PMG TOELATINGSTOETS
CHAPTER 1: FUNCTIONELE ORGANISATIE VAN HET MENSELIJK LICHAAM
Fysiologie: Kijkt naar de fysiologische en chemische mechanismen die verantwoordelijk zijn voor het
ontstaan, de ontwikkeling en de progressie van het leven
• Menselijke fysiologie: legt de specifieke karakteristieken en mechanismen uit die het
menselijk lichaam een levend wezen maakt
• Pathofysiologie richt zich op hoe de fysiologische processen veranderen bij ziekte of
beschadiging.
Het kleinste functionele eenheid in het lichaam is de cel. Rode bloedcellen zijn de meest
voorkomende celtype in het lichaam (25 biljoen (1012)) en ons lichaam bevat ongeveer in totaal 35-40
biljoen cellen. Biljoenen micro-organismen die leven in ons en op ons lichaam overtreffen het aantal
menselijke cellen (maagdarmkanaal 400-1000 soorten biljoenen m.o.). Microbiota is de verzameling
van microben die op een bepaalde plek leven. Deze kunnen ziektes veroorzaken maar meestal leven
ze in harmonie met hun menselijke gastheer en zorgen ze voor vitale functies die essentieel zijn voor
het overleven van hun menselijke gastheer (bijv.
darmen). Extracellulair vocht Intracellulair vocht
Ongeveer 50 tot 70% van het menselijk lichaam Natrium, chloride, Kalium,
bestaat uit vocht: bicarbonaat-ionen magnesium,
- 2/3de is intracellulair fosfaat-ionen,
- 1/3de is extracellulair: het vocht bevindt zich om de bicarbonaat-ionen
cellen heen (interstitium en bloedplasma), het Voedingsstoffen:
bevat ionen en voedingsstoffen → ook wel het zuurstof, glucose,
interne omgeving/milieu interieur (Claude vetzuren, aminozuren
Bernard) genoemd omdat alle cellen in hetzelfde Koolstofdioxide en
milieu leven andere afvalproducten
o Het extracellulaire vocht is constant in
beweging en wordt via diffusie uitgewisseld tussen intercellulaire ruimtes en bloedvaten. In
het extracellulaire vocht zitten de ionen en voedingstoffen die nodig zijn voor het overleven
van de cellen
o Speciale mechanismen voor ionentransport door de celmembranen zorgen voor het
behouden van de verschillen in ionenconcentraties tussen het extracellulaire/intracellulaire
vocht
o Cellen overleven en voeren hun speciale functies uit zolang de geschikte concentraties van
zuurstof, glucose, verschillende ionen, aminozuren en vet substanties beschikbaar zijn in dit
interne omgeving
Homeostase is het nagenoeg behouden van constante condities in het interne omgeving, hier dragen
alle organen, weefsels en controlemechanismen aan bij.
- Condities mogen maar weinig variëren en ziekte wordt soms wel eens gezien als een toestand
van verstoorde homeostase. Bij ziekte blijven de homeostatische mechanismes wel doorgaan
omdat compensatie nodig is. Soms leidt deze compensatie tot grote afwijkingen in het
lichamelijk functioneren. Dit maakt het identificeren van de oorzaak lastig van de primaire ziekte
en compenserende reacties (wat was er eerst?)
o Bijvoorbeeld: nieren en hoge bloeddruk door zout: Weinig uitscheiding zout door de
nieren→ hoge bloeddruk → normale excretie → hoge bloeddruk leidt tot beschadiging
van de organen zoals de nieren maar ook andere organen (homeostatische compensatie
kan leiden tot meer abnormaliteiten in het lichamelijke functioneren) → Pathofysiologie
1
,VERSCHILLENDE FUNCITONELE SYSTEMEN EN HUN CONTRIBUTIE AAN HOMEOSTASE
Extracellulaire vloeistof transport: de bloedstroom
Al het bloed passeert de gehele bloedcirculatie 1x per minuut in rust, dit is tot wel 6x per minuut bij
inspanning. Het extracellulair vocht verplaatst zich in twee fases:
- Verplaatsing van bloed door bloedvaten
- Continue verplaatsing van vocht tussen de capillairen en intercellulaire ruimtes .De meeste
moleculen van het bloedplasma diffuseren mee met het vocht, behalve te grote plasmaeiwitten.
Het vocht verplaatst zich door kinetische energie. Bijna geen enkele cel ligt verder dan 50
micrometer van een bloedvat af, dit zorgt voor snelle diffusie in paar seconden. Door het
continue mixen van het plasma en het interstitiële vocht wordt homogeniteit van het
extracellulaire vocht behouden.
Oorsprong van de voedingstoffen in het extracellulaire vloeistof
- Ademhalingssysteem: Zuurstof komt vanaf de alveoli (longblaasjes) in het bloed terecht. Het
(alveolair) membraan tussen de alveoli en de lummen van de pulmonaire capillairen is 0,4–2,0
micrometer dik, dit maakt snelle diffusie mogelijk
- Maagdarmsysteem: Bloed passeert de wanden van de gastro-intestinaal systeem en
voedingstoffen zoals koolhydraten, vetzuren en aminozuren worden hier opgenomen door het
bloed
- De lever en andere metabolische organen: Sommige substanties worden door de lever chemisch
veranderd in (meer) bruikbare vormen. Organen zoals vetcellen, gastro-intestinale mucosa,
nieren en endocriene klieren helpen met het veranderen van de geabsorbeerde substanties en
slaan ze op totdat ze nodig zijn. De lever elimineert daarnaast ook afval- en toxische stoffen
- Musculoskeletale systeem: Beweegt om voeding te krijgen en om het lichaam te beschermen
tegen gevaren van buitenaf
Verwijdering van de metabole eindproducten
- Longen: CO2 wordt verplaatst van het bloed naar de alveoli. CO2 is de meest voorkomende
afvalstof van de metabolische producten
- Nieren: verwijdering van andere stoffen zoals: ureum en urinezuur (cellulaire metabolisme) en
overbodige verkregen stoffen via voeding zoals ionen en water. Bloedplasma wordt gefilterd
door de glomerulaire capillairen en loopt verder door de tubules. Daarnaast worden substanties
die nog nodig zijn gereabsorbeerd: zoals glucose, aminozuren water en ionen. De rest passeert
de renale tubules, zoals ureum en creatinine, naar de blaas en de urine wordt vervolgens
uitgescheiden
- Gastro-intestinale tractus: Onverteerd materiaal en sommige afvalproducten van het
metabolische systeem (hemoglobine) wordt uitgescheiden in feces
- Lever: Detoxificatie en verwijdering van medicatie en chemicaliën. De lever scheidt dit uit in gal
en wordt uiteindelijk uitgescheiden in ontlasting
Regulatie van de lichamelijke functies
- Zenuwstelsel: bestaat uit 3 delen:
o Sensorische input: detecteren de staat van het lichaam en de omgeving (bijv. receptoren
huid, ogen en oren)
o Centraal zenuwstelsel: bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg, dit bepaalt de geschikte
reactie van het lichaam op de sensorische input
o Motorische output: het uitvoeren van de geschikte reactie
➔ Het autonome systeem werkt op een onbewust niveau en heeft controle over het
functioneren van de interne organen, zoals de hartslag, peristaltische bewegingen en secretie
klieren)
2
,- Hormonale systemen: endocriene klieren zijn organen en weefsels die hormonen uitscheiden.
Hormonen worden vervoerd via het extracellulaire vocht naar bepaalde delen in het lichaam en
helpen met de regulatie van cellulaire functies:
o Schildklierhormoon: versneld de chemische reacties in alle cellen (metabolisme)
o Insuline: regelt glucose metabolisme
o Bijnierschorshormonen: regelt de natrium en kalium levels en het eiwitmetabolisme
o Bijschildklierhormoon: regelt de calcium en fosfaat in botten
Bescherming van het lichaam
- Immuunsysteem: Immuun cellen en bepaalde organen (leuko’s, thymus, lymfeknopen,
lymfevaten) beschermen ons tegen bacteriën, virussen, parasieten en schimmels. Het
immuunsysteem heeft 2 functies: het onderscheiden van onze eigen cellen en lichaamsvreemde
cellen en het vernietigen van binnendringers door fagocytose, door de productie van
gespecialiseerde lymfocyten of gespecialiseerde eiwitten (antilichamen)
- Integumentair systeem: de huid en toebehoren bedekken en beschermen de weefsels en
organen. Daarnaast regelt dit systeem de temperatuur en de uitscheiding van afvalstoffen. Ook
vormt het een sensorische schakel tussen het lichaam en de omgeving. De huid omvat 12-15%
van het lichaamsgewicht
Reproductie: Alle lichaamsdelen dragen bij aan automatisme en continuïteit van het leven, hierdoor
valt reproductie ook onder homeostase
Zenuwstelsel → spier en secretie activiteit
Hormoonsysteem → metabolische functies
CONTROLEMECHANISMEN
Veel controlesystemen voeren hun functie uit IN de organen maar sommige systemen controleren de
relaties tussen de organen. Zo reguleert het ademhalingssysteem de hoeveelheid CO2 in het
extracellulaire vocht. De lever en alvleesklier (pancreas) reguleren de concentratie glucose en de
nieren reguleert de concentratie waterstof, natrium, kalium, fosfaat en andere ionen
Voorbeelden:
1) Regulatie van zuurstof en koolstofdioxide concentraties in het extracellulaire vocht:
- Zuurstof: het lichaam behoudt een constante concentratie zuurstof in het extracellulaire
vocht. Dit is afhankelijk van het chemische karakter van hemoglobine met een sterke binding
aan zuurstof. als de concentratie zuurstof laag genoeg is in het extracellulaire vocht, zal
hemoglobine de zuurstof moleculen loslaten: oxygen-buffering function of hemoglobin
- Koolstofdioxide: CO2 wordt gevormd door oxidatieve reacties in cellen. Een teveel aan CO2
wordt geëxciteerd door het ademhalingssysteem, hierbij neemt het uitademen van CO2 toe
totdat de concentratie CO2 in het bloed weer afgezwakt is tot de normale waarde
(hyperventilatie)
2) Regulatie van de arteriële bloeddruk:
- Te hoge bloeddruk: de baroreceptoren
halsslagaders en in de aortaboog worden
gestimuleerd door het uitrekken van de
bloedwand → impuls naar de medulla →
inhibitie van het vasomotor center →
vermindering van impulsen uit het
sympathische zenuwstelsel naar het hart en de
bloedvaten→ verminderde hartpomp activiteit
3
, en vasodilatie van de perifere bloedvaten → daling in de bloeddruk tot de normaalwaarde
- Te lage bloeddruk: ontspanning van de baroreceptoren → meer actieve vasomotor center →
verhoogde hartpomp activiteit en vasoconstrictie → stijging in de bloeddruk
Waardes buiten de marges in het extracellulaire vocht Stof Normaal Normale Eenheid
worden vaak veroorzaakt door ziektes, beschadiging of waarde range
omgevings-uitdagingen Zuurstof 40 25-40 mmHg
- +7 graden Celsius = vernietiging van cellen
- ±0.5 pH = dodelijke gevolgen CO2 45 41-51 mmHg
- <1/3de kalium concentratie = verlamming Natrium 142 135-145 Mmol/L
- > 2 keer kalium concentratie= depressieve hartspier Kalium 4.2 3.5-5.3 Mmol/L
- < 1/2de calcium concentratie = spiercontracties door
Calcium 1.2 1.0-1.4 Mmol/L
overmatige zenuwimpulsen (skeletspieren)
• In hartspieren zorgt dit voor een depressief hart Chloride 106 98-108 Mmol/L
- < 1/2de glucose concentratie= mentale prikkelbaarheid Bicarbonaat 24 22-29 Mmol/L
en stuiptrekkingen
Glucose 90 70-115 Mmol/L
temp 37 graden
De meeste systemen werken volgens negatieve feedback:
een impuls initieert een respons die negatief is aan de pH 7.4 7.3-7.5 pH
impuls. Zo wordt homeostase behouden
De efficiëntie van een controlesysteem wordt bepaald door de winst (gain):
- De correctie. BV: de baroreceptoren zorgen bij plotse toename in bloedvolume voor een
drukverhoging van slechts 25 mm Hg in plaats van 75 mm Hg als de receptoren niet werkten.
Correctie = 25 - 75 = -50 mm Hg
- De fout. BV: er is ondanks de werking van de baroreceptoren alsnog
een drukverhoging van + 25 mm Hg →De gain is in dit geval -2. De
winst van ons temperatuur mechanisme kan oplopen tot -33
(efficiënter dan de baroreceptor system) → hoe negatiever het getal, hoe efficiënter het
controlesysteem
Positieve feedback systeem kan goede en slechte gevolgen hebben:
Slechte gevolgen: verlies van 2 liter bloed → hart krijgt niet genoeg bloed → pompt minder →
lagere bloeddruk → hart krijgt nog minder → vicieuze cirkel
Echter, soms kan milde positieve feedback overtroffen worden door negatieve feedback. Bij een
verlies van ‘slechts’ 1 liter bloed neemt de negatieve feedback van de baroreceptoren het over
Goede gevolgen:
Arterie scheurt → bloedpropjes worden door stollingsfactoren gevormd → nog meer
stollingsenzymen → wondgenezing
Weeën → hoofdje van baby drukt tegen cervix → signalen van cervix naar rugspieren
en naar baarmoeder → nog sterkere weeën
Stimulatie zenuwcel → natrium door kanalen → verandering van membraan potentiaal → meer
natriumkanalen open → zenuw actiepotentiaal
Een cyclus van positieve feedback is altijd onderdeel van een grotere cyclus van negatieve feedback.
Veel feedback systemen zijn ingewikkeld, bijvoorbeeld het controleren van bewegingen. Soms kan
controle van de bewegingen niet op tijd worden uitgevoerd. Het mechanisme probeert om
veranderingen te vermijden voordat ze zijn gebeurd. Er wordt dan feed-forward control toegepast.
VB: een hormoon dat vrijkomt als reactie op de aanwezigheid van glucose in de dunne darm (dus
voordat het glucose geabsorbeerd wordt in de bloedstroom. Verdere correctie hiervan wordt ook
wel adaptive control genoemd.
4
