Anatomie & fysiologie [3rd ed] 978-90-368-0337-3, 978-90-368-0338-0 [PDF]

Zitiervorschau

Anatomie & fysiologie (AG) AG 302

J.A.M. Baar / Drs. C.A. Bastiaanssen / Drs. A.A.F. Jochems

Bohn Stafleu van Loghum Houten 2013

© 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16b Auteurswet 1912 jo het Besluit van 20 juni 1974, Stb. 351, zoals gewijzigd bij Besluit van 23 augustus 1985, Stb. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 3051, 2130 KB Hoofddorp). Voor het overnemen van (een) gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden. Samensteller(s) en uitgever zijn zich volledig bewust van hun taak een betrouwbare uitgave te verzorgen. Niettemin kunnen zij geen aansprakelijkheid aanvaarden voor drukfouten en andere onjuistheden die eventueel in deze uitgave voorkomen. ISBN 978 90 368 0337 3 NUR 891 Eerste druk, 2003 Tweede herziene druk, 2006 Tweede druk, tweede oplage 2007 Derde druk, eerste oplage 2013 Omslagontwerp: Mariël Lam, Empel Vormgeving binnenwerk: Twin Design, Culemborg Foto’s omslag en hoofdstukopeningen: Hans Oostrum, Den Haag Afbeelding 1.1: E. Kok, Utrecht Afbeeldingen 2.4, 2.9a, 2.9b, 2.19, 4.1, 4.4, 6.13, 6.14, 8.1, 8.7, 9.2, 9,7: Sobotta, Atlas der Anatomie des Menschen, Urban & Schwarzenberg, München 1993; Nederlandse editie: Sobotta, Atlas van de menselijke anatomie deel 1 en 2, Bohn Stafleu van Loghum, Houten 1994 Bohn Stafleu van Loghum Het Spoor 2 Postbus 246 3990 GA Houten www.bsl.nl

Woord vooraf

Anatomie en fysiologie vormen de basis van alle kennis die nodig is voor een goed zorgproces, zowel in het geval van de apothekersassistente, als van de doktersassistente en de tandartsassistente. Vanuit de anatomie en fysiologie worden de lichamelijke aspecten van het menselijk functioneren systematisch aan de orde gesteld. Hierbij is niet alleen aandacht voor de feitenkennis, maar wordt ook nadruk gelegd op het verkrijgen van inzicht.

Dit boek verscheen eerder in de serie BGO voor de opleiding V&V. Later werd het opgenomen in de serie Kompas voor AG aangezien de theorie de basis vormt die ook nodig is voor de opleiding tot apothekers-, dokters- en tandartsassistente. In deze druk is een aantal correcties opgenomen, tevens zijn twee hoofdstukken toegevoegd, te weten ‘Ontwikkeling en veroudering’ en ‘Begrippen uit de natuurwetenschappen’. Uitgever en auteurs houden zich aanbevolen voor opmerkingen van de gebruikers.

(www.bsl.nl)

Over de Auteurs

J. Baar heeft als verpleegkundige gewerkt in een algemeen ziekenhuis, een psychiatrische instelling en in een verpleeghuis. Sedert 1973 is hij werkzaam als docent en later als hoofd opleidingen aan verschillende opleidingen voor verpleegkundigen en verzorgenden. Drs. C.A. Bastiaanssen heeft na zijn doctoraalexamen biologie te Utrecht een aantal jaar lesgegeven op middelbare scholen. Hierna heeft hij als docent en directielid aan de wieg gestaan van het dagonderwijs voor medisch analisten. Vanaf 1970 is hij elf jaar directeur algemene zaken geweest van het St. Annaziekenhuis in Geldrop en daarna veertien jaar directeur zorgverlening van het Maria Ziekenhuis te Tilburg. Gedurende een groot aantal jaar heeft hij lesgegeven aan leerling-verpleegkundigen, verzorgenden en paramedische beroepsbeoefenaars. De heer Bastiaanssen is in november 2005 overleden.

Drs. A.A.F. Jochems is na zijn studie biologie te Nijmegen als docent werkzaam geweest in de middelbaar onderwijs en vervolgens aan een opleiding voor medisch analisten. Vanaf 1979 was hij als stafdocent Anatomie verbonden aan de centrale school voor verpleegkundigen CSG Borg te Breda, vanaf 1997 onder de naam Baronie College, afdeling gezondheidszorg, sinds 2005 ROC West-Brabant, afdeling Vitalis College.

i n h o u d

Inhoud

Woord vooraf

III

Over de auteurs

IV

3.5.2 3.5.3 3.5.4

Milt Thymus Verspreid lymfatisch weefsel

33 33 33

Hoofdstuk 1 Hoofdstuk 4 Lichaam en uiterlijk

2

1.1 Opbouw en eenheid van het lichaam 3 1.2 Kenmerken van het leven 4 1.3 De cel: fundamentele eenheid van het lichaam 4 1.3.1 Gewone celdeling 4 1.3.2 Reductiedeling 5 1.4 Erfelijkheid 5 1.5 Weefsels 6 1.5.1 Dekweefsel 6 1.5.2 Steunweefsel 7 1.6 Huid 8 1.6.1 Bijzondere vormsels 9 1.7 Groei, gestalte en gelaat 10

Ademhaling

36

4.1 Ademhalingsweg 4.1.1 Neusholte 4.1.2 Keelholte 4.1.3 Strottenhoofd 4.1.4 Luchtpijp 4.1.5 Longen 4.2 Gaswisseling 4.3 Ademhalingsbewegingen 4.3.1 Inademing 4.3.2 Uitademing 4.3.3 Soorten ademhaling 4.4 Regeling van de ademhaling 4.5 Longcapaciteit

37 37 38 38 38 39 39 40 40 40 40 40 41

Hoofdstuk 2 Houding en beweging 2.1 Bouw en functie van kraakbeen en bot 2.2 Skelet 2.2.1 Beenderen van het hoofd 2.2.2 Beenderen van de romp en de gordels 2.2.3 Beenderen van de ledematen 2.3 Spierstelsel

12 13 16 17 18 20 20

Hoofdstuk 5 Temperatuurregeling

44

5.1 Lichaamstemperatuur 5.2 Warmteproductie en warmte-afgifte 5.2.1 Verlaging lichaamstemperatuur 5.2.2 Verhoging lichaamstemperatuur

45 46 47 47

Hoofdstuk 6 Hoofdstuk 3 Circulatie

Spijsvertering

50

6.1 Voeding 6.2 Verbranding en energie 6.3 Voedingsstoffen 6.3.1 Eiwitten 6.3.2 Vetten 6.3.3 Koolhydraten 6.3.4 Vitaminen 6.3.5 Mineralen 6.3.6 Water 6.4 Spijsverteringsorganen 6.4.1 Mondholte 6.4.2 Keelholte 6.4.3 Slokdarm 6.4.4 Maag 6.4.5 Dunne darm 6.4.6 Dikke darm 6.5 Lever 6.6 Buikvlies

51 52 53 53 54 56 57 57 58 58 59 60 61 61 62 65 66 67

22

3.1 Hart 23 3.1.1 Bouw van de hartwand 24 3.1.2 Kleppen 25 3.1.3 Hartwerking 25 3.2 Bloedsomloop en bloedvaten 26 3.2.1 Slagaders 26 3.2.2 Haarvaten 26 3.2.3 Aders 27 3.2.4 Bijzondere delen van de bloedsomloop 27 3.3 Bloed 28 3.3.1 Bloedplasma 28 3.3.2 Bloedcellen 28 3.3.3 Bloedbezinking 29 3.3.4 Bloedgroepen 30 3.4 Weefselvocht 31 3.5 Lymfatisch systeem 32 3.5.1 Lymfeknopen 33

V

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

Hoofdstuk 7

Hoofdstuk 12

Verwijdering van afvalstoffen

70

Seksueel functioneren

106

7.1 Defecatie 7.2 Nieren en urinewegen 7.2.1 Ligging van de nieren 7.2.2 Bouw van de nieren 7.2.3 Werking van de nieren 7.2.4 Urinewegen 7.2.5 Samenstelling van urine 7.3 De huid als uitscheidingsorgaan 7.4 De longen als uitscheidingsorganen

71 72 72 72 73 74 75 75 75

12.1 Primaire en secundaire geslachtskenmerken 12.2 Vrouwelijke geslachtsorganen 12.2.1 Eierstokken 12.2.2 Eileiders 12.2.3 Baarmoeder 12.2.4 Schede 12.2.5 Uitwendige geslachtsorganen 12.3 Mannelijke geslachtsorganen 12.3.1 Zaadballen 12.3.2 Bijballen 12.3.3 Zaadleiders en zaadblaasjes 12.3.4 Prostaat 12.3.5 Penis 12.4 Vruchtbaarheid 12.5 Ontwikkeling van embryo en foetus 12.6 Seksualiteit 12.6.1 Coïtus of geslachtsgemeenschap 12.6.2 Zelfbevrediging 12.6.3 Seksuele geaardheid

107 108 108 108 109 110 110 110 110 111 111 111 111 112 112 115 115 115 116

Hoofdstuk 8 Informatievoorziening

76

8.1 Zintuigen 8.1.1 Reuk- en smaakzintuig 8.1.2 Warmte- en koudezintuigen 8.1.3 Tast-, druk- en pijnzintuigen 8.1.4 Gehoor- en evenwichtszintuig 8.1.5 Gezichtszintuig 8.2 Waarneming

77 78 78 78 79 81 84

Hoofdstuk 13 Ontwikkeling en veroudering

118

13.1 Levensfasen van de mens 13.1.1 Zuigelingfase 13.1.2 Peuter-kleuterfase 13.1.3 Schoolkindfase 13.1.4 Jongerenfase 13.1.5 Volwassenfase 13.1.6 Ouderenfase 13.2 Ontwikkelings- en verouderingsprocessen 13.2.1 Lichaam en uiterlijk 13.2.2 Houding en beweging 13.2.3 Circulatie, ademhaling en temperatuurregeling 13.2.4 Spijsvertering en verwijdering van afvalstoffen 13.2.5 Informatievoorziening en stuurmechanismen 13.2.6 Levensritmen 13.2.7 Seksueel functioneren 13.3 Lichamelijke aspecten bij het sterven

119 119 119 120 120 120 121 121 121 123

Hoofdstuk 9 Zenuwstelsel

86

9.1 Zenuwweefsel 9.2 Anatomische indeling 9.2.1 Centraal zenuwstelsel 9.2.2 Perifeer zenuwstelsel 9.3 Functionele indeling 9.3.1 Animaal zenuwstelsel 9.3.2 Vegetatief zenuwstelsel

87 88 88 91 92 92 93

Hoofdstuk 10 Hormonaal stelsel 10.1 Hormoonklieren 10.1.1 Hypofyse 10.1.2 Schildklier en bijschildklieren 10.1.3 Alvleesklier 10.1.4 Bijnieren 10.1.5 Geslachtsklieren 10.2 Terugkoppeling

94 95 95 97 98 99 100 101

123 124 125 126 126 127

Hoofdstuk 14 Begrippen uit de natuurwetenschappen

128

Hoofdstuk 11 Levensritmen

102

11.1 11.2 11.3 11.4 11.5

103 103 104 104 105

VI

Biologische klok Actie- en rustritme Slaap- en waakritme Slapen en dromen Bewustzijn

14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6

Elementen; atomen en moleculen 129 Zuren, basen en zouten 130 Zuurgraad 131 Enzymen 131 Diffusie en osmose 132 Geluid 134 14.6.1 Geluid en trilling 134 14.6.2 Grafische voorstelling van een trilling135

i n h o u d

14.6.3 14.6.4 14.6.5 14.7 Licht 14.7.1 14.7.2

Toonhoogte, toonsterkte en klank Voortplanting van het geluid Enkele toepassingen van geluid Beeldvorming door lenzen Infrarode en ultraviolette straling

135 135 136 136 136 137

Verklarende woordenlijst A Veelvoorkomende voor- en achtervoegsels met voorbeelden B Anatomische en fysiologische termen

140 140 141

Register

145

VII

1

Lichaam en uiterlijk

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_1, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

1

l i c h a a m

e n

u i t e r l i j k

De mens leeft in de wereld door middel van zijn lichaam. Door je lichaam kun je de wereld en je medemensen ontdekken en ontmoeten. Zo ga je de wereld ervaren en bewonen en wordt de wereld een wereld met medemensen. Het lichaam maakt de mens kenbaar en herkenbaar in plaats en tijd, zowel voor zichzelf als voor anderen. Kortom: met je lichaam en uiterlijk ben je in staat om hier en nu als mens in de wereld te zijn. Ondanks vele overeenkomsten tussen alle menselijke verschijningsvormen zijn er op deze wereld geen twee mensen die precies hetzelfde lichaam hebben. Bepaalde uiterlijke kenmerken zorgen ervoor dat we mensen kunnen indelen in verschillende groepen, bijvoorbeeld: mannen en vrouwen, het blanke en het zwarte ras, baby’s en ouderen. Binnen elke groep zijn de uiterlijke verschijningsvormen weer zo verschillend, dat bijvoorbeeld elke moeder uit een groot aantal baby’s onmiddellijk haar eigen baby zal herkennen. We kunnen dan ook stellen dat ieder mens mede door zijn lichaam een uniek persoon is (afb. 1.1). Het lichaam is ook de basis voor de psychologische, sociale en geestelijke vermogens van de mens. In dit boek zullen alleen de lichamelijke vermogens aan de orde komen. Bij de bestudering van het menselijk lichaam zal opvallen dat het is opgebouwd uit heel veel verschillende onderdelen en dat die op fantastische wijze met elkaar samenwerken. De opbouw van de onderdelen noemt men de structuren. Kijken we naar hoe de onderdelen werken en samenwerken dan hebben we het over de functies. In dit verband worden ook vaak de begrippen anatomie en fysiologie gebruikt. Onder anatomie (ontleedkunde) verstaat men de wetenschap van de bouw en opbouw van het menselijk lichaam. Onder fysiologie (leer der verrichtingen) verstaat men de wetenschap van de functies van de onderdelen van het lichaam.

1.1

Opbouw en eenheid van het lichaam

Het menselijk lichaam is net als alle andere organismen opgebouwd uit cellen, die samen de eenheid van het menselijk lichaam vormen. Een cel is de kleinst levende zelfstandige eenheid. Cellen zijn dus te beschouwen als de fundamentele bouwstenen van het menselijk lichaam. Het menselijk lichaam bestaat uit een zeer groot aantal cellen. Om enig idee van het aantal te krijgen kunnen we dit het beste vergelijken met de totale wereldbevolking, die geschat wordt op ongeveer 6 miljard mensen. Het blijkt nu dat het totaal aantal cellen van een volwassene ongeveer gelijk is aan 10 000 maal de wereldbevolking! De cellen hebben niet allemaal dezelfde functie. Ze zijn meestal gespecialiseerd en hebben daartoe een bepaalde vorm. Een spiercel moet voor beweging zorgen, een zenuwcel dient voor het doorseinen van berichten in de vorm van stroompjes, een botcel moet zorgen voor stevigheid. Het zal duidelijk zijn dat deze drie soorten cellen met het oog op hun functie ieder een andere vorm hebben. Vorm en functie zijn dus altijd gekoppeld. Een groep cellen met dezelfde vorm en functie noemt men een weefsel. Zo spreken we dus bijvoorbeeld over spierweefsel, zenuwweefsel en beenweefsel. Een groep verschillende, maar samenwerkende weefsels wordt een orgaan genoemd. Elk orgaan heeft één of meer functies. Het hart zorgt bijvoorbeeld voor de circulatie van het bloed.

Afbeelding 1.1 Het menselijk lichaam is door de eeuwen heen met bewondering en nieuwsgierigheid omgeven

Een groep samenwerkende organen die belast is met het uitvoeren van een bepaalde functie noemt men een orgaanstelsel. Zo zorgt het verteringskanaal voor de vertering van ons voedsel zodat het in het bloed kan worden opgenomen. Het verteringskanaal bevat organen zoals slokdarm, maag en darmen. Omdat het menselijk lichaam uit verschillende samenwerkende orgaanstelsels bestaat, wordt het geheel een organisme genoemd. Uitgaande van de bouwstenen, de cellen, zijn we dus geleidelijk opgeklommen naar het totale bouwwerk, het organisme dat we het menselijk lichaam noemen.

3

a n a t o m i e

1.2

&

f y s i o l o g i e

Kenmerken van het leven

De kenmerken van het leven zijn niet gebonden aan de grootte van een organisme. Bij alle levende organismen en dus ook bij de mens kunnen we onder andere de volgende kenmerken onderscheiden. – Stofwisseling. Dit betekent letterlijk het wisselen van stoffen. Hiermee worden alle bewerkingen bedoeld die stoffen ondergaan vanaf het moment van opname door de mond tot en met de afgifte van afvalstoffen door bijvoorbeeld de nieren (urine) en de longen (koolstofdioxide). Hieronder vallen onder andere de vertering in het verteringskanaal en de verbranding in de cellen. Ook de vele opbouwprocessen zoals de vorming van eiwitten (denk aan de vele spieren die we hebben) horen bij de stofwisseling. Het begrip stofwisseling is dus een veelomvattend begrip. – Groei. Hierbij treedt een volumevergroting van het lichaam op doordat bestaande cellen groter worden maar vooral ook door de vorming van nieuwe cellen: de celdeling. Ons voedsel dient onder andere om groei mogelijk te maken. – Prikkelbaarheid en prikkelverwerking. Ons lichaam kan reageren op prikkels van buitenaf (bijv. licht en geluid) of vanuit het lichaam zelf (pijnprikkel). De prikkels kunnen worden verwerkt door het neurologisch stuurmechanisme zodat we ons de prikkels bewust worden. We zien of horen iets, we voelen pijn. – Beweging en voortbeweging. Dankzij spieren kunnen we lichaamsdelen ten opzichte van elkaar laten bewegen of zelfs ons hele lichaam verplaatsen. – Voortplanting. Hierdoor is het mogelijk dat de menselijke soort blijft voortbestaan.

1.3

De cel: fundamentele eenheid van het lichaam

Zoals al is vermeld, is de cel de kleinste levende eenheid van een organisme. De leer van de cel wordt cytologie genoemd (cytos = cel; logos = kennis, leer). In afbeelding 1.2 is een schema van een menselijke cel weergegeven. Een cel bestaat uit een hoeveelheid stroperige vloeistof: het protoplasma, waarin zich de levensprocessen afspelen. Het protoplasma is een halfvloeibare, slijmachtige oplossing die bestaat uit water waarin stoffen zijn opgelost zoals zouten, eiwitten, koolhydraten en vetten. Voor de opbouw en groei van cellen zijn vooral vocht, mineralen en eiwitten van groot belang. De buitenkant van de cel, het celmembraan, is halfdoorlatend (semipermeabel). Dit wil zeggen: voor sommige stoffen niet doorlatend, voor andere wel. Het celmembraan zorgt voor de regeling van de opname van stoffen vanuit de omgeving van de cel. Alle cellen worden omgeven door een waterig milieu, het weefselvocht.

4

celplasma kernmembraan met poriën kern kernlichaampje kernplasma

celmembraan

Afbeelding 1.2 Schema van een menselijke cel

In de cel bevindt zich een min of meer bolvormige kern (nucleus) die begrensd wordt door het kernmembraan. Het protoplasma in de kern wordt kernplasma genoemd, terwijl het protoplasma buiten de kern celplasma heet. Het kernmembraan bevat poriën zodat tussen het kernplasma en celplasma uitwisseling van stoffen mogelijk is. In het kernplasma bevinden zich één of meer kernlichaampjes en chromosomen. Het aantal chromosomen in de kern van menselijke cellen bedraagt 46. De chromosomen bevatten genen. Dit zijn de erfelijke deeltjes, dat wil zeggen het zijn de dragers van de erfelijke aanleg. Deze erfelijke aanleg wordt omgezet in erfelijke eigenschappen. De genen zorgen er dus voor dat kinderen een (sterke) gelijkenis vertonen met hun ouders of grootouders.

1.3.1

Gewone celdeling

Gedurende het gehele leven van de mens ontstaan door celdeling nieuwe cellen. Tevens sterven oude cellen voortdurend af. Bij jonge mensen die nog in de groei zijn is de productie groter dan de afbraak. Bij de oudere mens krijgt de afbraak de overhand. Bij volwassenen zijn de productie en de afbraak van cellen vrijwel in evenwicht. De celdeling is een ingewikkeld proces. Dit proces begint met de kerndeling, en wel op zo’n manier dat na de deling het aantal chromosomen weer precies gelijk is aan het oorspronkelijke aantal. Dit kan alleen wanneer ieder chromosoom zichzelf als het ware eerst kopieert, waarna ze vervolgens van elkaar worden getrokken. Zodoende krijgen we uit één cel met 46 chromosomen twee cellen met elk opnieuw 46 chromosomen. In afbeelding 1.3 is het stadium te zien waarbij de 46 chromosomen zich juist hebben gekopieerd zodat er als het ware 46 nijptangetjes te zien zijn. Ieder tangetje splitst zich vervolgens in twee afzonderlijke chromosomen, voor iedere nieuwe cel één.

1

l i c h a a m

e n

u i t e r l i j k

23 23 23 46 23 23 23 a

Afbeelding 1.3 Microfoto (vergroting 5500 ×) van de 46 chromosomen van een menselijke cel. Ieder chromosoom heeft inmiddels al een kopie gemaakt met het oog op de celdeling

De zojuist besproken celdeling wordt de gewone celdeling of mitose genoemd. Deze gewone celdeling komt in het hele lichaam voor. Afbeelding 1.4 is een schematische weergave van de gewone celdeling (mitose).

46

46

46

46

b

c

b

c

Afbeelding 1.5 Schematisch overzicht van de meiose (reductiedeling) a cel in geslachtsklier: bij vrouw in eierstok, bij man in zaadbal b het aantal chromosomen is gehalveerd en er ontstaan twee nieuwe kernen, elk met 23 chromosomen (reductiefase) c de gereduceerde cellen hebben zich elk vermeerderd in twee voortplantingscellen zodat er vier voortplantingscellen zijn ontstaan. Bij de vrouw dus vier eicellen, bij de man 4 zaadcellen. Van de vier eicellen wordt er slechts één een rijpe eicel, de andere drie sterven af.

gewoon 46 chromosomen hebben. Wanneer de mannelijke zaadcel (met 23 chromosomen) bij de bevruchting samensmelt met de vrouwelijke eicel (met 23 chromosomen) beschikt de bevruchte eicel weer over het volledige aantal van 46 chromosomen. Zonder het verschijnsel reductiedeling zou het aantal chromosomen iedere generatie verdubbelen! Afbeelding 1.5 is een schematische weergave van de reductiedeling (meiose).

46

a

Afbeelding 1.4 Schematisch overzicht van de mitose (gewone celdeling) a lichaamscel met 46 chromosomen in de kern b de chromosomen hebben zich verdubbeld en er ontstaan twee nieuwe kernen en cellen c de oude cel heeft zich gesplitst in twee nieuwe cellen, elk weer met 46 chromosomen

1.3.2

Reductiedeling

Naast de gewone celdeling is er nog een bijzondere celdeling die reductiedeling of meiose wordt genoemd. Deze celdeling komt uitsluitend voor in de geslachtsklieren, dus bij de vrouw in de eierstokken en bij de man in de zaadballen of testes. Bij de reductiedeling wordt het aantal chromosomen verminderd (gereduceerd) tot de helft. We houden dan cellen over die slechts 23 chromosomen bevatten. Dit zijn de voortplantingscellen of geslachtscellen. Bij de vrouw heten ze eicellen en bij de man zaadcellen. Een ander verschil met de gewone celdeling is dat deze deling in twee stappen verloopt zodat er uiteindelijk 4 cellen (geslachtscellen) ontstaan. De reductiedeling is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat onze kinderen in hun cellen weer

1.4

Erfelijkheid

We vinden het heel gewoon dat kinderen grote gelijkenis vertonen met hun ouders of grootouders. Voor een klein deel wordt dit bepaald door de gelijksoortige omstandigheden waarin kinderen opgroeien. Dit noemen we de sociale en milieufactoren. Voor het grootste deel is de gelijkenis echter te danken aan de biologische overdracht, de erfelijke factoren. Deze erfelijke factoren zijn opgeslagen in de genen. Bij de bespreking van de cel hebben we gezien dat genen zich bevinden in de chromosomen. Ze zijn echter onzichtbaar. Via de genen kunnen niet alleen positieve eigenschappen worden overgedragen, maar ook minder gunstige aspecten zoals bepaalde ziekten. De wetenschap die onderzoek doet naar de eigenschappen van de genen noemen we genetica of erfelijkheidsleer. Of een nieuw mens een meisje of een jongen wordt, wordt bepaald door de geslachtschromosomen. Een nieuw mens ontstaat wanneer een zaadcel met 23 chromosomen samensmelt met een eicel met 23 chromosomen. Elk embryo (de zich ontwikkelende vrucht) heeft dus weer 46 chromosomen in zijn cellen, die voor de ene helft een kopie zijn van de vader en voor de andere helft van de moeder. De geslachtscellen van de vrouw (乆) bevatten altijd twee X-chromosomen, die van de man (么) één X-chro-

5

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

mosoom en één Y-chromosoom. Na de reductiedeling bevat dus elke eicel één X-chromosoom, terwijl door de reductiedeling de mannelijke zaadcel of één X-chromosoom bevat, of één Y-chromosoom. Als bij de bevruchting de zaadcel een X-chromosoom heeft gaat die samen met het X-chromosoom van de eicel en krijgen alle cellen in het embryo twee X-chromosomen en wordt het een meisje. Heeft de zaadcel die de eicel bevrucht een Y-chromosoom, dan wordt het een jongen. Het geslacht van een kind wordt dus uitsluitend bepaald door de zaadcel van de vader (afb. 1.6). Overdracht van erfelijke eigenschappen wordt, zoals we al opmerkten, bepaald door de genen van de ouders. De genen werken in paren samen. Soms is het ene gen sterker dan het andere. Het sterke gen noemen we dominant, het zwakke recessief. Het dominante gen bepaalt de overdracht van een bepaalde eigenschap.

– – – – –

dekweefsel (epitheel) steunweefsel (bindweefsel, kraakbeen, been) spierweefsel zenuwweefsel transportweefsel (bloed).

In dit hoofdstuk over het lichaam als verschijningsvorm worden alleen het dekweefsel en één type steunweefsel, namelijk het bindweefsel besproken. Deze twee weefselsoorten vormen de belangrijkste bestanddelen van de huid. De overige weefselsoorten komen in andere hoofdstukken aan de orde. Afbeelding 1.8 geeft een beeld van de hoofdgroepen en van de drie soorten steunweefsel.

bloed

ouders

XX

geslachtscellen

kinderen

dekweefsel

zenuwweefsel

XY

X

X

X

Y

XX

XX

XY

XY

50%

50%

steunweefsel (kraakbeen)

steunweefsel (beenweefsel)

spierweefsel

steunweefsel (bindweefsel)

Afbeelding 1.6 Overerving van het geslacht

Afbeelding 1.8 Weefsels (bindweefsel, kraakbeen en beenweefsel vormen samen het steunweefsel)

1.5

1.5.1

Weefsels

Uit de bevruchte eicel ontstaan steeds meer jonge cellen die eerst nog veel op elkaar lijken. Al spoedig gaan ze zich op verschillende manieren ontwikkelen. De cellen gaan zich namelijk specialiseren waardoor er verschillen in vorm en functie optreden. Dit verschijnsel van specialisatie wordt differentiatie genoemd. Zoals al is vermeld is een weefsel een groep cellen met dezelfde vorm en functie (afb. 1.7). Men onderscheidt op grond hiervan vijf hoofdgroepen:

haarvat met rode bloedcellen celmembraan celkern celplasma

Afbeelding 1.7 Microfoto van menselijk weefsel (vergroting 500 ×)

6

Dekweefsel

De cellen van dekweefsel vormen een aaneengesloten laag zonder tussencelstof. Doordat dit weefsel geen bloedvaten bevat, vindt de voeding ervan plaats vanuit het onderliggende bindweefsel. Het dekweefsel (epitheel) komen we in twee vormen tegen: de buitenlaag van het lichaam, de opperhuid, en als binnenbekleding van holle organen, bijvoorbeeld van het spijsverteringskanaal en de bloedvaten. Wanneer het dekweefsel de binnenbekleding vormt van inwendige organen die in verbinding staan met de buitenwereld, spreekt men van slijmvlies. Bijvoorbeeld het slijmvlies van het verteringskanaal en van de vagina (schede). Dit slijmvlies wordt zo genoemd omdat er zich vele cellen in bevinden die slijm produceren. Het dekweefsel kan eenlagig of meerlagig zijn (afb. 1.9). Op die plaatsen waar de kans op een beschadiging het grootst is treffen we altijd meerlagig epitheel aan. Voorbeelden hiervan zijn de mondholte, keelholte en de slokdarm (vanaf de maag is het verteringskanaal bekleed met eenlagig epitheel). Ook de vagina en de huid zijn bekleed met meerlagig epitheel. Het dekweefsel heeft meestal een begrenzende functie, zo ook bij de huid.

1

l i c h a a m

e n

u i t e r l i j k

ader slagader

a b c

hormonen 1 éénlagig plaveiselepitheel

secreet (afscheidingsproduct)

d

afvoerbuis

slijmvlies

a b c

2 éénlagig cilindrisch epitheel; links: met trilharen (trilhaarepitheel)

a

b c

3 meerlagig plaveiselepitheel

Afbeelding 1.9 Dekweefsel 1 a epitheelcel 2 b basaalmembraan c bindweefsel d trilharen 3

Eenlagig plaveiselepitheel Eenlagig cilindrisch epitheel; links: met trilharen (trilhaarepitheel) Meerlagig plaveiselepitheel

Daarnaast kan men nog twee andere functies onderscheiden, namelijk resorptie en secretie. – Onder resorptie verstaan we het opnemen van het verteerde voedsel vanuit het darmkanaal naar het bloed (resorptie = opname). Het dekweefsel van onder andere de wand van de dunne darm heeft een belangrijke resorptiefunctie. – Met secretie bedoelen we het afscheiden van stoffen. Bij secretie maakt men een onderscheid tussen slijmcellen en klierweefsel. Slijmcellen produceren slijm, wat een goed glijmiddel is. Bovendien geeft slijm bescherming tegen uitdroging en tegen inwerking van zuren. Dit is ook de reden waarom de maagwand veel slijm produceert: om zichzelf te beschermen tegen de inwerking van het maagzuur. Wat de klieren betreft kan men een onderscheid maken tussen klieren met een afvoerbuis (exocriene klieren) en klieren zonder afvoerbuis (endocriene klieren). Beide soorten klieren halen de grondstoffen voor de secretieproducten direct uit het bloed (afb. 1.10).

Afbeelding 1.10 Links: klier met afvoerbuis (exocriene klier); rechts: klier zonder afvoerbuis (endocriene klier, hormoonklier)

– Klieren met een afvoerbuis worden ook wel exocriene klieren genoemd. Voorbeelden hiervan zijn de klieren van het verteringskanaal zoals speekselklieren, maagsapklieren en darmsapklieren. Ook de zweetklieren in de huid behoren tot dit type klieren. Wanneer exocriene klieren hun producten naar buiten het lichaam afvoeren (bijv. zweetklieren), spreekt men meestal over excretie of uitscheiding. Dit begrip wordt ook gehanteerd voor andere uitscheidingsorganen zoals de nieren en de longen. – Klieren zonder afvoerbuis noemt men endocriene klieren. Een andere naam voor endocriene klieren is hormoonklieren. Deze klieren geven de gevormde producten (hormonen) meteen af aan het bloed. Voorbeelden hiervan zijn de schildklier en de bijnieren. In hoofdstuk 10 komen we hier uitgebreid op terug. – De alvleesklier of pancreas is een voorbeeld van een gemengde klier. Deze is enerzijds een exocriene klier omdat het pancreassap via een afvoerbuis wordt afgevoerd naar de dunne darm om daar te helpen bij de vertering. Maar de alvleesklier produceert ook hormonen, met name insuline, die meteen aan het bloed worden afgegeven. De hormonen worden geproduceerd door speciale groepjes cellen in de alvleesklier die eilandjes van Langerhans worden genoemd.

1.5.2

Steunweefsel

Er zijn drie soorten steunweefsel: bindweefsel, kraakbeen en been. In de huid treffen we bindweefsel aan zodat nu alleen dit type steunweefsel wordt besproken. Kraakbeen en been worden behandeld in het volgende hoofdstuk. Het verschil tussen steunweefsel en dekweefsel berust vooral hierop dat bij de steunweefsels de cellen niet aaneengesloten liggen zoals bij het dekweefsel. Bij de steunweefsels vormen de cellen een tussencelstof en ontstaan er vezels tussen de cellen (afb. 1.11).

7

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

1.6

elastische vezel stevige, niet elastische vezel kern tussencelstof bindweefselcel

Afbeelding 1.11 Bindweefsel

Huid

De huid speelt uiteraard een belangrijke rol bij het lichaam als verschijningsvorm. Denk bijvoorbeeld aan de huidskleur, het blozen en ook aan de karakteristieke vingerafdrukken. Blozen, zweten of wit wegtrekken verraadt iets van je gevoelens. De huid is uit verschillende lagen opgebouwd en omhult het gehele lichaam. Van buiten naar binnen kun je de volgende lagen onderscheiden: de opperhuid (epidermis), de lederhuid en het onderhuids bindweefsel (afb. 1.12).

De opperhuid Het bindweefsel komt in diverse soorten voor, afhankelijk van de tussencelstof en de vezels. Het onderhuids bindweefsel van het menselijk lichaam behoort tot het losmazig bindweefsel. In de tussencelstof hiervan bevinden zich weinig vezels. Dit bindweefsel doet vooral dienst als vulweefsel. Het bindweefsel in de lederhuid (par. 1.6) bevat wel veel vezels en heeft daar dan ook echt een bindende, steunende functie. Het vetweefsel is van oorsprong ook bindweefsel. Vetcellen ontstaan doordat in de bindweefselcellen vetdruppeltjes samenvloeien tot grotere vetdruppeltjes. Opgemerkt dient te worden dat het begrip druppel hier niet al te letterlijk moet worden opgevat omdat een cel natuurlijk vele malen kleiner is dan een druppel! Vetweefsel heeft de volgende functies: – Opslag van vet als reserve. Bij vermagering wordt vet gebruikt als energiebron. Dit zogenaamde depotvet kan op vele plaatsen in het lichaam aanwezig zijn, bijvoorbeeld in het onderhuids bindweefsel. – Steun geven aan organen en weefsels. Rondom de nieren bevindt zich bijvoorbeeld een stevig vetkapsel. Wanneer dit verdwijnt kunnen de nieren gaan zakken (wandelende nieren). Het steunvet treft men ook aan in de oogkassen achter de oogbol, in de wangen, in de handpalmen en in de voetzolen. In deze gevallen heeft het vetweefsel de functie om druk op de desbetreffende lichaamsdelen op te kunnen vangen. – Isolatiefunctie. Het vetweefsel in het onderhuids bindweefsel zorgt voor de warmte-isolatie. Het menselijk lichaam wordt hierdoor beschermd tegen te sterke schommelingen in de buitentemperatuur. Vet is namelijk een zeer slechte warmtegeleider. Om dezelfde reden houdt het ook de lichaamswarmte zoveel mogelijk vast. Het vetweefsel zorgt ook voor elektrische isolatie. Zoals alle stroomdraden in het dagelijks gebruik geïsoleerd moeten zijn om kortsluiting te voorkomen, zijn ook alle zenuwceluitlopers geïsoleerd door een laagje vet, de mergschede of myelineschede (hoofdstuk 9). Bij patiënten met multipele sclerose (MS-patiënten) brokkelt dit isolerend laagje geleidelijk af. Dit leidt dan ook tot een soort ‘kortsluiting’ waardoor de uitvalsverschijnselen (verlammingsverschijnselen) zijn te verklaren.

8

De opperhuid bestaat uit meerlagig epitheel, waarvan de buitenste laag is verhoornd; deze laag wordt daarom hoornlaag genoemd. De dode cellen van de hoornlaag worden door talg en zweet bij elkaar gehouden. Hierdoor ontstaat een natuurlijk vetlaagje met een licht zuur milieu, waarin alleen bepaalde niet-schadelijke bacteriën kunnen leven. Deze bacteriën worden de huidflora genoemd. Het onderste deel van de opperhuid bestaat uit een slijmlaag met kiemlaag, ook wel moederlaag genoemd omdat hier zeer veel celdeling plaatsvindt. De opperhuid groeit dus vanuit deze kiemlaag en de dode cellen aan de oppervlakte van de hoornlaag vallen voortdurend als kleine schilfers van de huid. In de cellen van de moederlaag bevindt zich een bruin pigment dat melanine wordt genoemd. Deze pigmentlaag bepaalt samen met de kleur van de lederhuid en de mate van bloeddoorstroming, de uiteindelijke kleur van de a b c opperhuid

lederhuid

d e f g h i j k

onderhuids bindweefsel

Afbeelding 1.12 Schema van een stukje van de huid, sterk vergroot a porie g talgklier b haar h afvoerbuisje c hoornlaag i zweetklier d slijmlaag met kiemlaag j haarpapil e zintuigcel k vetweefsel f haarwortel

1

huid. Wanneer we onze huid blootstellen aan ultraviolet licht (zonnebank!) neemt de hoeveelheid pigment toe. Veelvuldig ‘zonnebanken’ of zonnen kan echter leiden tot huidaantasting waardoor de kans op het ontstaan van huidkanker toeneemt. De hoornlaag, die bestaat uit dode verhoornde cellen, is op sommige plaatsen zeer dik. We spreken dan van eelt, dat we bijvoorbeeld aantreffen op de handpalmen en de voetzolen. De opperhuid is aan de buitenzijde niet glad, maar geribbeld. Dit huidreliëf is op sommige plaatsen goed zichtbaar en is karakteristiek voor een bepaald individu: de vingerafdrukken. De opperhuid bevat geen bloedvaten. De voeding moet dus plaatsvinden vanuit de lederhuid.

De lederhuid De lederhuid is opgebouwd uit bindweefsel. Dank zij het bindweefsel met zijn talrijke vezels is de huid zeer stevig en uitermate geschikt om het lichaam te omhullen. Wanneer de huid sterk wordt uitgerekt (bijv. bij een zwangerschap) ontstaan er scheurtjes in de lederhuid en in het onderhuids bindweefsel. Tijdens de zwangerschap zijn deze als rode strepen te zien. Na de bevalling ontwikkelt zich op die plaatsen littekenweefsel waardoor de strepen een witte kleur krijgen. In de lederhuid bevinden zich verschillende structuren: bloedvaten, zintuigcellen en zenuwuiteinden, haarwortels met talgklieren en gladde spiervezels, alsmede de reeds genoemde zweetklieren.

Het onderhuids bindweefsel Het onderhuids bindweefsel is losser van structuur dan de bovenliggende huidlagen. Behalve bloedvaten en zenuwvezels bevat deze laag veel vet. De hoeveelheid vet hangt sterk af van de voedingsgewoonten.

l i c h a a m

e n

u i t e r l i j k

– Vorming van vitamine D. Onder invloed van het zonlicht wordt er in de huid vitamine D gevormd. Dit is van belang voor de botvorming.

1.6.1

Bijzondere vormsels

Aan de huid kan men een aantal bijzondere vormsels onderscheiden, die we in het kort zullen bespreken.

Haren In de huid bevindt zich de haarwortel in het haarzakje. Aan de basis van het haarzakje zit een indeuking waarin zich de haarpapil bevindt. Van hieruit vindt de groei plaats. De haartoppen zijn dus de oudste delen. Het hoofdhaar groeit gemiddeld 8-12 cm per jaar en heeft een levensduur van ongeveer vier jaar. Bij ongeboren kinderen ontwikkelt zich over bijna het gehele lichaamsoppervlak het zogenaamde wolhaar (lanugo). Dit valt voor of kort na de geboorte uit en wordt dan vervangen door het zachte babyhaar. Tijdens de puberteit ontwikkelt zich zowel bij jongens als bij meisjes oksel- en schaamhaar, terwijl bij jongens tevens baardgroei optreedt. Bij het ouder worden van de mens verliezen de haren hun pigment en worden daardoor grijs of zelfs wit. Ook wordt hun levensduur bij het ouder worden korter, waardoor ze dan sneller uitvallen. In de nauwe ruimte tussen de haarwortel en het haarzakje mondt een talgklier uit. Aan de haarzakjes zijn kleine gladde spiertjes bevestigd. Onder invloed van bepaalde prikkels kunnen ze zich samentrekken waardoor de haartjes rechtop gaan staan. Zo ontstaat kippenvel. Doordat zich rondom de haarzakjes uiteinden van gevoelszenuwen bevinden, kunnen de geringste bewegingen van de haren worden gevoeld. Ze dienen dus ook als tastorganen.

Nagels De functies van de huid kunnen we in het kort als volgt samenvatten: – Bescherming. De beschermende functie geldt tegen mechanisch geweld (stoten e.d.) en tegen het binnendringen van bacteriën, virussen en andere schadelijke stoffen. De pigmentvorming biedt enigszins bescherming tegen straling. De huid beschermt natuurlijk ook tegen uitdroging. Bij ernstige brandwonden verliest de patiënt dan ook grote hoeveelheden vocht door de verdamping. Denk in dit verband aan het uitdrogen van een geschilde aardappel. – Temperatuurregeling. Zowel de huiddoorbloeding als de zweetklieren zijn hierbij betrokken. In hoofdstuk 5 wordt deze functie nader uitgewerkt. – Zintuigfunctie. De huid bevat een groot aantal zintuigen: koude- en warmtezintuigen (hoofdstuk 5), tast-, druk- en pijnzintuigen (hoofdstuk 8). Ze zijn van belang in ons contact met andere mensen en met de omgeving.

Nagels zijn harde, dunne doorschijnende plaatjes, die uit dode cellen met veel hoornstof bestaan. Aan de basis en aan de zijkanten zijn de nagels ingebed in een huidplooi: de nagelwal. De nagel schuift over het nagelbed naar buiten. De top van de nagel is dus het oudste deel. Nagels vormen een goede bescherming van de uiteinden van de vingers en van de tenen (afb. 1.13).

Zweetklieren Zweetklieren zijn buisvormige klieren die via de huidporiën uitmonden op het huidoppervlak. Ze bevinden zich in de lederhuid en soms zelfs in het onderhuids bindweefsel (afb. 1.12). Zweet bestaat hoofdzakelijk uit water (ruim 99%), met daarin opgeloste zouten en zuren, waardoor transpiratiegeuren worden veroorzaakt. Zweetklieren zorgen op de eerste plaats voor de temperatuurregeling. De uitscheidingsfunctie (excretiefunctie) komt op de tweede plaats.

9

a n a t o m i e

a

b

&

f y s i o l o g i e

c d e

f

g

h

Afbeelding 1.13 Lengtedoorsnede door een vingertop a nagel b nagelbed c nagelriem (de rand van de nagelwal) d / e buitenste opperhuidlagen f moederlaag van de huid g pezen h bot (voorlaatste kootje)

de borsten bestaat uit steunweefsel, namelijk vetweefsel en andere soorten bindweefsel. Het klierweefsel bestaat uit ongeveer twintig kwabjes. Ieder kwabje bestaat uit de eindvertakkingen van de melkgangen met daarbij glad spierweefsel. De melkgangen monden uit op de top van de tepel. Het gladde spierweefsel van de melkgangen en de kringspier van de tepel kunnen onder invloed van prikkels (door zenuwen of hormonen) samentrekken. Rondom de tepel bevindt zich de pigmentrijke tepelhof. De grootte van de borsten wordt voornamelijk bepaald door de hoeveelheid vetweefsel. Tijdens een zwangerschap is het buizensysteem van het klierweefsel sterk uitgebreid en neemt het aantal cellen sterk toe. Dit gebeurt onder invloed van hormonen. Na de geboorte van het kind komt de melkproductie op gang.

1.7 Talgklieren Talgklieren zijn trosvormige klieren die zich in de lederhuid bevinden. Ze monden meestal uit in de haarzakjes. Ze scheiden talg af dat de huid en de haren vettig en soepel houdt. De huid wordt hierdoor beschermd tegen uitdroging. Ook het binnendringen van bacteriën wordt zodoende voorkomen.

Melkklieren Melkklieren zijn de borstklieren of mammae (afb 1.14). Hoewel ze bij beide geslachten in aanleg aanwezig zijn, komen ze alleen bij de vrouw tot volle ontwikkeling. Wanneer de borsten zijn uitgegroeid bestaat slechts een klein gedeelte uit klierweefsel. Het grootste gedeelte van

a

d e f g

Afbeelding 1.14 Lengtedoorsnede van een borstklier Links: borst van een niet-zwangere vrouw Rechts: borst van een zwangere vrouw a bindweefsel b huid c borstspier d klierweefsel e tepel f afvoerbuis (melkgang) g vetweefsel

10

Bij de bespreking van de kenmerken van het leven werd als een van deze kenmerken groei genoemd. Groei bepaalt mede ons lichaam als verschijningsvorm. De lengte van onze ledematen en de omvang van de romp en het hoofd worden bepaald door groei. In hoofdstuk 10 wordt nader ingegaan op de invloed van het groeihormoon. De gangbare opvattingen over de gestalte, of iemand groot of klein, dik of mager wordt genoemd, zijn gebaseerd op de meest voorkomende verschijningsvormen. Het zogenaamde gemiddelde is de standaard: men vindt normaal wat het meest voorkomt. Aan het begin van dit hoofdstuk stelden we echter dat ieder mens uniek is. Het lichaam als verschijningsvorm zegt dus wel veel, maar niet alles over de unieke persoon die elke mens is. Het gelaat is een van de meest persoonlijke kenmerken van de mens. Wanneer we alleen de gestalte van iemand zien, kunnen we ons gemakkelijk vergissen in die persoon. Dit zal meteen gecorrigeerd worden bij het zien van haar of zijn gezicht. Het gezicht is het persoonlijke visitekaartje van de mens. De ogen, de mond, het hoofdhaar en de gelaatsspieren (mimische spieren – mimiek) geven ieder mens een eigen gezicht (afb. 1.15).

b

c

Groei, gestalte en gelaat

1

l i c h a a m

e n

u i t e r l i j k

Afbeelding 1.15 Het gelaat, een van de meest persoonlijke kenmerken van de mens

11

2

Houding en beweging

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_2, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

2

h o u d i n g

e n

b e w e g i n g

Om ons te handhaven in de wereld moeten wij mensen ons voortdurend aanpassen. De steeds veranderende omstandigheden zetten ons aan tot beweging en voortbeweging. Daarbij zijn we tevens op zoek naar een prettige houding en een stevig houvast. Met je houding en beweging heb je verschillende mogelijkheden om het directe contact met de wereld vorm te geven en te reageren op prikkels vanuit het lichaam zelf. Je doet dit door: – een bepaalde houding aan te nemen; je kunt staan, liggen, zitten, hurken enzovoort. Zelfs tijdens de slaap neem je gemiddeld elke twee uur een andere houding aan – te bewegen; dit kun je doen met je hele lichaam, je gaat bijvoorbeeld staan of je gaat liggen; je kunt ook bewegen met een deel van je lichaam, bijvoorbeeld knikken met je hoofd, zwaaien met je hand en tikken met je voet. Ook kun je reageren op signalen vanuit je lichaam en van daarbuiten. Het bewegen heeft tevens een belangrijke functie bij het levensritme van slapen en waken, van rust en spanning. Dank zij spierbewegingen ademen wij, circuleert ons bloed en worden voedingsstoffen door ons lichaam vervoerd – voort te bewegen; je kunt je van de ene plaats naar de andere bewegen op eigen kracht door te lopen, te rennen, te kruipen, te springen, te hinkelen enzovoort – gebaren te maken; onze houding en bewegingen kunnen veelzeggend zijn. Met gebaren kun je zonder een woord te spreken andere mensen naar je toe halen of uit je buurt houden. Je kunt iemand de rug toekeren. We noemen dit ook wel ‘lichaamstaal’. In het vorige hoofdstuk zagen we dat de verschijningsvorm van het lichaam voor een groot gedeelte bepaald wordt door de gestalte van de menselijke figuur. De gestalte heeft alles te maken met onze botten (skelet) en spieren (spierstelsel). Over botten en spieren gaat het in deze paragraaf. We zullen bekijken welke rol het skelet en het spierstelsel spelen met betrekking tot onze houding en beweging. Het skelet bestaat uit ruim 200 botten, die op verschillende manieren met elkaar verbonden zijn en een samenhangend geheel vormen. Het spierstelsel omvat de spieren aan ons skelet, van onze huid en onze organen. Zij kunnen in samenhang met onze zenuwen ons lichaam laten bewegen.

2.1

kraakbeencellen

Bouw en functie van kraakbeen en bot

Onze botten lijken op het eerste gezicht dood materiaal, maar het tegendeel is waar. De botten zijn net als alle andere lichaamsdelen opgebouwd uit talloze cellen. In hoofdstuk 1 spraken we al over steunweefsel en we noemden drie soorten: bindweefsel, kraakbeen en been. Het bindweefsel hebben we al besproken; we behandelen nu het kraakbeen en been (= beenweefsel of botweefsel). Het kraakbeen bevat een tussencelstof die betrekkelijk vast maar toch vervormbaar is. De kraakbeencellen liggen in groepjes ingekapseld in de tussencelstof (afb. 2.1). Kraakbeen bevat evenals dekweefsel (par. 1.5.1) geen bloedvaten. Afhankelijk van de soort vezels in de tussencelstof kan men drie typen kraakbeen onderscheiden: – glasachtig kraakbeen (hyalien kraakbeen); de tussencelstof is doorschijnend en we treffen het aan als bekleding van de gewrichtsvlakken van de botten en als verbinding tussen de ribben en het borstbeen – elastisch kraakbeen; de tussencelstof bevat veel elastische vezels en we treffen het aan in de oorschelpen en het strotklepje – vezelig kraakbeen; de tussencelstof bevat dikke bundels vezels en is daardoor trekvast en drukbestendig.

foto

a

tussencelstof

Afbeelding 2.1 Kraakbeen a schematisch

b

b

microfoto

We treffen het aan in de tussenwervelschijven van de wervelkolom en in de kraakbeenverbinding tussen de beide schaambeenderen. Het kraakbeen heeft de volgende functies: – Het zorgt voor een soepel verloop van de bewegingen in de gewrichten door de bekleding van de gewrichtsvlakken. Zonder deze kraakbeenbekleding zouden de ruwe botuiteinden tegen elkaar schuren, waardoor de bewegingen uiterst moeilijk en pijnlijk zouden verlopen

13

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

bloedvaten kanaal van Havers

beencellen

KH

a

kanaal van Havers

beencellen

b

c

Afbeelding 2.2 Beenweefsel a een stukje bot, sterk vergroot b microscopische foto c elektronenmicroscopische foto (KH= kanaal van Havers)

– Het speelt een belangrijke rol bij de vorming van vele botstukken, vooral bij de lengtegroei van pijpbeenderen – Het vormt een soepele verbinding tussen sommige botstukken, bijvoorbeeld tussen ribben en borstbeen – Het geeft vorm aan bepaalde lichaamsdelen (oor, neus). Het beenweefsel bevat een tussencelstof die zeer vast en niet vervormbaar is doordat hij rijk is aan calciumzouten (kalk). De tussencelstof bevat ook veel bloedvaten en vezels. Door de vezels heeft het beenweefsel toch nog een geringe buigzaamheid. Bij het ouder worden neemt de hoeveelheid vezels (eiwitten) af, zodat het kalkgedeelte relatief toeneemt. De beenderen worden dan bros. De beencellen staan door fijne uitlopers met elkaar in verbinding en liggen in cirkels rondom de kanalen van Havers. In deze kanalen lopen bloedvaten die voor de voeding van de beencellen zorgen (afb. 2.2). Beenweefsel wordt voortdurend opgebouwd en afgebroken en is, zoals we reeds zeiden, geen dode materie. Bij botten kunnen we een hard, compact deel en een sponsachtig deel onderscheiden. In het harde deel liggen de beencellen dicht tegen elkaar aan, in het sponsachtige deel treffen we vele kleine holten aan waarin zich rood beenmerg bevindt (rood door de aanwezigheid

14

van bloed). Botten zijn omgeven door een beenvlies (periost) dat veel bloedvaten en zenuwen bevat (afb. 2.3). Het beenvlies speelt een rol bij de diktegroei van de botten. Sponsachtig beenweefsel komt in alle botten voor; bij pijpbeenderen voornamelijk in de uiteinden, die epifysen worden genoemd; bij platte beenderen in het gehele botstuk. Het harde, compacte beenweefsel komt ook in alle botten voor. Bij sommige botten is dit

Afbeelding 2.3 Een plat been (borstbeen) dat bestaat uit twee platen met dicht beenweefsel (compact been), waartussen sponsachtig been met daarin rood beenmerg beenvlies compact been (achterkant) compact been (voorkant) rood beenmerg in sponsachtig been

2

het belangrijkste bestanddeel (dijbeen), bij andere is het slechts een dunne schorslaag (ribben). De pijpbeenderen bevatten een hol middenstuk dat gevuld is met geel beenmerg (geel door de aanwezigheid van vet). In afbeelding 2.4 zijn de genoemde onderdelen goed zichtbaar. We kunnen drie soorten beenderen onderscheiden: – Platte beenderen zijn plat en vaak breed. Zij bevatten overwegend sponsachtig weefsel met aan de buitenzijde een schorslaag van compact been. Voorbeelden: de beenstukken van de hersenschedel, schouderbladen, heupbeen, ribben en borstbeen. – Pijpbeenderen zijn lang en dun. Zij bevatten een hol middenstuk met twee uiteinden. In de uiteinden is op jeugdige leeftijd de groeischijf nog zichtbaar (afb. 2.4). Voorbeelden: scheenbeen, dijbeen, vingerkootjes. – Onregelmatige (korte) beenderen zijn in alle richtingen ongeveer even groot, bijvoorbeeld hand- en voetwortelbeentjes, wervels.

h o u d i n g

e n

b e w e g i n g

Alle botten samen vormen een skelet (afb. 2.5) dat de volgende functies vervult: – Het geeft steun en vorm aan ons lichaam – Het biedt bescherming aan organen zoals hersenen, ruggenmerg en longen – Het is een aanhechtingsplaats voor spieren – Het geeft samen met het spierstelsel bewegingsmogelijkheden – Het zorgt voor de vorming van bloedcellen in het rode beenmerg.

schedel

sleutelbeen schouderblad borstbeen opperarmbeen

gewrichtsvlak (kraakbeen)

rib sponsachtig been (schouderzijde)

wervelkolom

groeischijf heupbeen

compact been

spaakbeen ellepijp bloedvat hand

dijbeen

beenvlies

knieschijf

mergholte met geel beenmerg

kuitbeen scheenbeen

voet sponsachtig been (elleboogzijde)

groeischijf

gewrichtsvlak (kraakbeen)

Afbeelding 2.5 Het skelet

Afbeelding 2.4 Opbouw van een pijpbeen: het opperarmbeen in lengtedoorsnede

15

a n a t o m i e

2.2

&

f y s i o l o g i e

Skelet

Voordat we de afzonderlijke onderdelen en botten van het skelet gaan bestuderen is het nuttig eerst te kijken naar de verschillende manieren waarop botten met elkaar verbonden zijn. Gelet op de bewegingsmogelijkheden van het skelet wordt een onderscheid gemaakt in: – onbeweeglijke beenverbindingen; deze treffen we onder andere aan bij de botten van de hersenschedel. Hier zijn de botstukken door middel van grillig verlopende, in elkaar passende naden met elkaar verbonden (naadverbindingen) – beweeglijke beenverbindingen; deze treffen we aan bij botten die door middel van kraakbeen verbonden zijn (de kraakbeenverbindingen tussen ribben en borstbeen) en bij botten, die door kraakbeen en vezels verbonden zijn (de beide schaambeenderen). Bij dit soort verbindingen is de bewegingsmogelijkheid gering. Veel groter is de bewegingsmogelijkheid bij botten die door middel van gewrichten met elkaar verbonden zijn. Niet alle gewrichten laten evenveel beweeglijkheid toe. In volgorde van weinig naar veel bewegingsrichtingen worden de volgende gewrichten onderscheiden: ■ straf gewricht; er is heel weinig beweging mogelijk door de aanwezigheid van talrijke gewrichtsbanden (ligamenten), bijvoorbeeld de gewrichten tussen de handwortelbeentjes ■ rolgewricht; het ene beenstuk draait om het andere heen, bijvoorbeeld het spaakbeen om de ellepijp ■ scharniergewricht; er is slechts beweging mogelijk in één richting, bijvoorbeeld in het kniegewricht (afb. 2.6):

e a

f g

b h c i

j

d

Afbeelding 2.7 Een kogelgewricht: het schoudergewricht a gewrichtkapsel b pees van de biceps c peesschede, gevuld met gewrichtssmeer d spierhoofd van biceps e kam van schouderblad f gewrichtskop (met kraakbeen) van het opperarmbeen g gewrichtsspleet, gevuld met gewrichtssmeer h gewrichtskom (met kraakbeen) in schouderblad i gewrichtkapsel j opperarmbeen

beenvlies kop gewrichtskapsel

dijbeen pees van vierhoofdige dijspier

tweehoofdige dijbeenspier

gewrichtsvlak (met kraakbeen) van knieschijf knieschijf vetkussen meniscus knieschijfligament (=bindweefselband)

kuitspier gewrichtsvlak (met kraakbeen) van dijbeen

meniscus

gewrichtsholte met gewrichtssmeer

vlies hyalien kraakbeen

ligament (gewrichtsband) kom

slijmbeurs

Afbeelding 2.8 Schema van een gewricht scheenbeen

Afbeelding 2.6 Een scharniergewricht: het kniegewricht

■

■

zadelgewricht; er is beweging mogelijk in twee, loodrecht op elkaar staande richtingen, bijvoorbeeld bij de duim kogelgewricht; hier is beweging in vele richtingen mogelijk, bijvoorbeeld bij het schoudergewricht (afb. 2.7).

Bij een gewricht kunnen we de volgende onderdelen onderscheiden (afb. 2.8).

16

– de uiteinden van de botten (kop en kom), die bekleed zijn met glasachtig (hyalien) kraakbeen – het gewrichtskapsel; dit is een stevig kapsel met veel vezels, dat aan de binnenzijde bekleed is met een vlies (synoviaalvlies). Het kapsel omsluit de gewrichtsholte die gevuld is met gewrichtssmeer (synovia), een helder, slijmbevattend vocht – de gewrichtsbanden; deze worden de ligamenten genoemd. Het zijn stevige banden, die samen met de spieren de botten dicht bij elkaar houden.

2

Nu we kennis hebben genomen van de verbindingen en bewegingsmogelijkheden van botstukken, zullen we nader ingaan op de afzonderlijke onderdelen van het skelet. Hierbij volgen we de indeling zoals aangegeven in tabel 2.1.

h o u d i n g

b e w e g i n g

voorhoofdsbeen

wiggenbeen

wandbeen

neusbeen traanbeen

slaapbeen

Tabel 2.1 Onderdelen van het skelet

achterhoofdsbeen

bovenkaak

hoofd onderkaak

– schedel ■ hersenschedel ■ aangezichtsschedel

e n

jukboog

uitwendige gehooropening

Afbeelding 2.9b De beenderen van de schedel (zijaanzicht)

romp – – – –

De hersenschedel is opgebouwd uit: – het voorhoofdsbeen, met aan weerszijden boven de neus een voorhoofdsholte, die in verbinding staat met de neusholte – twee wandbeenderen – het achterhoofdsbeen, met de achterhoofdsknobbels en het achterhoofdsgat; de achterhoofdsknobbels kunnen over de gewrichtsvlakken van de atlas (de bovenste wervel) bewegen waardoor de ja-knikkende beweging ontstaat. Via het achterhoofdsgat staat de schedelholte in verbinding met het wervelkanaal – twee slaapbeenderen – het zeefbeen – het wiggenbeen.

wervelkolom borstkas schoudergordel bekkengordel

ledematen – armen – benen

2.2.1

Beenderen van het hoofd

De beenderen van het hoofd vormen samen de schedel. Aan de schedel worden twee gedeelten onderscheiden: de hersenschedel en de aangezichtsschedel (afb. 2.9).

voorhoofdsbeen

neusbeen wiggenbeen

jukbeen

Bij pasgeboren baby’s zijn de hersenschedelbeenderen slechts door bindweefselvliezen met elkaar verbonden. We spreken dan ook van ‘open’ schedelnaden of fontanellen (zie afb. 13.3). In de eerste helft van het tweede levensjaar zijn ze meestal verbeend. De hersenschedel heeft voornamelijk een beschermende functie. De aangezichtsschedel bevat de volgende beenderen: – de bovenkaak, met aan weerszijden van de neus een kaakbeenholte, die in verbinding staat met de neusholte – de onderkaak – twee jukbeenderen – twee neusbeenderen – twee traanbeenderen – het ploegschaarbeen – twee gehemeltebeenderen – het tongbeen.

bovenkaak

onderkaak

Afbeelding 2.9a De beenderen van de schedel (vooraanzicht)

Behalve een beschermende functie heeft de aangezichtsschedel ook een steunfunctie voor de neus, de ogen en de mond. De bodem van de schedel wordt de schedelbasis genoemd. In de schedelbasis bevinden zich vele kleine openingen en één grote opening: het achterhoofdsgat. Door de kleine openingen lopen bloedvaten en zenuwen. Bij het achterhoofdsgat komt het ruggenmerg het hoofd binnen. Het ruggenmerg gaat dan over in de hersenstam.

17

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

2.2.2 Beenderen van de romp en de gordels

4

9

1

De beenderen van de romp bestaan uit de wervelkolom, de borstkas en de beide gordels (schoudergordel en bekkengordel). De wervelkolom is opgebouwd uit (meestal) 33 wervels die door tussenwervelschijven van kraakbeen en door gewrichten met elkaar zijn verbonden. Van boven naar beneden onderscheiden we (afb. 2.10):

cervicaal 7 halswervels

thoracaal 12 borstwervels

lumbaal 5 lendenwervels

heiligbeen

staartbeen

Afbeelding 2.10 Wervelkolom van opzij gezien

– zeven halswervels – twaalf borstwervels, waaraan de ribben bevestigd zijn – vijf lendenwervels – vijf heiligbeenwervels, vergroeid tot één been, het heiligbeen (os sacrum) – vier staartbeenwervels, vergroeid tot het staartbeen ook wel stuitbeen geheten (os coccygis). De meeste wervels bestaan uit de volgende onderdelen (afb. 2.11): – een wervellichaam; aan de buikzijde van ons lichaam – een wervelboog; aan de rugzijde – een wervelgat; tussen wervellichaam en wervelboog – uitsteeksels; op de wervelboog, naar boven en beneden, naar achter en naar opzij.

18

7

5

6 5

6 7 9

2

3

3

8 4

a

b

Afbeelding 2.11 Borstwervel a van boven gezien b van opzij gezien 1 wervelboog 2 wervelgat 3 wervellichaam 4 doornuitsteeksel 5 dwarsuitsteeksel 6 gewrichtsvlak op dwarsuitsteeksel voor bevestiging van de rib 7 bovenste gewrichtsuitsteeksel 8 onderste gewrichtsuitsteeksel 9 gewrichtsvlak op wervellichaam voor bevestiging van de rib

De wervellichamen zijn bij de halswervels betrekkelijk klein. Naar beneden toe, tot en met de lendenwervels, worden ze steeds groter, omdat ze een steeds groter gewicht van ons lichaam moeten dragen. Ook de vorm van de andere soorten wervels hangt samen met de functie. Zo hebben de twee bovenste halswervels (de atlas en de draaier) een bijzondere vorm om het bewegen van het hoofd mogelijk te maken. We spraken bij de hersenschedel reeds over de ja-knikkende beweging. De nee-schuddende beweging ontstaat wanneer het hoofd samen met de atlas draait om de tand van de draaier (afb. 2.12). gewrichtsvlakken voor de achterhoofdsknobbels

tand

gewrichtsvlak voor de atlas

gewrichtsvlak voor de tand atlas

dwarsband tand

atlas draaier

draaier

Afbeelding 2.12 De bovenste twee halswervels: atlas en draaier

Tussen wervelboog en wervellichaam ligt het wervelgat. Alle wervelgaten boven elkaar vormen het wervelkanaal. Dit loopt dus vanaf de eerste halswervel tot aan het staartbeen. In het wervelkanaal bevindt zich, tot aan de tweede lendenwervel, het ruggenmerg (hoofdstuk 9).

2

De uitsteeksels op de wervelboog dienen als aanhechtingsplaats voor spieren en hebben gewrichtsvlakken. Zo kunnen de op elkaar gestapelde wervels met elkaar gewrichten vormen. Bij de beweeglijkheid van de rug spelen ook de tussenwervelschijven een belangrijke rol. Deze schijven bevinden zich tussen de wervellichamen (behalve tussen de eerste twee halswervels en bij de vergroeide wervels). Ze bestaan voornamelijk uit kraakbeen en een waterige kern. De tussenwervelschijven dienen dan ook als opvangkussens bij schokken en druk. Van opzij gezien verloopt de wervelkolom in een dubbele S-vorm. Daardoor is de rug beter in staat krachten op te vangen. De borstkas omsluit de borstholte en wordt gevormd door het borstbeen (sternum), de twaalf paar ribben en een gedeelte van de wervelkolom, namelijk de twaalf borstwervels met de bijbehorende tussenwervelschijven (afb. 2.13).

1e rib 2e rib

e n

b e w e g i n g

De beide gordels (de schoudergordel en de bekkengordel) vormen de verbinding tussen de beenderen van de romp en die van de ledematen. De schoudergordel verbindt de bovenste ledematen (de armen) met de romp. De bekkengordel verbindt de onderste ledematen (de benen) met de romp. Deze verbindingen geven de ledematen een grote beweeglijkheid. De schoudergordel is opgebouwd uit: – twee sleutelbeenderen, die het borstbeen verbinden met het schouderblad – twee schouderbladen; zij zijn elk verbonden met een sleutelbeen en een opperarmbeen (afb. 2.15). De bekkengordel (afb. 2.14) is opgebouwd uit: – twee heupbeenderen; elk heupbeen is een vergroeiing van darmbeen, zitbeen en schaambeen. Het heupbeen heeft een diepe kom waar de kop van het dijbeen in past – heiligbeen – staartbeen.

sleutelbeen gewrichtskom

5 6

schouderblad 4e rib

h o u d i n g

1

5

2

6

borstbeen 3 4

6e rib 7e rib

12e borstwervel 11e rib 12e rib

1e lendenwervel

4

Afbeelding 2.14 Bekkengordel van vrouw (links) en man (rechts) 1 darmbeen 4 schaambeenvoeg (symfyse) 2 zitbeen 5 heiligbeen 3 schaambeen 6 staartbeen

tussenwervelschijf

Afbeelding 2.13 De borstkas, gevormd door wervelkolom, ribben en borstbeen, omsluit de borstholte

De twaalf paar ribben worden onderverdeeld in zeven paar ware ribben en vijf paar valse ribben. De ware ribben worden zo genoemd omdat elke rib rechtstreeks door middel van kraakbeen met het borstbeen in verbinding staat. Bij de valse ribben is dit niet het geval. Zij zijn indirect met het borstbeen verbonden of in het geheel niet (de onderste twee paar ribben, die daarom zwevende ribben worden genoemd). Aan de rugzijde zijn de ribben door middel van gewrichtjes met de borstwervels verbonden. Samen met de kraakbeenverbinding aan het borstbeen is de borstkas dus een beweeglijk geheel. De ribben kunnen door spieren omhooggetrokken worden. Dit speelt een belangrijke rol bij de ademhalingsbewegingen (hoofdstuk 4). Het borstbeen bevat veel rood beenmerg, waarin bloedcellen worden gevormd.

19

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

2.2.3 Beenderen van de ledematen De ledematen (extremiteiten) worden onderverdeeld in de bovenste ledematen (armen) en de onderste ledematen (benen). In afbeelding 2.15 zijn de botten van de rechterarm en de rechterhand aangegeven. In afbeelding 2.16 zie je de botten van het rechterbeen en de rechtervoet. darmbeenkam sleutelbeen kop van het schoudergewricht

darmbeen dijbeenkop

kom van het schoudergewricht

schaambeen

dijbeenhals (collum) zitbeen

schouderblad

opperarmbeen

dijbeen

knieschijf

spaakbeen ellepijp

kuitbeen scheenbeen

handwortelbeenderen middenhandsbeenderen

buitenenkel

binnenenkel voetwortelbeenderen

vingers met kootjes

middenvoetsbeenderen tenen met kootjes

Afbeelding 2.15 Beenderen van rechterschouder, -arm en hand

2.3

Spierstelsel

In dit hoofdstuk over houding en beweging is tot nu toe alleen het skelet bestudeerd. Zonder spieren kan het skelet echter geen houding aannemen en bewegingen maken. Samen met het skelet zorgt het spierstelsel voor het aannemen van onze lichaamshouding en voor de bewegingen en voortbewegingen. Ook zorgen de spieren voor bescherming van organen: de spieren van de buik vormen een stevige lichaamswand. Spieren zijn bovendien van belang voor de temperatuurregeling voor het lichaam (hoofdstuk 5). Met het spierstelsel bedoelen we het geheel van alle spie-

20

Afbeelding 2.16 Beenderen van rechterheup, been en voet

ren. Spieren, spierweefsel, bestaan over het algemeen uit langgerekte cellen, ook wel spiervezels genoemd. Zij kunnen zich samentrekken (contraheren; contractie is samentrekking). Op grond van bouw en functie kunnen we drie typen spierweefsel onderscheiden (afb. 2.17): – Dwarsgestreept spierweefsel; dit bestaat uit spiervezels met talrijke kernen. De cellen zijn met elkaar versmolten. Onder de microscoop vertoont dit weefsel talrijke dwarsstreepjes. Dwarsgestreept spierweefsel komt vooral voor aan ons skelet. Door middel van pezen zijn deze spieren vastgehecht aan de botten. Dwarsgestreepte spieren reageren en werken snel, maar zijn daardoor ook spoedig vermoeid.

2

h o u d i n g

e n

b e w e g i n g

schouderblad kern

armbuigspier

armstrekspier a

b

c

Afbeelding 2.17 Drie typen spierweefsel a dwarsgestreepte spiercel (spiervezel) b gladde spiercellen c hartspiercellen

spaakbeen

ellepijp

Hun werking is afhankelijk van onze wil. Je kunt dus zelf bepalen of je je arm wilt optillen of niet. We spreken dan ook van willekeurige spieren. – Glad spierweefsel; dit bestaat uit spoelvormige cellen, ieder met één kern in het midden. Glad spierweefsel komt voor in de wand van holle organen zoals het darmkanaal en de bloedvaten. Gladde spieren trekken zich vrij langzaam samen en zijn vrijwel onvermoeibaar. Zij reageren veel trager dan dwarsgestreepte spieren. Hun werking is niet afhankelijk van onze wil. We spreken dan ook van onwillekeurige spieren. – Hartspierweefsel; de bouw van dit weefsel lijkt op het dwarsgestreepte spierweefsel, maar de werking is als van het gladde spierweefsel, dus onwillekeurig. Het hartspierweefsel kan snel reageren en is toch onvermoeibaar. Het spierstelsel als geheel maakt dus bewegingen mogelijk. Bij iedere beweging werken meestal vele spieren samen, bijvoorbeeld alle buigspieren van de bovenarm. Doordat spieren zich alleen maar kunnen verkorten, moeten ze door ‘tegenwerkers’ weer worden verlengd. Zodoende hebben we steeds twee groepen spieren die een tegenovergestelde werking hebben: de buigspieren en de strekspieren (afb. 2.18). Voor het samentrekken van spieren zijn prikkels nodig van het neurologisch stuurmechanisme (hoofdstuk 9). Spieren zijn dan ook altijd verbonden met zenuwen. Als een spier in werking is, zijn de spanning en de dikte groter dan in rust. Maar ook een spier in rust heeft een bepaalde spanning, de zogenaamde spiertonus. Dus ook als de spieren in rust zijn, bijvoorbeeld wanneer wij stilzitten, liggen of staan, verrichten de spieren een hoeveelheid arbeid die nodig is om de aangenomen lichaamshouding te handhaven. Afbeelding 2.19 geeft een goede indruk van de spieren en pezen van de rechterarm, de borstkas en het onderste halsgebied.

Afbeelding 2.18 De buigspier (biceps) en de strekspier (triceps) van de onderarm. Ze zijn elkaars antagonisten of ‘tegenwerkers’

monnikskapspier deltaspier grote borstspier

driehoofdige bovenarmspier (strekspier)

buitenste schuine buikspier tweehoofdige bovenarmspier (buigspier)

buigspieren van de vingers strekspieren van de vingers

Afbeelding 2.19 Spieren van arm, borstkas en onderste halsgebied

21

3

Circulatie

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_3, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

3

c i r c u l a t i e

Onder circulatie verstaan we het geheel van circulerende vloeistoffen in ons lichaam, het orgaan dat de circulatie mogelijk maakt en het systeem dat de circulerende vloeistoffen bevat. In ons lichaam is sprake van drie lichaamsvloeistoffen, namelijk bloed, weefselvocht en lymfe. Terwijl het bloed zich in de bloedvaten bevindt, is het weefselvocht de vloeistof rondom de lichaamscellen; deze vloeistof bevindt zich niet in een buizensysteem. Dit is weer wel het geval met de lymfe, weefselvocht dat zich in de lymfevaten bevindt. De circulatie zorgt voor het volgende. – Vervoer van stoffen en warmte door het lichaam. We noemen dit de transportfunctie. Het hart pompt gedurende heel ons leven via het bloedvatenstelsel bloed door ons lichaam. In het bloed worden verschillende stoffen vervoerd zoals zuurstof, voedingsstoffen, afvalstoffen, hormonen, afweerstoffen en geneesmiddelen. Ook vervoert het bloed warmte naar alle onderdelen van het lichaam. – Het bewaren van evenwicht in het inwendige milieu. Met inwendig milieu bedoelen we het weefselvocht en het bloed. Door deze mogelijkheid kunnen alle cellen van ons lichaam op ieder moment over voldoende zuurstof en voedingsstoffen beschikken en worden afvalstoffen tijdig weggewerkt. – Bescherming van het lichaam. De circulatie beschermt tegen ziekteverwekkers en andere lichaamsvreemde stoffen. Daartoe bevinden zich in het bloed witte bloedcellen en afweerstoffen (antistoffen of antilichamen genoemd). Ook beschermt het bloed ons tegen bloedverlies doordat het bloed kan stollen. Bij de circulatie onderscheiden we de volgende structuren: – het hart – de bloedvaten: slagaders, haarvaten en aders – het bloed – het weefselvocht – het lymfatisch systeem.

3.1

Hart

Het hart heeft ongeveer de grootte van een vuist en ligt in de borstholte. Het hart is door een verticaal tussenschot in twee helften verdeeld (afb. 3.1). Iedere harthelft bestaat uit een bovenste deel dat boezem (atrium) wordt genoemd en een onderste deel, de kamer (ventrikel). Tussen de boezems en de kamers bevinden zich zowel links als rechts de hartkleppen die tot taak hebben het terugstromen van het bloed te voorkomen. De boezems zijn de plaatsen waar de aders (venen) in het hart uitmonden. Aders brengen het bloed dus terug naar het hart. In de rechterboezem monden de bovenste en de onderste holle ader uit. In de linkerboezem monden de vier longaders uit, van iedere long twee. Slagaders (arteriën) zijn bloedvaten die het bloed van het hart afvoeren. Vanuit de rechterkamer gebeurt dit door de longslagader. Dit bloedvat brengt het zuurstofarme bloed naar de longen. Vanuit de linkerkamer gaat het bloed naar de aorta of grote lichaamsslagader (afb. 3.2 en 3.3). Door de pompende werking van het hart wordt het bloed de aorta ingeperst. De wand van de aorta is elastisch en kan daardoor worden uitgerekt. Dezelfde elasticiteit zorgt ervoor dat het bloed verder wordt gestuwd. Hierdoor ontstaan golfachtige bewegingen: de polsgolf.

longslagader

aorta

vier longaders bovenste holle ader

linkerboezem rechterboezem kleppen onderste holle ader

linkerkamer

rechterkamer

tussenschot

Afbeelding 3.1 Schematische tekening van het hart

23

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

3.1.1

De hartwand (afb. 3.4) is van binnen naar buiten opgebouwd uit de volgende lagen: – endocard; dit is een laag dekweefsel met daaronder een laagje bindweefsel; het endocard doet dienst als een gladde binnenbekleding van de hartwand. De hartkleppen zijn te beschouwen als plooien van het endocard – myocard; dit is veruit de dikste laag van de hartwand en bestaat uit dwarsgestreept (maar onwillekeurig!) spierweefsel. Het myocard van de linkerkamer is het dikst met het oog op de kracht die ontwikkeld moet worden om het bloed van hieruit naar de aorta, dus het gehele lichaam in te persen – epicard; dit is een dun elastisch laagje dat met het hart is vergroeid. Het vormt het binnenste blad van het dubbelwandige hartzakje – pericard; dit is het buitenste blad van het hartzakje. Tussen de beide bladen van het hartzakje bevindt zich een smalle ruimte, de pericardholte, die gevuld is met vocht. Het dunne vochtlaagje doet dienst als glijspleet waardoor het hart vrijwel zonder wrijving kan bewegen. Dit tweebladige systeem is te vergelijken met de beide pleurabladen rondom iedere long (hoofdstuk 4). De termen pericard en hartzakje worden dikwijls als synoniem gebruikt.

hoofd longen

halsader

halsslagader

longslagader

longader

bovenste holle ader

r.b.

onderste holle ader

l.b. aorta

r.k. l.k.

leverslagader leverader

lever

nier

nierslagader nier poortader

nierader

Bouw van de hartwand

darm darmslagader overige organen

Afbeelding 3.2 Schema van de bloedsomloop Rood: zuurstofrijk bloed; blauw: zuurstofarm bloed

1 2 3

4 5 6 7 8

12 13

9

14

10 15 11

a

Afbeelding 3.3 Het hart met de aan- en afvoerende bloedvaten a voorkant van het hart b overlangse doorsnede 1 lichaamsslagader (aorta) 2 bovenste holle ader 3 longslagader 4 longader 5 linkerboezem 6 rechterboezem 7 kransslagader

24

b

8 9 10 11 12 13 14 15

uitmonding van de kransader in de rechterboezem rechterkamer onderste holle ader linkerkamer halvemaanvormige klep atrioventriculaire klep peeskoordjes tussenschot

3

c i r c u l a t i e

9 endocard rechterboezem

8

epicard

7

myocard

1

atrioventriculaire klep

2

6 rechterkamer

5

3

peeskoordjes

4 papillairspier pericard

Afbeelding 3.4 Bouw van de hartwand Van binnen- naar buitenkant 1 endocard 2 myocard 3 epicard 4 pericard

3.1.2

Kleppen

In en dicht bij het hart bevinden zich kleppen die alle dezelfde functie hebben, namelijk te voorkomen dat het bloed terugstroomt. Hierdoor wordt ervoor gezorgd dat er altijd sprake is van eenrichtingsverkeer. Men onderscheidt twee soorten kleppen (afb. 3.3 en 3.5). – De kleppen tussen boezem (atrium) en kamer (ventrikel). Deze kleppen worden ook wel AV-kleppen (atrioventriculaire kleppen) genoemd. De AV-klep tussen de linkerboezem en de linkerkamer is de tweeslippige klep of mitralisklep (mitralis = mijtervormig). Op de grens van rechterboezem en rechterkamer bevindt zich de drieslippige klep of tricuspidalisklep. De AV-kleppen zijn plooien van het endocard. Ze zitten met dunne peeskoordjes vast aan spiertjes (papillairspieren) aan de binnenzijde van het myocard (afb. 3.4). Door de peeskoordjes wordt voorkomen dat bij contractie van de kamers de kleppen doorslaan naar de boezems. Er zou in dat geval bloed terugstromen vanuit de kamers naar de boezems.

Afbeelding 3.5 Kleppen: AV-kleppen en arteriële kleppen 1 aortaklep 2 rechter kransslagader 3 drieslippige klep (tricuspidalisklep) 4 afvoerbuis van de kransaders 5 tweeslippige klep (mitralisklep) 6 bindweefselring tussen boezems en kamers 7 linker kransslagader 8 pulmonalisklep 9 longslagader

– De slagaderlijke (arteriële) kleppen. Ze zijn zo genoemd omdat ze zich bevinden aan het begin van de grote slagaders, namelijk bij het begin van de aorta (aortaklep) en bij het begin van de longslagader (pulmonalisklep). Omdat deze kleppen ieder zijn opgebouwd uit drie halvemaanvormige zakjes, worden ze ook wel halvemaanvormige kleppen genoemd.

3.1.3

Hartwerking

Het kloppen van het hart, het hartritme, is een autonoom (onwillekeurig) gebeuren. Zonder beïnvloeding van onze wil wordt de hartspier door speciale zenuwbanen geprikkeld tot samentrekken en ontspannen. Deze regelmatige prikkeling veroorzaakt de hartslagfrequentie. De elektrische verschijnselen die daarbij optreden kunnen in de vorm van een ECG (elektrocardiogram) worden geregistreerd (afb. 3.6).

R T

P S

q

Afbeelding 3.6 Elektrocardiogram (ECG). Afhankelijk van de hartwerking ontstaan verschillende registraties.

25

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

Bij de hartwerking onderscheiden we twee fasen. – Systolische fase (systole); tijdens de systolische fase (de actieve fase of contractiefase) trekken de kamers zich samen. Het bloed wordt dan met grote kracht de beide slagaders ingeperst, namelijk vanuit de linkerkamer de aorta in en vanuit de rechterkamer de longslagader in. De boezems zijn in deze fase ontspannen en dus wijd. De AV-kleppen zijn dan gesloten en de arteriële kleppen zijn uiteraard geopend. – Diastolische fase (diastole); tijdens de diastolische fase (de ontspanningsfase) zijn de kamers ontspannen en dus wijd, waardoor het bloed vanuit de boezems de kamers instroomt. De boezems zijn nu minder wijd. De AV-kleppen zijn nu geopend, terwijl de arteriële kleppen gesloten zijn.

ren naar het hart. Het bloed van de grote circulatie mondt dus uit in de rechterboezem. De kleine bloedsomloop vervoert het bloed vervolgens vanuit de rechterkamer via de longen naar de linkerboezem. De kleine bloedsomloop zorgt dus voor de opname van zuurstof en de afgifte van koolstofdioxide.

3.2.1

Slagaders

De slagaders (arteriën) voeren het bloed van het hart af (afb. 3.7). Met het oog op die functie bezitten de arteriën een dikke wand, die bij de grote slagaders wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van veel elastisch bindweefsel. Alle slagaders ‘kloppen’, terwijl kleppen ontbreken (uitgezonderd bij het begin van de aorta en de longslagader).

Bloeddruk Op het moment dat het hart het bloed de slagaders inpompt zal de druk van het bloed tegen de vaatwand, dus de bloeddruk (tensie), toenemen. Dit verklaart het feit dat de mens twee soorten bloeddruk heeft, namelijk de bovendruk en de onderdruk. De bovendruk wordt ook wel de systolische bloeddruk genoemd, omdat deze druk aanwezig is op het moment dat het bloed vanuit de linkerkamer het lichaam wordt ingestuwd. Als het hart ontspannen is (tijdens de diastole) is de bloeddruk een stuk minder. We spreken dan van de onderdruk of diastolische bloeddruk. De bloeddruk wordt uitgedrukt in mm Hg (kwik). Zo is de bloeddruk van een patiënt bijvoorbeeld 120/80, waarbij 120 de bovendruk is en 80 de onderdruk. Bij het ouder worden neemt vooral de bovendruk toe. Dit komt doordat onze vaten dan steeds minder elastisch worden zodat ze minder vlot uitzetten wanneer er bloed ingeperst wordt. Dit gaat dus gepaard met een verhoging van de bloeddruk. In rust is de hartslagfrequentie ongeveer 75 pompbewegingen per minuut. Per pompbeweging wordt ongeveer 60 ml bloed per kamer weggepompt. We beschikken gemiddeld over 5 liter bloed. Dit betekent dus dat het bloed na ruim één minuut een rondje door ons lichaam heeft gemaakt (60 ml ⫻ 75 = 4500 ml = 4,5 liter).

ondersleutelbeenslagader

okselslagader

bovenarmslagader

spaakbeenslagader ellepijpslagader

dijbeenslagader

scheenbeenslagader kuitbeenslagader

3.2

Bloedsomloop en bloedvaten

In afbeelding 3.2 is een schema weergegeven van de bloedsomloop, waarbij we onderscheid kunnen maken tussen de grote bloedsomloop en de kleine bloedsomloop. De grote bloedsomloop begint in de linkerkamer. Via de aorta met zijn vele vertakkingen komt het bloed in de haarvaten van de weefsels. Hier vindt de uitwisseling plaats van voedingsstoffen en zuurstof naar de cellen toe, terwijl het gas koolstofdioxide en de andere afvalproducten vanuit de cellen naar het bloed gaan. De haarvaten verenigen zich tot aders (venen) die het bloed via de onderste en bovenste holle ader terugvoe-

26

Afbeelding 3.7 Schema van enkele belangrijke slagaders

3.2.2 Haarvaten De haarvaten (capillairen) vormen de overgang van slagader naar ader. De wand bestaat slechts uit één laag cellen. De haarvaten kloppen niet en bezitten geen kleppen (afb. 3.8). In de haarvaten vindt de uitwisseling van stoffen plaats. De voor de cellen noodzakelijke stoffen

3

c i r c u l a t i e

3.2.4 Bijzondere delen van de bloedsomloop

ader

Bloedvoorziening van het hart

haarvat (capillair) slagader

Nu we de bloedvaten hebben besproken staan we even stil bij de bloedvoorziening van de pomp zelf (afb. 3.3, 3.5 en 3.9). Het hart wordt van zuurstofrijk bloed voorzien door de linker en de rechter kransslagader. Beide kransslagaders (coronairarteriën; corona = kroon, krans) zijn de eerste zijtakken van de aorta. Ze beginnen juist boven de aortakleppen. Ze verspreiden zich als een krans rondom en in de hartwand, waarbij ze zich zoals alle andere bloedvaten, vertakken tot haarvaten. Na afgifte van voedsel en zuurstof verenigen ze zich tot de kransaders (coronairvenen). De kransaders verenigen zich tot een brede ader aan de achterzijde van het hart (goed te zien in afb. 3.9). Dit vat mondt uit in de rechterboezem (afb. 3.3 en 3.5).

klep

Afbeelding 3.8 Overgang van een slagader naar een ader. De zwarte pijlen geven de richting van de bloedstroom aan

(voedingsstoffen, zuurstof) gaan vanuit het bloedplasma via het weefselvocht naar de cellen. De afvalproducten van de cellen (o.a. koolstofdioxide) gaan vanuit de cellen terug naar het bloed of ze gaan voor een gering gedeelte naar de lymfevaten (afb. 3.14).

Poortadersysteem In afbeelding 3.2 is tussen de darm en de lever de poortader getekend. In werkelijkheid gaat het om een groot aantal aders die afkomstig zijn van de spijsverteringsorganen. Zij verenigen zich in één grote ader: de poortader. Deze loopt naar de lever en vertakt zich in de lever weer tot haarvaten. Dit poortadersysteem geeft antwoord op de vraag hoe de voedingsstoffen uit de spijsverteringsorganen in de bloedbaan komen. Het poortadersysteem neemt namelijk de verteerde eiwitten en koolhydraten op vanuit de dunne darm en vervoert ze naar de lever. Daar worden ze bewerkt en vervolgens afgestaan aan de leverader. Via de leverader wordt dit voedselrijke bloed in de grote circulatie meegenomen en naar alle cellen in het lichaam gebracht. De vetten komen niet in de poortader maar worden door het lymfevatenstelsel opgenomen en komen bij de linker ondersleutelbeenader in het bloed.

3.2.3 Aders De aders (venen) voeren het bloed naar het hart terug. Ze bezitten een dunne slappe wand en ze kloppen niet. De kleinere aders beneden het hart bezitten kleppen om terugstromen van het bloed te voorkomen. Bij het transport naar het hart speelt een aantal factoren een rol. Behalve de aanwezigheid van kleppen in de kleinere venen, zijn de spierbewegingen van groot belang. Men spreekt in dit verband ook wel van de spierpomp. Ook de zuigkracht van de borstkas draagt enigszins bij aan het stromen van het bloed naar het hart. De aders verenigen zich respectievelijk tot de onderste en de bovenste holle ader die ieder apart uitmonden in de rechterboezem van het hart.

1

Afbeelding 3.9 De achterzijde van het hart 1 aorta 2 bovenste holle ader 3 rechterlongaders 4 rechterboezem 5 onderste holle ader 6 rechterkransslagader 7 rechterkamer 8 hartpunt 9 linkerkamer 10 kransader 11 brede afvoerbuis van de kransaders 12 linkerkransslagader 13 linkerlongaders 14 linkerboezem 15 rechterlongslagader 16 linkerlongslagader

16

2

15 14

3

13

4

12

5

11 10 9

6 7

8

27

a n a t o m i e

3.3

&

f y s i o l o g i e

3.3.2 Bloedcellen

Bloed

Het bloedvolume bedraagt ongeveer 7% van het lichaamsgewicht. Dit betekent dat een volwassene gemiddeld ongeveer 5 liter bloed heeft. Het bloed heeft de volgende samenstelling (afb. 3.10): – bloedplasma (ongeveer 55%); het is een heldere, lichtgele vloeistof met de volgende samenstelling: ■ water (91%) ■ plasma-eiwitten (7%) ■ zouten (0,9%) ■ voedingsstoffen zoals glucose, aminozuren, vetzuren, glycerol en vitaminen ■ hormonen ■ afvalstoffen (o.a. ureum, urinezuur, koolstofdioxide, bilirubine) – bloedcellen (ongeveer 45%), namelijk: ■ rode bloedcellen: erytrocyten (ongeveer 95% van de bloedcellen) ■ witte bloedcellen: leukocyten (slechts 0,1% van de bloedcellen) ■ bloedplaatjes: trombocyten (ongeveer 5% van de bloedcellen).

3.3.1

Bloedplasma

Door het bloedplasma worden vele stoffen vervoerd. De in het bloedplasma aanwezige eiwitten, de plasmaeiwitten, zijn zeer belangrijk. Wanneer we onvoldoende eiwitten in ons bloed hebben (bijv. bij uithongering of bij sterk eitwitverlies) ontstaan er problemen met de uitwisseling van stoffen in de haarvaten (par. 3.4). Een aantal plasma-eiwitten (o.a. fibrinogeen) is betrokken bij de bloedstolling zoals we nog zullen bespreken. Verder kunnen de plasma-eiwitten een afweerfunctie hebben omdat de in ons bloed voorkomende antistoffen tot de plasma-eiwitten behoren.

De verschillende soorten bloedcellen zijn weergegeven in afbeelding 3.10. We zullen hun bouw en functie beknopt bespreken.

Rode bloedcellen De rode bloedcellen (erytrocyten) vervullen een belangrijke rol bij het transport van zuurstof. In de rode bloedcellen bevindt zich namelijk een grote hoeveelheid hemoglobine, de rode kleurstof waaraan zuurstof wordt gebonden. De kleurstof hemoglobine wordt kortweg aangeduid met Hb. Gassen en dus ook zuurstof lossen heel slecht op in een vloeistof. Doordat zuurstof gebonden wordt aan hemoglobine kan er ongeveer 40 keer zoveel zuurstof worden getransporteerd dan in opgeloste toestand. Hemoglobine heeft een donkerrode kleur, terwijl hemoglobine waaraan zuurstof is gebonden, helderrood is. Dit is de reden waarom zuurstofarm bloed met de kleur blauw wordt weergegeven en het zuurstofrijke bloed dat uit de longen komt met de kleur rood. Door het zeer grote aantal en door de platte vorm van de rode bloedcellen kunnen zij zeer veel zuurstof aan zich binden. De productie van de rode bloedcellen vindt plaats in het rode beenmerg, dat zich vooral bevindt in de platte beenderen zoals borstbeen (sternum) en heupbeen. Bij de afbraak van rode bloedcellen (dit gebeurt eveneens in het rode beenmerg en o.a. ook in de milt) wordt ook de kleurstof hemoglobine afgebroken. Hierbij ontstaat onder andere ijzer (dat wordt opgeslagen om later opnieuw gebruikt te worden) en de galkleurstof bilirubine. Vooral uit de milt komt veel bilirubine dat naar de lever wordt vervoerd. De lever zorgt er vervolgens voor dat de galkleurstof in de galblaas terechtkomt. Wanneer er gal in de dunne darm komt (vooral na vetrijke maal-

fibrinedraad bloedplasma

bloedplaatje

bloedserum

bloed witte bloedcel rode bloedcel

a gestold bloed, microscopisch gezien (vergroting 1000 ×)

bloedcellen

b vers bloed

Afbeelding 3.10 Samenstelling van het bloed a gestold bloed, microscopisch gezien (vergroting 1000 ×) b vers bloed c onstolbaar gemaakt bloed d gestold bloed

28

c onstolbaar gemaakt bloed

bloedkoek

d gestold bloed

3

tijden!) wordt de galkleurstof omgezet tot de bruine kleurstof die uiteindelijk aan de ontlasting de typische kleur geeft. Bij bloedarmoede (anemie) is er een gebrek aan circulerend hemoglobine. Dat hoeft niet altijd te betekenen dat men dan te weinig rode bloedcellen bezit. Gebrek aan ijzer kan ook een oorzaak zijn.

c i r c u l a t i e

stand te bieden tegen micro-organismen. Het aidsvirus heet nu HIV-virus (humaan immunodeficiëntievirus). De witte bloedcellen worden in het rode beenmerg gemaakt. De lymfocyten worden ook geproduceerd in de milt en in de lymfeknopen. Het aantal witte bloedcellen is betrekkelijk gering, maar kan zich snel vermeerderen wanneer schadelijke micro-organismen ons lichaam binnendringen.

Witte bloedcellen Bloedplaatjes De witte bloedcellen (leukocyten) worden ingedeeld in granulocyten (ongeveer tweederde deel) en lymfocyten (ongeveer een derde deel). – De granulocyten worden zo genoemd omdat ze in het celplasma kleine korrels of granula bezitten. Ze leveren een belangrijke bijdrage aan onze algemene weerstand. Bij ontstekingen maken deze cellen de binnengedrongen bacteriën onschadelijk door ze als het ware op te eten. Daarom worden deze cellen fagocyten (vreetcellen) genoemd. De fagocyten kunnen door de wanden van de haarvaten heen dringen. Buiten de bloedbaan omhullen ze de bacteriën om ze daarna te verteren (afb. 3.11). Het besproken verschijnsel wordt fagocytose genoemd. In pus (etter) bevinden zich vele fagocyten, waarin dode en nog levende bacteriën en dode weefselcellen. – De lymfocyten zorgen voor de specifieke weerstand. Deze is gericht tegen bepaalde bacteriën en virussen en wordt immuniteit genoemd (immunis = vrij, onvatbaar). De immuniteit berust op de vorming van antistoffen (antilichamen) als reactie op binnengedrongen antigenen. Antigenen zijn lichaamsvreemde stoffen die, wanneer ze in bloed of weefsels zijn doorgedrongen, aanleiding geven tot vorming van antistoffen. Omdat bacteriën en virussen ook antigenen bevatten, wekken ze in ons lichaam antistoffen op. De antistoffen maken vervolgens de binnengedrongen antigenen onschadelijk. Zoals gezegd worden de antistoffen geproduceerd door de lymfocyten. In dit verband dient te worden opgemerkt dat het aidsvirus alle lymfocyten uitschakelt. Aidspatiënten kunnen dus geen antistoffen meer produceren. Ze zijn dus nog nauwelijks in staat om weer-

fagocyten

vertering

bacterie

De bloedplaatjes (trombocyten) zijn geen echte cellen, maar brokstukjes van grote cellen uit het rode beenmerg. Ze spelen een belangrijke rol bij de bloedstolling. Bij beschadiging breken ze gemakkelijk, waardoor er uit de bloedplaatjes een stof vrijkomt, trombokinase, die nodig is voor het proces van de bloedstolling. Bij de bloedstolling wordt via een tamelijk ingewikkeld proces uiteindelijk het plasma-eiwit fibrinogeen omgezet in het onoplosbare, vezelige fibrine. Dit vormt een dicht netwerk. In dit draderige netwerk blijven de bloedcellen hangen, zodat een stolsel (trombus) wordt gevormd. De fibrinedraden trekken zich vervolgens samen, waardoor een vloeistof (serum) wordt uitgeperst. Na enige tijd treedt onder de korst die inmiddels is ontstaan weefselherstel op, waarna de korst afvalt. Wanneer we bloed opvangen in een glazen buisje en dit laten stollen, zien we een donkerrode vaste massa ontstaan, de bloedkoek. Daarboven treffen we een heldere, lichtgele vloeistof aan. Deze vloeistof heet serum (afb. 3.10). Serum kan dus beschouwd worden als plasma waaruit het plasma-eiwit fibrinogeen is verdwenen. Deze stof zit immers als fibrine in de bloedkoek. Wanneer er reeds in de bloedvaten een stolsel ontstaat (bloedplaatjes kunnen bijvoorbeeld ook stukgaan door aangetaste vaatwanden), spreken we van trombose. Een afsluitende bloedprop ( trombus) in de kransslagaders van het hart heeft meestal een hartinfarct tot gevolg. Als een gedeelte van een trombus loslaat en met het bloed naar andere delen wordt vervoerd, is er sprake van embolie (een embolus is een met de bloedbaan meegesleept stolsel). Zo kan een trombus vanuit een been in de onderste holle ader komen. Via het hart kan deze prop dan doorschieten naar de longen en daar blijven steken. We spreken dan van een longembolie. Door toediening van antistollingsmiddelen of anticoagulantia (anti = tegen, coaguleren = stollen) worden trombose en embolie zoveel mogelijk voorkomen. De antistollingsmiddelen worden in de praktijk bloedverdunners genoemd (bijv. Sintrom).

3.3.3 Bloedbezinking

haarvat

Afbeelding 3.11 Fagocytose van bacteriën door witte bloedcellen (fagocyten)

Bij bloedonderzoek hoor je dikwijls de term bezinking vallen. Deze term wordt door leken ook vaak aangeduid met de nog minder juiste term ‘bezinksel’. Al deze termen geven dikwijls een misleidend beeld van dit begrip. Men denkt dan dat het zoiets is als het bezinksel in bijvoorbeeld een glas wijn. Maar wat is het dan wel?

29

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

In stilstaand, onstolbaar gemaakt bloed zakken de bloedcellen langzaam naar beneden. Men meet nu de snelheid waarmee ze naar beneden zakken. Dit meten gebeurt aan de hand van de hoeveelheid bloedplasma dat men te zien krijgt: bijvoorbeeld 10 mm na één uur. Afbeelding 3.12 laat zien hoe zo’n bepaling in zijn werk gaat. Omdat er een snelheid gemeten wordt, heet de bepaling dan ook officieel: bloedbezinkingssnelheid van de erytrocyten, kortweg BSE genoemd. De BSE hangt vooral af van de samenstelling van de plasma-eiwitten. Bij infectieziekten zal dan ook de BSE sterk verhoogd zijn (bijv. 20 mm na één uur) door de toename van de antistoffen; dit zijn zoals we gezien hebben altijd eiwitten. Een verhoogde bezinking kan echter vele oorzaken hebben. De bepaling geeft dan ook geen specifiek beeld voor één bepaalde ziekte. Wel is het een belangrijk hulpmiddel om te bepalen dat er ‘iets’ aan de hand is.

0 20 40 60 80 100 120 14 0 160 180

bloedbezinking (BSE)

plasma

0 20 40 60 80 100 120 14 0 160 180

BSE na 1 uur

Afbeelding 3.12 Bloedbezinking (BSE); rechts: BSE na 1 uur

3.3.4 Bloedgroepen Bij de mens komen twee belangrijke bloedgroepstelsels voor, namelijk: – het AB0-stelsel – het resusstelsel. De Oostenrijkse arts Karl Landsteiner ontdekte in 1900 dat er, gebonden aan de rode bloedcellen, twee bloedgroepfactoren kunnen voorkomen: de factor A en de factor B. A en B zijn beide antigenen. In het bloedplasma kunnen antistoffen voorkomen die gericht zijn tegen deze antigenen, namelijk de antistoffen anti-A en antiB. Op grond van het voorkomen van de antigenen en de antistoffen kunnen we binnen het AB0-stelsel vier bloedgroepen onderscheiden: de bloedgroep A, B, AB en 0 (nul). De verschillen zijn weergegeven in tabel 3.1.

30

Tabel 3.1 De bloedgroepen van het ABO-stelsel

bloedgroep

antigeen gebonden aan de erytrocyten

antistof in het bloedplasma

voorkomen in Nederland (in %)

A B AB 0

A B A en B geen

anti-B anti-A geen anti-A en anti-B

42 8 3 47

De kennis van de bloedgroepen is onder andere van groot belang bij transfusies. Bij een transfusie moeten we erop letten dat cellen van bloedgroep A nooit in contact komen met een grote hoeveelheid anti-A. De cellen worden dan door anti-A samengeklonterd. Dit wordt agglutinatie genoemd (agglutinatie = klontering). Evenmin mogen cellen van bloedgroep B in contact komen met een grote hoeveelheid anti-B. Op grond van dit gegeven zou een bloeddonor (gever) met bloedgroep 0 altijd mogen geven. Immers cellen met bloedgroep 0 kunnen nooit geklonterd worden in de patiënt omdat ze geen antigeen bevatten. En in principe zou een patiënt met bloedgroep AB van iedereen bloed mogen ontvangen omdat er zich in zijn bloed geen antistoffen bevinden. Men sprak daarom van universele donors (donors met bloedgroep 0) en van universele acceptors (ontvangers), de patiënten met bloedgroep AB. Omdat er zich toch wel eens problemen kunnen voordoen, geeft men tegenwoordig echter uitsluitend bloed van dezelfde bloedgroep. In 1940 werd de resusfactor ontdekt. Gebleken is dat ongeveer 85% van alle mensen het antigeen D (het resusantigeen) bezit, eveneens gebonden aan de rode bloedcellen. Deze mensen zijn resuspositief (Rh+). Bij ongeveer 15% van alle mensen ontbreekt het antigeen D. Deze personen zijn daarom resusnegatief (Rh–). Kennis van de resusfactor is niet alleen van belang bij bloedtransfusies, maar ook bij zwangerschap. Wanneer resuspositief bloed gegeven wordt aan een patiënt die resusnegatief is, dan gebeurt er het volgende. Voor zo’n patiënt is resuspositief bloed vreemd, omdat de binnenkomende cellen de stof D bevatten die hij niet heeft. Dit heeft tot gevolg dat de patiënt na enige tijd resusantistoffen (anti-D) gaat maken. Wanneer deze patiënt geruime tijd later nog eens resuspositief bloed krijgt, dan kan dit voor hem levensbedreigend zijn. Immers de binnenkomende rode bloedcellen met daarop het antigeen D worden dan afgebroken door de antistoffen die reeds aanwezig zijn (als gevolg van de vorige transfusie). Dit leidt dan tot ernstige transfusiereacties bij de patiënt die soms fataal zijn. Ook bij bepaalde zwangerschappen kan zich zo’n situatie voordoen. Dit is namelijk het geval als een resuspositief kind zich ontwikkelt in de baarmoeder van een

3

c i r c u l a t i e

eerste zwangerschap van resuspositief kind moeder (Rh–) + + + + + + +

geboorte

kind (Rh+) geboorte

+

vanaf enkele dagen na de geboorte productie van anti-D

+ +

+

+

+ +

+

+

+

tweede zwangerschap van resuspositief kind

+ + +

tweede zwangerschap van resuspositief kind

+ + + + + + +

+ + +

+

binnen 24 uur na de geboorte inspuiting met anti-D; geen eigen productie van anti-D

+

+

+

+

reactie tussen het anti-D en het resusantigeen: afbraak van rode bloedcellen vóór de geboorte

+ +

normaal verlopende zwangerschap

= rode bloedcel (resuspositief ) = anti-D

Afbeelding 3.13 Schema van de vorming van resusantistoffen (anti-D) wanneer een resusnegatieve vrouw is bevallen van een resuspositief kind

resusnegatieve moeder. De kans hierop is groot als de vader Rh+ is. Tijdens de geboorte kunnen er scheurtjes in de placenta (moederkoek) ontstaan waarlangs een beetje bloed van het kind in de bloedsomloop van de moeder kan komen. De moeder zal in dat geval enkele dagen na de geboorte beginnen met het maken van resusantistoffen (anti-D). Deze resusantistoffen zullen altijd in haar bloed blijven circuleren. Wanneer bij een volgende zwangerschap het kind weer Rh+ is, zullen de resusantistoffen van de moeder tijdens de zwangerschap de rode bloedcellen van het ongeboren kind gaan afbreken. Het ongeboren kind gaat dan aan bloedarmoede lijden. Bovendien worden de hersenen van het ongeboren kind aangetast door de grote hoeveelheid bilirubine die vrijkomt bij de afbraak van de rode bloedcellen. Het kind zal hierdoor bij de geboorte verstandelijke en lichamelijke afwijkingen vertonen. Soms sterft zo’n kind reeds voor de geboorte. Sinds ongeveer 1970 is dit resusprobleem vrijwel opgelost. Dit gebeurt door de resusnegatieve moeder binnen 24 uur na de geboorte van het resuspositieve kind in te spuiten met anti-D. Hierdoor worden de binnengedrongen cellen waarop zich het antigeen D bevindt, afgebroken. De moeder zal als gevolg hiervan zelf geen antistoffen produceren omdat de prikkel hiertoe, namelijk de rode bloedcellen met de vreemde stof D, verdwenen zijn. De ingespoten hoeveelheid anti-D blijft slechts enkele maanden circuleren zodat een volgend kind hiervan geen last ondervindt. In afbeelding 3.13 is de resusproblematiek schematisch weergegeven.

3.4

Weefselvocht

In de weefsels vindt de uitwisseling plaats van stoffen vanuit het bloed naar de cellen en vanuit de cellen naar het bloed. Dit is alleen mogelijk als het bloed buiten de bloedbaan kan treden en daarna ook weer kan terugkeren. Dit wonderlijke spel van uitstroom gevolgd door instroom, vindt plaats op grond van twee zaken. Dit is schematisch weergegeven in afbeelding 3.14. De twee zaken die hierbij altijd een rol spelen zijn enerzijds de bloeddruk en anderzijds de zuigkracht van de plasmaeiwitten. In afbeelding 3.14 is de bloeddruk weergegeven door middel van pijl a (bij het begin van de haarvaten) en de kleinere pijl a' op het einde van de haarvaten. De pijl a' is kleiner getekend omdat op die plaats de bloeddruk nog maar ongeveer de helft is van de bloeddruk aan het begin van de haarvaten. De pijlen b en b' stellen de zuigkracht van de plasma-eiwitten voor. Deze pijlen zijn even groot. Dit komt omdat de plasma-eiwitten zulke grote moleculen zijn dat ze de bloedbaan niet kunnen verlaten. Hun zuigkracht blijft dus altijd hetzelfde. Bij het begin van de haarvaten is de situatie zo, dat de bloeddruk, dus de kracht waarmee de bloedvloeistof naar buiten wordt gedrukt, groter is dan de aanzuigkracht van de plasma-eiwitten. Dit betekent dat op deze plaats bloedplasma met de opgeloste stoffen door de wand van de haarvaten naar buiten wordt geperst.

31

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

haarvat (capillair) slagader (arterie)

ader (vene)

a' b' a b lymfe lymfevat

Afbeelding 3.14 De uitwisseling van voedingsstoffen en afvalstoffen in de haarvaten. Het ontstaan van weefselvocht en lymfe a en a': bloeddruk b en b': aanzuigkracht van de plasma-eiwitten

De vloeistof die zich nu tussen de cellen bevindt wordt weefselvocht genoemd. De samenstelling hiervan is gelijk aan die van het bloedplasma zonder de plasmaeiwitten. De cellen halen de benodigde voedingsstoffen en zuurstof uit het weefselvocht. Tegelijkertijd geven ze hun afvalstoffen, waaronder ook het gas koolstofdioxide (CO2) af aan het weefselvocht. Op het einde van de haarvaten is de bloeddruk minder dan de zuigkracht van de eiwitten. Dit heeft tot resultaat dat het weefselvocht nu de capillairen ingezogen wordt. Door dit mechanisme wordt er op een uitstekende manier voor

gezorgd dat de cellen omspoeld worden. Ze kunnen zo de beschikking krijgen over alle stoffen die ze nodig hebben. Tegelijkertijd zijn ze in staat hun afvalstoffen af te geven aan het bloed. Tevens blijkt hieruit het grote belang van de plasma-eiwitten voor de doorstroming in de weefsels. Immers wanneer we om welke reden dan ook te weinig eiwitten in het bloedplasma hebben (bijv. door uithongering of door eiwitverlies via de nieren) zal het weefselvocht stagneren. Het hoopt zich dan op in de weefselspleten. Dit staat bekend als het verschijnsel oedeem of waterzucht, bijvoorbeeld hongeroedeem. Slechts een klein gedeelte van het weefselvocht (ongeveer 2 liter per etmaal) gaat niet meteen terug naar het bloed, maar wordt opgenomen door de lymfevaten. Het gedeelte van het weefselvocht dat door de lymfevaten wordt opgenomen, wordt lymfe genoemd. De lymfevaten verenigen zich tot grotere buizen die uitmonden in de beide ondersleutelbeenaders. Zo komt ook dit gedeelte uiteindelijk weer in het bloed terecht. De lymfevaten vormen een onderdeel van het lymfatisch systeem.

3.5

Lymfatisch systeem

Het lymfatisch systeem bestaat uit het lymfevatenstelsel en een groot aantal lymfatische organen. Dit laatste is een verzamelnaam voor alle organen waarin lymfatisch weefsel voorkomt (afb. 3.15). Lymfatisch weefsel wordt gekenmerkt door ophopingen van lymfocyten, die liggen in de mazen van een fijnvezelig, sponsachtig bindweefsel. Lymfatische organen zijn de vele lymfeknopen

amandelen (tonsillen) lymfeknopen in de hals

lymfeknopen in de oksels thymus (zwezerik) milt

lymfatisch weefsel in het darmkanaal lymfatisch weefsel in de appendix lymfeknopen in de liesstreek

Afbeelding 3.15 Lymfevatenstelsel met lymfeknopen (links) en lymfatische organen (rechts)

32

3

(lymfeklieren) in het lymfevatenstelsel, de milt en de thymus (zwezerik). Bovendien komt er verspreid lymfatisch weefsel voor, zoals de amandelen (tonsillen).

3.5.1

Lymfeknopen

De lymfeknopen, dikwijls ten onrechte lymfeklieren genoemd, zijn in het lymfevatensysteem ingeschakeld als boonvormige, speldenknop- tot erwtgrote orgaantjes. Iedere lymfeknoop (afb. 3.16) is omgeven door een bindweefselkapsel. Van hieruit gaan schotten naar binnen, zodat als het ware ‘kamers’ ontstaan. De lymfe wordt aan de bolle zijde van de lymfeknoop aangevoerd. Aan de holle zijde bevindt zich meestal één afvoerend groter lymfevat. In de lymfeknopen bevinden zich aan de buitenzijde lymfefollikels. Dit zijn ophopingen van lymfocyten. Deze cellen zorgen voor de productie van antistoffen (antilichamen). De lymfeknopen zorgen ook voor de fagocytose van bacteriën en andere ziektekiemen. De lymfeknopen zijn dus te beschouwen als filterstations voor de lymfe die uit de verschillende delen van het lichaam wordt aangevoerd. Lymfeknopen liggen dan ook meestal op zeer strategische plaatsen in het lichaam, onder ander in de oksels, de hals en de liesstreek (afb. 3.15).

toevoerend lymfevat met kleppen

c i r c u l a t i e

hemoglobine. Bilirubine wordt naar de lever vervoerd om daarna met de gal te worden afgevoerd naar de dunne darm. De galkleurstof bepaalt uiteindelijk de kleur van de ontlasting (hoofdstuk 6) – bloedreservoir; bij lichamelijke inspanning kan de milt zich als een spons samenknijpen (steken in de zij!), waardoor extra bloed in omloop wordt gebracht – productie van rode bloedcellen vóór de geboorte (vóór de periode dat er botten zijn).

3.5.3 Thymus De thymus of zwezerik (afb. 3.17) ligt in de borstholte achter het borstbeen, schuin boven het hart. Op de kinderleeftijd is dit orgaan het grootst. Na de puberteit neemt het sterk in omvang en gewicht af. De thymus is te beschouwen als de centrale van de immuniteit. Daarom is dit orgaan ook zo belangrijk op jonge leeftijd. Geleidelijk geeft dit orgaan zijn functie over aan de milt en de lymfeknopen. De thymus bepaalt dus aanvankelijk of een stof lichaamseigen of lichaamsvreemd is. Alleen wanneer de binnengedrongen stof lichaamsvreemd is zullen er antistoffen tegen worden gemaakt. Soms komt het voor dat een persoon antistoffen maakt tegen lichaamseigen stoffen. De thymus maakt dan als het ware een vergissing. Men spreekt dan van autoimmuunziekten.

bindweefselkapsel strottenhoofd

bindweefselschot

schildklier luchtpijp

afvoerend lymfevat met kleppen lymfefollikel thymus b

a

Afbeelding 3.16 Schema van een lymfeknoop (lymfeklier) Afbeelding 3.17 De thymus (zwezerik) bij een kind (a) en bij een volwassene (b)

3.5.2 Milt De milt is een paarsachtig orgaan, gelegen links onder het middenrif en achter de maag. Dit grootste lymfatische orgaan is duidelijk ingeschakeld in de bloedsomloop. De functies van de milt kunnen in het kort als volgt worden samengevat: – fagocytose – vorming van lymfocyten – afbraak van rode bloedcellen; hierbij ontstaan ijzer en bilirubine. IJzer wordt opgeslagen om vervolgens opnieuw gebruikt te worden voor de productie van

3.5.4 Verspreid lymfatisch weefsel Een belangrijk deel van het verspreid lymfatisch weefsel wordt gevormd door de amandelen. Hiermee worden dan meestal de keelamandelen (tonsillen) bedoeld. We onderscheiden echter ook de neusamandel (adenoïd), ook wel derde amandel genoemd. Bovendien bevindt zich lymfatisch weefsel achter op de tong (tongamandel) en bij de opening van de buis van Eustachius, de verbinding tussen de keelholte en het middenoor. De

33

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

amandelen zijn weergegeven in afbeelding 3.18 en 4.1. Ook in de wand van het darmkanaal treffen we lymfatisch weefsel aan.

Het verspreid lymfatisch weefsel heeft tot taak het lichaam te verdedigen tegen binnendringende ziektekiemen.

neusholte lymfatisch weefsel bij de uitmonding van de buis van Eustachius neusamandel (derde amandel = adenoïd) mondholte keelamandelen tongamandel tong

Afbeelding 3.18 Ligging van de keelamandel (links) en lengtedoorsnede door de keelholte (rechts)

34

4

Ademhaling

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_4, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

4

a d e m h a l i n g

In het eerste hoofdstuk heb je geleerd dat iedere cel voor het vervullen van zijn functies over energie moet kunnen beschikken. In iedere levende cel vindt verbranding plaats, waarvoor brandstof (voedsel) en zuurstof nodig zijn. De ademhaling maakt het mogelijk de zuurstof uit de ons omringende lucht in het bloed te brengen en de bij de verbranding in de cel gevormde koolstofdioxide (CO2) uit het bloed te verwijderen. Onder ademhaling verstaan we dan ook het proces van inademing en uitademing waarbij zuurstof wordt opgenomen in het lichaam en waarbij koolstofdioxide wordt afgegeven. Naast de mogelijkheid om te ademen kunnen we met de ademhaling ook stemgeluid voortbrengen. Dit gebeurt doordat de uitademingslucht de stembanden in trilling brengt en we onze mondholte in een bepaalde vorm brengen. Een variant op spreken is zingen en fluiten. Ten slotte kunnen we met onze ademhaling ook uiting geven aan bepaalde gevoelens: zuchten omdat je moe bent, puffen wanneer je het warm hebt en sneller ademen als je bang bent. We zullen allereerst de ademhalingsweg bespreken: de weg die de lucht aflegt vanaf de neus tot in de longen en omgekeerd. Vervolgens gaan we na hoe de uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide, de zogenaamde gaswisseling, tot stand komt. Eveneens bespreken we de manier waarop de lucht in de longen wordt ververst, de ademhalingsbewegingen en de regeling van de ademhaling. Ten slotte zullen we aan de orde stellen hoeveel lucht per ademhaling door de longen wordt ververst: de longcapaciteit. voorhoofdsholte wiggenbeensholte neusbeen neusamandel

4.1

Ademhalingsweg

Als je lucht inademt wordt de volgende ademhalingsweg afgelegd: neusholte (of mondholte), keelholte, strottenhoofd, luchtpijp (die zich vertakt) en de beide longen (afb. 4.1 en 4.4). Bij de uitademing volgt de lucht uiteraard de omgekeerde weg.

neusschelpen met neusgangen

Turkse zadel wiggenbeen

uitwendige neusopening

opening van de buis van Eustachius

bovenkaak met harde gehemelte

atlas inwendige neusopening

onderkaak

4.1.1

Neusholte

huig

tongamandel

keelamandelen

zachte gehemelte

De voorste (uitwendige) neusopeningen, ook wel neusgaten genoemd, verbinden de neusholte met de buitenlucht; de achterste (inwendige) neusopeningen verbinden de neusholte met de keelholte (afb. 4.1). De neusholte wordt door een verticale wand, het neustussenschot, in twee helften verdeeld. De zijwanden van de neusholte worden gevormd door de beweeglijke buitenwanden, de neusvleugels. In de neusholte bevinden zich drie paar neusschelpen die met slijmvlies bekleed zijn. Elke neushelft wordt zodoende door de neusschelpen in ruimten verdeeld. De ruimten onder de neusschelpen worden neusgangen genoemd. Boven de bovenste neusschelp bevindt zich nog een ruimte. Deze bevat zintuigcellen waarmee je kunt ruiken (afb. 4.2). Door het neusslijmvlies (en de zich daaronder bevindende bloedvaatjes) wordt de ingeademde lucht verwarmd en bevochtigd. Hierdoor wordt de uitwisseling van de gasvormige stoffen in de longen bevorderd. Bovendien blijven stofdeeltjes en micro-organismen (bacteriën en virussen) die in de lucht zweven, in het neusslijmvlies hangen. Door bewegende trilharen van dit slijmvlies wordt het slijm met stofdeeltjes en dergelijke naar buiten gewerkt. Door het reukslijmvlies

draaier

strotklepje schildkraakbeen

zegelring

stembanden luchtpijp

schildklier

bovenste gedeelte borstbeen

slokdarm luchtpijp

Afbeelding 4.1 Neusholte en keelholte

voorhoofdsholte oogholte

reukzenuw bovenste neusschelp reukorgaan middelste neusschelp

kaakholte

neustussenschot onderste neusschelp

kies in kaakbeen

Afbeelding 4.2 Doorsnede door de neusholten. De neusschelpen zijn dunne met slijmvlies beklede beenderen

37

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

wordt men soms gewaarschuwd voor eventuele giftige stoffen; je kunt bijvoorbeeld zwaveldamp ruiken. De neusholte staat in verbinding met enkele neusbijholten. Dit zijn holten in botten zoals de bovenkaak en het voorhoofdsbeen. Zo’n holte noemen we een sinus. De neusbijholten zijn bekleed met hetzelfde soort slijmvlies als de neusholte. Ze vormen de klankruimten bij de stemvorming en zorgen, samen met de reeds genoemde bloedvaatjes onder het neusslijmvlies, voor verwarming van de ingeademde lucht. Het zal duidelijk zijn dat je beter door je neus kunt inademen dan door je mond. Daar ontbreken immers de bovengenoemde functies van de neus.

4.1.2

Keelholte

De keelholte (farynx) ligt achter de mondholte en onder de neusholte (afb. 4.1). Naar beneden toe zijn er twee openingen, namelijk één naar het strottenhoofd en één naar de slokdarm. De keelholte staat ook nog in verbinding met het middenoor via de beide buizen van Eustachius (hoofdstuk 6 en 8).

4.1.3

Strottenhoofd

Het strottenhoofd (larynx) ligt in de hals en vormt de verbinding tussen de keelholte en de luchtpijp. Wanneer je de hals van voren bekijkt ligt de luchtpijp vóór de slokdarm. Het strottenhoofd is opgebouwd uit kraakbeenstukken die door spieren en banden met elkaar verbonden zijn (afb. 4.3). Wij kunnen aan het strottenhoofd onderscheiden: – het beweeglijke schildkraakbeen, waarvan de vooruitstekende punt adamsappel wordt genoemd – het onbeweeglijke ringkraakbeen, dat aan de achterzijde verbreed is (de zgn. zegelring)

– twee bekerkraakbeentjes die beweeglijk vastzitten op de rand van het ringkraakbeen. Zij spelen een belangrijke rol bij het aanspannen van de stembanden en het vergroten of verkleinen van de stemspleet. Het strotklepje bestaat uit elastisch kraakbeen en sluit tijdens het slikken de luchtpijp af om te voorkomen dat er voedseldeeltjes in terechtkomen. Wanneer er toch iets anders dan lucht in de luchtwegen komt gaan we hoesten. De lucht wordt dan met kracht via de mondholte naar buiten gestoten, waardoor de deeltjes verwijderd worden. Aan de binnenzijde van het strottenhoofd bevinden zich de stembanden (afb. 4.1 en 4.3). De stembanden bevatten dwarsgestreepte spieren en bevinden zich tussen het schildkraakbeen en de bekerkraakbeentjes. De spleetvormige ruimte tussen de stembanden noemen we de stemspleet. Door middel van de uitgeademde lucht worden de stembanden in trilling gebracht, waardoor geluid ontstaat. Deze trillingen worden op de uitstromende lucht overgebracht. De toonhoogte is afhankelijk van de lengte en de spanning van de stembanden. Tussen het twaalfde en het twintigste jaar worden de stembanden, vooral bij jongens, sterk verlengd (‘baard in de keel’). Het stemgeluid is niet alleen afhankelijk van de stembanden maar onder andere ook van mondholte, tong, lippen en neusholte.

4.1.4

Luchtpijp

De luchtpijp (trachea) is gelegen in de hals en de borstholte. In de borstholte splitst de luchtpijp zich in twee luchtpijptakken: een linker en een rechter bronchus (= luchtpijptak). Wanneer we het over beide luchtpijptakken hebben, spreken we van bronchiën (afb. 4.4).

schildkraakbeen bekerkraakbeentje

tongbeen

strottenhoofd

ringkraakbeen schildkraakbeen stemband stemspleet

hoefijzervormige kraakbeenstukken luchtpijp

ringkraakbeen luchtpijp

kraakbeenstuk van de luchtpijp

a

b

linker luchtpijptak schildkraakbeen stemband stemspleet (geopend)

c

luchtpijptakjes (kleine bronchiën)

d

Afbeelding 4.3 Het strottenhoofd a gezien vanaf de voorzijde b overlangse doorsnede c stemspleet (geopend) tijdens rustig ademhalen d stemspleet (gesloten) tijdens het spreken

38

rechter luchtpijptak (bronchus)

stemspleet (gesloten)

kraakbeenstukjes

Afbeelding 4.4 Luchtpijp en bronchiën met hoefijzervormige kraakbeenstukken

4

De wand van de luchtpijp bestaat van binnen naar buiten uit de volgende onderdelen: – trilhaarepitheel met slijmcellen; dit is zeer gevoelig, waardoor bij prikkeling door stof reeds een hoestreflex ontstaat – bindweefsel met veel bloedvaten en zenuwen – glad spierweefsel – hoefijzervormige kraakbeenstukken die de luchtweg steeds openhouden.

4.1.5

longadertje (rood) longslagadertje (blauw)

trilhaar

longblaasje

Longen

De linker en rechter bronchus vertakken zich net als een boom zodat er in elke long steeds kleinere luchtpijptakken ontstaan. De wand van deze takken bevat kraakbeenstukjes. Bij de kleinste en laatste vertakkingen, de bronchiolen, ontbreekt in de wand het kraakbeen. Hier zorgen spiertjes voor het openhouden van de luchtweg. De bronchiolen eindigen in longtrechters met longblaasjes (afb. 4.5 en 4.6). Iedere long bevat zo’n 150 miljoen longblaasjes. Beide longen zijn omgeven door een dubbel vlies: – het buitenste blad, het borstvlies, is vergroeid met de binnenzijde van de borstkas en het middenrif – het binnenste blad, het longvlies, is op het longoppervlak gelegen.

tongbeen strottenhoofd

a d e m h a l i n g

schildkraakbeen ringkraakbeen kraakbeenstuk van luchtpijp sleutelbeen

rib luchtpijptak linkerlong longtrechtertje met longblaasjes

Afbeelding 4.6 Twee longtrechtertjes met longblaasjes; links: omgeven door haarvaten en rechts: overlangs doorgesneden

4.2

Gaswisseling

In de longblaasjes vindt de uitwisseling plaats van gassen. Door de zeer dunne wand van de longblaasjes wordt uit de ingeademde lucht zuurstof in het bloed (door de rode bloedcellen) opgenomen. Tegelijkertijd wordt koolstofdioxide uit het bloed aan de lucht in de longblaasjes afgestaan. Deze gaswisseling berust op het verschijnsel diffusie, dat wil zeggen dat een stof zich beweegt van plaatsen waar zich een grotere hoeveelheid van die stof bevindt, naar plaatsen waar een kleinere hoeveelheid van die stof aanwezig is. Zuurstof beweegt zich dus vanuit de zuurstofrijke lucht in de longblaasjes naar het zuurstofarme bloed aan de buitenzijde van de longblaasjes. Koolstofdioxide beweegt zich vanuit het bloed (waarin veel CO2 aanwezig is) naar de lucht in de longblaasjes, waar deze stof in het algemeen in een kleinere hoeveelheid aanwezig is (afb. 4.7).

longvlies borstvlies wand van het haarvat

ruimte voor het hart

wand van het longblaasje

middenrif

Afbeelding 4.5 De luchtwegen en de longen. De vertakkingen zijn in de rechterlong (dus links in de figuur) blootgelegd

In de ruimte tussen de beide vliezen (de pleuraholte) bevindt zich een dun laagje vocht: het pleuravocht. De pleuraholte is luchtdicht afgesloten. Het dubbele vlies en de luchtdichte afsluiting dwingen de longen alle bewegingen van de borstkas en het middenrif te volgen. De wand van de longblaasjes is zeer dun en bestaat slechts uit één laagje plaveiselepitheel. Hierdoor kunnen lucht en bloed in nauw contact met elkaar komen.

lucht O2 CO2

rode bloedcel

Afbeelding 4.7 Diffusie van zuurstof en koolstofdioxide in een longblaasje

39

a n a t o m i e

4.3

&

f y s i o l o g i e

ontstaat de uitademing (afb. 4.9). De uitademing is onder normale omstandigheden een passief gebeuren.

Ademhalingsbewegingen

De lucht in de longen moet regelmatig ververst worden. Dit vindt plaats doordat bij elke inademing een hoeveelheid buitenlucht aan de lucht in de longen wordt toegevoegd. Van deze gemengde lucht wordt een gedeelte uitgeademd. Om het verversen mogelijk te maken zijn ademhalingsbewegingen nodig.

4.3.1

Inademing

De inademing is een gevolg van het groter worden van de borstholte. De borstholte wordt vergroot door: – samentrekking van de tussenribspieren. Hierdoor worden de ribben omhoog getrokken en komt het borstbeen naar voren – samentrekking van de spieren van het middenrif. Het middenrif (diafragma) vormt de scheidingswand tussen de borst- en de buikholte. Het heeft de vorm van een koepel en wordt door de samentrekking afgeplat (afb. 4.8).

a

c

b

d

Afbeelding 4.9 De verschillende standen van de borstkas tijdens in- en uitademing. Tijdens het inademen gaan de ribben omhoog en opzij a borstkas van voren gezien na diepe uitademing b borstkas van opzij gezien na diepe uitademing c borstkas van voren gezien na diepe inademing d borstkas van opzij gezien na diepe inademing

luchtpijp rechterlong borstvlies longvlies middenrif a

b

Afbeelding 4.8 De grootte van de longen is afhankelijk van de stand van het middenrif a het middenrif staat bol, de longen zijn klein b het middenrif is afgeplat, de longen zijn groot

Het borstvlies en het longvlies volgen de bewegingen van de borstwand en het middenrif doordat de luchtdichte pleuraholte niet uitgerekt kan worden. Door het pleuravocht kunnen beide vliezen wel enigszins ten opzichte van elkaar verschuiven. Door deze vergroting van de borstholte wordt de ruimte in de longen groter, waardoor de druk vermindert. De lucht stroomt dan van buitenaf naar de longblaasjes. Zo ontstaat de inademing.

4.3.3 Soorten ademhaling Je kunt bij de ademhaling twee soorten onderscheiden: – de borstademhaling; hierbij wordt de borstholte voornamelijk vergroot door het optrekken van de ribben en het naar voren komen van het borstbeen – de buikademhaling; hierbij wordt de borstholte voornamelijk vergroot door het afplatten van het middenrif en het bewegen van de buikwand. In de praktijk is de ademhaling een samenspel van borst- en buikademhaling. Bij extra diepe ademhalingen worden de zogenaamde hulpademhalingsspieren ingeschakeld. Dit zijn halsspieren en spieren van de schoudergordel die bij samentrekking de schoudergordel en/of de ribben opheffen.

4.3.2 Uitademing

4.4 Na de inademing wordt de borstholte verkleind door het verslappen van de spieren van borstkas en middenrif. Door de zwaartekracht zakken de ribben naar beneden en het middenrif vormt weer een koepel. Het elastische longweefsel volgt deze bewegingen en de longen worden zo verkleind. De druk neemt toe en is dan groter dan de druk van de buitenlucht. Een gedeelte van de lucht in de longen zal nu naar buiten stromen. Zo

40

Regeling van de ademhaling

De ademhaling (één inademing en één uitademing) wordt geregeld naar behoefte. Het normale ademritme geschiedt automatisch. Het bedraagt ongeveer 16 ademhalingen per minuut. De voornaamste prikkel bij de regeling is het koolstofdioxidegehalte in het bloed. Wanneer je je adem inhoudt wordt dit gehalte in het bloed hoger. Dit hogere gehalte prikkelt het ademcen-

4

trum in het verlengde merg (hoofdstuk 9). Van daaruit gaan dan via zenuwen signalen naar de ademhalingsspieren, waarna de ademhaling onmiddellijk wordt versneld. Wanneer er voldoende koolstofdioxide aan de longen is afgegeven en daarna is uitgeademd, verdwijnt de drang tot sneller ademhalen. Zuurstofgebrek heeft weinig invloed op de ademhaling. De ademhaling wordt pas versneld wanneer het zuurstofgehalte van de buitenlucht zeer laag is (beneden 15%). Je kunt op elk moment zelf de ademhalingsbewegingen beïnvloeden. Je kunt het ademhalingsritme versnellen of je adem inhouden. Bij het spreken, zingen of het bespelen van een blaasinstrument is deze bewuste controle op de ademhalingsspieren van groot belang. De normale ademhaling kan op diverse manieren onderbroken worden, namelijk door: – de slikreflex; tijdens het slikken wordt het ademcentrum krachtig geremd, waardoor de ademhaling ophoudt op het moment dat voedsel of water de ingang van de luchtpijp passeert. Zo wordt voorkomen dat dit in de luchtpijp komt – de hoestreflex; wanneer het slijmvlies van de luchtpijp en de bronchiën wordt geprikkeld, sluit de stemspleet. De lucht in de longen komt nu door de uitademingsspieren onder druk te staan. Doordat de stemspleet plotseling opengaat, stroomt de lucht met een soort explosie naar buiten. Hierbij worden slijm en andere ongerechtigheden meegenomen – de niesreflex; hierbij gebeurt ongeveer hetzelfde als bij het hoesten. Nu wordt echter het slijmvlies van de neusholte geprikkeld. Meestal wordt de stemspleet niet gesloten en wordt de lucht met een soort explosie door de neus uitgeademd (afb. 4.10)

Afbeelding 4.10

a d e m h a l i n g

– de braakreflex; wanneer de maaginhoud terugkeert naar de keelholte kan er een gevaarlijke toestand voor de luchtwegen ontstaan. De maaginhoud passeert dan immers in omgekeerde richting het moeilijke kruispunt in de keelholte, hetgeen meestal op een onverwacht ogenblik gebeurt. Door te braken voorkom je dat de maaginhoud in de luchtpijp terecht komt. Hierbij trekken de spieren van het strottenhoofd zich krachtig samen, nog voordat de maaginhoud in de keelholte is aangekomen – zuchten; regelmatig treedt bij de ademhaling een diepe inademing op. Dit voorkomt het dichtklappen van longblaasjes – hikken; hierbij gaat het middenrif plotseling samentrekken, waardoor lucht in de longen wordt gezogen. De stemspleet sluit zich en de snelle, plotseling gestopte inademing veroorzaakt het bekende hikgeluid. Je kunt de hik krijgen door een rechtstreekse prikkeling van de keelholte of het middenrif zoals bij haastig eten of drinken – geeuwen of gapen; hierbij volgt in het algemeen een diepe uitademing op een diepe inademing. Je geeuwt ’s avonds bij vermoeidheid, maar ook wel ’s morgens bij het wakker worden. Ook geeuw je bij honger, verveling en bij het zien gapen van anderen. Een duidelijke prikkel als veroorzaker van het gapen is niet bekend. Misschien speelt een onvoldoende bloedvoorziening van de hersenen een rol. Door gapen zou niet alleen een betere luchtverversing plaatsvinden, maar tevens een betere verdeling van het rondstromende bloed.

4.5

Longcapaciteit

De maximale longinhoud van beide longen samen is bij volwassen personen ongeveer 6 liter. Deze inhoud is sterk afhankelijk van of je een man of een vrouw bent, van je lichaamsbouw, je gewicht en of je al of niet veel traint. Per ademhaling wordt ongeveer 500 ml lucht in- en uitgeademd. Ongeveer eenderde deel hiervan blijft hangen in de ademhalingswegen tot aan de longtrechters. Je kunt na een normale inademing nog een hoeveelheid lucht extra inademen. Ook kun je na een normale uitademing nog een hoeveelheid lucht extra uitademen. Men spreekt dan ook over de vitale capaciteit van de longen, dat wil zeggen de hoeveelheid lucht die na een maximale uitademing maximaal kan worden ingeademd of na een maximale inademing maximaal kan worden uitgeademd. Door de vitale capaciteit te meten kan de beweeglijkheid van de borstkas en de conditie van het longweefsel bepaald worden. Na een zeer diepe uitademing blijft er toch nog lucht in de longen achter, ongeveer 1200 ml. Bij een normale ademhaling wordt een kleine hoeveelheid verse lucht gemengd met de in de longen aanwezige lucht. Hierdoor is de samenstelling van de lucht in de longblaasjes vrijwel constant.

41

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

De onderlinge verhouding van zuurstof, koolstofdioxide en stikstof is weergegeven in afbeelding 4.11.

1% 4%

1% 0,04%

16%

20%

79%

79%

a

b

overige gassen

zuurstof

koolstofdioxide

stikstof

Afbeelding 4.11 De samenstelling van de ingeademde lucht (a) en van de uitgeademde lucht (b)

42

5

Temperatuurregeling

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_5, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

5

t e m p e r a t u u r r e g e l i n g

Door temperatuurregeling kun je de warmte van het lichaam en de temperatuur van de omgeving zó gebruiken, dat je lichaamstemperatuur op peil blijft. Om goed te functioneren heeft het lichaam een constante temperatuur nodig en je voelt je het prettigst bij een bepaalde temperatuur. Bij het handhaven van de lichaamstemperatuur speelt de huid een belangrijke rol. Bovendien kun je een aantal maatregelen nemen die de invloed van de omgevingstemperatuur verkleinen en die het lichaam helpen zijn temperatuur op peil te houden. Denk hierbij aan: – het aanpassen van je kleding – het verrichten van activiteiten die warmte opleveren – het vermijden van overmatige hitte en koude – het kiezen van de juiste voeding. Zoals gezegd speelt de huid een belangrijke rol bij het handhaven van een constante lichaamstemperatuur. De structuren en functies van de huid hebben we in hoofdstuk 1 besproken. Hier zullen we verder ingaan op de warmte- en koudezintuigen die in de huid zijn gelegen. We bespreken eveneens de andere structuren van de huid die met de temperatuurregeling te maken hebben. Dat zijn de bloedvaatjes in de lederhuid, de zweetkliertjes, het onderhuids vetweefsel en de beharing van de huid. Maar eerst kijken we naar de lichaamstemperatuur als zodanig. Vervolgens besteden we aandacht aan de processen van warmteproductie en warmte-afgifte en hoe deze processen onze lichaamstemperatuur in evenwicht houden.

5.1

Lichaamstemperatuur

Bij de mens is de gemiddelde temperatuur in het lichaam ongeveer 37 °C . Bij deze temperatuur werken de organen het beste en verlopen de scheikundige reacties in je lichaam veel sneller dan bij een lagere temperatuur. Dit alles heeft te maken met de werking van enzymen. De temperatuur van je lichaam, die in het algemeen hoger is dan de temperatuur van de omgeving, moet in verband met het bovenstaande binnen nauwe grenzen worden gehandhaafd. Een afwijking van slechts enkele graden naar boven of naar beneden brengt je leven reeds in gevaar. In ons lichaam bestaan plaatselijke verschillen in temperatuur. Dit is afhankelijk van de mate van doorbloeding en van de stofwisselingsactiviteiten ter plaatse. In de lichaamskern (de hersenen en de organen in de romp) treffen we de lichaamstemperatuur van 37 °C aan. In de lichaamsschil (de huid en de ledematen) is de temperatuur lager, meestal 34 °C. De temperatuur in de schil is bovendien onder invloed van de omgeving aan grote schommelingen onderhevig. De lichaamstemperatuur wordt nauwkeurig gemeten in het rectum. Door rectale temperatuurmeting kun je de kerntemperatuur meten dank zij de vele bloedvaatjes en de goed afgesloten holte. Ook het oor is een goede plaats om de temperatuur te meten. Het trommelvlies heeft namelijk een bloedtoevoer die vergelijkbaar is met die van het regelcentrum voor de temperatuur in de hersenen. Moderne meetapparatuur, de oorthermometer, maakt een snelle en nauwkeurige meting mogelijk. Me-

tingen in de oksel (axillaire meting; axilla = oksel) of in de mondholte (oraal; os = mond) zijn minder betrouwbaar. Er zijn niet alleen plaatselijke verschillen in de lichaamstemperatuur. Ook de hierna volgende factoren hebben invloed op onze temperatuur. – Het moment van de dag: ’s morgens bij het wakker worden is je temperatuur het laagst, terwijl die ’s avonds het hoogst is. In de loop van de dag loopt de lichaamstemperatuur geleidelijk op. Het verschil tussen de temperatuur ’s morgens en ‘s avonds bedraagt meestal niet meer dan 1 °C. Het verschil kan soms wel tot 2 °C oplopen, zonder dat dit gevaar oplevert voor het goed functioneren van je lichaam (afb. 5.1). – Lichamelijke inspanningen: doordat de stofwisseling en de spierspanning (tonus) toenemen, wordt je lichaamstemperatuur hoger. – Bij vrouwen de menstruatiecyclus: het tijdstip van het vrijkomen van de eicel (de ovulatie) gaat gepaard met een temperatuurverhoging van ongeveer 0,5 °C. De verhoging blijft gehandhaafd tot aan het tijdstip van de menstruatie. Hierop berust de ‘temperatuurmethode’ om zwangerschap te voorkomen. – Koortsverwekkende stoffen: we spreken van koorts wanneer de temperatuur 38 °C of hoger is. Koorts wordt veroorzaakt door de invloed van giftige stoffen die bijvoorbeeld ontstaan bij infectieziekten en ontstekingen. Deze stoffen hebben invloed op het regelcentrum voor de temperatuur, dat gelegen is in de tussenhersenen (hoofdstuk 9). Onder invloed van

45

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

temperatuur in °C

deze giftige stoffen wordt de warmteproductie opgevoerd, terwijl tegelijkertijd de warmte-afgifte wordt geremd.

38 37 36 35

0

2

nacht

4

6

8

10

12

2

4

6

8

middag

10

12

nacht tijd in uren

Afbeelding Temperatuurverloop bij gedurende de mens gedurende fbeelding 5 1 5.1 Temperatuurverloop bij de mens een etmaal

lijk warmte afstaat. De isolerende werking door de beharing speelt bij de mens, in tegenstelling tot bij de meeste dieren, geen rol van betekenis. Het menselijk lichaam beschikt over een aantal mogelijkheden om zich aan te passen aan de wisselende omgevingstemperatuur. Kleding is een van de mogelijkheden, maar bijvoorbeeld ook het aanpassen van je verblijfplaats of het maken van willekeurige spierbewegingen, zoals het stampen met de voeten, het over elkaar slaan van de armen of het handenwrijven (afb. 5.2). Ons lichaam zelf beschikt over een regelcentrum dat automatisch reageert op een te hoge of op een te lage lichaamstemperatuur. De registratie van de lichaamstemperatuur vindt daarbij plaats door de warmte- en koudezintuigen. Deze zintuigen, de thermoreceptoren, zijn zeer gevoelig voor temperatuurschommelingen (thermo = warmte; receptor = ontvanger).

een etmaal

5.2

Warmteproductie en warmte-afgifte

Afwijkingen van de normale lichaamstemperatuur dienen zoveel mogelijk beperkt te worden. Het is daarom van belang de warmteproductie ongeveer gelijke tred te laten houden met de warmte-afgifte. De warmteproductie komt voornamelijk tot stand door de stofwisselingsprocessen in het lichaam en door de werking van de spieren. Bij de verbranding in de cellen wordt onder andere warmte geproduceerd. Deze warmte wordt afgestaan aan het bloed. Het bloed stroomt naar alle onderdelen van het lichaam, waardoor de warmte goed verdeeld wordt. Het bloed vervoert dus niet alleen allerlei stoffen door het lichaam, maar ook warmte. Wanneer de lichaamstemperatuur daalt, zal de warmteproductie verhoogd moeten worden en dient tegelijkertijd de warmte-afgifte zoveel mogelijk beperkt te worden. Onder normale omstandigheden staat ons lichaam voortdurend warmte af. Omdat ons lichaam een hogere temperatuur heeft dan de omgeving zal er voortdurend vanuit de huid (de schil) warmte worden uitgestraald naar de omgeving. Ook binnen het lichaam wordt voortdurend warmte getransporteerd. We hebben immers gezien dat het binnenste (de kern) van ons lichaam een hogere temperatuur heeft dan de schil, de huid. Kortom: er vindt voortdurend warmte-afgifte plaats vanuit de kern naar de schil, en vervolgens vanuit de schil naar buiten. Gelukkig bezit ons lichaam een isolerende vetlaag in de vorm van het onderhuids bindweefsel (afb. 1.12), waardoor de warmte-afgifte wordt beperkt. Bovendien maken we rondom ons lichaam een warmte-isolerende luchtlaag met onze kleding. Zo heeft wollen kleding door het vasthouden van de luchtlaag een goede isolerende werking, terwijl katoenen kleding juist gemakke-

46

Afbeelding 5.2

De warmtezintuigen liggen verspreid in de huid. Ze liggen diep in de lederhuid. We treffen ze vooral aan op de handen en in het gezicht. De warmtezintuigen liggen ook in het slijmvlies van de neusholte, de mondholte en de slokdarm. De koudezintuigen liggen eveneens verspreid in de huid met dien verstande dat ze vlak onder de opperhuid liggen, dus veel oppervlakkiger dan de warmtezintuigen. De koudezintuigen treffen we vooral aan in het hoornvlies van het oog en onder het slijmvlies van de monden keelwand. De warmtezintuigen worden geprikkeld bij verwarming van de huid en de koudezintuigen bij afkoeling van de huid. Bij prikkeling door warmte of koude gaan er vanuit deze zintuigen via zenuwen signalen naar het regelcentrum in de hypothalamus, het onderste deel van de tussenhersenen (hoofdstuk 9). Dit centraal regelcentrum heeft vooral invloed op de wijdte van de bloedvaten in de huid (vaatverwijding of vaatvernauwing) en op de activiteiten van de zweetklieren. Wanneer er veel zweet wordt afgescheiden zal dit vanzelf op de huid komen te liggen. Door verdamping van het zweet (hiervoor is warmte nodig die o.a. wordt onttrokken aan de huid) zal er afkoeling plaatsvinden. Door middel van

5

transpireren kunnen we hogere omgevingstemperaturen verdragen (afb. 5.3). Wanneer de omgeving echter een hoge vochtigheidsgraad heeft wordt de verdamping van het zweet moeilijk of zelfs onmogelijk.

t e m p e r a t u u r r e g e l i n g

georganiseerde marathon behalve de gebruikelijke verzorgingsposten voor drank en voedsel, ook tussendoor veel ‘sponsposten’ vereist zijn ter verfrissing en verkoeling. Dat water in ons lichaam een belangrijke rol vervult als koelwater, zal nog eens ter sprake komen in het volgende hoofdstuk, paragraaf 6.3.6.

5.2.2 Verhoging lichaamstemperatuur Wanneer de lichaamstemperatuur te laag dreigt te worden, zal het temperatuurcentrum onder invloed van ‘berichten’ vanuit de koudezintuigen, de warmte-afgifte verminderen door: – vernauwing van de bloedvaten in de huid (bleek worden) – vermindering van de zweetproductie.

Afbeelding 5.3

5.2.1

Verlaging lichaamstemperatuur

Wanneer de lichaamstemperatuur te hoog dreigt te worden zal het temperatuurcentrum in de tussenhersenen, onder invloed van ‘berichten’ vanuit de warmtezintuigen, de warmteproductie verminderen en tegelijkertijd de warmte-afgifte bevorderen. De warmteproductie wordt verminderd door verlaging van de spierspanning (spiertonus). De warmte-afgifte wordt bevorderd door: – verwijding van de bloedvaten in de huid (blozen) en in de slijmvliezen van de bovenste luchtwegen – vergroting van de zweetproductie door de zweetkliertjes in de huid. Ondanks de goed functionerende warmteregulatie kan de lichaamstemperatuur soms toch te hoog oplopen zodat er een levensbedreigende situatie ontstaat. Mede door de groeiende populariteit van het langeafstandlopen en -fietsen (marathon, triatlon enz.), zien we soms atleten die het slachtoffer worden van een hitteberoerte, officieel: thermoplegie (letterlijk: warmteverlamming). De normale regelmechanismen (vaatverwijding, transpiratie) blijken bij langdurige, zware inspanningen soms onvoldoende te zijn. De lichaamstemperatuur kan dan oplopen tot meer dan 41 °C. In zo’n geval is er sprake van hyperthermie, wat leidt tot een hitteberoerte. De belangrijkste symptomen daarvan zijn: desoriëntatie, evenwichtsstoornissen, verwardheid, stuiptrekkingen en coma. Door ernstige complicaties (o.a. van hart en nieren) is soms de dood het gevolg. Voornoemde situaties doen zich vooral voor bij zeer warm en drukkend zomerweer. Door de hoge luchtvochtigheid (en door gebrek aan wind) wordt het zweet nauwelijks verdampt, zodat de lichaamstemperatuur almaar stijgt. Vandaar dat bijvoorbeeld bij een goed

Tegelijkertijd zal de warmteproductie worden verhoogd door: – activering van de verbranding van glucose in de cellen. Hierbij speelt het schildklierhormoon thyroxine een belangrijke rol (hoofdstuk 10) – toename van spieractiviteiten zoals verhoging van de spierspanning, rillen, klappertanden. Deze toename van spieractiviteiten wordt heel duidelijk bij de zogenaamde koude rilling. Een koude rilling ontstaat wanneer de lichaamstemperatuur plotseling snel en sterk stijgt (een plotselinge hoge koorts). Hierbij zien we naast de vaatvernauwing in de huid (bleek zien) een grote spieractiviteit: heel het lichaam rilt en het klappertanden is zeer hevig. Dit rillen en klappertanden duurt voort totdat in het centraal regelcentrum een nieuwe verhoogde instelwaarde is bereikt. Het is als het ware te vergelijken met een centrale verwarming waarbij de thermostaat enkele graden hoger is gezet. Voor de ‘kachel’ (de tussenhersenen) is het nu relatief te koud en onmiddellijk zal alles in het werk worden gesteld om de warmte in de ‘kamer’ (het lichaam) op te krikken tot het nieuwe niveau. We blijven het dus ‘koud’ hebben tot het moment dat het nieuwe niveau is bereikt. Daarna slaat de kachel onmiddellijk af (het regelcentrum stopt met zijn activiteiten). Het blijkt dan ook dat de koorts het hoogst is op het moment dat de rillingen en het klappertanden stoppen. Na de koude rilling gaat de lichaamstemperatuur dalen en zal het lichaam het teveel aan warmte afvoeren door verwijding van de bloedvaten in de huid (rood zien) en door overmatig transpireren. De toename van spieractiviteiten zoals hier bedoeld heeft ook tot gevolg dat de huid rondom de haartjes iets naar boven wordt gedrukt en de haartjes rechtop gaan staan: kippenvel. Het rechtop staan van de haartjes is bedoeld om de luchtstroom rondom ons lichaam te verminderen. Gezien onze geringe lichaamsbeharing en onze kledinggewoonten heeft kippenvel echter nauwelijks invloed op het tegengaan van warmteverlies. Bij dieren met vachtharen is dit wel van betekenis.

47

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

In afbeelding 5.4 geven we ten slotte een schematisch overzicht van de temperatuurregeling zoals die door ons lichaam zelf plaatsvindt met behulp van de thermoreceptoren: de warmte- en koudezintuigen.

koude omgeving

koudezintuigen

warme omgeving

temperatuurcentrum in de tussenhersenen (hypothalamus)

warmtezintuigen

1. afname warmte-afgifte - vaatvernauwing - verminderde zweetproductie

1. toename warmte-afgifte - vaatverwijding - toename zweetproductie

2. toename warmteproductie - meer verbranding - toename spieractiviteiten • hogere spierspanning • rillen • klappertanden • kippenvel

2. afname warmteproductie - minder verbranding - afname spieractiviteiten • lagere spierspanning

hogere lichaamstemperatuur

lagere lichaamstemperatuur

Afbeelding 5.4 Schema van de temperatuurregeling met behulp van de koude- en warmtezintuigen

48

6

Spijsvertering

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_6, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

6

s p i j s v e r t e r i n g

Onze maaltijden en tussendoortjes zijn samengesteld uit verschillende levensmiddelen (voedingsmiddelen) zoals brood, kaas, vlees, aardappelen, groente en fruit. In de voedingsmiddelen komen zo’n 50 stoffen voor die onontbeerlijk zijn voor het lichaam. Deze stoffen worden voedingsstoffen of nutriënten genoemd. De voedingsstoffen kunnen in 6 groepen worden verdeeld: – eiwitten – vetten – koolhydraten – vitaminen – mineralen – water. Elke groep heeft een eigen functie in het lichaam. Goede voeding bevat voldoende van deze voedingsstoffen. Door de spijsvertering worden de voedingsstoffen, voorzover nodig, afgebroken tot stoffen die opgenomen kunnen worden in het bloed. Daarna worden ze vervoerd naar hun eindbestemming, de cellen. Vitaminen, mineralen en water kunnen vrijwel ongehinderd door de wand van het darmkanaal worden opgenomen in het bloed. Eiwitten, vetten en koolhydraten kunnen niet door de darmwand worden opgenomen in het bloed. Deze stoffen moeten eerst worden verteerd (gesplitst) tot kleinere moleculen. In het spijsverteringskanaal scheiden diverse klieren sappen af zoals speeksel, maagsap en darmsap, die belangrijk zijn voor de vertering. In deze sappen bevinden zich talrijke enzymen, die inwerken op de eiwitten, vetten en koolhydraten. De enzymen breken deze stoffen af tot kleine moleculen die wel geschikt zijn om in het bloed te kunnen worden opgenomen. Het voedsel dat niet verteerd kan worden, wordt ook niet opgenomen in het bloed en blijft in de darm achter. Deze onverteerde resten verlaten het lichaam met de ontlasting of feces (fecaliën). Het mechanisme om de ontlasting te verwijderen, wordt defecatie (stoelgang) genoemd.

6.1

Voeding

Bij de spijsvertering hebben we te maken met twee zaken, namelijk enerzijds de voedingsstoffen en anderzijds het spijsverteringskanaal. Willen we de vertering in het verteringskanaal een beetje begrijpen, dan dienen we eerst het nodige te weten omtrent het voedsel dat we dagelijks eten en drinken. Wanneer we over voedsel spreken is het nuttig allereerst een onderscheid te maken tussen de begrippen voedingsmiddel en voedingsstof. Een voedingsmiddel is de algemene benaming van producten waarin voedingsstoffen voorkomen. Er zijn zeer veel voedingsmiddelen, die in verschillende groepen zijn verdeeld zoals groente, vruchten, vlees, aardappelen en graanproducten. De talrijke voedingsstoffen worden, zoals we reeds hebben besproken, in zes groepen onderverdeeld. Ze hebben de volgende functies. – Bouwstof. De belangrijkste bouwstoffen zijn water, eiwitten en mineralen. De bouwstoffen zijn vooral belangrijk tijdens de groei. Er moeten dan veel nieuwe cellen en tussencelstof (denk aan botweefsel)

worden gemaakt. Voor de aanmaak van nieuwe cellen heb je altijd water en eiwitten nodig (denk aan celplasma). Voor de ontwikkeling en het in stand houden van de botten zijn mineralen, met name calcium (kalk) nodig. Behalve voor de groei zijn de bouwstoffen ook nodig ter vervanging van afgestorven cellen. Zo moeten er in het rode beenmerg per seconde 2,5 miljoen rode bloedcellen worden gemaakt om het verlies door afsterven te kunnen opvangen. Ook na een periode van voedselgebrek, uitdroging of ziekte moeten er vele cellen worden bijgemaakt. Dat water een belangrijke bouwstof is blijkt onder andere uit het gegeven dat ongeveer 60% van ons lichaam uit water bestaat. – Energieleverende stof (brandstof). De energieleverende stoffen zijn vetten, koolhydraten en soms ook eiwitten (afb. 6.1). Iedere cel heeft om in leven te blijven en om zijn functies te kunnen uitoefenen energie nodig. Deze energie haalt de cel uit de brandstoffen. Zo heeft een spiercel brandstof nodig om te kunnen samentrekken en een zenuwcel om elektrische signalen door te kunnen seinen.

51

a n a t o m i e

33% vetten

&

f y s i o l o g i e

12% eiwitten

groepen. Van elke productgroep heeft men aangegeven welke voedingsstof daarin het meest voorkomt, het zogenaamde hoofdkenmerk van die productgroep (tabel 6.1). Tabel 6.1 Indeling van de voedingsmiddelen

productgroepen

hoofdkenmerk

aardappelen, peulvruchten, rijst, koolhydraat pasta, brood en ontbijtproducten, koek en gebak, zoete versnaperingen, suiker en zoet beleg 55% koolhydraten

groente, fruit en vruchtensappen

vitamine C

melk en melkproducten, kaas, vlees en vleeswaren, gevogelte, ei, vis, sojaproducten en snacks

eiwit

halvarine, margarine, olie en frituurvet, bak en braadproducten, noten en hartige sauzen

vet

Afbeelding 6.1 Voedingsstoffen die energie leveren

– Regulerende stof. Er is een groot aantal stoffen die, hoewel in kleine hoeveelheden, moeten worden opgenomen omdat ze onmisbaar zijn voor het leven. Het zijn de vitaminen en mineralen. Omdat ze lichaamsprocessen regelen en dus ons lichaam bescherming bieden, worden ze regulerende of beschermende stoffen genoemd. We hebben niet van alle voedingsstoffen evenveel nodig. Het kan per dag variëren van enkele milligrammen tot tientallen grammen. De benodigde hoeveelheid wordt onder andere bepaald door geslacht, leeftijd, gewicht, gezondheid en het dagelijks werk. Tijdens de groei, bij herstel (na ziekte) en tijdens zwangerschap is de behoefte verhoogd. Ons lichaam is in staat van verschillende voedingsstoffen reserves aan te leggen, zoals van vet, van koolhydraten en van sommige mineralen en vitaminen. Het reservevet is opgeslagen onder de huid (waar het tevens voor de warmte-isolatie zorgt) en rondom enkele organen zoals de nieren, waar het tevens ter bescherming dient (steunvet). Koolhydraten zijn opgeslagen in de spieren en in de lever. De lever is tevens een opslagplaats voor enkele vitaminen. Botten kunnen we beschouwen als opslagplaatsen voor mineralen zoals calcium (kalk). Dergelijke reserves komen goed van pas in tijden waarin om welke reden dan ook te weinig wordt opgenomen of wanneer de behoefte aan voedingsstoffen is verhoogd. Bij een ernstig tekort aan voedingsstoffen ontstaan er verschijnselen die bekend staan als gebreksziekten of deficiëntieziekten. Zo ontstaat Engelse ziekte (rachitis) door een ernstig tekort aan vitamine D. Wanneer men gedurende langere tijd meer eet dan men nodig heeft spreekt men van overvoeding, hetgeen leidt tot overgewicht of vetzucht (adipositas; adipeus = zwaarlijvig, vet). Voeding en gezondheid hebben alles met elkaar te maken. Het is daarom van belang goed te letten op onze voeding. Door het Voedingscentrum Nederland is een indeling gemaakt van voedingsmiddelen in product-

52

6.2

Verbranding en energie

Uit het dagelijks leven weten we dat bij verbranding van bijvoorbeeld aardgas of olie energie vrijkomt in de vorm van warmte. Deze warmte wordt dikwijls omgezet in andere vormen van energie, zoals mechanische energie (auto) of elektrische energie (krachtcentrales die elektriciteit leveren). In levende cellen wordt eveneens energie vrijgemaakt. De brandstoffen waarover de cel beschikt zijn vooral vetten en koolhydraten. Eiwitten dienen hoofdzakelijk als bouwstof, maar kunnen onder bepaalde omstandigheden ook als brandstof dienst doen. Het verbrandingsproces in een cel kunnen we schematisch als volgt weergeven: brandstof + zuurstof → energie + verbrandingsproducten. Een cel moet dus voor de verbranding niet alleen over brandstof beschikken, maar er moet ook altijd zuurstof aanwezig zijn. Met de verbrandingsproducten bedoelen we de afvalstoffen die bij de verbranding vrijkomen. Het betreft meestal koolstofdioxide (CO2) en water (H2O). De energie die bij verbranding vrijkomt wordt uitgedrukt in joule (J), uit te spreken als dzjoel, genoemd naar de Engelse natuurkundige James Prescott Joule (1818-1899). Men werkt dikwijls met kilojoule (= 1000 joule = 1 kJ). Vetten hebben de hoogste energetische waarde. Eén gram vet levert bij verbranding 38 kJ. Koolhydraten en ook eiwitten leveren per gram slechts ongeveer 17 kJ.

6

Afhankelijk van onder andere geslacht, leeftijd, gewicht, lengte, gezondheidstoestand en dagelijkse activiteiten, varieert bij de mens de totale behoefte per etmaal van ongeveer 7500 tot 12 500 kJ. Het grootste gedeelte hiervan, ongeveer 7000 kJ, is nodig voor de zogenaamde inwendige arbeid. Wanneer de mens in volkomen rust is wordt er door het lichaam nog steeds zeer veel arbeid verricht, bijvoorbeeld het kloppen van het hart, de bewegingen van de darmen (peristaltiek), de ademhalingsbewegingen en de hersenactiviteiten. Door deze inwendige arbeid wordt voortdurend energie verbruikt. Dit energieverbruik wordt ruststofwisseling of basaalmetabolisme genoemd. Wanneer we de verbranding in de cellen, ook wel biologische oxidatie genoemd, vergelijken met de verbranding van bijvoorbeeld aardgas en hout, dan zijn er enkele verschillen te noemen. Bij de verbranding buiten het lichaam komt de energie uitsluitend vrij in de vorm van warmte. Die verbranding gaat altijd gepaard met vuurverschijnselen. Deze verbrandingsreacties verlopen zeer snel. De warmte komt namelijk altijd plotseling vrij. Bij de verbranding in de cellen komt slechts een klein gedeelte als warmte vrij. Bovendien verloopt de verbranding in de cel vrij langzaam en bij lage temperatuur. Dit is mogelijk door de betrokkenheid van enzymen. Enzymen maken het mogelijk dat in de cellen het voedsel op een rustige wijze kan worden verbrand. Het is daar geen explosief gebeuren, zodat de vrijkomende energie kan worden gebruikt voor activiteiten waar de cel iets aan heeft. De energie die bij verbranding in de cellen vrijkomt kunnen we gebruiken voor de volgende activiteiten. – Mechanische arbeid. Deze is nodig voor de vele spieractiviteiten in ons lichaam (hartwerking, darmperistaltiek, adembewegingen enz.), dus voor de inwendige arbeid, en voor de spieractiviteiten om ons dagelijks werk te doen, dus voor de uitwendige arbeid. – Chemische arbeid. In ons lichaam moeten veel opbouwprocessen plaatsvinden waarvoor energie nodig is. Denk in dit verband aan de opbouw van de vele eiwitten in ons lichaam (de eiwitten in alle cellen, met name in de spiercellen). – Elektrische arbeid. Zenuwcellen, maar ook spiercellen kunnen alleen dan werken als er een potentiaalverschil (spanningsverschil) bestaat tussen de buitenkant en de binnenkant van de celmembranen. Het handhaven van deze spanning kost energie. – Handhaving lichaamstemperatuur. Zoals we gezien hebben komt slechts een klein gedeelte van de totale energie vrij in de vorm van warmte. Indien alle energie in de vorm van warmte zou vrijkomen, zouden we verbranden! Er moet natuurlijk wel warmte vrijkomen om het lichaam op temperatuur te houden. De overtollige warmte kunnen we, dank zij het vermogen van de temperatuurregulatie, afgeven, zoals in het voorgaande hoofdstuk is besproken.

6.3

s p i j s v e r t e r i n g

Voedingsstoffen

Nu we een aantal algemene zaken hebben besproken met betrekking tot de voedingsmiddelen, voedingsstoffen en energie, zullen we wat nader ingaan op de voedingsstoffen afzonderlijk, in de volgorde: eiwitten, vetten, koolhydraten, vitaminen, mineralen en water. Hierbij behandelen we achtereenvolgens de bron (de voedingsmiddelen waarin ze voorkomen), de functie, de dagelijkse behoefte, de bouw en de vertering; de laatste twee alleen voor wat betreft de eiwitten, de vetten en de koolhydraten, om daardoor de verteringsprocessen beter te kunnen begrijpen.

6.3.1

Eiwitten

Bron De eiwitten of proteïnen kunnen we verdelen in plantaardige eiwitten en dierlijke eiwitten. Plantaardige eiwitten komen voor in: brood, aardappelen, graanproducten en peulvruchten. Dierlijke eiwitten treffen we aan in: vlees, vis, wild en gevogelte, ei, melk en melkproducten.

Functie Eiwitten doen vooral dienst als bouwstof. Als bouwstoffen zijn de eiwitten onmisbaar. De cellen van ons lichaam bestaan namelijk voor een groot gedeelte uit eiwitten, met name de spiercellen. Uit het voedseleiwit maakt het lichaam dus lichaamseiwitten om daarmee nieuwe cellen te maken en afgestorven cellen te vervangen. De eiwitten kunnen soms ook als energieleverende stof worden gebruikt. Dat gedeelte van de eiwitten namelijk dat niet als bouwstof wordt gebruikt, wordt verbrand. Ons lichaam is niet in staat om eiwitten op te slaan. Er wordt ook eiwit verbrand bij een tekort aan de andere brandstoffen (vetten en koolhydraten).

Behoefte De behoefte aan eiwit bedraagt voor een volwassene ongeveer 0,75 gram eiwit per kg lichaamsgewicht. Dus iemand die 60 kg weegt heeft per dag 60 ⫻ 0,75 gram = 45 gram eiwit nodig. Tijdens de groei, dus bij kinderen, is de behoefte groter. Dit geldt eveneens voor patiënten met grote wonden, na operaties, voor zwangeren en jonge moeders die de baby borstvoeding geven. Bij een tekort aan eiwit ontstaan zwakte en verminderde weerstand.

Bouw Eiwitten zijn opgebouwd uit bouwstenen die aminozuren worden genoemd. Er bestaan ongeveer 20 soorten aminozuren. Ieder eiwit is opgebouwd uit een groot aantal aminozuren. Voor een eiwit is niet alleen het aan-

53

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

tal aminozuren bepalend, maar vooral ook de volgorde waarin ze aan elkaar zijn gekoppeld. Er zijn dus talloze combinaties.

6.3.2 Vetten

Vertering

Vetten komen vooral voor in halvarine, margarine en roomboter. Dit zijn de zichtbare vetten. Daarnaast kennen we de zogenaamde onzichtbare vetten in voedingsmiddelen zoals kaas, koekjes, chips, nootjes, vette vis en snacks. In de voeding komt ook cholesterol voor. Dit is een vettige stof die evenals bovengenoemde vetten niet in water oplost. Het lichaam heeft cholesterol nodig, maar kan deze stof zelf produceren. Dit gebeurt door de lever. Cholesterol komt veel voor in eieren (eierdooier), orgaanvlees (lever, nier), mosselen, garnalen, roomboter en slagroom.

De vertering van eiwitten vindt plaats met behulp van een aantal enzymen die we samenvatten onder de naam eiwitsplitsende enzymen of proteïnasen. Deze bevinden zich in het maagsap, het alvleeskliersap (pancreassap) en het darmsap. Dit betekent dus dat de eiwitvertering pas begint in de maag. Onder invloed van het enzym pepsine, dat zich in het maagsap bevindt, worden de grote eiwitmoleculen afgebroken tot kleinere moleculen. In de dunne darm gaat de vertering verder onder invloed van het eiwitsplitsende enzym trypsine uit het pancreassap. Als dit enzym zijn werk gedaan heeft zijn de eiwitten reeds afgebroken tot moleculen die nog maar uit enkele aminozuren bestaan. De vertering van de eiwitten wordt ten slotte voltooid door het eiwitsplitsende enzymmengsel (erepsine) uit het darmsap. We hebben dan uitsluitend aminozuren over die klein genoeg zijn om opgenomen te worden in het bloed (resorptie). Via de poortader worden de aminozuren vervoerd naar de lever. In afbeelding 6.2 zijn de eiwitvertering en de resorptie schematisch weergegeven.

Bron

Functie Vetten hebben in ons lichaam de volgende functies. – Energieleverende stof: vetten hebben een hoge energetische waarde en zijn dan ook onze belangrijkste brandstof. – Energie-opslag: in het onderhuids bindweefsel ligt veel vet opgeslagen (vetdepot). – Isolatie: dit geldt zowel ten aanzien van elektrische isolatie als voor warmte-isolatie. Rondom de zenuwceluitlopers bevindt zich een schede opgebouwd uit myeline (mergschede) waardoor er tijdens de stroomgeleiding geen kortsluiting kan

koolhydraten

eiwitten

zetmeel (amylum)

suiker (sacharose)

pepsine (maagsap)

amylase (speeksel en pancreassap)

trypsine (pancreassap)

maltose erepsine (darmsap)

aminozuren

maltase (darmsap)

sacharase (darmsap)

glucose en fructose

glucose

poortader

Afbeelding 6.2 Schematisch overzicht van de vertering van eiwitten (links) en de meest voorkomende koolhydraten, zetmeel en suiker (rechts)

54

6

ontstaan (par. 1.1.4). Het onderhuidse vetweefsel heeft naast de opslagfunctie ook een warmte-isolerende functie. – Steunfunctie: bijvoorbeeld het steunvet rondom de nieren en het steunvet in de oogkassen achter de oogbol. – Bouwstof: vetten zijn belangrijke bouwstenen van celmembranen. Cholesterol is met name bekend als bouwstof van het zenuwweefsel. Het is een bestanddeel van de gal (chole = gal). Cholesterol is bovendien de stof waaruit in ons lichaam bepaalde hormonen worden gemaakt, namelijk de geslachtshormonen en de hormonen van de bijnierschors. Cholesterol is ook de bouwsteen voor de vitaminen A, D, E en K. Dat verklaart waarom deze groep van vitaminen goed in vet oplosbaar is. Immers cholesterol is zelf een vetachtige stof.

s p i j s v e r t e r i n g

der onderverdeeld in enkelvoudig onverzadigde vetzuren en meervoudig onverzadigde vetzuren. Een bekend voorbeeld van de laatste groep is linolzuur. Het is bekend dat verzadigde vetten (vetten met als bouwsteen verzadigde vetzuren) het cholesterolgehalte in het bloed verhogen. Onverzadigde vetten daarentegen verlagen het cholesterolgehalte, wat de kans op hart- en vaatafwijkingen verkleint. Bij een verhoogd cholesterolgehalte in het bloed wordt dan ook sterk geadviseerd vooral magere dierlijke producten te gebruiken en cholesterolrijke voedingsmiddelen drastisch te beperken. In dat geval wordt het gebruik van meervoudig onverzadigde vetzuren sterk aanbevolen. Deze onverzadigde vetten, waarin zich veel linolzuur bevindt, komen onder andere voor in dieetmargarine, dieethalvarine en in zonnebloemolie.

Vertering Behoefte Het verdient aanbeveling dat de hoeveelheid energie die we dagelijks opnemen, voor ongeveer een derde deel wordt geleverd door vetten. Dit blijkt gemiddeld neer te komen op ongeveer 80 gram vet per dag. De aanbeveling voor de dagelijkse hoeveelheid cholesterol bedraagt maximaal 300 mg (ongeveer 1/3 gram). Het vetgebruik in Nederland ligt vrij hoog. Dit komt vooral door het overmatig gebruik van voedingsmiddelen met onzichtbaar vet, waarvan we een aantal voorbeelden hebben gegeven. Bij te weinig vet gedurende een langere periode vermageren we. Er kan dan bovendien een tekort optreden van de in vet oplosbare vitaminen. Bij overmatig vetgebruik worden we dikker, waarbij onder andere de kans op hart- en vaatziekten toeneemt.

Bouw De vetten zijn opgebouwd uit glycerol en vetzuren. Cholesterol heeft een andere structuur, maar is toch een vettige stof. Alle vetten, dus inclusief cholesterol, worden samengevat onder de term lipiden. Op grond van de vorm waarin de vetten voorkomen wordt er een onderscheid gemaakt tussen geëmulgeerd vet en ongeëmulgeerd vet. Geëmulgeerde vetten zijn vetten die fijn verdeeld zijn in een vloeistof: er is sprake van een emulsie. Voorbeelden hiervan zijn: melk, eierdooier, slagroom, margarine, boter en mayonaise. Deze vetten zijn gemakkelijker te verteren dan ongeëmulgeerde vetten. Ongeëmulgeerd vet is moeilijker te verteren doordat de spijsverteringssappen er niet zo goed mee kunnen worden vermengd. Voorbeelden hiervan zijn spek en vet vlees. Ook wordt onderscheid gemaakt tussen verzadigd vet en onverzadigd vet. Dit onderscheid berust op de scheikundige samenstelling van de vetzuren. Het zou te ver voeren hier diep op in te gaan. We kunnen volstaan met de kennis van deze twee namen: verzadigde vetzuren en onverzadigde vetzuren. De laatste groep wordt nog ver-

De vertering van vetten vindt plaats door middel van enzymen die worden samengevat onder de naam lipasen. Deze enzymen bevinden zich in het pancreassap dat wordt afgevoerd naar de dunne darm. Dit betekent dus dat de vertering van de vetten tot glycerol en vetzuren pas begint in de dunne darm. Het darmkanaal is een waterig milieu en de vetten bevinden zich daar in de vorm van betrekkelijk grote vetdruppels. Door de vetten fijn te verdelen wordt bereikt dat hun oppervlak zeer sterk wordt vergroot, zodat het enzym lipase hier beter op kan inwerken. Het fijn verdelen van de grote vetdruppels vindt plaats onder invloed van gal die door de lever wordt gemaakt en wordt opgeslagen in de galblaas. Wanneer er vetten in de dunne darm arriveren gaat er onmiddellijk een seintje naar de galblaas, die zich dan samentrekt waarna er gal afvloeit naar de dunne darm. Het fijn verdelen van de vetten wordt emulgeren genoemd. De werking van gal kunnen we vergelijken met de werking van zeep, waarvan we weten dat de vetten er beter in oplossen (afb. 6.3).

lever

pancreassap

gal

lipase

emulgeren

verteren

vetten

glycerol en vetzuren

vetemulsie lymfevat bloedvat

Afbeelding 6.3 Schematisch overzicht van het emulgeren en verteren van de vetten

55

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

6.3.3 Koolhydraten Bron Vrijwel alle koolhydraten zijn afkomstig van de planten. Met name aardappelen, graanproducten en peulvruchten zijn rijk aan koolhydraten. In groente en fruit komen veel koolhydraten voor als voedingsvezel. Melk en melkproducten bevatten het koolhydraat melksuiker. Naast voornoemde voedingsmiddelen worden er veel koolhydraten geleverd door bijvoorbeeld koekjes, frisdrank, suiker, snoep en zoet beleg. Deze bevatten naast koolhydraten weinig andere voedingsstoffen en hebben dus een geringe voedingswaarde. Ze hebben tevens een nadelige invloed op het gebit.

Functie Evenals de vetten zijn koolhydraten energieleverende stoffen (brandstoffen).

Behoefte De dagelijkse behoefte aan koolhydraten bedraagt ongeveer 300 gram, hetgeen neerkomt op 55 - 60% van de dagelijkse energiebehoefte. Wanneer er dagelijks meer koolhydraten worden opgenomen, wordt een klein gedeelte hiervan opgeslagen in lever en spieren. De rest wordt omgezet in vet en in de vetdepots opgeslagen.

Bouw De koolhydraten worden ingedeeld in drie groepen: – enkelvoudige suikers: ■ glucose; deze stof is bekend onder de naam druivensuiker ■ fructose of vruchtensuiker komt voor in vruchten ■ galactose is een bestanddeel van lactose ofwel melksuiker (lac = melk) – tweevoudige suikers, omdat ze ontstaan zijn uit de samenstelling van twee enkelvoudige suikers: ■ maltose of moutsuiker komt onder andere voor in bier ■ sacharose wordt in het dagelijks leven suiker genoemd (rietsuiker of bietsuiker) ■ lactose; omdat deze suiker veel in melk voorkomt spreekt men ook van melksuiker – meervoudige suikers, omdat ze ieder zijn opgebouwd uit vele moleculen glucose: ■ zetmeel (= amylum) wordt door planten gemaakt als middel om glucose op te slaan. Graanproducten en aardappelen zijn de belangrijkste zetmeelleveranciers ■ cellulose (= celstof) is een plantaardig product. Cellulose vormt het hoofdbestanddeel van de celwanden bij plantencellen. Cellulose kunnen we niet verteren omdat ons lichaam niet

56

■

beschikt over de vereiste enzymen. Deze onverteerbare koolhydraten worden tot de voedingsvezels gerekend. Ze blijken onmisbaar te zijn in de voeding om een aantal redenen. De voedingsvezels hebben een gunstige invloed op het gebit omdat voedsel dat rijk is aan vezels goed moet worden gekauwd. Hierdoor wordt het tandvlees beter doorbloed en wordt het gebit gereinigd. In de maag zorgen voedingsvezels voor een verzadigd gevoel, zodat je minder snel honger hebt. De meest bekende werking bestaat hierin dat de voedingsvezels de darmperistaltiek bevorderen. Dit komt doordat voedingsvezels vocht vasthouden; hierdoor neemt het volume van de ontlasting toe, hetgeen de peristaltiek versnelt. Doordat de darmbacteriën de voedingsvezels afbreken ontstaan er gassen en zuren die eveneens de darmperistaltiek bevorderen. Voedingsvezels leiden dus tot een versnelde darmpassage met een volumineuze, maar zachte ontlasting. Vezelrijke voedingsmiddelen zijn bijvoorbeeld roggebrood, volkorenbrood, zilvervliesrijst, rauwe groente en fruit met schil. Witbrood en witte rijst zijn daarentegen vezelarm glycogeen; deze stof lijkt wat bouw betreft op zetmeel, maar het is, in tegenstelling tot zetmeel geen voedingsstof. Glycogeen wordt gevormd in onze lever- en spiercellen. Dit gebeurt doordat in de spier- en levercellen vele moleculen glucose aaneengeregen worden tot telkens één groot molecuul glycogeen. Zoals een plant glucose opslaat als zetmeel, gebeurt dit in ons lichaam in de vorm van glycogeen. Kortom: glycogeen is de opslagvorm van glucose. De rol van de lever hierbij wordt nader uitgewerkt in paragraaf 6.5.

Vertering De enkelvoudige suikers hoeven niet meer te worden verteerd omdat ze klein genoeg zijn om rechtstreeks in het bloed te worden opgenomen. De tweevoudige suikers hoeven maar één keer gesplitst te worden en de meervoudige suikers moeten meer bewerkingen ondergaan om uiteindelijk glucose over te houden. De koolhydraatvertering begint in de mond met de vertering van zetmeel (amylum) door het enzym amylase uit het speeksel. Hierbij wordt zetmeel afgebroken tot maltose. Na het slikken gaat de vertering van zetmeel nog even door tijdens het transport door de slokdarm. In de maag aangekomen zal de zetmeelvertering na korte tijd ophouden. Wanneer de spijsbrok zuur is geworden, werkt het enzym amylase niet meer. In de dunne darm kan het zetmeel, dat nog niet verteerd is, worden gesplitst door het enzym amylase, dat nu afkomstig is uit het sap van de alvleesklier (pancreassap). De dunne darm is ook de plaats waar de tweevoudige suikers (maltose, sacharose en lactose) worden verteerd tot enkelvoudige suikers. Dit gebeurt door respectievelijk de enzymen maltase, sacharase en lacta-

6

s p i j s v e r t e r i n g

gehalte aan voedingsstoffen voedingsmiddel

vitaminen

bouwstoffen, brandstoffen, regulerende stoffen aardappel appel tomaat

19

2

volkorenbrood

2 2

46

40

4

40

11

100

volle melk

3 4

margarine

1

83

boter

1

82

rundvlees, gemiddeld

D

2

40

suiker

kippenei

C

3

94

8 7

B

2

87

10 13

witbrood

A

77

5

13

88

11 20

varkensvlees, gemiddeld

16

kabeljauw

18

eiwitten

1 1

15 116 16

75 13

1 66

24

1 59

1

79

vetten

koolhydraten

water

1 2

mineralen en onverteerbare stoffen

veel

matig

weinig

Afbeelding 6.4 De samenstelling van een aantal voedingsmiddelen

se. Er blijven dan uiteindelijk uitsluitend glucose, fructose en galactose over, die door de dunne darm in het bloed (de poortader) worden opgenomen. In afbeelding 6.2 is de vertering van de koolhydraten schematisch weergegeven.

6.3.4 Vitaminen Vitaminen zijn stoffen die, in zeer kleine hoeveelheden, werkzaam zijn bij de stofwisseling. Zoals we reeds gezien hebben zijn de vitaminen samen met de mineralen de regulerende stoffen in ons lichaam. De vitaminen hebben hun naam te danken aan het feit dat ze onmisbaar zijn voor het leven (vita = leven). De dagelijkse behoefte is gering. Ziekten die het gevolg zijn van een tekort aan vitaminen worden vitaminegebreksziekten of vitaminedeficiënties genoemd. De vitaminen A, D, E en K zijn in vet oplosbaar. Ze worden dus vooral opgenomen met die voedingsmiddelen waarin veel vetten voorkomen. De vitaminen B en C zijn in water oplosbaar. In afbeelding 6.4 is van een aantal voedingsmiddelen het gehalte aan voedingsstoffen, waaronder vitaminen, weergegeven.

6.3.5 Mineralen Bron Mineralen komen zeer verspreid voor in voedingsmiddelen. Het is daarom noodzakelijk dat onze voeding gevarieerd wordt samengesteld. Tot de mineralen behoren onder andere calcium (Ca),

ijzer (Fe), natrium (Na), kalium (K), fluor (F), en jodium of jood (I). Een aantal mineralen krijgen we binnen in de vorm van zouten. – Calcium (kalk) komt veel voor in melk en melkproducten; verder in grove graanproducten, peulvruchten en groente. – IJzer treffen we onder andere aan in vlees (vooral lever), grove graanproducten, peulvruchten en noten. – Natrium is een bestanddeel van keukenzout. Van nature komt natrium in vrijwel alle voedingsmiddelen voor. – Kalium komt eveneens in de meeste voedingsmiddelen voor, vooral in melk, vlees, bouillon, aardappelen en vruchtensappen. – Fluor komt onder andere voor in thee en zeevis en de laatste jaren ook in bepaalde soorten tandpasta. – Jodium komt voor in brood (gebakken met jodiumhoudend zout). Zeevis is een jodiumrijk voedingsmiddel.

Functie Mineralen zijn absoluut onmisbaar voor de opbouw en instandhouding van het lichaam. De mineralen hebben in ons lichaam dan ook een dubbele functie, namelijk als bouwstof en als regulerende stof. – Bouwstof. Denk hierbij onder andere aan calcium in de botten en in het gebit. Dit laatste geldt ook voor fluor. IJzer is nodig voor de opbouw van de rode bloedkleurstof hemoglobine in de rode bloedcellen. – Regulerende stof. Mineralen zijn belangrijk voor het

57

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

constant houden van de osmotische waarde van de lichaamsvloeistoffen zoals het bloedplasma en het weefselvocht. Deze vloeistoffen moeten isotonisch zijn met het celvocht in de cellen. Dit is noodzakelijk om te voorkomen dat de cellen ofwel uitdrogen ofwel barsten door een te sterke wateropname. Mineralen kunnen bestanddelen van regulerende stoffen zoals hormonen en enzymen zijn. Jodium bijvoorbeeld komt voor in het schildklierhormoon thyroxine. Koper en ijzer zijn vaak bestanddelen van enzymen. Mineralen zorgen ook voor de regeling van de zuurgraad (pH). In ons bloed moet altijd voldoende natriumbicarbonaat (NaHCO3) aanwezig zijn om zuren (bijv. melkzuur) te kunnen neutraliseren zodat de pH niet daalt.

Behoefte De behoefte per mineraal is zeer verschillend. Van de meeste mineralen hebben we slechts een kleine hoeveelheid per dag nodig. Van het mineraal natrium neemt de gemiddelde Nederlander meer op dan het lichaam nodig heeft. Langdurig gebruik van te veel natrium kan de oorzaak zijn van een te hoge bloeddruk.

6.3.6 Water Bron De benodigde hoeveelheid water krijgen we niet alleen binnen via dranken. Ook vast voedsel bevat vocht. Aardappelen, groente en fruit leveren ons gemiddeld 750 ml water per dag. Zo blijkt dat 100 gram aardappelen 77 gram water bevat, terwijl 100 gram appel zelfs 87 gram water bevat.

Functie Water doet dienst als: – oplosmiddel – transportmiddel. Water is echter vooral belangrijk als: – bouwstof; het celplasma van alle cellen bevat zeer veel water. Het menselijk lichaam bestaat voor ongeveer 60% uit water en voor ongeveer 40% uit vaste stof. Bij kinderen is het watergehalte hoger dan 60%, bij ouderen is het lager. Uitgaande van het gemiddelde watergehalte van 60% betekent dit dus dat een persoon met een gewicht van 70 kilogram ongeveer 42 liter water bezit. Van deze hoeveelheid bevindt zich ongeveer 30 liter in de cellen (intracellulair water), terwijl de overige 12 liter zich buiten de cellen bevindt (extracellulair water). Van deze 12 liter is ongeveer 3 liter bloedplasma en 9 liter weefselvocht (het vocht in de weefsels tussen de cellen).

58

Behalve voornoemde functies heeft het water in ons lichaam ook een functie als – koelvloeistof. Zeker bij langdurige inspanningen kan het waterverlies, door transpiratie en ademhaling, zeer groot zijn; denk in dit verband aan marathonlopers. De temperatuur kan daardoor zo hoog oplopen dat het levensbedreigend is. Het is dan ook een vereiste in dergelijke gevallen bijtijds water te drinken, zelfs voordat het dorstgevoel optreedt. Een vochtverlies van ongeveer 10% is reeds zeer ernstig, terwijl een vochtverlies van ruim 20% dodelijk is.

Behoefte De hoeveelheid water die we dagelijks opnemen via dranken en vast voedsel én het water dat bij verbranding in ons lichaam ontstaat (oxidatiewater) moeten samen ongeveer gelijk zijn aan de hoeveelheid water die iedere dag met urine, zweet en feces en via uitademing het lichaam verlaat. Wanneer wateropname en waterafgifte met elkaar in evenwicht zijn, spreken we van een evenwichtige vochtbalans (tabel 6.2). Tabel 6.2 Vochtbalans

vochtopname

vochtafgifte

dranken 1350 ml vast voedsel 750 ml oxidatiewater 400 ml

verdamping (zweet) 500 ml uitademing 400 ml urine 1500 ml feces 100 ml ________ totaal 2500 ml

totaal

________ 2500 ml

Wanneer de vochtbalans uit evenwicht is kan dit ernstige gevolgen hebben voor de lichaamsfuncties. Door te sterk vochtverlies zal onder andere de bloeddruk dalen en de osmotische waarde van het bloed toenemen, terwijl de afkoeling wordt belemmerd. Bij sterk vochtverlies zullen de nieren minder urine produceren om het evenwicht zoveel mogelijk te handhaven.

6.4

Spijsverteringsorganen

De spijsverteringsorganen hebben tot taak het opgenomen voedsel zodanig te bewerken dat het in het bloed kan worden opgenomen. Dit bewerkingsproces wordt vertering genoemd. Na de vertering volgt de resorptie, de opname in bloed- en lymfevaten. Ten slotte heeft het spijsverteringskanaal de taak om via de dikke darm de onverteerbare en de niet verteerde voedselresten uit het lichaam te verwijderen. Het verteringskanaal bestaat uit de volgende onderdelen (afb. 6.5):

6

s p i j s v e r t e r i n g

Speekselklieren

mondholte keelholte

slokdarm lever

maag galblaas alvleesklier twaalfvingerige darm

dikke darm dunne darm

Het speeksel is afkomstig van drie paar speekselklieren: de oorspeekselklieren, de onderkaakspeekselklieren en de ondertongspeekselklieren (afb. 6.6). Per etmaal wordt er 1 - 1,5 liter speeksel afgescheiden. Het speeksel bevat water (oplosmiddel, transportmiddel), slijm (glijmiddel) en het enzym speekselamylase. Dit enzym begint met de vertering van zetmeel (amylum) dat gedeeltelijk wordt omgezet tot maltose (afb. 6.2). De hoeveelheid en de samenstelling van het speeksel zijn afhankelijk van de aard van het voedsel. Bij het eten van bijvoorbeeld bitter smakende stoffen wordt er meer waterrijk speeksel geproduceerd, waardoor er een verdunning optreedt. Bij droog en taai voedsel bevat het speeksel meer slijm. De speekselklieren produceren, hoewel in geringe mate, voortdurend speeksel. Onder invloed van zintuiglijke prikkels (bijv. ruiken of zien van voedsel) en mechanische prikkels (direct contact van de spijsbrok met het mondslijmvlies) wordt via reflexen de sapafscheiding versterkt. Er zijn ook prikkels die de sapafscheiding remmen, bijvoorbeeld een slecht humeur of examenvrees.

blindedarm wormvormig aanhangsel (is ontstoken bij ‘blindedarmontsteking’) endeldarm oorspeekselklier

anus

Afbeelding 6.5 Het spijsverteringskanaal ondertongspeekselklier onderkaakspeekselklier

– – – – –

mondholte keelholte (farynx) slokdarm (oesophagus) maag (ventriculus, gaster) dunne darm (enteron) ■ twaalfvingerige darm (duodenum) ■ nuchtere darm (jejunum) ■ kronkeldarm (ileum) – dikke darm (colon) ■ blindedarm met wormvormig aanhangsel (appendix) ■ karteldarm met: - opstijgend deel - dwarsverlopend deel - dalend deel - S-vormig deel ■ endeldarm (rectum).

6.4.1

Mondholte

In de mondholte zijn drie structuren van belang voor de spijsvertering: de speekselklieren, de tong en het gebit. Door het kauwen wordt het voedsel fijngemaakt en met speeksel vermengd.

Afbeelding 6.6 Ligging van de speekselklieren

Tong De tong heeft een veelzijdige functie: meehelpen bij het kauwen, kneden en het doorslikken van het voedsel en bij het reinigen van het gebit. Door middel van de talrijke smaakzintuigen kunnen we met de tong proeven. Bovendien maakt de tong het spreken mogelijk.

Gebit Een volledig blijvend gebit bestaat in totaal uit 32 gebitselementen (afb. 6.7). In iedere kaakhelft treffen we van voren naar achteren aan: – twee snijtanden – een hoektand – twee valse kiezen (premolaren) – drie ware kiezen (molaren), waarvan de achterste verstandskies wordt genoemd.

59

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

snijtanden 2 hoektand 1 valse kiezen 2 ware kiezen 3

– hals; dit gedeelte is bedekt door het tandvlees. De emailbekleding gaat hier over in de cementbekleding die zich voortzet rondom de wortel. De cementbekleding heeft een hechtfunctie – wortel; het aantal varieert van één (bij tanden) tot twee of drie (met name bij de ware kiezen). De wortel ligt volledig in het kaakbeen. Ieder gebitselement is opgebouwd uit tandbeen, dat ten opzichte van het email vrij zacht is. In iedere tand of kies bevindt zich een holte, de tandholte, die gevuld is met tandpulpa. Dit bestaat uit bindweefsel, bloedvaten en zenuwen. Het gebit dient voor het fijnmalen van het voedsel terwijl het bovendien helpt bij het slikken en spreken.

ware kiezen 3 valse kiezen 2 hoektand 1 snijtanden 2

Afbeelding 6.7 Het gebit

Het eerste gebit is het melkgebit. Dit gebit ontwikkelt zich vanaf een half jaar na de geboorte. Op ongeveer driejarige leeftijd is het melkgebit compleet. Per kaakhelft treffen we dan aan: twee snijtanden, één hoektand en twee melkkiezen. Tussen het zevende en het twaalfde jaar wordt het melkgebit gewisseld, waardoor het definitieve gebit ontstaat. De verstandskiezen echter breken pas door vanaf het achttiende jaar. Soms blijven ze achterwege. Ieder gebitselement (zowel tand als kies) bestaat uit de volgende onderdelen (afb. 6.8): – kroon; dit gedeelte steekt buiten de kaak uit en is bedekt met email of glazuur, een stof die zeer hard is

kroon

6.4.2 Keelholte De keelholte (farynx) is op te vatten als een buisvormige ruimte achter de neusholte en de mondholte. De keelholte staat, links en rechts, door middel van een buis van Eustachius in verbinding met het middenoor. Omdat de keelholte zowel een deel is van de ademhalingsweg als van het verteringskanaal, moet worden voorkomen dat tijdens het slikken voedseldeeltjes in de luchtpijp komen. Het slikken is een reflexbeweging. Wanneer er vast voedsel of vocht (speeksel) achter in de mondholte komt, voeren we automatisch een slikbeweging uit. De lippen en tanden worden op elkaar gehouden, de tong wordt tegen het harde gehemelte geduwd en het zachte gehemelte met de huig wordt omhoog getrokken zodat de inwendige neusholte wordt afgesloten. Het strotklepje gaat naar beneden waardoor de luchtpijp wordt afgesloten. De spijsbrok glijdt hierdoor vanzelf in de slokdarm (afb. 6.9).

glazuur tandbeen

glazuur tandbeen

tandvlees

tandvlees

hals tandholte

wortel

a

tandholte

cement

cement

kaakbeen

kaakbeen

b

Afbeelding 6.8 Lengtedoorsnede van twee gebitselementen a hoektand; b kies Een hoektand heeft een spitse kroon en één wortel. Een kies heeft een brede kroon met knobbels en (meestal) meer dan één wortel

60

6

s p i j s v e r t e r i n g

neusholte

huig tong strotklepje voedsel

wervelkolom

slokdarm

Afbeelding 6.9 Doorsnede van een deel van het hoofd en de hals a bij inademen b bij slikken c bij verslikken De luchtweg kruist de voedselweg in de keelholte

maagwand slokdarm

6.4.4 Maag De maag (ventriculus, gaster) is te beschouwen als een sterk verwijd gedeelte van het verteringskanaal (afb. 6.10). De functie van de maag is drieledig. Op de eerste plaats vormt de maag een tijdelijke opslagplaats voor het voedsel, zodat de dunne darm niet te veel voedsel tegelijk hoeft te verwerken. Op de tweede plaats zorgt de maag door peristaltische bewegingen voor het mengen, kneden en het transport van het voedsel. Ten slotte speelt de maag een belangrijke rol bij de vertering doordat de maagsapklieren maagsap afscheiden. De sapafscheiding wordt geregeld naar behoefte. Korte tijd na het zien, ruiken of proeven van het voedsel wordt er sap afgescheiden. Via deze zintuiglijke prikkels worden er door bepaalde zenuwen signalen naar de maag gestuurd om de sapafscheiding op gang te brengen. Een belangrijke zenuw hierbij is de zwervende zenuw of nervus vagus. Deze zenuw stimuleert niet alleen de maagsapafscheiding maar ook de maagperi-

einde slokdarm

maagmond

6.4.3 Slokdarm De slokdarm (oesophagus) fungeert als transportbuis van de keelholte naar de maag. De lengte ervan bedraagt ongeveer 25 cm. Door de peristaltische bewegingen (kneedbewegingen door het gladde spierweefsel) wordt het voedsel voortgestuwd in de richting van de maag. De spieren boven de spijsbrok trekken telkens samen, terwijl de spieren onder de spijsbrok verslappen. De zwaartekracht speelt hierbij een ondergeschikte rol; dit blijkt uit het feit dat bij een proefpersoon die in omgekeerde houding (met het hoofd naar beneden) eet, toch vast voedsel in de maag terechtkomt. Het transport van een spijsbrok door de slokdarm duurt ongeveer 10 seconden.

voedsel in `verkeerde keelgat' luchtpijp slokdarm

luchtpijp slokdarm

luchtpijp

maagmond plooi slijmvlies

portier

twaalfvingerige darm a

kringspier (maagportier) begin twaalfvingerige darm b

Afbeelding 6.10 De maag a van buiten gezien b overlangs doorgesneden

staltiek. Naast deze regeling door middel van zenuwen is er ook nog een hormonale regeling. Deze komt pas tot stand als het voedsel met de maagwand in contact is gekomen. Bepaalde cellen van de maagwand gaan dan het hormoon gastrine maken. Dit hormoon komt in het bloed en blijft gedurende vrij lange tijd de maagsapsecretie stimuleren. De zintuiglijke prikkels zijn kort na de maaltijd uitgewerkt, zodat dan alleen de hormonale regeling overblijft. De maagsapafscheiding – en dat geldt ook voor de afscheiding van de andere verteringssappen – is een duidelijk voorbeeld waaruit blijkt dat het neurologisch en het hormonaal stuurmechanisme goed samenwerken. Het maagsap dat door de maagsapklieren wordt geproduceerd (ongeveer twee liter per etmaal), bevat de volgende stoffen. – Water. Dit doet dienst als oplosmiddel en als transportmiddel. – Slijm. Dit moet niet alleen de glijbaarheid verhogen, het dient hier vooral om de maagwand te beschermen tegen de inwerking van het zoutzuur. Overmatige zoutzuursecretie (of een te dunne slijmlaag) geeft dan ook gemakkelijk aanleiding tot het ontstaan van een maagzweer (ulcus ventriculi).

61

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

– Zoutzuur (HCl) zorgt voor een zuur milieu, een vereiste voor het eiwitsplitsend enzym pepsine. Dit enzym werkt namelijk pas goed wanneer de pH ongeveer 2 is. Het zoutzuur doet tevens de eiwitten zwellen waardoor het oppervlak ervan wordt vergroot. Bovendien heeft het zoutzuur een desinfecterende werking doordat vele bacteriën en schimmels door het zuur worden gedood. – Enzymen. De maagsapklieren produceren het eiwitsplitsende enzym pepsine. Zoals we reeds gezien hebben begint dit enzym met de vertering van de eiwitten waarbij de grote eiwitmoleculen worden afgebroken tot kleinere moleculen. – Intrinsic factor. Deze stof zorgt voor de bescherming van de vitamine B12 tijdens het transport vanaf de maag tot het einde van de dunne darm, waar het wordt opgenomen in het bloed. Vitamine B12 is nodig voor de vorming van de rode bloedcellen in het rode beenmerg. Door spierbewegingen van de maag (peristaltiek) komt het gedeeltelijk verteerde voedsel bij de maagportier (pylorus). Dit is een kringspier, die dan onmiddellijk verslapt. De zure maaginhoud schuift dan op naar de twaalfvingerige darm, het begin van de dunne darm. Onmiddellijk hierna wordt de maagportier gesloten. Pas wanneer de zure spijsbrok in de twaalfvingerige darm geneutraliseerd is door het natriumbicarbonaat (NaHCO3) uit het pancreassap, ontspant de kringspier zich weer, waardoor de maagportier opnieuw opengaat. Deze regeling van de maaglediging staat bekend als de maagportierreflex (pylorusreflex). We zien dus dat de lediging van de maag geregeld wordt vanuit de twaalfvingerige darm.

is met een lengte van ongeveer 3,5 meter het langste deel van de dunne darm. In de dunne darm wordt het verteringsproces beëindigd. Vervolgens zorgt de dunne darm voor de resorptie van het verteerde voedsel en ten slotte voor het transport naar de dikke darm van het onverteerbare en onverteerde voedsel. We zullen deze drie functies achtereenvolgens bespreken.

slokdarm

lever maagmond maag galblaas galbuis maagportier alvleesklier

papil van Vater

pancreasbuis twaalfvingerige darm begin van de nuchtere darm

Afbeelding 6.11 De maag en omliggende organen

Vertering

6.4.5 Dunne darm De dunne darm (enteron) heeft een lengte van ongeveer zes meter en is opgebouwd uit de volgende drie delen. – De twaalfvingerige darm (duodenum), die een lengte heeft van ongeveer 20-25 cm. De naam is ontleend aan het feit dat in de geneeskunde vroeger afstanden werden gemeten met behulp van vingerbreedten, dus in dit geval een lengte van twaalf vingers breed. De twaalfvingerige darm heeft een hoefijzervorm. Op de plaats waar de pancreasbuis (die het pancreassap aanvoert) en de afvoerbuis van de galblaas samenkomen, bevindt zich een heuveltje: de papil van Vater. Ter illustratie verwijzen we naar afbeelding 6.11, 6.12 en 6.13. – De nuchtere darm (jejunum). Dit gedeelte ontleent zijn naam aan het feit dat bij een overledene dit deel van de dunne darm meestal leeg (nuchter) is. De lengte bedraagt ongeveer 2,5 meter. Er is geen duidelijke overgang naar de kronkeldarm. – De kronkeldarm (ileum). Dit gedeelte is genoemd naar de vele kronkels die voortdurend van vorm wisselen door de darmperistaltiek. De kronkeldarm

62

In de dunne darm zijn drie sappen werkzaam, namelijk: – het pancreassap uit de alvleesklier – de gal, afkomstig uit de lever – het darmsap dat wordt geproduceerd door de talrijke darmsapkliertjes. Het pancreassap (ongeveer een liter per etmaal) bevat behalve water en slijm ook nog natriumbicarbonaat (NaHCO3) en een aantal enzymen. Het natriumbicarbonaat zorgt voor de neutralisatie van de zure spijsbrij in de twaalfvingerige darm. Dit is belangrijk voor de maagportierreflex. Bovendien wordt ervoor gezorgd dat de enzymen in de dunne darm nu goed kunnen functioneren omdat ze een neutraal milieu vereisen. In het pancreassap komen drie enzymen voor: het enzym amylase (voor de vertering van zetmeel tot moutsuiker), het enzym trypsine (voor de verdere vertering van de eiwitten) en het enzym lipase, dat zorgt voor de vertering van de vetten. De gal, die voortdurend door de lever wordt geproduceerd, wordt naar de galblaas vervoerd en daar ingedikt en opgeslagen. De galblaascontractie, waardoor de gal

6

1 8

2

3

7 4 6

5

Afbeelding 6.12 Alvleesklier en twaalfvingerige darm 1 maagportier (pylorus) 2 pancreasbuis 3 pancreasstaart 4 pancreaskop 5 begin van de nuchtere darm 6 papil van Vater 7 twaalfvingerige darm 8 galbuis

rechter leverbuis

slijmvliesplooien

linker leverbuis

gemeenschappelijke leverbuis galblaasbuis

s p i j s v e r t e r i n g

in de twaalfvingerige darm komt, wordt vooral tot stand gebracht nadat er vetten in de twaalfvingerige darm zijn gekomen. Dit verschijnsel staat bekend als de galblaasreflex. In afb. 6.13 zijn de galblaas en de galgangen afgebeeld. De gal bestaat uit water, slijm, cholesterol (het hoofdbestanddeel van galstenen), galzouten en galkleurstoffen (bilirubine). De galkleurstoffen zijn afbraakproducten van de rode bloedkleurstof hemoglobine. Wanneer de galafvoergangen zijn afgesloten, bijvoorbeeld door galstenen, ontstaat er geelzucht (icterus). De ontlasting heeft dan een stopverfkleur. De gal heeft een emulgerende werking op de vetten. Hierbij worden de grotere vetdruppels verdeeld in een groot aantal kleinere druppeltjes. Het darmsap, ongeveer twee tot drie liter per etmaal, wordt geproduceerd door de talrijke darmsapklieren in de wand van de dunne darm. Ook dit sap bevat water en slijm en een aantal enzymen. Deze zetten de laatste stap in de vertering van de eiwitten en de koolhydraten. In het darmsap bevindt zich een mengsel van eiwitsplitsende enzymen (erepsine). Deze enzymen zorgen ervoor dat de reeds grotendeels verteerde eiwitten worden gesplitst in hun bouwstenen, de aminozuren. Met betrekking tot de vertering van de koolhydraten moeten de tweevoudige suikers worden gesplitst in enkelvoudige suikers. Deze taak wordt verricht door de drie enzymen (maltase, sacharase en lactase) die zich in het darmsap bevinden. De vertering van de vetten vindt plaats door het vetsplitsend enzym lipase, dat afkomstig is uit het pancreassap. De eerste functie van de dunne darm, het beëindigen van het verteringsproces is zo door de drie sappen volbracht. Onze aandacht gaat nu uit naar de volgende taak van de dunne darm, de resorptie.

Resorptie galbuis galblaas

binnenzijde twaalfvingerige darm

pancreasbuis

papil van Vater

Afbeelding 6.13 Galblaas en galgangen

Onder resorptie verstaan we de opname van de voedingsstoffen in bloed- en lymfevaten. Het betreft dus niet alleen de opname van de verteerde koolhydraten, eiwitten en vetten, maar ook van de verschillende vitaminen, mineralen en water. Natuurlijk zullen ook de geneesmiddelen die oraal (via de mond) zijn ingenomen, vrijwel altijd door de dunne darm worden geresorbeerd. Om deze belangrijke functie goed te kunnen verrichten is een zeer groot oppervlak vereist. Aan deze eis voldoet de dunne darm in alle opzichten. Aan de hand van de gegevens in tabel 6.3 kunnen we zien dat, uitgaande van de totale darmlengte (6 m), het oppervlak uiteindelijk van ongeveer 0,6 m2 oploopt tot 120 m2. Dit gebeurt op de eerste plaats door de talrijke permanent aanwezige darmplooien dwars op de lengterichting (afb. 6.12, 6.14 en 6.15). Op de darmplooien bevinden zich de darmvlokken (villi). Dit zijn kleine, vingervormige uitsteeksels van het slijmvlies (ongeveer 1 mm hoog en 0,1

63

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

ophangband van de darm

slijmvliesplooien met darmvlokken darmholte kringspieren lengtespieren buikvlies (alleen buitenste laagje)

Afbeelding 6.14 Dwarsdoorsnede van de dunne darm

mm dik). Door hun grote aantal (ongeveer 2500 per cm2) zorgen ze voor een sterke oppervlaktevergroting. De sterkste vergroting van het oppervlak wordt echter teweeggebracht door de microvilli (borstelzoom). Dit zijn zeer kleine uitstulpingen van de celmembranen van de cellen van een darmvlok. Ze zijn slechts met een elektronenmicroscoop te zien. Het aantal bedraagt ongeveer 3000 per cel ofwel ongeveer 100 miljoen microvilli per mm2 darmoppervlak (afb. 6.15). In afbeelding 6.16 is de resorptie van de verteerde koolhydraten, eiwitten en vetten schematisch weergegeven. De enkelvoudige suikers en de aminozuren worden door de haarvaten van de darmvlokken opgenomen. Via de poortader worden ze vervolgens naar de lever getransporteerd. De lever is dus het eerste orgaan waar deze stoffen en de andere opgenomen stoffen arriveren. Denk in dit verband aan de geneesmiddelen die via de mond (oraal) zijn ingenomen. Deze kennis is van belang bij het bespreken van de leverfuncties. De resorptie van de vetten verloopt iets anders. De verteringsproducten van de vetten worden in het membraan van de darmwandcellen weer aaneengesmeed tot vetdeeltjes. De meeste vetdeeltjes zijn te groot om door de bloedvaten van de darmvlokken te worden opgenomen. De lymfevaten van de darmvlokken hebben grotere poriën zodat de vetten door die vaten, ook chylvaten genoemd, worden afgevoerd. De lymfevaten van de darmvlokken verenigen zich tot grotere lymfevaten die uiteindelijk uitmonden in de linker ondersleutelbeenader (afb. 3.15). De meeste vetten komen dus via een omweg in het bloed.

Afbeelding 6.15 Dunne darm met darmvlokken (villi). Boven: microscopische foto van darmvlokken (vergroting 45 ×) Onder: elektronenmicroscopische foto van microvilli (borstelzoom) op de cellen van de darmvlokken (vergroting 18000 ×) Lu= darmlumen (darmholte), Vi= villi, Mv= microvilli

Tabel 6.3 Oppervlakte van de wand van de dunne darm

darmstructuur lengte (6 meter) darmplooien darmvlokken (villi) borstelzoom (microvilli)

64

vergrotingsfactor

1,3 5 30

oppervlakte in m2 0,6 0,8 4 120

6

s p i j s v e r t e r i n g

microvilli (borstelzoom)

slijmvlies met darmvlokken darmholte (lumen) kringspieren lengtespieren

c darmepitheelcel

a

slijmcel enkelvoudige suikers chylvat (lymfevat) eiwitten

aminozuren haarvat

vetten

glycerol vetzuren

aanvoerend bloedvat afvoerend bloedvat naar poortader naar linker ondersleutelbeenader b

Afbeelding 6.16 Schema van de bouw van de dunne darm en resorptie a dunne darm, dwarsdoorsnede b twee darmvlokken. In de rechter darmvlok zijn de bloedvaten weggelaten c een cel van de darmvlokken met microvilli (borstelzoom)

Transport Na het hiervoor beschreven verteringsproces en de resorptie van voedingsstoffen zorgt de dunne darm door peristaltische bewegingen voor transport van het onverteerbare en onverteerde voedsel naar de dikke darm.

6.4.6 Dikke darm De dikke darm, ook wel colon genoemd, is ongeveer 1,5 meter lang. In de dikke darm wordt het onverteerbare materiaal verder ingedikt doordat er ongeveer 0,5 tot 1 liter water wordt teruggeresorbeerd. Hierbij dient wel opgemerkt te worden dat reeds door de dunne darm zeer veel water is teruggeresorbeerd. Per etmaal

produceert de mens ongeveer 8 liter verteringssap waarvan de dunne darm ongeveer 7 liter terug in het bloed brengt. In de dikke darm leeft een zeer groot aantal bacteriën (o.a. de colibacteriën). Ze zorgen voor de rottings- en gistingsprocessen. Enkele bacteriën zijn in staat om vitamine K te maken; vitamine K speelt een rol bij de bloedstolling. Door peristaltische bewegingen wordt de ontlasting naar de endeldarm (rectum) getransporteerd. Ongeveer een etmaal na de maaltijd wordt de endeldarm gevuld met ontlasting afkomstig van die maaltijd. De dikke darm bestaat uit de blindedarm met het wormvormig aanhangsel (appendix), de karteldarm en de endeldarm (afb. 6.17). Bij de overgang van de kronkeldarm (ileum) naar de blindedarm bevindt zich een

65

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

6.5

Lever

slokdarm

maag

lever

alvleesklier twaalfvingerige darm dikke darm dunne darm

De lever (hepar) is het grootste inwendige orgaan en ligt rechts boven in de buikholte, onmiddellijk onder het middenrif (afb. 6.19). Het is een bloedrijk orgaan doordat het niet alleen het zuurstofarme (maar wel voedselrijke) bloed uit de poortader ontvangt, maar uiteraard ook zuurstofrijk bloed; dit wordt aangevoerd door de leverslagader, een zijtak van de aorta. Naast de talrijke bloedvaten bevat de lever nog een buizenstelsel, de galcapillairen, die zich verenigen tot galwegen. Hierlangs wordt de gal naar de galblaas vervoerd.

blindedarm wormvormig aanhangsel

endeldarm

Afbeelding 6.17 Ligging van de dikke darm in de buikholte

lever

poortader galblaas galbuis

bovenste deel van de maag milt gedeelte van alvleesklier twaalfvingerige darm

8

buikaorta onderste holle ader

7 1

6

dikke darm

2

5

3

Afbeelding 6.19 Bloedtoevoer naar de lever: rood: aorta met onder andere de leverslagader; blauw: poortaderstelsel

Functies 4

Afbeelding 6.18 Overgang van de dunne darm naar de dikke darm 1 opstijgend deel van de dikke darm 2 kronkeldarm (ileum) 3 toegang tot het wormvormig aanhangsel (appendix) 4 wormvormig aanhangsel 5 blindedarm 6 klep om terugstromen van feces te verhinderen 7 boogvormige uitpuilingen (kartels) 8 band, bestaande uit lengtespieren

klep om te voorkomen dat de inhoud vanuit de dikke darm terugvloeit naar de dunne darm (afb. 6.18). De ontlasting (feces) bestaat uit water (ongeveer 50%), slijm, onverteerbare voedselresten (o.a. de celluloserijke voedingsvezels), afgestoten darmwandcellen, vele bacteriën, zouten en galkleurstoffen (kleur!). Het mechanisme van de defecatie wordt besproken in hoofdstuk 7.

66

De lever heeft vele functies en kan daarom worden beschouwd als de ‘centrale’ van de stofwisseling. Alle voedingsstoffen, de vetten uitgezonderd, passeren eerst de lever voordat ze in de onderste holle ader komen. Er volgt nu een samenvattend overzicht van de vele leverfuncties. – Stofwisselingsfunctie met betrekking tot de kleinste bouwstenen van de eiwitten, vetten en koolhydraten. Stofwisseling wil zeggen dat de verteerde voedingsstoffen worden omgezet (‘gewisseld’), in dit geval in lichaamseigen stoffen. Op deze manier krijgt iedereen zijn eigen eiwitten, vetten en koolhydraten. ■ Eiwitstofwisseling. De lever krijgt via de poortader vanuit de darm aminozuren aangevoerd. Hieruit maakt de lever eiwitten voor zichzelf. De lever maakt ook de eiwitten die bestemd zijn voor het bloedplasma, de plasma-eiwitten. In de lever worden overtollige aminozuren afgebroken tot ureum dat daarna aan het bloed wordt afgegeven en vervolgens door de nieren met de urine uit het lichaam wordt verwijderd.

6

■

■

Vetstofwisseling. De lever bouwt met behulp van de aangevoerde vetzuren de lichaamsvetten op. De lever is tevens in staat om de vettige stof cholesterol te produceren. Koolhydraatstofwisseling. In de lever komen vanuit de poortader glucose, fructose en galactose. De lever zet fructose en galactose om in glucose zodat er na een maaltijd tijdelijk een grote hoeveelheid glucose in het bloed aanwezig is. Om het bloedglucosegehalte toch vrijwel constant te kunnen houden, zorgt de lever voor de omzetting van glucose tot glycogeen. Dit gebeurt onder invloed van het hormoon insuline dat afkomstig is uit de eilandjes van Langerhans in de alvleesklier. Twee andere hormonen, glucagon (eveneens afkomstig uit de eilandjes van Langerhans) en adrenaline (uit de bijnieren), zorgen ervoor dat, vanuit de opslagvorm glycogeen, weer glucose als brandstof ter beschikking komt. In afbeelding 6.20 wordt dit in het kort samengevat. Door een goede samenwerking van voornoemde hormonen blijft het glucosegehalte van het bloed vrijwel constant. De lever kan ongeveer 100 tot 200 gram glycogeen opslaan. Ook in de spieren kan glucose worden opgeslagen in de vorm van glycogeen. De glycogeenvoorraad in de spieren bedraagt ongeveer 250 gram, zodat de totale suikervoorraad in de vorm van glycogeen gemiddeld 400 gram bedraagt. De totale hoeveelheid in het bloed circulerende glucose bedraagt slechts 5 gram (een halve eetlepel). Bij zware lichamelijke inspanningen gedurende langere tijd (langer dan een uur) hangt het succes mede af van de glycogeenvoorraad in de spieren. Dit komt omdat bij zware inspanningen naar verhouding meer koolhydraten worden verbruikt dan vetten, omdat we de energie veel vlugger uit koolhydraten kunnen krijgen dan uit vet. Dit verklaart waarom topsporters onder

bepaalde omstandigheden (wielrenners voor en tijdens een zware bergetappe, atleten voor en tijdens een marathon) veel koolhydraten opnemen om zo hun glycogeenvoorraad in de spieren zo hoog mogelijk op te voeren. Wanneer we gedurende langere perioden te veel koolhydraten opnemen wordt glucose omgezet in vet, dat in de vetdepots (bijv. onderhuids bindweefsel) wordt opgeslagen. Kort samengevat kunnen we dus stellen dat de glycogeenvoorraad een voorraad is op korte termijn, die snel beschikbaar is, terwijl de vetten als energievoorraad dienen op langere termijn. – Galproductie. Voortdurend produceert de lever gal, die vervolgens wordt opgeslagen in de galblaas. Via de galblaasreflex komt de gal in de dunne darm om met name te zorgen voor het emulgeren van de vetten. – Ontgiftende werking. Bijna alle voedingsstoffen zullen eerst de lever moeten passeren. De lever is dus het aangewezen orgaan om een ontgiftende werking uit te oefenen. We denken in dit verband speciaal aan ingenomen geneesmiddelen. Bij ouderen is de ontgiftende werking van de lever duidelijk verminderd. Hierdoor bestaat de mogelijkheid dat bijvoorbeeld slaapmiddelen zich in het lichaam gaan ophopen, wat tot vergiftiging kan leiden. De dosis moet daarom worden aangepast. Niet al het bloed van de darmen passeert de lever. Het bloed afkomstig uit het onderste deel van de endeldarm komt niet in de poortader, maar gaat meteen de onderste holle ader in. Medicijnen, toegediend in de vorm van zetpillen, passeren dus niet de lever en worden daarom niet ontgift. – Opslagfunctie. Zoals we reeds hebben gezien, vindt er in de lever stapeling plaats van glycogeen. Ook worden er vitaminen opgeslagen, namelijk de vitaminen A, B1, B12 en D. De lever is tevens de belangrijkste opslagplaats voor ijzer, dat vrijkomt bij de afbraak van de rode bloedkleurstof hemoglobine. Ten slotte kan opgemerkt worden dat de lever een grote hoeveelheid bloed bevat, ongeveer een kwart van het totale volume. Door een soort sponswerking heeft de lever daarom invloed op de hoeveelheid bloed die in ons lichaam circuleert.

insuline

glucose

s p i j s v e r t e r i n g

glycogeen

6.6

Buikvlies

in lever en spieren

glucose

glycogeen

glucagon adrenaline

Afbeelding 6.20 De samenwerking van de hormonen insuline, glucagon en adrenaline

Het buikvlies of peritoneum is een glanzend, vochtig vlies dat de binnenbekleding vormt van de buikwand. Ook vele ingewanden zijn omgeven door een laagje buikvlies. Dit komt doordat vanuit het buikvlies, vanaf de rugkant, plooien naar die ingewanden gaan om die organen te omhullen. Het buikvlies heeft dus niet alleen een bekledende functie, maar tevens een ophangfunctie. Onze darmen liggen dus niet in de buik, maar hangen in werkelijkheid aan de wand van de buikholte, waarbij de

67

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

‘kapstok’ zich aan de rugzijde bevindt. Door dit ophangsysteem kan de peristaltiek ongehinderd verlopen. De ophangband van de darmen dient tevens als geleideweg voor bloedvaten, lymfevaten en zenuwen, zodat deze structuren minder kwetsbaar zijn (afb. 6.21). Niet alle inwendige organen zijn omgeven door een buikvlies. Er zijn ook organen die achter het buikvlies

1 2 3 4 5 6

20

7 8 9

19

10 11

12 18 13 14 17 16

68

15

liggen, bijvoorbeeld de nieren, de alvleesklier en de twaalfvingerige darm. De urineblaas en de baarmoeder zijn voorbeelden van organen die onder het buikvlies liggen. Wanneer het buikvlies in contact komt met vreemde stoffen (bijv. na een maagperforatie), dan treedt er vrij snel daarna buikvliesontsteking (peritonitis) op.

Afbeelding 6.21 Schema van de ligging van de buikorganen ten opzichte van het buikvlies. (De peritoneale holte is lichtbruin weergegeven) 1 middenrif (diafragma) 2 lever (hepar) 3 aorta 4 kleine net 5 alvleesklier (pancreas) 6 maag (ventriculus) 7 twaalfvingerige darm (duodenum) 8 dikke darm (colon) 9 begin van ophangband 10 nuchtere darm 11 ophangband 12 sigmoïd 13 ruimte van Douglas 14 baarmoeder (uterus) 15 endeldarm (rectum) 16 schaambeenvoeg (symfyse) 17 urineblaas 18 kronkeldarm (ileum) 19 grote net 20 ruimte achter de maag

7

Verwijdering van afvalstoffen

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_7, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

7

V e r w i j d e r i n g

v a n

a f v a l s t o f f e n

Ook het verwijderen van afvalstoffen is een belangrijke functie van het lichaam. Alle onverteerbare en onverteerde voedingsstoffen verlaten het lichaam in de vorm van feces (ontlasting). Hierbij moeten we wel opmerken dat deze stoffen nooit echt in ons lichaam zijn opgenomen (behalve de galkleurstoffen), omdat het darmkanaal te beschouwen is als een stukje buitenwereld in ons lichaam. Behalve feces worden nog enkele andere afvalstoffen verwijderd: – door de nieren en de urinewegen wordt urine uit het lichaam verwijderd – de huid produceert zweet en de longen brengen koolstofdioxide (CO2) en water(damp) naar buiten. In tegenstelling tot de stoffen in de feces zijn zweet, CO2 en urine wel producten die in het lichaam hebben vertoefd. Ten aanzien van deze stoffen kunnen we dus terecht spreken van uitscheiding of excretie. Omdat feces en urine de belangrijkste afvalstoffen zijn, zullen we in de volgende paragraaf eerst nader ingaan op de vorming en verwijdering van deze stoffen. De uitscheiding van zweet, van CO2 en water(damp) komt vervolgens beknopt aan de orde.

7.1

Defecatie

De endeldarm (rectum) zorgt voor de defecatie (stoelgang), dat wil zeggen het uitdrijven van de feces. De samenstelling van de feces is reeds besproken aan het einde van paragraaf 6.4.6. De endeldarm is ongeveer 15-20 cm lang en wordt rectum genoemd omdat dit het enige stukje darm is dat vrijwel recht is (rectus = recht). Bij een lege endeldarm liggen de slijmvlieswanden tegen elkaar, zodat dan een vrijwel platte buis te zien is. Bij vulling zet de endeldarm uit, vooral het middelste deel. Het slijmvlies van de endeldarm produceert veel slijm. Dit doet dienst als glijmiddel om de feces, die in dit gedeelte van de dikke darm sterk zijn ingedikt, naar buiten te kunnen transporteren. De endeldarm wordt bij de anus afgesloten door twee sluitspieren (sfincters) die min of meer om elkaar heen liggen. De binnenste (inwendige) sluitspier is opgebouwd uit glad spierweefsel, terwijl de buitenste (uitwendige) sluitspier een dwarsgestreepte spier is. De binnenste sluitspier is dus niet door onze wil te beïnvloeden (gladde spieren zijn immers onwillekeurig). We hebben echter wel invloed op de buitenste sluitspier, omdat dwarsgestreepte spieren willekeurig zijn (par. 2.3). Wanneer de endeldarm niet of nauwelijks gevuld is, blijft de binnenste sluitspier gesloten. De buitenste sluitspier is dan juist ontspannen, dus open. Het transport van de feces naar de endeldarm is geen continu proces. Dit transport vindt meestal slechts één keer per etmaal plaats, meestal in aansluiting op een maaltijd. De aandrang tot defeceren ontstaat doordat de wand van het rectum wordt uitgerekt na binnenkomst van een hoeveelheid feces. Er komt nu een reflex op gang die als volgt werkt. Via bepaalde zintuigjes in de wand van het rectum wordt het uitrekken van de wand via gevoelszenuwen (sensibele zenuwen) doorgeseind naar het ruggenmerg.

In het ruggenmerg worden deze berichten overgebracht op bewegingszenuwen (motorische zenuwen). Deze staan in verbinding met de spieren in de wand van de endeldarm. Deze spieren gaan zich dan samentrekken. Op hetzelfde moment wordt ervoor gezorgd dat de binnenste sluitspier zich ontspant en dus opengaat. Bij kinderen die nog niet zindelijk zijn leidt dit dan onmiddellijk tot defecatie omdat de buitenste sluitspier ook open is. Alle tot nu toe beschreven gebeurtenissen verlopen onwillekeurig. We hebben er dus geen enkele invloed op (afb. 7.1). Reeds op jonge leeftijd hebben we geleerd deze spontane defecatie te beïnvloeden door samentrekking (contractie) van de buitenste sluitspier. De spontane defecatie wordt zo dus verhinderd. Pas op een gewenst moment ontspannen we de buitenste sluitspier en kan

ruggenmerg sensibele zenuwvezels – +

motorische zenuwvezels

sigmoïd

receptor

rectum inwendige sluitspier

uitwendige sluitspier

Afbeelding 7.1 Totstandkoming defecatie

71

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

defecatie plaatsvinden. Defecatie wordt bovendien bevorderd door het aanspannen van de buikspieren: de buikpers. Zoals eerder opgemerkt is de ontlasting afkomstig van het voedsel dat ongeveer een etmaal eerder is opgenomen. Wanneer we de defecatiedrang langere tijd tegenhouden, kan de spanning in de endeldarm erg oplopen. Op den duur kunnen dan zelfs de feces vanuit het rectum worden teruggedrukt naar de dikke darm. De aandrang verdwijnt dan tijdelijk. In de dikke darm zal dan nogmaals vocht uit de feces worden gehaald. Dit heeft tot gevolg dat de uitgestelde defecatie meestal gepaard gaat met harde, droge ontlasting, die moeilijk te verwijderen is (obstipatie). In verpleeghuizen kun je regelmatig bewoners tegenkomen die door een verlamming niet meer de mogelijkheid hebben het proces van defecatie te beïnvloeden. Ze zijn dan incontinent van feces (in = niet; continent = kunnen vasthouden).

7.2

7.2.1

Ligging van de nieren

De nieren zijn boonvormig en hebben ongeveer de grootte van een vuist (afb. 7.2). Elke nier is ongeveer 12 cm lang, 7 cm breed en 3 cm dik. Een nier weegt gemiddeld 150 gram. De nieren liggen in de lendenstreek aan weerszijden van de wervelkolom, achter in de buikholte. De holle zijde is naar de wervelkolom gekeerd. Aan die holle zijde treden de grote bloedvaten in en uit. De nierslagader voert hierbij het bloed aan vanuit de aorta, terwijl de nierader het gezuiverde bloed afvoert naar de onderste holle ader. Aan de holle zijde bevindt zich tevens het begin van de urineleider. Doordat de nieren liggen tussen het begin van de aorta (de bloeddruk is daar zeer hoog) en het laatste stuk van de onderste holle ader (waar de bloeddruk laag is) zal er veel bloed door de nieren stromen. Er is namelijk door dat drukverschil sprake van een sterk verval. Per etmaal stroomt er ongeveer 1500 tot 2000 liter bloed door de nieren en wordt er ongeveer 1,5 liter urine geproduceerd.

Nieren en urinewegen 7.2.2 Bouw van de nieren

De nieren zijn onze belangrijkste uitscheidingsorganen. Ze hebben een grote invloed op het in evenwicht houden van het inwendige milieu in ons lichaam. De nieren zijn te beschouwen als filters die dag en nacht bezig zijn het bloed te zuiveren van stoffen die er niet in thuis horen of die in een te grote hoeveelheid in het bloed voorkomen. Het product dat de nieren daarbij maken noemen we urine. De door de nieren gevormde urine wordt door de beide urineleiders (ureters) naar de blaas vervoerd. De blaas doet dienst als tijdelijke opslagplaats. Vanuit de urineblaas kan de urine naar buiten worden afgevoerd via de urinebuis of plasbuis (urethra).

De nieren hebben aan de buitenkant een glad bruin kapsel. Hieromheen bevindt zich een vetkapsel dat zorgt voor steun (steunvet). Iedere nier bestaat van buiten naar binnen uit de volgende onderdelen (afb. 7.3):

nierschors niermerg

nierbekken nierkapseltjes nierader (blauw) nierslagader (rood) nierpapillen

bijnier

nier aorta holle ader

urineleider

blaas urinebuis

Afbeelding 7.2 Ligging van de nieren en de urineblaas

72

urineleider

Afbeelding 7.3 Schema van een overlangs doorgesneden nier

– nierschors; deze vrij smalle laag heeft een gespikkeld uiterlijk – niermerg; dit is gestreept en bestaat uit een aantal ‘piramiden’ – nierbekken; dit is de holte waarin de urine terechtkomt. Via de urineleider (ureter) staat het nierbekken in verbinding met de urineblaas.

7

Iedere nier is opgebouwd uit ongeveer 1 miljoen nefronen. Een nefron is de functionele eenheid van de nier. Ze zijn microscopisch klein. Ieder nefron bestaat uit vijf onderdelen (afb. 7.4):

schors

tweede gekronkelde buisje kapsel van Bowman glomerulus eerste gekronkelde buisje

verzamelbuis adertje merg

lis van Henle

Afbeelding Schema van een nefron beelding 7 4 7.4 Schema van een nefron

– nierkapseltje (kapsel van Bowman); dit vormt het begin van een nefron. Het nierkapseltje is op te vatten als een ingedeukt ballonnetje waarin een kluwen zit van haarvaten: de glomerulus (glomus = kluwen). Nierkapseltje en glomerulus samen worden een lichaampje van Malpighi genoemd – eerste gekronkelde buisje, gelegen in de schors – lis van Henle; dit haarspeldvormige deel ligt grotendeels in het merggebied. Het heeft een dalende en een stijgende tak – tweede gekronkelde buisje, gelegen in de schors – verzamelbuis, gelegen in het merggebied. Op één verzamelbuis zijn meerdere nefronen aangesloten.

7.2.3 Werking van de nieren In iedere nefron, dus ook in iedere nier, vinden de twee volgende processen plaats: – filtratie van bloed, waardoor voorurine ontstaat – terugresorptie van stoffen vanuit de voorurine terug naar het bloed, zodat uiteindelijk urine overblijft.

Filtratie De haarvatenkluwen (de glomerulus) in het nierkapseltje ontvangt bloed van de nierslagader. Door de hoge bloeddruk in de glomerulus wordt bloedplasma met allerlei opgeloste stoffen vanuit de glomerulus naar het nierkapseltje geperst. De vloeistof die zo in de nierkapseltjes komt, wordt voorurine genoemd. Hierin bevinden zich niet alleen afvalstoffen, maar ook nog vele nuttige stoffen. Het nierkapseltje werkt immers als een filter. Door dit filter kan in principe alles passeren met uitzondering van de bloedcellen en de plasma-eiwitten. Deze zijn te groot en blijven dus in het bloed achter. Het bloedvat dat het bloed vanuit het kapseltje afvoert

V e r w i j d e r i n g

v a n

a f v a l s t o f f e n

bevat nog steeds zuurstofrijk bloed (rood in afb. 7.4). Dit betekent dat er bij de filtratie geen zuurstof wordt verbruikt. De energie die nodig is om te filtreren wordt geleverd door de werking van het hart. Dit orgaan zorgt ervoor dat de bloeddruk in de haarvaten van de glomerulus vrij hoog is. Per etmaal wordt er door beide nieren samen ongeveer 180 liter voorurine gemaakt. Maar de hoeveelheid urine die per etmaal wordt uitgescheiden bedraagt slechts 1,5 liter. Er moet dus ongeveer 178,5 liter voorurine worden teruggeresorbeerd. Dit gebeurt door de andere onderdelen van een nefron en wel hoofdzakelijk door het eerste gekronkelde buisje.

Terugresorptie De voorurine gaat vanuit het nierkapseltje naar het eerste gekronkelde buisje, vervolgens naar de lis van Henle en naar het tweede gekronkelde buisje en ten slotte naar de verzamelbuis. In deze onderdelen wordt geleidelijk van de voorurine de uiteindelijke urine gemaakt. Dit gebeurt als volgt (afb. 7.4). Het afvoerend bloedvaatje dat uit de glomerulus komt, vertakt zich rondom de verdere delen van elk nefron opnieuw tot haarvaten. Deze verenigen zich dan tot adertjes die ten slotte gezamenlijk als de nierader uitmonden in de onderste holle ader. Veel nuttige stoffen die in de voorurine zitten, zoals glucose, aminozuren en vooral veel water met de daarin opgeloste zouten, worden vanuit het nefron teruggebracht naar het bloed. Dit proces staat bekend als de terugresorptie. Afvalstoffen zoals ureum en het teveel aan zouten gaan niet terug naar het bloed, maar blijven in de nefronen achter. Via de talrijke verzamelbuizen komen deze stoffen met een beetje water in het nierbekken terecht. Dit is urine. De terugresorptie van stoffen is precisiewerk. Deze processen kosten veel energie en dus ook veel zuurstof. Het bloed van de nierader is dan ook zuurstofarm (blauw in afb. 7.4). Zoals gezegd blijft er van de 180 liter voorurine slechts 1,5 liter als urine over. Dit betekent dat er nog niet 1% van de voorurine het lichaam verlaat. Ruim 99% wordt dus teruggeresorbeerd. Een duidelijk bewijs dat ons lichaam erg zuinig met water omspringt. De nieren hebben een zeer goed aanpassingsvermogen. Wanneer we te veel zouten gebruiken zullen er door de nieren ook meer zouten uit het bloed worden verwijderd. Met betrekking tot glucose zullen de nieren er altijd voor zorgen dat alle glucose uit de voorurine wordt teruggeresorbeerd naar het bloed. Verlies van zo’n belangrijke brandstof als glucose zou ook onlogisch zijn. Toch kan het aanbod van glucose in het bloed zo hoog zijn (denk aan suikerpatiënten) dat de nieren zich helaas gewonnen moeten geven. De nefronen kunnen dan niet alle glucose terugpakken zodat er dan urine wordt geproduceerd waarin toch glucose aanwezig is. We spreken dan van glucosurie. Doordat in deze urine suiker aanwezig is, zal extra water worden aangezogen.

73

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

Een suikerpatiënt zal dus veel moeten plassen (polyurie), met dorstverschijnselen als gevolg. Door het vele plassen en drinken is er als het ware sprake van een doorloop waarbij de urine een zoete smaak heeft. De medische term voor suikerziekte luidt dan ook diabetes mellitus (diabetes = doorloop; mellitus = honingzoet). De nieren ondervinden bij hun functioneren veel medewerking van hormonen om de terugresorptie en de uitscheidingsprocessen goed te kunnen laten verlopen. Zo is er een hormoon dat helpt bij de terugresorptie van natrium, namelijk het hormoon aldosteron, afkomstig uit de bijnierschors (par. 10.1.4). Voor de terugresorptie van water is een ander hormoon werkzaam, namelijk het antidiuretisch hormoon, afgekort ADH (par. 10.1.1). Dit hormoon gaat de diurese (vorming van urine) tegen door in het nefron altijd de juiste hoeveelheid water terug te pakken. Wanneer men te weinig van dit hormoon bezit zal er een overvloedige urineproductie (polyurie) plaatsvinden. De urine van deze mensen is echter niet zoet maar vrijwel smaakloos door de sterke verdunning. De medische term voor dit verschijnsel is diabetes insipidus (insipidus = smaakloos).

Het epitheel aan de binnenkant van de urineleiders (ureters) bezit een beschermend laagje tegen de inwerking van zuren. Doordat de urineleider veel glad spierweefsel bevat (de wand is daarom naar verhouding erg dik) wordt de urine op een actieve manier door peristaltische bewegingen voortbewogen naar de urineblaas. Hierdoor wordt er ongeveer driemaal per minuut een beetje urine in de blaas gespoten. Het onderste deel van iedere urineleider loopt door de wand van de urineblaas schuin naar beneden (afb. 7.6 en 12.7). Dit heeft tot gevolg dat bij een gevulde blaas de urineleider wordt afgesloten door een verhoogde druk in de blaas zelf. Er is dan sprake van een ‘ventielwerking’, waardoor terugstroming van de urine wordt voorkomen (afb. 7.6).

1

9

2

8

7.2.4 Urinewegen De urinewegen zorgen voor de afvoer van de urine vanuit de beide nierbekkens. De urinewegen bestaan uit de volgende onderdelen: – urineleiders (ureters) (afb. 7.5) – urineblaas – urinebuis of plasbuis (urethra).

7

3 6

Afbeelding 7.6 Urineblaas 1 urineleider 2 slijmvliesplooien 3 prostaat 4 openingen voor de afvoer van het prostaatvocht 5 urinebuis

Afbeelding 7.5 Röntgenfoto nieren, urineleiders

74

4

5

6 7 8 9

de twee uitmondingen van de zaadleiders uitmonding van de urineleider slijmvlies spierlaag

Ook de wand van de urineblaas bestaat hoofdzakelijk uit glad spierweefsel. De lege blaas ligt onder het buikvlies in het kleine bekken, achter de beide schaambeenderen. Bij een gevulde blaas kan de top van de blaas boven de schaambeenderen uitkomen. Bij de blaasuitgang hebben we evenals bij de anus te maken met twee sluitspieren: de inwendige en de uitwendige sluitspier. De inwendige sluitspier is een gladde spier en dus onwillekeurig, terwijl de uitwendige sluitspier dwarsgestreept, dus willekeurig is; deze laatste spier staat dus wel onder invloed van onze wil. De urineblaas doet dienst als opslagplaats voor de in de nieren gevormde urine. Wanneer de blaas ongeveer 350 ml urine bevat, ontstaat er drang om de blaas te ledigen. Deze mictiedrang kunnen we tot op zekere hoogte onderdrukken, zodat we dus niet meteen naar het toilet hoeven. Na enige tijd echter ontstaat er een gevoel van

7

V e r w i j d e r i n g

v a n

a f v a l s t o f f e n

pijnlijke spanning waardoor een langer ophouden van de urine niet meer mogelijk is. De uitwendige sluitspier ontspant zich dan zodat de urine door de contractie van de blaaswandspieren zal afvloeien. De mictiedrang treedt niet altijd op bij dezelfde vullingsgraad van de blaas. Bij sterke koude bijvoorbeeld en bij emotionele toestanden zal er reeds mictiedrang optreden bij geringe blaasvulling. Wanneer men daarentegen zeer ingespannen met iets bezig is, komt de mictiedrang pas laat op gang. Het verschijnsel incontinentie zoals we dat bij de defecatie hebben besproken is ook zeer bekend met betrekking tot de urine. Incontinentie van urine (‘geen baas over eigen blaas’) komt veel vaker voor dan incontinentie van feces. Het zomaar verliezen van urine komt veel meer voor bij vrouwen dan bij mannen, en niet alleen op hogere leeftijd. Dit houdt verband met bevallingen, en dan vooral moeilijke bevallingen van zware kinderen. Er kunnen daarbij namelijk verzakkingen optreden van de blaas of de blaasuitgang, al of niet gepaard gaande met een verslapping van de bekkenbodemspieren. Ongeveer de helft van alle vrouwen heeft wel eens ongewild, onwillekeurig verlies van urine. Omdat 15% van alle vrouwen er regelmatig problemen mee heeft, betekent het dat dit beslist geen kwaal van de oude dag is.

– medicijnen of afbraakproducten ervan – onbruikbare stoffen; bijvoorbeeld de rode kleurstof van bietjes.

De urinebuis of plasbuis (urethra) vormt de verbinding van de blaas met de buitenwereld. Bij de man is de urinebuis erg lang, ongeveer 20 cm. Het begin ervan loopt door de prostaat (afb. 12.7). Bij aandoeningen aan de prostaat (bijv. door prostaatvergroting) kan de urinebuis gemakkelijk worden dichtgedrukt waardoor de afvoer van de urine wordt belemmerd. Het grootste deel van de urinebuis verloopt in de penis en is door een zwellichaam omgeven (afb. 12.8). Dit gedeelte is tevens de afvoerbuis voor de zaadcellen. Bij de vrouw is de urinebuis erg kort, ongeveer 2,5 tot 4 cm, en mondt uit in de ruimte tussen de kleine schaamlippen, de voorhof. De uitmonding ligt vlak boven de toegang tot de vagina (afb. 12.1a).

Zoals we reeds in hoofdstuk 4 hebben besproken zorgen de longen niet alleen voor het binnenhalen van zuurstof. Zij zorgen ook voor de uitscheiding van koolstofdioxide en water. De lucht die we inademen bevat slechts 0,03% koolstofdioxide, terwijl de uitademingslucht 4% van deze stof bevat. Dit hogere gehalte is een gevolg van de verbrandingsprocessen in de cellen van ons lichaam. De longen scheiden bovendien nog een beperkte hoeveelheid water uit in de vorm van waterdamp. Deze hoeveelheid bedraagt meestal ongeveer 400 ml per etmaal.

7.3

De huid als uitscheidingsorgaan

De huid is reeds in hoofdstuk 1 en 5 aan de orde gekomen. Met name in hoofdstuk 5 hebben we de functie van de zweetklieren bij de regeling van de lichaamstemperatuur besproken. Het zweet dat door de zweetklieren wordt uitgescheiden bestaat voor 99% uit water en bevat verder nog zouten en zuren. In een niet al te warme omgeving en bij rustige arbeid is de zweetproductie gering en verdampt het zonder dat we dit merken. In een warme omgeving en bij intensieve spierarbeid neemt de zweetproductie sterk toe en wordt zweet duidelijk waarneembaar. De productie die in rust ongeveer 1 liter per etmaal bedraagt, kan dan toenemen tot 10 liter per etmaal.

7.4

De longen als uitscheidingsorganen

7.2.5 Samenstelling van urine De samenstelling van de urine wisselt sterk en is grotendeels afhankelijk van de afvalstoffen die in het bloed zitten. De nieren moeten er immers voor zorgen dat het inwendige milieu in evenwicht wordt gehouden. Als normale bestanddelen treffen we in de urine aan: – water; ongeveer 95% van de urine – zouten; onder andere keukenzout (NaCl) – ureum; dit wordt in de lever gevormd bij de afbraak van overtollige aminozuren – vitaminen; bijvoorbeeld vitamine C bij overmatig gebruik – galkleurstof; een klein beetje urobiline, afkomstig van de afbraak van hemoglobine. Urobiline is lichtgeel – afgestoten epitheelcellen van nierbekken, urinewegen en geslachtsorganen

75

8

Informatievoorziening

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_8, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

8

i n f o r m a t i e v o o r z i e n i n g

Wij leven in een voortdurende wisselwerking met onze omgeving. Het kunnen opvangen van informatie uit de omgeving is een van de levensvoorwaarden en de basis voor het grootste deel van ons handelen. Daarnaast kun je informatie opvangen uit je eigen lichaam. Enkele voorbeelden van informatie vanuit je omgeving zijn: koude, warmte, geluid, donker, licht, kleur, geur en beweging. Enkele voorbeelden van informatie vanuit je eigen lichaam zijn: dorst, honger, spanning en pijn. Wat we informatie noemen is eigenlijk het eindproduct van een proces dat zich in ons lichaam afspeelt. Je beschikt namelijk over verschillende organen die prikkels kunnen opvangen: de zintuigen. Deze prikkels worden door de zintuigen via zenuwen doorgegeven aan de hersenen en daar verwerkt tot zinvolle informatie, die je je bewust wordt. Die informatie kun je bewust gebruiken; we spreken dan van een bewuste reactie. Je reageert bijvoorbeeld door iets te doen of door juist bewust iets niet te doen. Het lichaam kan ook onbewust reageren op prikkels. Die worden dan door de hersenen of het ruggenmerg verwerkt zonder dat dit tot ons bewustzijn doordringt. De ontstane informatie heeft dan een onbewuste reactie tot gevolg. Er is dan sprake van een reflex; dit wordt nader besproken in paragraaf 9.2.1. Het komt dus in het kort hierop neer dat je in staat bent prikkels op te vangen vanuit je omgeving en vanuit je eigen lichaam en vervolgens deze prikkels te verwerken tot zinvolle informatie, waardoor je bewust en onbewust kunt reageren. Het proces van opnemen en verwerken van prikkels vanuit je omgeving en vanuit je lichaam wordt waarneming of perceptie genoemd. Bij het verwerken van de zintuigprikkels spelen ook het neurologisch stuurmechanisme (hoofdstuk 9) en psychologische aspecten een belangrijke rol.

8.1

Zintuigen

Voor de informatievoorziening zijn onze zintuigen onmisbaar. Een zintuig is een orgaan dat door middel van zintuigcellen (receptoren; receptor = ontvanger), een bepaalde soort prikkel opvangt en deze door middel van een impuls naar de hersenen en het ruggenmerg doorgeeft. Dit doorgeven gebeurt via aanvoerende zenuwen die vanaf de zintuigcellen naar bepaalde gebieden in het ruggenmerg en in de hersenen lopen. In de hersenen, soms alleen in het ruggenmerg, vindt verwerking van de impulsen plaats, waarna afvoerende zenuwen ervoor zorgen dat spieren, klieren en andere organen op een gepaste wijze reageren. Niet alle informatie heeft een direct zichtbare reactie tot gevolg. Informatie kunnen we namelijk ook opslaan in ons geheugen om er pas later iets mee te doen. Zoals bekend hebben we verschillende zintuigen die ieder op hun eigen manier prikkels opvangen. Er zijn echter factoren die van toepassing zijn op de prikkeling van alle zintuigen. – De passende of adequate prikkel. Zintuigcellen zijn slechts gevoelig voor één bepaalde soort prikkel. Zo is de adequate prikkel voor het oog licht, en voor het oor is dat geluid. – De prikkeldrempel. Hiermee bedoelen we de minimale sterkte die een prikkel nodig heeft om een impuls op te wekken. Een prikkel moet de drempelwaarde overschrijden om een impuls tot gevolg te hebben. Eén korreltje suiker in de koffie proeven we niet, maar een klontje wel.

– De onderscheidingsdrempel. Wanneer de drempelwaarde overschreden is, kunnen we prikkels die in sterkte uiteenlopen, van elkaar onderscheiden. Een zacht geluid kunnen we onderscheiden van een hard geluid. Het verschil in gewicht tussen een brief van 25,0 gram en een brief van 25,2 gram kunnen we daarentegen niet waarnemen; daarvoor is het verschil te klein. Het minimale verschil dat we nog kunnen waarnemen noemen we de onderscheidingsdrempel. Deze is per zintuig sterk uiteenlopend, bijvoorbeeld voor het oog 1% en voor het oor 15%. – De prikkelgevoeligheid. Elk zintuig heeft een eigen prikkelgevoeligheid. Het menselijk oog kan niet alle bestaande lichtprikkels waarnemen. Zo kunnen ultraviolet licht en infrarood licht niet worden waargenomen. Ook het menselijk oor heeft deze beperktheid ten aanzien van luchttrillingen (geluid). We weten bijvoorbeeld dat oudere mensen hoge tonen niet goed meer kunnen waarnemen. – Het aanpassingsvermogen. Zintuigen zijn vooral gevoelig voor veranderingen in de omgeving. Wanneer bepaalde prikkels langdurig blijven bestaan, nemen we die ten slotte niet meer waar. Zo zal een bepaald eentonig geluid na verloop van tijd niet meer opvallen en een donkere omgeving niet meer als donker worden ervaren. Dit aanpassingsvermogen wordt ook wel adaptatie genoemd. – De aandacht voor een prikkel. Wanneer onze aandacht is afgeleid worden we ons niet bewust van vele zintuigprikkels die we normaal wel zouden waarnemen. De prikkeldrempel is dan als het ware verhoogd. Denk bijvoorbeeld aan de omstandigheden waarin zakkenrollers te werk gaan.

77

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

Afhankelijk van de soort prikkel kunnen we verschillende soorten zintuigen onderscheiden: – reuk- en smaakzintuig: gevoelig voor chemische prikkels – warmte- en koudezintuigen: gevoelig voor temperatuurverschillen – tast-, druk- en pijnzintuigen: gevoelig voor mechanische prikkels – gehoor- en evenwichtszintuig: eveneens gevoelig voor mechanische prikkels – gezichtszintuig: gevoelig voor licht.

Vanuit de zintuigcellen lopen zenuwvezels naar het reukcentrum in de grote hersenen. De reukzintuigcellen zijn zeer gevoelig, dat wil zeggen dat er maar een kleine hoeveelheid van de reukstof nodig is om tot een gewaarwording te leiden. De reuk is ook van invloed op de smaakgewaarwording. Zo zul je bij verkoudheid minder goed kunnen proeven doordat het reukslijmvlies voor het grootste gedeelte door slijm is afgedekt. Het reukzintuig waarschuwt ons tegen schadelijke invloeden. Vele schadelijke stoffen hebben namelijk een onaangename geur.

We zullen nu de bouw en werking van deze zintuigen behandelen.

Het smaakzintuig is opgebouwd uit vele smaakzintuigcellen die vooral op de tong liggen. Met behulp van deze zintuigcellen kunnen slechts opgeloste stoffen worden geproefd. We kunnen vier smaken onderscheiden (afb. 8.3): – zoet, vooral op de tongpunt – zuur, vooral aan de zijkant van de tong, op het achterste gedeelte – zout, vooral aan de zijkant van de tong, op het voorste gedeelte – bitter, achter op de tong.

8.1.1

Reuk- en smaakzintuig

Het reukzintuig bestaat uit reukslijmvlies met de zintuigcellen voor de reuk. Het reukslijmvlies bevindt zich boven in de neusholte (afb. 8.1). Het oppervlak van het reukslijmvlies is bij de mens klein in vergelijking met dat van vele dieren. We ruiken dan ook minder goed dan bijvoorbeeld honden. De reukzintuigcellen zijn langgerekte cellen met fijne haartjes, die de prikkels opvangen (afb. 8.2). We ruiken met deze zintuigcellen uitsluitend gasvormige stoffen. voorhoofdsholte

bitter

reukzenuw Turks zadel

zuur

wiggebeensholte

neusschelpen

zout

uitwendige neusopening

neusamandel

zoet

Afbeelding 8.3 De verdeling van de gevoeligheid voor de vier smaken op de tong

opening buis van Eustachius

Afbeelding 8.1 Neusholte. Slijmvlies is ten dele verwijderd, zodat de reukzenuw zichtbaar is slijmlaag zintuighaartje steuncel

De ‘smaak’ is een combinatie van gewaarwordingen waarbij niet alleen het smaakgevoel, maar ook de temperatuur en vooral de reuk een rol spelen. De smaakzintuigcellen zijn minder gevoelig dan de reukzintuigcellen. Via zenuwceluitlopers zijn de smaakzintuigcellen met de hersenen verbonden.

slijmklier

8.1.2

zintuigcel

De warmte- en koudezintuigen zijn reeds aan de orde geweest in hoofdstuk 5, temperatuurregeling. In dit verband verwijzen we dan ook naar paragraaf 5.2.

8.1.3 reukzenuw

Afbeelding 8.2 Schema van een gedeelte van het reukslijmvlies. Tussen de reukzintuigcellen bevinden zich steuncellen en slijmkliertjes

78

Warmte- en koudezintuigen

Tast-, druk- en pijnzintuigen

In de huid treffen we de volgende zintuigen aan die gevoelig zijn voor mechanische prikkels: – tastzintuigen – drukzintuigen – pijnzintuigen.

8

De tast- en drukzintuigen zijn gevoelig voor vervormingen van de huid. We treffen veel tastzintuigen aan in de vingertoppen en in de lippen.

i n f o r m a t i e v o o r z i e n i n g

b c a

d e

De drukzintuigen liggen dieper in de huid. Daarmee kunnen we sterke vervormingen waarnemen, bijvoorbeeld door zware voorwerpen. De inwendige drukzintuigen bevinden zich in de wand van de bloedvaten. Ze reageren op een verandering van de bloeddruk. Pijnzintuigen zijn vaak vrije uiteinden van gevoelszenuwen in de huid. Verschillende soorten prikkels kunnen tot pijn leiden. Bij jeuk liggen de pijnprikkels beneden de drempelwaarde voor een pijngewaarwording. De pijnzin heeft een waarschuwende functie. De inwendige pijnzintuigen bevinden zich bijvoorbeeld in de maagwand en in de hersenvliezen (dus niet in de hersenen zelf!). Inwendige pijn kan ontstaan door uitrekking van holle organen (darmen), door stoornis in de bloedvoorziening (hartinfarct), door kramptoestanden in glad spierweefsel (darmen) en dwarsgestreept spierweefsel (beenspieren) en door ontstekingsproducten.

8.1.4

Gehoor- en evenwichtszintuig

Het gehoor- en het evenwichtszintuig zijn nauw met elkaar verbonden. Zij hebben echter ieder een geheel eigen functie. We zullen ze dan ook afzonderlijk bespreken.

Gehoorzintuig Met het gehoorzintuig kunnen we geluidstrillingen opvangen en deze verwerken tot waarnemingen. Het gehoororgaan ligt voor het grootste gedeelte in het rotsbeen (afb. 8.4). We kunnen hierbij drie gedeelten onderscheiden: – het uitwendige oor: het gedeelte dat het geluid opvangt – het middenoor: het gedeelte dat het geluid voortgeleidt – het inwendige oor of binnenoor: het gedeelte dat het geluid ‘waarneemt’, dat is het gedeelte waar de mechanische prikkels worden opgevangen door de gehoorzintuigcellen. Het uitwendige oor bestaat uit de oorschelp en de uitwendige gehoorgang. De oorschelp bevat veel elastisch kraakbeen. De uitwendige gehoorgang bevat haartjes waardoor stof wordt tegengehouden, en smeerklieren die het trommelvlies soepel houden. De uitwendige gehoorgang is ongeveer 2,5 cm lang. Aan het einde, op de grens tussen het uitwendige oor en het middenoor, bevindt zich het trommelvlies. Het heeft een diameter van ongeveer 1 cm. Het middenoor bestaat uit een met lucht gevulde trommelholte, gelegen in het rotsbeen. In de wand van de trommelholte kunnen we twee door vliezen afgesloten openingen onderscheiden: het ovale en het ronde ven-

f g h i j k

n

l o m

p

Afbeelding 8.4 De bouw van het gehoororgaan a oorschelp i gehoorzenuw b trommelvlies j middengang c hamer k opgaande gang d aambeeld l neergaande gang e stijgbeugel m buis van Eustachius f halfcirkelvormig kanaal n smeerkliertje g ovaal blaasje o ovaal venster h rond blaasje p rond venster

ster. In de trommelholte bevinden zich de volgende drie gehoorbeentjes: – de hamer, met de steel tegen het trommelvlies gelegen – het aambeeld, verbonden met hamer en stijgbeugel – de stijgbeugel, door middel van de voetplaat vergroeid met het ovale venster. Via de buis van Eustachius (ongeveer 4 cm lang) bestaat er een verbinding tussen de trommelholte en de keelholte (afb. 8.4). Het inwendige oor of binnenoor, ook wel doolhof of labyrint genoemd, bevat drie onderdelen: – het slakkenhuis dat de zintuigcellen voor het gehoor bevat – de drie halfcirkelvormige kanalen die zintuigcellen voor het evenwicht bevatten – de voorhof, het centrale deel van het inwendige oor, dat eveneens zintuigcellen voor het evenwicht bevat. Het slakkenhuis bevat drie gangen: een opgaande gang, een neergaande gang en daar tussen een middengang (afb. 8.4 en 8.5). De opgaande gang begint bij het ovale venster en gaat tweeënhalve winding omhoog. In de top van het slakkenhuis gaat deze gang over in de neergaande gang die na tweeënhalve winding eindigt bij het ronde venster. Beide gangen staan dus via de top van het slakkenhuis met elkaar in verbinding en zijn gevuld met een vloeistof. De middengang is zowel aan de bovenkant als aan de onderkant door een vlies van de andere gangen gescheiden en wordt daarom ook wel de vliezige slakkenhuisgang genoemd. De middengang bevat even-

79

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

eens vloeistof. Het vlies aan de onderkant van de middengang wordt basaalmembraan genoemd. Hierop liggen de gehoorzintuigcellen die haartjes bevatten. Vlak boven deze haartjes bevindt zich de dekplaat. De gehoorzintuigcellen staan in verbinding met de gehoorzenuw die de impulsen naar de hersenen stuurt. a omkeerpunt opgaande gang middengang neergaande gang

vanaf ovale venster naar ronde venster

b

top van het slakkenhuis, naar de neergaande gang geduwd. Daarbij zal het ronde venster enigszins naar buiten uitwijken om de vloeistofbeweging op te vangen (vloeistoffen zijn vrijwel niet samendrukbaar). Door dit trillen van de vloeistof in de beide gangen komt ook een bepaald stuk van het basaalmembraan in een trillende beweging. Hierdoor gaan de haartjes van de gehoorzintuigcellen tegen de dekplaat bewegen. De haartjes van deze cellen worden daardoor afgebogen. Naarmate het geluid sterker is, worden de haartjes sterker afgebogen. Bij het begin van het slakkenhuis is het basaalmembraan smal, bij de top is het betrekkelijk breed. Hoge tonen worden door het smalle gedeelte van het basaalmembraan vastgelegd en de lage tonen door het brede gedeelte, dus meer in de richting van de top van het slakkenhuis. In afbeelding 8.4 is de voortplanting van het geluid met zwarte pijlen aangegeven. Met onze oren kan ook de richting van waaruit het geluid komt worden bepaald, doordat er kleine verschillen bestaan in tijd en sterkte van het geluid dat de beide oren opvangen.

Evenwichtszintuig opgaande gang dekplaat middengang basale membraan gehoorzintuigcel neergaande gang

gehoorzenuw

beenvlies rotsbeen

Afbeelding 8.5 a Slakkenhuis geopend. De pijlen geven de richting aan van de geluidstrillingen b Doorsnede door een winding van het slakkenhuis

Hoewel het evenwichtszintuig in het inwendige oor is gelegen, en wel in de voorhof en in de halfcirkelvormige kanalen, moeten we het toch als een zelfstandig orgaan beschouwen. We worden ons zelden bewust van ons evenwicht. Het zijn hoofdzakelijk reflexen waardoor de juiste stand en houding van ons lichaam worden geregeld. Bij de behandeling van de bouw van het gehoorzintuig hebben we gezien dat het inwendige oor (doolhof, labyrint) behalve uit het slakkenhuis nog bestaat uit de voorhof en de drie halfcirkelvormige kanalen. De voorhof bevat twee blaasjes: het ovale en het ronde blaasje. Deze blaasjes vormen samen met de drie halfcirkelvormige kanalen het evenwichtsorgaan (afb. 8.6). We kunnen hierbij twee soorten zintuigen onderscheiden: de echte evenwichtszintuigen en de rotatiezintuigen (rotatie = draaiing).

Voortplanting van het geluid De geluidstrillingen gaan via de uitwendige gehoorgang naar het trommelvlies. Door de bouw van de uitwendige gehoorgang wordt het geluid ongeveer driemaal versterkt. Als het trommelvlies in trilling wordt gebracht, wordt de trilling via de gehoorbeentjes ongeveer 20 maal versterkt overgebracht op het ovale venster en dus op de vloeistof van de opgaande gang van het slakkenhuis. De versterking van de trillingen wordt gedeeltelijk veroorzaakt door de hefboomwerking van de gehoorbeentjes, maar vooral door het kleine oppervlak van het ovale venster in vergelijking met dat van het trommelvlies. Door de buis van Eustachius wordt de druk aan weerszijden van het trommelvlies even groot, waardoor het vrij kan meetrillen. Wanneer het ovale venster in trilling komt, wordt de vloeistof in de opgaande gang, via de verbinding aan de

80

rotatiezintuig

evenwichtszintuig zenuw zenuw

Afbeelding 8.6 Ligging van een rotatiezintuig (in een halfcirkelvormig kanaal) en een evenwichtszintuig (in het ovale blaasje van de voorhof)

8

De evenwichtszintuigen liggen in de twee blaasjes van de voorhof. In de wand van beide blaasjes bevindt zich een door zintuigcellen verdikte plaats. Op de zintuigcellen bevinden zich haartjes die zijn verbonden door slijm, waarop vele kleine kristalletjes liggen: de evenwichtssteentjes. Deze geven, afhankelijk van de stand van ons hoofd, een bepaalde druk op de haartjes van de zintuigcellen. De drukveranderingen worden door de zintuigcellen in de vorm van impulsen via de evenwichtszenuw naar de hersenen gestuurd. Hierdoor worden we ingelicht over de stand van ons hoofd waarna door reflexbewegingen de stand eventueel kan worden gecorrigeerd. De evenwichtszintuigen geven ons ook informatie over snelheidsveranderingen bijvoorbeeld bij een snel wegrijdende auto. De rotatiezintuigen liggen in de drie halfcirkelvormige kanalen die loodrecht op elkaar staan. Op drie plaatsen in de kanalen bevinden zich verbredingen waarin zintuigcellen met haren liggen die door een geleimassa zijn verbonden. Wanneer we ons hoofd draaien, blijft de vloeistof in de halfcirkelvormige kanalen stilstaan, maar de zintuighaartjes bewegen met het hoofd mee. Deze seinen de draaiingsversnelling in de vorm van impulsen via de evenwichtszenuw naar de hersenen. Ook nu treden er weer vele reflexbewegingen op ter correctie. Overmatige prikkeling van de rotatiezintuigen heeft duizeligheid tot gevolg.

8.1.5

Gezichtszintuig

Het gezichtszintuig is in staat lichtprikkels op te vangen en die prikkels in de vorm van impulsen via de oogzenuw naar de hersenen door te sturen. Zo kunnen we zien. We kunnen bij het gezichtszintuig onderscheid maken tussen de oogbol met de oogzenuw en de hulporganen van het oog.

Ligging, bouw en functie van de oogbol De oogbol heeft een diameter van ongeveer 2,5 cm. Ieder oog is aan de achterzijde omgeven door steunvet. De ogen liggen in de oogkassen van de schedel. De wand van de oogbol bestaat uit drie lagen: de oogvliezen (afb. 8.7). We noemen ze hieronder van buiten naar binnen. – Het harde oogvlies. Dit is een stevig wit bindweefselkapsel (oogwit). Het harde oogvlies geeft stevigheid en bescherming aan onze ogen en het is tevens de aanhechtingsplaats voor de oogspieren. Aan de voorzijde gaat het harde oogvlies over in het sterker gekromde en doorzichtige hoornvlies. Doordat het hoornvlies sterk gekromd is, worden hier de lichtstralen reeds op passieve wijze gebroken. – Het vaatvlies. Dit wordt zo genoemd omdat het veel bloedvaten bevat die belangrijk zijn voor de voeding van het oog. Aan de voorzijde gaat het vaatvlies over in het regenboogvlies of de iris. Dit regenboogvlies bevat zeer veel pigment waardoor onze oog-

i n f o r m a t i e v o o r z i e n i n g

oogspier harde oogvlies achterste oogkamer lensbandjes pupil

vaatvlies

hoornvlies lens

netvlies accommodatiespier gele vlek blinde vlek

voorste oogkamer oogzenuw regenboogvlies (iris)

glasachtig lichaam

Afbeelding 8.7 Horizontale doorsnede van het rechteroog

kleur bepaald wordt. In blauwe ogen bevat de iris minder pigment dan in bruine ogen. De opening in het midden van de iris is de pupil, die door kringspieren in de iris vernauwd kan worden. Hierdoor wordt de hoeveelheid licht geregeld die het oog binnenvalt (pupilreflex). Bij de rand van het hoornvlies is het vaatvlies verdikt tot het straalvormig lichaam waarin de ooglens is opgehangen door middel van lensbandjes. De werking hiervan wordt besproken in de volgende paragraaf bij het begrip accommodatie. De iris zit vast aan het straalvormig lichaam. – Het netvlies. Dit vlies is opgebouwd uit een aantal lagen (afb. 8.8), namelijk: ■ een pigmentlaag; deze ligt tegen het vaatvlies aan. Hij bevat pigment, waardoor licht wordt geabsorbeerd, zodat verstrooiing van het licht wordt voorkomen ■ een zintuigcellenlaag; er kunnen twee soorten zintuigcellen onderscheiden worden, namelijk de staafjes die vooral aan de rand van het netvlies liggen en de kegeltjes die vooral in het centrum liggen. De staafjes zijn schemerzintuigen; ze kunnen alleen verschillen in lichtsterkte waarnemen: zwart-wit schakeringen. Door de aanwezigheid van de staafjes kan het oog zich aan het donker aanpassen. De kegeltjes zijn dagzintuigen; ze kunnen kleuren waarnemen. Het netvlies is niet overal even gevoelig voor licht. De gele vlek is de meest gevoelige plek van het netvlies doordat hij veel zintuigcellen (bijna uitsluitend kegeltjes) bevat. De blinde vlek is de plaats waar de oogzenuw de oogbol verlaat. Doordat er geen zintuigcellen liggen, is de blinde vlek ongevoelig voor lichtprikkels. De zintuigcellen zijn verbonden met de oogzenuw. De oogzenuw voert de impulsen naar de hersenen, waar de waarneming bewust wordt.

81

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

licht

licht glasachtig lichaam

zenuwcellen netvlies

zintuigcellen pigmentlaag vaatvlies

oogzenuw

harde oogrok gele vlek

blinde vlek

Afbeelding 8.8 Schema van de bouw van het netvlies; lichtblauw=staafjes; groen=kegeltjes

Beeldvorming De oogbol is opgevuld met doorzichtige structuren, die samen met het hoornvlies een duidelijk beeld moeten projecteren op het netvlies. Het zijn het kamervocht, de lens en het glasachtig lichaam. Zij zorgen ervoor dat er op het netvlies twee, iets verschillende, omgekeerde en sterk verkleinde beelden worden gevormd. De twee beelden, op ieder netvlies één, worden in de hersenen verwerkt tot één beeld. Hierdoor kunnen we goed diepte zien en afstanden schatten. – Het kamervocht is een heldere vloeistof die zich bevindt in de voorste en in de achterste oogkamer. Het kamervocht wordt geproduceerd door het straalvormig lichaam en het regenboogvlies. Het stroomt vanuit de achterste oogkamer door de pupil naar de voorste oogkamer, waar het via een kanaaltje wordt afgevoerd. Het kamervocht zorgt niet alleen voor vulling van de beide oogkamers, maar ook voor de voeding van de lens en het regenboogvlies. – De lens bevindt zich tussen de pupil en het glasachtig lichaam. Hij is opgebouwd uit glasheldere vezels en wordt omgeven door een kapsel met lensbandjes die de verbinding vormen met het straalvormig lichaam. – Het glasachtig lichaam wordt gevormd door een heldere geleimassa die voor 98% uit water bestaat en die voor de handhaving van de bolvorm van het oog zorgt. De lichtstralen moeten dus achtereenvolgens het hoornvlies, het kamervocht, de lens en het glasachtig lichaam

82

passeren voordat ze worden opgevangen door de zintuigcellen van het netvlies. Zoals we reeds gezien hebben, zorgt het sterk gekromde hoornvlies voor de eerste breking van de lichtstralen. Vooral de soepele, elastische lens zorgt op actieve wijze voor een nauwkeurige breking van de lichtstralen. Daardoor wordt er een scherp beeld op het netvlies gevormd, zodat we goed kunnen zien. Doordat de lens niet van plaats kan veranderen, zoals in een fototoestel wel het geval is, moet de lens boller of platter worden gemaakt om een scherp beeld op het netvlies te kunnen projecteren. Deze vormverandering van de lens wordt accommodatie genoemd (accommoderen = zich aanpassen). Dit vindt plaats door middel van de accommodatiespier in het straalvormig lichaam (afb. 8.9). Na het samentrekken van deze spier hangen de lensbandjes

vaatvlies hoornvlies iris pupil

accommodatiespier lens lensbandje

voorste oogkamer

Afbeelding 8.9 Accommodatie van de ooglens met behulp van de accommodatiespier

8

slap, waardoor de lens door zijn elasticiteit boller wordt. Dit gebeurt wanneer we voorwerpen van dichtbij zien. Bij verslapping van de accommodatiespier worden de lensbandjes strak getrokken, waardoor de lens platter wordt. Dit geldt voor zien op afstand. Het dichtbij zien is dus vermoeiender dan wanneer het oog op oneindig is ingesteld. Het is daarom verstandig bij het lezen en het schrijven een afstand van ten minste 30 cm tussen oog en boek in acht te nemen. Doordat het accommodatievermogen begrensd is, heeft ons oog een zogenaamd nabijheidspunt. Dit is het dichtst bij het oog liggende punt dat we nog scherp kunnen zien bij een maximale accommodatie (afb. 8.10a). Terwijl het bij kinderen op ongeveer 10 cm afstand ligt, komt het bij het ouder worden steeds verder weg te liggen. Op den duur is dan vaak een leesbril vereist om de brekende werking van het hoornvlies en de lens te versterken. Een leesbril is dus positief (afb. 8.10b).

i n f o r m a t i e v o o r z i e n i n g

Hulporganen van het oog Als hulporganen van het oog zijn te beschouwen: – de oogleden; zij bedekken de oogbol, waardoor de bol beschermd wordt tegen te sterk licht en stof. Hierbij spelen de wimpers op de oogleden een belangrijke rol. Bij de wimpers bevinden zich veel smeerkliertjes, die de huid van de oogleden soepel houden – de oogspieren; aan ieder oog zijn drie paar spieren bevestigd. Ze verbinden de oogbol met de wand van de oogkas. Door de paarsgewijs gerangschikte oogspieren kunnen we onze ogen in vele richtingen bewegen (afb. 8.12) voorhoofdsbeen

wiggebeen

hoornvlies N

harde oogvlies

a + N

N

Afbeelding 8.12 Linkeroog met de drie paar oogspieren

N1 b

bovenkaakbeen

c

Afbeelding 8.10 a Maximale accommodatie b/c Accommodatie bij de oudere mens. Door middel van een leesbril (plus-lens) komt het nabijheidspunt (N) dichter bij het oog te liggen (N1)

Naast dit ouderdomsverschijnsel kan het voorkomen dat de oogbol te lang is, waardoor we bijziend zijn. Dit kan verholpen worden met een ‘min’-bril of ‘min’-contactlenzen (afb. 8.11a). Soms is de oogbol te kort waardoor we verziend zijn; dit kan verholpen worden met een ‘plus’-bril of ‘plus’-contactlenzen (afb. 8.11b).

– het traanapparaat; dit bestaat voor elk oog uit een traanklier, twee traankanaaltjes, een traanzak en een traanbuis (afb. 8.13). In de traanklier wordt het traanvocht gemaakt. Door het sluiten van de oogleden wordt het traanvocht over de oogbol verdeeld. Dit verhindert de uitdroging van het hoornvlies; alleen vochtige ogen zijn doorzichtig. Bovendien ontstaat er een zeemeffect van de oogbol in samenwerking met de oogleden. Via de twee traankanaaltjes komt het traanvocht vanuit de binnenste ooghoek in de traanzak. Van hieruit loopt het door de traanbuis in de neusholte, zodat de ademlucht

wenkbrauw wimper traanklier pupil regenboogvlies traankanaaltje traanzak –

a

+

traanbuis

b

Afbeelding 8.11a Correctie bij te lange oogbol (bijziendheid) Afbeelding 8.11b Correctie bij te korte oogbol (verziendheid)

Afbeelding 8.13 De ligging van de onderdelen van het traanapparaat van het linkeroog

83

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

goed bevochtigd wordt. Onder emotionele omstandigheden kan de traanafscheiding dusdanig toenemen dat het traanvocht ook over het gezicht loopt (huilen) – de wenkbrauwen; deze voorkomen dat zweet van het voorhoofd in de ogen loopt.

8.2

Waarneming

In het voorafgaande hebben we beschreven op welke manier zintuigen prikkels kunnen opvangen en dat die prikkels in de vorm van impulsen worden doorgestuurd naar de hersenen. Daar vindt de verwerking van de impulsen plaats zodat er zinvolle informatie beschikbaar komt. We hebben dit proces reeds eerder waarneming of perceptie genoemd. Het begin van dit proces: de zintuigprikkeling, is een passief gebeuren. De verwerking in de hersenen is echter een actief gebeuren. Ieder mens ordent op zijn eigen manier de impulsen die zijn hersenen bereiken. Door dit ordenen ontstaat eigenlijk pas de waarneming: een zinvolle en bruikbare informatie. Een zeer actieve en doelgerichte manier van waarnemen noemen we observeren. De waarneming is dus ten dele afhankelijk van de prikkels die door de zintuigen worden opgevangen en ten dele van de waarnemer zelf. Hierbij spelen dan ook twee soorten eigenschappen een rol: eigenschappen van hetgeen wordt waargenomen, en eigenschappen van de waarnemer zelf. Eigenschappen van hetgeen wordt waargenomen zijn onder andere: – figuur en achtergrond; het woord figuur is datgene wat duidelijker wordt waargenomen dan de achtergrond. De figuur trekt onze aandacht. Met figuur bedoelen we hier niet alleen iets wat je ziet, maar ook iets wat je hoort, ruikt of voelt. Een bepaald geluid noemen we bijvoorbeeld hard of zacht in relatie tot de geluiden op de achtergrond. Afhankelijk van je eigen waarneming zie je in afb. 8.14 een vaas als figuur tegen een zwarte achtergrond, of

Afbeelding 8.14 Wat is figuur en wat is achtergrond?

84

twee gezichten met een witte achtergrond – gelijkheid; we hebben de neiging om figuren die op elkaar lijken als één geheel waar te nemen (afb. 8.15a en 8.15b). Alle tekens staan even ver van elkaar. In a zien we echter verticale lijnen, terwijl we in b horizontale lijnen waarnemen

a

A

A

A

A

A

A

B

B

B

B

B

B

A

A

A

A

A

A

B

B

B

B

B

B

A

A

A

A

A

A

B

B

B

B

B

B

b

Afbeelding 8.15 Gelijkheid; de meeste mensen zien hier verticale kolommen (a) Gelijkheid; de meeste mensen zien hier horizontale rijen (b)

– nabijheid; indien bepaalde figuren dichter bij elkaar staan dan andere, beïnvloedt dat de waarneming. De onderstaande regel maakt dit duidelijk:

d p g e kam i s t omdat de letters k, a en m dicht bij elkaar staan neem je het woord kam meteen waar. De woorden gek en mist zijn je waarschijnlijk niet opgevallen hoewel de letters van die woorden ook naast elkaar staan – duidelijke figuur; wanneer de impulsen die onze hersenen bereiken meer dan één figuur bevatten, haalt onze waarneming er meestal alleen de meest duidelijke uit. In afb. 8.16 zitten meerdere figuren. Waar-

Afbeelding 8.16 Duidelijke figuur

8

i n f o r m a t i e v o o r z i e n i n g

schijnlijk neem je een ruit waar, ofschoon je ook de letter W kunt zien die boven een letter M staat. De twee laatstgenoemde eigenschappen van hetgeen wordt waargenomen, tonen aan dat de waarneming ook afhankelijk is van de waarnemer. Immers iemand die geen Nederlands kent zal het woord kam niet herkennen. Een kind dat nog geen letters heeft geleerd zal nooit de letter W en de letter M zien. Hieronder volgen enkele eigenschappen van de waarnemer zelf, die de waarneming beïnvloeden. – Lichamelijke gesteldheid. Een goed uitgeslapen persoon neemt meer waar dan iemand die moe is. Iemand die honger heeft en door een vreemde stad loopt, zal toch vrij snel ontdekken waar een eetgelegenheid is. Terwijl iemand die op zoek was naar een boekwinkel, wellicht niet eens gezien heeft dat er naast de boekwinkel een restaurant was. – Psychische gesteldheid. Wanneer je heel graag een bepaald merk brommer wilt kopen maar daarvoor nog te weinig geld hebt, zal het je opvallen dat de brommer van je keuze al door veel mensen is aangeschaft. Een ander zal dit niet opvallen. Je verlangens en verwachtingen spelen een belangrijke rol bij het waarnemen. Dit is ook het geval met ervaring en kennis. Iemand die reeds lang in de verpleging of verzorging werkt en het vak goed verstaat, zal snel doorhebben of een patiënt koorts heeft of niet. Een onervaren persoon heeft daar meer tijd voor nodig en waarschijnlijk ook een hulpmiddel (thermometer). Een wijnkenner is in staat vele soorten wijn te herkennen aan de kleur, de geur en de smaak. Voor een ander bestaat er alleen maar witte of rode wijn.

85

9

Zenuwstelsel

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_9, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

9

z e n u w s t e l s e l

Het onderdeel dat nu aan de orde komt noemen we een stuurmechanisme. Het stuurt op de eerste plaats alle activiteiten in het menselijk lichaam. Dit geldt niet alleen voor de functies van alle organen, maar tevens voor alle processen in cellen en weefsels. Op de tweede plaats stuurt het ook de wisselwerking tussen de mens en de wereld. Dat wil zeggen dat alle informatie die door de omgeving wordt uitgezonden, via de zintuigen, de zenuwbanen en de hersenen wordt opgenomen en verwerkt. De informatie wordt vervolgens omgezet in prikkels (impulsen) naar de spieren en de organen, zodat de mens in staat is zich aan te passen aan de steeds veranderende omstandigheden in zijn wereld. Naast deze twee mogelijkheden heeft het neurologisch stuurmechanisme nog een derde mogelijkheid: het regelen van het bewust-zijn van de mens. Het bewust-zijn komt tot uitdrukking in ons beleven van de wereld en in onze aandacht voor de wereld (psychisch functioneren). Het neurologisch stuurmechanisme meestal kortweg zenuwstelsel genoemd, is niet het enige sturende vermogen. We kennen ook het hormonaal stuurmechanisme, dat in het volgende hoofdstuk aan de orde zal komen. Het neurologisch stuurmechanisme dankt dus zijn naam aan de sturende mogelijkheden. Het woord neurologisch houdt verband met het woord neuron, dat zenuwcel betekent. In de volgende paragraaf zullen we het zenuwweefsel bespreken. In de daaropvolgende paragrafen komen de bouw en de werking van het zenuwstelsel aan de orde.

9.1

Zenuwweefsel

Het zenuwweefsel treffen we aan in de hersenen en het ruggenmerg en het heeft vele uitlopers (zenuwen) door het gehele lichaam. Het zenuwweefsel bestaat uit twee soorten cellen: zenuwcellen (neuronen) en steuncellen (neurogliacellen).

Zenuwcellen De zenuwcellen (neuronen) worden gekenmerkt door een cellichaam met sterk vertakte uitlopers. Hierdoor zijn zenuwcellen in staat om prikkels (impulsen) over bepaalde afstanden in het lichaam voort te geleiden. De zenuwcellen vormen een samenhangend netwerk van verbindingen tussen de weefsels waar prikkels worden opgevangen en de weefsels waar prikkels uiteindelijk tot een reactie leiden. Een zenuwcel (afb. 9.1) bestaat uit: – een cellichaam met een kern – een of meer korte uitlopers (dendrieten); deze geleiden impulsen naar het cellichaam toe – één, meestal zeer lange, uitloper (neuriet); deze geleidt de impulsen van het cellichaam af. In plaats

mergschede neuriet (axon) cellichaam kern insnoering

schede van Schwann spiervezel eindplaatje

dendrieten

Afbeelding 9.1 Schema van een motorische zenuwcel

van het woord neuriet wordt ook vaak gesproken van axon (as). Een neuriet kan door middel van een eindplaatje eindigen op een spier of door middel van een schakelplaats (synaps) een verbinding vormen met een andere zenuwcel. De meeste uitlopers van een zenuwcel zijn omgeven door een mergschede (myelineschede) en door cellen die voor de voeding van de zenuwcel zorgen, de schede van Schwann. De witte mergschede (afb. 9.1) dient als isolatie zodat de elektrische impulsen zeer snel vervoerd kunnen worden. Sommige neurieten hebben geen mergschede. Zij geleiden elektrische impulsen langzamer. Een zenuw is een verzameling (kabel) van een groot aantal neurieten buiten het centrale zenuwstelsel en is omgeven door een bindweefselmantel. Wanneer we de hersenen en het ruggenmerg opensnijden, zien we licht gekleurde gebieden: witte stof en donkere gebieden: grijze stof. De witte stof wordt gevormd door neurieten met de mergscheden, terwijl de grijze stof bestaat uit cellichamen en hun dendrieten. In de hersenen ligt de grijze stof aan de buitenkant en de witte stof daarbinnen (afb. 9.2). In het ruggenmerg is dit precies andersom (afb. 9.7). Zenuwcellen staan door hun uitlopers met elkaar in verbinding waardoor ze een samenhangend geheel vormen. Hierdoor is de impulsgeleiding door het gehele lichaam mogelijk. Het kleine grensgebied waar twee neuronen met elkaar in contact staan noemt men de synaps (schakelplaats). Als er een elektrische impuls komt geeft het eind van de neuriet een chemische stof af (neurotransmitter) in de schakelplaats. Deze stof prik-

87

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

diepe overlangse groeve

Tabel 9.1 Anatomische indeling van het zenuwstelsel

hersenschors witte stof

hersenbalk hersenkamer (zijventrikel)

benaming

hoofdstructuur

onderdelen

centraal zenuwstelsel

– hersenen

– – – –

grote hersenen tussenhersenen hersenstam kleine hersenen

– ruggenmerg laterale groeve

perifeer zenuwstelsel

– zenuwen

hypofyse hypothalamus

– sympathische grensstreng

Afbeelding 9.2 Doorsnede door de grote hersenen

kelt de volgende zenuwcel waardoor er een nieuwe elektrische impuls ontstaat. We kunnen – naar hun functie – drie soorten zenuwcellen onderscheiden: – sensorische neuronen (gevoelszenuwcellen); deze voeren de impulsen vanuit de zintuigen, de huid en de slijmvliezen naar de hersenen. Sensorische neuronen worden ook wel sensibele neuronen genoemd – motorische neuronen (bewegingszenuwcellen) brengen de opdrachten vanuit de hersenen naar spieren en klieren – schakelneuronen (schakelzenuwcellen) brengen binnen hersenen en ruggenmerg impulsen over van het ene neuron op het andere.

– 12 paar hersenzenuwen – 31 (32) paar ruggenmergszenuwen

9.2.1

Centraal zenuwstelsel

Het centrale zenuwstelsel bestaat uit twee delen: de hersenen en het ruggenmerg. Bij de hersenen (afb. 9.3) kan men de volgende onderdelen onderscheiden: – de grote hersenen (cerebrum) – de tussenhersenen – de hersenstam – de kleine hersenen (cerebellum). Elk van deze delen gaan we nu verder bespreken.

a b

Steuncellen

c

Naast de zojuist beschreven zenuwcellen bestaat het zenuwweefsel ook uit steuncellen (neurogliacellen). Deze bevinden zich tussen de zenuwcellen. Zij zorgen voor steun en voeding van de zenuwcellen. Ook spelen zij een rol bij de bescherming van zenuwcellen tegen schadelijke invloeden.

d

e

f

9.2

Anatomische indeling g

Bij de verdere bestudering van het zenuwstelsel gaan we eerst de bouw en de ligging van de verschillende onderdelen bekijken. We noemen dit de anatomische indeling. Zie ook tabel 9.1. Bij de anatomische indeling wordt een onderscheid gemaakt tussen het centrale zenuwstelsel (par. 9.2.1) en het perifere zenuwstelsel (par. 9.2.2). Met centraal bedoelen we hier de onderdelen van het zenuwstelsel die gelegen zijn binnen de schedel en in de wervelkolom, namelijk de hersenen en het ruggenmerg. Perifeer wil zeggen: gelegen buiten het centrum, verspreid tot in de uiteinden van het lichaam.

88

h

Afbeelding 9.3 Overlangse doorsnede van het hoofd a hoofdhuid e hersenstam b schedel f kleine hersenen c grote hersenen g hypofyse d hersenbalk h ruggenmerg

9

Grote hersenen (cerebrum) De grote hersenen bestaan uit twee helften (hemisferen) die door een diepe groeve in de lengterichting van elkaar zijn gescheiden. Door de hersenbalk staan ze met elkaar in verbinding (afb. 9.2). Elke hersenhelft bevat de volgende hersenkwabben (afb. 9.4): – voorhoofdskwab – wandbeenkwab – slaapkwab – achterhoofdskwab. Het hersenoppervlak is sterk vergroot door groeven en windingen (afb. 9.4 en 9.5). Hierdoor kunnen de hersenen zeer veel zenuwcellen bevatten. Elke hersenhelft bevat twee groeven (afb. 9.4): – de centrale groeve: een diepe verticaal lopende groeve die de scheiding vormt tussen de voorhoofdskwab en de wandbeenkwab – de laterale groeve: een diepe groeve tussen de voorhoofdskwab en de slaapkwab.

e

z e n u w s t e l s e l

– de motorische schors; hier worden prikkels door afvoerende (efferente) zenuwbanen uitgezonden naar spieren of klieren, waardoor bewegingen of afscheidingen mogelijk worden. De motorische schors bevindt zich vóór de centrale groeve.

1 2

3

Afbeelding 9.5 Grote hersenen (bovenaanzicht) 1 groeve 2 winding 3 centrale groeve

f

a

motorische schors

sensorische schors

g

b c h d

waarneming horen

Afbeelding 9.4 De menselijke hersenen van links gezien a voorhoofdskwab e centrale groeve b laterale groeve f wandbeenkwab c slaapkwab g achterhoofdskwab d verlengde merg h kleine hersenen

Rondom deze groeven bevinden zich schorsvelden (centra) die elk een eigen functie hebben. Er zijn schorsvelden die prikkels ontvangen en er zijn er die prikkels uitzenden. Zo onderscheiden we (afb. 9.6): – de sensorische schors; hier komen de prikkels binnen die vanuit de zintuigen door aanvoerende (afferente) zenuwbanen worden aangevoerd. Ieder zintuig heeft zijn eigen gewaarwordingsgebied, bijvoorbeeld het gezichtscentrum, gehoorcentrum, reukcentrum. In dit schorsveld komen ook gevoelsprikkels vanuit het lichaam binnen die te maken hebben met pijn en tasten (drukgevoel)

zien bewegen

Afbeelding 9.6 Zijaanzicht van de linkerhelft van de grote hersenen met daarop aangegeven verschillende gebieden waar impulsen (prikkels) worden verwerkt

In de grote hersenen worden door zenuwceluitlopers vele verbindingen gemaakt tussen de schorsvelden van één hersenhelft, maar ook via de hersenbalk (afb. 9.2) tussen de linker- en rechterhelft van de hersenen. Ook zijn er verbindingen tussen de grote hersenen en de andere hersenonderdelen. Omdat we hier te maken hebben met een stuurmechanisme, moet immers elk gedeelte weten wat het andere gedeelte doet. Binnen de grote hersenen bevinden zich holten, de zogenaamde hersenkamers (afb. 9.2). Deze hersenkamers zijn gevuld met een helder, kleurloos vocht, het hersenvocht of liquor. We komen hier nog op terug.

89

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

Tussenhersenen Dit gedeelte van de hersenen ligt in het midden en aan de onderkant van de grote hersenen. Het vormt een belangrijk schakelstation voor impulsen die naar de hersenschors gaan. Vele gevoelsprikkels uit het lichaam worden in de tussenhersenen overgeschakeld alvorens ze naar de hersenschors gaan. Indien nodig werken de tussenhersenen als een soort zeef om prikkels die al te lastig zijn tegen te houden. Mensen die naast een drukke autosnelweg wonen hebben bijvoorbeeld op den duur minder last van het lawaai door gewenning. Zij kunnen zich na verloop van tijd weer concentreren en rustig slapen want de tussenhersenen geven deze prikkels dan niet meer volledig door aan de hersenschors. Het lawaai is ‘gewoon’ geworden. De tussenhersenen spelen ook een belangrijke rol als ‘dirigent’ van het hormonale stuurmechanisme. Deze rol wordt vervuld door het onderste deel van de tussenhersenen, de hypothalamus (afb. 9.2). Hierdoor kan het neurologisch stuurmechanisme nauwkeurig samenwerken met het hormonaal stuurmechanisme en zodoende het gehele menselijk functioneren in evenwicht houden. In de hypothalamus liggen ten slotte ook nog belangrijke centra voor de regeling van de lichaamstemperatuur, de eetlust en de waterhuishouding.

Hersenstam De hersenstam vormt de verbinding tussen de grote hersenen, de kleine hersenen en het ruggenmerg (afb. 9.3). Aan de hersenstam ontspringen de twaalf paar hersenzenuwen die nader zullen worden besproken bij het perifere zenuwstelsel. In de hersenstam bevindt zich ook een fijn netwerk van zenuwcellen die het bewustzijnsniveau en ons waak-slaapritme regelen. In het onderste deel van de hersenstam, het verlengde merg, liggen enkele belangrijke centra, namelijk de centra voor de regeling van de ademhaling en de bloeddruk.

Kleine hersenen (cerebellum) Dit gedeelte van de hersenen is door middel van de hersenstam met de grote hersenen en het ruggenmerg verbonden en ligt onder het achterste deel van de grote hersenen (afb. 9.3). De kleine hersenen zorgen voor de coördinatie van de lichaamshouding en de beweging. Daardoor worden alle willekeurige spierbewegingen op elkaar afgestemd en kunnen wij ons lichaam in evenwicht houden. Ernstige beschadiging van de kleine hersenen uit zich in slecht op elkaar afgestemde bewegingen (bijv. ‘dronkemansgang’).

Ruggenmerg In de voorgaande alinea’s bespraken we het eerste gedeelte van het centrale zenuwstelsel: de grote hersenen, de tussenhersenen, de hersenstam en de kleine hersenen.

90

Nu komt het tweede gedeelte van het centrale zenuwstelsel aan de orde: het ruggenmerg. Het ruggenmerg ligt in de opening (het wervelgat) tussen het wervellichaam en de wervelboog (afb. 9.7) en loopt als een dikke kabel vanaf het achterhoofdsgat tot ongeveer de tweede lendenwervel. Zie ook hoofdstuk 2, afbeelding 2.10 en 2.11. Het ruggenmerg vormt vele verbindingen tussen de hersenen en de rest van het lichaam.

doornuitsteeksel

wervelboog

achterhoorn (grijze stof )

witte stof achterwortel

voorhoorn (grijze stof )

ruggenmergszenuwknoop

voorwortel

ruggenmergszenuw wervellichaam

Afbeelding 9.7 Inhoud van het wervelkanaal, dwarsdoorsnede ter hoogte van de vijfde halswervel, van boven gezien

Wanneer we het ruggenmerg op dwarsdoorsnede bekijken weten we dat aan de rugzijde, via de zogenaamde sensorische achterhoorns, vanuit het lichaam gevoelsprikkels naar het ruggenmerg worden gevoerd. Aan de buikzijde van het ruggenmerg bevinden zich de motorische voorhoorns. Van hieruit vertrekken motorische prikkels (impulsen) naar de spieren en klieren in het lichaam (afb. 9.8). Dit aanvoeren van de sensorische prikkels en het afvoeren van motorische prikkels gebeurt door 31 (of 32) paar ruggenmergszenuwen, die we bij het perifere zenuwstelsel verder zullen bespreken. Het omzetten van de sensorische prikkels (informatie)

sensorische achterhoorn a gevoelsprikkels

b

motorische voorhoorn

huidzintuig

motorische prikkels spier

Afbeelding 9.8 Dwarsdoorsnede van het ruggenmerg a witte stof b grijze stof

9

in motorische prikkels (reactie) gebeurt meestal niet in het ruggenmerg zelf. De sensorische prikkels worden namelijk door het ruggenmerg ‘naar boven’, naar de hersenschors gestuurd. Daar aangekomen worden wij ons die prikkel bewust. Dan volgt in de hersenen een overschakeling van het sensorische deel van de hersenen naar het motorische deel. Vervolgens wordt een motorische prikkel teruggestuurd ‘naar beneden’, naar de motorische voorhoorns van het ruggenmerg. Een reflex vormt een uitzondering op de zojuist beschreven weg. Bij een reflex vindt geen doorsturing naar de hersenen plaats. De binnenkomende sensorische prikkel wordt direct in het ruggenmerg overgeschakeld van achterhoorn op voorhoorn en er volgt een snelle motorische reactie op de prikkel. We noemen dit een reflexboog (afb. 9.9). Een reflex gebeurt dus buiten onze wil om.

z e n u w s t e l s e l

9.2.2 Perifeer zenuwstelsel We hebben hiervoor alle delen van het centrale zenuwstelsel aan de orde gesteld. Deze paragraaf over de anatomische indeling van het centrale zenuwstelsel besluiten we met een bespreking van het perifere zenuwstelsel (afb. 9.10). Zoals gezegd bestaat het perifere zenuwstelsel uit: – 12 paar hersenzenuwen – 31 (of 32) paar ruggenmergszenuwen – sympathische grensstreng.

achterhoorn sensorische prikkel spierzintuig spier

reflexhamer

voorhoorn motorische prikkel

pees dijbeen

scheenbeen

Afbeelding 9.9 De kniepeesreflexboog

Bescherming centrale zenuwstelsel Het centrale zenuwstelsel (de hersenen en het ruggenmerg) is op verschillende manieren beschermd. Het gaat immers om het centrale stuurmechanisme voor heel het menselijk functioneren. De beenderen van de schedel beschermen de onderdelen van de hersenen. De wervels van de wervelkolom beschermen het ruggenmerg. Bovendien zijn de hersenen en het ruggenmerg bekleed met drie beschermende vliezen (hersenvliezen en ruggenmergsvliezen) en zij zijn omgeven door het al eerder genoemde hersenvocht, de liquor. De liquor werkt als schokbreker en zorgt voor een goede warmte-isolatie. Ook heeft de liquor een voedende functie en zorgt hij voor de afvoer van stofwisselingsproducten van hersenen en ruggenmerg. De liquor wordt geproduceerd in vier zogenaamde hersenkamers (hersenventrikels). De onderste hersenkamer staat door kleine openingen in verbinding met de ruimte aan de buitenkant van de hersenen en de ruimte rondom het ruggenmerg. De aanmaak en afvoer van liquor (naar het bloed) zijn met elkaar in evenwicht zodat er een constante liquordruk is. Net als bloed kan ook de liquor voor diagnostisch onderzoek worden opgezogen. Dit gebeurt door middel van de ruggenprik of lumbaalpunctie.

Afbeelding 9.10 Perifeer zenuwstelsel

Hersenzenuwen Deze zenuwen ontspringen allemaal uit de hersenstam (afb. 9.3). De hersenzenuwen worden aangeduid met een Romeins cijfer (I t/m XII). Ze staan voornamelijk in verbinding met het hoofd en de hals, met uitzondering van de tiende hersenzenuw, die zwervende zenuw (nervus vagus) wordt genoemd omdat het de enige hersenzenuw is die buiten het hoofd komt. Deze zenuw loopt verder door in het lichaam. Hij heeft niet alleen verbindingen met de slikspieren en de stembandspieren, maar loopt ook naar het hart, de maag en de darmen. Sommige hersenzenuwen hebben uitsluitend een sensorische functie, zoals onder andere de reukzenuw (I), de oogzenuw (II) en de gehoorzenuw (VIII). Andere

91

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

hersenzenuwen hebben uitsluitend een motorische functie, zoals onder andere de oogbewegingszenuw (III) en de ondertongzenuw (XII). Weer andere hersenzenuwen zijn gemengde zenuwen. Zij hebben zowel een sensorische als ook een motorische functie, zoals de aangezichtszenuw (VII) en de reeds genoemde zwervende zenuw (X).

Ruggenmergszenuwen De 31 of 32 paar ruggenmergszenuwen ontspringen uit het ruggenmerg en verlaten links en rechts het ruggenmerg door de openingen tussen de wervels. Het zijn gemengde zenuwen, die tot in de kleinste uiteinden van ons lichaam vertakkingen hebben. In afb. 9.7 en 9.8 zie je hoe de ruggenmergszenuwen verbonden zijn met het ruggenmerg. Uit de sensorische achterhoorn van het ruggenmerg ontspringt de achterwortel van een ruggenmergszenuw (de sensorische tak) en uit de motorische voorhoorn ontspringt de voorwortel van een ruggenmergszenuw (de motorische tak). Direct buiten de wervelkolom vormen deze twee takken dan één gemengde zenuw waarvan we reeds bij de bespreking van het ruggenmerg hebben beschreven wat dit inhoudt.

Sympathische grensstreng Uit de voorhoorns van het ruggenmerg ontspringen, zoals hierboven reeds besproken, de motorische takken van de ruggenmergszenuwen (afb. 9.11). Meteen buiten de wervelkolom heeft deze motorische tak contact met de sympathische grensstreng. Deze lijkt op een keten (kralensnoer) die links en rechts langs de wervelkolom loopt. Er zijn dus twee grensstrengen. Ze vormen een belangrijk onderdeel van het vegetatieve (autonome) zenuwstelsel dat in de volgende paragraaf aan de orde komt.

we hierop nader ingaan. We noemen dit de functionele indeling. Zie ook tabel 9.2. Omdat we in de werking van het zenuwstelsel twee verschillende manieren kunnen vaststellen, wordt bij de functionele indeling een onderscheid gemaakt tussen het animale zenuwstelsel en het vegetatieve zenuwstelsel. – Het animale zenuwstelsel. De werking hiervan blijkt onder invloed van onze wil te staan en wordt daarom ook wel het willekeurige zenuwstelsel genoemd. Het animale zenuwstelsel stelt ons in staat te reageren op veranderingen in de omgeving door bijvoorbeeld zintuiglijke waarnemingen en door bewegingen. – Het vegetatieve zenuwstelsel. Dit blijkt niet onder invloed van onze wil te staan en wordt daarom ook wel het onwillekeurige of autonome zenuwstelsel genoemd. Het vegetatieve zenuwstelsel wordt wel sterk beïnvloed door emoties. Het stuurt in het lichaam de orgaanstofwisseling, de groei, de temperatuur, de slaap en de voortplanting.

Tabel 9.2 Functionele indeling van het zenuwstelsel

benaming

werking

functie

animaal zenuwstelsel

willekeurig, met behulp van – aanvoerende banen – afvoerende banen

zorgt voor relatie tussen lichaam en omgeving

vegetatief zenuwstelsel

onwillekeurig, met behulp van – sympathisch systeem – parasympathisch systeem

zorgt voor afstemming tussen lichamelijke processen

9.3.1 ruggenmerg ruggenmergszenuw wervel tussenwervelschijf sympathische grensstreng

Afbeelding 9.11 Schema van de bouw van ruggenmerg en grensstrengen

9.3

Functionele indeling

In paragraaf 9.2 (Anatomische indeling) hebben we uiteengezet uit welke delen het zenuwstelsel is opgebouwd. Soms werd daarbij ook al ingegaan op de betekenis en de werking van de onderdelen. In deze paragraaf zullen

92

Animaal zenuwstelsel

Zoals gezegd heeft het animale of willekeurige zenuwstelsel betrekking op veranderingen in onze omgeving. Het beschikt daarvoor over de reeds eerder besproken aanvoerende en afvoerende banen. – Aanvoerende banen: dit wil zeggen dat ze impulsen naar het centrale zenuwstelsel toevoeren. Deze impulsen zijn zogenaamde gevoelsprikkels (sensorische prikkels) die informatie bevatten uit onze omgeving. Met behulp van onze zintuigen wordt deze informatie opgevangen, bijvoorbeeld pijn- of drukgevoel in de huid, geluid in het oor en licht in het oog. – Afvoerende banen: dit wil zeggen dat ze impulsen uit het centrale zenuwstelsel afvoeren naar spieren of klieren. Deze impulsen zijn zogenaamde bewegingsprikkels (motorische prikkels) die het mogelijk maken dat we op veranderingen in onze omgeving kunnen reageren door bijvoorbeeld onze armen of benen te bewegen, ons hoofd te draaien enzovoort.

9

Door de schakelmogelijkheden in de hersenen en het ruggenmerg, en door de bewustwordingsmogelijkheden in de hersenschors vormen de aanvoerende en afvoerende banen als het ware een aaneengesloten geheel. Het opvangen van informatie en het daarop reageren werkt dan ook zeer snel en doeltreffend. Het meest duidelijk is dit bij een reflex, zoals we reeds gezien hebben bij het ruggenmerg.

9.3.2 Vegetatief zenuwstelsel Het vegetatieve zenuwstelsel zorgt voor de onwillekeurige of autonome processen in ons lichaam. We kunnen hierbij als voorbeeld noemen de vertering van ons voedsel, de regeling van de bloeddruk, het uitscheiden van afvalstoffen enzovoort. Emotionele situaties hebben een sterke invloed op het vegetatieve zenuwstelsel. Zo kan bijvoorbeeld angst de darmen extra prikkelen hetgeen diarree tot gevolg kan hebben. Het vegetatieve zenuwstelsel maakt gebruik van onderdelen van de hersenen, van het ruggenmerg en vooral van centra in de hersenstam en van zenuwcelophopingen in onze organen. Bovendien maakt het vegetatieve zenuwstelsel gebruik van de sympathische grensstrengen die, links en rechts van de wervelkolom liggen (afb. 9.11). Afhankelijk van wat ons lichaam nodig heeft, zullen de onwillekeurige processen in ons lichaam het ene moment gestimuleerd worden en het andere moment afgeremd worden. Het vegetatieve zenuwstelsel kan dan ook op twee tegengestelde manieren werken: de sympathische werking en de parasympathische werking. We noemen deze tegengestelde werking een antagonisme.

z e n u w s t e l s e l

De antagonistische werking is belangrijk voor alle processen en organen in ons lichaam die op onwillekeurige manier gestimuleerd of geremd worden. – Bij de sympathische werking van het vegetatieve zenuwstelsel zien we het volgende gebeuren: ■ het lichaam wordt in staat van paraatheid gebracht door onder andere versnelling van de hartslag en de ademhaling, en door verhoging van het bloedglucosegehalte om energie te leveren in de spieren ■ de activiteit van het spijsverteringskanaal wordt geremd, evenals de urinelozing ■ de pupillen van het oog worden wijd en de doorbloeding van de huid wordt minder. Zodoende past het lichaam zich aan wanneer de mens arbeid gaat verrichten. – Bij de parasympathische werking van het vegetatieve zenuwstelsel zien we precies het tegengestelde gebeuren: ■ het lichaam wordt in staat van rust gebracht door onder andere daling van de hartslag en de ademhaling, en door verlaging van het glucosegehalte in het bloed en de spieren ■ de activiteit van het spijsverteringskanaal wordt gestimuleerd, evenals de urinelozing ■ de pupillen worden vernauwd en de doorbloeding van de huid neemt toe. Zodoende past het lichaam zich aan wanneer de mens tot rust en opbouw komt en bijvoorbeeld na een maaltijd nieuwe energie uit het voedsel haalt. In tabel 9.3 is deze antagonistische werking nog eens schematisch weergegeven.

Tabel 9.3 Antagonistische werking van het vegetatieve zenuwstelsel

sympathische werking

parasympathische werking

pupil

verwijding

vernauwing

hartslag

sneller en krachtiger

langzamer en zwakker

bronchiën

verwijding

vernauwing

insulineproductie door pancreas

daalt

stijgt

maagsapsecretie

stijgt

daalt

maagperistaltiek

neemt af

neemt toe

adrenalineproductie door bijniermerg

stijgt

daalt

urineblaas

urineretentie

urinelozing

93

10

Hormonaal stelsel

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_10, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

1 0

h o r m o n a a l

s t e l s e l

In het vorige hoofdstuk hebben we kennis gemaakt met het verschijnsel stuurmechanisme. In dat hoofdstuk hebben we gezien dat een heleboel zaken in ons lichaam geregeld en gestuurd worden door het neurologisch stuurmechanisme. Het menselijk lichaam beschikt echter over nog een stuurmechanisme, namelijk het hormonaal stuurmechanisme of hormonaal stelsel. In ons lichaam bevinden zich talrijke klieren die voortdurend bezig zijn met de productie van stoffen die ze aan het bloed afgeven. Deze stoffen worden hormonen genoemd en de desbetreffende klieren heten hormoonklieren of klieren met interne (inwendige) secretie (hoofdstuk 1). De hormonen gaan met de bloedstroom mee en zullen in dat deel van je lichaam waarvoor ze bestemd zijn, hun werking gaan uitoefenen. Zo zal het hormoon insuline, afkomstig uit de alvleesklier, via het bloed naar de lever en de spieren gaan. Daar zorgt het voor de opslag van glucose tot glycogeen (hoofdstuk 6). Dit betekent dat na een maaltijd het glucosegehalte in het bloed nauwelijks zal stijgen. De hormonen hebben op allerlei gebieden een zeer belangrijke regulerende functie. Behalve het bloedglucosegehalte regelen ze onder andere de bloeddruk en hartwerking, groei, stofwisseling en maagsapafscheiding. Het hormonaal stuurmechanisme werkt nauw samen met het neurologisch stuurmechanisme. Wanneer ons hart sneller en krachtiger moet gaan kloppen (bijv. bij zwaar lichamelijk werk) zal er op twee manieren gestuurd worden. Niet alleen het zenuwstelsel (het sympathisch zenuwstelsel) zal het hart stimuleren, maar ook de bijnieren. Bij zware inspanning zal het binnenste van de bijnieren (het bijniermerg) veel van het hormoon adrenaline gaan produceren, waardoor het hart eveneens sneller en krachtiger gaat pompen. Op deze wijze kan het hart zich zeer goed aanpassen aan de behoefte op dat moment. Zo wordt ook de sapafscheiding met betrekking tot de vertering, bijvoorbeeld de maagsapafscheiding, zowel door zenuwen als door hormonen geregeld. Er leiden dus altijd ‘twee wegen naar Rome’, namelijk de weg via het zenuwstelsel en de hormonale weg. Opnieuw een prachtig voorbeeld waaruit blijkt hoe perfect alles in ons lichaam geregeld wordt zonder dat we daarbij zelf bewust zijn betrokken. Naast de overeenkomsten tussen beide stuurmechanismen zijn er natuurlijk ook enkele verschillen. Het neurologisch stuurmechanisme verloopt via vaste banen, de zenuwen, en het werkt zeer snel (elektrische stromen). Het hormonaal stuurmechanisme verloopt altijd via het bloed (alle hormonen komen dus overal) en het verloopt daardoor ook minder snel. Daar staat tegenover dat zenuwactiviteiten abrupt kunnen stoppen, terwijl hormonen altijd een geringe nawerking hebben. Dit komt doordat, wanneer een hormoonklier stopt met de productie van het hormoon, de reeds circulerende hormonen hun werking nog even kunnen voortzetten.

10.1 Hormoonklieren Zoals we reeds in hoofdstuk 1 hebben gezien bezit een hormoonklier geen afvoerbuis (afb. 10.1). De gevormde producten, de hormonen, worden meteen door omringende bloedvaten opgenomen. De hormoonklieren zijn dus klieren met interne secretie (inwendige afscheiding). Het kenmerkende van deze klieren is dus dat de hormonen ter plaatse meteen in het bloed worden opgenomen om daarna elders in het lichaam hun werking te kunnen uitoefenen. Ieder hormoon (het Griekse hormaein betekent: aanzetten, stimuleren) heeft in het menselijk lichaam een doelwit waarop het inwerkt. Dat doelwit kan een orgaan zijn of een weefsel. Zo zijn de lever en de spieren het doelwit voor het hormoon insuline. Het doelwit voor het groeihormoon zijn vooral de groeischijven in de pijpbeenderen. Wanneer een bepaalde hormoonklier gezien de omstandigheden een te hoge hormoonproductie heeft, spreken we van een hyperfunctie van de desbetreffende klier. In

het omgekeerde geval is er sprake van een hypofunctie (hyper = te veel; hypo = te weinig). Bij de bespreking van de verschillende hormoonklieren zullen we daar een paar voorbeelden van behandelen. De belangrijkste hormoonklieren (afb. 10.1) zullen we in het kort gaan bespreken. Dit zijn: – hypofyse – schildklier en bijschildklieren – alvleesklier (eilandjes van Langerhans) – bijnieren – geslachtsklieren.

10.1.1 Hypofyse De hypofyse of hersenaanhangsel is een orgaantje dat ligt onder de hersenen in het Turkse zadel, een uitholling van het wiggebeen. Het heeft de grootte van een flinke erwt en weegt ongeveer 0,5 gram. De hypofyse bestaat uit een voorkwab en een achterkwab. Door middel van een steeltje is de hypofyse met de hersenstam verbonden en wel met de hypothalamus.

95

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

hypofyse

schildklier en bijschildklieren

bijnier alvleesklier

eierstok zaadbal

Afbeelding 10.1 Ligging van de hormoonklieren

De hypofyse is een belangrijke hormoonklier omdat deze klier een groot aantal hormonen produceert waardoor andere hormoonklieren worden aangezet tot hormoonproductie (afb. 10.2). De hypofyse op haar beurt wordt beïnvloed door de hypothalamus, het onderste deel van de tussenhersenen (hoofdstuk 9). Er is dus een nauwe samenwerking tussen het neurologisch en het hormonaal stuurmechanisme. De hypofysevoorkwab produceert de volgende hormonen: – groeihormoon; dit stimuleert vooral de lengtegroei van de botten door activering van de groeischijven (epifysaire schijven) in de pijpbeenderen (hoofdstuk 2). Het groeihormoon bevordert tevens de ontwikkeling van spierweefsel. De naam van dit hormoon is enigszins misleidend, omdat dit hormoon tot op zeer hoge leeftijd geproduceerd wordt. Wanneer gedurende de jeugdjaren de voorkwab te weinig of eventueel te veel groeihormoon produceert, ontstaat dwerggroei, respectievelijk reuzengroei – bijnierschorsstimulerend hormoon; dit stimuleert de bijnierschors tot productie van zogenaamde schorshormonen (paragraaf 10.1.4) – schildklierstimulerend hormoon; dit zet de schildklier aan tot de vorming van het schildklierhormoon thyroxine (paragraaf 10.1.2)

96

– geslachtsklierstimulerende hormonen; deze stimuleren de geslachtsklieren of gonaden: bij de vrouw de eierstokken (ovaria) en bij de man de zaadballen (testes). Er zijn twee geslachtsklierstimulerende hormonen, namelijk FSH (follikelstimulerend hormoon) en LH (luteïniserend hormoon). Het hormoon FSH bevordert bij de vrouw de groei en de ontwikkeling van de follikels in de eierstok. Follikels zijn blaasjes waarin zich een eicel ontwikkelt. Bij de man heeft FSH invloed op de ontwikkeling van zaadcellen. Het hormoon LH stimuleert bij de vrouw de ontwikkeling van het gele lichaam (corpus luteum) in de eierstok (par. 12.2.1 en afb. 12.4). Bij de man stimuleert LH de productie van het mannelijk geslachtshormoon testosteron, waarvan de productie plaatsvindt in de zaadballen (par. 10.1.5) – prolactine (PRL); dit hormoon stimuleert de melksecretie (lac = melk) bij de moeder na de geboorte van het kind. De hypofyseachterkwab produceert zelf geen hormonen. Het is echter een tijdelijke opslagplaats van twee hormonen die geproduceerd worden door de hypothalamus. Deze twee hormonen worden dan vervolgens door de achterkwab aan het bloed afgegeven. Het betreft de volgende hormonen.

1 0

h o r m o n a a l

s t e l s e l

hypothalamus hypofyseachterkwab

hypofysevoorkwab

groeihormoon bijnierschorsstimulerend hormoon

ADH oxytocine prolactine

zie tekst zie tekst

LH FSH schildklierstimulerend hormoon

bot

bijnierschors

schildklier

zaadbal

eierstok

schorshormonen

thyroxine

testosteron

oestron + progesteron

borst

Afbeelding 10.2 Hormonen van de hypofysevoorkwab en van de hypofyseachterkwab

– Antidiuretisch hormoon (ADH). Zoals we reeds in paragraaf 7.2.3 hebben gezien, speelt dit hormoon een belangrijke rol in de nieren waar het zorgt voor de terugresorptie van water. Het gaat dus de diurese (urineproductie) tegen. Dit hormoon houdt de waterbalans nauwkeurig in evenwicht. Wanneer we veel vocht verloren hebben (bijv. door sterk transpireren), zal er door de hypofyseachterkwab meer ADH worden afgegeven. De urineproductie zal hierdoor dan sterk afnemen zodat het waterverlies wordt beperkt. Wanneer er te weinig ADH wordt geproduceerd, zal er dus overmatig veel urine worden geproduceerd (polyurie), soms wel 15 liter per etmaal. – Oxytocine. Dit hormoon veroorzaakt samentrekkingen (contracties) van glad spierweefsel met name in de wand van de baarmoeder op het einde van de zwangerschap. Hierdoor ontstaan de weeën. In de verloskunde speelt dit hormoon dan ook een belangrijke rol (Grieks: oxys = snel; tokos = geboorte). Het hormoon oxytocine veroorzaakt bovendien contractie van het gladde spierweefsel in de borstklier en bevordert zo de afgifte (het ‘toeschieten’) van de melk na de geboorte van het kind. Dit hormoon mag je dus niet verwarren met prolactine (PRL), dat zorgt voor de productie (secretie) van melk in de borstklier.

Sinds kort weten we dat oxytocine ook belangrijk is voor de hechting van de moeder aan het pasgeboren kind (‘nestwarmte’). Oxytocine wordt daarom ook wel ‘knuffelhormoon’ genoemd. In tabel 10.1 zijn de hormonen van hypofyse en hun functie nog eens schematisch bij elkaar gezet.

10.1.2 Schildklier en bijschildklieren De schildklier bestaat uit twee lobben die met elkaar zijn verbonden. Deze klier ligt tegen het strottenhoofd. De twee lobben bedekken de bovenste kraakbeenstukken van de luchtpijp (afb. 10.3). De schildklier heeft zowel voor zijn normale ontwikkeling als voor de productie van het schildklierhormoon het element jood (jodium) nodig. Het schildklierhormoon, thyroxine genoemd, heeft invloed op de verbranding in de cellen. Het heeft dus invloed op de stofwisseling in ‘rust’, ook wel grondstofwisseling of basaalmetabolisme genoemd. Wanneer er te veel schildklierhormoon wordt geproduceerd is de grondstofwisseling verhoogd. De patiënten zijn rusteloos, vermageren snel, hebben een snelle pols, hoge lichaamstemperatuur en dikwijls uitpuilende ogen. Deze hyperfunctie van de schildklier kennen we onder de naam ziekte van Base-

97

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

Tabel 10.1 Hormonen van de hypofyse

hormoonklier

hormoon

heeft invloed op

functie

hypofyse – voorkwab

– groeihormoon

– het hele lichaam

– lengtegroei van botten en ontwikkeling spierweefsel

– bijnierschorsstimulerend hormoon

– de schors van de bijnieren

– stimuleert productie van o.a. aldosteron en cortisol

– schildklier-stimulerend hormoon

– de schildklier

– stimuleert productie van thyroxine

– geslachtsklierstimulerende hormonen:

– de eierstokken – de zaadballen

–

stimuleert follikelrijping en ovulatie en zorgt voor productie van zaadcellen – LH stimuleert de productie van progesteron (乆) en testosteron (么)

– prolactine (PRL)

– de borstklieren

– stimuleert de melksecretie

– antidiuretisch hormoon (ADH)

– de nieren

– vermindert de urineproductie

– oxytocine

– glad spierweefsel in baarmoeder en borsten

– ontstaan van weeën – afgifte van melk – binding moeder/kind

■ FSH ■ LH

– achterkwab (hormonen uit hypothalamus)

dow. Bij een hypofunctie zal de stofwisseling op een laag pitje staan, hetgeen betekent dat de groei sterk achterblijft. Bij kernrampen (zoals in Tsjernobyl in 1986) wordt vooral de jeugd geadviseerd veel jodium met het voedsel op te nemen. Dit dient dan om te voorkomen dat radioactief jodium dat is vrijgekomen bij de ramp, kans krijgt zich in de schildklier op te hopen.

FSH

Behalve het hormoon thyroxine produceert de schildklier ook het hormoon calcitonine dat het calciumgehalte in het bloed verlaagt. De bijschildklieren liggen als kleine knopjes achter tegen de schildklier. Ze produceren het parathormoon dat het calciumgehalte in het bloed verhoogt. In tabel 10.2 is het hiervoor besprokene schematisch weergegeven.

10.1.3 Alvleesklier

strottenhoofd

vier bijschildklieren schildklier

luchtpijp

Afbeelding 10.3 De schildklier van voren gezien (links) en van achteren gezien (rechts). Let op de ligging van de bijschildklieren

98

De alvleesklier of pancreas is een klier met een dubbele functie. Deze klier produceert zowel pancreassap (par. 6.4.5) als hormonen. De hormoonproductie vindt plaats in de eilandjes van Langerhans. Zij vormen dus het endocriene deel van de alvleesklier. Een eilandje van Langerhans bestaat uit ongeveer 100 cellen en heeft een diameter van ongeveer 1/ mm. De meeste cellen van zo’n eilandje produceren 7 het hormoon insuline (insula = eiland), terwijl er ook cellen zijn die het hormoon glucagon produceren. In iedere alvleesklier bevinden zich gemiddeld 1 miljoen eilandjes van Langerhans. Desondanks vormen alle eilandjes samen slechts 2% van het totale volume van de alvleesklier (afb. 10.4). De hormonen insuline en glucagon bevinden zich dus niet in het pancreassap, maar worden zoals alle hormonen rechtstreeks aan het bloed afgegeven. Ze zijn werkzaam in lever en spieren.

1 0

h o r m o n a a l

s t e l s e l

Tabel 10.2 Hormonen van de schildklier en bijschildklieren

hormoonklier

hormoon

heeft invloed op

functie

schildklier

– thyroxine – calcitonine

– alle cellen in het lichaam – calciumbalans

– verhoogt verbranding in de cellen – verlaagt calciumgehalte in het bloed

bijschildklieren

– parathormoon

– calciumbalans

– verhoogt calciumgehalte in het bloed

galblaas b maag

alvleesklier afvoerbuis alvleeskliersap

a

c

twaalfvingerige darm

Afbeelding 10.4 Alvleesklier; ligging (links) en microfoto (rechts) a eilandje van Langerhans b klierweefsel dat pancreassap produceert c afvoerbuis voor het pancreassap

Insuline zorgt, zoals we gezien hebben, voor de omzetting van glucose in glycogeen. Het heeft dus een sterk bloedglucoseverlagende werking. De belangrijkste reden waardoor insuline het glucosegehalte in het bloed verlaagt, komt doordat insuline ervoor zorgt dat glucose gemakkelijk vanuit het bloed in de lever- en spiercellen kan komen. In de cellen zelf zorgt insuline dan voor de omzetting van glucose tot glycogeen (de opslagvorm). Het hormoon glucagon doet het omgekeerde en werkt dus bloedglucoseverhogend. Glucagon heeft daarom dezelfde functie als het hormoon adrenaline dat afkomstig is uit de bijnieren. We zeggen dan ook dat het hormoon insuline de antagonist (‘tegenwerker’) is van de hormonen glucagon en adrenaline. Door een goede samenwerking van voornoemde hormonen zal het glucosegehalte in het bloed vrijwel constant zijn. Wanneer

in de eilandjes van Langerhans de cellen die zorgen voor de productie van het hormoon insuline, niet voldoende of zelfs helemaal niet werken, wordt er te weinig of zelfs geen insuline geproduceerd. De glucose kan dan niet de cellen in (en er is dus ook geen opslag), zodat het glucosegehalte in het bloed veel te hoog wordt. Dit is het geval bij ongeveer 300 000 Nederlanders! Zoals we reeds in hoofdstuk 7 hebben gezien zullen de nieren in dat geval glucose moeten laten passeren. De geproduceerde urine bevat dan veel glucose, en er zal dan veel water worden afgevoerd. Door overvloedige urineproductie en daardoor ook veel drinken is er sprake van een ‘zoete doorloop’ ofwel diabetes mellitus. In dit geval moet insuline worden ingespoten om het glucosegehalte kunstmatig te kunnen regelen. Zie wederom een schematische samenvatting in tabel 10.3.

10.1.4 Bijnieren De bijnieren liggen als kapjes op de nieren. Een bijnier is opgebouwd uit de bijnierschors en het bijniermerg (afb. 10.5). – De bijnierschors produceert verschillende hormonen. Ze worden samengevat onder de naam schorshormonen of corticoïden (cortex = schors). Deze hormonen hebben onder andere een remmende invloed op ontstekingsreacties en op allergische reacties (overgevoeligheidsreacties). Bekend is het hormoon cortisol. In hoofdstuk 7 hebben we reeds kennis gemaakt met het schorshormoon aldosteron. Dit hormoon bevordert in de nieren de terugresorptie van natrium en de uitscheiding van kalium. Omdat dit twee belangrijke mineralen zijn, speelt de bijnierschors dus ook een belangrijke rol in de mine-

Tabel 10.3 Hormonen van de alvleesklier

hormoonklier

hormoon

heeft invloed op

functie

alvleesklier (eilandjes van Langerhans)

– insuline

– het hele lichaam, met name op bloedglucosegehalte

– bevordert omzetting van glucose in glycogeen (verlaging bloedglucosegehalte)

– glucagon

– het hele lichaam, met name op bloedglucosegehalte

– bevordert omzetting van glycogeen in glucose (verhoging bloedglucosegehalte)

99

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

stijgen. Andere werkingen van adrenaline zijn: versnelling van de hartactie, verhoging van de bloeddruk en versnelling van de ademhaling. Adrenaline heeft daarentegen een remmende werking op het maagdarmkanaal. Het hormoon adrenaline blijkt dezelfde werking te hebben als het sympathisch zenuwstelsel (hoofdstuk 9). Opnieuw een bewijs van de goede samenwerking tussen het neurologisch en het hormonaal stuurmechanisme. Zie ook tabel 10.4.

bijnierschors bijniermerg

nier

urineleider

10.1.5 Geslachtsklieren Afbeelding 10.5 Ligging en bouw van een bijnier

raalhuishouding. – Het bijniermerg produceert het hormoon adrenaline (ad= bij; ren = nier). Dit hormoon heeft een veelzijdige werking. In lever- en spiercellen bevordert adrenaline de omzetting van glycogeen tot glucose (par. 6.3.3). Hierdoor zal het glucosegehalte in het bloed

De geslachtsklieren of gonaden zijn zoals de alvleesklier ook klieren met een dubbele functie. Ze zorgen enerzijds voor de productie van geslachtscellen en anderzijds produceren ze hormonen, de geslachtshormonen. – De vrouwelijke geslachtsklieren, de twee eierstokken, zijn amandelvormige organen. Zij liggen links en rechts van de baarmoeder, aan het uiteinde van de eileider (afb. 12.1). De eierstokken produceren de beide vrouwelijke

Tabel 10.4 Hormonen van de bijnieren

hormoonklier

hormoon

heeft invloed op

functie

bijnieren – bijnierschors

– aldosteron

– de nieren, met name op de mineraalhuishouding

– stimuleert de terugresorptie van natrium, en de uitscheiding van kalium

– cortisol

– het hele lichaam

– remt ontstekingsreacties en overgevoeligheidsreacties

– adrenaline

– het hele lichaam met name op lever- en spiercellen

– ‘actie’-hormoon bij alarmsituaties: ■ bloedglucosegehalte stijgt ■ hartslag en ademhaling versnellen ■ bloeddruk stijgt ■ werking van maagdarmkanaal wordt geremd

– bijniermerg

Tabel 10.5 Hormonen van de geslachtsklieren

hormoonklier

hormoon

heeft invloed op

functie

eierstokken

– oestron

– het hele lichaam

– ontwikkeling secundaire 乆 geslachtskenmerken – herstel van baarmoederslijmvlies na de menstruatie

乆

– de baarmoeder

zaadballen

么

– progesteron

– de baarmoeder

– verdikking van baarmoederslijmvlies – beschermt de jonge vrucht

– testosteron

– het hele lichaam

– ontwikkeling secundaire 么 geslachtskenmerken – productie zaadcellen

– de zaadcellen

100

1 0

geslachtshormonen oestron en progesteron. Het hormoon oestron zorgt voor de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken (zie tabel 12.1). Bovendien zorgt het na iedere menstruatie voor het herstel van het baarmoederslijmvlies. Het geslachtshormoon progesteron zorgt ervoor dat het baarmoederslijmvlies geschikt wordt gemaakt voor de innesteling van het jonge embryo. Wanneer er geen bevruchting van de eicel heeft plaatsgevonden, komt de productie van het hormoon progesteron ongeveer twee weken na de ovulatie tot stilstand. Dit heeft dan onmiddellijk tot gevolg dat het verdikte slijmvlies van de baarmoederwand loslaat en wordt afgestoten. Dit proces wordt menstruatie genoemd (afb. 12.4). – De mannelijke geslachtsklieren, de twee zaadballen, liggen in de balzak. Ze hebben een ovale vorm en zijn ongeveer 4 cm lang (afb. 12.5). De zaadballen produceren het mannelijk geslachtshormoon testosteron. Dit hormoon zorgt bij de man voor de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken. Het zorgt tevens voor de blijvende productie van zaadcellen. In tabel 10.5 is een en ander weer schematisch op een rij gezet. Voor een uitgebreidere behandeling van de geslachtsklieren, de geslachtskenmerken en de invloed van de geslachtshormonen verwijzen we naar hoofdstuk 12.

h o r m o n a a l

s t e l s e l

tot een afremming van de productie is een prachtig middel om de zaken in evenwicht te houden. Bij gezonde mensen zal er dus altijd sprake zijn van productie naar behoefte. Dergelijke systemen staan bekend als terugkoppelings- of feedbacksystemen. Deze systemen zijn te vergelijken met onze centrale verwarming. Wordt het in de kamer te warm dan zal de thermostaat een seintje naar de cv-kachel sturen om te stoppen met de warmteproductie. Dreigt het in de kamer te koud te worden dan slaat de kachel weer aan. Ook hier dus: productie naar behoefte

hypothalamus +

–

+

+ hypofyse

schildklier –

bijnierschors –

+

–

geslachtsklieren

Afbeelding 10.6 Schema van de hypofyse met terugkoppeling

10.2 Terugkoppeling De hypofyse blijkt een centrale rol te vervullen in de hormoonhuishouding. In afbeelding 10.6 is weergegeven op welke wijze de hypofyse invloed uitoefent op enkele andere hormoonklieren en omgekeerd. Door het plus-teken wordt aangegeven dat de hypofyse een stimulerende invloed heeft op de schildklier, de bijnierschors en de geslachtsklieren. Deze hormoonklieren produceren op hun beurt hormonen die een remmende invloed hebben op de hypofyse, aangeduid door het min-teken. Als er bijvoorbeeld te veel schildklierhormoon in het bloed zit, dan werkt dit zodanig remmend op de hypofyse dat de schildklier stopt met de productie van het schildklierhormoon thyroxine. Zo werken ook de geslachtshormonen remmend op de hypofyse. Een zwangere vrouw produceert zeer veel progesteron (het zwangerschapshormoon). Door de hoge productie van dit hormoon wordt de hypofyse zo sterk geremd dat de productie van de hormonen FSH en LH volledig stopt. De activiteiten in de eierstok komen dan ook tot stilstand zodat er geen nieuwe follikelrijping optreedt, en dus zeker ook geen ovulatie. Hierop berust ook de werking van de hormonale anticonceptiepil. Deze bevat namelijk een bepaalde dosis geslachtshormonen. Uit afbeelding 10.6 blijkt overduidelijk de centrale rol van de hypofyse in de totale hormoonhuishouding. Het systeem waarbij een overproductie onmiddellijk leidt

101

11

Levensritmen

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_11, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

1 1

l e v e n s r i t m e n

Ons lichamelijk functioneren wordt ook gekenmerkt door perioden van actief zijn, van rust en van slapen. Deze perioden wisselen elkaar voortdurend af. Het lichaam kan niet, zoals een machine, onafgebroken op eenzelfde niveau prestaties leveren. Het is blijkbaar nodig niet te lang achtereen actief te zijn, maar ook op zijn tijd rust te nemen. Een rustperiode geeft je de gelegenheid nieuwe krachten op te doen voor het ontplooien van verdere activiteiten. Het afwisselen van actieve perioden met rust komt tot uiting in het actie- en rustritme. Het afwisselen van slapen en wakker zijn in een slaap- en waakritme. Deze afwisselende ritmen kenmerken heel het menselijk bestaan, vandaar dat we spreken van levensritmen. Met deze levensritmen kun je voor jezelf en je omgeving duidelijk maken wat voor jou belangrijk is. Zo kun je bijvoorbeeld bepalen of je veel of weinig rust en slaap nodig hebt in verband met de activiteiten (werken of sporten) die je wilt ondernemen. Verstoringen van je levensritmen kunnen het lichamelijk, psychisch en sociaal functioneren negatief beïnvloeden.

11.1 Biologische klok

11.2 Actie- en rustritme

In het vegetatief zenuwstelsel bevindt zich een soort mechanisme van waaruit de levensritmen worden geregeld. Dit intern regelmechanisme noemen we de biologische klok. Deze ‘klok’ zorgt ervoor dat je overdag actief kunt zijn en ’s nachts kunt rusten. Je reactiesnelheid, je rekensnelheid, je lichaamskracht en je geheugen werken overdag in het algemeen het best. De biologische klok regelt ook een bepaald jaarritme, waarin we zien dat een periode van grote levenskracht (vitaliteit) afgewisseld wordt door een minder actieve periode (lusteloosheid). Bij de vrouw kennen we het maandelijks ritme van de menstruatiecyclus, die bij de meeste vrouwen 28 dagen duurt. In het dagelijks ritme van een etmaal (24 uur) zien we een regelmatige wisseling in het verloop van bijvoorbeeld de lichaamstemperatuur, de behoefte aan voedsel, actie, rust en slaap. Dit 24-uursritme wordt ook wel circadiaans ritme genoemd (circa = ongeveer, dies = dag). Deze inwendige klok laat zich naar gelang de omstandigheden wel iets bijsturen, waardoor je kunt wennen aan een ander dag- en nachtritme. Dit gaat echter niet van de ene dag op de andere, zodat er altijd een bepaalde overgangsfase van ontregeling optreedt. Deze ontregeling is goed merkbaar wanneer je in wisselende dag-nachtdiensten moet werken. Bekend is in dit verband ook de jetlag (jet = straalvliegtuig, lag = vertraging, achterblijven van de tijd) die optreedt door het vliegen over een aantal tijdzones. Kenmerk hiervan zijn allerlei lichamelijke verstoringen, zoals onder andere slechte eetlust, concentratieverlies en vermoeidheid. Jetlag komt vooral voor bij vliegreizen overdag in oostwaartse richting. Daardoor wordt de dag verkort en begint de nacht al terwijl je inwendige biologische klok bepaalt dat je nog in de fase van maximale activiteit bent.

Karakteristiek voor een levend organisme is dat er steeds activiteit is, of anders gezegd, dat er voortdurend energie wordt omgezet in actie. Wanneer je in beweging bent zoals bij het lopen, zwemmen of klimmen, is het duidelijk dat dit activiteiten zijn. Maar ook in een rustend organisme vinden activiteiten plaats, zoals bij ademhalingsbewegingen, hartslag, darmperistaltiek, nadenken en luisteren. Dit betekent dat voor het leven van een organisme een relatief hoog energieniveau gehandhaafd moet worden. De mate van activiteit kan bepaald worden door het meten van de stofwisseling gedurende een bepaalde tijd, bijvoorbeeld 24 uur. Wanneer je rust is er ook stofwisseling: grondstofwisseling of basaalmetabolisme. Bij de behandeling van het vegetatieve zenuwstelsel is reeds vermeld dat het sympathisch en het parasympathisch deel een antagonistische werking hebben met betrekking tot de stofwisseling. – De sympathische werking brengt je lichaam in staat van paraatheid, door onder andere de werking van het hart te stimuleren en de ademhaling te versnellen. Dit treedt op bij een verhoogde activiteit van de spieren en bij toestanden die met stress gepaard gaan. Het hormoon adrenaline uit het bijniermerg heeft dezelfde werking als de sympathische werking. – De parasympathische werking zorgt vooral voor herstel en rust en voor opslag van energie. Je spijsvertering zal dus door de parasympathische werking worden geactiveerd. Na een korte of langere periode van rust en ontspanning heeft het lichaam weer voldoende energie ontwikkeld om nieuwe activiteiten te kunnen uitvoeren. Afhankelijk van je behoeften wisselen actieve perioden en rustperioden elkaar regelmatig af (afb. 11.1). Naast de sturende invloed van het neurologisch en het hormonaal stuurmechanisme spelen ook je eigen behoeften, het psychisch functioneren en sociale factoren een rol bij het actie- en rustritme.

103

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

organisme passiever

parasympathische werking

sympathische werking

organisme actiever

Afbeelding 11.1 Invloed vegetatieve zenuwstelsel op actie- en rustritme

Als we actief zijn is er sprake van een grote beweeglijkheid die kan variëren van gewoon rustig bezig zijn tot zeer druk bezig zijn. Ook ons bewustzijn werkt dan ‘op volle toeren’. De prikkels vanuit onszelf en vanuit onze omgeving dringen door in de hersenen, en worden verwerkt tot bewuste waarnemingen. Daarop volgt dan een gerichte reactie. Die prikkels kunnen soms zo hevig en langdurig zijn dat we onvoldoende letten op het zorgen voor rust en ontspanning. De spanning kan dan zodanig toenemen dat er een overbelasting ontstaat. We spreken dan van stress. Stress is in dit geval een gevolg van het ontbreken van tijd (of het niet nemen van tijd) om je te ontspannen en nieuwe energie op te doen.

11.3 Slaap- en waakritme Ieder mens heeft een eigen levensritme, waarbij een regelmatige afwisseling plaatsvindt van slapen en wakker zijn. Het wakker zijn, waken, treffen we vooral aan in de periode die we zojuist hebben besproken, dus in het actie- en rustritme. Het slapen kan beschouwd worden als de meest effectieve vorm van rust. De behoefte aan slaap ontstaat doordat de mens overdag meer energie verbruikt dan hij produceert. Tijdens de slaap is de productie aan energie meestal groter dan het verbruik. Ons lichaam is dan niet in beweging. We draaien ons wel af en toe om of bewegen soms een arm of een been, maar bewegingen van ons lichaam zoals in de actieve perioden komen tijdens de slaap niet voor.

Een uitzondering hierop is het verschijnsel van slaapwandelen, waarbij ons lichaam een activiteit ontplooit die normaal alleen voorkomt als we wakker zijn. Tijdens de slaap zijn we ons ook niet bewust van prikkels van buitenaf of vanuit ons eigen lichaam. Die prikkels zijn er natuurlijk wel, maar doordat het bewustzijnsniveau zeer laag is, worden ze in de hersenen niet verwerkt tot bewuste waarnemingen. Als we goed hebben geslapen zal het lichaam weer over voldoende energie beschikken om te waken, dus om met ‘frisse zin’ aan het werk te gaan. Na een goede slaap kunnen problemen meestal beter worden opgelost. De hoeveelheid energie die men per 24 uur opbouwt is dus ten dele afkomstig uit het voedsel en ten dele uit de slaap.

11.4 Slapen en dromen Een mens brengt gemiddeld eenderde van zijn leven slapend door. De hoeveelheid slaap die per etmaal nodig is verschilt per persoon. Vooral de leeftijd is hierbij van grote invloed. Een volwassene slaapt per nacht ongeveer 7 à 8 uur. Met behulp van een elektro-encefalograaf kan men de elektrische activiteiten van de hersenen tijdens de slaap registreren. Deze registratie wordt een elektro-encefalogram (EEG) genoemd. Daarmee is aangetoond dat de slaap geen urenlange onveranderlijke toestand is, maar dat er verschillende slaapperioden en slaapniveaus zijn. Tijdens een slaap van 7 à 8 uur treden vijf slaapperioden op. Elke periode (cyclus) duurt ongeveer 90 minuten. Tijdens zo’n periode worden vier stadia doorlopen waarin de slaap eerst dieper wordt en vervolgens terugkeert naar een ondieper stadium (afb. 11.2). De vier stadia van een slaapperiode zijn als volgt in te delen. Vanuit de waaktoestand, het moment dat je gaat slapen, begint de eerste cyclus met stadium 1, de inslaapperiode. In deze periode ontspannen de spieren zich en je kunt je ogen moeilijk openhouden. Je bewustzijn daalt, maar je kunt nog vrij snel wakker worden. Na ongeveer een half uur volgt stadium 2, een lichte slaap. De tijd daarna zak je weg in de diepe slaap van stadium 3 en de nog diepere slaap van stadium 4. De spieren zijn in deze vier stadia steeds meer ontspannen en de ogen

wakker remslaap nremslaap

1

(met 4 stadia) 2 3 4 1

2

3

4

5

6

7

uren slaap

Afbeelding 11.2 Veranderingen tijdens de slaap

104

8

1 1

zijn volkomen in rust. Daarom wordt de slaap van de stadia 1 t/m 4 ook wel de nonrem slaap (nrem) genoemd. Deze letters staan voor Non Rapid Eye Movements, de ‘niet-snelle-oogbewegingen’-slaap. Na enige tijd in stadium 4 te zijn gebleven wordt de slaap weer ondieper en worden er op het EEG snelle oogbewegingen zichtbaar: de remslaap is begonnen. Daarmee is de eerste cyclus doorlopen. Tijdens de remslaap treden dus snelle oogbewegingen op, maar ook een snellere en onregelmatige ademhaling en hartslag. Ook beweegt de slaper zich meer. Ondanks al deze activiteiten blijf je diep slapen en ben je moeilijk wakker te maken. Hoewel er in alle stadia wordt gedroomd, lijkt het erop dat je tijdens de remslaap het meest droomt. De dromen uit de remslaap zijn na het wakker worden het gemakkelijkst na te vertellen. De remslaap wordt daarom ook wel de droomslaap genoemd. Gedurende een slaap van 7 à 8 uur herhaalt de zojuist beschreven cyclus zich ongeveer 4 à 5 keer. Daarbij valt op dat de REM-slaap per cyclus iets langer wordt. In afbeelding 11.2 is dit te zien aan de langer wordende zwarte toppen van de slaaplijn. Aan het einde van de slaap wordt dan ook het meest gedroomd. Men neemt aan dat het dromen helpt om emoties te verwerken. Er zijn ook aanwijzingen dat het dromen het geheugen opfrist, zodat nieuwe ervaringen worden gecombineerd met ervaringen uit het verleden. Helemaal zeker is dit niet, omdat het niet is aan te tonen. Wel zeker is het dat de REM-slaap voor een belangrijk deel het effect van de nachtrust bepaalt. Je maatschappelijke positie kan bevorderend of belemmerend werken bij het totstandkomen van een regelmatig slaapritme. Wanneer je overdag noodgedwongen onvoldoende activiteiten kunt ontplooien, bijvoorbeeld door ziekte of werkloosheid, dan kan dat leiden tot slapeloosheid.

l e v e n s r i t m e n

11.5 Bewustzijn Uit het voorafgaande is gebleken dat onze ‘levensritmen’ het mogelijk maken steeds weer nieuwe activiteiten te ontplooien. In de slaapperiode wordt energie opgebouwd die we vervolgens in de waakperiode bewust of onbewust gebruiken. We hebben al meerdere keren de woorden bewust, onbewust en bewustzijn gebruikt. We willen daar kort nog iets over toelichten. Je kent vast wel de uitdrukking ‘ik heb dat bewust zo gedaan’. Hiermee wordt aangegeven dat je iets gedaan hebt op een van tevoren bedachte manier en met een geplande bedoeling. Soms ook wordt gezegd ‘dat heb ik onbewust gedaan’, om aan te geven dat je iets hebt gedaan zonder er bij na te denken. Onder bewustzijn wordt verstaan datgene waardoor een mens in staat is open te staan voor de wereld en zichzelf. De inhoud van ons bewustzijn wordt bepaald door onze waarnemingen, ons geheugen, onze intelligentie, ons denken, onze motivatie en onze gevoelens. Het bewustzijn is een typisch menselijke eigenschap, omdat de mens namelijk het enige wezen is dat zich bewust is van zijn eigen bewustzijn. Zo kun je beseffen dat je hebt geslapen of dat je iets vergeten bent. Ook kun je je bewust zijn van wat je gehoord, gezien of geleerd hebt. Op grond van die bewuste waarneming van je eigen functioneren kun je bepaalde gedragingen veranderen. Je kunt beslissen minder te gaan roken, meer te gaan sporten, of wat dan ook. Het bewustzijn maakt het dus mogelijk dat een mens zelf verantwoordelijk is voor zijn doen en laten. Wanneer je al slaapwandelend, dus met een verlaagd bewustzijnsniveau, iets doet wat je eigenlijk niet gedaan zou hebben bij een helder bewustzijn, dan kun je daar moeilijk voor verantwoordelijk worden gesteld. Dit is natuurlijk anders tijdens de normale waaktoestand. Dan wordt van je verwacht dat je weet wat je doet of laat en waaróm je dat doet of laat. Het bewustzijn van een mens schept dus zekere verplichtingen.

105

12

Seksueel functioneren

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_12, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

1 2

s e k s u e e l

f u n c t i o n e r e n

Het seksueel functioneren stelt mensen in staat zich voort te planten. Hierdoor blijft de menselijke soort in stand. Dit is echter slechts één van de mogelijkheden. Seksueel functioneren omvat meer. Het geeft meer mogelijkheden dan alleen het verwekken van een kind. Je zult dit vermogen veel vaker gebruiken om een liefdesrelatie te beleven en tot uitdrukking te brengen. De liefdesgevoelens kunnen in lichaamstaal worden omgezet. Hierdoor worden sterke lustgevoelens opgeroepen die ook bevredigd kunnen worden. Door het aangaan van seksuele relaties is het seksueel functioneren een zeer intieme vorm van menselijke communicatie. In onze cultuur werd lange tijd de nadruk gelegd op het aspect van de voortplanting. Er werd weinig aandacht besteed aan de lustbeleving die daarmee gepaard gaat. Vanaf de tweede helft van deze eeuw wordt de lustbeleving veel positiever gewaardeerd. Er is nu gelukkig veel meer openheid ten aanzien van zaken die betrekking hebben op seksualiteit. Onder het begrip seksualiteit verstaan we het geslachts- en liefdesleven in al zijn verschijningsvormen en variaties. We hebben te maken met een onderling samenspel van vier aspecten: lichamelijke aspecten (voortplantingsorganen en voortplanting), geestelijke aspecten (liefdesgevoelens), sociale aspecten (de relaties met anderen) en ethische aspecten (wat is geoorloofd, wat kan niet). Het seksueel functioneren is een wezenlijk onderdeel van je mens-zijn. Vanaf je geboorte tot aan je dood ben je mens. Het is dus logisch dat je vanaf je geboorte tot aan je dood ook seksuele gevoelens hebt. Het is beslist geen voorrecht van jonge, knappe, aantrekkelijke mensen, zoals dikwijls wordt gesuggereerd. Ook de kleuter en de hoogbejaarde hebben hun eigen seksuele gevoelens. Het is wel zo dat de seksuele gevoelens in de loop van een mensenleven veranderen. We zullen in dit hoofdstuk aandacht besteden aan de geslachtskenmerken, de geslachtsorganen, de vruchtbaarheid en de ontwikkeling van het embryo. We bespreken ook enkele facetten met betrekking tot de seksualiteit zoals geslachtsgemeenschap, zelfbevrediging en seksuele geaardheid.

12.1 Primaire en secundaire geslachtskenmerken Vanaf de geboorte en natuurlijk ook reeds geruime tijd daarvoor, zijn er verschillen waar te nemen tussen man en vrouw. Deze verschillen worden primaire geslachts-

kenmerken genoemd. Vanaf de puberteit ontwikkelen zich onder invloed van geslachtshormonen nieuwe kenmerken, die we secundaire geslachtskenmerken noemen. In tabel 12.1 zijn de belangrijkste verschillen tussen man en vrouw ten aanzien van deze kenmerken weergegeven.

Tabel 12.1 Verschillen tussen man en vrouw ten aanzien van de primaire en secundaire geslachtskenmerken

geslachtskenmerken

vrouw

man

primaire geslachtskenmerken (vanaf de geboorte aanwezig)

– – – –

– – – –

secundaire geslachtskenmerken (vanaf de puberteit)

– – – – – –

eierstokken (ovaria) eileiders baarmoeder (uterus) schede (vagina)

groei van baarmoeder, eierstokken en vagina ontwikkeling borstklieren ontwikkeling kleine schaamlippen weinig lichaamsbeharing ontwikkeling beharingspatroon (schaamheuvel en oksels) rondere lichaamsvormen door toename van de hoeveelheid vet in het onderhuids bindweefsel, vooral op bovenarmen en benen – verbreding van het bekken – optreden van de eerste menstruatie (menarche)

zaadballen (testes) bijballen voorstanderklier (prostaat) mannelijk lid (penis)

– groei van zaadballen en penis – groei van het strottenhoofd (‘baard in de keel’) – meer lichaamsbeharing – ontwikkeling beharingspatroon (schaamstreek, oksels, baardgroei) – spierontwikkeling

107

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

12.2 Vrouwelijke geslachtsorganen Bij de vrouwelijke geslachtsorganen kan een duidelijk onderscheid worden gemaakt tussen inwendige en uitwendige geslachtsorganen (afb. 12.1 a en b). De inwendige geslachtsorganen zijn: – eierstokken – eileiders – baarmoeder – schede. De uitwendige geslachtsorganen, samengevat onder de naam vulva, bestaan uit: – grote schaamlippen – kleine schaamlippen – clitoris – schedevoorhof – schaamheuvel.

12.2.1 Eierstokken De beide eierstokken of ovaria (ovum = ei) zijn amandelvormige organen die in het kleine bekken liggen. De lengte bedraagt ongeveer 4 cm, ze zijn ongeveer 2 cm breed en 1 cm dik. Vanaf de puberteit ontwikkelt zich iedere maand een eicel. Dit gebeurt vanuit kleine primaire follikels (blaasjes) die zich ten slotte ontwikkelen tot een Graafse follikel (afb. 12.2). Dit is een blaasje met een diameter van ongeveer 1,5 cm. Een Graafse follikel is grotendeels met vocht gevuld. De rijping van een follikel komt tot stand

onder invloed van het follikelstimulerend hormoon (FSH) uit de hypofysevoorkwab. Wanneer de Graafse follikel rijp is barst hij open en komt de eicel, omgeven door een krans van cellen, vrij. Dit proces wordt ovulatie of eisprong genoemd. Na de ovulatie wordt de Graafse follikel een klein geel bolletje, dat geel lichaam (corpus luteum) wordt genoemd. Wanneer de vrijgekomen eicel niet wordt bevrucht, blijft dit gele lichaam nog bijna twee weken bestaan. Het wordt in stand gehouden onder invloed van een tweede hormoon uit de hypofysevoorkwab, namelijk het luteïniserend hormoon (LH). De vrijgekomen eicel, die inmiddels door een eileider is opgevangen, heeft een levensduur van slechts enkele uren. Er kan dus geen bevruchting optreden wanneer er binnen een halve dag geen zaadcellen in de buurt zijn verschenen. Daarentegen kan geslachtsgemeenschap een paar dagen vóór de ovulatie nog wel tot bevruchting leiden. De levensduur van de zaadcellen wordt namelijk op twee tot drie dagen geschat. Wanneer de eicel niet wordt bevrucht zal de eicel door de wand van de eileider worden geresorbeerd (opgeslorpt).

primaire follikels groeiende follikels Graafse follikel

bloedvat

vocht

eicel

dikke darm

eileider

ovulatie (eisprong)

heiligbeen

eierstok

baarmoeder ruimte van Douglas buikwand

staartbeen endeldarm

urineblaas schaambeenvoeg urinebuis

vagina sluitspier

clitoris kleine schaamlip grote schaamlip

anus

eileider

verschrompeld geel lichaam

geel lichaam

Afbeelding 12.2 Overlangse doorsnede van een eierstok Alle stadia van de cyclus zijn in deze figuur samengevoegd. Ter wille van de duidelijkheid zijn de opeenvolgende stadia van de cyclus met de wijzers van de klok mee getekend. In werkelijkheid voltrekken zich alle stadia op één plaats. Deze plaats kan iedere maand wisselen.

eierstok baarmoeder baarmoederhals

slijmvlies

12.2.2 Eileiders slijmprop baarmoedermond schede

Afbeelding 12.1 a Schematisch overzicht van de vrouwelijke geslachtsorganen b De inwendige vrouwelijke geslachtsorganen

108

De eileiders zijn ongeveer 10 cm lange buisjes tussen de eierstokken en de baarmoeder. Het begin van de eileider is trechtervormig en bezit franjes. Daardoor is dit gedeelte zeer geschikt om de vrijgekomen eicel vanuit de eierstok op te vangen. De eicel wordt door het trilhaarepitheel aan de binnenkant van de eileider verder getransporteerd. Ook spierbewegingen van de wand van de eileider werken hieraan mee. Het transport van de eicel gaat vrij langzaam. Omdat de levensduur van

1 2

de eicel slechts enkele uren bedraagt, zal de bevruchting dus moeten plaatsvinden bij het begin van de eileider (aan de kant van de eierstok). De zaadcellen hebben dan reeds een lange weg moeten afleggen! Wanneer er wel bevruchting is opgetreden, is er een zygote, bevruchte eicel, ontstaan. Een zygote is op te vatten als een eencellige mens. De bevruchte eicel moet nu verder worden getransporteerd naar de baarmoeder (afb. 12.3). Dit transport duurt ongeveer 5 dagen. Tijdens het transport vindt er een aantal celdelingen plaats (ongeveer iedere dag een deling), waardoor de zygote een klompje cellen wordt; zo’n klompje cellen wordt morula genoemd (een morula is een op een braam lijkende bes). Kort daarna neemt het de vorm aan van een blaasje (blastula). Wanneer het embryo (de zich ontwikkelende vrucht) zich innestelt in de wand van de baarmoeder, verkeert het embryo dus in het blastulastadium, ook wel kiemblaasje genoemd. Het embryo is dan inmiddels een week oud. Voor de verdere ontwikkeling zie paragraaf 12.5.

s e k s u e e l

Menstruatiecyclus De binnenkant van de baarmoeder is bekleed met slijmvlies. Dit baarmoederslijmvlies ondergaat cyclische veranderingen die telkens eindigen met het afstoten van dit slijmvlies: de menstruatie. De veranderingen in het baarmoederslijmvlies zijn een gevolg van de veranderingen die optreden in de eierstok. Zoals we reeds gezien hebben in hoofdstuk 10 worden de veranderingen in de eierstokken bepaald door de hormonen FSH en LH uit de hypofysevoorkwab. In afbeelding 12.4 is dit schematisch weergegeven. In het baarmoederslijmvlies vinden achtereenvolgens de volgende cyclische veranderingen plaats.

hypofyse FSH follikel

12.2.3 Baarmoeder

f u n c t i o n e r e n

LH

eicel

verschrompeld geel lichaam geel lichaam ovulatie

eierstok

De baarmoeder of uterus heeft de vorm van een omgekeerde peer. De lengte is ongeveer 7 cm. Het breedste deel is ongeveer 5 cm. De baarmoeder ligt tussen de urineblaas en de endeldarm en is meestal naar voren gebogen waardoor hij grotendeels boven op de blaas ligt. Het onderste gedeelte van de baarmoeder is smal en wordt de baarmoederhals (cervix) genoemd (afb. 12.1 en 12.3). De baarmoederhals gaat over in de schede of vagina. In de baarmoederhals bevindt zich een slijmprop die onder andere een blokkade vormt voor bacteriën. De slijmprop is meestal wel doorlaatbaar voor zaadcellen. De wand van de baarmoeder bestaat hoofdzakelijk uit een ongeveer 2 cm dikke spierlaag, bestaande uit glad spierweefsel. De baarmoeder dient voor de ontwikkeling van het embryo, tevens voor de bescherming van de foetus en ten slotte ook voor de uitdrijving van het kind.

kernen met elkaar versmolten (bevruchting) morula eileider

blastula

bevruchte eicel eierstok

innesteling slijmvlies gespierde wand van de baarmoeder slijmprop, doorlaatbaar voor spermacellen

schede

Afbeelding 12.3 Ovulatie (eisprong), bevruchting en innesteling van het jonge embryo

oestron

baarmoederslijmvlies

progesteron

groeifase 1

7

secretiefase 14

21

menstruatie 28

dagen

Afbeelding 12.4 Schema van de invloed van hormonen op de eierstok en op het slijmvlies van de baarmoeder

– De groeifase (proliferatiefase), die tot stand komt onder invloed van het geslachtshormoon oestron dat afkomstig is uit de wand van de Graafse follikel, die tot rijping is gekomen onder invloed van FSH uit de hypofysevoorkwab. Tijdens de groeifase wordt het slijmvlies dikker. De hoeveelheid bloedvaatjes neemt toe en er ontwikkelen zich talrijke klierbuisjes. – De secretiefase komt tot stand onder invloed van het geslachtshormoon progesteron, dat wordt geproduceerd door het gele lichaam (corpus luteum). Dit gele lichaam in de eierstok wordt in stand gehouden door het hormoon LH uit de hypofysevoorkwab. Tijdens de secretiefase wordt het baarmoederslijmvlies nog dikker, en vooral rijker aan voedingsstoffen door de afscheiding van stoffen door het slijmvlies en door de talrijke kliertjes. – De menstruatiefase treedt op wanneer er geen bevruchting heeft plaatsgevonden. Het gele lichaam gaat, wanneer er geen bevruchting is opgetreden, ongeveer 14 dagen na de ovulatie te gronde. De productie van progesteron komt dan meteen tot stil-

109

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

stand. Dit is dan tegelijkertijd het begin van de menstruatie. De bloedvaten in het baarmoederslijmvlies worden dichtgedrukt. Het slijmvlies sterft af en wordt vervolgens afgestoten. Dit gaat met bloedverlies gepaard. Na de menstruatie begint de hypofyse opnieuw met de productie van de hormonen FSH en LH, waardoor een nieuwe cyclus begint. Zo’n cyclus duurt ongeveer vier weken. Bij de vrouw rijpt vanaf de puberteit tot ongeveer het 50e jaar om de vier weken één eicel. Indien er bevruchting is opgetreden, blijft het gele lichaam nog ongeveer drie maanden intact en blijft dan ook al die tijd progesteron produceren. Het verschijnsel menstruatie treedt dan niet meer op. Wanneer het gele lichaam te gronde is gegaan, neemt de placenta (moederkoek) de productie van progesteron over.

12.2.4 Schede De schede of vagina is het kanaal tussen de schedevoorhof (de ruimte tussen de kleine schaamlippen) en de baarmoederhals (afb. 12.1). De lengte van de schede bedraagt ongeveer 8-10 cm. De wand van de schede bestaat van binnen naar buiten uit: slijmvlies (meerlagig plaveiselepitheel), glad spierweefsel en elastisch bindweefsel, waardoor de wand zeer rekbaar is. In de schede bevinden zich bacteriën die onder andere door de vorming van melkzuur voor een lage pH zorgen. De lage pH (dus veel zuur) beschermt de schede tegen infecties. Ook de zaadcellen kunnen niet tegen dit zure milieu in de vagina. Dit is de reden waarom de zaadvloeistof alkalisch (basisch) is, zodat het zure milieu wordt geneutraliseerd. Zo wordt er dus voor gezorgd dat de zaadcellen tijdens het transport door de schede niet gehinderd worden. De toegang tot de vagina kan door het maagdenvlies gedeeltelijk afgesloten zijn.

12.2.5 Uitwendige geslachtsorganen Het meest opvallend zijn hierbij de grote schaamlippen, behaarde huidplooien die de schaamspleet begrenzen. Tussen de grote schaamlippen liggen onbehaarde, dunne huidplooien: de kleine schaamlippen. De ruimte tussen de kleine schaamlippen, waarin de vagina en de urinebuis uitmonden, wordt schedevoorhof (vestibulum) genoemd. Op de plaats waar de kleine schaamlippen aan de bovenkant met elkaar zijn verbonden, bevindt zich de clitoris (kittelaar). Dit is een kegelvormige verhevenheid die bekend staat als een belangrijke erogene zone (een zone die bij prikkeling de geslachtsdrift opwekt). Bij de vrouw bevindt zich voor en boven de symfyse (schaambeenvoeg) een sterk behaard gebied met veel onderhuids vetweefsel. Dit gebied heet de schaamheuvel, ook wel venusheuvel genoemd. Het gebied tussen de anus en de uitwendige geslachtsorganen wordt de bilnaad genoemd.

110

12.3 Mannelijke geslachtsorganen De mannelijke geslachtsorganen bestaan uit de zaadballen, de bijballen, de zaadleiders, de zaadblaasjes, de prostaat en de penis (afb. 12.5).

dunne darm

dikke darm heiligbeen

buikwand urineblaas schaambeenvoeg urinebuis zwellichaam bijbal

stuitbeen endeldarm prostaat zaadleider sluitspier anus

teelbal (zaadbal) eikel voorhuid balzak (scrotum)

Afbeelding 12.5 Schematisch overzicht van de mannelijke geslachtsorganen

12.3.1 Zaadballen De zaadballen of teelballen (testes) bevinden zich in een huidplooi, scrotum of balzak genoemd. De linker testis hangt meestal iets lager dan de rechter testis. Ze hebben een ovale vorm en zijn ongeveer 4 cm lang. Iedere testis bevat een zeer groot aantal zaadkanaaltjes. In de wand van deze kanaaltjes bevinden zich de kiemcellen. Door reductiedeling ontstaan hieruit de zaadcellen (afb. 12.6). De vorming van de zaadcellen vindt plaats onder invloed van het hormoon FSH uit de hypofysevoorkwab. Dit gebeurt vanaf de puberteit tot op zeer hoge leeftijd. Er worden per dag ongeveer 100 miljoen zaadcellen geproduceerd. De vorming van zaadcellen verloopt alleen dan goed wanneer de temperatuur van de omgeving 32-34˚C bedraagt. Dit is de reden dat de testes zich buiten het lichaam bevinden. Het mannelijk geslachtshormoon testosteron wordt geproduceerd door cellen die zich bevinden tussen de zaadkanaaltjes: de cellen van Leydig. Deze cellen worden op hun beurt gestimuleerd door het hormoon LH uit de hypofysevoorkwab. Het hormoon testosteron stimuleert de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken (tabel 12.1), zoals onder andere lichaamsbeharing en de stem. Het zorgt bovendien voor een algemene opbouwende (anabole) werking bijvoorbeeld voor de opbouw van eiwitten. Om die reden wordt het gebruikt als doping bij krachtsporten. De testes ontwikkelen zich in het embryo op een plaats dicht bij de nieren. Een paar maanden voor de geboorte begint de afdaling van de testes vanuit de buikholte naar het scrotum. Bij het begin van de achtste maand

1 2

van de zwangerschap bevinden ze zich in de uitwendige liesopening. In het begin van de negende maand zijn ze normaal gesproken volledig ingedaald in het scrotum.

s e k s u e e l

f u n c t i o n e r e n

1 2

12.3.2 Bijballen

3

De bijbal (afb. 12.6) is langwerpig en ligt in de balzak op en achter de testis. De bijbal is eigenlijk niets anders dan een lange, sterk gekronkelde buis (lengte ongeveer 5 m). In de bijbal worden de zaadcellen opgeslagen.

4 5 6 7 8

1

4 5

3

6

2

b

a

Afbeelding 12.6 a Doorsnede door een teelbal (testis) en bijbal b Dwarsdoorsnede door een zaadkanaaltje. In de wand van het zaadkanaaltje vindt voortdurend vorming van zaadcellen plaats door middel van reductiedeling 1 2 3 4 5 6

bijbal zaadleider zaadkanaaltje cellen (tussen de zaadkanaaltjes) die het hormoon testosteron produceren zaadcellen zaadcelmoedercellen waaruit de zaadcellen ontstaan

Afbeelding 12.7 Links: urineblaas en prostaat Rechts: prostaat, zaadleiders en zaadblaasjes 1 zaadleider 2 urineblaas 3 zaadblaasje 4 uitmonding van de urineleider 5 openingen voor de afvoer van het prostaatvocht 6 zaadheuvel met de twee uitmondingen van de zaadleiders 7 prostaat 8 urinebuis

del van een vinger via het rectum kan de prostaat onderzocht worden (rectaal toucher). De prostaat heeft de grootte van een kastanje en produceert, evenals de zaadblaasjes, zaadvloeistof (ongeveer 1 ml) die via een groot aantal openingen naar de urinebuis wordt afgevoerd.

12.3.5 Penis 12.3.3 Zaadleiders en zaadblaasjes Iedere zaadleider loopt vanuit de bijbal door het lieskanaal naar de buikholte. Via een bocht achter langs de blaas loopt de zaadleider tot in de prostaat, waar hij uitmondt in de urinebuis (afb. 12.7). De zaadleider heeft een dikke gespierde wand en is ongeveer 50 cm lang. Via de zaadleiders worden de zaadcellen vanuit de bijbal naar de urinebuis of plasbuis (urethra) vervoerd. De beide zaadblaasjes liggen achter de blaas en monden in de zaadleider uit, juist voor de plaats waar deze de prostaat binnengaat. De zaadblaasjes produceren de alkalische (basische) zaadvloeistof. Het alkalische karakter dient om het zure milieu in de vagina te neutraliseren op het moment dat de zaadcellen passeren.

12.3.4 Prostaat De prostaat of voorstanderklier (afb. 12.7 en 7.6) bevindt zich onder de urineblaas, rondom het bovenste deel van de urinebuis (urethra). Hij ligt achter de symfyse (schaambeenvoeg) en voor het rectum. Door mid-

De penis (mannelijk lid) vertoont op dwarsdoorsnede (afb. 12.8) drie zwellichamen: de twee bovenste zwellichamen en één onderste zwellichaam, dat zich bevindt rondom de urinebuis. Door seksuele prikkels wordt in de zwellichamen de bloedaanvoer versterkt. De afvoerende bloedvaten worden op datzelfde moment dichtgedrukt. Dit leidt dan tot een snelle zwelling, verstijving en opgerichte stand van de penis: de erectie. Op het einde van de penis bevindt zich een verdikking: de eikel. De eikel is normaal bedekt door de voorhuid. Dit is een losse huidplooi (omslagplooi) die over de eikel teruggeschoven kan worden. Bij jonge kinderen is de voorhuid verkleefd met de eikel. Deze verkleving wordt geleidelijk minder. Bij de besnijdenis (circumcisie) wordt de voorhuid verwijderd. De penis heeft een dubbele functie. Enerzijds zorgt de penis voor de urinelozing (mictie) en anderzijds speelt de penis een rol bij de geslachtsdaad (coïtus of copulatie) om de zaadcellen te kunnen deponeren in de schede zodat ze daarna hun weg kunnen vervolgen via de baarmoeder tot het einde van de eileiders.

111

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

minuut. Dit betekent dat bij geslachtsgemeenschap na ongeveer een paar uur de eerste zaadcellen de eileider (aan de kant van de eierstok) bereiken. Het aantal zaadcellen bedraagt ongeveer 40-120 miljoen per ml sperma. Dit grote aantal blijkt noodzakelijk te zijn omdat gebleken is dat slechts ongeveer een paar honderd zaadcellen de eicel bereiken. Wanneer er per ml sperma minder dan 20 miljoen zaadcellen aanwezig zijn komt de vruchtbaarheid reeds in gevaar.

1

2

3 4

slagader ader

zwellichamen urinebuis a

b

Afbeelding 12.8 Dwarsdoorsnede door de penis (boven). De twee kleurentekeningen (onder) geven schematisch de situatie vóór de erectie (a) en tijdens de erectie (b) 1 ader en kleine slagadertjes 2 de twee grote zwellichamen 3 urinebuis 4 zwellichaam rondom de urinebuis

Sperma Het sperma is het product dat bij de zaadlozing (ejaculatie) vrijkomt. De hoeveelheid sperma bij een zaadlozing bedraagt 3-7 ml. Het sperma bestaat uit zaadvloeistof met daarin de zaadcellen. De zaadcellen vormen slechts 1% van het sperma. De zaadvloeistof is hoofdzakelijk afkomstig uit de zaadblaasjes (gemiddeld 3 ml) en uit de prostaat (ongeveer 1 ml). De zaadvloeistof transporteert de zaadcellen en bevat voedsel voor de voeding van de zaadcellen. Ze hebben immers nog een lange weg te gaan. Door het alkalische karakter van het sperma zijn de zaadcellen gedurende korte tijd bestand tegen de zuren in de vagina. Een zaadcel (afb. 12.9) bestaat uit een kop, een middenstuk en een lang, dun staartgedeelte. In de kop bevindt zich de kern met de 23 chromosomen: het erfelijk materiaal. Het middenstuk zorgt voor de benodigde bewegingsenergie om het staartgedeelte zwiepende bewegingen te kunnen laten maken. Hierdoor wordt de kop voorwaarts gedreven. De zaadcellen bewegen zich voort met een snelheid van ongeveer 3-4 mm per

12.4 Vruchtbaarheid Een bepaald percentage van de huwelijken of relaties is ongewild kinderloos. De schattingen hieromtrent lopen uiteen van drie tot acht procent. Ongewenste kinderloosheid betekent niet dat een van de partners per se onvruchtbaar is. De oorzaken kunnen namelijk velerlei zijn, waarbij globaal twee groepen kunnen worden onderscheiden: óf de bevruchting komt niet tot stand, óf de vrucht kan zich niet ontwikkelen tot een levensvatbaar kind. Wil er dan ook van vruchtbaarheid sprake zijn dan moet er onder andere aan de volgende voorwaarden voldaan zijn: – het sperma moet voldoende zaadcellen bevatten en de zaadcellen moeten van goede kwaliteit zijn – tijdens de geslachtsgemeenschap (coïtus) moet het sperma diep in de vagina gestort kunnen worden, met name tijdens de vruchtbare periode van de vrouw – er moet maandelijks ovulatie plaatsvinden; er moet dus ten minste één eierstok goed functioneren – de eicel en de zaadcel moeten elkaar ongehinderd kunnen ontmoeten in de eileider aan de kant van de eierstok – na de bevruchting moet de bevruchte eicel zich in de eileider ongehinderd kunnen delen tot een meercellig embryo, dat zich na een aantal dagen kan innestelen in de wand van de baarmoeder. In de baarmoeder moet het embryo zich kunnen ontwikkelen tot een levensvatbaar kind. Een uitgebreid vruchtbaarheidsonderzoek zowel bij de man als bij de vrouw zal moeten uitmaken bij wie de oorzaak ligt van de ongewenste kinderloosheid en op welke wijze de kinderloosheid kan worden opgeheven. Afhankelijk van de oorzaken kan de kinderloosheid worden opgeheven door bijvoorbeeld hormonale behandelingen (actie ‘Moeders voor moeders’), kunstmatige inseminatie of door IVF (in-vitrofertilisatie).

12.5 Ontwikkeling van embryo en foetus Afbeelding 12.9 Zaadcellen: bovenaanzicht (boven) en zijaanzicht (onder)

112

De verschillende delen van het embryo ontwikkelen zich volgens een bepaalde tijdsplanning. Ongeveer drie weken na de bevruchting (conceptie) wordt er een begin

1 2

s e k s u e e l

f u n c t i o n e r e n

Ongeveer zes weken na bevruchting ontwikkelen zich de geslachtsorganen. Ongeveer tien weken na de bevruchting zijn de belangrijkste fasen van de ontwikkeling achter de rug. Vrijwel alle organen zijn dan aanwezig en het embryo is dan duidelijk als mens herkenbaar (afb. 12.10). Vanaf dit moment wordt het embryo foetus genoemd. Er vindt nu nog voornamelijk groei plaats van de aangelegde systemen (afb. 12.11 en 12.12).

Afbeelding 12.10 Embryo Links: vier weken oud (lengte ongeveer 5 mm); rechts: acht weken oud (lengte ongeveer 25 mm)

gemaakt met de ontwikkeling van de bloedsomloop. Twee weken later is er reeds sprake van hartactie (aan te tonen met een ‘echo’). We moeten bij dit alles goed bedenken dat de vrouw op dat moment nog maar ongeveer drie weken ‘over tijd’ is.

Door middel van de inmiddels gevormde navelstreng (gemiddeld 60 cm lang) is het kind verbonden met de placenta (moederkoek). De placenta ligt meestal boven in de baarmoeder. Het is een min of meer ronde schijf (diameter ongeveer 20 cm en ruim 2 cm dik) en bestaat uit een foetaal gedeelte en een moederlijk deel. Tussen de beide delen vindt de uitwisseling van stoffen plaats. Voedingsstoffen en zuurstof gaan vanuit de moederlijke circulatie naar het foetale deel en vervolgens door de navelstreng naar de foetus. Afvalstoffen van het kind (o.a. koolstofdioxide) gaan omgekeerd via de navelstreng naar het moederlijke deel van de placenta.

eileider

placenta

embryo

navelstreng binnenste vruchtvlies buitenste vruchtvlies

baarmoeder embryo vagina

vruchtwater

binnenste en buitenste vruchtvlies vergroeid

Afbeelding 12.11 Ontwikkeling van een embryo en foetus in de baarmoeder

113

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

Afbeelding 12.12 De grootte en de stand van de baarmoeder en andere inwendige organen tijdens de zwangerschap. Het gewicht van de baarmoeder met inhoud neemt tijdens de zwangerschap toe met ongeveer 5 kg

wervelkolom long

lever maag dikke darm

placenta

dunne darm

navelstreng foetus vruchtvliezen baarmoedermond

endeldarm baarmoeder urineblaas schede eerste zwangerschapsmaand

zesde zwangerschapsmaand

vlak vóór de geboorte

Behalve een uitwisselingsfunctie (transportfunctie) heeft de placenta ook een hormoonfunctie. Reeds heel vroeg in de zwangerschap produceert de placenta een hormoon. Dit kan in de urine worden aangetoond (zwangerschapstest). Verder produceert de placenta het bekende zwangerschapshormoon progesteron. Dit hormoon wordt tijdens de eerste maanden van de zwangerschap geproduceerd door het gele lichaam in de eierstok. Na ongeveer drie tot vier maanden zwangerschap gaat het gele lichaam te gronde en is de progesteronproductie inmiddels door de placenta overgenomen. De vrucht is omgeven door twee vruchtvliezen. Tussen de vrucht en de vliezen bevindt zich vruchtwater. De twee vruchtvliezen (het binnenste heet amnion, het buitenste vlies dat tegen de wand van de baarmoeder

schaambeenvoeg

wervelkolom a

c

114

b

d

l t

ligt heet chorion) vergroeien met elkaar na ongeveer 14 weken zwangerschap. De vliezen beschermen de vrucht tegen ziektekiemen die eventueel in de baarmoederhals aanwezig zijn. Het vruchtwater heeft verschillende functies. Het geeft op de eerste plaats bescherming voor de foetus tegen stoten. Het zorgt tevens voor een constante temperatuur (isolatiefunctie). Bovendien kan de vrucht zich dankzij het vruchtwater vrij bewegen (zonder al te veel inspanning!), hetgeen bevorderlijk is voor een gelijkmatige ontwikkeling van de verschillende lichaamsdelen. De hoeveelheid vruchtwater neemt in de loop van de zwangerschap toe. De foetus drinkt niet alleen van het vruchtwater maar urineert er ook in. Het vruchtwater wordt op den duur troebel door de afgestoten cellen van huid en slijmvliezen.

Afbeelding 12.13 De bevalling Vóór de bevalling is de geboorteweg lang en erg nauw (a). Tijdens de bevalling wordt de geboorteweg korter en wijder. Hij is echter zo nauw dat het hoofd er maar met moeite doorheen kan. Doordat de schedelbeenderen van het kind nog niet vergroeid zijn, kan de schedel van vorm veranderen (b) en de nauwe bekkeningang passeren (c) zonder schadelijke gevolgen. Als het hoofd geboren is (d) navelstreng draait het zich (e) en kan de rest placenta van het lichaam geboren worden. Direct na de geboorte van het kind is het nog met de moeder verbonden via de navelstreng. De placenta en de vruchtvliezen bevinden zich dan nog in de baarmoeder e

1 2

Ongeveer 266 dagen na de bevruchting vindt de geboorte (partus) plaats. De moeder begint met de productie van het hormoon oxytocine, waardoor de baarmoederspieren zich samentrekken in een bepaald ritme. We noemen dit de weeën. Naarmate de hypofyse-achterkwab meer oxytocine afgeeft, worden de weeën heftiger. De vruchtvliezen breken en een deel van het vruchtwater stroomt naar buiten. Het kind wordt vervolgens vanuit de baarmoeder in de vagina geperst. Vandaaruit komt het kind ter wereld (afb. 12.13). De rest van het vruchtwater stroomt dan ook naar buiten. Onmiddellijk na de geboorte wordt de navelstreng afgebonden, zodat er geen uitwisseling meer plaatsvindt via de placenta. In het kind zal het gas koolstofdioxide zich gaan ophopen waardoor het ademhalingscentrum in het verlengde merg wordt geprikkeld. Hierdoor gaat het kind nu voor het eerst zelf ademen. Kort na de geboorte komt de placenta naar buiten, wat bekend staat als de nageboorte.

12.6 Seksualiteit Seksualiteit is een term die gebruikt wordt ter aanduiding van het geslachts- en liefdesleven in al zijn verschijningsvormen en variaties. De wetenschap die zich bezighoudt met de bestudering van de seksualiteit, wordt seksuologie genoemd. Bij vrijwel alle dieren bestaat er een zeer nauw verband tussen seksualiteit en voortplanting. De seksuele handelingen zijn erop gericht om nakomelingen te krijgen. Deze handelingen vinden bij dieren plaats tijdens de bronstperiode. Voor en na de bronstperiode gedragen beide seksen zich aseksueel (a = niet). Mensen kennen geen bronstperiode; ze zijn gedurende het hele jaar vruchtbaar. In onze cultuur werd lange tijd de nadruk gelegd op het aspect van de voortplanting. Aan de lustbeleving werd veel minder aandacht geschonken. Sinds de tweede helft van de vorige eeuw worden de lustbeleving en de relationele aspecten in het kader van de seksualiteit positiever gewaardeerd. Deze ontwikkeling is gepaard gegaan met een grotere openheid ten aanzien van de mogelijkheden en de problemen die betrekking hebben op seksualiteit. Seksualiteit wordt tegenwoordig niet meer als een alleenrecht van gehuwde volwassenen van vruchtbare leeftijd beschouwd. Langzaam heeft het idee veld gewonnen dat bij een goede lichamelijke gezondheid seksuele activiteiten op bevredigende wijze tot op hoge leeftijd kunnen worden voortgezet. Seksuele behoeften van kinderen, pubers, adolescenten en ongehuwde volwassenen krijgen steeds meer erkenning. Ook de houding ten opzichte van zelfbevrediging en homoseksualiteit is de laatste tijd sterk veranderd.

s e k s u e e l

f u n c t i o n e r e n

12.6.1 Coïtus of geslachtsgemeenschap De coïtus of geslachtsgemeenschap wordt als de intiemste uiting van een relatie tussen twee mensen beschouwd. De geslachtsgemeenschap wordt kortweg in drie fasen verdeeld: voorspel, geslachtelijke vereniging en naspel. Tijdens het voorspel worden seksuele gevoelens opgewekt door prikkeling van de erogene zones (seksueel gevoelige plekken), zoals hals, lippen, omgeving van het oor, borsten, tepels, oksels, clitoris, schaamlippen en penis. Gedurende het voorspel kan een bereidheid tot geslachtelijke vereniging ontstaan. Tijdens het liefdesspel neemt de intensiteit van de seksuele opwinding toe. Dit uit zich bij de man bijvoorbeeld in een erectie van de penis en bij de vrouw in het zwellen van de clitoris. Ook produceren de slijmklieren in de vagina vocht, waardoor het inbrengen van de penis wordt vergemakkelijkt. Hierna vindt geslachtelijke vereniging plaats. De geslachtsgemeenschap bereikt een hoogtepunt door onder andere intensieve prikkeling van de erogene zones, met name de erogene zones in de buurt van de schaamstreek. Dit komt onder andere tot stand door het ritmisch op en neer bewegen van de penis. Tijdens het bereiken van het hoogtepunt treedt bij man en vrouw een ontlading op van de opgebouwde seksuele spanning. Deze ontlading wordt orgasme (‘klaarkomen’) genoemd. Het orgasme kan door man en vrouw tegelijkertijd worden beleefd, maar regel behoeft dit niet te zijn. Bij de man trekken tijdens het orgasme de spieren van zaadballen, bijballen, zaadleiders, zaadblaasjes en prostaat zich stootsgewijs samen, waardoor het sperma naar buiten komt. Ook bij de vrouw komt tijdens het orgasme vocht vrij. Verder zijn er aanwijzingen dat tijdens het orgasme de spieren van de baarmoeder zich samentrekken en ritmische bewegingen maken. De ontlading van de gespannenheid geeft tijdens en na het orgasme een gevoel van lichamelijk en geestelijk welbehagen. Tijdens het naspel vindt verdere ontspanning plaats.

12.6.2 Zelfbevrediging Tijdens zelfbevrediging (masturbatie) wordt een orgasme bereikt zonder dat er sprake is van geslachtsverkeer. Meisjes kunnen hun seksuele verlangens bevredigen door hun bovenbenen tegen elkaar te drukken. Het komt echter vaker voor dat ze zich bevredigen door de geslachtsorganen met behulp van voorwerpen of met de handen te prikkelen. Jongens wrijven bij voorkeur de voorhuid ritmisch over de eikel. Over zelfbevrediging bestaan (nog) vele vooroordelen. Er werd – en wordt nog steeds – door velen beweerd dat zelfbevrediging schadelijk is voor de gezondheid. In de loop van de tijd zijn talloze boeken geschreven waarin zelfbevrediging sterk wordt veroordeeld. Bij kinderen moet zelfbevrediging eerder als een daad van nieuwsgierigheid worden gezien. Voor veel mensen is zelfbevrediging de enige mogelijkheid om tot een orgasme te

115

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

komen door het ontbreken van contact met de andere sekse. Hier vraagt de geslachtsdrift om bevrediging. Veel mensen kiezen voor een leven zonder partner. Het gevolg hiervan is dat zij geen keus hebben om hun geslachtsdrift op een andere manier te bevredigen dan door zelfbevrediging. Zichzelf bevredigen mag niet als een minderwaardige handeling worden gezien.

12.6.3 Seksuele geaardheid In de meeste gevallen is de behoefte aan seksueel contact gericht op een lid van de andere sekse: heteroseksueel geslachtsverkeer (hetero = ongelijksoortig). Niet zelden echter is er behoefte aan seksueel contact met een persoon van hetzelfde geslacht. Dergelijke relaties worden homoseksueel genoemd (homo = gelijksoortig). Ten slotte komt het ook voor dat de geslachtelijke belangstelling voor beide seksen gelijk is. De betrokkenen ervaren hierbij zowel heteroseksuele als homoseksuele contacten als even plezierig. Men spreekt dan van biseksuelen (bi = twee). Uit onderzoekingen blijkt dat 3 tot 5% van de Nederlandse bevolking zich seksueel aangetrokken voelt tot hetzelfde geslacht.

116

Vroeger werden homoseksuelen beschouwd als mensen met seksuele afwijkingen en dus als minderwaardig. Homoseksuele handelingen werden dan ook zeer in het geheim uitgevoerd. Tegen de discriminatie van homoseksuelen komt steeds meer verzet. Discriminatie op grond van homoseksualiteit komt evenwel nog regelmatig voor. Zo nam de Amerikaanse regering maatregelen om homoseksuele toeristen te weren. Ook worden mensen die naar bepaalde beroepen solliciteren soms nog op grond van hun seksuele geaardheid geselecteerd. Tegenwoordig proberen homoseksuelen door onder andere protestdemonstraties meer aandacht voor hun geaardheid te vragen. Zij wensen als normale mensen te worden geaccepteerd. Tot slot van deze paragraaf willen we nog opmerken dat seksuele behoeften zich niet alleen uiten in de behoefte aan geslachtsgemeenschap. Ook het beleven van intimiteit met de ander is een vorm van seksuele behoefte. Hierbij staat echter niet zozeer de lichamelijke beleving op de voorgrond, maar meer de beleving van liefde, tederheid en geborgenheid. In dit verband wordt ook vaak gesproken over erotiek. Intimiteit en erotiek zijn dus meer een communicatiemiddel om te laten weten hoe graag men elkaar mag.

13

Ontwikkeling en veroudering

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_13, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

1 3

o n t w i k k e l i n g

e n

v e r o u d e r i n g

Alles wat de mens is, is hij op basis van zijn lichamelijkheid. De lichamelijkheid maakt dat je als kind of volwassene, als man of vrouw, als blank of zwart in de wereld staat en herkenbaar bent. Met je lichamelijkheid als basis kun je als mens functioneren en ben je een unieke persoon. Vanaf de geboorte tot de dood verandert je lichamelijkheid, dus ook je omgaan met de wereld en met je medemensen. We hebben in de voorafgaande hoofdstukken veel lichamelijke aspecten bestudeerd en gezien dat elk aspect verschillende mogelijkheden biedt. In dit hoofdstuk gaan we in grote lijnen in op de belangrijkste lichamelijke ontwikkelingen van de mens vanaf zijn geboorte tot de dood. We zullen eerst een indeling geven van de ontwikkelingsperioden van het menselijk bestaan. Daarna beschrijven we de belangrijkste ontwikkelingen van verschillende onderdelen van het lichaam en de veranderingen die optreden bij het ouder worden. Ten slotte komen de lichamelijke aspecten bij het sterven aan de orde.

13.1 Levensfasen van de mens

13.1.1 Zuigelingfase

In dit boek gaat het voornamelijk over de lichamelijke aspecten van het menselijk functioneren. De psychologische, de sociale en de geestelijke aspecten komen hier nauwelijks aan de orde. Maar ook die kanten van het menselijk bestaan zijn van groot belang. Je zult die kennis echter uit andere boeken en uit je eigen ervaringen met jezelf en je medemensen moeten halen. In het nu volgende zal wel blijken dat alle aspecten nauw met elkaar in verband staan.

De eerste tien dagen van de zuigelingfase wordt de neonatale periode genoemd (neo= nieuw, natales= geboorte). De nieuwe wereldburger heet in deze eerste tien levensdagen pasgeborene of neonaat. Hij of zij moet zich op eigen kracht gaan aanpassen aan de wereld buiten de beschermde en veilige baarmoeder. Vóór de geboorte verliepen de meeste levensontwikkelingen via de navelstreng, maar die is vrij snel na de geboorte doorgeknipt en afgebonden. De pasgeborene moet nu zelf alle levensfuncties gaan beheersen, zoals bijvoorbeeld: circulatie, ademhaling, temperatuurregeling, spijsvertering en leverfunctie. Een pasgeborene weegt meestal 3000-4000 gram en is 48-52 cm lang. Gedurende de eerste dagen verliest ieder kind door vochtverlies ongeveer 5% tot 10% van het geboortegewicht. De zuigelingfase wordt voornamelijk gekenmerkt door groei en ontwikkeling. Groei betekent toename van de afmetingen van het lichaam in centimeters en toename van gewicht. Met ontwikkeling bedoelen we het toenemen van de functies, het ontdekken en gebruiken van het lichaam in relatie tot de omgeving. Leren speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling. Groei en ontwikkeling hangen nauw met elkaar samen maar hebben ook te maken met de leefomstandigheden die een mens op de wereld omgeven. Vooral in de zuigelingfase, maar ook in de rest van zijn leven is de mens afhankelijk van zijn wereld en zijn medemensen. Je kunt hierbij denken aan milieufactoren, erfelijkheid, de zorg van de ouders of verzorgers en de sociale en culturele relaties.

Afhankelijk van de leefomstandigheden zien we grote verschillen in de levensduur van mensen. In vroegere tijden was de gemiddelde levensduur veel korter. Maar ook in onze tijd zijn er grote verschillen in levensduur. De leefomstandigheden zijn immers heel verschillend per werelddeel. Tegenwoordig is de gemiddelde levensduur van mensen in ons deel van de wereld voor mannen ongeveer 75 jaar en voor vrouwen ongeveer 80 jaar. Onze levensduur wordt gekenmerkt door grote perioden, levensfasen. Elke fase heeft zijn eigen kenmerken, mogelijkheden en beperkingen. Het leven kan worden ingedeeld in drie grote perioden: – eerste levensfase: van 0-21 jaar – tweede levensfase: van 21-65 jaar – derde levensfase: van 65 jaar tot overlijden.

Een veel gebruikte, meer gedetailleerde indeling van de levensfasen is de volgende: – zuigeling: van geboorte tot eerste verjaardag – peuter, kleuter: van 1 tot 5 jaar – schoolkind: van 5 tot 12 jaar – jongere: van 12 tot 21 jaar – volwassene: van 21 tot 65 jaar – oudere: vanaf 65 jaar. Elk van deze levensfasen zullen we nu verder beschrijven.

13.1.2 Peuter-kleuterfase Tijdens het eerste levensjaar verdrievoudigt de zuigeling zijn geboortegewicht en is zijn lengte met ongeveer 20 cm toegenomen (tabel 13.1). De meeste peuters van 13 à 15 maanden oud kunnen los lopen en een peuter van twee jaar kan zelf drinken uit een beker en een lepel in de mond stoppen. Met drie jaar gaan veel kinderen overdag zelf naar de wc. Zij worden zindelijk.

119

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

Niet alleen de ontwikkeling van de motoriek, maar ook die van de taal is in deze periode opmerkelijk. De eerste communicatie via geluid is het huilen vlak na de geboorte. In de zuigelingperiode begint het kind met ongeveer drie maanden te brabbelen en rond de eerste verjaardag imiteert het allerlei geluiden uit de omgeving. Tijdens de daarop volgende maanden spreekt de peuter met losse woorden, de zogenaamde één-woord-zinnen. Rond de tweede verjaardag maakt de peuter al drie-woord-zinnen en neemt de woordenschat snel toe. De peuter wordt in deze periode (van 1 tot 3 jaar) steeds zelfstandiger. Bekend is de zogenaamde koppigheidsfase, ongeveer van 2- tot 3-jarige leeftijd. De peuter wil dan zelf dingen doen. De drang tot zelfstandigheid, de ontwikkeling van een eigen-wil, uit zich in nee-zeggen en benadrukken van het ‘ikke’. In de kleuterperiode (van 3 tot 5 jaar) ontwikkelt de fijne motoriek zich en gaat het kind met andere kinderen spelen. Ook treedt er een zeker besef op van goed en kwaad. Deze ontwikkeling van normen noemen we gewetensontwikkeling. In de peuter-kleuterfase is de lichamelijke groei zodanig toegenomen dat het kind ook meer een eigen persoon wordt die zich los van de opvoeders kan bewegen in de grote wereld buiten het eigen huis.

13.1.3 Schoolkindfase Deze fase wordt meestal gebruikt voor de periode vanaf vijf tot twaalf jaar. Het kind gaat naar de basisschool en is de meeste tijd bezig met leren. De nieuwe ervaringen worden intensief beleefd. Zij vormen niet alleen de basis voor kennis, maar ook de basis voor sociale contacten. De jeugdherinneringen blijven van grote invloed voor het latere leven. De lichamelijke ontwikkeling vertoont een rustig verloop, zeker in de eerste jaren van deze periode. Het kind groeit nu veel minder dan in de eerste vijf jaren. Het gewicht neemt geleidelijk toe. Pas aan het eind van de schoolkindfase treden er weer opmerkelijke veranderingen op in lichaamsgroei en lichaamsbouw. Bij meisjes beginnen deze veranderingen tegenwoordig gemiddeld al op 10-jarige leeftijd. Bij jongens gemiddeld wanneer zij 11 jaar en 4 maanden zijn. Hierover meer bij de bespreking van de jongerenfase. Bij het schoolkind zien we verder een duidelijke toename in kracht, snelheid en handigheid. Vanaf ongeveer 6 tot 13 jaar vindt de wisseling plaats van de tanden. De elementen van het melkgebit laten stuk voor stuk los en het ‘blijvend gebit’ breekt door (afb. 13.5).

bij de ingrijpende veranderingen die dan plaatsvinden. Bij zowel jongens als meisjes treden veranderingen op in de huid: er ontstaan jeugdpuistjes. Opvallend in deze periode zijn de verschillen in het groeiproces tussen meisjes en jongens (tabel 13.1). Een 12-jarig meisje is gemiddeld langer dan een jongen van dezelfde leeftijd. Bij meisjes treedt namelijk een ‘groeispurt’ op tussen het 10e en 14e levensjaar, bij jongens pas tussen het 12e en 16e jaar. Bij jongens duurt deze groeispurt wat langer en heeft hij ook een hoger tempo. Mannen zijn daardoor gemiddeld langer dan vrouwen. Tijdens de groeispurt treden ook de secundaire geslachtskenmerken op. Bij meisjes: – haargroei in de schaamstreek en in de oksels – verbreding van de heupen en het bekken – ontwikkeling van de borsten – groter worden van de baarmoeder, vagina en schaamlippen – optreden van de eerste menstruatie (menarche). Bij jongens: – haargroei in de schaamstreek, de oksels, op de borst, snor- en baardgroei – verbreding van de schouders – groei van het strottenhoofd (‘baard in de keel’) – spierontwikkeling – groei van zaadballen, scrotum en penis – productie van sperma – ejaculatie bij dromen of masturbatie.

13.1.5 Volwassenfase De volwassenheid strekt zich uit over vele jaren: van 21 tot 65 jaar. Deze fase wordt vaak onderverdeeld in drie perioden: de periode van de jong-volwassene (tot ongeveer 40 jaar), de periode van de middelbare leeftijd (van

Tabel 13.1 Ontwikkeling van lengte en gewicht

leeftijd

gewicht (gemiddeld)

lengte (gemiddeld)

pasgeborene 1 jaar 2 jaar 3 jaar 4 jaar 6 jaar 10 jaar

3,5 kg 10 kg 12 kg 14 kg 16 kg 20 kg 30 kg

50 cm 75 cm 85 cm 95 cm 105 cm 115 cm 140 cm

13.1.4 Jongerenfase Deze fase (vanaf 12 tot 21 jaar) is onder te verdelen in twee perioden: de puberteit, van ongeveer 11 tot 16 jaar en de adolescentieperiode, van ongeveer 16 tot 21 jaar. Beide perioden van de jongerenfase laten de groei en ontwikkeling zien van kind tot volwassene. Het is een echte overgangsperiode, met alle problemen die horen

120

12 jaar 14 jaar 16 jaar 18 jaar 21 jaar

乆

么

39 kg 49 kg 53 kg 56 kg 62 kg

38 kg 48 kg 58 kg 65 kg 71 kg

乆 152 cm 159 cm 162 cm 164 cm 167 cm

么 150 cm 160 cm 168 cm 173 cm 180 cm

1 3

40 tot ongeveer 55 jaar) en de periode van de beginnende ouderdom (van ongeveer 55 tot 65 jaar). De lichamelijke volgroeiing is bij het begin van de volwassenheid bereikt. Opbouw en afbraak zijn dan met elkaar in evenwicht. Na het vijfentwintigste levensjaar vindt er een geleidelijke achteruitgang plaats, doordat de afbraak langzaam maar zeker groter wordt dan de opbouw. Tijdens de middelbare leeftijd treedt er weer een overgangsperiode op. Bij de vrouw wordt de menstruatiecyclus onregelmatig om ten slotte ongeveer op haar vijftigste geheel te verdwijnen: de menopauze. Het stoppen van de vruchtbare periode gaat vaak gepaard met ‘opvliegers’: een warm gevoel in de borst, dat opstijgt naar hals en gezicht. Meestal gaat dit samen met rood worden en transpireren. Bij de man is er ook sprake van een overgangsperiode, meestal rond zijn 55e levensjaar. Dit kan zich uiten in hartkloppingen, het vergroten van de prostaat, minder spermaproductie en minder behoefte aan seksuele activiteit. Men noemt deze periode bij de man daarom ook wel de penopauze. In de periode van de beginnende ouderdom wordt de mens zich steeds meer bewust van de geleidelijke afname van zijn kracht en spankracht. Zoals reeds gezegd vindt deze achteruitgang al plaats vanaf het 25e levensjaar. Maar pas op latere leeftijd wordt de spanning tussen draagkracht en draaglast echt duidelijk voelbaar. Zowel mannen als vrouwen komen in deze periode aan de top van hun carrière. Zij moeten dan vaak ervaren dat het meer moeite kost om te voldoen aan de verwachtingen van de omgeving. Men is vlugger moe dan de jong-volwassene. Soms worden de zintuigen minder scherp (leesbril) en neemt het reactievermogen af. De elasticiteit van de huid neemt af, de haren worden grijs. Men krijgt duidelijker het uiterlijk van een ouder persoon.

13.1.6 Ouderenfase Deze fase (vanaf 65 jaaar) wordt senium, ouderdom, genoemd. De oudere mens heet dan ook senior, in tegenstelling tot de jongere mens, die junior wordt genoemd. Ofschoon het gezegde ‘de ouderdom komt met gebreken’ helaas voor veel mensen maar al te waar is, zijn die gebreken niet altijd zodanig dat men deze levensfase als negatief mag bestempelen. Oud worden is een normaal fysiologisch proces, dat zich zeer geleidelijk voltrekt. Uit onderzoek blijkt dat de meeste oude mensen zich prima voelen, zich goed kunnen aanpassen aan de veranderde conditie en volop van het leven genieten. Vroeger konden mensen ook een hoge leeftijd bereiken en ook 100 jaar oud worden. Het grote verschil met vroeger is echter dat er momenteel veel meer mensen lang leven. Het is daarom niet vreemd dat er in deze eeuw een wetenschap is ontstaan die zich speciaal bezighoudt met het bestuderen van de ouderdom: de gerontologie (geron = oude man). In het verlengde hiervan is de

o n t w i k k e l i n g

e n

v e r o u d e r i n g

geriatrie ontstaan, een geneeskundig specialisme voor de behandeling van zieke bejaarden. Naast de lichamelijke ongemakken van de ouderdom ontstaat bij veel ouderen tevens een groter inzicht in wat het leven de moeite waard maakt. De waarde van het leven en van het eigen levensverhaal blijkt echter een kwetsbare zaak te zijn, zeker voor het leven op hoge leeftijd. Net als het begin van de levensloop heeft ook het einde ervan extra aandacht en zorg nodig. “Aan het moment ontleent het geluk zijn hevigheid en volheid, aan de levensgeschiedenis zijn diepte en warmte”, schreef G. de Haas in katern 6 van de serie In de loop van je leven (uitgave Humanitas). Een mooi citaat om deze paragraaf mee af te sluiten.

13.2 Ontwikkelings- en verouderingsprocessen Wanneer we bijvoorbeeld spreken over het lichaam als verschijningsvorm, de spijsvertering, de circulatie of over het hormonaal stuurmechanisme hebben we het meestal over de situatie zoals die bestaat bij volwassenen. In de vorige paragraaf hebben we echter gezien dat er vanaf de geboorte tot aan de dood sprake is van groei, ontwikkeling en veroudering. Over de oorzaken van het lichamelijk verouderingsproces bestaan verschillende theorieën. De geleerden zijn het met elkaar niet eens welke theorie de juiste is. Wel is duidelijk dat het verouderingsproces het gevolg is van een groot aantal factoren die elkaar versterken: verstoring in de cellen veroorzaakt verstoring in de weefsels, en dat veroorzaakt weer verstoringen in de organen en in de orgaanstelsels. Zo kan heel het organisme uit balans raken, waardoor uiteindelijk bij uitval van een of meerdere vitale functies de dood volgt. Bij aandoeningen op hoge leeftijd is dan ook meestal sprake van zogenaamde multipele pathologie (multipel = veelvoudig). Achteruitgang van het lichamelijk functioneren na het 25e levensjaar betreft dus in principe alle weefsels en organen. De meest opvallende veranderingen die door groei, ontwikkeling en veroudering aan en in het lichaam optreden, zullen we nu bespreken.

13.2.1 Lichaam en uiterlijk De huid van een pasgeborene is rose-rood van kleur. Bij de geboorte, vooral bij een vroeggeboorte, is de huid van de baby vaak gedeeltelijk bedekt met een crèmeachtige, vette stof, de vernix caseosa (vernix = vernis; caseosa = kaasachtig). Deze stof wordt door de talgklieren afgescheiden en beschermt de foetus tegen het vruchtwater. Ongeveer 24 uur na de geboorte is dit huidsmeer bijna geheel geabsorbeerd. In de puberteit treden er ten gevolge van de hormoonproductie van de geslachtsklieren veranderingen op aan de huid, waardoor er ook verschil ontstaat tussen de

121

f y s i o l o g i e

mannen- en de vrouwenhuid. Bij de vrouw wordt het onderhuidse vetlaagje dikker. Bij de man wordt de talgproductie gestimuleerd, waardoor de mannenhuid vetter wordt. Daardoor hebben jongens ook meer last van jeugdpuistjes (acne). Ook worden bij de man de huidporiën duidelijker zichtbaar en krijgt hij rond zijn twintigste levensjaar een opvallende snor- en baardgroei.

60

170 160

50

150

40

140 130

30

120

20

110 100

15

De reeds eerder genoemde secundaire geslachtskenmerken zijn uiteraard ook heel bepalend voor het lichaam als vrouwelijke of mannelijke verschijningsvorm. Bepalend is ook de groei van het skelet. De botstukken van het skelet groeien niet allemaal even snel. Dit verklaart de veranderingen die optreden in de verhouding tussen het hoofd, de romp en de ledematen (afb. 13.1). Het hoofd wordt naar verhouding steeds kleiner. Bij de geboorte is het hoofd ongeveer 1/4 van de lichaamslengte, terwijl dit bij de volwassene slechts 1/8 van de totale lengte is.

-7 maanden

-4 maanden

pas geboren

6 jaar

25 jaar

Afbeelding 13.1 Groei van de mens: veranderingen in verhoudingen

De lengtegroei van de pijpbeenderen ontstaat door omzetting van kraakbeen in been. Dit groeiproces komt omstreeks het 20e levensjaar tot stilstand (bij meisjes eerder). Op röntgenfoto’s van pijpbeenderen zijn de groeischijven bij jongeren duidelijk zichtbaar. In afbeelding 2.4 (zie hoofdstuk 2) is aan de onder- en bovenzijde van het opperarmbeen nog een dunne lijn zichtbaar: de groeischijf of epifysairschijf. Naast de lengtegroei is ook de toename van het gewicht bepalend voor de menselijke verschijningsvorm. De omvang van het lichaam is gedeeltelijk erfelijk bepaald, maar wordt voor het grootste deel beïnvloed door de opname en het verbruik van voedingsstoffen. Op grond van onderzoekingen zijn grafieken samengesteld die een beeld geven van de gemiddelde lengtegroei en toename van het lichaamsgewicht. Zo’n grafiek wordt een groeidiagram genoemd en de lijnen die men daarin kan trekken heten een groeicurve (afb. 13.2). De ‘snelste’ groeicurve zien we in het eerste levensjaar en in de puberteit (de groeispurt). Oude mensen worden 5 à 10 cm kleiner; zie verder bij 13.2.2.

122

lengte in cm

&

gewicht in kg

a n a t o m i e

90

10

80 70 60

6

50

5

40

4

30

3

20 10 0

5

10

15

20

25

Afbeelding 13.2 Groeidiagram. De getrokken lijn geeft de lengte weer en de gebroken lijn het gewicht. Tussen 5 en 15 jaar lopen de lijnen ‘gelijk’

Aan de schedel treden op jeugdige leeftijd eveneens opmerkelijke veranderingen op. De botstukken van de hersenschedel zijn bij de geboorte nog niet geheel verbeend. Zij zijn door taaie bindweefselvliezen met elkaar verbonden. Daardoor kunnen bij de geboorte de schedelbeenderen gedeeltelijk over elkaar schuiven waardoor de omtrek van het hoofd kleiner wordt en het gemakkelijker het nauwe baringskanaal kan passeren. Bij de geboorte is dus sprake van ‘open’ schedelnaden. De nog niet verbeende plaatsen in het schedeldak waar verschillende schedelbeenderen samenkomen, worden fontanellen (kleine bron, gaatje) genoemd (afb. 13.3). De kleine fontanel is meestal na twee maanden gesloten, de grote fontanel gewoonlijk op de leeftijd van 18 maanden. De vliezen zijn dan geheel verbeend. De botstukken van de aangezichtsschedel zijn bij de geboorte nog erg klein. De boven- en onderkaak groeien – vooral in de schoolkindfase – sterk. De ronde vorm van het gezicht zien we dan ook duidelijk langer en hoekiger worden. voorhoofdsbeen

wandbeen voorhoofdsbeen achterhoofdsbeen zijfontanel achterhoofdsbeen a

slaapbeen

grote fontanel kleine fontanel b

Afbeelding 13.3 Schedel van een pasgeboren kind: zijaanzicht (a) en bovenaanzicht (b)

1 3

o n t w i k k e l i n g

e n

v e r o u d e r i n g

Verouderingsverschijnselen Op oudere leeftijd wordt de huid minder soepel. Hij verliest zijn elasticiteit en spanning. Een rimpelige huid is daarvan het zichtbare gevolg. Oorzaak van deze verschijnselen is het dunner en droger worden van de opperhuid. In het onderhuids bindweefsel neemt het vet af waardoor de onderliggende beenderen zich duidelijker aftekenen. Op de handrug, armen, benen en het gezicht zien we bij oudere mensen zogenaamde ouderdomsvlekken optreden; dit zijn ophopingen van pigment. De haren worden grijs door afname van pigment. Soms treedt kaalheid op, vooral bij mannen, terwijl bij vrouwen juist haargroei kan optreden op kin en bovenlip. Bij mannen wordt vaak extra groei gezien van lange, stugge haren in de wenkbrauwen, de neus en de oren.

13.2.2 Houding en beweging De botten van de pasgeborenen zijn enigszins elastisch. Ze bestaan nog grotendeels uit kraakbeen en bevatten nog weinig kalk. Pas bij het volgroeien krijgen de botten de hardheid van het volwassen skelet. De rug van de pasgeborene is recht. De krommingen in de wervelkolom komen pas als het kind gaat zitten en staan. De ontwikkeling van rechte benen verloopt zeer geleidelijk. Aanvankelijk zijn ze gebogen en spreken we van Obenen. Daarna zien we bij tweejarigen vaak het ontstaan van X-benen, waarna tussen het derde en zesde jaar de benen blijvend recht worden. De bewegingen (motoriek) van de pasgeborene zijn nog zeer beperkt. Ook de spieren moeten zich ontwikkelen en de samenwerking tussen spieren en zenuwstelsel is nog nauwelijks aanwezig. De bewegingen zijn in het eerste levensjaar nog ongecoördineerd en ongericht. De pasgeborene moet dan ook goed ondersteund worden, vooral het hoofd. Pas na ongeveer twee tot drie maanden kan de zuigeling het hoofd opheffen. Vervolgens zien we dat hij zich kan omrollen van de rug- naar buikligging en andersom. Na zes maanden zijn de meeste zuigelingen in staat zonder steun rechtop te zitten. Na ongeveer zeven maanden zien we dat het kind gerichte bewegingen maakt om een voorwerp vast te pakken. Tussen de 13 tot 15 maanden kunnen de meeste peuters los lopen. Vervolgens maakt de motoriek een snelle ontwikkeling door die op 20- tot 25-jarige leeftijd het maximum bereikt.

Verouderingsverschijnselen Vooral ten gevolge van veranderingen in de hormoonproductie en een verminderde calciumopname worden de botten poreus. Er is dan sprake van osteoporose of botarmoede, vaak ten onrechte aangeduid als botontkalking. Daardoor kunnen gemakkelijker fracturen ontstaan. Vooral bij vrouwen op hoge leeftijd is de collumfractuur berucht (ook wel dijbeenhals- of heupfractuur genoemd).

20

30

40

50

60

70

80

Afbeelding 13.4 Veroudering van de lichaamshouding (bron: Vrouwenlijfboek, Het Spectrum 1978)

De spieren nemen in omvang af en de gewrichten verstijven (artrose). Hierdoor wordt de motoriek beperkter en trager. In combinatie met veranderingen in het zenuwstelsel geeft dit bovendien ook vaak een verminderde controle op de houding en het evenwicht. Daarnaast zien we ook dat de wervelkolom inzakt en krommer wordt. Oude mensen worden daardoor kleiner en gaan minder rechtop lopen (afb. 13.4). Ondanks deze belemmeringen voor de motoriek is het van belang dat oude mensen zoveel mogelijk zelf blijven doen. Actief bezig zijn kan de algehele conditie alleen maar ten goede komen.

13.2.3 Circulatie, ademhaling en temperatuurregeling De bloedcirculatie vóór de geboorte vertoont grote verschillen met die na de geboorte. Vóór de geboorte wordt de opname van zuurstof (O2) en voedingsstoffen, en de uitscheiding van koolstofdioxide (CO2) en andere afvalstoffen geregeld via de navelstreng en de placenta. De placenta vervult daarbij de rol van de longen. Het bloed van de moeder en van de foetus staan niet rechtstreeks met elkaar in verbinding; de uitwisseling van stoffen vindt plaats via de placenta. In de baarmoeder is zelfstandige ademhaling niet nodig en ook niet mogelijk. De longen van de foetus ontplooien zich pas na de geboorte. Vóór de geboorte gaat er nog maar weinig bloed naar de longen van de foetus omdat er dan nog een opening is in de wand tussen de rechter- en linkerboezem (foramen ovale = ovale venster) en er een bloedvat is tussen de longslagader en de aorta. Dit bloedvat wordt ductus Botalli genoemd (officiële benaming: ductus arteriosus). Na de geboorte ontstaat er een totaal andere situatie. Doordat de navelstreng is afgebonden moet de pasgeborene zelf gaan ademhalen waardoor de longen zich ontplooien. In de eerste dagen na de geboorte sluit de ductus Botalli zich en ook de opening tussen de linkeren rechterboezem. Terwijl vóór de geboorte de meeste bloedvaten van de foetus gemengd bloed bevatten, treedt er onmiddellijk na de geboorte een volledige scheiding op tussen zuurstofrijk en zuurstofarm bloed.

123

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

De hartslagfrequentie en de ademhaling zijn in de eerste levensfase nog erg onregelmatig. Tot aan de volwassen leeftijd zien we een geleidelijke afname van zowel hartslag- als ademhalingsfrequentie in overeenstemming met de verdere groei van het hart en de longen (tabel 13.2). Tabel 13.2 Veranderingen in hartslag- en ademhalingsfrequentie

leeftijd

hartslagen per minuut

ademhalingen per minuut

pasgeborenen eenjarigen vijfjarigen tienjarigen volwassenen

80-180 100-130 80-110 70-90 60-80

30-40 25-35 20-25 18-20 16-20

De lichaamstemperatuur van de foetus wordt door de lichaamstemperatuur van de moeder op peil gehouden en is dus steeds omstreeks 37° C. Na de geboorte komt de pasgeborene in een omgeving van ongeveer 18° C. Toch moet het kind zijn lichaamstemperatuur op 37° C houden. Geen eenvoudige opgave. Aangezien de temperatuurregeling plaatsvindt via de huid moeten we vaststellen dat de zuigeling gemakkelijker afkoelt dan een volwassene. Zijn huidoppervlak is in verhouding tot zijn gewicht immers veel groter. Een zuigeling van 3 kg heeft een huidoppervlak van 0,2 m2; een volwassene van 70 kg een huidoppervlak van 1,8 m2. De volwassene is dus 23 keer zo zwaar maar heeft een slechts 9 keer zo groot huidoppervlak als de zuigeling. Zonder hulp van de verzorgers is de zuigeling niet in staat de lichaamstemperatuur te regelen. Pas wanneer het kind geleerd heeft zelf zijn kleding aan te passen aan de omgevingstemperatuur is de hulp van de omgeving overbodig.

Verouderingsverschijnselen Op oudere leeftijd wordt de circulatie bemoeilijkt doordat het hart minder krachtig pompt en doordat de bloedvaten minder elastisch en nauwer worden (arteriosclerose). De ademhaling ondervindt een negatieve invloed van de verstijving van de borstkas en een minder goede werking van de longblaasjes. Circulatie- en ademhalingsproblemen kunnen elkaar negatief gaan versterken. Dit verslechtert vervolgens de temperatuurregeling. Een slechte doorbloeding van de haarvaten verstoort de werking van de warmte- en koudezintuigen in de huid. Gezien deze ontwikkeling en de geringe lichaamsactiviteit van oude mensen hebben zij meer last van een koude dan van een warme omgeving.

124

13.2.4 Spijsvertering en verwijdering van afvalstoffen Vanaf de geboorte moet de mens in staat zijn via het maag-darmkanaal voedingsstoffen op te nemen en afvalstoffen te verwijderen met urine en ontlasting. Voor het op gang komen van deze functies heeft het lichaam enige dagen tijd nodig. Voor het zelfstandig eten en drinken zijn zelfs ongeveer twee levensjaren nodig, zoals we reeds beschreven bij de peuterfase. Voor het opnemen van voedingsstoffen beschikt de pasgeborene in eerste instantie alleen over een zuigreflex. Daarmee kan hij voldoende borst- of flesvoeding tot zich nemen. Tijdens het zuigen komt er echter niet alleen melk maar ook lucht in de maag. Dat kan de zuigeling een gevoel van verzadiging geven, waardoor hij te vroeg ophoudt met drinken. Zodra hij een boertje heeft gelaten is hij weer in staat verder te drinken. De samenstelling van borst- en flesvoeding is zodanig dat het kind de juiste voedingsstoffen krijgt. Bovendien bevat borstvoeding – vooral de eerste dagen – veel antistoffen die de pasgeborene enige bescherming geven tegen infectieziekten en allergieën. Wanneer de zuigeling ongeveer een half jaar oud is wordt begonnen met bijvoeding met een lepeltje. Dit is van nut voor de ontwikkeling van de kaak en van de slikbeweging. Ook zal dan de samenstelling van de voeding meer gevarieerd worden, waardoor het kind nieuwe smaken leert. Een goede spijsvertering begint bij het kauwen en fijnmaken van het voedsel door het gebit. Het eerste gebit, het melkgebit, is bij de pasgeborene nog niet te zien, maar er zijn wel al verschillende gebitselementen in de boven- en onderkaak aanwezig. Wanneer de zuigeling ongeveer een half jaar oud is komen de eerste tandjes door. Dit gebeurt in een vaste volgorde (afb.13.5). Op ongeveer driejarige leeftijd is het melkgebit compleet en elke kaak bevat dan tien gebitselementen. Tussen het zevende en twaalfde jaar wordt het melkgebit gewisseld en ontstaat het definitieve of blijvende gebit. Er zijn dan in elke kaakhelft twee kiezen bijgekomen zodat elke kaak dan 14 gebitselementen bevat. Op ongeveer 20jarige leeftijd komt daar meestal nog in elke kaakhelft een verstandskies bij. Zie hiervoor afbeelding 6.7. Het maag-darmkanaal ontwikkelt zich in de eerste jaren zeer geleidelijk. Bij de geboorte is de inhoud van de maag slechts 50 ml, bij een volwassene 1500 ml en de lengte van de darmen neemt aanzienlijk toe. De uitscheiding van urine vindt al plaats in de baarmoeder. De foetus drinkt namelijk van het vruchtwater, vooral aan het einde van de zwangerschap. Het komt vaak voor dat het kind direct bij de geboorte een plas doet. De nieren functioneren dus al, maar de urine is nog weinig geconcentreerd. Pas na een jaar wordt meer geconcentreerde urine geproduceerd en vanaf de schoolkindfase werken de nieren optimaal. De eerste verwijdering van feces gebeurt meestal binnen 24 uur na de geboorte. Deze eerste ontlasting wordt

1 3

snijtand snijtand hoektand valse kies

valse kies

Afbeelding 13.5 Bovenkaak met melkgebit gebitselementen doorkomen wisselen snijtand 6-8 maanden 7-8 jaar snijtand 8-10 maanden 8-9 jaar hoektand 17-19 maanden 11-12 jaar valse kies 11-15 maanden 10-11 jaar valse kies 20-26 maanden 10-12 jaar

meconium genoemd. Ze is donkergroen tot zwart van kleur, kleverig en geurloos. Meconium bestaat uit ingedikte vruchtwaterresten, darmslijm, darmcellen en gal. Door de borst- of flesvoeding verandert de ontlasting in een gelige, zalfachtige substantie met een zure geur. Wanneer het kind vast voedsel eet, krijgt de ontlasting dezelfde kenmerken als die van de volwassene. Het verwijderen van urine en feces gebeurt aanvankelijk ongecontroleerd bij aandrang door de vulling van de blaas en het rectum. Het kind moet leren deze spieren onder controle te krijgen. Dit leerproces wordt door de ouders of verzorgers gestimuleerd met complimentjes of beloningen zodat de meeste kinderen in de kleutertijd volledig zindelijk zijn.

Verouderingsverschijnselen Op oudere leeftijd neemt de behoefte aan voedsel geleidelijk af. Meestal is dat in overeenstemming met het verminderde energieverbruik en dus een normaal gegeven. In combinatie met eenzijdige voeding kan echter wel een tekort ontstaan aan bepaalde noodzakelijke voedingsstoffen. Gezien onze doorgaans goede voedingsgewoonten is dit risico echter gering. Storingen in de spijsvertering zijn eerder een gevolg van de afname van de functie van de spijsverteringsklieren en van verminderde resorptie door de darmwand. Wel komt onvoldoende vochtopname regelmatig voor. Hierbij speelt angst voor incontinentie een rol, of men wil voorkomen dat men ’s nachts uit bed moet. Minder drinken geeft minder urineproductie, maar ook een verhoogd ureumgehalte in het bloed. Daardoor kan sufheid ontstaan waardoor men nog minder gaat drinken. Een slecht gebit, of een slecht passend kunstgebit, kan het kauwen bemoeilijken. Het risico op verslikken is bij

o n t w i k k e l i n g

e n

v e r o u d e r i n g

oude mensen groter door de verminderde slikreflex. Geringe voedselopname en verminderde voedingsvezels kunnen een verstoring geven van het ontlastingspatroon. Men neemt aan dat bij ouderen het ontstaan van divertikels (uitstulpingen) in de colonwand wordt bevorderd door minder voedingsvezels. De nieren gaan op hoge leeftijd minder efficiënt werken waardoor men kwetsbaarder wordt voor allerlei ziekten. Verslapping van de kringspieren van de blaas en de anus kan incontinentie van urine of feces veroorzaken. Het komt regelmatig voor dat de prostaat op oudere leeftijd vergroot. Daardoor wordt de urinebuis vernauwd, hetgeen bij veel mannen last veroorzaakt bij het plassen.

13.2.5 Informatievoorziening en stuurmechanismen De zintuigen zijn bij de geboorte volledig aanwezig, maar het kind heeft nog niet de gelegenheid gehad ze te gebruiken, met andere woorden de wereld waar te nemen. In de eerste levensmaanden heeft de zuigeling daar ook nog nauwelijks behoefte aan; hij slaapt de meeste tijd. Pas vanaf ongeveer de derde levensmaand gaat het kind door de regelmatige aanbieding van allerlei prikkels onderscheid maken in wat het prettig of minder prettig vindt. Het zal dan zijn moeder of vaste verzorger herkennen. Het kind moet dus leren waarnemen. Voor de ontwikkeling van de zintuigen is het belangrijk dat die voldoende gestimuleerd worden. Het huidgevoel vormt de belangrijkste schakel tussen de zuigeling en zijn omgeving. Met het huidgevoel worden de temperatuur-, tast-, druk-, en pijnzin bedoeld. Al in de baarmoeder heeft de foetus geluiden opgevangen. Het gehoor ontwikkelt zich na de geboorte snel in relatie tot aangename en onaangename geluiden. De taalontwikkeling staat hiermee in verband. Daarover schreven we al bij de peuter-kleuterfase. Ten aanzien van de smaak heeft de zuigeling een voorkeur voor zoet, hetgeen overeenkomt met de smaak van de eerste voeding. Wanneer het kind op latere leeftijd andere, verschillende voedingen krijgt ontwikkelt het smaakgevoel zich in samenwerking met het reukzintuig. Het gezichtsvermogen ontwikkelt zich in de loop van de eerste acht maanden. Vanaf die leeftijd kan het kind diepte zien en verschillen in kleuren en vormen. Dank zij het zenuwstelsel beschikt de mens over het vermogen op een bewuste manier om te gaan met zichzelf en zijn omgeving. Maar de eerste reacties op zijn omgeving berusten bij de pasgeborene nog volledig op reflexen. Vanaf het tweede tot het zevende jaar leert het kind denken. Het leert steeds meer verschillen en overeenkomsten waar te nemen tussen zichzelf, andere mensen en zijn omgeving. Jonge kinderen kunnen iets pas echt begrijpen wanneer ze het zelf hebben meegemaakt. Naarmate het kind meer meemaakt, ontwikkelt het abstracte denken zich en kan het steeds meer begrijpen. Ofschoon het zenuwstelsel al op 6- à 7-jarige leeftijd volledig is uitgegroeid, zal door de ontwikkeling van

125

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

het geheugen het gebruik van het zenuwstelsel tot op hoge leeftijd in ontwikkeling blijven. Over de ontwikkeling van het hormonaal stuurmechanisme vermelden we hier slechts dat met name de veranderingen van de hoeveelheid geslachtshormonen tijdens de puberteit en de middelbare leeftijd in de volwassenfase, van grote invloed zijn op het lichamelijk functioneren en het gedrag van de mens.

Verouderingsverschijnselen

aan slaap af: bij de kleuter is er geen behoefte meer aan een middagslaapje, het schoolkind slaapt ongeveer 10 uur per nacht, de jong-volwassene 8 uur en na de middelbare leeftijd neemt de slaapbehoefte af tot ongeveer 7 uur per nacht. Uiteraard zijn deze aantallen allemaal gemiddelden. De slaapbehoefte blijkt per persoon heel verschillend te zijn. De behoefte aan rust en slaap wordt in sterke mate beïnvloed door de aard en de mate van de activiteiten die in de wakkere periode worden verricht.

De zintuigen nemen duidelijk in doelmatigheid af. De lens van het oog wordt minder elastisch en de accommodatiespieren gaan in functie achteruit, waardoor het gezichtsvermogen op korte afstand afneemt (bijziendheid). Vanaf ongeveer 50 jaar moeten veel mensen een leesbril gaan gebruiken. Het gehoor wordt slechter, vooral ten gevolge van verminderde beweeglijkheid van de gehoorbeentjes; soms ook door verstopping van de uitwendige gehoorgang door oorsmeer (cerumenprop). De smaak- en reukzin is bij veel ouderen sterk afgenomen. Door afname van zenuwcellen en een slechtere doorbloeding van het zenuwstelsel vermindert het leervermogen en gaat de geheugenfunctie achteruit. De vermindering van hormoonproductie kan allerlei hormonale klachten geven, zoals bijvoorbeeld diabetes type 2 (vroeger ouderdomsdiabetes benoemd).

Verouderingsverschijnselen

13.2.6 Levensritmen

Bij de geboorte zien de uitwendige geslachtsorganen er soms wat gezwollen uit. Ook komt het regelmatig voor, zowel bij jongens als bij meisjes, dat de borst rond de tepels een zwelling vertoont en wat melkachtige stof wordt afgescheiden. Deze verschijnselen zijn een gevolg van nog aanwezige geslachtshormonen van de moeder in het bloed van de pasgeborene; ze verdwijnen spontaan in de eerste maanden. Bij pasgeboren jongens is de voorhuid van de penis vaak verkleefd met de eikel en soms zijn de zaadballen nog niet ingedaald in het scrotum. Ook deze verschijnselen verdwijnen meestal vanzelf, ofschoon daar wel wat meer tijd voor nodig is. Soms is chirurgisch ingrijpen nodig. Seksueel functioneren heeft niet alleen te maken met de geslachtsorganen en het vermogen tot voortplanting, maar ook met de behoefte aan waardering, koestering en bescherming, kortweg gezegd behoefte aan liefde. Bevrediging van deze behoefte aan liefde is noodzakelijk voor de ontwikkeling van zelfvertrouwen en eigenwaarde. En deze eigenschappen zijn onmisbaar om (later) van een ander of van anderen te kunnen houden. In de tekst over de jongerenfase hebben we al aan de orde gesteld dat de secundaire geslachtskenmerken zich in de puberteit ontwikkelen. Deze ontwikkeling komt tot stand door de groei en de toegenomen hormoonproductie van de geslachtsklieren. Daarmee begint zowel bij jongens als bij meisjes de geslachtsrijpe periode. Bij de vrouw duurt deze periode van ongeveer het 13e tot ongeveer het 50e jaar. Een man is vanaf ongeveer 15

De pasgeborene slaapt bijna heel de klok rond. Hij wordt alleen wakker als hij honger heeft of verschoond wordt en slaapt weer in als de honger is gestild. Pas tussen de 10e en de 20e week ontwikkelt het slaapwaakritme zich. Er zijn dan twee slaappieken te onderscheiden, namelijk tussen 12.00 uur en 15.00 uur ’s middags en tussen 19.00 uur ’s avonds en 07.00 uur ’s morgens (afb. 13.6). Geleidelijk neemt de behoefte

zuigeling 1-jarige 4-jarige 10-jarige volwassene 18 uur

0

6

12

18

Afbeelding 13.6 De afwisseling van slapen en waken vertoont een bepaald ritme, waarin vanaf de geboorte een kenmerkende ontwikkeling is waar te nemen. De donkere kleur geeft de slaapperiode aan, de lichte kleur het waken. Een zuigeling heeft veel slaapperioden, terwijl een volwassene slechts één slaapperiode heeft van gemiddeld 7 uur.

126

De slaapbehoefte neemt af. De meeste ouderen hebben aan zes uur nachtrust genoeg. Toch klagen veel ouderen, vooral vrouwen, over inslaapproblemen. Vaak heeft dit te maken met een veranderd slaapritme. Men kan zich overdag makkelijker permitteren een dutje te doen en de werkzaamheden of activiteiten in de avond zijn gering. Maar het is ook een gegeven dat de slaap bij ouderen vaker wordt onderbroken en minder diep is. Het derde en vierde stadium van de non-remslaap komt nauwelijks meer voor (zie ook afb. 11.1). Een goede verdeling van activiteiten overdag helpt meestal beter dan slaapmiddelen. Die hebben, vooral bij langdurig gebruik, meestal een averechts effect.

13.2.7 Seksueel functioneren

1 3

o n t w i k k e l i n g

e n

v e r o u d e r i n g

jaar tot op zeer hoge leeftijd vruchtbaar. In de overgangsperiode worden veel minder geslachtshormonen geproduceerd. De kenmerken van deze periode bespraken we reeds bij de volwassenfase.

Andere kenmerken van de dood zijn: – het ontbreken van de lichtreflex in het oog – algemene spierverslapping – het bleek worden van de huid.

Verouderingsverschijnselen

Ongeveer 20 tot 30 minuten na de dood ontstaan lijkvlekken, paarsrode verkleuringen op de laagst gelegen delen van het lichaam. Deze vlekken ontstaan doordat het bloed naar de diepst gelegen delen zakt. Afhankelijk van de omgevingstemperatuur en de dikte van de onderhuidse vetlaag koelt het lichaam vier tot vijf uur na de dood af. Ongeveer twee tot vier uur na de dood treedt de lijkstijfheid (rigor mortis) in. Dit proces begint bij de spieren van het hoofd, met name de kaak. Het breidt zich vervolgens uit naar de borstkas en de buik en ten slotte naar de armen en benen. Na zes tot acht uur is de lijkstijfheid compleet. Ongeveer 12 tot 48 uur na de dood verdwijnt de rigor in dezelfde volgorde als waarin hij eerder is verschenen. Dit proces heeft te maken met de afbraak van spiereiwitten.

Seksuele behoeften blijven vaak tot op hoge leeftijd bestaan. Wanneer de vruchtbare periode voorbij is kan dit de seksuele relatie tussen man en vrouw een nieuwe impuls geven. De lichamelijke beleving van de seksualiteit is bij veel oude mensen minder gericht op de geslachtsgemeenschap en meer op strelen en liefkozen. Afhankelijk van de lichamelijke conditie en de relatiemogelijkheden zullen ouderen hier op bekende of nieuwe wijze mee omgaan.

13.3 Lichamelijke aspecten bij het sterven Soms treedt de dood plotseling op door een ongeval of een acute ziekte. Soms wordt de dood verwacht aan het einde van een langdurig ziekteproces. De meeste mensen sterven op hoge leeftijd wanneer de achteruitgang van de lichamelijke functies een snel algeheel verval laten zien. De duur van dit onomkeerbaar stervensproces in de laatste levensfase is voor ieder mens verschillend. In het algemeen mogen we stellen dat de dood is ingetreden als de betrokkene niet meer ademt en als zijn hart tot stilstand is gekomen.

Afhankelijk van de levensovertuiging en religieuze opvattingen zullen mensen hun stervensproces verschillend beleven. Het sterven kan rustig en waardig verlopen. Het lichaam zal overeenkomstig de laatste wensen van de overledene of nabestaanden met grote zorg worden afgelegd.

127

14

Begrippen uit de natuurwetenschappen

J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0_14, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

1 4

b e g r i p p e n

u i t

d e

n a t u u r w e t e n s c h a p p e n

Bij de studie van het lichamelijk functioneren is het van belang iets te weten van een aantal begrippen uit de natuurwetenschappen. Daarbij denken we vooral aan de wetenschappen biologie, natuurkunde en scheikunde. Wil je bijvoorbeeld de vertering kunnen begrijpen, dan moet je niet alleen iets weten over de bouw van eiwitten, vetten en koolhydraten, maar ook over enzymen en zuurgraad (pH). Licht en geluid zijn onderwerpen uit de natuurkunde, nodig om de werking van het gehooren gezichtszintuig goed te kunnen begrijpen. Zo zal in dit hoofdstuk een groot aantal onderwerpen worden besproken die verdiepingskennis geven voor verschillende menselijke vermogens die in dit boek ter sprake zijn gekomen. Daarom is ook regelmatig vanuit de reeds behandelde hoofdstukken naar dit hoofdstuk verwezen. Omgekeerd zal vanuit dit hoofdstuk regelmatig worden verwezen naar voorgaande hoofdstukken.

14.1 Elementen; atomen en moleculen In de natuur komen veel stoffen voor die we niet meer kunnen splitsen in andere stoffen. Ze zijn dus te beschouwen als de ‘grondstoffen’. Deze stoffen worden elementen genoemd. Alle stoffen die we in de natuur tegenkomen zijn óf elementen óf verbindingen, dat wil zeggen stoffen die zijn opgebouwd uit meerdere elementen. Voorbeelden van elementen die in de natuur voorkomen zijn de gassen waterstof, zuurstof en stikstof; een ander voorbeeld is het metaal ijzer. Een bekend voorbeeld van een verbinding is water; deze stof is opgebouwd uit de elementen waterstof en zuurstof. De meeste stoffen die wij kennen blijken verbindingen te zijn, bijvoorbeeld keukenzout, eiwitten, vetten en koolhydraten. Alle elementen worden weergegeven door een symbool, dat bestaat uit een hoofdletter, al of niet gevolgd door een kleine letter. De symbolen zijn afkortingen van de Latijnse namen van die elementen. Van een aantal elementen wordt de Latijnse naam ook in het Nederlands gebruikt, bijvoorbeeld natrium en kalium. Er zijn meer dan 100 elementen bekend. In tabel 14.1 is een aantal elementen in alfabetische volgorde weergegeven. Alle stoffen (elementen of verbindingen) zijn opgebouwd uit moleculen. Onder een molecuul verstaan we het kleinste deel van een stof dat nog alle eigenschappen van die stof bezit. Een molecuul water heeft dus nog alle eigenschappen van water. Alle moleculen van een bepaalde stof zijn aan elkaar gelijk. Er is natuurlijk wel een groot verschil tussen de moleculen van verschillende stoffen. Een molecuul water heeft andere eigenschappen dan een molecuul suiker. Iedere molecuul is opgebouwd uit atomen. Atomen zijn deeltjes waarvan men vroeger dacht dat ze niet meer te splitsen waren, vandaar de naam (a = niet; tome = deel). We weten tegenwoordig echter maar al te goed dat atomen nog wel te splijten zijn. Ieder atoom bestaat namelijk uit een kern (nucleus) en daaromheen cirkelende deeltjes, de elektronen. De kern is positief geladen, terwijl de elektronen negatief geladen zijn. In een atoom zijn beide ladingen altijd gelijk, zodat een atoom als geheel elektrisch neutraal is. In een atoomkern blijkt

veel energie te zitten. Bij splijting van de atoomkern komt deze energie plotseling vrij: de atoomenergie. Deze energie kunnen we voor vele doeleinden gebruiken bijvoorbeeld als energiebron in kerncentrales. In de moderne oorlogsvoering kan men echter ook (helaas) van deze energie gebruik maken, denk maar aan kernraketten. De moleculen van een stof die als element voorkomt, zijn opgebouwd uit één of meer gelijksoortige atomen. Zo bestaat een molecuul zuurstof uit twee atomen zuurstof. De schrijfwijze voor een molecuul zuurstof is daarom O2. Hetzelfde geldt voor de gassen stikstof (N2) en waterstof (H2).

Tabel 14.1 Enkele belangrijke elementen

Nederlandse naam

Latijnse naam

symbool

Aluminium Barium Broom Calcium Chloor Fluor Fosfor Goud IJzer Jood (Jodium) Kalium Kobalt Koolstof Koper Kwik Lood Magnesium Natrium Stikstof Waterstof Zilver Zink Zuurstof Zwavel

Aluminium Barium Bromium Calcium Chlorium Fluorum Phosphorus Aurum Ferrum Iodium Kalium Cobaltum Carbonium Cuprum Hydrargyrum Plumbum Magnesium Natrium Nitrogenium Hydrogenium Argentum Zincum Oxygenium Sulphurus

Al Ba Br Ca Cl F P Au Fe I K Co C Cu Hg Pb Mg Na N H Ag Zn O S

129

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

Tabel 14.2 Moleculen opgebouwd uit atomen

stof

molecule

atomen

zuurstof stikstof waterstof water

O2 N2 H2 H2O

koolstofdioxide (koolzuurgas) natriumchloride (keukenzout) zoutzuur

CO2

2 atomen zuurstof 2 atomen stikstof 2 atomen waterstof 2 atomen waterstof en 1 atoom zuurstof 1 atoom koolstof en 2 atomen zuurstof 1 atoom natrium en 1 atoom chloor 1 atoom waterstof en 1 atoom chloor 6 atomen koolstof, 12 atomen waterstof en 6 atomen zuurstof

glucose (druivensuiker)

NaCl HCl C6H12O6

Een molecuul van een verbinding is altijd opgebouwd uit verschillende soorten atomen. Zo bevat een molecuul water twee atomen waterstof en één atoom zuurstof; de chemische schrijfwijze voor water is daarom H2O. In tabel 14.2 is een aantal moleculen met hun atomen weergegeven.

14.2 Zuren, basen en zouten Zuren, basen en zouten zijn stoffen die, wanneer ze in water zijn opgelost, de elektrische stroom kunnen geleiden. Deze stoffen worden daarom ook wel elektrolyten genoemd. Elektriciteit heeft te maken met stroming van elektrisch geladen deeltjes. Wanneer zuren, basen en zouten in water zijn opgelost, zijn ze gesplitst in geladen deeltjes die we ionen noemen. Een ion is dus een geladen atoom of atoomgroep. Zoals we reeds in de vorige paragraaf hebben gezien, bestaat een atoom uit een positieve kern met daaromheen cirkelende negatief geladen elektronen. Wanneer een atoom een elektron afgeeft (er gaat een negatief geladen deeltje weg) wordt het atoom als geheel positief. Het is dan veranderd in een positief geladen ion. Zo kunnen de atomen H, K en Na, door het afgeven van telkens één elektron, overgaan in respectievelijk waterstofionen, kaliumionen en natriumionen. De lading wordt weergegeven met een plusteken, zodat we achtereenvolgens schrijven: H+, K+ en Na+. Er zijn atomen die vrij gemakkelijk twee elektronen kunnen afstaan, waardoor ze dan tweewaardig positief worden. Dit geldt bijvoorbeeld voor de atomen calcium (Ca) en magnesium (Mg). De respectievelijke ionen worden dan als volgt weergegeven: Ca2+ en Mg2+. Naast atomen die elektronen kunnen afstaan zijn er ook atomen die gemakkelijk elektronen kunnen opnemen. Dergelijke atomen zullen dan een negatieve lading krijgen omdat, zoals we reeds gezien hebben, elektronen negatief geladen zijn. Zo kunnen chlooratomen gemakkelijk overgaan in negatief geladen chloorionen door de opname

130

van telkens één elektron. Het chloorion schrijven we dus als Cl–. Behalve afzonderlijke atomen kunnen ook groepjes atomen een lading krijgen zoals we direct nog zullen zien. Zoals gezegd zijn zuren, basen en zouten altijd in ionen gesplitst wanneer ze in water zijn opgelost. Het aantal positieve deeltjes is daarbij altijd gelijk aan het aantal negatieve deeltjes. Zo is een molecule zoutzuur (HCl) in oplossing gesplitst in een positief geladen waterstofion (H+) en een negatief geladen chloorion (Cl–). Alle zuren hebben in oplossing altijd waterstofionen. Hierdoor ontstaat de zure smaak van deze stoffen. Naarmate er meer waterstofdeeltjes (H+-ionen) in oplossing zijn is de oplossing zuurder. Bij een sterk zuur zijn alle moleculen in ionen gesplitst, terwijl bij een zwak zuur slechts een gedeelte van de moleculen in ionen is gesplitst. De bekendste voorbeelden van zuren zijn: zoutzuur = HCl HCl → H+ + Cl– (chloorion) salpeterzuur = HNO3 HNO3 → H+ + NO3– (nitraation) koolzuur = H2CO3 H2CO3 →2 H+ + CO32– (carbonaation) zwavelzuur = H2SO4 H2SO4 →2 H+ + SO42– (sulfaation) fosforzuur = H3PO4 H3PO4 →3 H+ + PO43– (fosfaation) Basen of hydroxiden zijn stoffen die in oplossing altijd negatief geladen OH-deeltjes bevatten. Dit geladen atoomgroepje schrijven we daarom als OH–. De basen hebben altijd een zeepachtige smaak (loogsmaak). Oplossingen van basen in water worden basische of alkalische oplossingen genoemd. Een paar bekende voorbeelden van basen zijn: natriumhydroxide = NaOH NaOH→Na+ + OH– (natronloog) kaliumhydroxide = KOH KOH→K+ + OH– (kaliloog) Wanneer zuren reageren met basen ontstaan er verbindingen die om hun smaak zouten worden genoemd. Een bekende reactie is die tussen de base natriumhydroxide en zoutzuur. Hierbij ontstaat behalve water het bekende zout natriumchloride (NaCl) dat we beter kennen onder de naam keukenzout. De reactievergelijking luidt als volgt: NaOH + HCl → NaCl + H2O base zuur zout water De bekendste zouten zijn: NaCl = natriumchloride (keukenzout) CaCl2 = calciumchloride Na2CO3 = natriumcarbonaat (soda) CaCO3 = calciumcarbonaat (krijt, kalk) CaSO4 = calciumsulfaat Na2SO4 = natriumsulfaat

1 4

b e g r i p p e n

Ca3(PO4)2 = calciumfosfaat NaHCO3 = natriumbicarbonaat

14.3 Zuurgraad Zoals we hebben gezien wordt een zuur gekenmerkt door het feit dat er in de oplossing vrij veel waterstofionen (H+-ionen) aanwezig zijn. De sterkte van een zuur wordt volledig bepaald door het aantal H+-ionen. Om de sterkte van een zuur te kunnen uitdrukken in een eenvoudig getal, heeft men hiertoe het begrip zuurgraad of pH ingevoerd. Het voert te ver om in dit verband nader in te gaan op de definitie van het begrip pH. We kunnen volstaan met te zeggen dat de pH kan variëren van 0 tot 14 (afb. 14.1). Wanneer we met gewoon water te maken hebben, dus geen zuur of base, is de pH gelijk aan 7. We noemen zo’n vloeistof dan neutraal. Wanneer een oplossing erg zuur is, is de pH lager dan 7. Hoe sterker het zuur is, des te lager is de pH. Zo weten we dat de pH in de maag ongeveer 2 is door de aanwezigheid van het maagzuur (HCl). In de mondholte is de pH ongeveer 7 (neutraal milieu). In het darmgebied is de pH van de darminhoud ongeveer 8. We zien dus dat er in het spijsverteringskanaal grote verschillen bestaan afhankelijk van de plaats waar de spijsbrok zich bevindt. Dit blijkt nodig te zijn in verband met de werking van de enzymen. De vertering van voedsel vindt plaats door middel van stoffen die we enzymen noemen (hoofdstuk 6). Willen de enzymen in de maag goed kunnen werken, dan moet de pH daar ongeveer 2 zijn. De enzymen in het speeksel eisen een pH van ongeveer 7, terwijl de enzymen in de dunne darm alleen kunnen werken als het milieu daar een pH heeft van ongeveer 8 (zie afb. 14.4). De vertering in de maag heeft echter een heel zure omgeving nodig. Het maagzuur zal er dan ook voor zorgen dat de pH in de maag verandert van de waarde 7 in 2. Wanneer de zure maaginhoud vervolgens in de dunne darm komt, is er weer een hogere pH nodig, namelijk een pH van ongeveer 8. Het zuur zal dan ook bij binnenkomst in de dunne darm op de een of andere manier moeten worden weggewerkt. Dit gebeurt door het sap van de alvleesklier dat in de twaalfvingerige darm bij de spijsbrok komt. In het pancreassap bevindt zich de stof natriumbicarbonaat (NaHCO3). Deze stof heeft een basisch (alkalisch) karakter en kan dus het zoutzuur dat uit de maag afkomstig is, neutraliseren. Hierdoor komt de pH van de darminhoud vrij snel op ongeveer 8, zodat de enzymen die in de dunne darm werken optimaal hun werk kunnen doen. In de volgende paragraaf komen de enzymen nog uitgebreid aan de orde.

0

1

2

3

sterker zuur

4

5

6

7

8

neutraal

Afbeelding 14.1 Schema pH-schaal

9

10 11 12 13 14 sterker basisch

u i t

d e

n a t u u r w e t e n s c h a p p e n

De zuurgraad (pH) van ons bloed is gemiddeld 7,4. Deze waarde mag slechts een klein beetje variëren, namelijk van 7,35 tot 7,45. Wanneer de pH van het bloed beneden de waarde 7,35 komt is het bloed te zuur. Er is dan sprake van een zuurvergiftiging of acidose (acidum = zuur). Dit kan onder andere voorkomen bij suikerziekte. Wanneer de pH van het bloed te hoog is, dus meer bedraagt dan 7,45, is het bloed te basisch (alkalisch). We spreken dan van een alkalose. Dit kan bijvoorbeeld voorkomen bij hyperventilatie doordat er dan in korte tijd veel koolstofdioxide (koolzuurgas) uit het bloed wordt verwijderd. Ons bloed moet dus steeds een pH hebben tussen 7,35 en 7,45, ongeacht alle processen. Wanneer er veranderingen optreden door bijvoorbeeld zwaar lichamelijk werk, vangt het lichaam deze veranderingen op de volgende manier op. Bij zwaar lichamelijk werk komt er in de spieren veel melkzuur vrij. Dit komt in het bloed zodat de pH gaat dalen naar de waarde 7,35 of zelfs lager. Zover komt het gelukkig niet omdat zich in ons bloed natriumbicarbonaat (NaHCO3) bevindt. Deze stof zal het melkzuur onmiddellijk neutraliseren zodat er nauwelijks van een pH-verandering sprake is. Ook de nieren spelen een belangrijke rol bij het constant houden van de pH in het bloed. De nieren zijn namelijk in staat om een teveel aan zure of alkalische stoffen met de urine te verwijderen. Dit betekent dan ook dat de pH van de urine sterk kan wisselen om te zorgen dat deze ‘binnen’, dus in het bloed, constant blijft. De pH van de urine kan namelijk variëren van 4 tot 8.

14.4 Enzymen In de scheikunde kennen we stoffen die in staat zijn om scheikundige reacties te versnellen zonder zelf te worden verbruikt. Dit soort stoffen staat bekend als katalysatoren, bijvoorbeeld bruinsteen of een zuur. Dergelijke katalysatoren zijn ook werkzaam bij scheikundige reacties in levende organismen. Zij worden dan biokatalysatoren of ook wel enzymen genoemd. We komen enzymen tegen bij alle stofwisselingsreacties die in ons lichaam plaatsvinden. Om enkele voorbeelden te noemen: bij de verbranding in de cellen, voor de werking van spieren, in de lever om alle functies goed te kunnen vervullen en bij de spijsvertering, zoals we reeds gezien hebben. Dank zij de enzymen kunnen de talrijke reacties zeer snel verlopen bij een temperatuur die slechts ongeveer 37 °C bedraagt. De naam enzym betekent letterlijk ‘in gist’ (en = in; zyme = gist). De naam is ontleend aan het feit dat er in gistcellen een stof moest zitten die ervoor zorgt dat uit zetmeel of suiker alcohol kan worden gevormd: de alcoholische gisting. We weten nu dat er in gist vele enzymen zitten. We kunnen ons afvragen waarin de enzymen verschillen van de gewone katalysatoren (zoals een beetje zuur of bruinsteen). We zien dan de volgende verschilpunten.

131

&

f y s i o l o g i e

P1

S

E

b

l

h

+

P2

E

k

Afbeelding 14.2 Schema van de enzymwerking S: stof die wordt omgezet E: enzym P1 en P2: eindproducten

activiteit

– Enzymen zijn altijd eiwitten. ‘Gewone’ katalysatoren zijn nooit eiwitten. De meeste enzymen hebben behalve een eiwitgedeelte ook een niet-eiwitgedeelte. Het niet-eiwitgedeelte wordt co-enzym genoemd. Pas wanneer het co-enzym aan het eiwitgedeelte is gekoppeld kan het enzym als geheel functioneren. In dit verband is bekend dat de meeste vitaminen een rol als co-enzym vervullen. Dit verklaart dat we de vitaminen absoluut iedere dag nodig hebben maar dat slechts geringe hoeveelheden al voldoende zijn. Van enzymen heb je namelijk ook maar een beetje nodig. – Enzymen zijn specifiek. Hiermee bedoelen we dat ieder enzym slechts één bepaalde reactie kan beïnvloeden. Dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld bruinsteen, dat voor verschillende soorten reacties kan worden gebruikt. Zo kan zetmeel (amylum) alleen maar gesplitst worden door het enzym amylase. Suiker (sacharose) kan alleen maar worden verteerd door het enzym sacharase, het enzym pepsine kan alleen maar inwerken op de eiwitten. De werking van een enzym is te vergelijken met een slot-sleutelmechanisme. Op iedere stof (slot) past slechts één bepaald enzym (sleutel). In afbeelding 14.2 is dit schematisch weergegeven. De stof S wordt met behulp van het enzym (E) omgezet in de twee nieuwe producten P1 en P2. Het enzym zelf komt weer te voorschijn en wordt dus niet verbruikt. – Enzymactiviteit is afhankelijk van de temperatuur. In afbeelding 14.3 zien we dat bij hogere temperatuur de activiteit van het enzym toeneemt. Er is een bepaalde temperatuur waarbij de activiteit het

optimum temperatuur

Afbeelding 14.3 Enzymactiviteit in afhankelijkheid van de temperatuur

132

hoogst (optimaal) is. Deze temperatuur wordt het optimum genoemd. Voor de enzymen in het menselijk lichaam ligt het temperatuuroptimum ongeveer bij 37 °C. Uit afbeelding 14.3 blijkt dat bij nog hogere temperatuur de activiteit weer afneemt. Dit is begrijpelijk als je weet dat enzymen altijd eiwitten zijn. Bij hogere temperaturen gaan de eiwitten stuk; denk in dit verband aan het koken van een ei. Dit is ook de reden dat bij gebruik van biologische wasmiddelen (wasmiddelen met enzymen) de temperatuur niet te hoog mag zijn. – Enzymactiviteit is afhankelijk van de zuurgraad (pH). De enzymen zijn aangepast aan de pH van het milieu waarin ze werken. Zo werkt pepsine, het eiwitverterend enzym in de maag, het beste bij een pH van ongeveer 2. We zeggen dan ook: pepsine heeft een pH-optimum van 2. Denk hierbij aan de betekenis van zoutzuur in het maagsap. Lipase, het vetsplitsend enzym uit het pancreassap, heeft een pH-optimum van ongeveer 8 (afb. 14.4).

activiteit

a n a t o m i e

pepsine

0

2

4

lipase

6

8

10

12

14

pH

Afbeelding 14.4 Enzymactiviteit in afhankelijkheid van de pH

14.5 Diffusie en osmose Wanneer we suiker in water oplossen ontstaat er een oplossing. Hierbij is water het oplosmiddel en suiker de opgeloste stof. Naarmate er meer suiker wordt opgelost neemt de sterkte van de oplossing toe. De sterkte van een oplossing wordt concentratie genoemd. Als er veel suiker is opgelost dan heeft de oplossing een hoge concentratie aan opgeloste stof. Per volume oplossing is er dan minder water. Behalve over de concentratie van de opgeloste stof spreekt men ook over de waterconcentratie. Hieronder wordt verstaan de concentratie van het oplosmiddel. Wanneer een suikeroplossing een sterkte heeft van 10%, dan is de waterconcentratie 90%. Dit betekent dat 100 gram van de oplossing 10 gram suiker bevat en 90 gram water. Het begrip waterconcentratie hebben we nodig om straks het begrip osmose duidelijk te kunnen maken. Wanneer een suikerklontje in water oplost, zien we vervolgens dat de suiker zich langzaam verspreidt door de gehele oplossing (afb. 14.5). Dit verschijnsel heet diffusie. De diffusie wordt veroorzaakt door bewegingen

1 4

b e g r i p p e n

van de moleculen. Het komt er dus op neer dat moleculen zich verspreiden, hetgeen diffunderen wordt genoemd. Bij diffusie gaan de stoffen altijd vanuit een gebied met hoge concentratie (in dit geval in de buurt van het klontje) naar een plaats met een lagere concentratie (boven in de bak). Wanneer de concentraties overal gelijk zijn houdt de diffusie op. In afbeelding 14.6 zien we nog een voorbeeld van het verschijnsel diffusie. De twee vloeistoffen hebben zich ten slotte met elkaar vermengd. Nu kunnen we diffusie ook opvatten als het verschijnsel dat gassen en vloeistoffen (de mengbare vloeistoffen) zich spontaan vermengen. Zoals gezegd wordt diffusie veroorzaakt door de beweging van de moleculen. Hoe groter de beweeglijkheid van de moleculen, des te sneller verloopt de diffusie. Dit is ook de reden dat diffusie bij gassen sneller verloopt dan bij vloeistoffen. Wanneer je de gaskraan in de keuken maar even openzet zul je vrij snel overal in de keuken de gaslucht gewaarworden. Er heeft dus een snelle diffusie plaatsgevonden van het aardgas (methaan). Dit gas is op zich reukloos, maar men heeft er een geurstof aan toegevoegd met het oog op de veiligheid. De diffusiesnelheid neemt toe bij temperatuurverhoging, doordat de moleculen dan sneller bewegen. Diffusie kan ook optreden door een membraan (vlies) heen, als het membraan tenminste doorlatend (permeabel) is voor de betrokken stoffen. Zo vindt er in de longblaasjes (hoofdstuk 4) diffusie plaats van zuurstof vanuit de longblaasjes naar het bloed en tevens van het gas koolstofdioxide (CO2) vanuit het bloed naar de water

later

later

suikerklontje

Afbeelding 14.5 Het oplossen van een suikerklontje, gevolgd door diffusie

Afbeelding 14.6 Diffusie: een cilinderglas wordt gevuld met een beetje inkt met daarboven een laag water. Na enige tijd hebben de inktmoleculen zich door het gehele cilinderglas verspreid

u i t

d e

n a t u u r w e t e n s c h a p p e n

Afbeelding 14.7 Osmose

longblaasjes. De diffusie kan hier zeer snel verlopen omdat het oppervlak erg groot is. De longblaasjes hebben samen gemiddeld een oppervlak van ongeveer 90 m2. Bovendien is de wand waar de gassen doorheen moeten zeer dun, namelijk minder dan 1/1000 mm. Niet alle wanden zijn permeabel voor alle stoffen. We weten bijvoorbeeld dat een varkensblaas en perkament wanden zijn die alleen water (het oplosmiddel) doorlaten maar de opgeloste stoffen niet of nauwelijks. Wat er in zo’n situatie gebeurt, wordt gedemonstreerd in afbeelding 14.7. Een glazen trechter wordt afgesloten met een varkensblaas. In de trechter bevindt zich een suikeroplossing. De gevulde trechter wordt in het water gehangen. Na korte tijd zien we het vloeistofniveau in de dunne buis stijgen. Omdat de suikermoleculen zich niet kunnen verplaatsen naar het water (de varkensblaas is halfdoorlatend of semipermeabel), zal het water zich daarentegen wel snel verplaatsen naar de suikeroplossing toe. Dit verschijnsel heet osmose en kan simpelweg worden beschouwd als diffusie van water. Wanneer er sprake is van een semipermeabel membraan zal het water zich altijd verplaatsen naar dat gebied waar de waterconcentratie het laagst is. In afbeelding 14.7 is de waterconcentratie in de bak 100% (alles is water), terwijl in de trechter de waterconcentratie lager is. Stel dat de suikerconcentratie in de trechter 10% was, dan was de waterconcentratie daar 90%. Door het proces van waterdiffusie verplaatst het water zich in de richting van de trechter, zodat het water daarin zal gaan stijgen. Wanneer twee zoutoplossingen van elkaar gescheiden zijn door een halfdoorlatend membraan, zal het water zich dan ook gaan verplaatsen naar het gebied met de laagste waterconcentratie. Wanneer zich aan de ene kant een zoutconcentratie bevindt van bijvoorbeeld 5% NaCl en aan de andere kant een concentratie van 10% NaCl (afb. 14.8), dan zal zich water verplaatsen naar de rechterhelft van de bak, omdat daar de waterconcentratie lager is. Je zou ook kunnen zeggen dat het water zich in zo’n situatie altijd verplaatst in de richting van de

133

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

5% NaCl

5 delen zout 95

delen water

10% NaCl

10 delen zout 90

delen water

Afbeelding 14.8 Schema van het verschijnsel diffusie. Het water verplaatst zich naar het gebied met de laagste waterconcentratie

hoogste zoutconcentratie. De oplossing met de hoogste zoutconcentratie heeft de hoogste osmotische waarde. In ons lichaam treden osmotische verschijnselen op omdat alle celmembranen semipermeabel zijn. We kunnen dit verschijnsel goed nagaan bij de rode bloedcellen in het bloedplasma. Wanneer de vloeistof rondom de rode bloedcellen, dus het bloedplasma, meer zouten bevat dan de cellen zelf, is de waterconcentratie in het bloedplasma geringer dan in de cellen. Het water verplaatst zich dan vanuit de cellen naar het bloedplasma. De cellen krijgen dan de zogenaamde doornappelvorm (afb. 14.9) en zullen door het waterverlies geleidelijk uitdrogen. Wanneer het bloedplasma te weinig zout bevat (de waterconcentratie is dan te hoog), verplaatst het water zich vanuit het bloedplasma naar de cellen. De rode bloedcellen krijgen dan een opgeblazen vorm en zullen ten slotte barsten. Om te voorkomen dat voorgaande situaties zich voordoen met betrekking tot de rode bloedcellen is het noodzakelijk dat de zoutconcentratie (en daarmee de waterconcentratie) in het bloedplasma en in de bloedcellen aan elkaar gelijk zijn. Dit betekent dat de osmotische waarde van het bloedplasma gelijk moet zijn aan de osmotische waarde van de bloedcellen. Vandaar dat we zeggen: het bloedplas-

a

b

Afbeelding 14.9 a Rode bloedcel in een hypertonisch milieu. De cel krijgt een doornappelvorm b Rode bloedcel in een hypotonisch milieu. De cel klapt uit elkaar

134

ma moet isotonisch zijn (isos = gelijk; tonos = spanning). Wanneer we dan ook te veel of te weinig zout in ons bloedplasma hebben, zullen de nieren onmiddellijk ingrijpen om ervoor te zorgen dat het zoutgehalte vrijwel constant blijft (hoofdstuk 7). Het zoutgehalte van de urine zal dus sterk afhangen van de zoutopname via het voedsel. De osmotische waarde van ons bloed blijkt overeen te komen met een oplossing van 0,9% NaCl. Wanneer een patiënt vocht moet worden toegediend via een infuus, moet dat een isotone oplossing zijn. Een oplossing van 0,9% NaCl wordt daarom een fysiologische zoutoplossing genoemd. Het zal duidelijk zijn dat een infuus met zuiver water op den duur levensbedreigend is.

14.6 Geluid Wanneer we over geluid spreken kunnen we daaronder in de praktijk twee zaken verstaan: enerzijds datgene dat we via het gehoorzintuig waarnemen en anderzijds de oorzaak van het geluid, namelijk de trillingen. We kennen natuurlijk vele geluidsbronnen: een sirene, het spreken, de val van een voorwerp, piano, donder enzovoort. In al deze gevallen worden door een bepaalde oorzaak luchtdeeltjes (moleculen) in trilling gebracht. Deze geluidstrillingen planten zich voort en bereiken het trommelvlies, dat nu eveneens in trilling komt. Via het gehoorzintuig (hoofdstuk 8) leidt dit tot waarneming van de trilling in de hersenen, wat we geluid noemen.

14.6.1 Geluid en trilling Een geluid wordt dus voortgebracht door een in trilling zijnde geluidsbron. We kunnen de zaak ook omdraaien en zeggen: iedere geluidsbron die geluid voortbrengt is in trilling. De trillingen kunnen we soms met het oog waarnemen (bijv. een trillende snaar), maar de snelheid van vele trillingen is dikwijls zo hoog (en de uitslag van de trilling zo gering) dat ons oog het niet of nauwelijks kan waarnemen. Trillingen worden vooral gekenmerkt door het trillingsgetal of frequentie. Hieronder verstaan we het aantal trillingen per seconde. De frequentie wordt uitgedrukt in hertz (Hz), genoemd naar een Duits natuurkundige uit de tweede helft van de vorige eeuw. Wanneer er per seconde 50 trillingen zijn dan is de frequentie dus 50 Hz. Een trillend lichaam kan pas dan een geluid voortbrengen wanneer de trillingen een voldoende grote snelheid hebben, met andere woorden: wanneer de frequentie een bepaalde hoogte heeft. Wanneer we een dunne breinaald met de punt in een statief steken zodat het vrije uiteinde erg lang is, kunnen we de breinaald in trilling brengen maar we horen niets. Wanneer we echter de breinaald erg ver in het statief steken (het vrije uiteinde is dan erg kort) en daarna in trilling brengen, zullen we wel geluid waarnemen. Dit komt omdat de trillingen

1 4

b e g r i p p e n

u i t

d e

n a t u u r w e t e n s c h a p p e n

elkaar nu veel sneller opvolgen, met andere woorden: de frequentie is nu veel hoger.

14.6.2 Grafische voorstelling van een trilling Aan een been van een in trilling zijnde stemvork wordt een varkenshaar bevestigd (afb. 14.10). De punt van deze haar rust op een witte plaat waar roet op ligt. Wanneer de beroete plaat in rust is zal er door de trilling van de stemvork een dwarsstreepje verschijnen. De witte ondergrond is nu weer zichtbaar geworden. Wanneer we echter de plaat tijdens de trilling van de stemvork snel naar links bewegen, ontstaat er een golflijntje in het roet. De golflijn vormt nu de grafische voorstelling van de trilling (afb. 14.11). Wanneer we deze golfbeweging bestuderen, dan zien we dat de gebogen lijn ABCD een volledige trilling omvat: het is een golf. De tijd die het trillende punt nodig heeft om van A naar D te gaan is de trillingstijd. De grootste uitwijking is de amplitudo.

1

2

a

1 2

b

1

2

varkenshaar

c

Afbeelding 14.10 Demonstratie van een stemvork in trilling

– Klank. Dat een piano een andere klank heeft dan een viool, berust op een verschil in trillingswijze. Uit afbeelding 14.12c blijkt hoezeer trillingsgrafieken van elkaar kunnen verschillen.

B

trillingsrichting

Afbeelding 14.12 a Toonhoogte; toon 1 is tweemaal zo hoog als toon 2 b Toonsterkte; toon 1 is sterker dan toon 2 c Toonklank (timbre); de tonen 1 en 2 hebben een verschillende klank

amplitudo A

D

14.6.4 Voortplanting van het geluid C

tijd

Afbeelding 14.11 Grafische voorstelling van een trilling

14.6.3 Toonhoogte, toonsterkte en klank Iedere toon wordt gekenmerkt door toonhoogte, toonsterkte en de klank (timbre). – Toonhoogte. Deze is afhankelijk van het aantal trillingen per seconde, dus van de frequentie (afb. 14.12a). Bij een snaar die in trilling wordt gebracht hangt de toonhoogte, dus de frequentie, af van de dikte van de snaar, van de spanning van de snaar en van de lengte. Wat moet een violist doen om de toonhoogte van de snaar op te voeren? – Toonsterkte. De sterkte van een toon wordt bepaald door de amplitudo (afb. 14.12b). Wanneer een stemvork of trom sterker wordt aangeslagen zal de amplitudo toenemen: we horen een sterker geluid.

Het geluid kan zich voortplanten via lucht, vloeistoffen en vaste stoffen. Het komt er uiteindelijk altijd op neer dat een luchttrilling de gewaarwording in de hersenen teweegbrengt. Zonder lucht is horen dus uitgesloten. Op de maan kunnen astronauten geen ‘normaal’ gesprek voeren. Voortplanting van het geluid betekent niet dat er luchtdeeltjes op ons trommelvlies afkomen. Wat tijdens de voortplanting van het geluid wordt doorgegeven is de activiteit, dus de trilling die van het ene deeltje op het andere overgaat. Ten slotte wordt de trilling van de luchtdeeltjes overgebracht op het trommelvlies, dat nu eveneens gaat meetrillen. De luchtdeeltjes blijven tijdens de voortplanting dus vrijwel op hun plaats. De voortplantingssnelheid van het geluid in de lucht bedraagt ongeveer 340 meter per seconde. Dit is betrekkelijk langzaam in vergelijking tot de snelheid waarmee het licht zich voortplant (ongeveer 300 000 km per seconde). Waarom is een vliegtuig altijd een stuk verder dan de plaats waar zijn geluid vandaan komt?

135

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

De voortplantingssnelheid van het geluid in vloeistoffen en in vaste stoffen is veel groter dan in lucht. Zo bedraagt de voortplantingssnelheid van het geluid in water ruim 1400 meter per seconde, terwijl het geluid zich in ijzer voortplant met een snelheid van ongeveer 5000 m/s. De mens kan alleen die luchttrillingen waarnemen waarvan de frequentie ligt tussen 16 Hz en 20 000 Hz. Bij het ouder worden kunnen we nog slechts de tonen tot 13 000 Hz waarnemen.

14.6.5 Enkele toepassingen van geluid Van de eigenschappen van geluid wordt op vele wijzen gebruik gemaakt. We noemen er enkele. – Stethoscoop (afb. 14.13). Een stethoscoop (uit het Grieks: stethos = borst; skopein = zien, onderzoeken) berust op het verschijnsel resonantie. Onder resonantie verstaan we het gaan meetrillen onder invloed van een bepaalde geluidsbron. Een stethoscoop bestaat in principe uit een metalen plaatje waaraan slangen zijn gekoppeld. Door de stethoscoop tegen de borstkas aan te houden zal het plaatje gaan meetrillen (resoneren) met de geluiden van hart en longen. Door het trillende plaatje wordt nu de lucht in de slangen in trilling gebracht, waardoor de verschillende borstkasgeluiden kunnen worden waargenomen. – Ultrasone geluiden. Dit zijn geluiden met een zeer hoge frequentie die we normaal niet kunnen waarnemen. Van ultrasone geluiden wordt onder andere gebruik gemaakt bij dieptepeilingen op zee. De tijd die verloopt tussen het uitzenden en opvangen van de teruggekaatste trillingen geeft een goed beeld van het bodemreliëf. In de medische wereld wordt het principe van ultrasone trillingen zeer dikwijls toegepast. We kennen deze techniek als echografie. Aanvankelijk werden ‘echo’s’ alleen gemaakt bij zwangeren om onder andere de harttoon van de foetus goed te kunnen waarnemen (of harttonen in geval van een tweeling!) – Geluidsisolatie. Bepaalde stoffen, met name poreuze stoffen, zijn in staat om de geluidssterkte te doen verminderen. Denk hierbij onder andere aan de

Afbeelding 14.13 Stethoscoop

136

zogenaamde akoestische tegels die veelvuldig in de bouwwereld worden toegepast. Ook door gebruik te maken van dubbele ramen en deuren kan men hinderlijke geluidsoverlast tot een minimum beperken.

14.7 Licht Licht is evenals geluid een kwestie van trillingsverschijnselen. De zon is natuurlijk veruit de belangrijkste lichtbron. Andere lichtbronnen die in de praktijk worden gebruikt zijn: gloeilampen, TL-verlichting, kaarsen, olielampen. Het licht plant zich voort met een snelheid van 300 000 km/s. Wanneer er licht op voorwerpen valt die zelf geen lichtbron zijn, wordt door deze voorwerpen een deel van het licht teruggekaatst (gereflecteerd). Doorschijnende stoffen zullen ook licht doorlaten, terwijl stoffen als metaal en hout het licht voor een gedeelte absorberen. Een gedeelte van het teruggekaatste licht valt in ons oog waardoor we de desbetreffende voorwerpen zien. Er is meestal sprake van een diffuse terugkaatsing, dat wil zeggen dat het licht wordt verstrooid in vele richtingen. Ieder punt van een ruw oppervlak wordt als het ware een lichtgevend punt. Het naar ons oog gerichte oppervlak wordt dan ook in zijn geheel waargenomen. Bij spiegelende oppervlakken is er geen sprake van diffuse terugkaatsing. Door spiegels wordt het licht zodanig teruggekaatst dat we beelden zien. Het zou te ver voeren om de beeldvorming door spiegels nader toe te lichten. We zullen wel de beeldvorming door lenzen bespreken, omdat hiervan ook sprake is bij het oog (hoofdstuk 8).

14.7.1 Beeldvorming door lenzen Een lens is een doorzichtig lichaam dat is begrensd door één of twee gebogen oppervlakken. In principe kunnen we twee soorten lenzen onderscheiden (afb. 14.14). – Bolle lenzen. Deze zijn in het midden dikker dan aan de rand. Ze zorgen ervoor dat lichtstralen die evenwijdig lopen aan de hoofdas samenkomen in het brandpunt F (F = focus). We noemen zulke lenzen dan ook convergerende of positieve lenzen. – Holle lenzen. Deze zijn in het midden dunner dan aan de rand. In tegenstelling tot de bolle lenzen zorgen zij ervoor dat evenwijdig lopende lichtstralen daarna uit elkaar gaan (divergeren). Holle lenzen worden daarom ook wel divergerende of negatieve lenzen genoemd. We zullen ons wat de beeldvorming betreft gemakshalve beperken tot die bolle lenzen waarvan beide oppervlakken bolvormig zijn (afb. 14.15). Bij lenzen hebben we te maken hebben met twee brandpunten: F1 en F2. Ten aanzien van de beeldvorming door bolle lenzen (waarmee we de ooglens kunnen vergelijken) gelden de volgende regels:

1 4

b e g r i p p e n

u i t

1+1=1 v b f (afstanden in m)

F

bolle lens

F

holle lens

Afbeelding 14.14 Lichtbreking door lenzen a = bolle lens; b = holle lens

L' F2 L

B

F1 B'

d e

n a t u u r w e t e n s c h a p p e n

of

100 + 100 = 100 v b f (afstanden in cm)

Voor gewone lenzen geldt dat de brandpuntsafstand (f) altijd gelijk blijft. Dit geldt bijvoorbeeld voor een fototoestel. Omdat de afstand v telkens varieert (je fotografeert voorwerpen nu eens van dichtbij, dan weer van veraf), zal ook de afstand b voortdurend moeten veranderen. Dit kan alleen maar door met de lens te schuiven. Dit noemen we instellen. Bij veel fototoestellen gaat dat automatisch. Bij het oog hebben we te maken met een lens die niet van plaats kan veranderen. De afstand vanaf de ooglens tot aan het netvlies (‘de film’), de beeldafstand b, is altijd constant. Omdat de afstand v variabel is, moet dus f kunnen variëren. Dit gebeurt door het vermogen van de ooglens om voortdurend boller of minder bol te kunnen worden. Onze ooglens verandert dus voortdurend van sterkte. Wanneer de lens erg bol is (sterke lens) is de brandpuntsafstand dus klein. Het voortdurend boller (of minder bol) worden van de ooglens wordt accommoderen genoemd. Dit verschijnsel is reeds besproken in hoofdstuk 8. Zoals we net gezien hebben is de sterkte van een lens omgekeerd evenredig met de brandpuntsafstand. We kunnen dus zeggen: de sterkte van een lens is gelijk aan 1/f (f in meters) of gelijk aan 100/f (f in centimeters). De sterkte van een lens wordt uitgedrukt in dioptrieën. Het aantal dioptrieën is gelijk aan 100/f (f in cm). Een lens heeft dus een sterkte van 1 wanneer de brandpuntsafstand 100 cm bedraagt. Heeft de lens een sterkte van +4, dan betekent dit dat het om een positieve (bolle) lens gaat met een brandpuntsafstand van 25 cm.

Afbeelding 14.15 Beeldvorming door een bolle lens

14.7.2 Infrarode en ultraviolette straling – wanneer de lichtstralen invallen evenwijdig aan de hoofdas, dan gaan ze verder door het tweede brandpunt (F2) – wanneer lichtstralen invallen door het eerste brandpunt (F1) dan gaan de stralen verder evenwijdig aan de hoofdas – wanneer lichtstralen door het middelpunt van de lens gaan, dan gaan ze gewoon rechtdoor. Gebruik makend van deze drie regels kunnen we dan van het voorwerp LL’ het beeld BB’ construeren. Bij de beeldvorming komen we altijd de volgende drie begrippen tegen: – v = voorwerpsafstand: de afstand van het voorwerp LL’ tot aan de lens – b = beeldafstand: de afstand van de lens tot het beeld BB’ – f = brandpuntsafstand: afstand van het brandpunt tot aan de lens. De plaats van het beeld, in dit geval dus BB’, wordt bepaald door de zogenaamde lensformule:

Wanneer we een lichtstraal laten vallen op een prisma (bijv. een driehoekig stuk glas), dan blijkt dat de lichtstraal wordt opgesplitst in stralen van verschillende kleur, variërend van rood tot violet. We zien de regenboogkleuren (afb. 14.16). Hieruit volgt dat wit licht bestaat uit verschillende kleuren, die door een prisma op verschillende wijze worden doorgegeven (worden gebroken). De blauwe stralen worden hierbij het sterkst afgebogen (gebroken). De kleur van een voorwerp wordt bepaald door de lichtsoort (of -soorten) die door dat voorwerp worden teruggekaatst of doorgelaten, al naar gelang teruggekaatst of doorvallend licht op ons oog valt. Een voorwerp is dus blauw wanneer het vrijwel alleen blauwe stralen terugkaatst of doorlaat. Wanneer alle lichtstralen worden teruggekaatst is het voorwerp wit, terwijl een voorwerp zwart is wanneer het geen licht terugkaatst. Tot nu toe hebben we slechts gesproken over het zichtbare licht. Gebleken is echter dat aan weerskanten van het zichtbare licht nog sprake is van straling die voor het menselijk oog onzichtbaar is. Aan de zijde van het rode gedeelte is er sprake van infrarode straling en aan

137

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

de andere zijde de ultraviolette straling. Net zoals bij geluid is er bij licht ook sprake van een golfverschijnsel, dus ook van golflengte. Iedere kleur van het licht wordt gekarakteriseerd door een bepaalde golflengte, uitgedrukt in nm (nanometer; 1 nm is het miljardste deel van een meter: 1/10 m). De golflengte van het zichtbare licht varieert van ongeveer 400 nm (violet licht) tot 750 nm (rood licht); de kleur groen heeft een golflengte van ongeveer 500 nm. De golflengte van ultraviolet licht bedraagt 265 nm, terwijl het infrarode licht een golflengte heeft van ongeveer 900 nm. 9

infrarood

rood oranje geel groen blauw indigo violet

zichtbaar licht

lijk te absorberen. De warmtewerking van deze lampen wordt vooral gebruikt bij aandoeningen van het bewegingsapparaat, zoals spierstijfheid, en bij bepaalde vormen van gewrichtsreuma. Infrarode straling wordt door water weinig geabsorbeerd, waardoor het een groot doordringingsvermogen heeft in allerlei weefsels. Een andere toepassing van infrarode straling is de thermografie. Met behulp van deze techniek kan men door middel van warmtestraling (thermos = warmte) voorwerpen opsporen. Alle ‘lichamen’ zenden infrarode straling uit, waarvan de sterkte afhankelijk is van de temperatuur van dat lichaam. Een lichaam dat een hogere temperatuur heeft dan de omgeving kan op deze wijze met behulp van gevoelige apparatuur worden opgespoord. Zo kan men bijvoorbeeld in de geneeskunde inwendige ontstekingen opsporen of nog niet voelbare onderhuidse gezwellen, omdat daar hogere temperaturen heersen ten opzichte van de omringende weefsels.

Ultraviolette straling ultraviolet

Afbeelding 14.16 Lichtbreking door een prisma

Infrarode straling Infrarood (IR)-licht wordt uitgestraald door alle lichamen. Infrarode straling is vooral warmtestraling. Hoe hoger de temperatuur van een voorwerp is, des te meer infrarode straling er wordt uitgezonden. De infrarode straling vindt in de praktijk veel toepassing. Heel bekend is de infraroodlamp. Dit is een gloeilamp waarbij de temperatuur van de gloeidraad lager is dan bij een normale gloeilamp. Hierdoor wordt er minder zichtbaar licht uitgezonden en meer infrarode stralen (warmtestralen). Soms is de lamp voorzien van een donkerrode ballon om het zichtbare licht zoveel moge-

138

Wanneer de huid wordt bestraald met ultraviolet licht (uv-licht), wordt het onderhuids opgeslagen provitamine D omgezet in vitamine D. Bovendien zetten ultraviolette stralen de huid aan tot vorming van pigment. Wanneer de hoeveelheid uv-straling langs natuurlijke weg onvoldoende blijkt te zijn, kan men gebruik maken van speciale lichtbronnen die veel ultraviolette straling geven. We spreken dan van ‘hoogtezon’. Uv-straling heeft een sterke chemische werking. Zo zullen bacteriën die door uv-licht zijn bestraald, worden gedood. Dit is dan ook de reden waarom uv-lampen gebruikt worden om bepaalde ruimten zoveel mogelijk steriel te houden. De bacteriedodende werking van uvstralen berust op de vernietiging van DNA, het erfelijk materiaal dat zich in de chromosomen bevindt. Ultraviolet licht gaat vrijwel niet door gewoon vensterglas, terwijl bruin glas alle uv-stralen absorbeert. Daarom worden veel medicijnen in bruine flessen bewaard.

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

Verklarende woordenlijst A Veelvoorkomende voor- en achtervoegsels met voorbeelden a-, anatoom anemie anurie

= zonder niet = niet te delen = bloedarmoede = geen (weinig) urine

antianticoagulans antilichaam

= tegen = antistollingsmiddel = antistof

-ase amylase lipase

= uitgang voor enzym = zetmeelsplitsend enzym = vetsplitsend enzym

auto= zelf auto-antilichaam = antilichaam tegen lichaamseigen stof auto-immuunziekte= ziekte ontstaan door autoantilichamen

-geen fibrinogeen glycogeen

= wordend, gevend = voorstadium van fibrine = kan glucose worden

haemhemoglobine

= bloed = rode bloedkleurstof

hemihemisfeer hemiparese

= half = halfrond = halfzijdige verlamming

heteroheteroseksueel

= ongelijksoortig = zich aangetrokken voelend tot de andere sekse

homohomoseksueel

= gelijksoortig = zich aangetrokken voelend tot hetzelfde geslacht

bibiseksueel

= twee(maal) = zich aangetrokken voelend tot beide seksen

hyperhypertensie hypertrofie

= te veel, vermeerderd = te hoge bloeddruk = volumetoename van weefsel

biobiologie

= leven = leer van het leven

hypohypoglykemie hypotensie

= te weinig, verminderd = te laag bloedglucosegehalte = te lage bloeddruk

bradybradycardie

= langzaam = lage hartslagfrequentie

-cytcytologie leukocyt

= cel = celleer = witte bloedcel

interintercellulair intercostaal intervertebraal

= tussen = tussen de cellen = tussen de ribben = tussen de wervels

end-, entendocard

= in, binnen = binnenbekleding van de hartwand = binnenste kiemblad

intraintracellulair intracutaan intramusculair intraveneus

= in = in de cel = in de huid = in de spier = in de ader

isoisotonisch

= gelijk, dezelfde = dezelfde osmotische waarde

-itis appendicitis bronchitis cystitis

= ontsteking = ontsteking van de appendix = ontsteking van de bronchiën = blaasontsteking

entoderm epiepidermis epicard

= op, boven = opperhuid = hartzakje

erytroerytrocyt

= rood = rode bloedcel

exexcretie extensie

= uit = uitscheiding = uitrekken, strekken

leukoleukocyt

= wit = witte bloedcel

extraextracellulair

= uit, buiten = buiten de cel

macromacroscopisch

= groot = met het blote oog waarneembaar

140 J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

v e r k l a r e n d e

medimediaal mediastinum

= midden = naar het midden toe gelegen = ruimte in de borstholte tussen de beide longen (middenruimte)

mesomesoderm

= midden = middelste kiemblad

micro= klein micro-organisme = uitsluitend microscopisch waarneembaar organisme myelomyelitis myelineschede

= merg = ruggenmergontsteking = mergschede

myomyofibril myoom

= spier = spierfibril = spierweefselgezwel

neoneonatus neoplasma

= nieuw = pasgeborene = nieuwvorming (gezwel)

oligooligurie

= weinig = weinig urine

-oom adenoom carcinoom

= gezwel = goedaardig kliergezwel = kwaadaardig epitheelgezwel

osteoosteocyt osteomyelitis

= bot = beencel = beenmergontsteking

perpercutaan per os

= er doorheen = door de huid heen = via de mond

w o o r e n l i s t

periperiost pericard

= er omheen = beenvlies = buitenste vlies om het hart

polypolyurie

= veel = overvloedige urineproductie

postpostnataal postoperatief

= na = na de geboorte = na de operatie

pre-, proprenataal profylaxe

= voor = vóór de geboorte = voorzorg

retroretroflexie retroperitoneaal

= terug, achter = achteroverbuigen = achter het peritoneum

semisemipermeabel

= half = halfdoorlatend

subsubcutaan subperitoneaal

= onder = onderhuids = onder het peritoneum

tachytachycardie

= snel = verhoogde hartslagfrequentie

-troop

= invloed hebbend op, stimulerend = gonadenstimulerend = schildklierstimulerend

gonadotroop thyrotroop

B Anatomische en fysiologische termen abdomen abductie abortus acceptor accessorius accommodare acetabulum acidum adaptatie adduceren aden adipeus adnexa adren aero

= = = = = = = = = = = = = = =

buik beweging van de middellijn af miskraam ontvanger bijkomend naar iets schikken azijnnapje zuur aanpassing naar zich toe trekken klier vet, zwaarlijvig bijbehorende bijnier lucht

afferens agglutinatie albicans albus alkalisch alveolus ampulla anabool anatomie angio animaal annulus antrum apex appendix

= = = = = = = = = = = = = = =

aanvoerend samenklontering witachtig wit basisch blaasje kruikje opbouwend ontleedkunde vat dierlijk ringetje holte top aanhangsel

141

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

arcus arteria articulatio ascensus atrium auricula axilla axis azygos

= = = = = = = = =

boog slagader gewricht het opstijgen voorhof, boezem oorschelp okselholte as ongepaard

descendens dexter diafragma digestie dilatatie discus distaal dorsaal ductus

= = = = = = = = =

dalend rechts scheiding, middenrif vertering verwijding schijf verwijderd rugzijde buis

bifurcatie bilis bios brachium brady bursa

= = = = = =

splitsing in twee takken gal leven (boven)arm langzaam beurs

caecus calix callosus calx cancer capillus caput cardia carpus cauda cavus cavitas cella cephalicus cerebrum cervix chole chondros chorda chroma cisterna cito clavis cochlea colla colloïd collum communis concha constrictio cor corona corpus cortex costa cranium cutis

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

blind kelk eeltachtig hiel kreeft, kanker haar hoofd, kop hart, maagmond handwortel staart hol holte, uitholling cel, kamer het hoofd betreffend grote hersenen hals gal kraakbeen streng kleur verwijding, holte snel sleutel slakkenhuis lijm lijmachtige stof hals gemeenschappelijk schelp vernauwing hart kroon, hals lichaam schors rib schedel huid

efferens enteron ejaculare ejectie embolus expiratie externus extremiteiten

= = = = = = = =

wegvoerend darm uitwerpen uitstoting losgeraakt stolsel uitademing uitwendig ledematen

facies fascie febris fertiel fibril fimbria flexie follikel fontanella foramen fundus fysiologie

= = = = = = = = = = = =

aangezicht omhulling, schede koorts vruchtbaar vezeltje franje buiging zakje, blaasje kleine bron gat, opening bodem leer der verrichtingen

ganglion gaster genitalia glandula glans glomerulus glossa glottis granulum graviditas gyrus

= = = = = = = = = = =

knoop maag, buik geslachtsorganen klier eikel kluwen tong stemapparaat korreltje zwangerschap winding

hepar hernia hiatus hilum humaan hyalien

= = = = = =

lever uitpuiling doorgang poort menselijk doorschijnend

defecatie deferens dens derma

= = = =

ontlasting afvoerend tand huid

icterus ileum ilium immuun incisie infarct inferior inspiratie

= = = = = = = =

geelzucht kronkeldarm darmbeen onvatbaar insnijding weefselversterf onderste inademing

142

v e r k l a r e n d e

internus intrinsiek

= inwendige, binnenste = van binnen afkomstig

jejunus joule

= nuchter, leeg = eenheid van energie

koolhydraten = suikers labium lacrima lateraal leukos lien ligamentum limbus linea lingua liquor lobus lumen luteus

= = = = = = = = = = = = =

lip traan zijdelings wit milt band zoom, rand lijn taal, tong vloeistof kwab licht, holte geel

macula major mamma manus mediaal medulla meninges minor mitralis mucus multipel musculus myelum

= = = = = = = = = = = = =

vlek groot borst hand naar het midden toe merg hersenvliezen kleiner mijtervormig slijm veelvoudig muisje, spier merg

nefron nekros nervus neuron nucleus

= = = = =

niereenheid lijk zenuw zenuwcel kern

obliquus occiput occult oculus oligos ophthalmos orbita os, oris os, ossis ostium ovum

= = = = = = = = = = =

schuin achterhoofd verborgen oog weinig oog oogkas mond bot opening ei, eicel

papilla paries pars patiens pectus

= = = = =

wrat, verhevenheid wand deel, gedeelte lijdend borst

w o o r e n l i s t

pelvis periost perversus pius plexus pneuma porta processus proximaal pubes pulmo pulpa pyogeen pyrogeen

= = = = = = = = = = = = = =

bekken beenvlies verkeerd vroom, zacht vlechtwerk lucht ingang, poort uitsteeksel naastbij schaamharen, schaamdelen long moes, weke massa ettervormend koortsverwekkend

quadriceps

= vierhoofdig

radialis radix ramus recidivus rectus ren(es) respiratie rete reticulum ruber

= = = = = = = = = =

m.b.t. radius (spaakbeen) wortel tak terugkerend recht nier(en) ademhaling net netwerk rood

sacculus sacrum sella semen sepsis septum sigmoideus sinister sinus soma sperma spina splen spongia steriel stoma sulcus superior systole

= = = = = = = = = = = = = = = = = = =

zakje heilig(been) zadel zaad rotting tussenschot s-vormig links holte, boezem lichaam zaad puntig uitsteeksel milt spons kiemvrij, onvruchtbaar mond gleuf, spleet hoger samentrekking

tachys taenia tempus tendo tetanos thalamos transversus triceps truncus tuba tubulus

= = = = = = = = = = =

snel band slaap pees kramp kamer dwarsverlopend driehoofdig stam trompet buisje

143

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

tunica

= mantel

ulcus ulnaris utriculus uvula

= = = =

zweer m.b.t. ulna (ellepijp) zakje huig

vagus valva vas vena

= = = =

zwervend klep vat ader

144

venter vertebra vesica vestibulum vulva

= = = = =

buik wervel blaas voorhof vrouwelijke uitwendige geslachtsorganen

xiphoideus

= zwaardvormig

zygon zygosis

= juk = geslachtelijke vereniging

r e g i s t e r

Register

aambeeld 79 aanpassingsvermogen 77 abo-stelsel 30 acidose zie zuurvergiftiging actie- en rustritme 103 adaptatie zie aanpassingsvermogen ademhaling - borstademhaling 40 - buikademhaling 40 ademhalingsbewegingen 40 adenoïd zie neusamandel aders 27 adolescentieperiode 120 adrenaline 67, 100 agglutinatie 30 aidspatiënten 29 aldosteron 99 alvleesklier 98 aminozuren 53 amylase 62 anemie zie bloedarmoede anticoagulantia 37 antigenen 29 antistoffen 29 anus 71 aorta 23 appendix zie wormvormig aanhangsel arteriosclerose 124 atlas 18 atrium zie hart, boezem axillaire meting 45 baarmoeder 108, 109, 115 balzak 110 basaalmetabolisme 53, 103 basen 130 beeldvorming 82 beenmerg - gele 15 - rode 14 beenvlies zie periost beenweefsel 14 - compact 14 - sponsachtig 14 bekerkraakbeentjes 38 bekkengordel 19 besnijdenis 111 bevalling 114 bewustzijn 105 bijbal 111 bijnieren 99 bijniermerg 100

bijnierschors 99 bijschildklieren 97 bijziend 83 bilirubine 28 bilnaad 110 bindweefsel 7 - onderhuids 8 binnenoor 79 biokatalysatoren 131 biologische klok 103 biseksuelen 116 blastula 109 blindedarm 65 bloed 27 - bloedarmoede 29 - bloedbezinking 29 - bloedplasma 27 bloedcellen - rode 28 - witte 29 bloeddonor 30 bloeddruk - diastolische 26 - systolische 26 bloedglucosegehalte 67 bloedgroepen 30 bloedplaatjes 29 bloedsomloop 24 - grote 26 - kleine 26 bloedstolling 29 bloedtransfusies 30 borstbeen 19 borstkas 19 borstvlies 39 botarmoede zie osteoporose braakreflex 41 brandpunt 136 bronchiolen 39 bronchus zie luchtpijptak BSE 30 buikpers 72 buikvlies 67 buis van Eustachius 33, 60, 79 calcium 67 cel 3, 4 celdeling 4 cellulose 56 celmembraan 5 celplasma 4 celstof zie cellulose cerebellum zie kleine hersenen

cerebrum zie grote hersenen cerumenprop 126 cholesterol 54, 63 chromosomen 4 chylvaten 64 circadiaans ritme 103 circulatie 23 circumcisie zie besnijdenis clitoris 108, 110 coïtus 111, 115 colon zie dikke darm coronairarteriën zie kransslagaders coronairvenen zie kransaders corticoïden 99 cytologie 4 darm - blindedarm 65 - darmplooien 63 - darmsap 63 - darmvlokken 63 - dikke darm 65 - dunne darm 62 - endeldarm 65 - kronkeldarm 62 - karteldarm 65 - nuchtere darm 62 - papil van Vater 62 - twaalfvingerige darm 62 - wormvormig aanhangsel 78 darmplooien 63 darmsap 63 darmvlokken 63 defecatie 71 dekweefsel zie epitheel dendrieten 87 diabetes mellitus 74 diabetes insipidus 74 diafragma zie middenrif differentiatie 6 diffusie 39, 132 dikke darm 65 diurese 74 dominant 6 dood 127 draaier 18 dromen 104 droomslaap zie remslaap drukzintuigen 79 ductus arteriosus 123 ductus Botalli 123 dunne darm 62 duodenum zie twaalfvingerige darm

145 J. A. M. Baar et al., Anatomie & fysiologie (AG), DOI 10.1007/978-90-368-0338-0, © 2013 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

elektrocardiogram (ECG) 32 elektronen 129 eierstokken 108 eikel 111 eilandjes van Langerhans 98 eileiders 108 eiwitsplitsende enzymen zie proteïnasen eiwitstofwisseling 66 eiwitten 51, 53 ejaculatie zie zaadlozing elektro-encefalogram (EEG) 104 elektro-encefalograaf 104 elektronen 129 elementen 129 embryo 109, 112 emulgeren 55 endeldarm 65, 71 enteron zie dunne darm enzymen 62 - erepsine 54, 63 - pepsine 54 - proteïnasen 54 - trypsine 54 epifysen 14 epitheel 6 erectie 111 erfelijkheid 5 erfelijkheidsleer 5 erotiek 141 erytrocyten zie bloedcellen, rode evenwichtssteentjes 81 evenwichtszintuig 80 extremiteiten 20 fagocyten zie vreetcellen fagocytose 29 farynx zie keelholte 38 feces 66, 71 feedbacksystemen 101 fibrine 29 fibrinogeen 29 filtratie 73 fluor 67 foetus 137 fontanellen 17 foramen ovale 123 frequentie 124, 134 fructose 56 FSH zie geslachtsklierstimulerende hormonen fysiologische zoutoplossing 134 gal 62 galactose 56 galblaasreflex 63 galproductie 67 gapen zie geeuwen gaster zie maag

146

gaswisseling 39 gebit 59 gebitselement - hals 60 - kroon 60 - wortel 60 geboorte 115 geelzucht 63 geeuwen 41 gehoorzintuig 79 gelaat 10 geluidsisolatie 136 geluidstrillingen 80 genetica zie erfelijkheidsleer gerontologie 121 geslachtsgemeenschap zie coïtus geslachtshormonen 100 geslachtskenmerken - primaire 107 - secundaire 107 geslachtsklieren 100 geslachtsorganen - mannelijke 110 - vrouwelijke 108 gewrichten 16 gewrichtsbanden 16 gewrichtskapsel 16 gewrichtssmeer 16 gewrichtsvlakken 13 gezichtszintuig 81 glasachtig lichaam 82 glomerulus 73 glucagon 98 glucose 56, 99 glucosurie 73 glycerol 55 glycogeen 56, 99 gonaden zie geslachtsklieren Graafse follikel 108 grijze stof 87 groei 4, 10 groeischijf 15 grondstofwisseling zie basaalmetabolisme grote hersenen 89 haarvaten 26 hamer 79 harde oogvlies 81 haren 9 hart - boezem 23 - endocard 24 - epicard 24 - hartwerking 25 - kamer 23 - kleppen 24 - myocard 24 - pericard 24

hemisferen 89 hemoglobine 28 hersenbalk 89 hersenen - centrale groeve 89 - groeven 89 - grote hersenen 89 - hemisferen 89 - hersenbalk 89 - hersenkamers 89 - hersenstam 90 - kleine hersenen 90 - laterale groeve 89 - motorische schors 89 - schorsvelden 89 - sensorische schors 89 - hersenvliezen 91 - hersenvocht 91 - hersenzenuwen 91 - windingen 89 hertz (Hz) 134 heteroseksuelen 116 hikken 41 hitteberoerte 47 HIV 29 hoestreflex 41 homoseksueel 116 hoornvlies 81 hormonaal stuurmechanisme 95 hormoon - adrenaline 100 - antidiuretisch hormoon (ADH) 97 - bijnierschorsstimulerend hormoon 96 - geslachtsklierstimulerende hormonen 96 - glucagon 98 - groeihormoon 96 - insuline 98 - oestron 101 - oxytocine 97 - progesteron 101 - prolactine (PRL) 96 - schildklierstimulerend hormoon 96 huid 8 huidflora 8 huidgevoel 125 hyperthermie 47 hypofyse 95 hypofyseachterkwab 96 hypothalamus 90, 96 icterus zie geelzucht ijzer 67 ileum zie kronkeldarm immuniteit 29 inademing 40 incontinent 72

r e g i s t e r

incontinentie 75 insuline 98 intrinsic factor 62 iris 81 jejunum zie nuchtere darm jetlag 103 jodium 67 kalium 67 kamervocht 82 kapsel van Bouwman zie nierkapseltje karteldarm 65 katalysatoren 131 keelamandelen 33 keelholte 38, 59, 60 kernplasma 4 kiezen - molaren 59 - premolaren 59 kinderloosheid 112 kippenvel 47 kleine hersenen 90 klieren - endocriene 7 - exocriene 7 - maagsapklieren 61 - melkklieren 10 - speekselklieren 59 - talgklieren 10 - zweetklieren 9, 46 koolhydraatstofwisseling 67 koolhydraten 56 koolstofdioxide 39 koorts 45 koppigheidsfase 120 koude rilling 47 koudezintuigen 46 kraakbeen 13 - elastisch 13 - glasachtig 13 - hyalien 13 - vezelig 13 kransaders 27 kransslagaders 27 kronkeldarm 62 kroon 60 lactose 56 ledematen zie extremiteiten lederhuid 9 lens 82 lenzen - bolle 136 - holle 136 leukocyten zie bloedcellen, witte lever 66 levensfasen 119

zie geslachtsklierstimulerende hormonen lichaampje van Malpighi 73 lichaamskern 45 lichaamsschil 45 lichaamstemperatuur 45 licht 136 lijkstijfheid 127 lipase 62, 63 lipasen 55 lipiden 55 liquor zie hersenvocht lis van Henle 73 longcapaciteit 41 longen 39 longvlies 39 luchtpijp 38 luchtpijptak 38 lumbaalpunctie 91 lymfatisch systeem 32 lymfeknopen 33 lymfocyten 29

LH

maag 61 maagdenvlies 110 maagportier 62 maagsapklieren 61 maltose 56 mammae 10 masturbatie zie zelfbevrediging meiose 5 melksuiker zie (ga)lactose menstruatie 101 menstruatiecyclus 109 menopauze 121 mergschede 87 microvilli 64 mictiedrang 74 middenoor 79 middenrif 40 milt 33 mineralen - calcium 57 - fluor 57 - ijzer 57 - jodium 57 - kalium 57 - natrium 57 mitose 5 moederkoek zie placenta molecuul 129 mondholte 60 morula 109 motorische schors 106 moutsuiker zie maltose myelineschede zie mergschede nabijheidspunt 83 NaCl 130

nageboorte 115 nagels 9 NaHCO3 zie natriumbicarbonaat natrium 67 natriumbicarbonaat 62 navelstreng 113 neonaat 119 nervus vagus 91 netvlies 81 neuriet 87 neurogliacellen zie steuncellen neurologisch stuurmechanisme 87 neuronen 87 - motorische 88 - schakelneuronen 88 - sensorische 88 neurotransmitter 87 neusamandel 33 neusbijholten 38 neusgangen 37 neusholte 37 neusschelpen 37 nierbekken 72 nieren - glomerulus 73 - nierbekken 72 - nierkapseltje 73 - niermerg 72 - nierschors 72 nierkapseltje 73 niermerg 72 nierschors 72 niesreflex 41 non-rem slaap (NREM) 105 nuchtere darm 62 obstipatie 72 oedeem 32 oesophagus zie slokdarm oestron 119 ontlasting zie feces oog - accommodatie 81 - blinde vlek 81 - gele vlek 81 - harde oogvlies 81 - hoornvlies 81 - iris 81 - kegeltjes 81 - netvlies 81 - pupil 81 - staafjes 81 - straalvormig lichaam 81 - vaatvlies 81 oogbol 81 oogleden 83 oogspieren 83 oor - aambeeld 79

147

a n a t o m i e

&

f y s i o l o g i e

- binnenoor 79 - hamer 79 - middenoor 79 - oorschelp 79 - ovaal venster 79 - rond venster 79 - slakkenhuis 79 - stijgbeugel 79 - trommelvlies 79 - uitwendig oor 79 oorschelp 79 opperhuid 8 orgaan 3 orgaanstelsel 3 organisme 3 orgasme 115 osteoporose 123 ouderenfase 121 ovaal venster 79 ovaria 108 pancreas zie alvleesklier pancreassap 62, 98 papil van Vater 62 partus 115 penis 111 penopauze 121 pepsine 54, 62 perceptie zie waarneming periost 14 peristaltische bewegingen 61 peuter-kleuterfase 119 pH 157 pijnzintuigen 78 placenta 113 plasbuis 72, 87 pleuraholte 39 pleuravocht 39 poortadersysteem 27 prikkelbaarheid 4 prikkeldrempel 77 prikkelgevoeligheid 77 prikkelverwerking 4 primaire follikels 108 progesteron 119 prostaat 111 proteïnasen 54 proteïnen zie eiwitten protoplasma 4 pupil 81 pylorus zie maagportier recessief 6 rectum 71 reductiedeling 5 reflex 91 reflexboog 91 reflexen - braakreflex 41

148

- hoestreflex 41 - niesreflex 41 - slikreflex 41 regenboogvlies zie iris remslaap 105 resorptie 7, 58 resusantigeen 30 resusantistoffen 30 resusfactor - resusnegatief 30 - resuspositief 30 reukzintuig 78 ribben 19 rietsuiker zie sacharose ringkraakbeen 38 rond venster 79 rotatiezintuigen 81 ruggenmerg - motorische voorhoorns 90 - ruggenmergszenuwen 90, 92 - sensorische achterhoorn 90

- spierweefsel 20 - tussenribspieren 49 staafjes 81 stembanden 38 sternum zie borstbeen sterven 127 steuncellen 88 steunweefsel 7 stetoscoop 136 stijgbeugel 79 stoelgang 71 stofwisseling 4 straalvormig lichaam 81 straling - infrarode 137 - ultraviolette 137 strotklepje 38, 60 strottenhoofd 38 symfyse 110 sympathische grensstreng 92 synaps 87

sacharose 56 schaamheuvel 108, 110 schaamlippen 110 - grote 108 - kleine 108 schakelplaats zie synaps schede van Schwann 87 schede 108, 110 schedel 17 schedevoorhof 108, 110 schildklier 97 schildkraakbeen 38 schoolkindfase 120 schorsvelden 89 schoudergordel 19 scrotum zie balzak secretie 7 sensorische schors 89 serum 29 sfincters zie sluitspieren skelet 16 slaap- en waakritme 104 slaapperioden 104 slagaders 26 slakkenhuis 79 slapen 104 slijm 61 slijmvlies 6 slikreflex 41 slokdarm 61 sluitspieren 71 smaakzintuig 78 speekselklieren 59 sperma 112 spieren - spierstelsel 20 - spiertonus 21

talgklieren 10 tand - tandbeen 60 - tandholte 60 - tandpulpa 60 tastzintuigen 78 teelballen 110 terugkoppeling 101 terugresorptie 73 testes zie teelballen testosteron 101 thermoplegie zie hitteberoerte thermoreceptoren 46 thymus 33 tong 59 tonsillen zie keelamandelen toonhoogte 135 toonsterkte 135 traanapparaat 83 trachea zie luchtpijp transfusie 30 trilling 134 trombocyten zie bloedplaatjes trombose 29 trommelvlies 79 trypsine 54, 63 tussenhersenen 90 twaalfvingerige darm 62 uitademing 40 uitwendig oor 79 ureters zie urineleiders urethra zie plasbuis ureum 66 urine 72 urineblaas 74 urinebuis 74

r e g i s t e r

urineleiders 72, 74 urinelozing 111 urinewegen 74 uterus zie baarmoeder vaatvlies 81 vagina zie schede ventriculus zie maag ventrikel zie hart, kamer verbindingen 129 verbrandingsproces 52 verlengde merg 90 vernix caseosa 121 verouderingsprocessen 121 vertering 58 verziend 83 vet - geëmulgeerd 55 - ongeëmulgeerd 55 - onverzadigd 55 - verzadigd 55 vetstofwisseling 67 vetten 54 - glycerol 55 - lipiden 55 - vetweefsel 8 - vetzuren 55 villi zie darmvlokken vitaminen 57 vochtbalans 58 voedingsmiddel 51

voedingsstoffen - bouwstof 51 - brandstof 51 - regulerende 52 voorhuid 111 voorstanderklier zie prostaat voorurine 73 vreetcellen 29 vruchtbaarheid 112 vruchtensuiker zie fructose vruchtvliezen 114 vruchtwater 114 vulva 108 waarneming 84 warmte- en koudezintuigen 78 warmte-afgifte 46 warmteproductie 46 warmtezintuigen 46 water 58, 61 waterzucht zie oedeem weefsel 4, 6 weefselvocht 31 wenkbrauwen 84 wervelkolom 18 witte stof 87 wormvormig aanhangsel 65 wortel 60

zaadballen 101, 110 zaadblaasjes 111 zaadcel 112 zaadkanaaltjes 110 zaadleider 111 zaadlozing 112 zelfbevrediging 115 zenuwcellen zie neuronen zenuwstelsel - aanvoerende banen 92 - afvoerende banen 92 - animale zenuwstelsel 92 - centrale zenuwstelsel 88 - parasympathische werking 93 - perifere zenuwstelsel 88, 91 - sympathische werking 93 - sympathische grensstrengen 93 - vegetatieve zenuwstelsel 92 zetmeel 56 ziekte van Basedow 97 zintuigen 77 zouten 130 zoutzuur 62 zuchten 41 zuigelingfase 119 zuurvergiftiging 131 zweet 75 zweetklieren 9, 46 zwellichamen 111 zwezerik zie thymus zygote 109

149