14.1 Continu transport Efficiënt Eencelligen zijn niet omringd in het lichaam door alles wat ze nodig hebben. Om ze te voorzien van die stoffen worden ze vervoert door het bloedvaatstelsel, om bij je longen, darmen en nieren te komen. De rode rivier Bloed bestaat voor een groot deel uit bloedplasma. Bloedplasma bestaat uit bloedcellen. Bloed stroomt door bloedvaten. Bloedvaten en hart vormen dubbele bloedsomloop. Hart : boezems en kamers. Bloed stroomt rechter boezem in, dan door naar rechterkamer, vervolgens naar longen, daarna de linker boezem en als laatste naar de linker kamer zo de aorta in. Bij inspanning kan hartminuutvolume toe nemen. (om meer zuurstof rond te pompen) Per omloop stroomt het bloed twee keer door het hart. Vanuit de longen stroomt zuurstofrijk bloed naar de linker boezem van het hart. Embryonale bloedsomloop Voor de geboorte krijgt baby zuurstof via placenta. Er is een verbinding tussen de rechter en linker boezem (foramen ovale) en tussen longslagader en aorta (ductus botalli). Grootste deel stroomt door ductus botalli naar de aorta. Er komen 3 veranderingen: Longen gaan open en vullen met lucht Foramen ovale sluit. linker hart krijgt bloed uit de longen. Ductus botalli verlies functie omdat bloed nu naar de longen stroomt (kan) Navelstreng wordt afgeklemd, daardoor sluit ductus venosus (bloedvat waar navelstrengader in uitkomt)(dit heeft niet met kind zelf te maken, eerder met moeder) Bij de bloedsomloop van een embryo stroomt weinig bloed door de longhaarvaten 14.2 Met kloppend hart Hartbewaking Hartproblemen zijn vaak een gevolg van verminderde bloedtoevoer naar delen van de hartspier. Dit wordt in de gaten gehouden op een ECG Doe effe gezond! Jonge bloedvaten zijn glad en de wanden zijn elastisch, door verouderen verdwijnen deze dingen en blijven kleine beschadigingen achter, daar blijven vetachtige stoffen kleven. Als zo’n plek verder groeit heet dat atherosclerose (vernauwing van bloedvaten, aderverkalking alhoewel het eigenlijk de slagaders zijn). Als de doorbloeding van een kransslagader afneemt kan dit voor pijn zorgen. Een volledige verstopping veroorzaakt een hartinfarct. Een hartenklop Je hoort twee harttonen. Een zachte toon voor de hartkleppen en een harde toon voor de halvemaanvormige kleppen. Hartruis kunnen slecht sluitende kleppen zijn. Een hartslag bestaat uit 2 fase. 1 - Tijdens het vullen zijn kamers en boezems ontspannen (diastole) 2 – Tijdens het einde van de diastole trekken de boezems samen (boezemsystole) (2 en 3 horen bij elkaar, is de systole van het hart) 3 – De hartkleppen sluiten waardoor er druk ontstaat, door die druk gaan de halvemaanvormige kleppen open (kamersystole) Het hart klopt door ritmische samentrekkingen van boezems en kamers. Het bloed stroomt in één richting door hartkleppen en halvemaanvormige kleppen. Levenslang aan de slag Samentrekken van het hart wordt door het hart zelf geregeld. Prikkelgeleidingssysteem: 1 – SA-knoop sinusknoop (zorgt dat de boezems samentrekken) 2 – AV-knoop atrio-ventriculaire knoop (hierin ontspringen de purkinjevezels) 3 – Purkinjevezels (zorgen voor samentrekken van kamerwanden) (gevolg is kamersystole) Je hart pas je hart aan naar de behoefte van zuurstof (via autonome zenuwstelsel) Bundel van His (tussen AV-knoop en Purkinjevezels) begeleidt de impulsen verder, maar heeft verder geen apparte functie. Hartgrafiek: ECG Tijdens 1 hartslag laat de hart grafiek 3 pieken zien. P – Samentrekken boezems QRS – Verspreiding impuls over de kamers T – Herstel van de kamers Het hart bezit een eigen pacemaker in de vorm van de sinusknoop. De elektrische impulsen die hier beginnen lopen achtereenvolgens over boezems, AV-knoop, bundel van His en kamers. Dit is zichtbaar te maken in een ECG. 14.3 Het zit ‘m in het bloed Kunstbloed Hemoglobine is de natuurlijke zuurstoftransporteur in rode bloedcellen. Opgeloste Hemoglobine is na twee dagen afgebroken. Bij de mens is het verpakt in het lichaam en gaat het 120 dagen mee. Hemoglobine Sikkelcelanemie zorgt voor het blokkeren van de bloedstroom doordat de cellen vast komen te zitten in de haarvaten. Hemoglobinemoleculen zijn rood door een ijzerhoudend pigment met ieder vier heemgroepen. Aan iedere heemgroep kan 1 zuurstofmolecuul binden. Een rode bloedcel bevat 200 tot 300 hemoglobine moleculen. Bloed Je rode beenmerg produceert de rode bloedcellen. Je lever en milt breken evenveel af. Ook witte bloedcellen(afweer) en bloedplaatjes(stolling) worden daar gemaakt. In bloedplasma zitten veel opgeloste stoffen. Plasma-eiwitten binden en transporteren andere stoffen en spelen een rol bij het houden van de colloïd osmotische waarde. Bloedstolling Bij beschadiging van de huid: 1 – Bloedplaatjes hechten binnenkant van een bloedvat. (bloedplaatjes geven een stof af aan plasma) 2 – Spieren trekken in bloedvat samen door de afgegeven stof 3 – Bloedplaatjes vormen een plaatjes prop. (geen bloedverlies meer) 4 – Chemische omzettingen zorgen voor fibrine draden (zie 5) 5 – Door tromboplastine (activator) word fibrinogeen omgezet in fibrine 6 – Fibrine hecht en vormt een netwerk van draden. (hier worden bloedcellen en bloedplaatjes gevangen en persen vocht uit het netwerk. Zo ontstaat een korst) De bloedvatwand/bloed bevatten remmers die de bloedstolling regelen.(wordt de prop niet te groot) Bloedplasma is water met opgeloste stoffen, waaronder voedingsstoffen en afvalstoffen. Plasmaeiwitten hebben verschillende functies. Er zijn twee typen bloedcellen: rode en witte bloedcellen. Bloedplaatjes zijn betrokken bij de bloedstolling. Bloedlink EPO (komt ook voor als doping) stimuleert een productie van rode bloedcellen uit het rode beenmerg. Bloedarmoede kan veroorzaakt worden door te weinig EPO en ijzertekort. EPO regelt het aantal rode bloedcellen dat je produceert. Bij gebrek aan EPO of ijzer ontstaat bloedarmoede. 14.4 In en om de bloedvaten Wanden van de bloedvaten Aders en slagaders bestaan uit 3 lagen (van binnen naar buiten) 1 – Dekweefselcellen (endotheel) 2 – Elastisch bindweefsel en glad spierweefsel 3 – Bindweefsel Haarvaten bestaan allen uit dekweefselcellen. Dit is zeer geschikt voor uitwisselen van stoffen met weefselvloeistof. Bloedgolven Je bloeddruk is tijdens de kamersystole het hoogst. (bovendruk) bij de kamerdiastole het laagst. (onderdruk). De elastische wanden van de grote slagaders dempen de stoten van het bloed. Hierdoor stroomt het bloed verderop gelijkmatiger. Dit zal stroever gaan naar mate je ouder wordt. Bloeddrukmeting Bij het meten van de hartslag wordt een manchet om je bovenarm gedaan en aangetrokken. Langzaam laten ze de druk verdwijnen. Er wordt gekeken wanneer het gaat kloppen (bovendruk) en wanneer dat stopt en je niets meer hoort (onderdruk) Bloeddruk onder controle Bloeddruk wordt door een centrum geregeld in de hersenen. Prioriteit hebben de hersenen en het hartspier. Bij duizeligheid wordt er niet snel genoeg gereageerd door het centrum. Slagaders, aders en haarvaten hebben elk een eigen bouw en functie. Bij een bloeddrukmeting meet je de bovendruk en de onderdruk in een slagader. De hersenen regelen de bloeddruk. Poreuze buisjes Bloed kan net door het dunne haarvatenweefsel heen. Via openingen tussen de cellen van de haarvaten kan er uitwisseling plaats vinden (water en opgeloste stoffen). In de hersenen sluit het dekweefsel beter, dus kan alleen door actief-transport uitwisseling plaatsvinden. Dat is de bloedhersenbarrière. Erin of eruit? Weefselvloeistof ontstaat doordat de bloeddruk het bloedplasma via openingen in de haarvatwand het weefsel in perst. Doordat de colloïd osmotische waarde aan het begin van het bloedvat groter is, is de stroom een netto transport naar buiten. Aan het einde is de bloeddruk gedaald, dus is er een netto transport naar binnen. Het bloed stroom langzaam in de aders. Bij de benen komt het door spierbewegingen en kleppen weer bij het hart. Lekwater Niet al het weefselvloeistof stroom terug in de haarvaten. Het neemt soms een weg via de lymfevaten. Aan het begin krijgt de vloeistof de naam lymfe. De stroming komt tot stand door de samentrekking van de spieren. Uiteindelijk komt het onder de sleutelbeenaders weer in de bloedsomloop. Bij elefantiasis kan de lymfe niet terugstromen. Daardoor zwelt het op. Lymfeknopen Lymfevaten lopen door lymfeknopen. Hier bevinden zich witte bloedcellen. Deze ruimen de ziekteverwekkers op. In de weefsels ontstaat weefselvloeistof uit bloedplasma. Een deel hiervan komt weer terug in de haarvaten. Het overschat gaat via de lymfevaten weer naar het bloed. 14.5 In en uit, uit en in Zuurstofrijk Dankzij hemoglobine kan de rode bloedcel veel meer zuurstof transporteren. De evenwichtsreactie tussen Hb en O2: Hb + O2 HbO2 (oxihemoglobine) Dit noemt men oxigenatie. Deze verbinding is ook weer heel makkelijk te breken. Hb bindt zich aan de bloedcel in de longen en laat weer los in het weefsel. In je longen raakt Hb heel verzadigd, dit wordt naar het weefsel gebracht en de Hb laat los van de bloedcel voor zo ver het nodig is. Daarna gaat het met de overige O2 terug naar de longen om weer bijna helemaal verzadigd te raken. Er zijn nog 2 factoren die meespelen in de verzadiging van de Hb. De H+ concentratie en de CO2 concentratie. De verhoging van die 2 leidt tot een lagere verzadiging. Toename van CO2 leid tot toename van H+ want CO2 zal in het bloed voor een groot deel overgaan in waterstofcarbonaat. CO2 en H+ ionen binden aan Hb. Daardoor laat O2 los. Zuurstof kan een hemoglobine binden, waarbij de hoeveelheid aan Hb gebonden zuurstof afhangt van de pO2, de pCO2 en de pH. Weg met CO2 Ademhalingscentra in de hersenstam reageren vooral op de CO2-concentratie en pH van het bloed. Bij dissimilatie in je cellen komt CO2 vrij(in het weefsel): 5% - lost op in bloedplasma 25% - bind aan het eiwit globine van Hb HbCO2 70% - reageert met H2O tot H2CO3. In rode bloedcel Dit reageert door tot HCO3- en H+ H+ bindt zich aan Hb HbH HCO3- gaat het bloedplasma in. Het verlies van de lading wordt gecompenseerd met Cl-. In de longblaasjes gebeurt precies het omgekeerde. Niet te zuur Het waterstofcarbonaat lost op in het bloedplasma. Doordat er zoveel H+ vrijkomt zou de pH moeten dalen. Dat gebeurd bijna niet. Hb en andere bloedeiwitten werken dus als pH-buffer. Koolstofdioxidetransport vindt op drie manieren plaats. Bij dit transport en bij het handhaven van de pH spelen rode bloedcellen een rol. 15.1 Broodje gezond Daar zit wat in Voedingstoffen kunnen zijn zetmeel, vezels, eiwitten en kalk. Additieven verbeteren de smaak, geur, kleur en of houdbaarheid. Ze zijn herkenbaar aan hun E-nummer. En wat nog meer? Kunstmest en bestrijdingsmiddelen kunnen resten in je voedsel achterlaten. Aanvaardbare dosis Er worden proeven gedaan om te kijken wat de ADI is (aanvaardbare dagelijkse inname). Dat is de dosis die je kunt innemen, zonder gevaar te lopen. (in mg/kg lichaamsgewicht). Voedsel bevat naast voedingstoffen ook allerlei toevoegingen. Voor die toevoegingen en stoffen die ‘per ongeluk’ in het voedsel terechtkomen zijn ADI-waarden vastgesteld. Voedsel zonder gif? Ook als iets biologisch is verbouwd kunnen er alsnog door uitstootgassen gifstoffen op komen. Fasine (van aardappelen en peulvruchten) laat bloedcellen samen klonteren. Wordt onschadelijk door het te koken. Meststoffen zijn ook schadelijk. Bladgroenten kunnen veel nitraat bevatten. Wat weer wordt omgezet in nitriet. En deze kunnen voor afwijkingen in maag, darm en lever zorgen en kunnen tumoren ontstaan. Aangebrand voedsel bevat PAK’s. Deze zijn kankerverwekkend. Gezond? Al je voedsel gaat door je darm, daardoor komt veel bij je cellen terecht. Schadelijke stoffen kunnen achterblijven. Om dit te verminderen is minder vet en meer groenten en fruit van belang. Zo kunnen de giftige stoffen minder lang op de darmwand werken. Gevarieerd eten is gezond. Voedsel als medicijn Er wordt steeds meer functional Foods verkocht in de supermarkt. Dat is voedsel wat bepaalde gezonde ingrediënten heeft. (vezelstoffen, meervoudig onverzadigde vetzuren etc.) Een gevarieerd voedselpakket is voor ieders gezondheid een eerste vereiste. Veranderende leefen eetgewoonten en veranderende inzichten veroorzaken voortdurend nieuwe aanpassingen aan het voedsel dat op ons bord komt. 15.2 Klein, kleiner, kleinst Enzymen: gereedschap voor de vertering Enzymen zorgen voor een snellere reactie in je lichaam. Ze zorgen voor verlaging activeringsenergie. Enzymen binden zich aan een substraat. Hierdoor splitst/bindt de stof makkelijker Enzymen: gebruiksaanwijzing 1 – De enzymvorm niet wijzigen. (hierdoor past het niet meer op substraat) 2 – Enzym niet verhitten (ze denatureren) (ze veranderen van vorm en verliezen functie) 3 – Voorzichtig met zuren en basen. (Enzym reageert als buffer, dus veranderd de lading) (er is een optimum pH, waar ze het best bij werken) Enzymen zijn eiwitten die bepaalde reacties kunnen versnellen. Ze zijn voor hun activiteit afhankelijk van pH en temperatuur. In de mond 3 paar grote speekselklieren (bestaande uit: water, slijm en amylase). Amylase breekt zetmeel(polysacharide) af. Afhankelijk van de plaats waar amylase werkt, ontstaan er disacharide (maltose), kleinere polysachariden en glucose. Speeksel zorgt dat kleine stukjes aan elkaar plakken, waardoor er minder kans is dat het je luchtpijp in schiet. In de maag In je maagwand (bekleed met slijmvlies) wordt HCl afgescheiden. (pH is heel laag daar). Er wordt ook pepsinogeen gemaakt. De inactieve vorm van peptase. De actieve vorm splitst de lange aminozuurketens in kleinere ketens. Als er meteen peptase zou komen, zou de peptase ook meteen worden afgebroken. Want het bestaat voor het grootste deel uit eiwitten en daar beschermt je maagwand je tegen. Dus zou het geen functie meer hebben. In de twaalfvingerige darm Hier produceert je alvleesklier NaHCO3, dus het wordt in een keer basisch. De vetten van je eten worden geëmulgeerd met gal uit de galblaas. Gal bestaat uit afbraakproducten van gestorven Hb en cholesterol. Galzure zouten zorgt dat vet en water uit elkaar vallen. Door een groter oppervlakte wat ontstaan is bij de vetten verloopt de afbraak beter. Lipase (uit alvleessap) breekt vet af tot losse vetzuren en monoglyceriden. In de dunnen darm Hier volgooien enzymen uit het darmslijmvlies de vertering. Ze splitsen de koolhydraten tot enkelvoudige suikers en de aminozuurketens tot losse aminozuren. Verteringsproducten passeren in de dunnen darm de cellen van de darmwand en komen zo in de bloedbaan en het lymfevatenstelsel. In de dikke darm Bacteriën zetten een klein deel van de cellulose uit plantaardige celwanden om. Colibacteriën maken vitamine K, belangrijk voor je bloedstolling. De dikke darm neemt de vocht en zouten weer op in het lichaam (wat er bij de andere stappen allemaal was bij gevoegd). De rest verlaat via de endeldarm en de anus je lichaam. Feces bevat afgestorven cellen, dode en levende bacteriën en bilirubine (geeft de bruine kleur) Koolhydraatvertering start in de mond, eiwitvertering in de maag en vetvertering in de twaalfvingerige darm. Kliercellen leveren alle benodigde hulpstoffen: enzymen, zuren, basen, water, slijm en gal. Vertering van voedingsresten vind plaats door bacteriën in de dikke darm. 15.3 Zonder water gaat het niet Knippen met water Polymeren (lange ketens) worden gesplitst om beter door de dunne darm te kunnen worden geresorbeerd. Dit gebeurt met water (hydrolyse). Het omgekeerde noemt men polycondensatie. Eiwitten Eiwitten zijn polymeren van aminozuren. De zuurgroep(COOH) is verbonden met aminogroep(NH2). Je kunt di(2), tri(3) of polypetide (veel) hebben. 2 typen ezymen die eiwitten splitsen: 1 – Endopeptidasen, met hydrolyse knippen ze in het midden door. (peptase, tryptase) 2 – Exopeptidasen, met hydrolyse knippen ze het uiteinde los. Hydrolyse verandert polymeren in losse moleculen. Door het verbreken van peptidebindingen verandert een eiwit in losse aminozuren. Polycondensatie veroorzaakt het tegenovergesteld. Koolhydraten Koolhydraten leveren ons snel energie. Er is water nodig voor de vorming van glucose uit zetmeel. Amylase knipt de lange ketens van zetmeel in stukken van twee tot negen glucose eenheden. In de dunne darm voltooit maltase het werk. Uit sacharose(riet-, bietsuiker) en lactose (melk) ontstaan sacharase en lactase. Ook monosachariden die goed kunnen worden geresorbeerd. Vetten Vetten zijn als energiebron geschikt om op te slaan. Glycerol is een drievoudig alcohol en er kunnen drie vetzuren aan komen met zogenoemde esterbindingen. Dan ontstaat een triglyceride of vet. Met 1 vetzuur (mono), met 2 (diglyceride). Aan het uiteinde hebben ze dezelfde groep (COOH). Onverzadigde vetzuren hebben dubbele bindingen. Bij de vertering verwijdert de lipase de vetzuren een voor een door hydrolyse van de esterbinding. Het laatste vetzuur wordt niet altijd verwijderd. Galzure zouten vormen met de vetverteringsproducten micellen die via de darmwand naar de lymfe gaan. Bij vertering speelt hydrolyse een belangrijke rol. Bij eiwitten ontstaan aminozuren uit polypeptideketens. Vertering van koolhydraten verloopt stapsgewijs. Enzymen verwijderen de bindingen tussen de suikereenheden een voor een. Vetvertering berust op hydrolyse van de esterbindingen tussen glycerol en vetzuren. 15.4 ‘Binnenlaten’ Binnen of buiten? De bouw van de darmwand bestaat eerst uit slijmvlies met kliercellen, verderop kring- en lengtespieren. De dikte van de wand verschilt. De wand is geplooid, de uitstulpingen zijn darmvlokken. Deze bestaan weer uit microvilli. De darmholte behoort tot het uitwendige milieu. Zijn de cellen de darmwand langs, dan zijn ze inwendig. Onderweg De samentrekking in je slokdarm heet ene peristaltische golf. Deze zetten zich voort over je hele darm. Er kunnen kringspieren zijn die de doorgang blokkeren (maagportier). Dit om voor neutralisatie bijvoorbeeld te zorgen. De darmwand bestaat uit slijmvlies, bindweefsel en een dubbele spierlaag. De dunne darm heeft een groot oppervlak door plooien, darmvlokken en microvilli. De peristaltiek kneedt en beweegt de spijsbrij. Door de voordeur naar binnen In de dunne darm vind resorptie plaats. Zo komen het voedsel in het bloed of lymfe terecht. Ze passeren onderweg 2 wanden, die van het bloedvat en die van de darm. Aminozuren, suikers en ionen worden door actief transport opgenomen. (via eiwitpoortjes). In de bloedbaan aangekomen, gaat het naar de lever. Door de zijdeur De micellen vormen met lipoproteïnen de chylomicronen. (in de darmwand) Ze komen uit de darmwand door exocytose. Vervolgesn zijn ze te groot voor het bloedvat en komen dus in de lymfe terecht. Verboden voor onbevoegden Speeksel en maagzuur maken korte metten met bacteriën. Overleven ze dit dan worden er speciale lymfocyten geactiveerd. Je darmbacteriën worden herkent als eigen, dus worden met rust gelaten. Voor de resorptie van water en voedingsstoffen bezit de dunne darm een groot oppervlak. Vetten komen via de lymfe in de bloedbaan terecht, de andere voedingsstoffen gaan rechtstreeks naar het bloed. Ziekteverwekkers overleven speeksel en maagsap meestal niet. 15.5 Cellen hebben altijd honger Cellen: dooreten! Glucagon geeft de lever de opdracht om van de glycogeenvoorraad wat aan het bloed af te staan als glucose. Dit omdat al je voedingsstoffen als zijn verteerd. Cellen hebben continue aanvoer nodig van voedingsstoffen. Want cellen zijn altijd bezig: eiwitten maken, actief stoffen opnemen en afgeven, beschadigde onderdelen herstellen of vervangen. Cellen op rantsoen Cellen kunnen lang doorwerken omdat je lever en spieren een glycogeenrantsoen hebben. En vet is opgeslagen in je vetweefsel en deze zal dan worden omgezet in brandstof voor je lichaam. Je kunt enkele weken je cellen voeden zonder zelf te eten. Alle cellen hebben bouw- en brandstoffen nodig. Voert de voeding onvoldoende stoffen aan, dan zorgen glycogeen- en vetvoorraden voor een tijdelijke aanvulling. Cellen met een ‘maag’ Schildklier en nieren nemen voedsel tot zich door endocytose.(het voedsel deeltje wordt omsloten door stuk celmembraan. Uiteindelijk smelt dit samen en wordt het verteerd. Het restje wordt via exocytose de cel weer uitgewerkt. Jezelf opeten Het endoplasmatisch reticulum vormt een membraan rond verouderde of beschadigde organellen. Zo wordt er op deze wijze gebruik gemaakt van oude onderdelen om nieuwe onderdelen te maken. Dit noemt men autofagie. Hersenen zijn zoetekauwen Hersen- en rode bloedcellen kunnen alleen glucose verbranden. De lever zorgt (bij nood) dat een aminogroep dan wordt omgezet in glucose en de over gebleven schadelijke ureum verlaat het lichaam. Nadeel is dat er verspilling is van eiwitten. Als laatste middel om aan energie te komen eten je cellen je eiwitten op van je spieren. Met name hersencellen hebben een constante glucose-aanvoer nodig. Bij onvoldoende aanvoer van voedingsstoffen gaan cellen over tot afbraak van de stoffen waaruit ze zelf zijn opgebouwd, als laatste de eiwitten.