Biologie: Samenvatting VWO 5
Thema 1: Regeling
Paragraaf 1: Regeling en homeostase
De normwaarde is de bepaalde waarde waarmee factoren als zuurstof- en
glucoseconcentratie en de lichaamstemperatuur worden gehandhaafd. We kunnen
spreken van een dynamisch evenwicht: er zijn invloeden die de factoren kunnen
aantasten, maar de factor zal rond de normwaarde blijven hangen. Dit komt door een
regelkring, die bestaat uit de volgende onderdelen:
- Sensor: de sensor staat afgesteld op de normwaarde en geeft een signaal
door wanneer deze afwijkt
- Controlecentrum: het controlecentrum krijgt de afwijking door van de sensor,
en geeft een opdracht door om de normwaarde aan te passen
- Effector: de effector is de uitvoerder van de opdracht die het controlecentrum
doorgeeft, en past zo uiteindelijk de waarde aan naar de normwaarde
Het in stand houden van een dynamisch evenwicht in het inwendige milieu van
organismen is de homeostase. Op deze manier veranderen omstandigheden in
het inwendige milieu niet te veel. Homeostase is een voorbeeld van zelfregulatie.
Bij meercellige organismen heeft het overgrote deel van cellen geen contact met het
uitwendige milieu (omgeving). Het inwendige milieu van een organisme bestaat uit
het bloed en de weefselvloeistof tussen weefselcellen. Tussen de twee milieus
bevindt zich minstens één cellaag.
Twee typen terugkoppeling:
- Negatieve terugkoppeling: toename van het resultaat veroorzaakt een
remming van het proces (lichaamstemperatuur).
- Positieve terugkoppeling: toename van het resultaat veroorzaakt een
stimulering van het proces (oxytocineregelkring bij een bevalling)
Paragraaf 2: Hormonale regulatie
Communicatie tussen cellen vindt plaats via signaalmoleculen (signaalstoffen). De
signaalmoleculen die worden afgegeven door hormoonklieren zijn hormonen.
- Endocriene klieren: (hormoon)secretie
- Exocriene klieren: (zweet- en speeksel)excretie
Hormonen zijn enkel werkzaam in organen met cellen met receptoren: de
doelwitorganen. De mate van reactie van dit orgaan wordt mede bepaald door de
hormoonspiegel (concentratie) in het bloed en door het aantal receptoren ervoor.
Hormonen reguleren o.a. geleidelijke processen van invloed op het hele lichaam en
de effecten houden lang aan: denk aan groei en ontwikkeling, stofwisseling en
voortplanting.
,Een hormoon-receptorcomplex ontstaat bij
binding van een hormoon aan een receptoreiwit in
het cytoplasma. Via een kernporie komt het in het
kernplasma, om hier genen in het DNA aan of uit te
zetten (genexpressie). In dit geval is het hormoon
vetoplosbaar, om zo via het membraan binnen te
komen. Zie afbeelding 1.
Bij een niet-vetoplosbaar hormaan ontstaat het
hormoon-receptorcomplex op een receptor vast aan
het celmembraan. Vervolgens wordt er in de
binnenzijde van het membraan een signaalmolecuul
gevormd/geactiveerd: de second messenger.
Deze geeft het signaal van het hormoon door in de
cel om bijvoorbeeld een enzym
Afbeelding te activeren,
1: vetoplosbaar die
hormoon
de taak op zijn beurt door kan geven aan ander
signaalmolecuul om uit te voeren. Op deze manier
kan een enkel extracellulair signaal een enorme
intracellulaire reactie veroorzaken. Er is zo ook
sprake van (signaal)cascade: een signaal wordt via
meerdere intracellulaire schakels doorgegeven. Zie
afbeelding 2.
Het hormoonstelsel bestaat uit hormoonklieren:
Hypofyse: de hypofyse bevindt zich onder de
hersenen, met hier bovenliggend de
hypothalamus. Door beide zijn het zenuwstelsel en
hormoonstelsel aan elkaar gebonden. De hypofyse
wordt opgedeeld in een voor- en achterkwab.
Neurosecretie is de productie
Afbeelding van hormonen
2: niet-vetoplosbaar hormoon
(in dit geval neurohormonen) in neuronen als
van de hypothalamus. Via neuronvertakkingen worden deze via de
hypofyseachterkwab doorgegeven aan het bloed. Ook beïnvloeden twee soorten de
hypofysevoorkwab:
- Inhibiting hormonen (IH): zorgen ervoor dat de endocriene cellen in de
hypofysevoorkwab stoppen met hormoonproductie (zie Binas tabel 89A)
- Releasing hormonen (RH): stimuleren de endocriene cellen in de
hypofysevoorkwab tot hormoonproductie (zie Binas tabel 89A)
De verschillende hypofysehormonen hebben hun eigen functies:
- Adrenocorticoop hormoon (ACTH): geproduceerd bij stress, bevordert
hormoonproductie van de bijnierschors
- Groeihormoon (GH): regelt de groei en ontwikkeling en stimuleert
beenderengroei tijdens de puberteit
- Prolactine: stimuleert vergroting van de melkklieren en melkproductie
- Oxytocine: stimuleert de opkomst van weeën en de band van moeder en kind
, - Antidiuretisch hormoon (ADH): regelt waterresorptie nieren bij urinevorming
Schildklier: de schildklier ligt tegen de luchtpijp aan en produceert thyroxine
(schildklierhormoon) ter beïnvloeding van de stofwisseling. Bij kinderen komt hier
nog groei en ontwikkeling van het beenderstelsel en het centrale zenuwstelsel bij.
Thyroxine stimuleert vooral de glucoseverbranding. Bij een overmaat
thyroxineproductie neemt de intensiteit van de stofwisseling toe, bij een tekort neemt
de intensiteit af. De productie wordt beïnvloed door TSH: thyroxine is een inhibiting
hormoon voor TSH (negatieve terugkoppeling).
Spijsverteringsklieren: kliercellen in de alvleesklier en de maag- en darmwand
produceren spijsverteringshormonen ter beïnvloeding van de spijsvertering.
- Gastrine (maagwand): stimuleert maagsapproductie bij voedsel in de maag
- Secretine (twaalfvingerige darm): stimuleert lever tot galproductie en
alvleesklier tot NaHCO3-secretie
- Cholecystokinine (twaalfvingerige darm): stimuleert galblaas tot galafgifte en
alvleesklier tot enzymsecretie.
Eilandjes van Langerhans: de eilandjes van Langerhans liggen verspreid door de
cellen van de alvleesklier en hebben een endocriene functie. α-cellen produceren
glucagon en β-cellen produceren insuline. Samen zorgen deze hormonen voor een
constante glucoseconcentratie in het bloed (bloedsuikerspiegel). Deze hoort tussen
de 4,0 mmol/L en 8,0 mmol/L te zijn, met een normwaarde van 5,0 mmol/L.
- Productie insuline (verhoging normwaarde): er komen meer
glucosetransporteiwitten in het celmembraan waardoor de permeabiliteit van
het membraan wordt verhoogd. De cellen kunnen zo meer glucose uit het
bloed opnemen, wat omgezet wordt in glycogeen om in de cel opgeslagen te
worden. Hierdoor daalt de bloedsuikerspiegel.
- Productie glucagon (verlaging normwaarde): stimuleert de lever en spieren tot
omzetting van glycogeen in glucose, om daarnaast de afgifte van glucose aan
het bloed te stimuleren, wat de bloedsuikerspiegel doet stijgen.
Nieren: de nieren produceren epo (erytropoëtine) bij een tekort aan aangevoerde
zuurstof. Epo stimuleert de productie van rode bloedcellen in het rode beenmerg, wat
het gehalte aan rode bloedcellen in het bloed zal doen stijgen. Hierdoor kan het
bloed meer zuurstof meevoeren, maar wordt het ook stroperiger. Als de
zuurstofvoorziening van de nieren weer is gestegen wordt de productie geremd.
Bijnieren: de bijnieren liggen op de nieren en bestaan uit bijnierschors en
bijniermerg. Bij een stressreactie produceert het bijniermerg adrenaline om de
stofwisseling kort en snel te bevorderen. De bloedsuikerspiegel stijgt door omzetting
van glycogeen in glucose, de hartslag- en ademhalingsfrequentie nemen toe en de
bloedvaten naar de spieren en hersenen verwijden zich. ACTH stimuleert de
bijnierschors tot productie van cortisol, wat vrijkomt bij elke vorm van stress. Cortisol
onderdrukt de werking van het afweersysteem en verhoogt de glucoseconcentratie in
het bloed.
, Let op: de functies en producenten van elk hormoon staan aangegeven in Binas
tabel 89A. Het heeft dus niet veel extra waarde om ze allemaal in je hoofd te
stampen, maar ik raad wel aan om ze door te nemen.
Paragraaf 3: Het zenuwstelsel
Het zenuwstelsel bestaat uit twee delen op basis van bouw:
- Centrale zenuwstelsel: bestaat uit de grote hersenen, de kleine hersenen, de
hersenstam en het ruggenmerg
- Perifere zenuwstelsel: bestaat uit zenuwen die het lichaam verbinden met
het centrale zenuwstelsel
Het zenuwstelsel bestaat uit twee delen op basis van functie:
- Animale zenuwstelsel: regelt de bewuste reacties en de houding en
beweging van het lichaam
- Autonome (vegetatieve) zenuwstelsel: regelt de werking van de interne
organen en de onbewuste reacties en processen
Je zintuigcellen ontvangen prikkels: een invloed uit het milieu op een organisme. Dit
maakt de zintuigcellen de receptoren. Als reactie ontstaan er impulsen in de
zintuigcellen, een soort elektrische signalen. Deze worden door neuronen, de
conductoren, naar je hersenen geleid, waar ze worden verwerkt en waaruit een
reactie volgt door middel van nieuwe impulsen, die naar het desbetreffende weefsel
worden gestuurd om een opdracht uit te voeren: de effectoren.
Opbouw van zenuwweefsel:
- Gliacellen: stevigheid zenuwstelsel, myelineproductie, bescherming en
voeding neuron, handhaving homeostase omgevende weefselvloeistof
- Neuronen (zenuwcellen): geleiden impulsen en geven signaalmoleculen af:
neurotransmitters. Neuronen zijn opgebouwd uit cellichaam met uitlopers:
1. Cellichaam: celkern, grootste deel cytoplasma met mitochondriën,
ribosomen, endoplasmatisch retilicum. Ligt in/dichtbij centraal zenuwstelsel
2. Uitlopers: dendrieten (uitloper die impulsen ontvangt en naar het
cellichaam geleidt) en axonen (uitloper die impulsen van het cellichaam af
geleidt, ook wel neurieten) met sterk vertakte uiteinden
De uitlopers worden vaak omgeven door een myelineschede bestaande
uit gliacellen: de cellen van Schwann. De onderbreking tussen twee van
die cellen is een insnoering. Een uitloper zonder is ongemyeliniseerd
De verhouding gliacellen en neuronen is 9:1 (gliacellen delen zichzelf).
De verbindingen die cellen met elkaar kunnen vormen zijn cell junction. Het type
ervan hangt af van het doel van de verbinding. Cell junction met communicatie als
doel hangen af van synapsen: de uiteinden van vertakkingen van axonen.. Hier
worden impulsen van de ene cel naar de andere doorgegeven. De synaps zelf is een
spleet tussen het uiteinde van het betreffende axon en een doelwitcel.
Bij aankomst in het axonuiteinde versmelten blaasjes met neurotransmitters met het
celmembraan. Op die manier komt de inhoud van de blaasjes vrij in de synaptische
