Hoofdstuk 9

Paragraaf 1 – Hart en bloedsomloop

Je hartbestaat uit een linker- en rechterhelft. Beide helften bestaan uit een boezem en een kamer. Als je met een stethoscoop luistert hoor je twee tonen. De eerste toon is het sluiten van de hartkleppen, tussen de boezems en kamers. De tweede toon is het sluiten van de slagaderkleppen, tussen de kamers en slagaders. Na de tweede toon volgt een korte pauze. Een hartcyclus bestaat uit drie fasen: het vullen van de kamers, het leegpersen van de kamers en een korte pauze. Diastole is dat de kamers en boezems ontspannen zijn. Systole is het samentrekken van de kamers en boezems.

De kleine bloedsomloop gaat via de rechterharthelft. Die pompt O₂-arm bloed door de longslagaders naar de longen. Het O₂-rijke bloed gaat via de longader naar de linkerboezem van het hart. De grote bloedsomloop gaat via de linkerharthelft. Die pompt O₂-rijk bloed via de aorta en slagaders naar de organen. Het O₂-arme bloed gaat via aders en holle aders terug in de rechterboezem. Deze vormen samen een dubbele bloedsomloop, gekoppeld door het hart. Je bloed stroomt door slagaders van het hart af en door aders naar het hart toe. In weefsels stroomt het bloed door haarvaten. Je rode bloedcellen zitten dus altijd in een bloedvat: je hebt een gesloten bloedsomloop. Hierdoor wordt het bloed snel vervoerd. Bij een enkelvoudige of open bloedsomloop gaat dit langzamer.

De embryonale bloedsomloop wijkt af van die van volwassenen doordat bloed van en naar de placenta stroomt en de longen nog niet werken. Bloed stroomt van de rechter naar de linkerboezem door het foramen ovale en via de ductus Botalli van de longslagader naar de aorta.

Paragraaf 2 – Bloeddruk

Zogenaamde g-krachten zorgen voor aantrekkingskracht en zorgt ook voor het gewicht van ons bloed. Bij normale g-kracht is er niks aan de hand. Bij hoge g-krachten stroomt er meer bloed naar de benen en daalt de bloeddruk. Er is dus minder bloed bij het hart en het hoofd. Wanneer dit gebeurt vernauwt het lichaam de slagaders in de benen en de hartslagfrequentie gaat omhoog. Hierdoor stijgt de bloeddruk en gaat er meer bloed naar het hoofd en hart.

Door het pompen van het hart rekken de wanden van de slagaders uit.  De kamersystole veroorzaakt tijdelijk een verhoging van de bloeddruk in de slagaders, de systolische druk of bovendruk. De souplesse van de slagaders is belangrijk bij het rondpompen van het bloed. Tijdens kamerdiastole neemt de bloeddruk af tot de basiswaarde, de diastolische druk of onderdruk. Het vernauwen en verstijven van de bloedvaten heet atherosclerose. Hierbij speelt cholesterol een rol.

Artsen meten de bloeddruk met behulp van een manchet rond de bovenarm. Hoe verder van het hart, hoe lager de bloeddruk.

Paragraaf 3 – Regeling hartwerking

Een hartfilmpje is een elektrocardiogram (ecg). De sinusknoop (ook wel “natuurlijke pacemaker”) of boezemknoop geeft een elektrisch signaal af aan de boezems, zodat deze samentrekken, het eerste deel van een ecg. Dit signaal wordt ook opgevangen door de AV-knoop. Hier is een vertraging in de stroomgeleiding waardoor de kamers later samentrekken dan de boezems. Via de bundel van His (geleidingscellen) gaat het signaal naar de hartpunt. Vanuit de bundel van His verspreiden de signalen zich in Purkinjevezels over de wand van de kamers. De kamersystole begint in de hartpunt, zodat het bloed in de richting van de slagaders beweegt. Dit is het tweede deel in de ecg. 

In een ecg is de elektrische activiteit van het hart te zien, het PQRST-complex. De P-top geeft het samentrekken van de boezems aan, het QRS-complex geeft vooral het samentrekken van de kamers en de T-top geeft vooral de elektrische activiteit die ontstaat bij het ontspannen van de kamervezels. Het stukje tussen de P-top en de top QRS-complex is het gevolg van de vertraging in de AV-knoop.

Door trainen neemt zowel het hartminuutvolume, als het slagvolume toe. Het hartminuutvolume is het aantal liter bloed dat per minuut in de slagaders wordt gepompt. Het slagvolume is de hoeveelheid bloed per hartslag. 

Bij grote inspanning verandert naast het hartminuutvolume, ook de bloedverdeling over de organen. Het veranderen komt doordat de kringspieren rond de slagaders samentrekken bij organen die minder bloed nodig hebben. De kringspieren ontspannen juist bij organen die meer bloednodig hebben.

Paragraaf 4 – Stoffentransport

De meeste stoffen die het bloed vervoert zitten in het bloedplasma. Dit zijn opgeloste stoffen, zoals zouten en hormonen, en grote (eiwit) moleculen. De grote (eiwit)moleculen hebben verschillende functies, zoals vervoeren, afweren of bloedstolling. De eiwitmoleculen zijn als colloïden aanwezig en zijn polymeren. In het bloedplasma zitten ook rode en witte bloedcellen en bloedplaatjes. Ze ontstaan in het rode beenmerg. Rode bloedcellen transporteren O₂en spelen een rol bij het CO₂-transport, witte bloedcellen zijn betrokken bij de afweer tegen ziekteverwekkers en bloedplaatjes zijn nodig bij de bloedstolling.

Rode bloedcellen hebben geen kern en mitochondriën, dit geeft extra ruimte voor 200 tot 300 miljoen hemoglobinemoleculen per rode bloedcel. Hemoglobinemoleculen bestaan uit vier eiwitketens (globine) met elk een heemgroep. Een heemgroep kan met een O₂-molecuul binden. Dit is een evenwichtsreactie: Hb + O₂ HbO₂. De binding tussen hemoglobine en O₂heet oxigenatie. Deze binding is eenvoudig te breken, in tegenstelling tot een oxidatie. In de longen is een hoge partiële O₂-spanning: de pO₂ is 12-14 kPa.

Bloed kan meer mL O₂vervoeren als er meer rode bloedcellen zijn.

Bij een hogere pCO₂, de concentratie CO₂, wordt meer O₂afgegeven. Een hoge concentratie pCO₂beïnvloedt het evenwicht. Een hogere concentratie CO₂leidt namelijk tot een lagere pH. Een lagere pH leidt tot minder O₂-binding aan hemoglobine. Een hogere temperatuur leidt tot een lager percentage oxihemoglobine. De extra O₂-afgifte door hemoglobine vanwege pCO₂, een lage pH en een hoge temperatuur heet het Bohr-effect. Spiercellen kunnen een deel van de O₂opslaan in het eiwit myoglobine. Dit bestaat uit één globine keten zoals in hemoglobine. Myoglobine bindt O₂sterker dan hemoglobine. Bij erg lage pO₂geeft myoglobine zijn reservevoorraad O₂af. 

De heemgroepen van het hemoglobine en eiwitten in het bloedplasma binden H⁺-ionen.  Hemoglobine en andere eiwitten zijn bufferende stoffen en werken als pH-buffer. 

Paragraaf 5 – Bloedvaten

De wanden van (slag)aders bestaan uit drie lagen:

1. Dekweefsel (endotheel) van één cellaag dik, dat is omgeven door een basaalmembraan, een membraan met sterke collageenvezels. De dekweefselcellen zijn glad en sluiten goed aan, hierdoor kan het bloed er snel doorheen stromen;
2. Elastisch bindweefsel en glad spierweefsel;
3. Bindweefsel.

De wanden van haarvaten, ookwel capillairen, bestaan uit één laag dekweefselcellen met een basaalmembraan eromheen. In de haarvaten stroomt het bloed langzamer.  Via kleine openingen tussen dekweefselcellen kan uitwisseling van stoffen plaatsvinden. Slagaders hebben een sterke en elastische band om een hoge bloeddruk te weerstaan. Aders hebben een tamelijk slappe wand, hierdoor kunnen de skeletspieren de aders samendrukken en leegpersen. De skeletspieren bevorderen dus de bloedstroom in de aders. De kleppen in de aders voorkomen het terugstromen van het bloed.

In de loop van tijd wordt de binnenkant van je bloedvaten steeds minder glad, dit komt door ‘plaques’ van vetachtige stoffen: atherosclerose. Dit veroorzaakt een hoge bloeddruk en verstopt de bloedvaten. Kleine beschadigingen van een bloedvat kunnen leiden tot littekens die het ontstaan van plaques bevorderen.

Bloedplaatjes spelen een grote rol bij de reparatie van een beschadiging. Bloedplaatjes zijn stukjes cel afgesplitst van bloedstamcellen. Deze hechten aan de beschadigde collageenvezels van het basaalmembraan rond het dekweefsel. De bloedplaatjes vormen dan een ‘plaatjesprop’, die bloedverlies voorkomt. Ook geven ze stoffen af aan het bloed waardoor de spieren samentrekken en er minder bloed naar het beschadigde haarvat stroomt. De omzettingen die bij bloedstolling horen gaan stapsgewijs. Elk product werkt als een enzym en kan vele nieuwe moleculen activeren: een cascade aan reacties, zie Binas tabel 84O. De eigenlijke bloedstolling is het samentrekken van het net en er ontstaat een dicht en sterk stolsel (inwendig) of korst (uitwendig). Op de beschadigde plek ontstaan nieuwe cellen en dit leidt tot onregelmatig weefselstructuur.

De bloeddruk veroorzaakt de filtratie van bloedplasma uit het haarvat. De bloeddruk heet hier ook wel filtratiedruk (Binas tabel 84G). Buiten het bloedvat verandert de naam van het bloedplasma in weefselplasma, de vloeistof die de cellen omgeeft. Bloedcellen en grote eiwitmoleculen blijven achter in het bloedvat. Hierdoor verhoogt de osmotische waarde en dit veroorzaakt een colloïd-osmotische druk, waardoor weefselvocht terug naar het haarvat stroomt. De filtratiedruk en de colloïd-osmotische druk werken in tegengestelde richting. Aan het begin is de uitstroom bloedplasma groter dan de instroom van weefselvloeistof. Aan het einde is het juist omgekeerd. Door deze processen is er een goede aanvoer van stoffen naar de cellen toe en een goede afvoer van afvalstoffen terug naar het bloed. 

De netto filtratiedruk is hoger dan de netto colloïd-osmotische druk. Daardoor komt niet alle weefselvloeistof terug in de haarvaten. De weefselvloeistof gaat via lymfevaten terug naar het bloedplasma. De vloeistof in de lymfevaten heet lymfe en heeft dezelfde bestandsdelen als weefselvloeistof. Rode bloedcellen, bloedplaatjes en grote bloedeiwitten komen hier niet voor. Het transport gaat hier hetzelfde als in de aders. Kleppen zorgen hier ook voor eenrichtingsverkeer. Lymfeknopen bevatten veel witte bloedcellen en spelen een belangrijke rol in het afweersysteem.

Hoofdstuk 10

Paragraaf 1 – Het interne milieu

De norm is de waarde die je lichaam probeert te handhaven. Een regelkring voorkomt grote afwijkingen van de norm en bestaat uit een receptor, die een bepaalde waarde meet, en een effector, die impulsen krijgt van het regelcentrum(als de waarde afwijkt van de norm) en corrigeert die dan. Als er iets gecorrigeerd wordt, heet dat negatieve terugkoppeling. 

De binnentemperatuur, de kerntemperatuur, varieert zeer weinig en blijft rond 37 C. De schiltemperatuur, de huid en ledematen, is meestal lager dan de kerntemperatuur. De receptor voor de kerntemperatuur zit in de hypothalamus (Binas tabel 87B en 88C) en registreert de bloedtemperatuur.

Koorts is meestal een reactie van je lichaam op een infectie. Een hogere lichaamstemperatuur stimuleert de productie en afgifte van afweerstoffen, zodat het lichaam de infectie sneller en beter kan bestrijden (Binas tabel 84L).

De samenstelling van je bloed en weefselvloeistof (je interne milieu) mag niet te veel variëren. Het regelcentrum voor deze regelkring bevindt zich in de hypothalamus. Het vermogen om je interne milieu in je lichaam redelijk hetzelfde te houden, heet homeostase. Kleine afwijkingen van de normen zijn niet erg, zolang ze maar boven de ondergrens en onder de bovengrens blijven.

Paragraaf 2 – Gaswisseling

Als je je inspant, ga je vaker ademhalen: je ademfrequentieneemt toe. Je ademvolume, hoeveel lucht je inademt per ademhaling, neemt ook toe. Het maximale ademvolume heet de vitale capaciteit. De vitale capaciteit bepaalt ook hoeveel O₂je longen kunnen leveren aan je bloed.

Ingeademde lucht gaat via:

Mond of neus --> keelholte --> luchtpijp --> bronchiën --> bronchiolen --> alveoli (longblaasjes).

Kraakbeenringen rond de luchtpijp en grote vertakkingen voorkomen dichtklappen van deze luchtwegen bij een inademing.  De kleine bronchiolen hebben geen kraakbeenringen, ze zijn omgeven door een spierlaag.

Via diffusie gaat O₂vanuit de longlucht naar het bloed in de haarvaten en CO₂vanuit het bloed naar de lucht toe. De factoren die de snelheid van diffusie beïnvloeden staan beschreven in de wet van Fick: n = D*A*(Dc/Dx)

• n = aantal moleculen dat per seconde oppervlakte A passeert;
• D = diffusiecoëfficiënt;
• A = diffusieoppervlak;
• Dc = concentratieverschil tussen hoeveelheid moleculen aan weerszijden van het diffusieoppervlak;
• Dx = diffusieafstand.

Een O₂-molecuul komt op weg naar het bloed twee cellagen tegen: de wand van het longblaasje en de wand van het haarvat.

De dode ruimte is het gedeelte van de luchtwegen waar geen diffusie van gassen optreedt, de luchtpc;/ijp, bronchiën en luchtpijpvertakkingen. Je longcapaciteit is de totale hoeveelheid lucht die in je longen kunt hebben. Er blijft altijd iets reservevolumeachter in je longen, daardoor klappen je longen niet dicht. 

In de hersenstam zit het ademcentrum. Hier zit de norm voor de CO₂- en O₂-concentratie in het bloed. Receptoren die informatie aan het ademcentrum geven zitten op verschillende plaatsen: rekreceptoren in de longen en spieren, drukreceptoren in de rechterkamer van het hart en chemoreceptoren voor O₂, CO₂en pH in de aortaboog en halsslagader. Het ademcentrum reageert voornamelijk op de CO₂-concentratie. 

Voordelen voor ademhalen door je neus:

• Neusschelpen vergroten het oppervlak. De ingeademde lucht komt daardoor goed in contact met het neusslijmvlies.
• Zintuigcellen in je neus registeren gevaarlijke gassen of bedorven eten.
• Neusharen leiden de luchtstroom langs het neusslijm. Dat vangt stof en ziektekiemen uit de lucht.
• De langere weg door de neus maakt de lucht warmer en vochtiger, wat beschadiging van tere longblaasjes voorkomt. 

Bij astma zijn de luchtwegen ontstoken en hoopt zich slijm op. Hierdoor kan de lucht moeilijk de longblaasjes bereiken. COPD is een verzamelnaam voor de ziekten longemfyseem en chronische bronchitis. Bij longemfyseem zijn er een aantal longblaasjes kapot en de fijnste vertakkingen van de bronchiolen zijn dichtgeklapt. Je longoppervlakte is hier veel kleiner dan normaal.

Paragraaf 3 – Ademhaling

De druk van water op 30 meter diepte is te groot voor je ademspieren. Doordat de ademautomaat van de duikfles met perslucht de druk van de perslucht aanpast op de omgevingsdruk, kan je gewoon ademhalen.

Door de vergroting van je borstkast haal je adem. Het longvlies vormt de buitenkant van het longweefsel. Het borstvlies is vergroeid met de ribben, binnenste tussenribspieren en het middenrif. Tussen beide vliezen ligt de ‘interpleurale ruimte’, gevuld met een zeer dunne laag vloeistof dat zowel een plak- als smeermiddel is. De onderdruk houdt het long- en borstvlies tegen elkaar aan. Omdat de vliezen langs elkaar kunnen schuiven, kunnen de longen de bewegingen van de borstkast volgen. Bij rustige inademing trekken de middenrifspier en buitenste tussenribspieren samen. Het middenrif plat af, de ribben en het borstbeen gaan omhoog en naar voren. Dit vergroot de borstkas en geeft een lagere druk in de interpleurale ruimte. Het borstvlies trekt de longen mee. De longen krijgen een groter volume en de luchtdruk in de alveoli daalt tot onder de buitenluchtdruk en lucht stroomt naar binnen. Bij diepe inademing trekken de buitenste tussenribspieren krachtiger samen. Bij rustige uitademing ontspannen de middenrifspieren en de buitenste tussenribspieren. Door zwaartekracht, veerkracht van de borstkas en de elasticiteit van de longen zakken de ribben en het borstbeen omlaag. Het middenrif veert weer omhoog. De druk in de interpleurale ruimte stijgt. De longen volgen de beweging van de borstkas en het longvolume daalt. De luchtdruk in de alveoli stijgt tot boven de buitenluchtdruk en lucht stroomt uit de longen. Bij diepe uitademing trekken de buikspieren krachtig samen en duwen het middenrif omhoog.

Lucht zet uit wanneer de druk afneemt. Hierdoor kan je long scheuren en lucht in de interpleurale ruimte terechtkomen. Hierdoor verdwijnt de onderdruk en laten long- en borstvlies van elkaar los. Het gevolg is een pneumothorax (klaplong).

Paragraaf 4 – De nieren

Tijdens een dialyse wordt het bloed gezuiverd van afvalstoffen (zoals ureum), overtollige zouten en water en lichaamsvreemde stoffen (bijv. resten van medicijnen). De nieren liggen net onder je middenrif achterin de buikholte. Ze doen wat een dialyse bij nierpatiënten doen. Nieren bestaan uit nierschors,niermerg en nierbekken. 

De functionele eenheid van een nier is een nefron. Een nefron bestaat uit het kapsel van Bowman, met daarin de glomerulus (netwerk van haarvaten), gevolgd door een nierbuisje en een verzamelbuisje. Daar strak tegenaan lopen de aan- en afvoerende bloedvaten. In de glomerulus vindt ultrafiltratie van het bloed plaats. Eiwitten en grotere bestandsdelen zoals rode bloedcellen blijven achter in de glomerulus. Het filtraat komt in het kapsel van Bowman terecht en heet voorurine. Het nierbuisje bestaat uit het eerste gekronkelde buisje, de lus van Henle, en het tweede gekronkelde buisje. Het verzamel- en nierbuisje maken samen van de voorurine de definitieve urine.

Stap 1:In het kapsel van Bowman is de bloeddruk extra hoog. Hierdoor is er meer filtratie. De voorurine gaat van de glomerulus naar het eerste gekronkelde nierbuisje. Elk onderdeel van een nefron heeft een eigen functie bij terugresorptie van bruikbare stoffen. De stoffen gaan dan terug naar het bloed.

Stap 2:De voorurine heeft dezelfde concentratie aan stoffen als het bloedplasma. Dit verandert in het eerste gekronkelde nierbuisje. Stoffen, zoals vitamines en hormonen, gaan via actief transport via de wandcellen terug naar het bloed. Water volgt door osmose.

Stap 3:De cellen van het dalende been van de lus van Henle bevatten veel waterkanalen, maar geen transportkanalen voor Na⁺- en Cl^--ionen. Via osmose komt het water hier weer terug in de weefselvloeistof en stijgt de osmotische waarde van de voorurine.

Stap 4:Het stijgende been van de lus van Henle bestaat uit twee delen, een dunne en dikke. In het dunne deel verlaten Na⁺-en Cl^--ionen de voorurine passief. In het dikke deel geven cellen actief Na⁺- en Cl^--ionen af aan de weefselvloeistof in het niermerg.

Stap 5:In het tweede gekronkelde nierbuisje regelt het hormoon aldosteron uit de bijnierschors dat K⁺-ionen de nierbuisjes ingaan en dat Na⁺- en Cl^—ionen teruggaan naar het bloed. Water volgt door osmose.

Stap 6:ADH stimuleert het transport van waterkanalen uit de voorraad in de cel naar het celmembraan, dus er gaat meer water terug naar het bloed.

Stap 7:De definitieve urine gaat via de nierbekken en de urineleider naar de blaas. 

Het doel van de nieren is het bloed gronding te filtreren, maar daarbij niet te veel water en nuttige stoffen te verliezen. De stroomrichting van het bloed is steeds tegengesteld aan die van voorurine. Dit tegenstroomprincipe draagt bij aan een stabiele concentratiegradiënt tussen bloed, weefselvloeistof en voorurine. De nieren spelen een hoofdrol in de waterhuishouding van het lichaam, doordat ze waterverlies via urine weten te beperken.

Paragraaf 5 – De lever

Bij de 600 processen die de lever uitvoert, ontstaat warmte. Daardoor is de lever met 40 C de belangrijkste warmtebron.

Je levert ligt rechtsboven in je buikholte. De lever is sterk doorbloed door de poortader die vanuit het darmkanaal, de alvleesklier en de milt komt. In het bloed zitten o. a. onverteerde stoffen. De leverslagader brengt O₂-rijk bloed naar de lever. Deze twee bloedvaten vertakken zich tot een gezamenlijk netwerk van speciale haarvaten: sinusoïden. De wand van de sinusoïden bestaat uit endotheelcellen en bevatKupffercellen, fagotyten die oude rode bloedcellen, schimmels, parasieten, bacteriën en cel resten uit het bloed verwijderen en afbreken. 

De lever speelt een rol bij:

• de koolhydraatstofwisseling

Als de glycogeenvoorraden opraken, maken levercellen glucose uit aminozuren en vetten. Dit heet gluconeogenese.

• de vetstofwisseling

De lever zet vetachtige stoffen (bijv. cholesterol en fosfolipiden) om in lipoproteïnen (verbindingen van vetten en eiwitten). In deze vorm kunnen vetachtige stoffen wel worden vervoerd.

• de eiwitstofwisseling

Bij de afbraak van eiwitten ontstaan aminozuren. Een deel daarvan wordt gebruikt om nieuwe eiwitten van te maken. De rest van de aminozuren worden afgebroken. Deaminering is het verwijderen van de aminogroep. Hier wordt ammoniak van gemaakt, hierbij ontstaat ureum. 2 NH₃+ CO₂à(NH₂)₂CO + H₂O

De rest van het aminozuur wordt verbrand (energie) of omgezet in vet (lipogenese) of in glucose (gluconeogenese). Transaminering is het omzetten van een aminozuur in een ander aminozuur. Essentiële aminozuren kan het lichaam niet zelf aanmaken en moeten dus wel door middel van voedsel binnenkomen.

• afbraak rode bloedcellen

Bij de afbraak van rode bloedcellen ontstaan zowel ijzer als biliverdine. Je lever zet deze biliverdine om in bilirubine, een gele kleurstof die via gal wordt uitgescheiden. In de darmen wordt de galkleurstof omgezet, waardoor je ontlasting bruin wordt. Een klein deel van de bilirubine zorgt voor de gele kleur in je urine.

• de galproductie

De galzure zouten in gal kunnen vetten emulgeren. Dat is het verkleinen van de vetdruppels (in de darm) tot hele kleine druppeltjes. Daardoor kunnen vet verterende stoffen zuren sneller hun werk doen.

• de bloedopslag

De lever is erg bloedrijk (0,5 tot 1,5 L bloed) en werkt als een bloeddepot dat extra bloed in de omloop kan brengen.

• de ontgifting

Levercellen breken giftige stoffen uit het bloed af, detoxificatie.