Samenvatting leerstof selectie Pre-Master
Geneeskunde
Hoofdstuk 1: Functionele organisatie van het menselijk lichaam en controle van
de ‘’inwendige omgeving’’
Fysiologie is de studie van het functioneren van de anatomische structuren en de functies van het
menselijk lichaam. Leven is het resultaat van complexe controlesystemen: honger leidt tot het zoeken van
voedsel, kou leidt tot het zoeken van warmte, etc. Wetenschap en geneeskunde worden gecombineerd en
integreren verschillende functies van de cellen, weefsels en organen in de functies van de levende mens.
Communicatie en coöperatie zijn erg belangrijk in het integreren en als dit fout gaat kunnen ziektes
ontstaan.
Cellen
Elk weefsel of orgaan is een opeenhoping van veel verschillende cellen die samen worden gehouden door
intercellulaire supportsystemen. Elk type cel kan een of een paar specifieke functies uitvoeren
(bijvoorbeeld rode bloedcellen, waarvan er 25 biljoen per mens zijn, transporteren zuurstof van de longen
naar de weefsels). In totaal heeft een menselijk lichaam 35 tot 40 biljoen cellen. Cellen hebben qua
stofwisseling en het opwekken van energie vaak dezelfde basis. Bijna alle cellen kunnen reproduceren om
voorraden aan te vullen. Het lichaam wordt ook bewoond door micro-organismen in grote aantallen (400-
1000 soorten): op de huid, in de mond, de darmen en de neus. Ze kunnen ziektes veroorzaken, maar
meestal leven ze in harmonie met de mens als gastheer. Ze spelen een rol in de spijsvertering, maar ook in
voeding en immuniteit.
Intra v.s. extracellulaire vloeistof
Het lichaam bestaat voor 50-70% uit vloeistof, wat voornamelijk intracellulair is. Ook een derde van de
vloeistof bevindt zich buiten de cellen: extracellulaire (interstitiële) vloeistof. Het bevat ionen en
nutriënten die nodig zijn voor de cellen om in leven te blijven en wordt ook
wel het milieu intérieur (Claude Bernard) genoemd. Zolang goede
concentraties van zuurstof, glucose, ionen, aminozuren, vetachtige stoffen en
andere componenten aanwezig zijn, kunnen de cellen blijven leven.
- Extracellulaire vloeistof: veel natrium, chloride en bicarbonaat ionen,
naast zuurstof, glucose, vetzuren en aminozuren. Bovendien bevat
het de afvalstoffen die naar de nieren gaan en het koolstofdioxide dat
naar de longen gaat voor excretie.
- Intracellulaire vloeistof: veel kalium, magnesium en fosfaat ionen.
Speciale mechanismen behouden de concentratieverschillen tussen de extracellulaire en
intracellulaire vloeistoffen (H4).
Homeostase
Homeostase (Walter Cannon) is het onderhouden van bijna constante condities in de inwendige omgeving,
met behulp van de functies uitgevoerd door alle organen en weefsels in het lichaam (longen geven
zuurstof aan extracellulaire vloeistof om de cellen uiteindelijke te voorzien, nieren behouden ionen
concentratie, maagdarm kanaal zorgt voor nutriënten en verwijdert afval). De ionen, nutriënten en
afvalstoffen worden gereguleerd binnen een bereik van waarden, wat verschilt per stof. Proton waarden in
het bloed hebben een heel klein bereik, natrium waarden hebben een miljoen keer groter maar nog steeds
minimaal bereik. Controlesystemen behouden de waarden binnen hun bereik. In ziekte is de homeostase
1
,verstoord. Desondanks wordt er geprobeerd door middel van te compenseren om de vitale functies in tact
te houden, terwijl dit vaak zelfs leidt tot meer problemen (ziekte die de functie van de nieren aantast om
zout en water uit te scheiden wordt gecompenseerd met hoge bloeddruk, maar dit leidt tot
orgaanschade).
Bloedcirculatie
Extracellulaire vloeistof wordt getransporteerd in de bloedvaten, maar beweegt ook tussen
haarvaten en intercellulaire ruimtes tussen de cellen in weefsels. In rust circuleert bloed het
hele lichaam één keer per minuut, wat tijdens activiteit 6 keer kan worden. In de haarvaten
vindt uitwisseling plaats tussen het plasma en de extracellulaire vloeistof in het weefsel. De
haarvaten laten met uitzondering van plasmaproteïnen alle plasma moleculen door, waardoor
de vloeistof steeds heen en weer diffundeert en gemixt wordt.
- In de alveoli van de longen wordt zuurstof opgenomen in het bloed door middel van
diffusie door een dun membraan. Ook wordt koolstofdioxide vrijgelaten.
- In de darmen worden koolhydraten, vetzuren en aminozuren opgenomen in het bloed,
deze nutriënten zijn afkomstig van voedsel. Alles wat niet gebruikt wordt, en
afvalstoffen van metabolisme, worden uitgescheiden in de vorm van ontlasting.
- De lever verandert de nutriënten afkomstig van de darmen in bruikbare stoffen, met de hulp van
andere organen wat de stoffen ook kunnen opslaan. De lever verwijdert ook afvalstoffen,
schadelijke stoffen en medicijnen. Veel hiervan wordt via gal uitgescheiden in de ontlasting.
- De nieren filteren het bloed en verwijderen alle stoffen naast koolstofdioxide, onder andere ureum.
Eerst worden grote hoeveelheden plasma verwijderd in de glomeruli, waarna bruikbare stoffen
worden geresorbeerd. Alle afvalstoffen worden dan door de nierbuisjes naar de urine gebracht.
- De spieren dragen bij aan de homeostase doordat het ervoor zorgt dat er voedsel verkregen wordt.
Regulatie van lichaamsfuncties
Het zenuwstelsel bestaat uit drie delen: de zintuigelijke input (ogen, huid, oren), het centrale zenuwstelsel
(hersenen, ruggengraat), en de motorische output. Het autonome zenuwstelsel werkt onbewust en zorgt
voor veel functies of de organen. Naast het zenuwstelsel (vooral spier en secretie gerelateerd) regelen de
hormonen ook lichaamsfuncties (vooral metabolisme gerelateerd). Deze worden afgegeven door
endocriene klieren en organen. Ze worden getransporteerd door de extracellulaire vloeistof en
beïnvloeden functies: bijvoorbeeld insuline die het glucosemetabolisme controleert.
Beschermen van het lichaam
Het immuunsysteem bevat witte bloedcellen, cellen afkomstig van witte bloedcellen, de thymus,
lymfklieren, en lymfvaten die beschermen tegen pathogenen zoals virussen, bacteriën, schimmels en
parasieten. Lichaamseigen cellen worden onderscheiden van indringers en de indringers worden
geëlimineerd door fagocytose, gespecialiseerde bloedcellen (T cellen), of gespecialiseerde proteïnen
(antilichamen afkomstig van B cellen). Er zijn ook andere barrières tussen de omgeving en de interne
omgeving van het lichaam: huid, haar, nagels, klieren etc. Deze helpen ook bij de temperatuur regulatie.
Controlesystemen
De functies van in en buiten de cellen worden gecontroleerd door bepaalde systemen: dit kan genetisch
zijn geregeld maar ook in de organen zelf. De componenten en eigenschappen van de extracellulaire
vloeistof moeten binnen bepaalde waarden blijven. Limieten van bijvoorbeeld lichaamstemperatuur of pH
zijn al snel overschreden en kunnen leiden tot dood. Kalium en calcium zijn belangrijk voor het
zenuwstelsel. De normale waarden verschillen met leeftijd, geslacht, lengte, gewicht en omgeving.
2
,- Negatieve feedback is het meest voorkomende mechanisme van controlesystemen (een waarde is
hoog of laag en wordt veranderd naar de normale waarde om homeostase te
behouden):
o Hoge concentratie koolstofdioxide leidt tot snellere ademhaling, wat
zorgt voor een lagere concentratie.
o Hoge bloeddruk activeert baroreceptoren die signalen sturen wat zorgt
voor verminderde pompactiviteit en verwijde bloedvaten, wat leidt tot
een lagere bloeddruk.
o Hoge concentratie zuurstof in het weefselvocht zorgt voor meer binden van zuurstof door
hemoglobine (buffer).
- Hoe effectief een controle systeem is in het behouden van constante condities wordt bepaald door
de verdiensten van de negatieve feedback (‘Gain’ = ‘Correction’ / ‘Error’). Hoe negatiever de ‘Gain’,
des te effectiever het controlesysteem (temperatuurregulatie heeft -33, wat beter is dan het
baroreceptorsysteem met -2).
- Positieve feedback leidt vaak meer tot instabiliteit dan stabiliteit (een waarde
stimuleert op zo’n manier dat het als maar hoger of lager wordt):
o Wanneer iemand 2 liter bloed verliest, kan het hart niet meer effectief
rondpompen. De bloeddruk verlaagt, en het bloed naar de
kransslagaders vermindert, waardoor het hart nog zwakker wordt. Dit
gaat alsmaar door tot de persoon overlijdt. Als het bloedverlies minder
is, kan het soms gecompenseerd worden door negatieve feedback.
o Soms is positieve feedback goed, bijvoorbeeld tijdens het proces van bloedstolling, waar
stollingsfactoren alsmaar geactiveerd worden totdat een wond is gedicht. Soms kan dit fout
gaan en ontstaan er bloedproppen, wat bijvoorbeeld kan leiden tot hartaanvallen.
o Een bevalling is nog een voorbeeld van positieve feedback, waarbij weeën alsmaar sterker
worden tot het kind is geboren.
o In het zenuwstelsel worden ionen afgegeven door het veranderen van de
membraanpotentiaal, waardoor nog meer kanalen worden geopend en de potentiaal nog
meer verandert. Dit proces gaat door tot dat het einde van de zenuw is bereikt.
o De positieve feedback is vaak onderdeel van een algemene negatieve feedback
(bloedstolling zorgt ervoor dat het normale bloedvolume behouden wordt).
- Feed forward controle wordt gebruikt bij bijvoorbeeld sommige lichaamsbewegingen, wanneer er
niet genoeg tijd is om de impulsen heen en weer te laten gaan. In dat geval worden alleen signalen
gestuurd over of de beweging correct is uitgevoerd. Als dit niet het geval is, corrigeren de hersenen
de feed forward signalen naar de spieren de volgende keer dat de beweging wordt uitgevoerd. Als
daarna nog meer correctie nodig is, wordt het weer aangepast door middel van adaptieve controle.
3
, Hoofdstuk 2: De cel en zijn functies
Cellen zijn de bouwstenen van het lichaam: ze geven structuur, nemen nutriënten op en zetten ze om naar
energie, voeren specifieke functies uit en bevatten genetische code.
Organisatie van de cel
De cel bestaat uit een kern en het cytoplasma, wat van elkaar gescheiden
is door het kernmembraan. Het cytoplasma is gescheiden van de
extracellulaire vloeistof door de celmembraan. De cel bestaat
voornamelijk uit:
- Water met stoffen die worden gebruikt in reacties (70-85%)
- Ionen als kalium, magnesium, natrium, chloride, en calcium
- Eiwitten (10-20% van de celmassa)
o Structurele eiwitten: filamenten om microtubuli te vormen
voor het cytoskelet
o Functionele eiwitten: enzymen die zich in de vloeistof
kunnen bewegen en helpen met chemische reacties
- Lipiden zoals fosfolipiden, cholesterol (in de celmembraan), en triglyceriden (in vetcellen dienen ze
als opslag voor energie)
- Koolhydraten spelen een rol in de voeding en hebben soms structurele functie (1% gemiddeld, 3%
in spiercellen, 6% in levercellen), glucose in de extracellulaire vloeistof, of opgeslagen als glycogeen.
Celstructuur
De cel bevat georganiseerde structuren die organellen heten en cruciaal zijn voor de functie van de cel.
Veel organellen in de cel zijn bedekt met membraanstructuren: de cel zelf, de nucleus, het
endoplasmatisch reticulum, de mitochondria en het Golgi apparaat. De membranen zijn gemaakt van
lipiden, wat voorkomt dat water en in water opgeloste stoffen van het ene naar het andere deel gaan,
omdat water niet oplosbaar is in lipiden.
Celmembraan
De celmembraan bestaat uit 55% eiwitten, 25% fosfolipiden, 13% cholesterol, 4% andere lipiden, 3%
koolhydraten. Het is een dubbel laags membraan met eiwitten over het hele oppervlak.
o Fosfolipiden hebben een fosfaat eind (hydrofiel) en een vetzuur eind (hydrofoob). De
fosfolipiden laten alleen in vet oplosbare componenten
door: zuurstof, koolstofdioxide en alcohol.
o Cholesterol zorgt voor de mate van doorlaatbaarheid en
vloeibaarheid van het membraan.
o Eiwitten zijn er in twee soorten:
▪ Transmembraan (door het hele membraan en
steekt uit aan beide kanten), bijvoorbeeld kanalen
waardoor stoffen passief kunnen diffuseren of
actief door getransporteerd worden, of
receptoren.
▪ Perifeer (slechts aan een kant van het membraan), bijvoorbeeld gekoppeld aan
transmembraan eiwitten als enzymen of controle van het transport van stoffen.
o Koolhydraten zijn vaak te vinden in combinatie met eiwitten of lipiden in de vorm van
glycoproteïnes of glycolipiden. Koolhydraten coaten de buitenkant van de cel (glycocalyx).
▪ Glycocalyx van verschillende cellen kunnen elkaar binden
▪ Koolhydraten kunnen dienen als receptoren voor bijvoorbeeld hormonen (insuline)
▪ Sommige koolhydraten hebben een functie in het immuunsysteem
4
