Les 16 Weefsels, organenstelsels en homeostase (1) PDF

Weefsels, orgaanstelsels en homeostase Hoofdstuk 41 in handboek  Overzicht 1. Organisatie van het lichaamsplan 2. Weefsels A. Epitheelweefsel B. Bindweefsel C. Spierweefsel D. Zenuwweefsel 3. Orgaanstelsels 4. Regulatie van het lichaam (homeost...

Weefsels, orgaanstelsels en homeostase Hoofdstuk 41 in handboek  Overzicht 1. Organisatie van het lichaamsplan 2. Weefsels A. Epitheelweefsel B. Bindweefsel C. Spierweefsel D. Zenuwweefsel 3. Orgaanstelsels 4. Regulatie van het lichaam (homeostase) 2  1. Organisatie lichaamsplan Dieren zijn opgebouwd uit verschillende celtypes – Zoogdieren hebben > 200 celtypes Organisatieniveaus bij dieren: 1. Cellen 2. Weefsels 3. Organen 4. Orgaanstelsels 3  Organisatie lichaamsplan Weefsels – Groepen van cellen met eenzelfde embryonale oorsprong die gelijkaardig zijn in structuur en functie. – Drie fundamentele embryonale weefsels (kiembladen) bij Bilateria: Endoderm, mesoderm en ectoderm – Vier primaire weefsels bij adulte vertebraten: Epitheel-, bind-, spier-, en zenuwweefsel 4  Organisatie lichaamsplan Organen – Combinatie van verschillende weefsels die een structurele en functionele eenheid vormen. – Bv. hart, nier, lever Orgaanstelsel – Groepen van organen die samenwerken om een primaire activiteit van het lichaam uit te oefenen. – Vertebraten hebben 11 grote orgaanstelsels. – Bv. ademhalingsstelsel, bloedvatenstelsel 5  Organisatie lichaamsplan Cel Weefsel Orgaan Orgaanstelsel Hartspiercel Hartspierweefsel Hart Bloedvatenstelsel 6  Organisatie lichaamsplan Twee grote lichaamsholtes: – Dorsale lichaamsholte In de schedel en de wervels – Ventrale lichaamsholte Tussen ribben en wervelkolom Verdeeld door diafragma in » Thoracale holte: hart en longen » Abdominopelvische holte: meeste organen 7  Doorsnede 1 Wervels Craniale Doorsnede 3 Doorsnede 2 holte Brein Vertebrale Dorsale holte lichaams- holte Ruggen- merg Rechter pleurale holte Pericardiale holte Ventrale Thoracale holte lichaams- Peritoneale holte Diafragma holte a. Lichaamsholten in vertebraten 8  2. Weefsels Bij vertebraten komen er vier types primaire weefsels voor: epitheelweefsel, bindweefsel, spierweefsel en zenuwweefsel. 10  2A. Epitheelweefsel Epitheelweefsel – Een epitheel bedekt elk oppervlak van het lichaam. – Kan afkomstig zijn van elk van de drie kiembladen. Bv. Epidermis van de huid is van ectodermale oorsprong. Bv. Epitheel van bloedvaten is van mesodermale oorsprong. 11  Epitheelweefsel Cellen zijn nauw verbonden en vormen een beschermingslaag. Sterke regeneratieve mogelijkheden: – Epitheelcellen kunnen heel het leven vervangen worden. Kern Epitheelcel Epitheelweefsel Basale membraan Bindweefsel 12  Epitheelweefsel Epitheelweefsels zijn verbonden met bindweefsel door een membraan. – Geeft polariteit aan het epitheel. – Deze polariteit is essentieel voor de functie van het epitheel. – Basale oppervlak: onderkant, verbonden met bindweefsel – Apicale oppervlak: bovenkant, vrij in de buitenwereld/lumen 13 Epitheelweefsel 14  Epitheelweefsel Drie soorten epitheelweefsel: – Plaveiselcellig (afgeplat): bv. longen en bloedvaten – Kubiekcellig: bv. nierkronkelbuisje, vele klieren – Cilindercellig: bv. darmstelsel Epitheel kan éénlagig of meerlagig zijn. Epitheelcellen kunnen modificeren tot klieren. 15 16  Epitheelweefsel Meerlagig epitheel: – Bestaat uit twee of meer lagen eptiheelcellen. – Benoemd naar de karakteristieken van de apicale cellaag. – Bv. Epidermis is een meerlagig, plaveiselcellig epitheel. Terrestrische vertebraten hebben een gekeratiniseerde epidermis (keratine beschermt en is waterbestendig). Lippen zijn bedekt met niet-gekeratiniseerd, meerlagig, plaveiselcellig epitheel. 17 18  Epitheelweefsel Epitheelweefsel kan uitgroeien tot klieren: – Produceren metabole producten en secreteren deze in een kanaal of in de lichaamsvloeistof. – Bv. speekselklieren, zweetklieren, endocriene klieren 19 Epitheelweefsel 20  2B. Bindweefsel Bindt en ondersteunt alle andere weefsels. Afkomstig van mesoderm. Twee soorten: – Gewoon bindweefsel: losmazig of compact – Gespecialiseerd bindweefsel: kraakbeen, been en bloed Bindweefselcellen zijn niet meestal niet nauw met elkaar in contact, maar worden ondersteund door een extracellulaire matrix (ECM) bestaande uit proteïnevezels en grondsubstantie. 21 Gewoon bindweefsel 22  Gewoon bindweefsel ECM gesecreteerd door fibroblasten. ECM bestaat uit: – Grondsubstantie – Proteïnevezels Collageen: stevige vezels als steun Elastine: elastische vezels Reticuline: zwaar gecrosslinkt netwerk; ondersteunt het collageennetwerk 23  Gewoon bindweefsel Losmazig bindweefsel: Veel grondsubstantie en weinig vezels Bv. onder de huid Compact bindweefsel: Weinig grondsubstantie en veel vezels Bv. pezen Vezels kunnen dezelfde of verschillende oriëntatie hebben. 24  Gewoon bindweefsel Adipocyten (vetcellen) – In losmazig bindweefsel – Vetdruppeltjes met een dun laagje cytoplasma errond 200 µm 25 Gespecialiseerd bindweefsel 26  Gespecialiseerd bindweefsel Kraakbeen − Bv. gewrichten, strottenhoofd, neus, oren − ECM bestaat uit chondroïtine en collageenvezels (soms ook elastinevezels). − Stevig en flexibel − Grote treksterkte − Chondrocyten (kraakbeencellen) liggen in lacunae in de ECM. 27 Kraakbeenweefsel  Gespecialiseerd bindweefsel Been − Uniek voor vertebraten. − ECM bestaat uit calciumfosfaatkristallen. − Osteocyten (beencellen) overleven in het verharde beenweefsel. − Blijven in contact met elkaar via canaliculi. − Vormen systemen van Havers rond een capillair van waaruit zuurstof en nutriënten diffunderen naar de osteocyten. 29  Capillair in kanaal van Havers Externe lamellen Canaliculi Osteocyten (in lacune) Lamellen  Gespecialiseerd bindweefsel Been kan op verschillende manieren gevormd worden. − Endochondrale beenvorming: Osteoblasten dringen kraakbeen binnen en secreteren ECM (o.a. collageen, calciumfosfaat en calciumcarbonaat). − Intramembraneuze beenvorming: Osteoblasten in het bindweefsel maken spontaan been. − Wanneer de osteoblasten vast komen te zitten in de matrix worden ze osteocyten. − Osteoclasten resorberen been. 31  Rood beenmerg in epifyse Spongieus been Compact been Diafyse Compact been vs. spongieus been Sutuur Fig. 42.16ab(TE Art)Been bindweefsel Onbeweeglijke verbinding kraakbeen wervel tussenwervel schijf Beperkt beweeglijke verbinding  Gespecialiseerd bindweefsel Bloed – ECM is het vloeibare bloedplasma. – Erythrocyten: rode bloedcellen – Leukocyten: witte bloedcellen – Thrombocyten: bloedplaatjes 34  2C. Spierweefsel Komt voor bij alle dieren, myosine is ontstaan bij sponzen. Glad of gestreept Drie soorten: – Glad spierweefsel – Skeletspierweefsel – Hartspierweefsel 35  Spierweefsel Glad spierweefsel − Niet gestreept, autonoom (niet onder invloed van wil) − Bestaat uit lange, spoelvormige cellen met één kern. − Komt voor in wanden van bloedvaten en rond organen. 36  Spierweefsel Skeletspierweefsel − Dwarsgestreept, somatisch (onder invloed van wil) − Bestaat uit spiervezels met meerdere kernen (syncytium). − Vastgemaakt aan beenderen via pezen. 37  Spierweefsel Hartspierweefsel − Dwarsgestreept, autonoom − Bestaat uit spiercellen met één kern, verbonden t.h.v. intercalaire schijven: regio’s met veel gap junctions die spiercellen met elkaar verbinden tot één functionele eenheid. 38 39  Spierweefsel Hart klopt autonoom: geen zenuwstelsel nodig voor het induceren van contracties. Isolated heart Heart placed in solution with nutrients and oxygen 40  2D. Zenuwweefsel Bestaat uit neuronen en neurogliacellen Neuronen bestaan uit 3 delen: – Cellichaam: bevat de kern – Dendrieten: vertakte uitlopers Voeren elektrische impulsen naar het cellichaam – Axon: enkelvoudige uitloper Voert impuls weg van het cellichaam 41  Zenuwweefsel Dendrieten Cellichaam Axon Myeline schede Kern 42  Zenuwweefsel Neurogliacellen – Geleiden geen elektrische signalen – Ondersteunen, voeden, beschermen en isoleren neuronen – Verwijderen vreemde stoffen rond neuronen (microgliacellen) – Vormen myeline-schede rond axonen (Schwanncellen en oligodendrocyten) 43  3. Orgaanstelsels Orgaanstelsels vervullen vijf grote functies: 1. Communicatie en integratie Vangen externe signalen op en coördineren een respons van het lichaam. Zenuwstelsel en endocrien stelsel 2. Steun en beweging Spierstelsel en skelet vormen het bewegingsapparaat. 44  Orgaanstelsels 3. Regulatie en onderhoud Verterings-, bloedvaten-, ademhalings- en excretiestelsel 4. Verdediging Integument and immuunsysteem (lymfestelsel) 5. Reproductie en ontwikkeling Voortplantingsstelsel 45 Zenuwstelsel Endocrien stelsel Skelet Hypothalamus Schedel Hersenen Hypofyse Schildklier Thymus Sternum Ruggen- Bijnier merg Pancreas Pelvis Testis (man) Zenuwen Femur Ovarium (vrouw) 46 Spierstelsel Verteringstelsel Bloedvatenstelsel Speeksel- klieren Pectoralis major Slokdarm Hart Biceps Lever Venes Maag Arteria Rectus Dunne darm abdominus Dikke darm Sartorius Quadriceps Gastrocnemius 47 Ademhalingsstelsel Excretiestelsel Integument Haar Luchtpijp Longen Nier Huid Urether Urineblaas Vingernagels 48 Immuunsysteem Voortplantingsstelsel (man) Voortplantingstelsel (vrouw) Lymfeknopen Thymus Milt Oviduct Vas deferens Ovarium Beenmerg Penis Uterus Testis Vagina Lymfevaten 49  4. Homeostase Opdat cellen goed functioneren, moeten de interne condities in het lichaam constant worden gehouden. Bv. temperatuur, bloedsuikerspiegel, pH, waterbalans Te grote afwijkingen kunnen ernstige gevolgen hebben. Homeostase: Het proces waarbij organismen het interne milieu van chemische en fysische processen in evenwicht houden, ondanks veranderingen in de omgeving waarin het organisme zich bevindt. 50  Homeostase Homeostase berust op negatieve terugkoppelingsmechanismen. – Veranderingen worden opgevangen door sensoren. – Die informatie wordt naar een controlecentrum gestuurd (hersenen, ruggenmerg of endocriene klier). – Het centrum vergelijkt de situatie met een vooropgestelde conditie. – Reacties worden opgezet om de situatie te veranderen, terug naar het vooropgestelde punt. 51  Homeostase Respons Effector Systeem beweegt Veroorzaakt tegenge- richting ijkpunt stelde afwijking Negatieve (–) feedback Stimulus Sensor Integratiecentrum Vergelijkt huidige Afwijking van Controleert continu condities met vast ijkpunt huidige condities ijkpunt 52  Homeostase Negatieve terugkoppelingsreacties werken elkaar dikwijls tegen om een fijnere controle te bewerkstelligen. – Duw-en-trek acties – Stimulatie van één effector gaat gepaard met de inhibitie van een andere effector. Voorbeeld: temperatuursregulatie 53  Homeostase Zoogdieren en vogels zijn endotherm. – Moeten een constante lichaamstemperatuur genereren, onafhankelijk van de omgevingstemperatuur (37˚C bij mensen). – Afwijkingen van de vooropgestelde lichaamstemperatuur worden gedetecteerd door de hypothalamus in de hersenen. 54  Homeostase Als de hypothalamus een te hoge temperatuur detecteert – Stimuleert deze een warmteverlies door zweten en dilatatie van de bloedvaten. Als de hypothalamus een te lage temperatuur detecteert – Stimuleert deze warmtebehoud door rillen en constrictie van de bloedvaten. 55  Homeostase Stimulus Stimulus Kamertemperatuur Lichaams-t° wijkt af van inge- wijkt af van inge- stelde waarde stelde waarde Negatieve Negatieve Negatieve Negatieve feedback (–) (–) feedback feedback (–) (–) feedback Sensor Sensor Thermometer Neuronen in Respons Respons Respons hypothalamus Respons detecteert Kamer verwarmt, afwijking Kamer koelt af Lichaams- detecteren afwijking Lichaams- temperatuur temperatuur temperatuur temperatuur stijgt richting daalt richting stijgt daalt ingestelde waarde ingestelde waarde Integratiecentrum Integratiecentrum Vast punt = 20°C Vast punt = 37°C Neuronen in Thermostaat hypothalamus Effector vergelijkt Effector Effector Effector vergelijken input temperatuur Als t° te laag Als t° = te hoog Als t° te laag is van sensorische Als t° te hoog is met vast punt neuronen met AC slaat af AC slaat aan bloedvaten in huid bloedvaten in huid verwarming slaat verwarming slaat vernauwen vast punt dilateren aan af spieren contra- zweetklieren heren, rillen scheiden zweet af a. b. 56  Homeostase Endotherme dieren hebben een hoog metabolisme nodig om hun lichaamstemperatuur op peil te houden. Kleinere dieren hebben meer energie nodig dan grotere dieren, want kleinere dieren: – hebben een grotere oppervlakte/volume verhouding. – verliezen meer warmte per massa-eenheid. 57  8 7 Shrew 6 Mass-specific metabolic rate 5 (mL O2 × g–1 × h–1) 4 3 Harvest mouse 2 Kangaroo mouse Cactus mouse Mouse Flying squirrel 1 Cat Dog Sheep Rat Human Horse Elephant Rabbit 0 0.01 0.1 1 10 100 1000 log Mass (kg) Relationship between body mass and metabolic rate in mammals 58  Homeostase Positieve terugkoppelingsmechanismen: – Versterken een signaal waarbij een systeem steeds verder weg van een constant ijkpunt wordt geduwd. – Zeer onstabiel, dragen niet bij tot homeostase – Bv. bloedstolling, baarmoedercontracties tijdens de bevalling 59 Homeostase 60