Anatomie en fysiologie voor de diëtist
1. Cellen en weefsels
Een cel is de kleinste functionele eenheid van het lichaam. In groepsverband vormen cellen
weefsels (bijv. bloed, spierweefsel). Verschillende weefsels samen vormen organen (bijv. hart,
hersenen). Organen vormen met elkaar weer systemen, met elk een eigen functie ter handhaving
van de homeostase en de gezondheid van het individu.
1.1. Het menselijk lichaam als eenheid
Met homeostase (gelijk blijven) wordt aangeduid het streven van het lichaam naar het constant
houden van het inwendige milieu van het lichaam, waartoe ook het bloed behoort. Bijvoorbeeld:
na een maaltijd wordt er veel glucose in het bloed opgenomen. Vrijwel direct reageert het lichaam
op deze verandering door insuline aan te maken. Dit hormoon stimuleert onder andere de
opname van glucose in cellen, waardoor de concentratie in het bloed weer normaliseert.
Processen die van belang zijn voor homeostase
− Vochtbalans: de opgenomen hoeveelheid vocht behoort gelijk te zijn aan de hoeveelheid
vocht dat het lichaam verlaat (urine, zweet, feces en uitademing). De rol van water in het
lichaam: bouwstof (cytoplasma), oplosmiddel, transportmiddel en warmteregulatie;
− Elektrolytenbalans (mineralen/zouten): de functies van elektrolyten zijn:
• Bouwstof → calcium en magnesium voor botten en ijzer voor het bloed;
• Osmolariteit → evenwicht in samenstelling van lichaamsvloeistoffen;
• Bestanddelen van hormonen en enzymen → jood in het schildklierhormoon;
• Impulsgeleiding;
• Spiercontractie.
− PH-balans: van alle deeltjes die in het bloed voorkomen is het waterstofion (H+) het
kleinste en meest agressief. PH van zuiver water is gelijk aan 7,0
• Een zuur: stof die waterstofionen kan afstaan. Een oplossing is zuur als er meer H+-
ionen voorkomen dan in zuiver water = lager dan 7,0;
• Een base: stof die waterstofionen kan binden. Een oplossing is basisch alkalisch als
er minder H+-ionen voorkomen dan in zuiver water = hoger dan 7,0;
Bij verbrandingsprocessen ontstaan voortdurend zuren (koolzuur en melkzuur). Dit wordt
genormaliseerd door middel van de ademhaling (CO2 uitademen), pH-buffers (geven of
nemen H+-ionen op) en de urineproductie.
• Respiratoire acidose: als iemand niet meer in staat is goed uit te ademen →
concentratie CO2 stijgt in het bloed → pH daalt
• Respiratoire alkalose: gevolg van te snelle ademhaling (hyperventileren) →
concentratie CO2 in het bloed daalt → pH stijgt;
• Metabole acidose: een te lage pH van het bloed, dat wordt veroorzaakt door een
overschot aan zure of een tekort aan basische stoffen. Komt voor bij diabetici;
• Metabole alkalose: is een te hoge pH van het bloed, dat wordt veroorzaakt door een
tekort aan zuren of een overschot aan basische stoffen. Kan optreden bij langdurig
braken of het gebruik van diuretica, het lichaam verliest dan te veel waterstofionen.
1.2. Bouw en functie van cellen
De cel bestaat uit een plasmamembraan waarbinnen een aantal organellen (kleine organen) zich
bevinden in een waterige vloeistof genaamd cytoplasma.
Het plasmamembraan bestaat uit twee lagen fosfolipiden (vetachtige
stoffen) met daarin drie bouwstenen eiwit- en suikermoleculen. Daarnaast
is het lipide cholesterol ook in het membraan aanwezig. Cholesterol biedt
stevigheid aan het membraan, vooral bij zenuwcellen Het membraan
selecteert welke stoffen door erdoor mogen en welke stoffen niet.
1
, Fosfolipiden bestaan uit een kop en een staart:
− De kop heeft een elektrische lading: hydrofiel
(wateraantrekkend);
− De staart heeft geen lading: hydrofoob (waterafstotend).
Organellen
− De kern (nucleus): bevat het genetische materiaal van het lichaam. Speelt een rol bij de
celdeling en regelt de stofwisseling in de organellen;
− Mitochondriën: de energiecentrale van het lichaam. Hier speelt zich de reactie af tussen
zuurstof, dat via ademhaling is opgenomen, en de voedingsstoffen, die na vertering uit
het maagdarmkanaal zijn opgenomen, met als eindproduct koolstofdioxide en water. De
actiefste cellen hebben de meeste mitochondriën, zoals levercellen en spiercellen;
− Ribosomen: maken eiwitten uit aminozuren;
− Endoplastisch reticulum:
• Glad (bevat geen ribosomen): speelt een rol in de synthese van lipiden en steroïden.
Vormt de overgang naar het golgi-apparaat;
• Ruw (bevat ribosomen aan de buitenkant): hier worden eiwitten aangemaakt en
geëxporteerd
− Golgi-apparaat: hier worden met name eiwitten bewerkt voor hun functie binnen en buiten
de cel (bijv. enzymen). Hier wordt ook slijm geproduceerd en afgegeven;
− Lysosomen: bolvormige organellen ontstaan uit het golgi-apparaat.
Lysosomen bevatten enzymen die vreemde deeltjes, stoffen, micro-
organismen of voedsel die de cel binnen zijn gedrongen kunnen
afbreken. Lysosomen komen daarom veel voor in leukocyten. Ook
worden de lysosomen gebruikt om kapotte celorganellen af te breken;
− Ciliën: zorgen voor transport bijvoorbeeld van slijm in de luchtpijp;
− Flagellen: zorgen voor de voortbeweging van zaadcellen.
1.3. Celmetabolisme
Bij verbranding wordt onderscheid gemaakt in aerobe en anaerobe verbranding.
− Aeroob: afbraak met behulp van zuurstof. Hierbij komt energie vrij;
− Anaeroob: tekort aan zuurstof. Het eindproduct is melkzuur. Bijv. bij een overbelaste spier
of bij een shock (stroomsnelheid sterk verminderd).
ATP (adenosinetrifosfaat) is de directe energiebron voor celactiviteiten. Het is een zeer
energierijke verbinding waarmee activiteiten kunnen worden uitgevoerd. Bij verbranding wordt de
energie tijdelijk opgeslagen in de vorm van de stof ATP volgens de reactie: ADP + fosfaat →
ATP.
Wanneer de derde fosfaatgroep van ATP wordt afgesplitst, ontstaat
ADP en komt er energie vrij. ATP ontstaat in de mitochondriën
na verbranding van glucose. ATP moleculen zijn
de energieaccu's van de cel. Als de cel energie nodig heeft
wordt ATP omgezet in ADP.
2
, 1.4. Celmembraantransport
Er zijn twee manieren waarop transport van kleine moleculen door membranen plaats kan
vinden:
Passief transport: hierbij is geen ATP vereist
− Diffusie (verspreiden): diffunderende stoffen verplaatsen zich van plaatsen met een hoge
concentratie naar plaatsen met een lage concentratie, totdat de concentraties overal
gelijk zijn. Bijvoorbeeld: spuiten met deodorant → na een tijdje ruikt het hele huis ernaar.
De snelheid van het diffusieproces hangt af van een aantal factoren:
• Temperatuur: hoe hoger, hoe sneller;
• Molecuulmassa: hoe kleiner de molecuul, hoe
sneller ze diffunderen;
• Concentratieverschil: hoe groter het verschil, hoe
sneller de diffusie;
• Diffusieoppervlak: hoe groter het oppervlak, hoe
meer moleculen kunnen passeren;
• Afstand: hoe groter de afstand, des te langzamer
de diffusie.
In sommige gevallen wordt diffusie vergemakkelijkt door speciale carriers
(ondersteunende diffusie). Dit zijn membraaneiwitten, die specifiek over een
celmembraan kunnen transporteren. Bijvoorbeeld: glucose over het celmembraan.
− Osmose: diffusie van water over een semipermeabel (halfdoorlatend)
membraan. Dit is een membraan waarbij het oplosmiddel (water) wel
kan passeren en de opgeloste stof niet of slechts zeer langzaam.
Doordat de natuur altijd zal streven naar evenwicht zal het water zich
verplaatsen zodat het in evenwicht komt met de geconcentreerde stof.
Het membraan van de capillairen (haarvaten) is voor alle
bloedopgeloste stoffen doorlaatbaar, met uitzondering van eiwitten. De eiwitconcentratie
bepaalt hierdoor de osmotische druk (aanzuigkracht).
Voor het celmembraan geldt dat deze slechts doorlaatbaar is voor weinig stoffen, meestal
alleen voor stoffen waarvoor een transportsysteem is aangelegd (bijv. glucose). De
osmotische druk wordt bepaalt door de zoutconcentratie.
Hyperosmotisch: als de osmotische waarde van de
oplossing (bijvoorbeeld de inhoud van de cel) hoger
is dan de osmotische waarde van zijn milieu;
Hypo-osmotisch: de cel heeft een lagere osmotische
waarde dan de omgeving.
Cel en omgeving kunnen beide ook een gelijke osmotische waarde hebben. Ze zijn dan
isotoon ten opzichte van elkaar.
Hemolyse (hemo = van het bloed, lysis = uit elkaar vallen, losmaken) is een term uit
de geneeskunde voor het verschijnsel dat rode bloedcellen in het lichaam uit elkaar
vallen. Sterke hemolyse kan zich uiten tot bloedarmoede.
− Filtratie: proces waarbij water met opgeloste stoffen zich over een wand verplaatst.
Actief transport: hiervoor is ATP vereist. Er kunnen deeltjes van een lage naar hoge
concentratie vervoerd worden.
3
, Er zijn twee manieren waarop transport van grote moleculen door membranen plaats kan vinden
(blaasjestransport):
Endocytose
Is het proces waarbij de cel stoffen opneemt die door het celmembraan werden ingesloten. De
stoffen die het celmembraan door mogen, worden ingesloten doordat het celmembraan verder
naar binnen toe instulpt, totdat het uiteindelijk een zelfstandig blaasje.
− Fagocytose: hierbij worden vaste deeltjes als bacteriën in de cel opgenomen
Exocytose
Is het proces waarbij een cel stoffen afgeeft aan of afscheidt naar de celmembraan of het
extracellulaire milieu. De af te scheiden stoffen zijn onder andere proteïnen en lipiden.
Transcytose is de combinatie van endocytose en exocytose. Komt veel voor in de darmwand.
Stoffen uit het voedsel worden dan door middel van endocytose in de cellen van de darmwand
opgenomen en daarna door exocytose afgegeven aan de bloedvaten of de lymfevaten.
1.5. Celdeling
Het menselijk lichaam ontwikkelt zich door een deling en groei vanuit de zygote (bevruchte eicel).
Iedere celdeling wordt voorafgegaan aan een kerndeling. Bij delende cellen wordt een celcyclus
onderscheiden die in twee stadia wordt onderverdeeld:
− Mitose: celdeling waaruit één cel twee genetisch identieke dochtercellen ontstaan die
hetzelfde aantal chromosomen bezitten als de moedercel. Dit heeft een duur van 1-2 uur.
Het bestaat uit 4 fasen:
1. Profase: voorafgaand aan deze fase zijn er chromosomen (bestaan uit twee
chromatinedraden) ontstaan. De centriolen komen verder van elkaar te liggen en
bewegen zich naar de polen. Het kernmembraan en de kernlichaampjes verdwijnen
(zijn tijdens de interfase nog wel aanwezig);
2. Metafase: de chromosomen bevinden zich in het midden van de cel (equatorvlak). De
chromatiden zitten nog aan elkaar door middel van een centromeer (een nog
ongedeeld lichaampje). Een gedeelte van de spoeldraden is hieraan bevestigd;
3. Anafase: de centromeren delen zich en de twee chromatide van ieder chromosoom
worden door de spoeldraden naar.de polen (centrosomen) getrokken. Chromatiden
worden hier weer chromosomen;
4. Telofase: eenmaal bij de pool aangekomen worden er weer kernmembranen gevormd
en de kernlichaampjes worden weer zichtbaar. Na de telofase gaan veel cellen zich
specialiseren waardoor ze nooit meer aan een volgende celdeling toekomen.
− Interfase: het stadium tussen twee op elkaar volgende mitosen. Duurt vele malen langer
dan de mitose. Achtereenvolgende stadia: celgroei, verdubbeling (replicatie) van de
chromosomen en een directe voorbereiding.
Meiose wordt ook wel de reductiedeling genoemd. Dit is zo, omdat tijdens de meiose de
hoeveelheid chromosomen in de cellen gehalveerd wordt (haploïd). Meiotische delingen vinden
alleen maar plaats in de geslachtsorganen. Bij de man in de teelballen en bij de vrouw in de
eierstokken.
De meiose omvat twee delingsprocessen: meiose I en meiose II.
4
