt meerstal niet door tot het bewustzijn)
- Op basis hiervan sturen de vegetatieve regelcentra signalen naar effectoren
= de vegetatieve organen
uitwisseling van materie

1.2. Hormonale en neurale regeling
- Samenwerking tussen het vegetatieve zenuwstelsel en het hormonale stelsel
- Regulering van de functies van de vegetatieve organen
Uitsluitend hormonaal: voortplantingsorganen, nieren
Uitsluitend neutraal: zweetklieren
Zowel hormonaal als neutraal: de meeste organen
- Hormonaal = via hormonen (zeer groot aantal: - voor elke activiteit een ander hormoon)
- Neuraal = via neurotransmitters van het vegetatieve zenuwstelsel (beperkt aantal: Ach en NA)


Functioneel verband tussen het hormonale stelsel en het vegetatieve zenuwstelsel
- Hypothalamo-hypofysair systeem
In de hypothalamus: primaire vegetatieve regelcentra ( = belangrijkste centra voor de regulering van de vegetatieve functies)
Verbonden met hypofyse op 2 manieren:
Via zenuwvezels met neurohypofose (achterkwab): vrijzetting van neurohormonen afgifte aan de bloedbaan
Via portale bloedvaten (poortader) met audenohypofose (voorkwab): releasing hormonen uit de hypothalamus bereiken de adenohypofose productie en vrijzetting van hypofysehormonen
- Bijniermerg: productie van het hormoon adrenaline wordt geregeld door het orthosympatisch zenuwstelsel, via de hypothalamus

Hypothalamus en hypofyse zijn op 2 manieren automatisch verbonden:
- Via neuronen met neurohypofyse (achterkwab, posterior pituary)
- Via portale bloedvaten met adenohypofyse ( voorkwab, anterior pituitary)
Verbinding van hypothalamus via neuronen met neurohypofyse (achterkwab) neurohormonen worden zenuwuitlopers vrijgezet in de neurohypofyse bloedbaan

Neuronen in de hypothalamus produceren releasing hormonen vrijzetting in portale bloedvaten adenohypofyse (voorkwab) productie en vrijzetting van hypofysehormonen

2. Het vegetatieve zenuwstelsel
- Onwillekeurig: niet onder invloed van de wil
- Regelt de werking van de inwendige organen
= viscerale zenuwstelsel

- Centraal deel: centraal zenuwstelsel; niet strikt gescheiden van het animaal zenuwstelsel
- Perifeer deel = autonoom zenuwstelsel; uitsluitend efferente vezels = viscero-efferente zenuwvezels <-> animaal zenuwstelsel
(viscero-afferente zenuwvezels worden beschouwd als onderdeel van het animaal zenustelsel)


- Twee subsystemen in het autonome zenuwstelsel
Parasympatisch zenuwstelsel:
Regelt anabole functies (groei en herstel) door activeren van anabole processen en remmen van katabole processen
Bevordert een toestand van rust (sederend effect)
Meer individuele stimulatie van organen
Orthosympatisch zenuwstelsel:
Ondersteunt katabole functies (vecht-en vluchtreacties) door stimuleren van katabole reacties en inhiberen van anabole reacties
Bevordert een toestand van alertheid, waarin activiteiten zoals lichamelijke inspanning mogelijk zijn
Voor een deel gezamenlijke stimulatie van organen (zorgt voor een diffuse werking)

Algemeen
- Primaire vegetatieve regelcentra: in hypothalamus (geen anatomisch onderscheid tussen orthosympatisch en parasympatisch systeem)
- Secundaire vegetatieve regelcentra: in de hersenstam en in het ruggenmerg (wel anatomisch onderscheid tussen orthosympatisch en parasympatisch systeem)
- Vanuit de secundaire centra ontspringen de perifere neuronen:
Preganglionaire neuronen
Postganglionaire neuronen
Synapsen in de perifere ganglia (ganglion = zenuwknoop)
































- Parasympatisch zenuwstelsel:
Prikkeloverdracht van de pre-op de postganglionaire vezels: door acetylcholine, via binding op nicotinereceptoren
Prikkeloverdracht van de postganglionaire vezels op de eindorganen: door acetylcholine, via binding op muscarinereceptoren
Muscarinereceptoren kunnen geblokkeerd worden door anticholinergica/ parasympaticolytica (vb antropine)

Acetylcholinesterase zorgt voor afbraak acetylcholine in de synaptische spleet effect verdwijnt onmiddellijk
- Orthosympatisch zenuwstelsel:
Prikkeloverdracht van de pre-op de postganglionaire vezels en ter hoogte van het bijniermerg: door acetylcholine, via binding op nicotinereceptoren
Prikkeloverdracht van de postganglionaire vezels op de eindorganen: door noradrenaline, via binding op adrenerge (a en b-) receptoren (uitz. Exocriene zweetklieren: acetylcholine)

Geen enzymatische afbraak, maar trage eliminatie via bloedbaan of heropname door presynaptische membraan effect houdt langer aan
- Alfa- receptoren
A en a2-receptoren
voornamelijk geactiveerd door noradrenaline (vrijgezet door zenuwuiteinden in synaps, dus selectieve activatie)
excitatie veroorzaakt contractie van de gladde spieren (vb bloedvaten)
leidt tot remming van de trofotrope functies (rust en opbouw)
- beta-receptoren
b1-,b2- en b3-receptoren
voornamelijk geactiveerd door adrenaline (vrijgezet in de bloedbaan door de bijnier, dus meer algemene activatie)
excitatie veroorzaakt relaxatie van de gladde spieren (vb: bronchin: brochodilatatie) en contractie van de hartspier (versneld hartritme)
leidt tot activering van de ergotrope functies (inspanning)

Effect van adrenaline en noradrenaline in het orthosympatisch systeem hangt van af van het type receptor op het eindorgaan
- bij een orgaan dat zowel a- als b-receptoren bevat:
hoeveelheid receptoren is van belang
verschil in affiniteit voor adrenaline en noradrenaline is van belang: a-receptoren worden selectiever geactiveerd omdat noradrenaline vooral via zenuwuiteinde, wordt vrijgezet en in beperkte mate via de bloedbaan wordt aangevoerd zoals adrenaline
- voorbeelden van orthosympatische prikkeling:
b1- receptoren in de sinusknoop van het hart: toename hartfrequentie
a1-receptoren in de bloedvaten: vasoconstrictie
b2-receptoren in de bronchi: brochodilatatie
a1- en b1-receptoren in de muscularis van de wand van het spijsverteringstelsel: afname van de motiliteit

3. het hormonale stelsel
3.1. inleiding
hormonen
- door specifieke cellen (endocriene cellen) aangemaakt
- onder invloed van bepaalde prikkels in bloedbaan vrijgezet
- doel: functioneren van doelcellen in doelorganen benvloeden
hormonaal stelsel
= endocriene systeem
= geheel van endocriene klieren en hormonen die ze afscheiden

Prikkeloverdracht
indirecte (chemische) transmissie van prikkel tussen 2 cellen die op grote afstand van elkaar liggen
transmitterstof = hormoon








1. productie transmitterstof (= hormoon)
2. opslag transmitterstof in vesikels
3. vrijzetting vesikels via exocytose (Ca2+!)

4. transport via bloedbaan (al dan niet gebonden aan plasma-eiwitten)












5. Effect op doelcel via binding aan receptor

Doelcellen
= cellen in de periferie die op een specifiek hormoon kunnen reageren
Receptor
= eiwit waaraan een bepaald hormoon zich bindt om werking op doelcel in gang te zetten
op celmembraan: activatie membraanprotene (G-protene) vorming second messenger (vb: cAMP)
intracellulair: rechtstreekse benvloeding van getranscriptie

Niet alle hormonen worden vrijgezet door endocriene klieren:
Weefselhormoon
= door specifieke weefsels geproduceerd en in bloedbaan vrijgezet bv: gastrine (maagwand), cholecystokinine (darmwand), renine (nier)

Neurohormonen
= door neuronen afgescheiden en via bloedbaan naar doelorganen bv: oxytocine, antidiuretisch hormoon (productie: hypothalamus, afgifte: neurohypofose)

Indeling en kenmerken van hormonen
Peptidehormonen
- Keten van 3 tot 200 aminozuren (protenestructuur)
- Hydrofiel, vrij opgelost in bloedbaan
- Celmembraanreceptoren
Stroidehormonen
- Bijnierschorshormonen en geslachtshormonen
- Afgeleiden van cholesterol
- Hydrofoob, gebonden aan carrierprotine in bloedbaan
- Intracellulaire receptoren
Tyrosinederivaten
- Schildklierhormonen:
Gebonden aan carrierprotine in bloedbaan,

Antwoord rapporteren