Osmoregulatie en excretiestelsel Flashcards
Wat moet een dier kunnen om een osmotische balans te bewaren?
Extracellulair compartment moet water kunnen opnemen en afgeven aan uitwendig milieu
Wat moet nog meer worden uitgewisseld voor het behoud van homeostase?
Anorganische ionen
Waardoor wordt het behoud vh volume en ionensamenstelling vh lichaamsvochten geregeld?
excretiestelsel + nodige uitwisseling gebeurt in gespecialiseerde epitheelcellen, bij de meeste vertebraten aanwezig in de nieren
Wat is osmotische druk?
Het drukverschil dat tussen twee oplossingen van verschillende concentraties ontstaat ten gevolge van osmose
Wat is osmotische waarde?
Osmotische waarde van een oplossing is de osmotische druk ten opzichte van een zuiver oplosmiddel
Wat is osmolariteit?
Totale hoeveelheid opgeloste stoffen (het aantal osmotisch actieve molen) in een vloeistof (mol/liter)
Wat is toniciteit?
Toniciteit geeft de mogelijkheid van een oplossing om aan het volume van een cel te veranderen door osmose
(Toniciteit wordt bepaald door een aantal stoffen die niet door de semi-permeabele membranen vh lichaam kunnen en daardoor instaan voor de vochtverdeling tussen lichaamscompartimenten)
Welke drie soorten oplossingen/milieus zijn er? (in context van toniciteit, osmotische druk)
Hypertoon, hypotoon of isotoon
Wat is isotoon?
Een oplossing waarvan het aantal opgeloste deeltjes per liter gelijk is aan die van een andere oplossing (gelijke druk)
Wat is hypertoon?
Verhoogde druk, relatief hoge osmotische waarde
Hypertoon milieu: omgeving hogere osmotische waarde dan de cel zelf
Wat is hypotoon?
Verminderde druk, relatief lage osmotische waarde
Hypotoon milieu: omgeving heeft lagere osmotische waarde
Wat zijn osmoconformers? + geef een voorbeeld
Organismen die in osmotisch evenwicht zijn met hun omgeving + meeste mariene invertebraten, prikken en kraakbeenvissen
Wat zijn osmoregulatoren?
Organismen die een constante bloedosmolariteit behouden ondanks de verschillende concentraties in omgeving (alle andere vertebraten, kunnen in vele habitats wonen)
Wat zijn zoetwatervibraten t.o.v. hun omgeving?
Hypertoon t.o.v. hun omgeving, hebben aanpassingen die het binnenkomen van water in hun lichaam voorkomen en actief transport van ionen in het lichaam toelaten
Wat zijn mariene vertebraten t.o.v. hun omgeving?
Hypotoon, zijn aangepast om water vast te houden -> drinken zeewater en elimineren overtollige ionen via nieren en kiewen
Landvertebraten hebben een hogere waterconcentratie dan lucht, hoe dreigen zij water te verliezen en wat is de oplossing daarvoor?
Dreigen water te verliezen door evaporatie via huid of longen + ontwikkelden nieren om water te behouden
Wat wordt geproduceerd bij de afbraak van aminozuren en nucleïnezuren?
Stikstofhoudende afvalstoffen die uit het lichaam moeten worden verwijderd
Wat is deanminatie?
Verwijderen van de amino (-NH2) groep en zijn combinatie met H+ ter vorming van ammoniak (NH3) in de lever
Dit gebeurt ter gevolg van afbraak aminozuren en nucleïnezuren in alle chordaten (at least bij beenvissen, amfibieën, zoogdieren etc)
(is toxisch voor cellen en alleen veilig in verdunde concentrates -> manier van verwijdering verschilt)
Hoe elimineren beenvissen en larvale amifibia ammoniak?
Vooral door diffusie via de kieuwen (en weinig via verdunde urine)
Waar zetten kraakbeenvissen, adulte amfibie en zoogdieren ammoniak in om?
Ureum, oplosbaar in water (productie in lever, excretie via nieren)
Waar zetten vogels, reptielen en insecten ammoniak in om?
Urinezuur
Wat doen vogel, reptielen en insecten met urinezuur?
Kristaliseert/precipiteert en kan verwijderd worden met zeer weinig water (vogelpasta)
Wat is het voor- nadeel van de methode om urinezuur te kristalliseren?
Kost meer energie maar zorgt voor behoud van water
Waarom is de kristallisatie van urinezuur nog meer belangrijk?
Omwille de embryonale ontwikkeling in geschaalde eieren -> als vast precipitaat heeft urinezuur in ei geen schadelijk effect op ontwikkeling
Hoe kunnen zoogdieren urinezuur ook produceren?
Vanuit degradatie van purines (stoffen die vrijkomen bij afbraak van cellen doorheen het lichaam), niet vanuit aminozuren
Wat is uzicase en wat doet het?
Een enzym, dat urinezuur omzet in het meer oplosbare allantoïne
(Mensen hebben dit enzym niet)
Wat wordt veroorzaakt n.a.v. overtollige accumulatie van urinezuur in gewrichten?
Jicht (ontsteking in gewricht)
Wordt verwijderd via excretiesysteem?
Het verwijderen van water gekoppeld aan het verwijderen van metabole afvalproducten
Waaruit bestaat het excretiesysteem bij protista en sponzen?
Contractiele vacuolen
Waaruit bestaat het excretiesysteem van platwormen?
Protonefridia die vertakken in vlamcellen
Openen naar de buitenkant vh lichaam, niet naar de binnenkant
Wat is nefridia?
Het uitscheidorgaan van gelede wormen
Hoe werkt het nefridia?
- Openen zowel inwendig als uitwendig in het lichaam
- Halen vloeistof uit lichaamsholte via filtratie in nefrostomen
- Filtratievocht is isotoon aan lichaamsvocht
- NaCl wordt terug afgegeven aan lichaamsvocht via actief transport = reabsorptie
- Urine is hypotoon
Wat zijn de buisjes van Malpighi?
Organen in de vorm van lange dunne buisjes bij de insecten die onder andere zorgen voor de afvoer van afvalstoffen vh verteringsstelsel - uitbreiding vh spijsverteringskanaal
Hoe wordt urine gevormd bij insecten?
- Urine wordt niet gevormd door filtratie (geen drukverschil)
- Afvalmoleculen en K+ worden in de buisjes gesecreteerd via actief transport - water volgt = secretie
- Er ontstaat een osmotische gradiënt die water in de buisjes trekt door osmose
- Grootste deel van water en K+ wordt dan gereabsorbeerd in het open circulatiesysteem door het epitheel vd einddarm
(efficiënt behoud van water)
Wat zijn nefronen?
Identieke eenheden waaruit nieren van vertebraten ontstaan (nieren bestaan uit duizenden nefronen)
Wat zijn de drie kernwoorden die horen bij de nieren?
Filtratie, reabsorptie, secretie
Geef een kort stappenplan (4) hoe de nieren werken
- Genereren een tubulaire vloeistof (vloeistof uit tubuli) door filtratie vh bloed onder hoge druk in de glomerulus
- Filtraat bevat water, kleine molecules en afvalproducten
- De meeste moleculen en water worden terug getransporteerd (passief en actief) naar bloed = reabsorptie
- Bijkomende afvalproducten kunnen aan het filtraat worden toegevoegd door secretie en worden verwijderd via urine
Wat voor ‘soort’ urine produceren mensen met een goede hoeveelheid water?
Isotone urine. Omdat het filtraat isotoon is ten opzichte vh bloed, kunnen vertebraten een isotone urine produceren door ereabsorptie van een gelijke hoeveelheid ionen en water
Wat voor urine krijg je als er minder water wordt gereabsorbeerd?
Leidt tot hypotonie (verdunde) urine
Wat voor urine krijg je als er meer water wordt gereabsorbeerd?
Hypertone (geconcentreerde) urine (enkel mogelijk bij vogels en zoogdieren)
Hoe zijn de lichaamsvochten t.o.v. de omgeving bij zoetwaterbeenvissen?
Hypertoon (lichaamsvochten zijn geconcentreerder dan de omgeving)
Waarom zijn de lichaamsvochten van vissen hypertoon t.o.v. de omgeving?
- Water zal het lichaam binnen komen
- Drinken geen water
- Excretie van grote hoeveelheden verdunde urine - Opgeloste stoffen hebben de neiging het lichaam te verlaten
- Hoge reabsorptie van ionen in nefronen
- Actief transport van ionen uit water t.h.v. kieuwen
Hoe zijn de lichaamsvochten van mariene beenvissen t.o.v. zeewater?
Hypotoon (lichaamsvochten zijn minder geconcentreerd dan de omgeving)
Waarom zijn de lichaamsvochten van mariene beenvissen hypotoon t.o.v. de omgeving?
Water zal het lichaam verlaten via osmose langs de kieuwen
- Drinken grote hoeveelheden zeewater
- Actief transport van monovalentie ionen uit bloed via kieuwen
- Secretie van divalente ionen in nefronen, excretie via urine
- Produceren isotone urine (t.o.v. lichaamsvochten)
- (divalente ionen worden ook verwijderd via faeces)
Hoe hebben kraakbeenvissen, haaien en roggen zich aangepast aan het leven in zeewater?
- Drinken geen zeewater of verwijderen geen grote hoeveelheden ionen uit hun lichaam
- Reabsorberen vooral ureum vanuit de nefrontubuli en onderhouden een ureumconcentratie in bloed die 100 maal hoger ligt dan bij zoogdieren
- Bloed is isotoon t.o.v. het omgevende zeewater
Hoe werken de nieren van amfibieën?
Die zijn identiek aan deze van zoetwatervissen
- Produceren verdunde urine (hypotoon t.o.v. lichaamsvocht)
- Bijkomend actief transport van Na+ vanuit water via huid
Op welke twee manieren kunnen de nieren van reptielen werken?
- Zoetwaterreptielen produceren verdunde urine
- Mariene reptielen drinken zeewater en produceren een isotone urine
Hoe elimineren reptielen overtollig zout?
Via de zoutklieren
Wat voor urine produceren vogels en zoogdieren t.o.v. lichaamsvochten? + Wat bewerkstelligd dat?
Hypertoon (dus geconcentreerder dan lichaamsvochten) + bewerkstelligd door de lus van Henle, relatief weinig of geen nefronen met lange lussen en kunnen urine niet zo goed concentreren als zoogdieren
Hoe excreteren mariene vogels overtollig zout?
Via zoutklieren thv ogen
bovenstaande over hypotone en hypertone urine etc niet bizar belangrijk vlgms
Waarvan ontvangt iedere nier bloed?
Renale arterie
Waardoor wordt de urine afgevoerd en waar gaat het naartoe?
Afgevoerd via ureter naar de urineblaas
Via wat wordt de urineblaas geledigd?
Urethra
Wat is de renale pelvis?
Stuk tussen de nier en ureter
In welke twee delen wordt het nierweefsel opgedeeld?
Buitenste renale cortex en binnenste renale medulla
Waar bestaat ieder nefron uit?
Lang buisje en geassocieerd bloedvat
+ het is een mengeling van
- Juxtamedullaire nefronen met lange lus (in de renale medulla)
- Corticale nefronen met korte lus (in de cortex)
Welke drie basisfuncties heeft de nier?
Filtratie, reabsorptie, secretie
Leg de basisfunctie ‘filtratie’ in meer detail uit
Filtraat (vloeistof: water + opgeloste moleculen) wordt t.h.v. de glomerulus gefilterd vanuit het bloed naar het tubulair systeem (cellen en grote proteïnen blijven in bloed)
Leg de basisfunctie ‘reabsorptie’ in meer detail uit
Selectieve beweging van opgeloste elementen (glucose, aminozuren, anorganische ionen) en water uit het filtraat terug naar het bloed via peritubulaire capillairen/vasa recta (via passieve en actieve processen)
Waarom wordt water gereabsorbeerd?
Ter controle van hoeveelheid waterverlies
Leg de basisfunctie ‘secretie’ in meer detail uit
Beweging van bepaalde opgeloste stoffen vh bloed naar de extracellulaire vloeistof, en van daar naar het filtraat in het tubulair systeem
Waarvoor is de functie secretie belangrijk voor?
Verwijderen van toxische stoffen
Wat volgt na secretie?
Excretie van urine met daarin de opgeloste stoffen die verwijderd moeten worden
Hoe komt bloed toe naar de nieren?
via de afferente arteriole in een capillair netwerk in de glomerulus, gelegen in de cortex
Waar wordt bloed onder druk gefilterd?
Doorheen de poreuze capillaire wandcellen
Wat gebeurt er met bloedcomponenten die niet worden gefilterd? (belangrijk!) + welke zijn dit?
Draineren in efferente arteriole, die zelf uitmondt in de peritubulaire capillairen rond de tumuli gelegen (die lopen over in de Vasa recta bij juxtamedullaire nefronen)
Bloedcellen en plasmaproteïnen
Wat is het kapsel van Bowman?
Het eerste deel van het neuron, waar glomerulair filtraat terecht komt
Wat komt er na het kapsel van Bowman? (geef de volgende 2)
Proximale nierkronkelbuisje en de lus van Henle
Waar kom de vloeistof uit na de lus van Henle? + waar mondt het in uit?
In het distaal nierkronkelbuisje in de cortex + mondt uit in het verzamelbuisje, daarin versmelten ook andere distel kronkelbuisjes
Waar ledigen de verzamelbuizen hun inhoud (de urine)?
In renale pelvis
Geef een kort overzicht van de weg die af wordt gelegd doorheen de nieren
- Bloed komt aan via afferente arteriole in de glomerulus
- componenten die niet worden gefilterd draineren via efferente arteriole (die mond uit in peritubulaire capillairen rond de tubuli)
- Glomerulair filtraat komt in kapsel van Bowman -> proximale nierkronkelbuisje -> lus van Henle -> distaal nierkronkelbuisje in de cortex -> verzamelbuisje
- Daarin ook andere distale kronkelbuisjes
- Ledigen inh van verzamelbuisjes in renale pelvis
Wat moet er gebeuren met het grootste deel water en opgeloste stoffen die terecht komen in het glomerulair filtraat?
Moeten terug opgenomen worden in het bloed via reabsorptie
Waardoor wordt water gereabsorbeerd?
Door de proximale nierkronkelbuis
Hoe en waar gebeurt reabsorptie van glucose en aminozuren?
Door actief transport via kanalen en/of co-transporters aanwezig in de membranen vd epitheliale cellen die de niertumuli aflijnen en in de capillairen
(belangrijkste: actief transport)
Wat houdt de secretie van afvalstoffen in?
Transport over de membranen vd capillairen en de nierbuisjes naar het tubulair vocht (glomerulair filtraat) toe
Wat is excretie?
Eliminatie van potentieel schadelijke substanties die dieren eten of drinken
Wat voor stoffen bevat urine?
Stikstofhoudende afvalstoffen, een overmaat K+, H+ en andere ionen die worden verwijderd uit het bloed
Waarvoor is een gecontroleerde excretie van H+ belangrijk? en van water?
H+ voor zuurtegraad in bloed
Water voor bloedvolume en bloeddruk
Waarvoor spelen nieren een heel belangrijke rol in het lichaam?
Behoud van homeostase
Waarom is er nood aan een mechanisme dat een osmotische gradiënt creëert tussen glomerulair filtraat en het bloed?
Om ereabsorptie van water toe te laten
Wat zijn de twee kenmerken van transport in proximale nierkronkelbuis?
- Zowat alle nutriëntmoleculen in het filtraat en 2/3 van NaCl en water worden gereabsorbeerd door de proximale nierkronkelbuis
- Actief transport van Na+ uit de prociamale tumulus naar de peritubulaire capillairen wordt gevolgd door passieve beweging van Cl- (door elektrische aantrekking) en water (door osmose)
- > gebeurt proportioneel en dus blijft filtraat isotoon met bloedplasma
noot: grootste deel vh water zal gereabsorbeerd worden thv de verzamelbuis
Wat is de functie van de lus van Henle?
het creëeren van een gradiënt van stijgende osmolariteit vd cortex naar de medulla
Wat is het countercurrent multiplier systeem? en wat creëert het?
De 2 takken vd lus van Henle, creëert een hypertone renale medulla
- stijgende tak vd lus is impermeabel voor water
- actief transport van Na+ (gevolgd door Cl-) in het dikke deel vd stijgende tak creëert een osmotische gradiënt (ook geholpen door diffusie van NaCl over het dunne deel van stijgende tak van lus van Henle)
- Laat reabsorptie toe van water uit de dalende tak (door osmose) en verzamelbuis
- Hoe langer de lus hoe meer water kan gereabsorbeerd worden
Waar en hoe wordt NaCl gereabsorbeerd?
In de capillairen van de vasa recta die ook een tegenstroomprincipe hanteren
Hoe werkt de transport in de distale nierkronkelbuis en verzamelbuis?
- Filtraat dat de distale nierkronkelbuis bereikt en in de verzamelbuis terecht komt is hypotoon
- De hypertone interstitiële vloeistof vd renale medulla trekt water uit de verzamelbuis naar de omliggende bloedvaten
- De permeabiliteit vd verzamelbuis wordt geregeld door het antidiuretisch hormoon (ADH) -> ADH verhoogt doorlaatbaarheid voor water = meer ADH -> meer water reabsorptie -> geconcentreerde urine
- ADH verhoogt ook de doorlaatbaarheid vd verzamelbuis voor ureum (draagt bij tot hypertone medulla)
Wat onderhoudt de osmotische gradiënt in de vasa recta?
tegenstroomuitwisseling, omgekeerde absorptie-processen in bloedvatlussen
Wat regelen de nieren naast de water en Na+ en Cl- balans?
Ook de elektrolietenbalans van K+, H+ en HCO3- in het bloed via ereabsorptie en secretie
Wat houden de nieren constant? + hoe kan dit?
Bloedvolume, bloeddruk, osmolariteit, ionenconcentraties en pH in bloed + gebeurt o.i.v. hormonen
Welke drie hormonen zorgen ervoor dat de nieren de voorgaande dingen allemaal constant kunnen houden?
Antridiuretisch hormoon (ADH) Aldosterone Atria natriuretisch hormoon
Waar wordt ADH geproduceerd? en wat gebeurt er daarna mee?
Geproduceerd in de hypothalamus, vrijgezet en naar hypofyse gebracht en gesecreteerd in het bloed door de posterieure hypofyse
(komt vd hypothalamus en gaat door naar de hypofyse)
Wat voor effect heeft de vrijzetting van ADH?
- Vrijzetting gestimuleerd door stijgende osmolariteit vh bloed
- Gemeten door osmoreceptoren in hypothalamus - integratiecentrum in hypothalamus - dorstgevoel + ADH vrijzetting
- Veroorzaakt verhoogde permeabiliteit vd wand vd distale tubulus en verzamelbuis voor water
- Verhoogt reabsorptie van water
Waardoor wordt aldosterone gesecreteerd?
De adrenale cortex
Wat gebeurt er bij vrijgave van aldosterone?
- Vrijgave gestimuleerd door lage Na+ in het bloed
- Werkt in op distale tumulus en verzamelbuis en verhoogt reabsorptie van Na+
- Reabsorptie van Cl- en water volgt
(-> zorgt voor NaCl en waterretentie)
Lage Na+ in het bloed leidt tot verminderd bloedvolume en dus verminderde bloeddruk, wat wordt dan geactiveerd?
Het renine-angiotensine-aldosterone systeem
Wat merkt de lage Na+ concentratie in het bloed op?
Wordt aangevoeld door cellen in juxtaglomerulair apparaat (JGA) in de nieren (thv distaal nierkronkelbuisje en afferente arteriool)
Wat gebeurt er als JGA Renine vrij zet?
Renine vormt angiotensinogeen om in angiotensine I (AngI) dat wordt omgevormd tot angiotensine II (AngII) -> AngII stimuleert bloedvatconstrictie en vrijzetting aldosterone -> verhoogt naast NaCl & H2O reabsorptie ook K+ secretie in distaal nierkronkelbuisje en houdt dus K+ concentratie in bloed constant
Wat doet het artiaal natriuretisch hormoon?
Werkt de actie van aldosterone (het promoten van zout- en waterretentie) tegen:
- Gesecreteerd door spiercellen in rechter atrium van hart in respons op een verhoogd bloedvolume (rekt atrium uit)
- Verhoogt de excretie van NaCl en water in de urine en vermindert zo het bloedvolume
