Hoofdstuk 1 Functionele organisatie van het menselijk lichaam en
controle van de '' interne omgeving ''
Fysiologie = de wetenschap die een verklaring zoekt naar de fysieke en chemische
mechanismes die verantwoordelijk zijn voor het ontstaan, ontwikkelen en voortgang van het
leven.
Menselijke fysiologie probeert de specifieke kenmerken en mechanismen die de mens in leven
houden te verklaren.
De basis eenheid van het lichaam is de cel. Elk orgaan is gevormd door verschillende cellen die
bij elkaar worden gehouden door intercellulaire structuren.
Elke cel heeft zich aangepast om één of meerdere specifieke functies uit te voeren.
De rode bloedcel ( 25 biljoen aanwezig in het lichaam) heeft als functie om zuurstof van de
longen te transporteren richting het weefsel. De rode bloedcel is de meest voorkomend in het
lichaam. In totaal heeft het lichaam ongeveer 100 biljoen cellen.
Hoewel de lichaamscellen sterk van elkaar verschillen, hebben ze allemaal bepaalde
basiskenmerken die op elkaar lijken.
Zo reageert zuurstof met koolhydraten, vetten en eiwitten om energie vrij te maken om de
cellen te laten functioneren.
In principe zijn de algemene chemische mechanismes in alle cellen hetzelfde en geven ze de
reactie producten af aan de omliggende vloeistoffen.
Verschillen EV en IV
60 % van het menselijk lichaam is vocht, voornamelijk een water oplossing van ionen en
andere stoffen.
Het grootste deel van dit vocht zit in de cellen en heet:
Het intracellulaire vocht (2/3)
1/3 deel ligt buiten de cellen en heet het extracellulaire vocht.
Dit vocht is constant in beweging. Het wordt snel getransporteerd in het circulerende bloed en
vervolgens door diffusie door de capillaire wanden tussen het bloed en de weefsel gemengd.
In het vocht zitten voedingstoffen en ionen. Alle cellen liggen in het extracellulaire vocht en
dus ook in het zelfde milieu.
Cellen zijn instaat hun functies uit te voeren zolang er genoeg zuurstof, glucose, verschillende
ionen enz. aanwezig zijn in het EV.
EV bevat grote hoeveelheden:
– Natrium
– Chloride
– Bicarbonaat
– Voedingstoffen voor de cellen:
● zuurstof
● glucose
● vetzuren
● aminozuren
– Koolstofdioxide dat wordt uitgescheiden via de longen
– Afvalstoffen die worden uitgescheiden via de nieren
IV bevat grote hoeveelheden:
– Kalium
– Magnesium
– Fosfaationen
,Speciale mechanismes onderhouden de specifieke concentratie verschillen tussen EV en IV.
Homeostase: Het behouden van bijna constante omstandigheden in het interne mileu.
In essentie helpen alle organen en weefsels mee aan het behouden van dit evenwicht:
– Longen: voorzien EV van zuurstof
– Nieren: onderhouden de constante ionen concentratie
– Gastro-intestinaal: Voorzien het EV van voedingstoffen
De verschillende stoffen worden gereguleerd in een klein bereik van waarde.
Er bestaan krachtige controlesystemen voor het handhaven van de concentraties van natrium-
en waterstof-ionen, evenals voor de meeste andere ionen, voedingsstoffen en stoffen in het
lichaam. Dit zorgt ervoor dat cellen, weefsels en organen hun normale functies uit kunnen
voeren. Ondanks de sterk wisselende omgeving en uitdagingen van ziektes en letsel.
Ziekte: wordt vaak beschouwd als een toestand van verstoorde homeostase. Maar zelf met de
aanwezigheid van ziekte wordt de homeostase gehandhaafd.
Het lichaam is instaat om bij ziekte te compenseren om balans te handhaven, echter deze
compensatie mechanismen kunnen soms op de langere tijd meer schade opleveren.
Een voorbeeld is dat wanneer de nieren door een ziekte beperkt worden in hun functie zij niet
meer goed kunnen uitscheiden van zout en water. Wat als gevolg kan hebben dat de bloeddruk
stijgt. De verhoogde bloeddruk heeft in eerste instantie een voordeel dat het helpt bij het
uitscheiden van water en zout. Echter is het gevolg van langere periodes van hoge bloeddruk
dat nieren en andere organen beschadigd kunnen raken.
Extracellulair vloeistoftransport- en mengsysteem: de bloedsomloop
EV wordt getransporteerd in twee fases:
– 1e fase: Beweging van bloed door het lichaam via bloedvaten
– 2e fase: Beweging van vocht tussen de capillairen en intercellulaire ruimtes tussen de
weefselcellen.
Al het bloed in de bloedsomloop doorloopt het hele lichaam:
1 keer per minuut in rust
6 keer per minuut bij extreme inspanning.
Terwijl bloed door de capillairen stroomt, vindt continue uitwisseling van extracellulaire
vloeistof plaats tussen het plasmagedeelte van het bloed en de interstitiële vloeistof die de
intercellulaire ruimtes vult.
Figuur 1-2. De wanden van de capillairen zijn permeabel voor de meeste moleculen in het
bloedplasma, met uitzondering van plasma-eiwitten, die te groot zijn om gemakkelijk door de
haarvaten te gaan. Daarom diffunderen grote hoeveelheden vloeistof en de opgeloste
bestanddelen tussen het bloed en de weefselruimten.
Dit proces wordt veroorzaakt door kinetische beweging van de moleculen in zowel het plasma
als de interstitiële vloeistof. Vloeibare en opgeloste moleculen bewegen voortdurend in alle
richtingen in het plasma en het vocht in de intercellulaire ruimten.
De meeste cellen bevinden zich in 50 micrometer van een capillaire. Dit zorg voor een snelle
diffusie tussen capillaire en celweefsel.
Door deze snelle diffusie wordt de concentratie van de verschillende stoffen goed in stand
gehouden.
,Herkomst van voedingsstoffen in de extracellulaire vloeistof
Ademhalingssysteem
Bij elke ronde dat het bloed door het lichaam stroomt, komt het ook langs de longen.
Het bloed neemt zuurstof op die de cellen nodig hebben. Het membraan tussen de alveoli en
het lumen van de longcapillairen, het alveolaire membraan, is slechts 0,4 tot 2,0 micrometer
Maag-darmkanaal.
Een groot deel van het bloed dat door het hart wordt gepompt, loopt ook door de wanden van
het maag-darmkanaal. Hier worden verschillende opgeloste voedingsstoffen, waaronder
koolhydraten, vetzuren en aminozuren, opgenomen uit het ingenomen voedsel in de
extracellulaire vloeistof van het bloed.
Lever en andere organen die voornamelijk metabole functies uitvoeren.
Niet alle stoffen die door het maag-darmkanaal worden geabsorbeerd, kunnen in de
geabsorbeerde vorm door de cellen worden gebruikt. De lever verandert de chemische
samenstelling van veel van deze stoffen in meer bruikbare vormen. Andere lichaamsweefsels,
vetcellen, gastro-intestinale mucosa, nieren en endocriene klieren helpen de geabsorbeerde
stoffen te modificeren of bewaren totdat ze nodig zijn.
Verwijdering van metabole eindproducten
Verwijdering van kooldioxide door de longen.
Wanneer zuurstof wordt opgenomen door het bloed, wordt ook direct koolstofdioxide
afgegeven aan de longen. Koolstofdioxide is het meest voorkomende afvalproduct van
stofwisseling.
Nieren
Doorvoer van het bloed door de nieren verwijdert de meeste stoffen (m.u.v. CO2) die de cellen
niet nodig hebben. Eindproducten zoals ureum en urinezuur, daarnaast ook eventuele
overbodige ionen en water. De nieren oefenen hun functie uit door eerst grote hoeveelheden
plasma door de glomerulaire capillairen in de tubuli te filteren en vervolgens de stoffen die het
lichaam nodig heeft weer op te nemen in het bloed.
De meeste andere stoffen die niet nodig zijn door het lichaam, worden slecht geabsorbeerd en
passeren de niertubuli in de urine.
Maag-darmkanaal
Onverteerd materiaal dat het maagdarmkanaal binnenkomt en sommige afvalproducten van
het metabolisme worden geëlimineerd in de ontlasting.
, Lever
Onder de functies van de lever is de ontgifting of verwijdering van veel drugs en chemicaliën
die worden ingenomen. De lever scheidt veel van deze afvalstoffen af in de gal om uiteindelijk
te worden geëlimineerd in de ontlasting.
Regulering van lichaamsfuncties
Zenuwstelsel
Het zenuwstelsel bestaat uit drie hoofdonderdelen:
– Sensorische input
– Centrale zenuwsysteem
– Motorische output
Sensorische receptoren detecteren de toestand van het lichaam of de toestand van de
omgeving.
Het centrale zenuwstelsel bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg.
Passende signalen worden doorgegeven door naar het motorische output van het zenuwstelsel
Een belangrijk segment van het zenuwstelsel wordt het autonome systeem genoemd. Het
opereert op een onbewust niveau en bestuurt vele functies van de inwendige organen,
waaronder het niveau van pompactiviteit door het hart, bewegingen van het maag-darmkanaal
en uitscheiding door vele klieren van het lichaam.
Hormoonsystemen
In het lichaam bevinden zich acht belangrijke endocriene klieren en verschillende organen en
weefsels die chemische stoffen afscheiden die hormonen worden genoemd. Hormonen worden
in de extracellulaire vloeistof naar andere delen van het lichaam getransporteerd om de
cellulaire functie te helpen reguleren. Schildklierhormoon verhoogt bijvoorbeeld de snelheid
van de meeste chemische reacties in alle cellen, waardoor het tempo van lichamelijke activiteit
wordt bepaald. Voorbeelden van hormonen zijn :
• Insuline reguleert het glucosemetabolisme
• Adrenocorticale hormonen controleren natrium- en kaliumionen en eiwitmetabolisme
• Parathyroid (achterzijde schildklier) hormoon regelt botcalcium en fosfaat.
Zo bieden de homonen een systeem voor regulatie dat het zenuwstelsel aanvult. Het
zenuwstelsel reguleert veel spier- en uitscheidingsactiviteiten van het lichaam, terwijl het
hormonale systeem veel metabole functies reguleert.
Bescherming van het lichaam
Immuunsysteem
Het immuunsysteem bestaat uit de witte bloedcellen, weefselcellen afgeleid van witte
bloedcellen, de thymus, lumph-knooppunten en lymfevaten die het lichaam beschermen tegen
ziekteverwekkers Het immuunsysteem biedt een mechanisme voor het lichaam om (1) zijn
eigen cellen te onderscheiden van kwaadaardige cellen en substanties en (2) de indringer te
vernietigen
Integumentary-systeem
De huid en andere structuren (inclusief haar, nagels, klieren), (ongeveer 12-15 %
lichaamsgewicht) functies:
– Bedekken,
– Dempen
– Beschermen
– Biedt grens tussen interne omgeving en buitenwereld
– Regeling van temperatuur
– Biedt sensorisch raakvlak.
–
Reproductie
Soms wordt reproductie niet als een homeostatische functie beschouwd. Het helpt echter wel
om homeostase te behouden door nieuwe wezens te genereren.
