Hoofdstuk 14, Je levensstroom

Biologie samenvatting Hoofdstuk 14 Je levensstroom

Paragraaf 14.1 Continu transport
Lichaamscellen: 5 x 1013
Om je cellen continu van grondstoffen te voorzien is goed transport nodig. Je longen, darmen en nieren zijn betrokken bij import, distributie, afvoer en export van stoffen.
Bloed is een waterige oplossing van organische en anorganische stoffen; bloedplasma. Het bloedplasma bevat de bloedcellen. Samen met het hart vormen de bloedvaten een dubbele bloedsomloop. Je hart bestaat uit 2 boezems (dunne wanden) en kamers (dikke wanden).
In rust: per minuut 5 à 6 Liter rondpompen
Tijdens een inspanning: tot meer dan 20 Liter
In de linker harthelft bevindt zich het zuurstofrijke bloed en in de rechterhelft het zuurstofarme bloed.
· In de grote bloedsomloop pompt je linker harthelft via de aorta bloed naar alle slagaders (BINAS 84A). Het bloed komt door de holle aders terug in de rechter harthelft.
· In de kleine bloedsomloop pompt de rechter harthelft het bloed via de longslagader naar je longen. Dit bloed komt door de longslagaders terug in de linker harthelft.
Gedrurende de rondgang geeft het bloed allerlei stoffen af aan de cellen, maar voert tegelijk stofwisselingsproducten af.

· Voor de geboorte: baby krijgt zuurstof via placenta, de longen werken namelijk nog niet. Er is een verbinding tussen de rechter-en linkerboezem, het foramen ovale, en er is een verbinding tussen de longslagader en de aorta, de ductus Botalli. Slechts 1/3de van het zuurstofrijke bloed stroomt door de longen. Het grootste deel stroomt via de ductus Botalli naar de aorta.
· Na de geboorte: drie veranderingen in de bloedsomloop:
1. huilen à meer bloed naar longen, baby minder afhankelijk van placenta
2. ductus venosus sluit à is het bloedvat waarin de navelstrengader uitmondt, vervoert het bloed langs de lever in de richting van de onderste holle ader.
3. het forame ovale sluit tussen de boezems à de linker harthelft krijgt nu bloed uit de longen, waardoor de harthelften gescheiden raken, en de ductus Botalli verliest zijn functie Het restant van de ductus is een dunne streng bindweefsel.

Paragraaf 14.2 Met kloppend hart
Hartproblemen zijn vaak een gevolg van verminderde bloedtoevoer naar delen van de hartspier. Door een tekort aan zuurstof en voedingsstoffen kan het hart zijn inspanning niet volhouden.
Evt. klachten kunnen ontstaan door: vernauwing kransslagaders, niet goed functionerende hartkleppen of door een storing in de impulsen die de hartspier laten samentrekken.
Als je jong bent is de wand van je slagaders heel elastisch en glad. Naarmate je ouder wordt ontstaan er kleine beschadigingen aan de bloedvatwanden, die als het goed is dan weer worden gerepareerd. Als dat niet het geval is, heb je te maken met atherosclerose à vernauwing van de bloedvaten.
Atherosclesrose: als vetachtige stoffen (bijv. cholesterol) aan de niet gerepareerde beschadigingen blijven kleven, vooral in de slagaders, wordt zo’n plek (een plaque) steeds groter.
Atherosclerose wordt ook wel aderverkalking genoemd (maar is in de slagaders!). Wanneer de doorbloeding van een kransslagader afneemt door atherosclerose, kan dat een beklemmende pijn op de borst (angina pectoris) geven. Volledige verstopping veroorzaakt een hartinfarct.

Luisteren door stethoscoop: twee harttonen 1. lub dub (zacht: sluiten hartkleppen, hard: sluiten halvemaanvormige kleppen)
2. hartruis (bijv. slecht sluitende kleppen)
Één hartenklop: twee fasen 1. vulfase
2. leegfase
1. Diastole, kamers en boezems zijn ontspannen, bloed stroomt via de
hartkleppen van de boezems naar de kamers. Eind diastole: boezems trekken samen
(boezemsystole), extra bloed naar kamers.
2. zodra (kamer)systole begint, sluiten de hartkleppen en gaan halvemaanvormige kleppen
open, waardoor het bloed de longslagader en de aorta instroomt, door de druk die in de
kamers ontstaat.
3. kamers zijn ontspannen à kamerdruk daalt tot onder de druk in de slagaders en de
halvemaanvormige kleppen sluiten weer

De impulsen tot samentrekken ontstaan in de sinus-atrium knoop (pacemaker). De knoop vormt het begin van van het prikkelgeleidingssysteem van het hart:
1. De elektrische energie uit de sinusknoop verspreidt zich over de boezems, zodat deze vrijwel tegelijk samentrekken
2. Impulsen bereiken de AV knoop (atrio-ventriculaire knoop = boezemkamer knoop; in de tussenwand onderin de rechterboezem)
3. Hier ontspringt de bundel van His ( een groep geleidingscellen; loopt vanuit de tussenwand over de wanden van beide kamers naar de hartpunt).
4. In de hartpunt geven de Purkinjevezels (zijtakken) impulsen af aan de kamerwanden à gevolg: kamersystole.
Zenuwen van het autonome zenuwstelsel in de SA-knoop kunnen het hartritme versnellen of vertragen. Ook het hormoon adrenaline kan het hartritme versnellen.
De elektrische hartactiviteit kan worden geregistreerd met een elektrocardiograaf (ECG)
- P-piek: elektrische hartactiviteit in de boezems
- QRS-piek: ontstaat door verspreiding van de impuls over de kamerwanden en herstel van de boezems
- T-piek: ontstaat door herstel kamers (BINAS 27F)

Paragraaf 14.3 Het zit ‘m in het bloed
In 1996 maakte Leland Clark al kunstbloed.
Eisen kunstbloed: - moet in staat zijn zuurstof en koolstofdioxide te vervoeren.
Nadelen kunstbloed: - de zuurstofbindende stoffen werken maar kort
- bovenstaanden veroorzaken vaatbeschadigingen en stollingsproblemen
Oplossing: kunstbloed met hemoglobine (natuurlijke zuurstoftransporteur in rode bloedcellen)
Nadeel oplossing: - opgeloste hemoglobine is na 1 à 2 dagen afgebroken
(in menselijk bloed zit hemoglobine verpakt in rode bloedcellen die zo’n 120 dagen meegaan)

Sikkelcelanemie
- erfelijke aandoening
- komt vooral in Afrika voor
- kenmerkend zijn pijnaanvallen bij te veel inspanning
- oorzaak: verandering vorm rode bloedcellen
beneden een bepaalde zuurstofconcentratie veranderen de rode bloedcellen van ronde, buigzame cellen in stijve, sikkelvormige cellen. Deze komen in de kleine haarvaten klem te zitten en blokkeren de bloedstroom. Het achterliggende weefsel krijgt geen zuurstof meer en kan ernstige schade oplopen.
- gevolg van puntmutatie in het gen dat codeert voor het eiwit hemoglobine.
Hierdoor is ergnes in het hemoglobinemolecuul het aminozuur glutamine vervangen door valine
(BINAS 70E). De afwijkende hemoglobinemoleculen ‘vouwen’ verkeerd en klitten aan elkaar.
Zo krijgt een rode bloedcel een sikkelvorm.
Elk hemoglobinemolecuul bestaat uit een eiwit met globine met 4 heemgroepen. Het ijzer in het centrum van elke heemgroep kan 1 zuurstofmolecuul binden.

Stamcellen in je rode beenmerg (BINAS 84J) produceren 2 x 1011 rode bloedcellen. Lever en milt breken in dezelfde tijd eenzelfde aantal weer af. Ook produceren ze witte bloedcellen en bloedplaatjes (BINAS 84J en BINAS 84O).
In bloedplasma zitten allerlei opgeloste zouten: zouten, plasma-eiwitten (1. binden en transporteren andere stoffen en spelen een rol bij het handhaven van de colloïd osmotische waarde; 2. functioneerden als antistoffen (BINAS 84K)), voedingsstoffen, afvalstoffen, hormonen en gassen.
Rode bloedcellen verliezen tijdens hun ontwikkeling hun kern en andere organellen.

Proces bij wond:
1. bloedplaatjes hechten aan de beschadigde binnenbekleding van de bloedvaatwand.
2. worden plakkerig
3. geven stoffen af aan bloedplasma waardoor spiertjes in bloedvatwand samentrekken
4. de bloedplaatjes vormen in de beschadiging een ‘plaatjesprop’ (voorkomt bloedverlies)

5. chemische omzettingen leiden tot vorming fibrinedraden (BINAS 84O)
6. enzym tromboplastine komt vrij uit beschadigde weefsel, zet reeks achter elkaar geschakelde reacties in gang
7. eindproduct bovenstaande is trombine
8. trombine zet fibrinogeen om in fibrine
9. fibrinemoleculen hechten aaneen en vormen een netwerk van draden
10. hierin raken bloedcellen en bloedplaatjes gevangen
11. bloedplaatjes trekken samen en persen vocht uit het netwerk
12. er ontstaat een dicht en sterk stolsel (korst)
De bloedvaatwand en het bloed zelf bevatten remmers die de bloedstolling regelen, anders zou er een trombus (bloedstolsel) ontstaan (die het beschadigde bloedvat afsluit).

EPO = erythropoiëtine à dit hormoon stimuleert de productie van rode bloedcellen in het rode beenmerg.
Oorzaken bloedarmoede:
1. een tekort aan EPO
2. ijzertekort à je raakt kleine beetjes ijzer kwijt via je urine, feces, zweet en vooral bij bloedverlies: menstruatie of wond.

Paragraaf 14.4 In en om de bloedvaten
De wanden van de slagaders en aders bestaan uit 3 lagen:
1. een dunne binnenlaag dekweefsel (endotheel)
2. een middenlaag van elastisch bindweefsel en glad spierweefsel
3. een buitenlaag van bindweefsel
De wanden van de kleinste bloedvaten, de haarvaten of capillairen bestaan uit:
1. één laag dekweefselcellen
2. bovenstaande omgeven door een membraan (BINAS 84C2)
De haarvaten zijn erg lek, omdat de dekweefselcellen niet goed tegen elkaar aansluiten.
Daarom zijn ze erg geschikt voor het uitwisselen van stoffen met de weefselvloeistof.

De tegendruk van de bloedvatwand wordt steeds groter naarmate de slagaders meer uitrekken. De golf bloed die je kamers in de slagaders persen, verhoogt de druk van het bloed tijdelijk:
- je bloeddruk is tijdens de kamersystole het grootst à bovendruk
- je bloeddruk is tijdens de kamerdiastole het kleinst à onderdruk
De elastische wanden van de grote slagaders dempen de stoten waarmee de kamers het bloed in die vaten pompen.

Bloeddrukmeting: manchet rond bovenarm. De armslagader is dan dichtgedrukt, er is geen polsslag meer. Je laat langzaam de druk uit de manchet lopen. Op een bepaald ogenblik is de druk in de manchet gelijk aan de druk tijdens de systole van de linkerkamer (je hoort geklop) à bovendruk. Wanneer het bloed weer ongehinderd kan stromen, verdwijnt het klopgeluid.

De hersenen regelen de bloeddruk; een adequate bloedstroom door de hersenen is van levensbelang (snel opstaan vanuit lighouding bijv.).

Via openingen tussen de cellen van de haarvatwanden gaat een deel van het bloedplasma naar de weefselvloeistof, maar de meeste eiwitten en rode bloedcellen zijn te groot en blijven in het haarvat.

Weefselvloeistof ontstaat doordat door de bloeddruk bloedplasma via de openingen in de haarvatwand in het omringende weefsel geperst wordt (BINAS 84G). Door het verschil in eiwitgehalte is de colloïd osmotiosche waarde van bloedplasma hoger dan van weefselvloeistof. Hierdoor stroomt er ook weefselvloeistof terug naar het bloedplasma (resorptie), waardoor de uitstroom van bloedplasma door de bloeddruk groter dan de instroom van weefselvloeistof, aan het begin van een haarvat. Aan het eind van een haarvat is het andersom, omdat de bloeddruk is gedaald.
Dus aan het begin een netto transport naar buiten en aan het eind een netto transport naar binnen.
Door spierbewegingen en kleppen in de aderen stroomt het bloed in het hart terug.

Niet alle weefselvloeistof komt terug in de haarvaten, omdat er anders 2 Liter weg zou lekken. Dit overschot maakt een omweg via de lymfevaten. Hier heten de kleine hoeveelheden weefselvloeistof lymfe (bevat o.a. water, zouten, afvalstoffen, hormonen, enzymen, antistoffen en witte bloedcellen).
De stroming van de lymfe komt vooral tot stand door de samentrekking van spieren. Via steeds grotere lymfevaten komt de lymfe in de ondersleutelbeenaders in de bloedsomloop.
Bij elefantiasis verhinderen parasitaire wormpjes het terugstromen van lymfe in de bloedbaan. Afgesloten ledematen zwellen hierdoor enorm op.
In de lymfeknopen (BINAS 84N) bevinden zich grote hoeveelheden witte bloedcellen die de afweer regelen.

Paragraaf 14.5 In en uit, uit en in
Hemoglobine (Hb):
- zuurstofrijk bloed bevat door Hb 70 maal zoveel zuurstof
- je bloed bevat per Liter 145 (vrouw) tot 160 (man) gram Hb
De bindingsreactie tussen hemoglobine en zuurstof: Hb + O2 àß HbO2 (oxihemoglobine).
Dit type binding heet een oxigenatie. Deze binding is makkelijk weer te breken. Zuurstof bindt aan hemoglobine als het bloed in de longen stroomt en laat los van het zuurstof in de weefsels.

Tijdens hardlopen:
Zuurstofspanning pO2 à 1. is hoog in de haarvaten van je longen
2. hemoglobinemolecuul bindt zuurstof; voor 96% verzadigd
Rode bloedcel gaat naar het hart en van daaruit naar een beenspier.
3. doordat de spieren veel zuurstof verbruiken is de pO2 in de haarvaten in de spieren laag. Hemoglobine verliest hier veel zuurstof.

H+-concentratie pH en CO2-concentratie pCO2 (BINAS 83D) à verhoging van deze factoren leidt tot verlaging van de hoeveelheid HbO2 in je bloed:
1. het gevormde CO2 komt in het bloed
2. toename van CO2 leidt tot toename van H+-concentratie, doordat CO2 voor een groot deel overgaat in waterstofcarbonaat.
Koolstofdioxide en waterstofionen binden aan Hb. Deze binding verandert de ruimtelijke structuur van het hemoglobinemolecuul. Daardoor laten de zuurstofmoleculen los.

Ademhalingscentra in de hersenstam (BINAS 88B) reageren vooral op de CO2-concentratie en pH in het bloed. Hemoglobine is belangrijk bij CO2 transport. Bij de dissimilatie in je cellen komt CO2 vrij:
- een deel diffundeert via de weefselvloeistof naar het bloed in de haarvaten
- een klein deel (ca. 5%) lost op in het bloedplasma
- de rest diffundeert de rode bloedcellen in, waar ongeveer 25% bindt aan het eiwit globine van hemoglobine à carbaminohemoglobine (HbCO2) ontstaat.
§ De overige 70% van de CO2 reageert met H2O tot H2CO3 (koolzuur) (snel verlopende reactie door koolzuuranhydrase).
§ H2CO3 dissocieert tot HCO3- (waterstofcarbonaat) en H+ (waterstofion).
§ De H+-ionen binden aan de heemgroepen van Hb tot HbH.
§ HCO3- diffundeert vanuit de rode bloedcellen het bloedplasma in.
Dit verlies aan negatieve ionen (HCO3-) in de rode bloedcellen wordt gecompenseerd doordat negatieve chloorionen vanuit het bloedplasma de rode bloedcellen ingaan. Hierdoor herstelt de elektrische balans.
§ In de longblaasjes verlopen de reacties in omgekeerde richting.
CO2 komt vrij uit carbaminohemoglobine en door de hoge pO2 komen de waterstofionen vrij van de heemgroepen. H+ reageert met de HCO3—ionen en vormt H2CO3. Dit dissocieert meteen tot H2O en CO2. CO2 diffundeert de longblaasjes in en wordt uitgeademd.

Het grootste deel van je CO2 is omgezet in HCO3- en H+-ionen. Zonder tussenkomst van Hb zou de pH van je bloed door de grote hoeveelheid H+-ionen dalen tot pH 3. De werkelijke daling is minder. Hemoglobine en andere bloedeiwitten werken dus als pH-buffer.