Volledige Samenvatting Anatomie en Fysiologie PDF

HOOFDSTUK 1: INLEIDING IN DE ANATOMIE EN DE FYSIOLOGIE KEYPOINTS INLEIDING 1) Het verband tussen anatomie en fysiologie. a) Wat is anatomie? Menselijke anatomie is de wetenschappelijke discipline die zich bezighoudt met de structuur van mensen. Het omvat de studie van de int...

HOOFDSTUK 1: INLEIDING IN DE ANATOMIE EN DE FYSIOLOGIE KEYPOINTS INLEIDING 1) Het verband tussen anatomie en fysiologie. a) Wat is anatomie? Menselijke anatomie is de wetenschappelijke discipline die zich bezighoudt met de structuur van mensen. Het omvat de studie van de interne en externe bouw op microscopisch en macroscopisch niveau. Anatomie richt zich op het identificeren, beschrijven en classificeren van de verschillende delen van het lichaam, zoals organen, weefsels, botten en spieren, en bestudeert hoe deze structuren met elkaar verbonden zijn. Het doel van anatomie is om een gedetailleerd begrip van de fysieke structuur van mensen te verschaffen, wat essentieel is voor het begrijpen van hun functies en onderliggende biologische processen b) Wat is fysiologie? Menselijke fysiologie verwijst naar de tak van de biologie die zich bezighoudt met de studie van de normale functies en processen die plaatsvinden in in het menselijk lichaam. Het bestudeert hoe verschillende systemen, organen, weefsels, en cellen samenwerken om de processen te reguleren die nodig zijn voor het handhaven van homeostase, oftewel het evenwicht in het interne milieu van het lichaam. 2) Geef binnen het menselijk lichaam twee duidelijke voorbeelden van: a) De invloed van de anatomie op de fysiologie. Hieronder drie voorbeelden van veranderingen in de bouw en de impact hiervan op het functioneren: - Vingeramputatie: o Anatomische verandering: Amputatie van een vinger. o Fysiologisch effect: De fysiologische impact omvat niet alleen de esthetische verandering, maar ook de vermindering van tastzin, gripkracht en precisie bij handbewegingen. - Septumcorrectie van de neus (septoplastiek): o Anatomische verandering: Correctie van een scheef neusseptum.  o Fysiologisch effect: Een recht neusseptum vergemakkelijkt de luchtstroom door de neus. Deze correctie kan de ademhaling verbeteren, het risico op sinusinfecties verminderen en de algehele fysiologische balans in de neusholte herstellen. - Tonsillectomie: o Anatomische verandering: Verwijdering van de amandelen (tonsillen) in de keel. o Fysiologisch effect: De tonsillen maken deel uit van het immuunsysteem en helpen bij de bestrijding van infecties die door de mond binnenkomen. Een tonsillectomie kan het immuunsysteem in de mond beïnvloeden. Deze ingreep kan ook de neiging tot snurken verminderen, aangezien vergrote amandelen een van de oorzaken van snurken kunnen zijn. Deze voorbeelden tonen aan hoe anatomische wijzigingen specifieke en meetbare effecten kunnen hebben op de fysiologie van het lichaam. b) De invloed van de fysiologie op de anatomie. Veranderingen in functie kunnen een directe invloed hebben op de bouw van een mens. Hier zijn drie voorbeelden: - Spieratrofie en veranderingen in spieraanhechtingen: o Verandering: Bij gebrek aan regelmatige spieractiviteit of bij langdurige immobiliteit kan spieratrofie optreden, wat resulteert in het verlies van spiermassa. o Invloed op de anatomie: Spieren zijn direct verbonden met botten via pezen. Spieratrofie kan leiden tot veranderingen in de spanning op deze pezen, wat op zijn beurt de aanhechtingspunten van spieren op botten kan beïnvloeden. Dit kan resulteren in structurele veranderingen in de anatomie, zoals verzwakking van botten en veranderingen in botdichtheid. - Hartvergroting bij hypertrofie: o Verandering: Langdurige hypertensie (hoge bloeddruk) kan leiden tot hypertrofie van het hart, waarbij de hartspier dikker wordt om tegen de hogere bloeddruk te werken. o Invloed op de anatomie: Hypertrofie van het hart kan leiden tot structurele veranderingen in de wanden van het hart. Dit kan de interne anatomie van het hart beïnvloeden, zoals de grootte van de hartkamers en de dikte van de hartwanden.  - Osteoporose en botstructuur: o Verandering: Osteoporose is een aandoening waarbij de botdichtheid afneemt, waardoor de botten fragiel en vatbaar voor breuken worden. o Invloed op de anatomie: Osteoporose kan directe invloed hebben op de anatomie van botten. Het leidt tot verlies van botmassa en veranderingen in de botstructuur, wat kan resulteren in breekbare botten. Zo kan de wervelkolom inzakken bij een wervelfractuur, wat de algemene anatomie van de wervelkolom verandert. Deze voorbeelden illustreren hoe veranderingen in functie of fysiologie kunnen leiden tot meetbare anatomische veranderingen in het menselijk lichaam. Het menselijk lichaam is een complex systeem waarin deze aspecten nauw met elkaar verbonden zijn. 3) Homeostase en terugkoppeling. a) Homeostatische regulering Wat is homeostase? Homeostase is het streven van een organisme naar het handhaven van een constante samenstelling van het interne milieu. Het is dus het dynamische proces waarbij organismen hun interne omgeving stabiel houden ondanks veranderingen in de externe omgeving. Natuurlijke processen van homeostase in het menselijk lichaam omvatten: - Handhaving van een stabiele lichaamstemperatuur - Regulatie van de zuurgraad (pH) van het bloed - Beheersing van de bloeddruk - Regulering van de hartslag - Regulering van de bloedsuikerspiegel - Controle van de ademhalingssnelheid - Handhaving van een evenwichtige elektrolytenbalans - Handhaving van een evenwichtige waterbalans - Behoud van een constante concentratie van essentiële stoffen zoals zuurstof en koolstofdioxide in het bloed - …  Welke drie anatomische structuren zijn noodzakelijk voor de homeostatische regulering? - Receptoren zijn sensorische structuren of cellen die veranderingen in de omgeving detecteren. Ze fungeren als de eerste stap in het homeostatische proces door informatie te verzamelen over bepaalde parameters, zoals temperatuur, bloeddruk, of de concentratie van bepaalde stoffen in het bloed. Receptoren bevinden zich in verschillende delen van het lichaam en zijn gespecialiseerd in het detecteren van specifieke stimuli. - Het besturingssysteem, vaak het zenuwstelsel of het endocriene systeem, ontvangt informatie van de receptoren en analyseert deze. Het bepaalt of de huidige omstandigheden afwijken van het gewenste evenwicht (homeostase). Het zenuwstelsel reageert snel op acute veranderingen, terwijl het endocriene systeem veranderingen op langere termijn reguleert door hormonen af te scheiden. Samen vormen ze een geïntegreerd besturingssysteem dat signalen naar effectoren stuurt. - Effectoren zijn structuren (meestal spieren of klieren) die reageren op signalen van het besturingssysteem om de omstandigheden te corrigeren. Als reactie op een verstoring in de homeostase, voeren effectoren acties uit om het evenwicht te herstellen. Bijvoorbeeld, als de lichaamstemperatuur stijgt, kunnen zweetklieren (effectoren) worden gestimuleerd om zweet af te scheiden en zo de temperatuur te verlagen. Samengevoegd vormen deze drie componenten een feedback-lus, waarbij de receptor detecteert, het besturingssysteem analyseert en de effector reageert om de gewenste interne omgeving te handhaven. Deze nauwkeurige regulatie van homeostase is essentieel voor het behoud van optimale omstandigheden voor cellulaire functies en het welzijn van het organisme als geheel. b) Negatieve terugkoppeling. Wat is negatieve terugkoppeling? Negatieve terugkoppeling in het menselijk lichaam verwijst naar een regulerend mechanisme waarbij het resultaat van een proces de oorspronkelijke stimulus vermindert of tegengaat. Het doel van negatieve terugkoppeling is om homeostase te handhaven. Twee voorbeelden: - Temperatuurregulatie: Stel je voor dat je lichaamstemperatuur stijgt, bijvoorbeeld tijdens lichamelijke inspanning. Om deze stijging tegen te  gaan, activeert het lichaam negatieve terugkoppeling. Zweetklieren worden gestimuleerd om zweet te produceren, wat op de huid verdampt en warmte aan het lichaam onttrekt. Tegelijkertijd kan het bloedvatensysteem verwijden (vasodilatatie), waardoor warmte wordt afgevoerd via de huid. Deze processen helpen de lichaamstemperatuur te verlagen en weer binnen het normale bereik te brengen. - Bloeddrukregulatie: Wanneer de bloeddruk stijgt, kunnen receptoren in de bloedvaten dit detecteren. Als reactie hierop worden signalen naar het hart en de bloedvaten gestuurd om de bloeddruk te verlagen. Het hart kan bijvoorbeeld minder vaak samentrekken (hartfrequentie verlagen). c) Positieve terugkoppeling. Wat is positieve terugkoppeling? Positieve terugkoppeling is een proces waarbij een verandering in een bepaalde variabele resulteert in een versterking van die verandering, waardoor het systeem verder uit balans raakt. Het is een mechanisme dat wordt gebruikt om snelle veranderingen te bevorderen en een systeem naar een bepaald doel te duwen. In het menselijk lichaam zijn er verschillende voorbeelden van positieve terugkoppeling. Twee voorbeelden: - Bloedstolling: Wanneer een bloedvat beschadigd raakt, wordt er een serie van chemische reacties geactiveerd om bloedstolling te starten en het bloeden te stoppen. Bloedplaatjes worden naar de plaats van de verwonding getrokken en ze activeren andere bloedplaatjes, waardoor er een positieve terugkoppeling ontstaat. Dit resulteert in de vorming van een bloedstolsel dat het bloeden verder beperkt. - Oxytocineafgifte tijdens de bevalling: Tijdens de bevalling treedt positieve terugkoppeling op bij de afgifte van het hormoon oxytocine. Oxytocine stimuleert samentrekkingen van de baarmoeder. Naarmate de samentrekkingen sterker worden, wordt er meer oxytocine vrijgegeven, wat leidt tot nog krachtigere samentrekkingen. Dit cyclische proces bevordert de voortgang van de bevalling totdat het kind is geboren. d) Bespreek het verband tussen homeostatische regulering en ziekte. Het homeostatisch evenwicht is cruciaal voor het goed functioneren van cellen, weefsels en organen. Als de homeostase verstoord raakt, functioneren orgaanstelsels minder efficiënt of zelfs slecht. Het gevolg is een toestand die we ziekte noemen. Ziekte ontstaat dus vaak wanneer dit homeostatische evenwicht verstoord is.  lOMoARcPSD|46913305 Hoofdstuk 1: anatomie en fysiologie, een inleiding 1.7: anatomische termen beschrijven gebieden van het lichaam, anatomische houdingen en richtingen en lichaamsdelen Gedownload door Jinte Hutsebaut ([email protected])  lOMoARcPSD|46913305 Rugligging: gesupineerde positie Buikligging: geproneerde positie Gedownload door Jinte Hutsebaut ([email protected])  lOMoARcPSD|46913305 Term Gebied of referentie Voorbeeld Anterior De voorkant; voor (= voorzijde) / Ventraal De buikzijde (synoniem aan anterior De navel bevindt zich aan de ventrale als naar het menselijk lichaam wordt (anterior) zijde van de romp. verwezen) = voorzijde Posterior De achterzijde, achter (= / achterzijde) Dorsaal De rugzijde (synoniem aan posterior Het schouderblad bevindt zich dorsaal als naar het menselijk lichaam wordt (posterior) ten opzichte van de thorax. verwezen) = rugzijde Craniaal of Het hoofd De craniale of cefale rand van het cefaal bekken bevindt zich boven de dij. Superior Boven, op een hoger niveau (in het De neus bevindt zich superior ten menselijk lichaam in de richting van opzichte van de kin. het hoofd) = hoger, boven Caudaal De staart (naar de staartbeenderen) De heupen bevinden zich caudaal ten = naar beneden opzichte van de schouders. Craniaal Naar de schedel (naar boven) Centraal In het midden / Perifeer Aan de uiteinden Het centrale zenuwstelsel omvat de hersenen en ruggenmerg. De zenuwen behoren dan weer tot het perifere zenuwstelsel. Gedownload door Jinte Hutsebaut ([email protected])  lOMoARcPSD|46913305 Inferior Onder, op een lager niveau De knieën bevinden zich inferior ten opzichte van de heupen. Mediaal In de richting van de lengteas van De mediale oppervlakken van de dijen het lichaam (= naar het midden toe) kunnen tegen elkaar aan worden gebracht; als de handen zich mediaal over de borstkas verplaatsen, komen de bij het sternum uit. Lateraal In buitenwaartse richting weg van De dij scharniert met het laterale de lengteas van het lichaam (= aan oppervlak van het bekken; als de de zijkant) handen zich lateraal vanaf de neus verplaatsen, komen de zij de ogen uit. Proximaal In de richting van een De elleboog ligt distaal van de aanhechtingspunt (dichtbij de schouder en proximaal van de pols. romp)- Distaal In de richting weg van het aanhechtingspunt (verder weg van de romp) Sinister Links Wordt gebruikt om symmetrische Dexter Rechts structuren te benoemen Internus Inwendig Wordt gebruikt voor de Externus Uitwendig dieptebepaling, vooral in het zenuwstelsel en bloedvatenstelsel Profundus Diep Duiden de ligging in de diepte aan Superficialis Oppervlakkig Oppervlakkig Bij, nabij of betrekkelijk dicht bij de De hoofdhuid is oppervlakkig gelegen gelegen buitenkant van het lichaam ten opzichte van de schedel. Diep gelegen Verder verwijderd van de buitenkant Het bot van de dij ligt diep ten van het lichaam opzichte van de omringde skeletspieren. Gedownload door Jinte Hutsebaut ([email protected])  lOMoARcPSD|46913305 Lichaamsvlakken: frontale, transversale en sagittale vlak. Vlak Oriëntatie Referentie aan Omschrijving van het vlak richting Transversaal of Loodrecht Transversaal of Loopt evenwijdig met grondoppervlak horizontaal op lengteas horizontaal en staat dus loodrecht op de lengteas Verdeelt het lichaam in een bovenste en onderste gedeelte De doorsnede die het transversaal vlak maakt wordt een transversale of dwarsdoorsnede genoemd Sagittaal Parralel aan Sagittaal Staat loodrecht op een frontaal vlak lengteas Loopt dus ook langs de lengteas van het lichaam van ventraal naar dorsaal Verdeelt het lichaam in een rechter -en linker deel. Midsagittaal Wanneer de doorsnede door de middenlijn van het lichaam loopt. Frontaal of Frontaal of Langs de lengteas van het lichaam coronaal coronaal Loopt lateraal of evenwijdig aan het voorhoofd Verdeelt zo het lichaam in een ventraal en een dorsaal gedeelte Een frontaal vlak maakt een frontale doorsnede van het lichaam Gedownload door Jinte Hutsebaut ([email protected]) 4) Anatomische oriëntatiepunten, vlakken en richtingen. a) Anatomische oriëntatiepunten (figuur 1.6). De in het vet gedrukte anatomische oriëntatiepunten kunnen aanduiden en benoemen op een figuur. b) Beschrijf de ‘anatomische lichaamshouding’? De anatomische houding is een standaardreferentiehouding die wordt gebruikt in de anatomie en de medische wereld om de positie van het menselijk lichaam te beschrijven. In de anatomische houding: - het lichaam rechtop - de voeten parallel aan elkaar en naar voren wijzend - de armen hangen langs het lichaam - de handpalmen wijzen naar voren.d - de duimen wijzen naar buiten, parallel aan het lichaam. De anatomische houding biedt een gestandaardiseerde manier om het lichaam te beschrijven en anatomische structuren te lokaliseren. Het is een belangrijk referentiepunt in de medische wereld. c) De primaire anatomische vlakken Welke zijn de drie primaire anatomische vlakken? De drie primaire anatomische vlakken zijn: - Transversaal vlak (horizontaal vlak): Dit vlak verdeelt het lichaam in bovenste en onderste delen. Het is loodrecht op het sagittale en frontale vlak. - Sagittaal vlak: Dit vlak verdeelt het lichaam in linker- en rechterdelen. Als het door het midden van het lichaam gaat, wordt het de midsagittale of mediane vlak genoemd. - Frontaal vlak (coronaal vlak): Dit vlak verdeelt het lichaam in voorste en achterste delen. Het frontaal vlak staat loodrecht op het sagittale vlak.  Deze vlakken worden voortdurend gebruikt in anatomische beschrijvingen en medische contexten om locaties van organen en structuren te benoemen en relaties tussen verschillende lichaamsdelen te beschrijven. Kunnen aanduiden en benoemen op een figuur. d) De anatomische richtingen (figuur 1.8 en tabel 1.1) Welke termen worden gebruikt om de anatomische richtingen aan te geven? - Proximaal – Distaal - Inferior – Superior - Craniaal - Caudaal - Anterior – Posterior - Ventraal – Dorsaal - Mediaal - Lateraal - Superficiaal - Profundus Deze anatomische richtingen kunnen toepassen. - Op figuren, in tekst, … - Merk op: links en rechts is steeds de linker- en rechterzijde van de patiënt. 5) De drie sereuze membranen. a) Wat is een sereuze membraan (=anatomie)? Een sereuze membraan, ook wel bekend als een serosa, is een dunne laag van glad, vochtafscheidend weefsel dat de buitenoppervlakken van organen bedekt en de wanden van lichaamsholten bekleedt. Een sereuze membraan bestaat uit een pariëtaal en een visceraal vlies met daartussen visceraal vocht, een heldere, dunne vloeistof. b) Wat is de functie van een sereuze membraan (= fysiologie)? Een sereuze membraan heeft twee functies die op het eerste zicht tegenstrijdig zijn aan elkaar: - Het sereuze vocht tussen pariëtaal en visceraal vlies zorgt ervoor dat de organen beter kunnen bewegen, doordat er minder wrijving optreedt. De twee vliezen glijden gemakkelijk over elkaar.  - Doordat er enkel vocht en geen lucht aanwezig is, plakken ze wel zo aan elkaar dat je ze niet uit elkaar kunt trekken bij een uitwaartste kracht. Op die manier trekken de ribben bijvoorbeeld de longen open bij het inademen. c) Welke drie sereuze membranen zijn er in het menselijk lichaam? - Hartzakje = pericard - Longvlies = pleura - Buikvlies = peritoneum Bv bij het longvlies, pleura heb je net rond de long het visceraal pleura. dan heb je sereuze vocht en dan het pariëtaal pleura die aan de binnenkant van je ribben vasthangt. 6) De ventrale lichaamsholten. a) Welke zijn de drie ventrale lichaamsholten? De term "ventrale lichaamsholtes" verwijst naar de lichaamsholtes aan de voorzijde van het lichaam, waarin zich bepaalde organen bevinden. Er zijn drie belangrijke ventrale lichaamsholtes: a) Thoracale holte of thorax: dit is de holte in het bovenste deel van de romp en bevat organen zoals het hart en de longen. b) Abdominale holte of abdomen: deze holte bevindt zich onder de thoracale holte en bevat organen zoals de maag, lever, milt, dunne darm en dikke darm.  c) Pelviene holte (of bekkenholte) of pelvis: Dit is de holte in het onderste deel van de romp en omvat organen zoals de blaas, rectum en voortplantingsorganen (baarmoeder en eierstokken bij vrouwen, en de prostaat bij mannen). Samen vormen deze drie holtes de ventrale lichaamsholtes, die belangrijk zijn voor de organisatie en functionaliteit van interne organen in het menselijk lichaam. b) Welke anatomische begrenzingen heeft elk van deze ventrale lichaamsholten? De begrenzing tussen thorax en abdomen is een fysieke begrenzing: het diafragma of middenrif. De begrenzing tussen abdomen en pelvis is een afgesproken begrenzing, de crista iliaca of bekkenkam. HOOFDSTUK 1: INLEIDING IN DE ANATOMIE EN DE FYSIOLOGIE KEYPOINTS MEDISCHE BEELDVORMING CFR POWERPOINT De technieken van medische beeldvorming Welke zijn de drie majeure technieken inzake medische beeldvorming? 1) Röntgenstralen  RX-opname (röntgenfoto’s)  CT- scan 2) Magneten  MRI-scan, NMR-scan, … 3) Geluid  geluid Bespreek elke beeldvormingstecniek in maximum vier lijnen. - Röntgenfoto’s: - Meest gebruikte techniek. - Stralen door het lichaam en worden in een bepaalde mate geabsorbeerd, afhankelijk van het soort weefsel. - Daardoor ontstaan verschillende tinten WIT- GRIJSTINTEN- ZWART (geen stralen- tussenin- veel stralen). - Er kan contraststof gebruikt worden (vb. om de maag in beeld te brengen). De contraststof absorbeert straling  toont wit op de foto.  - CT- scan (computed tomograph scan) - Ook röntgenstralen. De Röntgenbron draait rond het lichaam - Evenwijdige doorsnede (max 1 mm) die via software verwerkt worden tot een 3D- beeld - Ook hier kan contrasvloeistof toegepast worden. - MRI- scan (magnetic resonance imaging) - Elektromagnetische straling - Evenwijdige plakjes volgens de anatomische vlakken, of elk ander vlak - 3D- beeld kan samengesteld worden - Contrastvloeistof - Ultrageluidstransmitter = echografie - Piek van geluid met hoge frequenties wordt uitgezonden - Elk lichaamsweefsel absorbeert een deel van die geluidstrillingen. Geluidstrillingen die niet worden geabsorbeerd, weerkaatsen. - Uit het patroon van de echo’s wordt een visueel beeld samengesteld Voordeel: geen bijwerkingen + veilig voor prenatale beeldvorming Nadeel: beeld is zeer moeilijk te interpreteren voor mensen zonder ervaring Geef van elk van de drie beeldvormingstechnieken de voor- en nadelen. - Röntgenfoto’s: - Voordelen: - Relatief goedkoop. - Snel. - Goed te interpreteren wat betreft osseuze structuren.  - Nadelen: - 2D- opnames, er is geen informatie over voor- en achteraan omdat alles op elkaar komt te liggen. - Niet alle weefsels kunnen worden onderscheiden. - De radioactieve stralen werken beïnvloeden het DNA- materiaal van delende cellen. Röntgenstralen kunnen daardoor kankerverwekkend zijn. - CT- scan (computed tomograph scan) - Voordelen: - Creërt een 3D beeld + contraststof. - Verschillende weefsels onderscheiden is wat makkelijker dan bij Röntgenfoto’s. - Nadeel: - De radioactieve stralen werken beïnvloeden het DNA- materiaal van delende cellen. Röntgenstralen kunnen daardoor kankerverwekkend zijn. - MRI- scan (magnetic resonance imaging) - Voordelen: - Creërt een 3D- beeld + contraststof. - Verschillende weefsels onderscheiden is makkelijker dan bij CT-scan. - Nadelen: - Claustrofobisch voor sommigen. - Ferromagnetische materialen (niet alle endoprothesen, pacemakers, neurostimulatoren, insulinepompen, …) mogen niet in MRI omdat ze worden aangetrokken door de magneten. - Ultrageluidstransmitter = echografie - Voordelen: - Goedkoop. - Snel. - Geen bijwerkingen + veilig voor prenatale beeldvorming. - Nadeel: - Beeld is zeer moeilijk te interpreteren voor mensen zonder ervaring HOOFDSTUK 2: HET MOLECULAIRE ORGANISATIENIVEAU KEYPOINTS VAN DIT HOOFDSTUK 1. Teken en bespreek de algemene atoomstructuur via het elektronenschilmodel. Een element een zuivere stof die bestaat uit atomen met hetzelfde aantal protonen in hun kern. Een atoom is het kleinste deeltje van een element dat nog de chemische eigenschappen van dat element bezit. Het bestaat uit drie hoofdcomponenten: protonen, neutronen en elektronen. Protonen: Deze positief geladen deeltjes bevinden zich in de kern (het centrum) van het atoom. Het aantal protonen bepaalt het atoomnummer en daarmee het element. Neutronen: Deze deeltjes hebben geen elektrische lading en bevinden zich samen met de protonen in de kern van het atoom. Ze zorgen voor stabiliteit in de kern door de afstotende krachten tussen de (positief geladen) protonen te verminderen. Elektronen: Deze negatief geladen deeltjes bewegen rond de kern en zijn georganiseerd in banen of schillen. Ze bepalen de chemische eigenschappen en reacties van een atoom. De verschillende schillen worden aangeduid met letters. De binnenste schil krijgt de letter K, de tweede schil krijgt de letter L, de derde schil krijgt de letter M, … De kern van een atoom is zeer klein in vergelijking met de totale grootte van het atoom, maar bevat bijna de volledige massa. De elektronenwolk rondom de kern bepaalt de grootte van het atoom en is verantwoordelijk voor de interacties met andere atomen. 2. De tabel van Mendeljev: a) Wat is een atoomgetal? Het aantal protonen in de kern van een atoom. Het atoomnummer is een synoniem van het atoomgetal. b) Wat zijn de ‘groepen’ (kolommen)? De verticale kolommen in de tabel van Mendeljev worden groepen genoemd. Elementen in dezelfde groep hebben vergelijkbare chemische eigenschappen omdat ze hetzelfde aantal elektronen in hun buitenste schil hebben. Groepen worden genummerd van 1 tot 18.  c) Wat zijn de ‘periodes’ (rijen)? De horizontale rijen in de tabel van Mendeljev worden periodes genoemd. Elk element in dezelfde periode heeft hetzelfde aantal elektronenbanen (schillen). Naarmate je van links naar rechts gaat in een periode, neemt het aantal protonen en elektronen in de atomen toe. 3. Valentie-elektronen. a) Wat zijn valentie-elektronen? Valentie-elektronen zijn de elektronen die zich in de buitenste schil van een atoom bevinden. Deze elektronen spelen een cruciale rol bij chemische reacties omdat ze gemakkelijk kunnen worden uitgewisseld of gedeeld met andere atomen om bindingen te vormen. b) Wat is het maximaal aantal valentie-elektronen op de eerste, op de tweede en op de derde elektronenschil? Het maximaal aantal valentie-elektronen op de verschillende elektronenschillen is als volgt: - Eerste schil (K-schil): maximaal 2 elektronen. - Tweede schil (L-schil): maximaal 8 elektronen. - Derde schil (M-schil): maximaal 8 elektronen. Het aantal valentie-elektronen bepalen hoe atomen chemisch reageren en binden met andere atomen. 4. Teken de elektronen op een elektronenschilmodel van volgende atomen: - Waterstofatoom - Koolstofatoom - Zuurstofatoom - Natriumatoom - Chlooratoom Vooreerst moet je van de opgesomde atomen uit de lijst hierboven het atoomgetal uit het hoofd kennen. Het atoomgetal geeft bij neutrale atomen niet alleen het aantal protonen weer in de kern van een atoom, maar ook het aantal elektronen op de elektronenschillen.  Vervolgens begin je schil per schil op te vullen met elektronen volgens het principe van 2-8- 8. 5. Wat is het verschil tussen een stabiel en een instabiel atoom? Chemische stabiliteit bij atomen verwijst naar de neiging van een atoom om al dan niet te reageren met andere stoffen (atomen of moleculen). Stabiliteit wordt bereikt wanneer een atoom een volledig gevulde buitenste elektronenschil heeft. De edelgassen (bijvoorbeeld helium, neon en argon) zijn zeer stabiel en gaan nauwelijks chemische reacties aan. Onstabiele atomen streven naar een stabiele elektronenconfiguratie, vaak door elektronen te delen, te winnen of te verliezen om hun buitenste schil te vullen (zie verder). Dit leidt tot de vorming van chemische bindingen. Atomen maximaliseren hun stabiliteit door chemische bindingen aan te gaan met andere atomen. 6. Chemische bindingen: a) Som de vier chemische bindingen tussen atomen of moleculen op. - Ionbinding - Covalente binding - Metaalbinding - Waterstofbrug b) Bespreek van elke chemische binding hoe de atomen of moleculen bij elkaar blijven. - Ionbinding Een ionbinding ontstaat wanneer een metaalatoom elektronen afgeeft aan een niet-metaalatoom. Dit resulteert in de vorming van positieve ionen (kationen) en negatieve ionen (anionen) die elkaar aantrekken door hun tegengestelde ladingen. Deze binding is sterk en leidt vaak tot de vorming van kristallijne structuren. Een goed voorbeeld is natriumchloride (NaCl), waar natrium (Na) een elektron afgeeft en een positief ion (Na⁺) wordt, terwijl chloor (Cl) een elektron opneemt en een negatief ion (Cl⁻) wordt. De elektrostatische aantrekkingskracht tussen deze ionen houdt de verbinding stevig bij elkaar. - Covalente binding Een covalente binding ontstaat wanneer twee niet-metaalatomen elektronen delen om een stabiele elektronenconfiguratie te bereiken. Bijvoorbeeld, in een watermolecuul (H₂O) deelt elk waterstofatoom één elektron met het zuurstofatoom, waardoor twee enkelvoudige covalente bindingen ontstaan. Covalente bindingen kunnen leiden tot de vorming van moleculen met specifieke geometrieën en eigenschappen. Dit delen van elektronen kan enkelvoudig, dubbel of drievoudig zijn, afhankelijk van het aantal gedeelde elektronenparen. o Bij een enkelvoudige covalente binding wordt er 1 paar elektronen gedeeld. Elk atoom deelt 1 elektron met het ander atoom. Vb waterstofgas H2 o Bij een dubbele covalente binding worden er 2 paar atomen gedeeld. Elk atoom stelt twee elektronen ter beschikking. Vb zuurstofgas O2 of koolstofdioxide CO2 o Bij een driedubbele covalente binding stelt elk atoom drie elektronen ter beschikking. Vb di-stikstof N2 of koolstofmonoxide CO De gevormde molecule kan apolair (geen elektrische polen) of polair zijn. o Bij apolaire verbindingen worden de elektronen gelijk verdeeld tussen de gebonden atomen. Vb H2 o Bij polaire covalente verbindingen zijn ze ongelijk verdeeld en worden de atomen licht positief of negatief geladen. Vb H2O - Metaalbinding Een metaalbinding komt voor in metalen, waar metaalatomen de elektronen op hun buitenste schil delen in een gemeenschappelijk elektronenzwembad, ook wel een “elektronengas” genoemd. Een metaalatoom deelt op die manier de elektronen van de buitenste schil met alle andere aanwezige metaalatomen. Dit gemeenschappelijk gebruik van elektronen zorgt voor een sterke binding tussen de metaalatomen en geeft metalen hun unieke eigenschappen zoals elektrische geleiding, warmtegeleiding, en vervormbaarheid. Bijvoorbeeld, in een stuk koper (Cu) zijn de koperatomen gebonden door een zee van vrij bewegende elektronen, wat het metaal zijn geleidend vermogen geeft.  - Waterstofbrug Een waterstofbrug is een zwakke binding die optreedt tussen een waterstofatoom dat covalent gebonden is aan een sterk elektronegatief atoom (zoals zuurstof, stikstof of fluor) en een ander elektronegatief atoom in een nabijgelegen molecuul. Deze bindingen zijn cruciaal voor de structuur en eigenschappen van veel biologische moleculen. In water (H₂O) bijvoorbeeld, vormen de waterstofatomen van één watermolecuul waterstofbruggen met de zuurstofatomen van naburige watermoleculen, wat leidt tot de unieke eigenschappen van water zoals zijn hoge kookpunt en oppervlaktespanning. 7. Algemene chemische reacties: a) Som de drie algemene typen chemische reacties op. - Afbraakreacties: afbraak van moleculen tot kleiner fragmenten. AB -> A + B - Synthesereacties opbouw van moleculen uit kleinere onderdelen. A+B -> AB - Substitutiereacties of uitwisselingsreacties de onderdelen van de moleculen worden opnieuw gerangschikt. AB + CD -> AD + CB b) Aanvullend: - Wat is hydrolyse? Speciale afbraakreactie waarbij ook water wordt gesplitst. AB + H20 -> AH + BOH - Wat is condensatie? Speciale reactie waarbij water gevormd wordt. AH + BOH -> AB + H20  c) Geef van elk type chemische reactie ook een voorbeeld van een scheikundige formule. Zie hierboven. 8. Welke invloed heeft een enzyme op een chemische reactie? Elke chemische reactie – afbraak, opbouw en uitwisseling – kan pas starten als er voldoende energie is om het proces te laten starten. Die energie heet ‘activeringsenergie’. Enzymen zijn specifieke moleculen die de ‘activeringsenergie die nodig is om een chemische reactie te starten’ verlagen. Dit betekent dat reacties sneller en efficiënter kunnen plaatsvinden dan zonder enzymen. Dit is essentieel voor het handhaven van de levensprocessen, aangezien veel biochemische reacties zonder enzymen te traag zouden opstarten om het leven te ondersteunen. Merk op dat enzymen geen invloed uitoefenen op het resultaat van de reactie. Ze zorgen enkel voor een snellere opstart van de chemische reactie. Enzymen zijn zeer specifiek voor de moleculen waarop ze inwerken. Dit betekent dat elk enzym alleen bepaalde specifieke reacties faciliteert, wat zorgt voor een nauwkeurige regulatie van biochemische processen in het lichaam. Veel enzymatische reacties zijn omkeerbaar, wat betekent dat enzymen zowel de voorwaartse als de achterwaartse reactie kunnen katalyseren. Dit is belangrijk voor het handhaven van evenwicht in metabole processen. Twee voorbeelden van enzymen en hun werking in het menselijk lichaam: - Enzyme bij een opbouwreactie: DNA-polymerase DNA-polymerase is een enzym dat een cruciale rol speelt bij de opbouw van DNA- moleculen. Tijdens de celdeling helpt DNA-polymerase bij het kopiëren van het DNA, zodat elke nieuwe cel een exacte kopie van het genetisch materiaal bevat. Dit proces wordt DNA-replicatie genoemd. DNA-polymerase voegt nucleotiden (de bouwstenen van DNA) samen om een nieuwe DNA-streng te vormen. - Enzyme bij een afbraakreactie: Amylase Amylase is een enzym dat betrokken is bij de afbraak van zetmeel in de mond en de dunne darm. Het wordt geproduceerd door de speekselklieren en de pancreas. Amylase breekt zetmeel af tot maltose en glucose, die vervolgens door het lichaam kunnen worden opgenomen en gebruikt als energiebron. 9. Bespreek de begrippen a) Basisch, zuur, neutraal (als bijvoeglijk naamwoord). - Basisch: In een basische oplossing is de concentratie van OH⁻-ionen (hydroxide- ionen) hoger dan die van H⁺-ionen (waterstofionen). Een basische oplossing heeft een pH hoger dan 7. Voorbeelden van basische oplossingen zijn zeepwater en natriumhydroxide-oplossing. - Zuur: In een zure oplossing is de concentratie van H⁺-ionen (waterstofionen) hoger dan die van OH⁻-ionen (hydroxide-ionen). Een zure oplossing heeft een pH lager dan 7. Voorbeelden van zure oplossingen zijn citroensap en azijn. - Neutraal: In een neutrale oplossing zijn de concentraties van H⁺-ionen (waterstofionen) en OH⁻-ionen (hydroxide-ionen) gelijk. Een neutrale oplossing heeft een pH die precies 7 is. Zuiver water is een neutrale oplossing. b) Teken een genummerde PH-schaal en plaats de begrippen basisch, zuur en neutraal op deze schaal. 10. Bespreek de begrippen a) Een base Een base: is een stof die in water OH⁻-ionen afgeeft. Aan die vrijgekomen OH⁻-ionen kunnen dan H⁺-ionen uit de oplossing binden en zo H2O vormen. Een base neemt dus H⁺-ionen op vanuit de oplossing. Een base heeft een pH hoger dan 7 en voelt vaak zeperig aan. Een voorbeeld van een base is natriumhydroxide: NaOH -> Na+ + OH- b) Een zuur Een zuur: een zuur is een stof die in water H⁺-ionen afgeeft. Aan die vrijgekomen H⁺- ionen kunnen dan OH⁻-ionen uit de oplossing binden en zo H2O vormen. Een zuur heeft een pH lager dan 7 en smaakt vaak scherp. Een voorbeeld van een zuur zoutzuur: HCl -> H⁺ + Cl-  c) Een zout Een zout: Een zout is een ionenbinding bestaande uit een kation die geen H⁺-ion is en een anion die geen OH⁻-ion is. Een bekend voorbeeld is keukenzout: NaCl -> Na++ Cl- d) Een buffer Buffer: Een buffer is een verbinding die de pH-waarde stabiliseert, en wel door H⁺- ionen uit de oplossing op te nemen of door H⁺-ionen aan te vullen. Buffers kunnen schommelingen in pH opvangen waardoor de pH van de oplossing relatief constant blijft, zelfs bij toevoeging van een zuur of base. 11. Bespreek de scheikundige structuur van: a) Koolhydraten (suikers) Een koolhydraat is een organisch molecuul dat bestaat uit koolstof, waterstof en zuurstof, in een verhouding van ongeveer 1:2:1. - Monosachariden vb. glucose en fructose hebben beide C6H1206 als chemische notatie. - Disachariden zijn 2 aan elkaar gekoppelde monosachariden vb. sucrose, lactose, maltose hebben alle drie de chemische notatie C12H22011 - Polysachariden zijn opgebouwd uit meerdere monosachariden vb. glycogeen en zetmeel hebben beide als chemische notatie (C6H1005)n b) Proteïnen (eiwitten) Eiwitten (of proteïnen) zijn opgebouwd uit lange ketens van aminozuren die aan elkaar verbonden zijn door peptidebindingen. Aminozuren zijn dus de bouwstenen van eiwitten. Een aminozuur is een organische verbinding die zowel een aminegroep (-NH₂) als een carboxygroep (-COOH) bevat. Er zijn 20 verschillende aminozuren die in menselijke eiwitten voorkomen. Deze aminozuren kunnen worden onderverdeeld in essentiële en niet-essentiële aminozuren: - Essentiële aminozuren: kunnen niet door het lichaam zelf worden aangemaakt en moeten via de voeding worden verkregen. Vb. lysine, tryptofaan en valine. - Niet-essentiële aminozuren: Deze kunnen door het lichaam zelf worden gesynthetiseerd. Vb. alanine en glutamine. Aminozuren binden zich aan elkaar via peptidebindingen en vormen zo lange ketens die we polypeptiden noemen. Deze polypeptiden vouwen zich vervolgens driedimensionaal op tot functionele eiwitten.  De volgorde van de verschillende aminozuren in de keten bepaalt hoe een eiwit zal functioneren. Elk eiwit heeft een unieke volgorde. c) Triglyceriden (vetten) Een triglyceride (of vet) is een organisch molecuul waarbij 3 vetzuren zijn gekoppeld aan één glycerolmolecule. - De glycerolmolecule dient als de basis waaraan vetzuren zich hechten. - Vetzuren zijn verbindingen die bestaan uit lange ketens van koolstofatomen met een carboxylgroep (-COOH) aan het uiteinde. Er zijn verzadigde en onverzadigde vetten. - Verzadigde vetten hebben geen dubbele bindingen tussen de koolstofatomen in hun vetzuurketens. Dit betekent dat alle koolstofatomen volledig verzadigd zijn met waterstofatomen. - Onverzadigde vetten hebben een of meer dubbele bindingen in hun vetzuurketens. Vetten zijn essentieel voor tal van biologische processen waaronder de opbouw van celmembranen en de opslag van energie in de vorm van vet. 12. Bespreek de scheikundige structuur van de volgende nucleïnezuren: a) DNA (desoxyribonucleïnezuur) DNA of desoxyribonucleïnezuur is een nucleïnezuur. Nucleïnezuren zijn lange ketens van nucleotiden. Deze nucleotiden bevatten 3 basisonderdelen: een suiker, een fosfaatgroep en een stikstofhoudende base. Er zijn slechts vier stikstofhoudende basen in DNA: adenine, thymine, guanine en cytosine. DNA bestaat uit 2 ketens of strengen van nucleotiden. Die twee strengen worden bij elkaar gehouden door waterstofbruggen tussen de tegenover elkaar gelegen stikstofhoudende basen. Deze laatste komen bovendien steeds paarsgewijs voor. Adenine bindt enkel aan thymine. Guanine bindt enkel aan cytosine. De juiste term hiervoor is ‘complementaire basenparen’. - Adenine – Thymine - Thymine – Adenine - Guanine – Cytosine - Cytosine - Guanine  De twee nucleotideketens zijn rond elkaar gedraaid tot een dubbele helix die op een wenteltrap lijkt en waarbij de traptreden overeenkomen met de stikstofhoudende paren. b) RNA (ribonucleïnezuur) RNA is – net als DNA - een nucleïnezuur. RNA bestaat uit één enkele keten van nucleotiden met de vier volgende stikstofhoudende basen: - Adenine - Uracyl - Guanine - Cytosine Merk op dat de stikstofhoudende base thymine niet voorkomt in RNA. Het wordt er vervangen door uracyl. 13. Bespreek de scheikundige structuur van volgende energierijke verbinding: ATP (adenosinetrifosfaat) ATP of adenosinetrifosfaat is een energierijke verbinding. Aan adenosine is een kleine keten van slechts drie fosfaatgroepen gebonden. De energie van deze energierijke molecule zit opgeslagen in de verbindingen tussen de fosfaatgroepen. Onderstaande scheikundige reactie kan in beide richtingen lopen. ATP ADP + P + E HOOFDSTUK 3: CELSTRUCTUUR EN –FUNCTIE. KEYPOINTS VAN DIT HOOFDSTUK 1. De cel: - Uit welke grote onderdelen bestaat een cel? Het celmembraan of celwand vormt de grens tussen de inhoud van de cel (intracellulair) en de omgeving (extracellulair). Binnen de celmembraan zitten het cytoplasma en de celkern. - Het cytoplasma bestaat uit cytosol, intracellulaire vloeistof, en vele verschillende organellen, intracellulaire structuren. - In de celkern bevindt zich het DNA. 2. De celmembraan: a) Bepreek de chemische bouw van een celmembraan? Een celmembraan bestaat uit: - Membraanlipiden (vetten) - Membraaneiwitten (proteïnen) - Membraankoolhydraten.(suikers) b) Welk is de respectievelijke functie van: - Lipiden in de celmembraan? Er zijn verschillende lipiden in de celmembraan: Een dubbele laag van fosfolipiden zorgen ervoor dat het celmembraan kan optreden als een selectieve barrière tussen de omringende extracellulaire vloeistof en het cytoplasma in de cel. Elke fosfolipide-molecule bestaat uit een hydrofiele kop en hydrofiele vetstaarten. - De hydrofiele koppen staan in contact met de wateromgeving aan beide zijden van het membraan - De hydrofobe vetstaarten mengen zich niet met water en met bepaalde ionen.  Water kan dus moeilijk doorheen de fosfolipide dubbellaag. In vet oplosbare moleculen en stoffen zoals zuurstof (O2) en kooldioxide (CO2) kunnen het vetgedeelte van een plasmamembraan passeren. Water en in water oplosbare verbindingen kunnen zich niet doorheen de fosfolipide dubbellaag verplaatsen. Een tweede belangrijke lipide is cholesterol. Dit cholesterol verstevigt de celmembraan waardoor deze minder vloeibaar en minder doordringbaar (permeabel) wordt. Naast fosfolipiden en cholesterol zijn er nog een kleine hoeveelheid andere vetten aanwezig. - Koolhydraten in de celmembraan? Koolhydraten vormen complexe moleculen met de eiwitten en vetten aan het buitenste oppervlak van het celmembraan. De koolhydraatgedeelten van deze moleculen, zoals glycoproteïnen en glycolipiden, hebben verschillende functies: - smeermiddel voor de cel (vb erytrocyten) of kleefmiddel voor de cel (om cellen aan elkaar vast te hechten) - receptor voor moleculen die zich op de celwand komen hechten - vormen het herkenningssysteem waarmee wordt voorkomen dat het immuunsysteem de lichaamseigen cellen en weefsels aanvalt - Eiwitten in de celmembraan: Som de verschillende eiwitten in de celmembraan op en geef hun functie. - Kanaaleiwitten - Zijn transmembraaneiwitten - Zijn poortjes die openstaan (leak channels) - Water en kleine stofjes kunnen daar vlot doorheen - Receptoreiwitten - Eiwit die klaar is om bepaalde stoffen te ontvangen - Kan zich binden aan bepaalde stoffen - Het stof-receptor-complex zet bepaalde processen in gang in de cel - Dragereiwitten - Zijn transmembraaneiwitten - Vervoeren stofjes doorheen de celmembraan (in en/of uit)  - Enzymes - Eiwitten die niet altijd op celwand liggen  kunnen vrij voorkomen in het bloed - Minder activeringsenergie nodig om een chemische reactie op te starten - Herkenningseiwitten - Zitten op celwand en zitten daar om herkend te worden - Zorgen ervoor dat cellen niet worden afgebroken door het eigen immuunsysteem - Geen herkenningseiwit  aangevallen door immuunsysteem - Verankeringseiwitten - Verankeren cellen aan elkaar (bindingen) Geef een schematisch overzicht van alle transportmogelijkheden van stoffen in en uit de cel (doorheen de plasmamembraan).  Leg elke transportmogelijkheid uit en geef van elke transportmogelijkheid aan wat de drijvende kracht van de verplaatsing is. Transport Soort Proces Drijvende kracht Diffusie Passief De verplaatsing van de moleculen Concentratiegradiënt in oplossingen in de richting van van de opgeloste stof de laagste concentratie opgeloste stof Osmose Passief De verplaatsing van Concentratiegradiënt watermoleculen in een oplossing van de opgeloste stof in de richting van de hoogste concentratie opgeloste deeltjes Filtratie Passief De verplaatsing van water, meestal Hydrostatische druk (de met de erin opgeloste stoffen bloeddruk) Gefaciliteerde Passief Het te transporteren molecuul Concentratiegradiënt diffusie bindt zich aan een dragereiwit, in van de opgeloste stof (dragereiwit) de richting van de laagste concentratie opgeloste stof Actief Actief Gespecialiseerde dragereiwitten ATP transport transporteren atomen, ionen of (dragereiwit) moleculen naar binnen of naar buiten de cel Vesiculair Actief De te vervoeren stof wordt verpakt ATP transport in een blaasje en naar buiten (exocytose) of naar binnen (endocytose) de cel getransporteerd. Receptorgemedieerde endocytose = receptoren op de celwand ontvangen stoffen, de celwand vormt een blaasje dan intracellulair weer opent en de stoffen vrijzet Pinocytose = het drinken van de cel Fagocytose = het eten van de cel  Merk op: dragereiwitten en receptoren kunnen selectief bepaalde stoffen aan zich binden. Andere stoffen kunnen dan op die manier de celwand niet passeren. c) Wat betekenen de termen: isotoon, hypertoon, hypotoon? Geef een voorbeeld om aan te tonen dat je deze termen begrijpt. Het zijn drie termen die worden gebruikt om twee vloeistoffen te vergelijken wat betreft de concentraties van hun opgeloste stoffen. Isotoon Een oplossing is isotoon wanneer de concentratie aan opgeloste stoffen (zoals zout) in de twee vloeistoffen gelijk is. Vb. Als de concentraties aan opgeloste stoffen in een cel gelijk is aan die buiten de cel. Het gevolg is dat er geen netto verplaatsing is van water in of uit de cel. Rode bloedcellen in een fysiologische zoutoplossing (0,9% NaCl) zijn in een isotone omgeving. De cellen behouden hun normale vorm omdat er evenveel water in als uit de cellen stroomt. Hypertoon Een vloeistof is hypertoon als deze meer opgeloste stoffen bevat dan de vloeistof waarmee hij wordt vergeleken. Vb. wanneer de concentratie buiten de cel hoger is dan binnen de cel, dan ligt deze hypotone cel in een hypertone oplossing. Rode bloedcellen in een sterke zoutoplossing (bijvoorbeeld 2% NaCl) zullen door osmose water verliezen en krimpen. Hypotoon Een vloeistof is hypotoon als deze minder opgeloste stoffen bevat dan de vloeistof waarmee hij wordt vergeleken. Vb. wanneer de concentratie buiten de cel lager is dan binnen de cel, dan ligt deze hypertone cel in een hypotone oplossing. Rode bloedcellen in zuiver water (0% NaCl) zullen door osmose water opnemen en opzwellen. 3. De organellen: Geef de functie van de volgende organellen: - Cytoskelet Het cytoskelet is een raamwerk van eiwitten dat stevigheid en steun biedt. Het cytoskelet bepaalt de buigzaamheid & flexibiliteit voor de beweging van cellulaire structuren. - Microvilli Microvilli zijn uitstulpingen van de celmembraan. Ze vergroten het celoppervlak waardoor de uitwisseling van stoffen in en uit de cel beter verloopt. - Centriolen, cilia, flagella Deze drie organellen hebben iets te maken met beweging. - Centriolen Centriolen zijn kleine organellen die zich verplaatsen binnen de cel en een grote rol spelen in het proces van de celdeling. - Cilia Cilia (trilharen) zijn organellen die voorkomen aan de buitenzijde van de celmembraan. Ze verplaatsen stoffen, slijm en vocht ten opzichte van de cel. Vb. slijmen in de luchtpijp worden met trilharen naar boven gebracht richting keelholte. - Flagella Flagellae (zweepharen) zijn organellen die de cel op z’n geheel kunnen verplaatsen. Vb. de zaadcel die zich verplaatst. - Ribosomen – proteasomen Deze twee organellen spelen een rol in de aanmaak of afbraak van eiwitten. - Ribosomen Ribosomen zijn organellen die eiwitten aanmaken op basis van info die in het DNA ligt opgeslagen. Ribosomen kunnen vrij in het cytoplasma liggen, of kunnen gebonden zijn aan het endoplasmatisch reticulum. - Proteasomen Proteasomen zijn organellen die verantwoordelijk zijn voor de verwijdering en het hergebruik van beschadigde of gedenatureerde eiwitten. - Endoplasmatisch reticulum (Ruw ER – Glad ER) Het endoplasmatisch reticulum (ER) is een netwerk van intracellulaire membranen verbonden met de wand van de celkern. - Glad endoplasmatisch reticulum (SER): Het gladde endoplasmatisch reticulum helpt bij het maken van vetten (lipiden) en hormonen. Het speelt ook een rol in het ontgiften van schadelijke stoffen in de lever en het opslaan van calcium in spiercellen. - Ruw endoplasmatisch reticulum (RER):  Het ruwe endoplasmatisch reticulum is bedekt met ribosomen. Ribosomen maken eiwitten, die vervolgens worden getransporteerd naar andere delen van de cel of naar buiten de cel. - Golgi-apparaat Het Golgi-apparaat is een organel die blaasjes met product (gemaakt door het ER) ontvangt, verwerkt en volgende producten aflevert: - Lysosymen: blaasjes met verteringsenzymen die een rol spelen in de afbraak van stoffen die via fagocytose de cel zijn binnen gekomen. - Blaasjes met klierproduct die via vesiculaire exocytose aan het celoppervlak worden afgegeven. - Vesikels die de celmembraan vernieuwen. - Peroxisomen Peroxisomen zijn blaaksje die verteringsenzymen bevatten (andere groep dan lysosomen). Ze nemen vetzuren en andere organische verbindingen op en breken deze af. Hierbij worden vrije radicalen gevormd. Vrije radicalen zijn moleculen die heel ractief zijn t.o.v. andere eiwitten waardoor ze ook goeie eiwitten kunnen afbreken. - Mitochondrieën Mitochondrieën zijn kleine organellen die energie leveren voor de cel. Cellen vormen deze energie (ATP en andere energierijke verbindingen zoals CP) via de afbraak van koolhydraten, met name glucose en via de afbraak van vetten. 4. De celkern: a) Bespreek de vorming van een eiwit vanaf DNA tot eiwit (transcriptie - translatie). De vorming van een eiwit gebeurt in twee grote stappen. Vooreerst is er het proces van transcriptie en daarna komt het proces van translatie. Het transcriptieproces heeft als het recept voor de aanmaak van een eiwit als resultaat (messenger-RNA). Het translatieproces heeft het aangemaakte eiwit als resultaat. Transcriptie vindt plaats in de celkern en maakt gebruik van het enzyme RNA- polymerase. - Dit enzyme bindt zich aan het startsignaal (promotor) van een gen en doet de beide DNA strengen uit elkaar gaan. - RNA-polymerase maakt vervolgens een mRNA-streng waarbij stikstofhoudende basen worden gebruikt die complementair zijn aan die van het gen. De RNA polymerase verplaatst zich van de ene stikstofhoudende base (steeds in een  groepje van drie, en dus een triplet) naar de volgende in de lengterichting van het gen. Elke stikstofhoudende base van het gen krijgt de complementaire stikstofhoudende base via zwakke waterstofbruggen aan zich gebonden. - Merk op: mRNA heeft geen thymine als stikstofhoudende base, wel uracyl. - Er ontstaat zo een streng RNA, het Messenger-RNA (mRNA) die wordt ingedeeld in groepjes van drie stikstofhoudende basen (hier codon genoemd). - Als het enzym het einde (terminator) van het gen bereikt, komt het mRNA los van de DNA-streng en bindt deze zich terug aan elkaar. - Het mRNA verlaat tenslotte de celkern (het kan eventueel voor het verlaten van de kern nog worden gewijzigd). De translatie vindt plaats in de ribosomen en start wanneer het nieuw gevormde mRNA de celkern verlaat. - Het mRNA verlaat de celkern (het kan eventueel voor het verlaten van de kern nog worden gewijzigd). - Het bindt zich aan een vrije ribosoom in het cytoplasma of aan een gebonden ribosoom op het endoplasmatisch reticulum. - Transfer-RNA-moleculen (tRNA) voeren aminozuren aan die door het ribosoom worden gebruikt om een eiwit te vormen. Elk tRNA-molecuul bevat een anticodon (drie stikstofhoudende basen) dat complementair is aan een specifiek codon op het mRNA. Het anticodon van het tRNA zal zich binden aan het codon van mRNA en brengt een aminozuur met zich mee. - De aminozuren binden zich aan elkaar met een peptidebinding en vormen zo een eiwit. b) Wat is een gen? Een gen is een segment van een DNA-streng dat zich op een specifieke locatie op een chromosoom bevindt. Elk gen codeert voor een bepaald eiwit. Het bestaat uit alle tripletten die nodig zijn om dat eiwit te vormen. M.a.w., een gen bevat de informatie die nodig is om een specifiek eiwit te produceren, inclusief: - Welke aminozuren nodig zijn - Hoeveel aminozuren er nodig zijn - In welke volgorde de aminozuren moeten worden geplaatst c) Bespreek de levenscyclus van een lichaamscel (verschillende fasen en subfasen). - Interfase De periode in de celcyclus waarin een cel zich niet aan het delen is.  G1-fase o Cel die klaar is om zich te delen gaat de G1-fase in o Naast de normale celgroei maakt de cel voldoende organellen en cytosol aan voor twee functionele cellen o De tijd die dit proces vergt, is afhankelijk van soort cel  S-fase o DNA-replicatie: de genetische info in de celkern wordt gekopieerd zodat aan elk van de twee te vormen cellen één set chromosomen kan worden gegeven. (46 chromosomen -> 46 chromosomen bestaande uit 92 chromatiden)  G2-fase o Eiwitsynthese o Voltooien van de replicatie van de centriolen - Mitose & cytokinese: - Mitose = deel van de celdeling die gaat over de deling van het DNA. De chromosomen van de oorspronkelijke cel (46 bestaande uit 92 chromatiden verbonden met het centromeer) worden gescheiden en met een kernmembraan omgeven, zodat 2 identieke kernen ontstaan met elk één set dochterchromosomen. De mitose wordt ingedeeld in vier fasen: - Profase: - De chromosomen rollen zich op en worden zichtbaar; hun twee chromatiden zijn ter hoogte van het centromeer met elkaar verbonden - De 2 paar centriolen verplaatsen zich naar de tegenovergelegen uiteinden van de cel en vormen spoeldraden - De membraan van de kern verdwijnt en de chromosomen binden zich met hun centromeer aan de spoeldraden - Metafase:  - De chromosomen verplaatsen zich naar de het equatorvlak - Anafase: - De spoeldraden verkorten en trekken aan de centromeren. - De centromeren gaat open en elk chromosoom worden gescheiden in 2 chromatiden. Deze chromatiden of dochterchromosomen verplaatsen zich elk in de richting van een centriool. - Merk op: nu al start van de cytokinese waarbij het cytoplasma (cytosol en organellen) wordt verdeeld over de 2 dochtercellen. - Telofase: - Vorming van de kernmembranen. - Het DNA ontrolt zich geleidelijk. - Cytokinese = deel van de celdeling die gaat over de verdeling van het cytosol en van de organellen over de twee dochtercellen - Er komt een klievingsgroeve die steeds dieper wordt. Uiteindelijk zijn de twee nieuw gevormde cellen van elkaar gescheiden. - De cytokinese duurt tot wanneer de nieuwe kernmembranen rond beide dochtercellen zijn ontstaan. - Na de cytokinese fase in de celcyclus rond en start de interfase opnieuw. EIWITSYNTHESE Keypoint: Bespreek de vorming van een eiwit vanaf DNA tot eiwit.  eiwitsynthese gebeurt in ribosomen in het cytoplasma o vrije ribosomen verspreid over het cytoplasma  eiwitten die ze maken komen in cytosol terecht o gebonden ribosomen bevinden zich aan het ER  eiwitten die ze maken gaan ER binnen, waar ze worden omgezet en verpakt voor gebruik in de cel of afgifte buiten de cel  blauwdruk van het eiwit in het DNA (=genen) bevindt zich in de celkern o gen = alle stikstofhoudende basen nodig om 1 eiwit te vormen; liggen in groepjes van 3 = tripletten  DUS moleculaire boodschapper nodig = messenger RNA (mRNA)  proces waarbij mRNA wordt gevormd = transcriptie 1. TRANSCRIPTIE = kopiëren: het nieuw gevormde mRNA is een kopie van de info die in het gen vastligt de informatie die wordt gekopieerd is de sequentie van stikstofhoudende basen in het gen vindt plaats in de celkern STAP 1 de 2 DNA-strengen gaan uit elkaar RNA-polymerase bindt zich aan de promotor van een gen = startsignaal STAP 2 de RNA-polymerase verplaatst zich in de lengterichting van het gen, van het ene nucleotide naar het volgende er worden complementaire codons gevormd langs een mRNA streng deze mRNA streng is opgebouwd uit reeksen van 3 stikstofhoudende basen (= codon) die complementair zijn aan het corresponderende triplet van het gen ! RNA polymerase bindt geen thymine, wel uracil STAP 3 de RNA-polymerase bereikt het stopsignaal (terminator) aan het einde van het gen de RNA-polymerase en de mRNA-streng komen los de 2 DNA-strengen binden zich opnieuw aan elkaar 2. TRANSLATIE = vertalen van mRNA in de bouwstenen voor eiwitten (de aminozuren) vorming van een eiwit door ribosomen aan de hand van de informatie die door het mRNA wordt overgebracht vindt plaats in het cytoplasma (mRNA diffundeert naar het cytoplasma door de wand van de celkern) STAP 1 = INITIATIE = ontstaan van een functioneel ribosoom door koppeling met een streng mRNA en een tRNA molecuul een transfer RNA (tRNA) voert een aminozuur aan die door het ribosoom worden gebruikt om een eiwit te vormen elk tRNA molecuul bevat een complementair trio van stikstofhoudende basen = anticodon het anticodon van tRNA bindt zich aan het complementaire startcodon van mRNA STAP 2 = VERLENGING = aminozuren worden aan de groeiende polypeptidenketen toegevoegd 2e tRNA met aminozuur 2 komt aan anticodon van tRNA2 bindt zich aan het 2e codon van de mRNA streng enzymen verwijderen aminozuur 1 van het 1e tRNA en binden dit aan aminozuur 2 het ribosoom verschuift 1 codon verder in de lengterichting van de mRNA streng  3e tRNA met aminozuur 3 komt aan STAP 3 = TERMINATIE = polypeptideketen wordt losgekoppeld + intacte streng mRNA komt vrij om zich aan andere ribosomen te koppelen steeds meer aminozuren worden op dezelfde manier aan de groeiende polypeptidenketen toegevoegd ribosoom bereikt het stopcodon polypeptide wordt afgegeven mRNA streng komt vrij HOOFDSTUK 4: HET WEEFSELNIVEAU. KEYPOINTS VAN DIT HOOFDSTUK 1. Som de vier weefseltypen op en geef ook de onderverdelingen.  Epitheel Dekweefsel (met verschillende cellagen en celvormen) en kliercellen  Bindweefsel In strikte zin, vloeibaar en steunweefsel Zie figuur onder voor verdere onderverdeling.  Spierweefsel Gladde spieren, hartspier en skeletspier  Zenuwweefsel Geleidende cellen en ondersteunende cellen 1. Epitheel a. Wat is ‘epitheel’? Een ander woord voor epitheel is dekweefsel. Epitheel bekleedt in- en uitwendige lichaamsoppervlakken en kan kliercellen bevatten b. Geef en bespreek de drie mogelijke verbindingen tussen cellen.  Tight junction Een dichte verbinding tussen de cellen  Gap junction Verbinding tussen cellen waarbij er nog een opening is voor diffusie van stoffen en osmose van water  Desmosoom Verbinding tussen cellen waarbij niet alleen de celwanden verbonden zijn, maar er ook telkens een verbinding is met het cytoskelet c. Bespreek de functie op het epitheliaal oppervlak:  Van microvilli Het zijn vingervormige uitstulpingen die het oppervlak waar opname en afgifte van stoffen plaatsvindt, vergroten.  Van cilia De trilhaartjes verplaatsten stoffen langst het epitheliaal oppervlakte. d. Hoe vernieuwt en herstelt het epitheel Het is cruciaal voor de beschermende functie van epitheel dat het zichzelf voortdurend vernieuwt en herstelt. Dit is noodzakelijk omdat oudere cellen aan de binnen- en buitenoppervlakken van het lichaam geleidelijk worden afgestoten en omdat het epitheel beschadigd kan raken. In de onderste lagen van het epitheel bevinden zich stamcellen, ook wel kiemcellen genoemd. Deze stamcellen ondergaan continue deling. De nieuw gevormde cellen migreren geleidelijk naar de oppervlakte van het epitheel. Tijdens dit proces differentiëren ze en nemen ze de specifieke functies van het epitheel aan. e. Het aantal cellagen en de verschillende celvormen:  Welke twee mogelijkheden zijn er qua aantal cellagen in het epitheel? - Eénlagig - Meerlagig   Welke drie vormen kunnen epitheliale cellen hebben? - Plaveisel cellen - Kubische cellen - Cilindrische cellen  Welke twee functies heeft het epitheel? - Uitwisseling van stoffen - Bescherming  Welke invloed hebben het aantal cellagen en de vorm van de cellen op de functies van het epitheel? Aan de ene kant van het spectrum heb je éénlagig plaveiselepitheel, wat betekent dat het uit één laag platte cellen bestaat. De belangrijkste functie hiervan is de uitwisseling van stoffen, zoals zuurstof en koolstofdioxide. Aan de andere kant van het spectrum heb je meerlagig cilindrisch epitheel, wat betekent dat het uit meerdere lagen dikke, cilindervormige cellen bestaat. De belangrijkste functie hiervan is het bieden van bescherming aan het lichaam, bijvoorbeeld tegen fysieke schade en ziekteverwekkers. f. Mechanisme van afscheiden van een klierproduct: geef en bespreek de drie mechanismen van afscheiding van klierproduct van binnen in de cel naar buiten.  Merocrien: klierblaasjes of vesikels vanuit het cytoplasma van de cel versmelten met de celwand, waardoor het klierproduct buiten de cel vrijkomt.  Apocrien: een deel van de cel wordt gevuld met vesikels en breekt vervolgens af. Hierdoor komt het klierproduct buiten de cel vrij.  Holocrien: de cel vult zich volledig met vesikels en barst uiteindelijk open. De cel sterft, en dit betekent dat er ook DNA vanuit de celkern in het klierproduct terechtkomt. g. Plaats van afscheiden van een klierproduct.  Wat is endocriene secretie? Endocriene secretie is het proces waarbij klieren hun producten direct in de bloedbaan afgeven. Klierproduct die aan de bloedbaan wordt afgegeven, worden  hormonen genoemd. Deze hormonen worden vervolgens door het bloed naar verschillende delen van het lichaam getransporteerd waar ze specifieke functies vervullen zoals bijvoorbeeld het reguleren van groei of de opname van calcium uit de dunne darm.  Wat is exocriene secretie? Exocriene secretie is het proces waarbij klieren hun producten via een buisje naar een specifiek oppervlak of naar een holte in het lichaam afgeven. Voorbeelden hiervan zijn speekselklieren die speeksel in de mond afscheiden, en zweetklieren die zweet naar het huidoppervlak afgeven. 3. Bindweefsel a. Wat is ‘bindweefsel’? Het meest diverse weefsels in het lichaam met een specifieke functie, bestaande uit 3 onderdelen namelijk gespecialiseerde cellen, extracellulaire eiwitvezels en een vloeistof die grondsubstantie wordt genoemd. b. Uit welke drie basisonderdelen bestaat bindweefsel?  Gespecialiseerde cellen  Extracellulaire eiwit vezels  Grondsubstantie c. Geef en bespreek de grote groepen bindweefsel en de verdere onderverdeling.  Bindweefsel in de strikte zin - Los - Dicht - Onregelmatig - Regelmatig  Vloeibaar bindweefsel - Bloed - Lymfe   Steunweefsel - Kraakbeen - Hyalien kraakbeen - Vezelig kraakbeen - Elastisch kraakbeen - Beenweefsel - Compact bot - Spongieus of trabeculair bot d. Geef en bespreek de vier soorten membranen.  Dekweefselmembranen - De huid: Bekleedt het lichaamsoppervlak - Slijmvliezen: Bekleding holle ruimten met uitwendig contact - Sereuze membranen: Bekleding inwendige oppervlakten  Bindweefselmembranen - Synovia: gewrichtsvliezen 4. Spierweefsel a. Geef de drie typen spierweefsel.  Gladde spierweefsel -> gladde spier  Hartspierweefsel -> hartspier  Skeletspierweefsel -> skeletspier b. Bespreek van elke type spierweefsel de streping en de bezenuwing (controle). Naam Gestreept Controle Waar (hebben we (waar vinden we controle over de deze spieren ?) spier?) Gladde spier Nee Geen Bv. Bloedvatwand, In staat tot herstel wanden van het Elke cel is bezenuwd spijsverteringsstels el, … Hartspier Ja Geen Hart Heel beperkt vermogen tot herstel Prikkel gaat over van cel op cel Skeletspier Ja Wel (maar in veel Bv. biceps, triceps, Lang en dun (worden vezels genoemd) gevallen niet hamstrings, … In staat zich te herstellen bewust) Elke cel is bezenuwd 5. Zenuwweefsel a. Geef en bespreek de twee grote groepen celtypen van zenuwweefsel.  Zenuwcellen - Synoniem: neuronen. - Functie: prikkels of actiepotentialen geleiden. - De langste cellen van het lichaam.  Neuroglia (ondersteunende cellen) - Functie: - Ondersteunen de neuronen. - Voorzien de neuronen van voedingsstoffen en van zuurstof (O2)en voeren ook afvalstoffen en koolstofdioxide (CO2) af.  - Verdedigen de neuronen tegen infecties. - Vormen de myelineschedes rond de neuronen. Myeline isoleert de neuronen en laten toe dat de prikkel zich sneller verplaatst over het neuron. - Spelen een rol in de vorming en onderhoud van de synapsen, de verbindingen tussen verschillende neuronen. 6. Bespreek de reactie van het lichaam op weefselbeschadiging. a. Verklaar de ontstekingsreactie. Wanneer het lichaam weefselbeschadiging ervaart, treedt een complexe reeks reacties in werking om de schade te beperken en het herstel te bevorderen. Dit proces staat bekend als de ontstekingsreactie en verloopt in verschillende fasen:  Vasodilatatie en verhoogde doorlaatbaarheid van de wanden van bloedvaten. Direct na de beschadiging verwijden de bloedvaten (vasodilatatie) in het getroffen gebied, wat leidt tot een verhoogde bloedtoevoer. De chemische stof die daarvoor nodig is, heet histamine. Dit veroorzaakt roodheid (rubor) en warmte (calor). Tegelijkertijd worden de wanden van de bloedvaten meer doorlaatbaar waardoor vloeistoffen, eiwitten en leukocyten het beschadigde weefsel kunnen binnendringen. Er treedt daardoor zwelling op (tumor). De chemische stoffen die nodig zijn voor deze verhoogde doorlaatbaarheid zijn bradykinine en prostaglandines.  Uittreden van leukocyten. Leukocyten (witte bloedcellen) zoals neutrofielen en macrofagen, migreren naar het beschadigde gebied.  Fagocytose. Neutrofielen zijn de eerste cellen die aankomen en beginnen met het fagocyteren (opeten) van bacteriën en resten van kapotte cellen. Macrofagen volgen en helpen bij het opruimen van de restanten en stimuleren de volgende fasen van het herstel.  Proliferatie en weefselherstel.  In deze fase beginnen fibroblasten en andere cellen zich te vermenigvuldigen en nieuw weefsel te vormen. Collageen wordt geproduceerd om de structuur van het beschadigde gebied te herstellen. Nieuwe bloedvaten (angiogenese) worden gevormd om de bloedtoevoer te verbeteren.  Remodellering. Het nieuwe weefsel wordt verder gemodificeerd en versterkt. Collageenvezels worden opnieuw gerangschikt en de sterkte van het weefsel neemt toe. Dit proces kan weken tot maanden duren, afhankelijk van de ernst van de beschadiging b. Verklaar de pijn die ontstaat door de ontstekingsreactie. Wanneer je weefsel beschadigd raakt, reageert je lichaam dus met een ontstekingsreactie. Deze reactie kan ook pijn veroorzaken.  Activatie van de vrije zenuwuiteinden. De chemische stoffen die vrijkomen bij weefselbeschadiging (histamine, bradykinine, prostaglandines) activeren ook de zenuwuiteinden in het beschadigde gebied. Deze zenuwuiteinden, ook wel nociceptoren genoemd, sturen pijnsignalen naar je hersenen.  Zwelling en druk. Door de verhoogde doorlaatbaarheid van de bloedvaten lekt er vloeistof uit de bloedvaten naar het omliggende weefsel, wat zwelling veroorzaakt. Deze zwelling kan druk uitoefenen op de zenuwuiteinden, waardoor de pijn nog kan toenemen. HOOFDSTUK 5: DE HUID KEYPOINTS VAN DIT HOOFDSTUK 1. De huidlagen. a. Som de twee verschillende lagen van de huid op (van superficieel naar profundus). - Epidermis (opperhuid) - Dermis (lederhuid) b. Som van elke laag de verschillende sublagen op (van superficieel naar profundus). De huid bestaat uit verschillende lagen, elk met specifieke functies en eigen kenmerken. De meest oppervlakkige laag is de epidermis of opperhuid, die bestaat uit meerlagig plaveiselepitheel. - De buitenste laag van de epidermis is het stratum corneum (hoornlaag): verschillende lagen afgeplatte, dode, onderling vergrendelde keratinocyten. Deze laag is waterbestendig, maar niet volledig waterdicht. - Daaronder bevindt zich het stratum lucidum (doorzichtige laag), dat een glasachtig uiterlijk heeft en alleen aanwezig is in een dikke huidlaag, dus op de plaatsen waar eelt aanwezig is. De dunne huid heeft deze laag niet en bestaat uit slechts vier lagen. - Het stratum granulosum (korrelige laag) ligt onder het stratum lucidum en bevat keratinocyten die keratine (hoornstof) vormen. Naarmate de cellen dunner en vlakker worden, ontwikkelen zich keratinevezels. Geleidelijk verdikken de plasmamembranen zich, de organellen vallen uiteen en de cellen sterven af. - Onder het stratum granulosum bevindt zich het stratum spinosum, waar keratinocyten onderling door desmosomen verbonden zijn. - De diepste laag van de epidermis is het stratum basale (kiemlaag – stratum germinativum). Deze laag is via hemidesmosomen stevig met de basale membraan verbonden. De basale membraan scheidt de epidermis van het losmazig bindweefsel van de aangrenzende dermis. Het stratum basale vormt  epidermiskammen en dermale papillae. Dankzij deze combinatie van kammen en papillen is het contactoppervlak tussen de twee gebieden groot. Dat versterkt de verbinding tussen deze lagen en vergemakkelijkt de diffusie van nutriënten tussen dermis en epidermis. Deze laag bevat basale cellen (stamcellen) die voortdurend delen en melanocyten. Dieper gelegen bevindt zich de dermis of lederhuid, die bestaat uit het stratum papillare en het stratum reticulare. - Het stratum papillare is de bovenste laag van de dermis. Deze laag wordt gekenmerkt door papillen, kleine uitsteeksels die in de epidermis doordringen. Het stratum papillare bevat veel kleine bloedvaten (capillairen) en vrije zenuwuiteinden, wat bijdraagt aan de voeding en sensorische functies van de huid. - Het stratum reticulare is de diepere, dikkere laag van de dermis. Deze laag bestaat voornamelijk uit dicht, onregelmatig bindweefsel met dikke bundels collageen- en elastinevezels. Deze vezels geven de huid haar stevigheid en rekbaarheid. Het stratum reticulare bevat ook grotere bloedvaten, zenuwen, haarfollikels, talgklieren en zweetklieren. Deze structuren spelen een cruciale rol in de thermoregulatie, bescherming en sensorische waarneming van de huid. - 2. De kleur van de huid. Som de factoren op die van invloed zijn op de kleur van de huid en geef van elke factor de kleur die ze bepaalt. De kleur van de huid van een persoon wordt bepaald door pigmenten en door de doorbloeding. - De hoeveelheid/dichtheid + het type pigment in de huid Er zijn twee hoofdtypen pigmenten: - Caroteen: een oranjegele kleurstof - Melanine: wordt geproduceerd door speciale cellen die melanocyten worden genoemd. Melanine komt in twee vormen voor: - Feomelanine: Dit is de roodgele vorm van melanine en geeft een lichtere tint aan de huid.  - Eumelanine: Dit is de bruinzwarte vorm van melanine en zorgt voor een donkerdere huidskleur. - De doorbloeding van de huid De kleur van de huid kan veranderen door de mate van doorbloeding, wat op twee manieren kan gebeuren: - Vasoconstrictie: Wanneer de bloedvaten zich vernauwen, stroomt er minder bloed door de huid, waardoor deze witter lijkt. - Vasodilatatie: Wanneer de bloedvaten zich verwijden, stroomt er meer bloed door de huid, waardoor deze roder wordt. 3. De invloed van zonlicht op de huid. a. Welk positief gevolg heeft zonlicht op de huid (van een oudere persoon)? Een belangrijk positief gevolg van zonlicht op de huid van een oudere persoon is de aanmaak van vitamine D. Vitamine D is essentieel voor de gezondheid van botten. Naarmate mensen ouder worden, wordt het moeilijker voor de huid om vitamine D aan te maken, waardoor blootstelling aan zonlicht extra belangrijk wordt. Vanuit vitamine D maakt het lichaam het hormoon calcitriol, dat helpt bij de opname van calcium en fosfaat uit de voeding en zodoende essentieel is voor de opbouw en het onderhoud van sterke botten en tanden. b. Hoe verloopt het fysiologisch mechanisme hiervan? Het fysiologisch mechanisme achter de aanmaak van vitamine D door zonlicht verloopt als volgt: - Wanneer de huid wordt blootgesteld aan zonlicht, met name de UV-B stralen, zetten epidermiscellen in het stratum spinosum en het stratum basale een cholesterol om in - Deze previtamine D3 wordt vervolgens door de warmte van het lichaam omgezet in vitamine D3. - Vitamine D3 wordt door de lever omgezet in calcidiol en daarna door de nieren in de actieve vorm calcitriol. Calcitriol is de vorm van vitamine D die het lichaam daadwerkelijk kan gebruiken. HOOFDSTUK 10: HET HORMOONSTELSEL BEKNOPTE INHOUD VAN DIT HOOFDSTUK 1. Inleiding: zenuwstelsel en hormoonstelsel. a. Welke functie hebben beide orgaanstelsels gemeen? Zowel het hormoonstelsel als het zenuwstelsel spelen een cruciale rol bij het handhaven van de homeostase. Beide stelsels helpen het interne evenwicht van het lichaam te bewaren wanneer de omgevingsomstandigheden veranderen. Het hormoonstelsel zorgt voor langzame, langdurige communicatie door middel van hormonen die via het bloed worden getransporteerd, terwijl het zenuwstelsel snelle, directe signalen doorgeeft via zenuwen. Beide systemen werken samen om ervoor te zorgen dat cellen en organen in het menselijk lichaam goed met elkaar kunnen communiceren en optimaal kunnen functioneren. b. Welke zijn de grote anatomische en fysiologische verschillen? Zenuwstelsel: De bron en de bestemming van signalen zijn zeer specifiek omdat de cel die het signaal afgeeft (de vurende cel) en de cel die het signaal ontvangt (de doelcel) direct met elkaar verbonden zijn via één of meerdere zenuwcellen. Het effect van de signalen is van korte duur, wat betekent dat de reacties snel optreden en ook snel weer verdwijnen. Hormoonstelsel: De regulering van lichaamsfuncties wordt verzorgd door chemische signaalstoffen, hormonen genaamd, die via het bloed door het lichaam worden vervoerd. Het effect van deze hormonen is van langere duur. De reacties treden trager op maar houden langer aan. 2. Hormonen en hun algemene werking. a. Wat is een hormoon? Een hormoon is een chemische signaalstof die door cellen in het ene weefsel wordt afgegeven en door de bloedstroom naar doelcellen in andere weefsels wordt vervoerd. Een hormoon is dus een endocrien klierproduct (afgifte rechtstreeks in het bloed).  Merk op: een exocrien klierproduct wordt afgegeven aan een extern of intern lichaamsoppervlak. b. Welke zijn de drie mogelijken scheikundige structuren van hormonen? Hormonen kunnen worden ingedeeld in drie hoofdgroepen: aminozuurderivaten, peptidehormonen en vetderivaten. - Aminozuurderivaten zijn hormonen die qua structuur lijken op aminozuren. Voorbeelden van aminozuurderivaten zijn adrenaline, noradrenaline, melatonine en schildklierhormonen. Deze hormonen spelen een belangrijke rol in verschillende lichaamsfuncties, zoals de reactie op stress en de regulatie van de slaap-waakcyclus. - Peptidehormonen bestaan uit ketens van aminozuren. Deze hormonen worden geproduceerd door de hypofyse en de hypothalamus. Voorbeelden van peptidehormonen zijn ADH (antidiuretisch hormoon), oxytocine en verschillende hormonen van de hypofyse voorkwab, zoals ACTH (adrenocorticotroop hormoon), TSH (thyroïdstimulerend hormoon), FSH (follikelstimulerend hormoon), LH (luteïniserend hormoon), PRL (prolactine), GH (groeihormoon) en MSH (melanocyt-stimulerend hormoon). Peptidehormonen zijn betrokken bij een breed scala aan fysiologische processen, waaronder groei, voortplanting en waterhuishouding. - Vetderivaten omvatten steroïdhormonen en eicosanoïden. - Steroïdhormonen zijn opgebouwd op basis van cholesterol en worden geproduceerd door de voortplantingsorganen en de bijnieren. Voorbeelden van steroïdhormonen zijn testosteron, oestrogeen en cortisol. Deze hormonen zijn gebonden aan transporteiwitten in het bloed omdat ze niet oplosbaar zijn in water. Steroïdhormonen spelen een cruciale rol in de regulatie van de voortplanting, het immuunsysteem en de stressrespons. - Eicosanoïden zijn afgeleid van het vetzuur arachidonzuur. Een bekend voorbeeld van eicosanoïden zijn prostaglandinen, die meestal een plaatselijk effect hebben en betrokken zijn bij ontstekingsreacties en pijnregulatie. c. Met welke twee werkingsmechanismen werken hormonen in op lichaamscellen? Som de soorten hormonen op die deze twee mechanismen gebruiken. Laten we eerst kijken naar de niet-steroïde hormonen en hun interactie met receptoren op de celmembraan. Niet-steroïde hormonen, zoals noradrenaline, adrenaline, peptidehormonen en eicosanoïden, binden zich aan receptoren op het oppervlak membraan van de  doelcel. Deze binding heeft geen direct effect op de activiteiten binnen de cel. In plaats daarvan wordt er gebruik gemaakt van een systeem met een eerste en tweede signaalstof. De eerste signaalstof is het hormoon zelf, dat zich bindt aan een receptor op het plasmamembraan. Deze binding activeert een G-eiwit, dat fungeert als schakel tussen de eerste en tweede signaalstof. Het G-eiwit wordt geactiveerd wanneer het hormoon-receptorcomplex gevormd is. Vervolgens wordt de tweede signaalstof, cyclisch AMP (cAMP), geproduceerd. cAMP is een intermediair molecuul dat kan leiden tot de activatie of remming van enzymen binnen de cel, waardoor de cel op de juiste manier reageert op het hormoon. Aan de andere kant hebben we de steroïdhormonen en de schildklierhormonen, die op een andere manier werken. Ze gaan door de celmembraan heen om zich te binden aan receptoren binnen in de cel. - Steroïdhormonen kunnen door diffusie het celmembraan passeren en binden zich aan receptoren in het cytoplasma of in de celkern. Deze binding leidt tot de activatie van transcriptie in de celkern, wat betekent dat specifieke genen worden afgelezen en omgezet in RNA, dat vervolgens gebruikt wordt om eiwitten te maken. - Schildklierhormonen worden eveneens door het celmembraan getransporteerd en kunnen op twee manieren geactiveerd worden. Wanneer ze gebonden zijn aan een receptor in de celkern, begint de activatie van transcriptie, net als bij steroïdhormonen. Daarnaast kunnen schildklierhormonen zich ook binden aan receptoren op de mitochondriën, de energiecentrales van de cel. Dit leidt tot een toename van de productie van ATP, het energiemolecuul van de cel. 3. Op welke manieren hormonen getransporteerd in het bloed? Hormonen worden op verschillende manieren door het bloed getransporteerd, afhankelijk van hun oplosbaarheid: - Wateroplosbare hormonen. Deze hormonen lossen direct op in het bloedplasma en worden zo door het lichaam vervoerd. Ze kunnen niet door de celmembranen heen, dus binden ze zich aan receptoren op het oppervlak van de doelcellen. Het gaat om niet- steroïdhormonen. - Vetoplosbare hormonen. Deze hormonen zijn niet goed oplosbaar in water en binden zich daarom aan transporteiwitten in het bloed. Deze eiwitten vervoeren de hormonen naar hun doelcellen. Eenmaal aangekomen ter hoogte van de doelcellen, diffunderen deze  hormonen door de celmembranen heen en binden ze zich aan receptoren binnen in de cellen. Het betreft de steroïdhormonen en de schildklierhormonen. 4. De as vanuit de hypothalamus. a. Op welke drie manieren reguleert de hypothalamus de werking van het hormoonstelsel? De hypothalamus speelt zonder twijfel een centrale rol in de regulatie van het hormoonstelsel. Bovendien is diezelfde hypothalamus ook in het zenuwstelsel erg belangrijk. De regulering van beide stelsels door de hypothalamus gebeurt op drie verschillende manieren: - Afgifte van regulerende hormonen naar de hypofysevoorkwab De hypothalamus produceert en scheidt regulerende hormonen af die endocriene cellen in de hypofysevoorkwab aansturen. Deze regulerende hormonen kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: - Releasing hormonen (RH): stimuleren de synthese en secretie van andere hormonen in de voorkwab van de hypofyse. - Inhiberende hormonen (IH): verminderen de synthese en secretie van hormonen in de voorkwab van de hypofyse. - Endocriene functie via de hypofyseachterkwab Endocriene cellen in de hypothalamus produceren hormonen zoals het antidiuretisch hormoon (ADH) en oxytocine. Hoewel deze beide hormonen in de hypothalamus worden aangemaakt, worden ze opgeslagen en uiteindelijk aan het bloed afgegeven via de hypofyseachterkwab. - Regulatie van de sympathische output naar het bijniermerg De hypothalamus reguleert de sympathische output naar het bijniermerg (medulla suprarenalis) via neuronen of zenuwcellen. Dit is vooral belangrijk voor de stressrespons, waarbij de hypothalamus endocriene cellen van de het bijniermerg aanzet tot de productie van adrenaline en noradrenaline. b. Bespreek de verschillende hormonen (en hun werking) van de hypothalamus. - Releasing Hormones (RH)  Releasing Hormones stimuleren de synthese en secretie van een of meerdere hormonen in de hypofyse voorkwab. - Inhibiting Hormones (IH) Inhibiting Hormones voorkomen de synthese en secretie van een of meerdere hormonen in de hypofyse voorkwab. - Antidiuretisch Hormoon (ADH) Hoe meer dit hormoon wordt afgescheiden, hoe minder urine wordt aangemaakt. Dit kan worden gebruikt om het bloedvolume en de bloeddruk te regelen. - Oxytocine (knuffelhormoon) - Bij vrouwen: - Werkt op glad spierweefsel en veroorzaakt - Contracties van de uterus bij de bevalling - Het terugkeren van de uterus naar de initiële grootte na de bevalling - Contracties bij orgasmes, - De toeschietreflex voor de uitdrijving van melk - Zorgt voor een g