Arquidia Mantina

Artigos

Articles

Biology for Majors II

Elk orgaansysteem vervult specifieke functies voor het lichaam, en elk orgaansysteem wordt gewoonlijk onafhankelijk bestudeerd. De orgaansystemen werken echter ook samen om het lichaam te helpen de homeostase te handhaven.

Waterhuishouding

Het cardiovasculaire systeem, het urinewegstelsel en het lymfestelsel helpen het lichaam bijvoorbeeld allemaal de waterhuishouding te regelen. Het cardiovasculaire systeem en het lymfestelsel transporteren vloeistoffen door het lichaam en helpen zowel het niveau van de vaste stoffen als dat van het water te bepalen en de druk te regelen. Als het waterpeil te hoog wordt, produceert het urinewegstelsel meer verdunde urine (urine met een hoger watergehalte) om het overtollige water te helpen verwijderen. Als het waterpeil te laag wordt, wordt meer geconcentreerde urine geproduceerd, zodat het water behouden blijft.

Inwendige temperaturen

Ook het cardiovasculaire systeem, het integumentaire systeem (huid en bijbehorende structuren), het ademhalingsstelsel en het spierstelsel werken samen om het lichaam te helpen een stabiele inwendige temperatuur te handhaven. Als de lichaamstemperatuur stijgt, verwijden de bloedvaten in de huid zich, waardoor er meer bloed naar het huidoppervlak kan stromen. Hierdoor kan de warmte door de huid worden afgevoerd naar de omringende lucht. De huid kan ook zweet produceren als het lichaam te warm wordt; wanneer het zweet verdampt, helpt het om het lichaam af te koelen. Een snelle ademhaling kan het lichaam ook helpen overtollige warmte af te voeren. Samen verklaren deze reacties op een verhoogde lichaamstemperatuur waarom u transpireert, hijgt en rood wordt in het gezicht als u zwaar traint. (Zwaar ademen tijdens het sporten is ook een manier waarop het lichaam meer zuurstof bij uw spieren krijgt, en de extra kooldioxide kwijtraakt die door de spieren wordt geproduceerd.)

Omgekeerd, als uw lichaam te koud is, trekken de bloedvaten in de huid samen en vertraagt de bloedstroom naar de ledematen (armen en benen). Spieren trekken snel samen en ontspannen weer, waardoor warmte vrijkomt om u warm te houden. Het haar op uw huid gaat omhoog staan, waardoor meer lucht, die een goede isolator is, bij uw huid wordt vastgehouden. Deze reacties op een verlaagde lichaamstemperatuur verklaren waarom u rilt, kippenvel krijgt en koude, bleke ledematen hebt wanneer u het koud hebt.

Studie: Koorts

Dus wat gebeurt er als je koorts hebt? Betekent dit dat je lichaam niet in staat is zijn homeostase te handhaven, net zoals je huis te warm wordt als je airconditioner kapot is?

In extreme gevallen kan koorts een medische noodsituatie zijn; maar koorts is een adaptieve fysiologische reactie van ons lichaam op bepaalde infectieuze agentia. Bepaalde chemische stoffen, pyrogenen genaamd, triggeren uw hypothalamus om het instelpunt naar een hogere waarde te verschuiven. Dit is meer zoals u de thermostaat in uw huis programmeert op een hogere temperatuur om energie te besparen op een warme dag wanneer u overdag niet thuis zult zijn. Deze pyrogenen kunnen afkomstig zijn van micro-organismen die u infecteren, of ze kunnen worden geproduceerd door uw lichaamscellen in reactie op een infectie van een soort.

Practic Questions

  1. Als het niveau van pyrogenen in uw bloed toeneemt, en het instelpunt hoger wordt ingesteld, reageren chemoreceptoren die nu de hypothalamus stimuleren op ________ als de variabele, in plaats van thermoreceptoren die reageren op lichaamstemperatuur als de variabele.
    1. temperatuur
    2. pyrogenen
    3. hartslag
    4. bloeddruk
    Toon antwoord

    Optie b is juist. De toename van pyrogene chemicaliën in het bloed stimuleert de receptoren die de bovenste temperatuurgrens voor een koortsreactie resetten. Temperatuur is de variabele bij normale lichaamstemperatuurregeling, maar niet in dit scenario. Het bloed bevat de chemische stof die de koortsreactie stimuleert, maar de hartslag zal deze receptor niet direct stimuleren. Het bloed draagt de chemische stof die de koorts reactie stimuleert, maar de bloeddruk zal deze receptor niet direct stimuleren.

  2. Het controle centrum is de _________.
    1. skeletspieren
    2. zweetklieren
    3. bloedvaten
    4. hypothalamus
    Toon antwoord

    Antwoord d is juist. De hypothalamus is het controlecentrum voor zowel de normale lichaamstemperatuur homeostase als de koortsreactie. De skeletspieren, zweetklieren en bloedvaten zijn allemaal effectoren.

  3. Omdat het instelpunt is verhoogd, voelt u nu koud aan, ook al heeft u wat normaal een lichaamstemperatuur binnen het gezonde bereik zou zijn. Dit veroorzaakt de “koude rillingen” die u voelt als u koorts krijgt. Als reactie daarop zal de hypothalumus zich inspannen om de lichaamstemperatuur te verhogen. Welke reactie zal dit doen?
    1. De hypothalamus zal zweetklieren en verwijdende bloedvaten stimuleren als effectoren om het lichaam af te koelen.
    2. De hypothalamus zal skeletspieren stimuleren om te rillen en bloedvaten te vernauwen.
    Toon antwoord

    Optie b is juist. Dit zou de lichaamstemperatuur verhogen. Optie a zou de lichaamstemperatuur doen dalen.

Hoewel het bewijs slechts indirect is, wordt aangenomen dat koorts de immuunrespons van het lichaam versterkt. De verhoogde temperatuur kan in feite de replicatie van infecterende bacteriën en virussen belemmeren die zijn aangepast om het best te overleven bij uw normale homeostatische lichaamstemperatuurbereik. Dit kan uw immuuncellen een kans geven de micro-organismen te vernietigen voordat ze zich snel kunnen vermenigvuldigen en verspreiden in het lichaam. Er is ook enig indirect bewijs dat een verhoogde lichaamstemperatuur verschillende metabolische reacties enigszins wijzigt op manieren die het immuunsysteem ook in staat stellen efficiënter te functioneren.

Practice Vragen

  1. Wanneer het nieuwe hogere instelpunt is bereikt, stimuleren de thermoreceptoren de _________ als het controlecentrum.
    1. skeletspieren
    2. zweetklieren
    3. bloedvaten
    4. hypothalamus
    Toon antwoord

    Optie d is juist. De hypothalamus is het controlecentrum voor zowel de normale lichaamstemperatuur homeostase als de koortsreactie. Spieren, zweetklieren en bloedvaten zijn effectoren; zij dienen niet als controlecentrum.

  2. Als reactie worden de zweetklieren en bloedvaten (effectoren) gestimuleerd tot _________.
    1. zweet af te scheiden om te verdampen en de vaten te verwijden om het warmteverlies van het bloed nabij het huidoppervlak te vergroten.
    2. trillen om warmte te creëren en de vaten te vernauwen om warmte te behouden door het bloed weg te houden van het huidoppervlak.
    Toon antwoord

    Optie a is juist. Dit zal het lichaam afkoelen. Optie b verwarmt het lichaam.

Treurig genoeg komen tijdens sommige infecties de pyrogeengehaltes in “golven”. Hierdoor gaat je temperatuur op en neer. Als de pyrogeenspiegel daalt, krijg je het andere deel van de koorts ervaring: “het zweten” en een gevoel van blozen. Zolang de pyrogeenspiegels blijven stijgen en dalen, voelt het alsof u heen en weer schommelt.

Praktijkvraag

  1. Als het pyrogeenniveau eenmaal is verlaagd omdat de infectie onder controle is, zal het ________ (controlecentrum) het hogere instelpunt weer op normaal zetten.
    1. thermoreceptoren
    2. chemoreceptoren
    3. hypothalamus
    Show Answer

    Optie c is juist. De hypothalamus is nog steeds het controlecentrum dat reageert op een prikkel van een of andere receptor. Thermoreceptoren en chemoreceptoren stimuleren het controlecentrum in antwoord op een verandering in de variabele die ze controleren, in dit geval de lichaamstemperatuur.

Uw lichaam zal heen en weer blijven schommelen tussen de normale boven- en ondergrens van de lichaamstemperatuur, maar omdat deze nu binnen uw “normale” temperatuurbereik ligt, zult u waarschijnlijk niet eens merken dat uw lichaam nog steeds aan het werk is om de homoeostase van deze variabele in stand te houden.

Praktijkvraag

  1. Patiënten krijgen vaak koorts na een operatie. Welke van de volgende oorzaken is niet redelijk?
    1. Weefseltrauma door de operatie heeft de lichaamscellen gestimuleerd pyrogenen af te geven.
    2. Ondanks voorzorgsmaatregelen hebben sommige bacteriën de persoon tijdens de operatie besmet.
    3. De operatie heeft de thermoreceptoren beschadigd
    4. Postoperatieve medicijnen hebben het immuunsysteem beïnvloed, waardoor pyrogenen zijn vrijgekomen.
    Toon antwoord

    Optie c is juist. Thermoreceptoren bevinden zich overal in het lichaam, dus het is onwaarschijnlijk dat een operatie alle receptoren direct zou beschadigen. Alle andere opties kunnen een oorzaak zijn van postoperatieve koorts.

Homeostase van ionen

Lichaamsfuncties zoals de regulering van de hartslag, het samentrekken van spieren, de activering van enzymen en cellulaire communicatie vereisen strak gereguleerde calciumniveaus. Normaal gesproken halen we veel calcium uit onze voeding. De dunne darm absorbeert calcium uit verteerd voedsel.

Het endocriene systeem is het controlecentrum voor het reguleren van de homeostase van calcium in het bloed. De bijschildklier en de schildklier bevatten receptoren die reageren op het calciumgehalte in het bloed. In dit feedbacksysteem is het calciumgehalte in het bloed de variabele, omdat het verandert als reactie op de omgeving. Veranderingen in het bloedcalciumgehalte hebben de volgende effecten:

  • Wanneer het bloedcalciumgehalte laag is, scheidt de bijschildklier bijschildklierhormoon af. Dit hormoon zorgt ervoor dat de effectororganen (de nieren en de botten) reageren om het calciumgehalte te verhogen. De nieren voorkomen dat calcium in de urine wordt uitgescheiden. Osteoclasten in de botten resorberen botweefsel en geven calcium af.
  • Wanneer het calciumgehalte in het bloed hoog is, geeft de schildklier calcitonine af. Calcitonine zorgt ervoor dat de nieren minder calcium uit het filtraat reabsorberen, waardoor overtollig calcium via de urine uit het lichaam kan worden verwijderd. Calcitonine onderdrukt ook de vorming van actieve vitamine D in de nieren; zonder vitamine D absorberen de dunne darmen niet zoveel calcium uit de voeding. Osteoblasten, gestimuleerd door calcitonine, gebruiken calcium in het bloed om botweefsel aan te vullen.

Praktijkvragen

Probeer op basis van bovenstaande beschrijving van de calciumhomeostase de volgende vragen te beantwoorden:

  1. Wat is de variabele?
  2. Wat is de receptor?
  3. Wat is het controlecentrum?
  4. Wat is de effector?
  1. urine
  2. endocrien systeem
  3. parathyroïdhormoon of calcitonine
  4. calciumspiegels
Toon Hint

Hier is de voltooide terugkoppellus:

Antwoorden tonen

  1. Optie d is juist: calcium is de variabele. Een juist calciumgehalte is belangrijk voor veel lichaamsfuncties.
  2. Optie b is juist: het endocriene systeem is de receptor. Het endocriene systeem regelt veel dingen.
  3. Optie b is juist: het endocriene systeem is het controlecentrum. Het endocriene systeem kan zowel calciumniveaus waarnemen als moduleren. Het bijschildklierhormoon en calcitonine is de effector.
  4. Optie c is juist: het bijschildklierhormoon en calcitonine zijn de effectoren; zij veranderen de functie van de nieren en botten om de calciumhomeostase te handhaven.

Calciumonevenwichtigheid in het bloed kan leiden tot ziekte of zelfs de dood. Hypocalcemie verwijst naar een laag calciumgehalte in het bloed. Tekenen van hypocalciëmie zijn onder meer spierkrampen en hartstoornissen. Hypercalciëmie treedt op wanneer het calciumgehalte in het bloed hoger is dan normaal. Hypercalciëmie kan ook hartstoornissen veroorzaken, evenals spierzwakte en nierstenen.

Praktijkvraag

Welk(e) probleem(en) is/zijn geassocieerd met calciumhomeostase disfunctie?

  1. hartziekte
  2. botziekte
  3. beide
  4. geen van beide
Toon antwoord

Optie c is juist. Het hart wordt vaak aangetast door grote calciumveranderingen op korte termijn, en de botten worden vaak aangetast door kleine calciumveranderingen op lange termijn. Een disfunctie van de calciumhomeostase kan ook de spierfunctie aantasten en kan leiden tot de vorming van nierstenen.

Bekijk deze video voor een andere discussie over homeostase en orgaansystemen:

Probeer het

Bijdragen!

Heeft u een idee om deze inhoud te verbeteren? We horen graag uw input.

Verbeter deze paginaLees meer

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.