H1. Pag. 2 – 12. Een introductie in de fysiologie.
Fysiologie is de studie van de functie van het menselijk lichaam. Uit cellen ontstaan weefsels, uit
(verschillende) weefsels ontstaan organen en meerdere organen samen vormen een orgaansysteem.
Ondanks dat er 200 verschillende soorten cellen in het lichaam aanwezig zijn er vier grote groepen;
- Neuronen kunnen informatie in de vorm van elektrische signalen verplaatsen. Ze kunnen
enorme uitlopers hebben.
- Spiercellen kunnen samentrekken en daardoor mechanische kracht en beweging forceren.
- Epitheelcellen worden in epitheelweefsels gevonden. Epitheelweefsels bestaan uit een
continue cellaag (1 of meerdere) in combinatie met een dunne onderliggende laag van niet-
cellulair materiaal dat ook wel basement membraan wordt genoemd. Ze kunnen in vele mate
en vormen voorkomen, maar ze hebben een ding gemeen; ze vormen een barrière die
voorkomt dat materiaal zomaar van de ene kant naar de andere kant kan gaan. De binnenkant
van orgaan of vat wordt vaak de lumen genoemd. Sommige epitheelcellen vormen klieren,
deze organen zijn gespecialiseerd in synthese en secretie van producten. Er zijn twee vormen
van klieren; exocrien (scheiden producten uit die in het externe milieu komen) en endocrien
(scheiden hormonen, chemische signalen, uit in de bloedbaan dus voor het interne milieu).
- Verbindingsweefselcellen zijn het meest divers en bestaan uit o.a. bloedcellen, botcellen,
vetcellen en nog vele andere die weinig in structuur en functie overeenkomen. Letterlijke
betekent het dat deze cellen als primaire functie hebben om fysieke ondersteuning te geven
aan andere structuren, om ze te verankeren of om ze te linken.
De epitheelcellen zijn de scheiding tussen het externe milieu en het interne milieu en bestaan niet
alleen uit huidcellen, maar ook uit cellen van de long, maag / darmstelsel en de nieren. De longen, het
maag / darmstelsel en de nieren zijn dus extern milieu. De epitheelcellen van het bloed staan niet in
direct contact met het externe milieu. Een schematisch overzicht van interacties tussen de bloedbaan
en het externe/interne milieu is te zien op pag. 7.
Het lichaam heeft allerlei regelsystemen die het interne milieu in stand willen houden ondanks
veranderingen in het externe milieu. Het behouden van relatief constante condities (dynamisch
evenwicht) in het interne milieu wordt ook wel homeostase genoemd. Bijna alle orgaansystemen
functioneren om homeostase in stand te houden, de uitzondering is het geslachtsorgaan die soorten in
stand wil houden en niet individuen.
De meeste homeostatische mechanismen volgen het patroon van negatieve feedback; als een
gereguleerde waarde stijgt reageert het lichaam met een daling en als een waarde daalt reageert het
met een stijging. Dus reageert het lichaam op een verandering door die verandering „terug te draaien‟
waardoor het interne milieu z‟n normale „waarde‟ zal behouden. Positieve feedback houdt in dat de
reactie van een systeem in dezelfde richting gaat als verandering zelf. Het lichaam reageert dus op een
verandering door die verandering te „versterken‟. Een voorbeeld is de bevalling omdat als het hoofdje
tegen een vaginaspier aandrukt deze hormonen loslaat die ervoor zorgen dat spieren in de baarmoeder
gaan samentrekken een versterkt effect.
Fysiologie is de studie van de regulatie van vorm en functie om homeostase te handhaven. Wat vereist
regulatie?
- Sensoren (=detectoren / zintuigen, baroreceptoren etc)
- Integratoren (= processor / zenuwstelsel)
- Motoren (= effectoren / uitvoerders / spier of klier)
, H7&H8 Pag 179 – 191 en 199-212. Zenuwcellen en elektrische signalen & en ROM 3.
Er zijn twee processen van communicatie tussen cellen en organen; de zeer snelle neurale
communicatie en wat langzamere endocriene communicatie. De zeer snelle communicatie gebeurt
via elektrische pulsen. De twee andere, paracrien en cel-cel communicatie behandelen we niet.
Alle cellen hebben een membraan potentiaal verschil rond hun plasmamembraan wat bestaat door
een ongelijke verdeling (concentratie verschil) en een ongelijke doorlaatbaarheid (permeabiliteit
verschil) van diverse ionen.
De fundamentele taak van een neuron, zenuwcel, is om signalen te ontvangen, te verwerken en te
versturen. Vanuit het centrale zenuwstelsel gaan deze naar allemaal andere weefsels, een neuron kan
dus een meter lang zijn. Elke neuron bestaat uit een cellichaam (soma, waarin de kern zit) die
meerdere lange extensies heeft. De langste, die van het cellichaam tot de doelcel loopt wordt de axon
genoemd. De andere worden dendrieten genoemd. De dendrieten ontvangen signalen van andere
cellen en geeft deze door naar de axon. Het cellichaam ontvangt signalen van andere cellen en geeft
deze door aan de axon, daarnaast kunnen hier meerdere dendrieten samenkome. Het axon kan een
actie potentiaal generen waardoor het een signaal kan doorgeven aan een andere cel. Een neuron
bestaat uit twee delen, het ontvang/samenkomen (dendrieten + cellichaam) gedeelte en het
geleidende (axon) gedeelte.
Synapsspleten zijn verantwoordelijk voor het doorgeven van signalen tussen neuronen. De
actiepotentialen die worden doorgegeven voor neuronen begint bij de axon hillock (heuvel, en hier
worden alle bijkomende signalen bij elkaar op geteld en berekend, wordt later verder op ingegaan) en
wordt doorgegeven aan axon terminals (uiteinden), wat uitlopers zijn en waarvan er meerdere (soms
wel 1000en) kunnen zijn. Sommige axons hebben een myelineschede, een Schwann cel die om de
axon draait waardoor het cytoplasma wordt weggedrukt, wat voor een snellere puls overdracht zorgt.
Tussen de Schwann cellen zitten zogenaamd knoppen van Ranvier. Dendrieten hebben nooit een
myelineschede.
Ionkanalen kunnen altijd open en of gesloten zijn. Deze hebben geen “deur” en bevinden zich in alle
delen van de zenuwcel. Deze ionenkanalen zijn verantwoordelijke voor het “rustend membraan
potentiaal”. Sommige ionkanalen zijn afhankelijk van het voltage. Als een neuron rust zijn deze
kanalen gesloten. Deze kanalen bevinden zich vaak in de exon en of de knopen van Ranvier en zijn
verantwoordelijk voor “synaptische potentialen”. Andere ionkanalen gaan open als een
neurotransmitter of andere chemische stof bindt. Deze ionkanalen bevinden zich voornamelijk in
dendrieten en cellichamen en zijn verantwoordelijk voor het actie potentiaal.
Zenuwcellen zijn selectief permeabel voor K+, Na+ en Cl-. Deze permeabiliteit is afhankelijk van het
aantal kanalen. Normale cellen zijn vaak selectief permeabel voor een ion. Een zenuwcel voor
meerdere ionen. Ionen gaan in de richting van het concentratiegradiënt mee (van hoog naar laag).
Het elektrogradiënt kan tegengesteld zijn, in dat geval ontstaat er een elektrochemisch evenwicht als
beide krachten gelijk zijn.
De binnenkant van de cel is vaak negatief omdat het aantal K+ ionen dat de cel uitgaat het aantal Na+
ionen dat de cel inkomt overschrijdt. Dit komt doordat het membraan veel permeabeler is voor K + dan
voor Na+. Omdat er meer + uit gaat dan dat er + in komt wordt de binnenkant negatief. Het
evenwichtspotentiaal van K = -94mV en dat van Na +60mV. Het rustpotentiaal (wanneer K en Na in
evenwicht zijn) is – 70mV. Dit wordt ook wel het rustend membraan potentiaal genoemd.
