Thema 1 Flashcards
Wat is homeostase?
Homeostase is de capaciteit van het lichaam om allerlei parameters afhankelijk of onafhankelijk van elkaar te regelen met als doel om een evenwichtssituatie te creëren.
- Controle over vitale parameters (bv
ECV, glucosespiegel, temperatuur) - Aantal betrokken regelkringen -> vitaal
belang parameter - Belangenstrijd: hiërarchie en competitie, sterkste regelkring wint
- Adaptatie aan veranderingen, wanneer prikkel terugkomt zal lichaam minder moeite de 2e keer doen voor een respons
- Homeostase kost energie
Wat is een regelsysteem?
Hierbij gaat het om ingang (X) en uitgang (Y). Bij een open regelsysteem heeft de uitgang geen effect op de ingang dus er is geen terugkoppeling. Dit is in het hart zo: wat er in gaat moet er uit.
Bij openregelsysteem is er een lineaire verband tussen de input (X) en output (Y). Er geldt Y=A x X waarbij A een versterkingsfactor is. In het hart is dit 1. In de nier is de input 180 L en output 1,5L dus versterkingsfactor is 1/120.
Bij gesloten regelsystemen vindt er wel terugkoppeling plaats en hierbij wordt de output op de inputsignaal aangepast.
Regelsysteem heeft:
- Sensor die output meet als een baroreceptor
- Comparator, vergelijkt output met referentiewaarde (input)
- Effector zoals bloedvaten die vasoconstrictie doen om bloeddruk te verhogen.
Hoe werkt een negatieve en positieve terugkoppeling?
Negatieve terugkoppeling:
Bv glucoseconcentratie in het bloed gaat om een bepaalde waarde schommelen, dit is de referentiewaarde. De waarde is nooit gelijk, het varieert continu. Als de waarde van een parameter te strikt wordt gehandhaafd zonder enige variatie, zou het organisme niet levensvatbaar zijn. Daarnaast kost homeostase energie. Wanneer de output te laag wordt zal negatieve terugkoppeling wegvallen en zal het systeem de output weer verhogen richting de referentiewaarde.
Positieve terugkoppeling:
Toename van de output zal het systeem aanzetten om het outputsignaal verder te verhogen. Bv de bloedstolling, ontstaan van actiepotentiaal en de oestrogeenpiek in de mestruatiecyclus.
Wat gebeurd er bij verstoring van de regelsysteem?
De verbindingslijnen tussen de onderdelen van de regelsystemen kunnen neuronale of hormonale signalen zijn. Regelsystemen kunnen storingen ondervinden en vaak van buitenaf.
- Een verstoring van buiten (Z) of fout in Effector E heeft wel invloed maar hoeft niet ernstig te zijn; compensatie vaak mogelijk.
- Echter een fout in de sensor S of referentie R is fataal, want er kan niet goed geregeld worden.
Voorbeeld van disregulatie is de Cheyne-Stokes ademhaling.
Hierbij begint de ademhaling pas als de pCO2 te hoog is waardoor iemand gaat hyperventileren. Hierdoor daalt pCO2 te sterk en ademhaling stopt weer -> apneu. Dit is veroorzaakt door vertraging over de zenuwen, waardoor de sensor en de effector minder goed op elkaar aangesloten en afgestemd zijn. Deze patiënten gaan dan hyperventileren en krijgen apneus.
Nog een voorbeeld is bij een herseninfarct. Herseninfarct: momenten van (ont)koppeling van autonome zenuwstelsel en regeling van bloeddruk via baroreceptor systeem.
Wat is verschillen tussen de AZS en hormonale systeem?
Er zijn 2 systemen binnen AZS:
- Parasympatische, orthosympatische en enterische zenuwstelsel.
Onder hormonale systemen vallen klieren en weefsels.
Verschillen:
AZS:
- Snel effect (korte halfwaardetijd)
- Relatief weinig verschillende transmitters
- Signaaltransport vooral “elektrisch”
- Weefselspecifiek
(NB: bij stress: wijdverspreid effect)
Hormonaal systeem:
- Trager: effect na minuten tot dagen
- Veel verschillende hormonen
- Signaaltransport via bloed
- Invloed op alle cellen met de betreffende receptoren
Overeenkomsten:
- Beide werken met receptoren
- Beide integreren cellen-weefsels-organen
- Zowel neuronen als endocriene cellen kunnen product afgeven aan bloed (vb in de hypofyse)
- Neuronen en endocriene cellen genereren
elektrische potentialen en kunnen worden
gedepolariseerd-> geven blaasjes met neurotransmitters of hormonen af.
- Peptiden die als hormoon bekend stonden,
blijken ook neurotransmitter te zijn (bv NA, ADH)
Anatomie van het autonome zenuwstelsel
Parasympatische en sympathische zenuwstelsel staan allebei aan maar de ene systeem meer dan de andere. Parasympatisch voor anabole acties (opbouw) en sympathisch voor katabole acties (afbraak). In de periferie zijn er in het AZS een afferente voor viscerosensibele en efferente voor visceromotorisch.
Zowel parasympatisch als sympathische zenuwstelsel ontspringen uit het centraal zenuwstelsel waar ze uit preganglionaire neuronen ontspringen. Na overschakeling in een ganglion gaat er een postganglionaire neuron naar het doelorgaan.
Sympathisch:
- Primaire ganglia hypothalamus
- Secundaire ganglia zijhoorn ruggenmerg
- Tertiaire (=perifeer) ganglia: para– of
prevertebraal (grensstreng)
; NB: bijniermerg!
- Ruggemergzenuwen (mn thoracaal T1-L3)
- Preganglionaire vezels kort, postganglionaire vezels lang.
Parasympatisch:
- Primaire ganglia hypothalamus
- Secundaire ganglia medulla oblongata,
hersenstam, sacraal ruggenmerg
- Tertiaire (=perifeer) ganglia: dichtbij
doelorgaan
- Hersenzenuwen (III, VII, IX en X) +
sacraal ruggenmerg
- Preganglionaire vezels lang, post zijn kort
OS:
- incl. bijniermerg
- “exciterend” effect: katabolisme
PS:
- “inhiberend” effect: anabolisme
Bijnier bestaat uit cortex gevormd uit epitheliale blad en merg uit neurale blad. Merg is tertiaire ganglion van sympathisch en geeft bij activering adrenaline af dat in bloed vrijkomt en systemische effect heeft.
Welke transmitters en receptoren gebruikt het AZS?
De preganglionaire neuronen van sympathisch en parasympatisch gebruiken beide acetylcholine op nicotine cholinerge receptoren. Dit zijn ionkanalen dus transmissie verloopt snel.
De postganglionaire neuronen van sympatisch gebruiken adrenerge receptoren met subtype a1,a2,b1,b2 en b3. Neurotransmitter is adrenaline en noradrenaline. Alfa-adrenerge is meer gevoelig voor noradrenaline en Beta-adrenerge voor adrenaline.
De postganglionaire neuronen van parasympatisch gebruiken muscarinereceptoren met subtype m1, m2m m3, m4 en m5. Neurotransmitter is acetylcholine. Zowel adrenge en muscarine receptoren zijn G-eiwitgekoppelde receptoren.
Wat gebeurd er bij een autonome dysreflexie?
Er is hierbij een dwarslaesie tussen Th4-6. Patiënten krijgen dan een motorische beperking maar vaak is ook autonome zenuwstelsel aangedaan. Afferente vezels die iets zeggen over bv glucosewaarde of pH gaan via n. vagus terug dus de parasympatische vezels. Afferente signalen van pijnprikkels gaan via sympathische zenuwen. Er is een intacte spinale reflexboog onder de laesie. Als er pijnprikkels vanuit blaas of darm komen zullen ze via sympathisch gaan en overschakelen in een reflexboog naar sympathische kant waardoor er vasoconstrictie ontstaat onder de laesie plaatsvindt. Grootste deel van veneuze bloed zit in benen waardoor er bloeddruk verhoging ontstaat door vasoconstrictie. Dit wordt bovenaan gemeten door baroreceptoren. Door gebrek aan contact met medulla valt er geen controle waardoor bloeddruk toeneemt. Risico is CVA of myocardinfarct.
Symptomen:
- snel opkomende heftige hoofdpijn
- vlekken voor de ogen
- rood hoofd
- beklemd gevoel op de borst
- heftig transpireren
- onder laesie: koude extremiteiten, kippevel, bleke huid-> slechte doorbloeding
Boven de laesie:
Compensatoire: parasympatische stimulatie waardoor hartslag gaat verlagen. Ook vasodilatatie waardoor iemand een rood gezicht krijgt. Dit remt de sympathische effect.
Welke soorten hormonen bestaan er?
Hormonen zijn 2e vorm van informatiekanalen. Een hormoon is een stof die aan het bloed afgegeven worden en invloed heeft op doelwitorganen. Er zijn weefselhormonen die door specifieke weefsels gemaakt worden als gastrine. En neurohormonen die door hypothalamus gemaakt wordt en afgegeven aan de hypofyse.
Er zijn 3 soorten hormonen:
- amines (bron: tyrosine, tryptofaan): bijv.
catecholaminen, schildklierhormoon (T3/T4)
- peptiden en eiwitten: bijv. insuline, LH, FSH
etc.
- steroïd hormonen (bron: cholesterol); bijv.
testosteron, oestrogenen, cortisol
Hoe zorgt een hormoon voor actie?
Transport in bloed:
- Vrij, ongebonden: (N)A, peptide hormonen
- Gebonden aan proteïne: steroide hormonen omdat ze hydrofoob zijn. Gebonden hormonen zijn niet actief. Is ook een mechanisme wat targetting ondersteund en vervroegde afbraak voorkomt. Alleen vrije
fractie is actief.
Koppeling aan receptor
1. Specifiek en hoge affiniteit
2. Membraanreceptor: bijv. catecholaminen, peptidehormonen
- ‘’snel’’ effect
- ligand-gated ion kanaal (K+, Na+, Ca2+, Cl-)
of G-protein gekoppeld (second messengers)
- receptor met intrinsieke kinase activiteit (autofosforylering)
- Signaaltransductie garandeert specifiek effect
3. Intracellulaire receptor
- effect trager, omdat door celmembraan heen gaat. Dit kunnen steroidehormonen.
- invloed celstofwisseling (T3/T4) want dit grijpt nucleair aan.
- interactie met DNA en gentranscriptie (steroïd hormonen)
Hoe wordt hormoon afgifte gereguleerd?
- Neuraal: adrenerg, cholinerg,
dopaminerg, serotinerg reageren op elkaars afgifte. - Chronotroop: dit wordt pulsatiel afgegeven en dit kan afhangen aan seizoensgebonden of dag/nacht ritme.
- Feedbackloops: afgifte reguleert zijn afgifte en meestal negatief om overshoot te voorkomen.
- Het ene hormoon op het andere hormoon, zo remt adrenaline afgifte van insuline.
- Een substraat kan ook hormoonafgifte stimuleren. Bv de waarde van glucose bepaalt of er glucagon of insuline afgegeven wordt.
- Een mineraal kan ook hormoonafgifte reguleren bv natrium die voor ADH afgifte kan zorgen.
Feedbackloops worden door hypofyse en hypothalamus gereguleerd die weer door cortex gemoduleerd worden.
Wat is de anatomie van de hypofyse en hoe reageert het op de hypothalamus?
De hypofyse is een hormoonklier die dus hormonen afgeeft aan het bloed. Hypofyse heeft 3 delen: adenohypofyse, neurohypofyse en intermediaire gedeelte (niet behandeld) met verschillende embryonale oorsprongen.
De neurohypofyse is van neurale oorsprong, een uitstulping van hypothalamus. Adenohypofyse (posterior) uit ectodermale oorsprong, uitstulping van de monddak.
Vanuit de hypothalamuskernen lopen axonen naar de neurohypofyse. Deze zorgt voor afgifte van ADH en oxytocine. Ze hebben korte halfwaardetijd waardoor effect snel verdwijnt.
De transmitters worden vanuit de hypothalamus afgegeven aan lange portale venen in de hypofysestam. De adenohypofyse krijgt een signaalstof als TRH en geeft in reactie andere hormoon TSH af.
De hypothalamus kan releasing hormones afgeven om hypofyse te stimuleren bv TRH. Het kan ook inhibitoire hormonen afgeven om prolactine afgifte te remmen door afgeven van dopamine.
Hoe verloopt de hypothalamus-hypofyse-bijnieras?
De hypothalamus geeft CRH af, wat ervoor zorgt dat adenohypofyse ACTH afgeeft. ACTH zorgt voor dat de bijnier cortisol, androgenen en aldosteron afgeeft. Er is een korte feedbackloop waarbij ACTH de hypothalamus remt en een lange feedbackloop waarbij cortisol de hypothalamus en hypofyse remt. Cortisol dat vrijkomt in het bloed zal binden aan cellulaire receptoren in de adenohypofyse en hypothalamus om de productie te remmen van ACTH en CRH. Deze inhibitie gebeurt op genniveau: transcriptie en translatei van mRNA voor CRH en ACTH stopt.
Bijnierschors heeft 3 regio’s van buiten naar binnen:
- Zona glomerulosa, aldosteron productie
- Zona fasciculata, cortisol productie
- Zona reticularis, productie van androgene voorlopers van geslachtshormonen.
Wat is het effect van cortisol?
Cortisol is een stresshormoon en heeft een belangrijke rol in de stofwisseling. Het zorgt voor dat glucose beschikbaar wordt.
- Stimulatie van gluconeogenese uit spiereiwit en lever
- Afbraak van spiereiwitten, waardoor mobilisatie spiereiwitten-> langetermijn spieratrofie
- Remming van glucose opname door weefsels -> langetermijn diabetes mellitus type 2 door gevoeligheid vermindering van insuline
- Stimulatie lipolyse
- Remming ontstekingsreacties en vorming antilichamen -> verhoogde vatbaarheid voor infecties
- Remming botvorming -> osteoporose
- Verhoogt de bloeddruk, hartslag en hartvolume, cardiac output
AZS kan hormoonafgifte stimuleren of remmen. Limbische systeem verwerkt emotionele prikkels en speelt belangrijke rol bij het functioneren van het endocriene systeem. Bij een stresssignaal kunnen neuronen van de cortex, limbische systeem en de reticulaire formatie actief worden.
Hoe geven organen afferente signalen aan het CZS?
Alle interne organen bevatten verschillende receptoren als pijnreceptoren (nociceptief), chemische receptoren (pH, pCO2, p02 glucose enzo) en mechanische receptoren (rekreceptoren in holle organen van tractus digestivus).
Pijnprikkels verlopen via sympathisch en fysiologische/chemische prikkels via parasympatisch met name via n. vagus.
De cellichamen liggen in dorsale wortel ganglia en craniale zenuw. Prikkels van somatosensorisch en viscerosensorisch komen binnen op hetzelfde ruggenmergsegment.
Bij gerefereerde pijn is ook afferente systeem betrokken.
Wat is de bouw van het enterische zenuwstelsel?
Het enterische zenuwstelsel wordt ook zenuwstelsel van spijsverteringsstelsel genoemd.
Het bevat plexussen bestaande uit vezels van sensorisch, motorisch en autonoom.
Meest bekende is plexus van Auerbach en plexus van Meissner.
Plexus van Auerbach ligt in muscularis propria tussen de buitenste longitudinale laag en binnenste circulaire laag van glad spierweefsel. Het zorgt voor motiliteit/peristaltiek van MDK.
Plexus van Meissner ligt in submucosa. Het zorgt voor ionentransport, secretie en klieractiviteit.
Beide plexussen liggen rondom gastro-enterisch systeem inclusief pancreas en galwegen.
Dit systeem kan normaal functioneren zonder excentrieke input maar wordt beïnvloedt door sympathische en voornamelijk door parasympatisch via n. vagus. Het wordt door preganglionaire neuronen van parasympatisch en postganglionaire neuronen van sympathisch beïnvloedt. Enterisch beinvloedt dus gladde spieren, klieren en bloedvaten van MDK.
Wat zijn de terugkoppelingsmechanisme van het hart, circulatie en ademhaling als het lichaam energie moet vrij maken?
In de tabel op blz 23 staan de sympathische en parasympatische effecten op hart, circulatie en ademhaling.
De terugkoppelingsmechanisme van hart, circulatie en ademhaling gebeurt op 2 manieren:
1. Via drukreceptoren/baroreceptoren in de
arteria carotis en aortaboog. Hier zal de vuurfrequentie toenemen bij een verhoogde bloeddruk. Deze info gaat via n.vagus bij aortaboog en via n. glossopharyngeus bij de a.carotis naar de cardiovasculaire centrum van de medulla gaan. Hier ligt de nucleus tractus solitarii. Hier zal bij hoge bloeddruk parasympatisch geactiveerd worden en bij lage bloeddruk de sympathicus. De effectoren zijn het hart en bloedvaten die hier op reageren.
2. Via perifere en centrale chemoreceptoren. Zij meten de pCO2, pO2, pH, reksignalen van de longen en signalen uit de spieren. Al deze signalen gaan naar de pons en vervolgens naar de effectoren, dit zijn nu de ademhalingsspieren.
Wat zijn de effecten op het hart, circulatie en ademhaling als sympathicus het overneemt?
- Hartfrequentie stijgt, contractiliteit neemt toe, slagvolume wordt groter. Er is positief chronotroop (slagvolume), dromotroop (geleiding) en inotroop (contractiliteit).
- Toename van veneuze return door vasoconstrictie van venen en arterien. Er is vasodilatatie van coronaire vaten en vaten richting de spieren voor meer zuurstofafgifte. Ook is er vasoconstrictie van vaten richting tractus digestivus.
- Bronchodilatatie om luchtweerstand te verlagen en sneller CO2 af te geven. Ook is er vasodilatatie van vaten rondom alveoli voor betere gaswisseling. Ook neemt ventilatie toe.
Wat gebeurt er het maag-darmkanaal en nieren onder invloed van sympathicus?
MDK:
- Motiliteit neemt af, dus de peristaltiek via inhibitie door plexus Auerbach
- Sfincters in MDK zullen sluiten
- Secretie van muceuze klieren wordt geremd.
- De lever stimuleert hydrolyse van glycogeen naar glucose om energie vrij te maken
- In vetcellen zal hydrolyse van triglyceriden worden gestimuleerd waardoor energie vrijgemaakt wordt.
- In pancreas vindt remming van secretie van producten dus verteringenzymen plaats.
- Relaxatie van gladde spieren in viscerale holle organen
Nieren:
- JGA gaat meer renine produceren waardoor bloeddruk gaat stijgen.
- Er is meer resorptie van natrium waardoor bloeddruk ook gaat stijgen
- Ook volgt er vasoconstrictie van a. renalis, hierdoor wordt minder gefiltreerd en blijft meer circulerende vocht over en toename tot bloeddruk.
Hoe vindt de plaslediging onder normale omstandigheden plaats?
Als de blaas gevuld is zullen de rekreceptoren in de blaas activeren en signaal naar de hersenen sturen. Er komt efferent signaal terug via parasympatisch zenuwstelsel om blaas te ledigen. Dit noem je de mictiereflex.
Eerst vindt relaxatie van externe dwarsgestreepte spieren plaats, dan de interne spiercellen. Vervolgens gaat de urine door de urethra en contraheren de spieren in de blaaswand. Als dus het parasympatische geactiveerd staat zal die detrusorspier aanspannen die dan de interne en externe sfincters van de blaas ontspant. Externe sfincter wordt ook somatisch geactiveerd als je plas wilt ophouden.
Hoe verloopt plassen en defaeceren onder stressvolle omstandigheden?
Plassen:
Er is sympathische activiteit bij stress maar de parasympatisch heeft nog invloed waardoor blaaslediging toch nog kan gebeuren. Daarnaast is er bij stress toename van ventilatie waardoor intra-abdominale druk toeneemt. Hierdoor stijgt de mictiedrang.
Evolutionair gezien zou je bij blaas ledigen wat gewicht verliezen waardoor je makkelijker kan vluchten.
Defaeceren:
Doordat er stikstof geproduceerd wordt zullen de spieren van de anogenitale gebied verslappen en krijgt iemand de drang om te defaeceren. Stikstof gemaakt door darmbacteriën door afbraak van voedsel. Daarnaast is het evolutionair gezien voordeel om geur achter te laten om bv territorium aan te geven.
Wat is de reactie op thermoregulatie bij sympathische activatie?
Bij stress zal er eerst vasoconstrictie van vaten van de huid optreden want meeste bloed moet naar de spieren. Hier zijn A1 receptoren bij betrokken. Later zal er vasodilatatie optreden om warmte af te geven. En wordt zweet geproduceerd door activatie van M3 receptoren. Dit is functioneel want als activatie gebeurde door (nor)adrenaline en niet acetylcholine zou (nor)adrenaline kunnen lekken en grijpen op A1 receptoren waardoor vasoconstrictie optreedt. Zo zou er geen warmte afgegeven kunnen worden.
Er zitten thermoreceptoren in de huid, hersenen en ruggenmerg. In de hypothalamus zit de referentiewaarde opgeslagen en wordt de warmteproductie en afgifte bepaald. Als de temperatuur te hoog is bij de hypothalamus zal via terugkoppelingsmechanisme vasodilatatie optreden om warmte kwijt te raken.
Zodra er gemeten wordt door sensoren dat lichaamstemperatuur te hoog is zal er door comparator vergeleken worden met referentiewaarde en hierop aangepast worden via de effectoren. Dit zijn de huid, vaten en zweetklieren die neuronaal en metabool geactiveerd kunnen worden.
Wat is het effect van bijniermerg en sympathische zenuwstelsel?
Bijniermerg:
- Afgifte van epinefrine groter dan norepinefrine.
- De postganglionaire vezel die naar de bijniermerg leidt, stimuleert de chromaffiene cellen om adrenaline en noradrenaline af te geven.
- Preganglionaire vezels releasen Ach op nicotine-2-receptoren op chromafinecellen -> bijniermerg is tertiaire ganglion.
- De postganglionaire release van epinefrine komt in het bloed terecht en heeft een groot bereik en effect.
- Epinefrine en norepinefrine werken langer, worden trager uit circulatie verwijdert.
Sympathisch zenuwstelsel:
- Afgifte vooral norepinefrine
- Postganglionaire vezels zijn lang en synapsen op organen met adrenerge receptoren.
- Preganglionaire vezels releasen Ach op nicotine-2-receptoren
- Bereik is gelimiteerd op neurale niveau.
Hoe werkt gerefereerde pijn?
Pijn aan inwendige organen is vaak moeilijk te lokaliseren en wordt er uitstraling op een bepaalde lichaamsoppervlak gevoeld. De pijn wordt gevoeld omdat het tot dezelfde dermatoom behoort.
Zo wordt pijn van het hart gevoeld aan de binnenzijde van de linkerarm, omdat de viscerosensorische vezels van het hart en de somatosensorische vezels van de arm op dezelfde ruggenmergsegment binnenkomen. De afferente signalen worden in de hersenen in kaart gebracht op niveau van ruggenmerg, niet op precieze niveau van het orgaan, dit veroorzaakt referred pain.
