Thema 14 Gaswisseling en uitscheiding

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Gaswisseling

Het uitwisselen van gassen tussen omgeving en longen
Doel: zuurstof opnemen, koolstofdioxide afgeven
Dit zijn gassen die nodig zijn dan wel ontstaan bij verbranding
Door verbranding krijgt het lichaam energie voor de processen

Neusademhaling

Voordelen:

• neusharen: grote stofdeeltjes tegenhouden
• neusslijmvlies: buitenste laag: slijm: 
• kleine stofdeeltjes & ziekteverwekkers tegenhouden en   lucht vochtig maken, trilharen: slijm naar keel 
• bloedvaten: lucht verwarmd
• reukzintuig: keurt lucht

Binas 83A

structuur hemoglobine

Zuurstof gebonden aan hemoglobine

in longen 14 kPa, in minder actief weefsel ca 5 kPa, in actief weefsel 3 kPa

transport van koolstofdioxide

Koolstofdioxide kan op drie manieren van de weefsels naar de longen vervoerd: 

• opgelost als koolstofdioxide in het bloed, 
• gebonden aan hemoglobine, 
• met behulp van water omgezet in HCO3-.

Binas 83E

Tracheeën

Aan de stigma's zitten veel spieren. Door deze samen te laten trekken, komt lucht in de tracheeën.

Hoe ademen vissen

Gaswisseling bij vissen

Ademhaling

Er zijn twee manieren van ademhalen: borstademhaling en buikademhaling.

Beide berusten op het feit dat de longinhoud vergroot wordt. Dit gebeurt door aanspannen van de buitenste tussenribspieren of aanspannen spieren aan het middenrif. 

Hierdoor ontstaat een onderdruk, waardoor lucht naar binnen gezogen wordt. 

Bij uitademen ontspannen de spieren zich. Hierdoor gaat óf het borstbeen met de ribben naar beneden óf het middenrif omhoog. Er ontstaan een kleinere ruimte, waardoor er overdruk ontstaat en de lucht stroomt naar buiten.

Voor een diepe inademing worden ook de halsspieren gebruikt, voor een diepe uitademing worden de binnenste tussenribspieren ook aangespannen.

Anatomie

Grafiek druk

Ademvolume Binas 83B

regeling ademfrequentie

Het ademcentrum regelt de activiteit van de ademspieren. Hiervoor zitten er chemoreceptoren in de hersenstam, de wand van de aorta en de wand van de halsslagaders. Deze meten de pCO₂. Als er weinig zuurstof in het bloed zit, neemt de gevoeligheid voor toename van CO₂ toe. Door sneller en krachtiger samen te trekken, kan de hoeveelheid geventileerde lucht wel 20x zo groot worden.

Rekreceptoren in de gespierde wanden van de bronchi en bronchioli meten de mate van uitrekking, via feedback wordt de inademing gestopt en ga je uitademen.

Lever

Binas 82D

Functies

- regelt suikerspiegel

- verwerkt cholesterol

- maakt gal

- opslag ijzer aan ferritine, mineralen en vitaminen

- regelt vettransport en bouwt vetzuren om

- bouwt aminozuren om naar aminozuren of ureum

- stollingseiwitten maken, ontgiften, evt opslag gif

Transaminering: omzetten aminozuren

Desaminering, vorming ureum

Uitscheiding

Het verwijderen van schadelijke of overtollige stoffen uit bloed, weefselvloeistof of lymfe.

Ontlasting is dus géén uitscheiding!

Nieren en urinewegen 85A

Opbouw nier 85A

Werking nefron

Door hoge bloeddruk wordt het vocht met glucose, ionen en ureum uit het bloedplasma in het nierkapsel eruit geperst. Dit heet ultrafiltratie. 

Instinkvraag: dit proces kost geen zuurstof, door het kleinere volume vocht zit er dus relatief meer zuurstof in het bloed.

Kapsel van Bowman + glomerulus = lichaampje van Malpighi

Per dag 180 l voorurine. 

Veel stoffen mbv actief transport uit voorurine, bijv glucose: terugresorptie.

pH van het bloed geregeld door meer of minder CO₂ uitademen.

Binas 85C

Binas 85C

Lus van Henle en verder

Tegenstroomprincipe, osmotische waarde naar onderen toeneemt.

Tweede gekronkelde nierbuisje oiv aldosteron:

 actief transport van Na⁺ naar weefselvloeistof. 

ADH: invloed op permeabiliteit voor water van tweede gekronkelde nierbuisje en verzamelbuis.

Urine verzameld in nierbekken, afgevoerd via urineleiders. 

Via urine overtollig water en zouten afgevoerd: invloed op de osmotische waarde. 

Hoeveelheid uitgescheiden water: hormoon ADH: anti-diuretisch hormoon (anti-uitscheidingshormoon). Dus: hoe meer ADH, hoe minder water met urine uitgescheiden wordt.

Osmotische waarde intern milieu

Wordt geregeld via negatieve feedback.

Osmoreceptoren in hypothalamus meten osmotische waarde. Hypothalamus reageert met meer of minder ADH afgifte.

Osmoregulatie: 85D

Alcohol en cafeïne remmen productie ADH, dus minder terugresorptie, dus meer urine gevormd!

Regelen pH

Bufferen H⁺ ionen door NaHCO₃ en KA=koolzuur-anhydrase. H⁺ opgevangen door HCO₃^-, wordt H₂CO₃, door KA gesplitst in CO₂ en H₂O, CO₂ dan uitgescheiden.

pCO₂ wordt gemeten in halsslagader, aortaboog, hersenstam. pH te laag, dan teveel CO₂ opgelost, dus meer uitscheiden.

Teveel opgelost CO₂ heet acidose, te weinig opgelost CO₂ heet alkalose.

Bufferwerking door met name NaHCO₃.

Huid

De huid is het grootste orgaan

De onderste laag van de opperhuid (kiemlaag) 

deelt zich voortdurend.

De huid heeft een belangrijke rol in het

 handhaven van de temperatuur.

Vet is:  - bron van reservevoedsel

- isolerende laag

- bescherming van vitale organen

Regeling lichaamstemperatuur

De regeling van de lichaamstemperatuur wordt aangestuurd door de hypothalamus.

Een temperatuurzintuig registreert de bloedtemperatuur. De temperatuur van verderweg gelegen delen komen binnen via warmte- en koudezintuigen in de (leder)huid.

Afkoelen via huid

• verwijden van de bloedvaten, dus meer bloed stroomt door de huid (rode kleur), meer warmte afgegeven
• zweetklieren produceren zweet, verdamping kost energie, komt uit warmte van het lichaam

warmte vasthouden/warmer worden

• bloedvaten vernauwen zich, hierdoor minder bloed door huid, huid wordt bleker van kleur
• minder zweet gevormd
• haren gaan rechtovereind staan: kippevel: zorgt voor laagje stilstaande lucht=isolatie; bij mens weinig effect
• je gaat rillen, hierdoor meer verbranding, dus meer warmte

• opp/inhoud verhouding van belang: klein organisme heeft relatief veel oppervlakte tov inhoud, dus raakt makkelijk warmte kwijt!
• tegenstroomprincipe wordt vaak gebruikt om warmte in bloed te houden bij bijv poten op een koud oppervlak

het tegenstroomprincipe voorkomt verlies warmte