Dit is de samenvatting van het vak Fysiologie, gevolgd op de RUG tijdens jaar 1, cyclus 1.1.4. (nieuwe curriculum). Het document bevat ALLE 3 de kennisclips over Regelmechanismen. In combinatie met alle andere samenvattingen van dit blok (zie mijn account) heb ik een 10 gehaald! Stuur mij een priv�...
Introductie
Homeostase: behoud van het interne milieu
• Het celmembraan scheidt de lichaamsvloeistoffen in twee compartimenten:
o Intracellulaire vloeistof (ICV): 2/3 van het totale lichaamswatervolume.
§ Materialen die in en uit de ICV gaan
moeten door de celmembraan.
o Extracellulaire vloeistof (ECV): 1/3 van het
totale lichaamswatervolume. ECV bestaat uit:
§ Interstitiële vloeistof: ligt tussen de
bloedbaan en de cellen.
§ Bloedplasma: de vloeibare matrix
van het bloed.
§ Stoffen die bewegen tussen het
bloedplasma en de interstitiële vloeistof moeten door de epitheelcellen van de
bloedvatwand.
• ICV en ECV zijn in osmotisch evenwicht met elkaar, maar hebben hele verschillende chemische
componenten en concentraties.
o Componenten: O2, CO2, sodium-/potassium-/calcium-/chloride-/bicarbonaat-ionen,
bloedglucose, zuren/basen, lichaamstemperatuur.
§ Ion-concentraties zijn o.a. van belang bij actiepotentialen.
o Van alle factoren heb je een gemiddelde waarde (normal value), maar je hebt ook
schommelingen rond die normal value waarbinnen de fysiologische systemen goed werken
(normal range) Ã homeostase.
• Vb.: gevolgen van het verlies van homeostase (à waarden buiten de normal range):
o O2 daalt à bewusteloos
o [glucose] daalt à convulsies
o Temp. of pH buiten range à denaturatie eiwitten (= letaal).
• Hoe wordt homeostase bereikt?
o Verschillende cellen zich specialiseren in bepaalde
orgaansystemen.
§ Cellen à weefsels à organen Ã
orgaansystemen, die ieder bijdragen aan
homeostase à alle cellen bevatten zo
een badje met de juiste componenten en
de juiste concentraties.
• Hoe wordt homeostase van het intern milieu gereguleerd?
o Regelsystemen (orgaansystemen): beïnvloeden alle verschillende organen, en zorgen ervoor
dat de organen op de juiste manier functioneren.
§ Neuronaal: het autonome zenuwstelsel.
§ Hormonaal: endocriene regelingen.
1
, Regelmechanismen en het autonome zenuwstelsel
Typen regelmechanismen
Regelsystemen: reguleren de homeostase van het interne milieu.
• Neuronaal: het autonome zenuwstelsel
• Hormonaal: endocriene regeling
Open regelsysteem
• Open systeem: Ingangssignaal à proces à uitgangsgrootheid
o Signaal hoog, dan proces hoog aangestuurd. Signaal laag, dan proces weinig
aangestuurd.
o Uitgangsgrootheid beïnvloed niet het ingangssignaal à heeft geen invloed
meer op hoe het proces werkt.
§ Bv. uitgangsgrootheid ‘hoog’, dan geen terugkoppelingssignaal die
er voor zorgt dat het proces weer minder sterk aan gaat staan.
o Er is wel een minimale en een maximale uitgangsgrootheid à dus geen onbegrensd systeem.
• Voorbeeld dagelijks leven:
o Ingangssignaal = intrappen van het gaspedaal.
o Proces = motor werkt harder.
o Uitgangsgrootheid = auto gaat sneller rijden (hogere snelheid).
§ Geen feedback à Bij gaspedaal vol indrukken, geen signaal dat je te ‘hard’ rijdt.
§ Begrenzing à maximaal haalbare snelheid die de motor kan behalen.
• Voorbeeld fysiologie:
o Ingangssignaal = veel/weinig inval van licht.
o Proces = pupilreflex à kringspieren contraheren/lengtespieren contraheren
o Uitgangsgrootheid = pupil wordt nauwer/wijder
§ Geen feedback à hoe meer licht, hoe meer contractie van de kringspieren, hoe
nauwer de pupil (en andersom).
§ Begrenzing à pupil kan op een gegeven moment niet nauwer worden, heeft een
maximale wijdte.
Gesloten regelsysteem
• Gesloten systeem: uitgangsgrootheid beïnvloedt wel het
ingangssignaal (= feedback).
o Ingangssignaal à proces à uitgangsgrootheid à sensor
detecteert hoe hoog/laag de uitgangsgrootheid is, en stuurt
signaal naar comparator à de comparator ‘vergelijkt’ de
waarde van de uitgangsgrootte met de streefwaarde Ã
comparator geeft correctiesignaal aan het proces.
o Het type correctiesignaal (positief/negatief) hangt af van:
§ Of de uitgangsgrootheid groter of kleiner wordt.
§ Of er sprake is van positieve of negatieve
feedback.
2
, Regelmechanismen en het autonome zenuwstelsel
Positieve terugkoppeling/feedback
Grafiek: uitgangsgrootheid wordt in de loop der tijd groter à wordt
gedetecteerd à terugkoppelsignaal zorgt er voor dat het proces nog harder
gaat werken à uitgangsgrootheid nog groter à wijkt nog verder af van de
streefwaarde à wordt nog hoger à etc.
Positieve feedback:
• Leidt tot destabilisatie.
• Vaak geen positieve feedback binnen de fysiologie. Zo wel, dan
wenselijk dat het proces zichzelf op een gegeven moment stopt.
Voorbeeld: geboorte
• Het hoofd van de foetus drukt op de baarmoedermond
(cervix) Ã rek van de baarmoedermond (cervical stretch)
à het hormoon ‘oxytocine’ komt vrij à oxytocine zorgt dat
de baarmoeder contraheert à hoofd v/d baby zorgt voor
nog meer druk tegen de baarmoedermond à er komt nog
meer oxytocine vrij à nog meer druk tegen de
baarmoederwand à etc.
• Wanneer de baby geboren is, zal alle druk op de
baarmoedermond verdwijnen, waardoor de feedbackloop
afneemt à proces herstelt zichzelf
Voorbeeld 2: actiepotentialen
• Bij depolarisatie in een neuron, gaan de natriumkanalen open.
• Meer natrium buiten dan binnen à natrium gaat naar binnen à nog meer depolarisatie binnen het
neuron (nog positiever) à nog meer natriumkanalen open à nog meer natrium naar binnen à nog
meer depolarisatie à etc.
• Proces stopt doordat natriumkanalen na verloop van tijd dicht gaan à depolarisatie stopt.
Negatieve terugkoppeling/feedback
Grafiek: uitgangsgrootheid (regeleffect) heeft een
oscillerend effect om de streefwaarde heen. De
streefwaarde is de waarde die je in de homeostase wil
bereiken. Als het proces hoger wordt dan de streefwaarde
zal hij afnemen, als het proces lager wordt dan de
streefwaarde zal hij toenemen.
Negatieve feedback:
• Leidt tot stabilisatie (naar de streefwaarde).
• Regeleffect (dus hoe sterk de uitgangswaarde afwijkt van de streefwaarde) = afhankelijk van de
looptijd en versterking (gain).
o Grafiek: in beide gevallen is er sprake van een oscillerend effect, maar bij a wordt minder van
de streefwaarde afgeweken dan bij b.
