Basis tot Homeostase Samenvatting Noortje den Boer
Basis tot Homeostase
1. Thema – Homeostase
HC 1 – Inleiding blok :
Dit blok bevat ook het Eindhoven Science project, de colleges hiervan (HC 7 en HC 17) en colleges
over essay schrijven (HC 21 en HC 53) zitten niet in deze samenvatting.
HC 2 – Homeostase van de vitale orgaansystemen :
Fysiologie is de studie van vitale functies van het lichaam. Hoe werken individuele organen, hoe
werken deze organen samen en welke interacties spelen zich af tussen en binnen de organen.
Homeostase heeft alles te maken met regelsystemen. Bij verstoring van de homeostase komen de
regelsystemen in werking om de homeostase te herstellen. Homeostase betekent het constant
houden van belangrijke biologische parameters die ervoor zorgen dat het organisme normaal kan
functioneren in variabele toestanden. Kennis van homeostase is nodig om symptomen en tekenen
van een ziekte te onderkennen en te begrijpen.
Wanneer je je in een ander milieu bevindt, bv wanneer je een marathon aan het rennen bent of op
de noordpool staat, raken er verschillende systemen in ons lichaam uit balans. Middels homeostase
worden deze weer in balans gebracht. Bij de marathon is je lichaamstemperatuur uit balans, hierdoor
ga je zweten en wordt je roder omdat vaatjes meer gaan openstaan. Ook is je energievoorraad uit
balans, hierdoor ga je meer verbranden en doe je aanspraak op reserves.
Een parameter is een variabele waaraan een bepaalde waarde wordt toegekend om met behulp
daarvan andere variabelen te kunnen bepalen. De stand van het lichtknopje is de parameter van het
lichtsysteem.
Er zijn drie orgaansystemen die bijdragen aan de homeostase :
- Cardiovasculair systeem : dit is de aan- en afvoer van brandstof en voedingsstoffen die nodig
zijn om de samenstelling van cellen en extracellulaire ruimte te optimaliseren.
- Ademhalingssysteem : afvoeren van CO2 en aanvoeren van zuurstof, filteren van het bloed en
draagt bij aan enkele metabole functies.
- Nieren en urinewegen : verwijderen van afval, regelen van de bloedsamenstelling,
volumeregulatie en osmoseregulatie.
Homeostase wordt bereikt door intrinsieke en extrinsieke processen.
- Intrinsiek : autoregulatie, een verandering in de directe omgeving leidt tot een aanpassing.
o Vb. weefselhypoxie in vitale organen leidt tot vasodilatatie.
- Extrinsiek : door het centrale zenuwstelsel en het endocriene systeem.
o Vb. inspanning leidt tot toename hartminuutvolume, minuutventilatie en
vasoconstrictie in de tractus digestivus.
,Basis tot Homeostase Samenvatting Noortje den Boer
Homeostase wordt gekenmerkt door :
- Regelsystemen : Zie volgende college.
- Redundantie : er zijn meerdere regelmechanismen voor één parameter. Bijvoorbeeld de
handhaving van het bloedvolume. Hiervoor heb je namelijk de nieren, het hart en de lever.
- Steady state : een parameter hoeft niet altijd in evenwicht te zijn maar wel in steady state.
Dit kost energie. Dit gaat vaak over intra- en extracellulaire concentraties.
- Hiërarchie : tussen de regelsystemen. Als er een trauma of veranderd milieu optreedt, zijn
sommige evenwichten belangrijker om te handhaven dan anderen. Sommige parameters zijn
dan belangrijker dan anderen.
- Adaptatievermogen : om homeostase te handhaven in het vermogen tot adaptatie nodig.
HC 3 – fysiologische regelsystemen :
Homeostase is het vermogen van meercellige organismen om het interne milieu in evenwicht te
houden, ondanks veranderingen in de omgeving waarin het organisme zich bevindt, door middel van
regelkringen in het organisme.
Een regelsysteem bestaat uit een invoer, proces en een uitvoer. Wiskundig : uitvoer = f(invoer)
- Open regelsysteem : ingangssignaal > proces > uitgangssignaal. Er is geen terugkoppeling bij
fouten tijdens het proces. Dit zijn aan-uit regelsystemen of
o Proportionele regelsystemen (= kraan met knop waarmee je proportie kunt regelen).
Je kunt hier een gesloten regelsysteem van maken door een sensor,
referentiewaarde en controller in te bouwen. De sensor registreert ook de invloeden
van buitenaf, hier wordt het regelsysteem op aangepast.
- Gesloten regelsysteem : een streefwaarde wordt gehandhaafd door een sensor en een
controller. Heb je in twee vormen, met negatieve of positieve terugkoppeling. Deze hebben
wel een terugkoppeling. Hiervoor is een sensor, referentiewaarde en een controller nodig.
o Negatieve terugkoppeling : streeft naar het handhaven van een waarde. Een positief
resultaat leidt tot een vermindering van het proces. Bijvoorbeeld het handhaven van
de bloedsuikerspiegel. Heeft altijd een minnetje, probeert altijd een nieuw
evenwicht te herstellen.
o Positieve terugkoppeling : streeft naar een explosie. Een positief resultaat leidt tot
een versterking van het proces. Bijvoorbeeld een bevalling, actiepotentiaal of
orgasme.
- Feedforward anticipatie : verstoord de geregelde waarde maar doet dit niet direct. Het
systeem kan zich voorbereiden. Als de buitentemperatuur heel laag is, is je rectale
temperatuur niet ook meteen zo laag. Huidsensoren meten dat het buiten heel koud is, de
hypothalamus gaat dan al aan het werk om de bloedvaten de vernauwen om warmte vast te
houden. De sensor zit niet in de regelkring. Deze kan de controller al van te voren laten
weten dat er een verstoring aankomt. Verschil met negatieve terugkoppeling is dus dat er
geen verlaging is van de waarde die gemeten wordt waarna het evenwicht hersteld wordt
maar dat het evenwicht al een buffer krijgt zodat het nog in evenwicht is als er een
verstoring komt.
,Basis tot Homeostase Samenvatting Noortje den Boer
Blokdiagrammen :
Blokje = fysiologisch proces (bv orgaan)
Pijlen = signalen (neurologische, hormonen)
Optellen en aftrekken = geldt voor linker en onderste pijl.
De pijlen die naar het rondje toegaan.
Er zijn in het lichaam drie systemen die belangrijk zijn voor de homeostase, deze 3 orgaansystemen
hebben elk een thema in dit blok. Het is het cardiovasculair systeem voor de homeostase van
voedingsstoffen en afvalstoffen toevoeren en afvoeren. En de homeostase van bloeddruk. Het
longsysteem voor de homeostase van de bloedgassen. En de nieren voor de homeostase van de
stoffen in het lichaam en bloeddruk.
Ademhaling zorgt voor
1. autonoom ritme in contractie van ademhalingsspieren.
2. aanpassing van het ritme aan veranderingen in
a. metabole eisen (gerepresenteerd door veranderingen in bloedwaarde).
b. variërende mechanische condities (bv andere houding of inspanning).
c. episodisch gedrag waarin er geen ademhaling is (bv spreken, niezen enz.)
Regelkring van ademhaling :
RRN’s (= respiratory-related neurons) zijn interneuronen, premotor neuronen of motorneuronen. Ze
zorgen voor de activatie tijdens inademing of uitademing. Ze zitten in de medulla, pons en andere
regio’s van de hersenstam. Voor de ademhaling is feedback nodig. Er zijn verschillende receptoren (=
sensoren) die zorgen voor de feedback.
- PCR (perifere chemoreceptoren) zitten in de sinus carotis (dit is een plekje in de halsslagader)
en ze zitten in de aorta lichaampjes in de thorax. Ze zijn gevoelig voor verlaging van de pO2.
Ze geven hun informatie af aan de medulla via de nervus glossopharyngeus en de nervus
vagus.
- CCR (centrale chemoreceptoren) zitten in de hersenen. Ze zijn gevoelig voor verhoging van de
pCO2.
- De PCR en CCR vormen de sensors van het negatieve feedback systeem voor ademhaling.
Hierdoor worden de pO2, pCO2 en de pH in homeostase gehouden.
- De CPG, centraal patroon generator zijn neurale circuits. Voor ademhaling is dit de klok die
de tijd bijhoudt van de automatische in- en uitademing. Ze meten dit op basis van de
informatie van de PCR en CCR.
Het doel van ademhaling is niet alleen ventilatie. Ook de invloeden van buitenaf zijn belangrijk voor
de ademhaling. Met ventilatie wordt enkel de bloedgassen geregeld. Dit is voor de homeostase en
wordt gemeten en in stand gehouden door bovenstaande receptoren. Maar ook bv praten, niezen,
huilen, angst of stress kunnen de ademhaling beïnvloeden.
, Basis tot Homeostase Samenvatting Noortje den Boer
Open regelsysteem - blaassysteem van een niet zindelijke peuter.
Proportioneel systeem - de pupilreactie van het oog.
Negatieve terugkoppeling - alles wat naar een evenwicht of homeostase streeft.
Positieve terugkoppeling - orgasme, bevalling of actiepotentiaal.
Feedforward anticipatie - alleen de temperatuurregeling.
