9.4 Stoffentransport (klassikaal)

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Paragraaf 1 Dierenwelzijn

Paragraaf 9.4: Stoffentransport

Deze les:
- Bespreken 9.4 Stoffentransport

- Rekenen met zuurstofverzadiging + oefenen

Leerdoelen 9.4

1. De functie van bestanddelen van bloed, bloedplasma, weefselvloeistof en lymfe beschrijven.

2. Uitleggen hoe opname, transport en afgifte van O2 plaatsvindt en wat de rol van hemoglobine en myoglobine daarbij is.

3. Uitleggen hoe opname, transport en afgifte van CO2 plaatsvindt en wat de rol van hemoglobine daarbij is.

4. Rekenen met O2-verzadiging onder invloed van pCO2, pH en temperatuur (Bohr-effect) en daarbij gebruik maken van verzadigingsdiagrammen.

5. Uitleggen hoe door bufferende stoffen en ademhaling het pH van het bloed binnen de norm blijft en waarom dit belangrijk is.  

Te lage bloeddruk door hartritmestoornissen

Abdelhak Nouri zakte in elkaar tijdens een wedstrijd van Ajax door een hartritmestoornis. 

Na reanimatie op het veld werd hij per traumahelikopter naar het ziekenhuis gebracht. 

Daar werd ernstige en blijvende hersenschade geconstateerd. Vermoedelijk door te weinig zuurstoftoevoer naar de hersenen nadat hij neer was gegaan. 

         

Samenstelling bloed

Waarvoor dienen de bloedbestanddelen?

Eiwitten vormen een colloïd, ze zijn niet opgelost in het plasma maar zijn fijn verdeeld.

BINAS 84H

Bloedcellen

Per seconde produceert het beenmerg ongeveer 2,4 miljoen nieuwe rode bloedcellen. Na circa 100 tot 120 dagen worden de rode bloedcellen gedood en gerecycled door macrofagen, een type witte bloedcel. Het menselijk lichaam bevat 20 tot 30 biljoen rode bloedcellen, ongeveer 84% van alle lichaamscellen.

Elke dag wordt een zelfde aantal afgebroken in milt en lever.

BINAS 84I

Rode bloedcellen

Veel topsporters doen aan hoogtetrainingen

Wat is daar het voordeel van?

Rode bloedcellen

Rode bloedcellen vervoeren 70x meer O₂ dan kan worden opgelost in het bloedplasma

Hoe is dat mogelijk?

Hemoglobine

Elk hemoglobine-molecuul kan 4 O2 moleculen binden.

Dan ontstaat HbO2 (oxihemoglobine)

De bindingsreactie is een evenwichtsreactie: Hb + O2 <-> HbO2

Dit is een oxigenatie: een binding die makkelijk verbreekt 

Hemoglobine en zuurstof

Zuurstofconcentratie is pO2 / zuurstofdruk

Het verzadigingspercentage (hoeveelheid HbO2) wordt bepaald door verschillende omgevingsfactoren

Verzadigingspercentage (BINAS 83D)

Rekenen met verzadigingscurves

Hoeveel % zuurstof wordt er afgegeven in een weefsel (bijvoorbeeld een spier) als de zuurstofdruk bij de longen 14kPa is en in het weefsel 4kPa, wanneer je geen rekening houdt met de pCO2, T of pH?

Stappen bij uitwerking

1. pO2=14 (na longen)

..% verzadiging

2. pO2=4 (in weefsel)

..% verzadiging

3. Afgifte:

Rekenen met verzadigingscurves

Hoeveel % zuurstof wordt er afgegeven in een weefsel (bijvoorbeeld een spier) als de zuurstofdruk bij de longen 14kPa is en in het weefsel 4kPa bij temperatuur van 37C  en  een pCO2 in (spier)weefsel van 8kPa?

Invloed pCO2

Na longen:

pCO2=

pO2=14

verzadiging? 

Aflezen in groene grafiek, PCO2 is 8,0 kPa

Weefsel:

pCO2=8

pO2=4

verzadiging? Aflezen in groene grafiek

Berekening:

Na longen:

pCO2= 8kPa

pO2=14

verzadiging = 95 %

Weefsel:

pCO2=8

pO2=4

verzadiging=46%

--> verschil= 95-46= 49% afgifte van zuurstof aan weefsel

vervolg zuurstofverzadigingsdiagrammen

Hoe groot is de pO2 van bloed dat de longen verlaat?

Hoe groot is dan het verzadigingspercentage met zuurstof van het bloed?

Hoe groot is het verzadigingspercentage 

bij een pO2 van 2,6 kPa?

Hoeveel ml zuurstof heeft het bloed dan per 100ml afgestaan aan de cellen in de weefsels?

Nogmaals het Bohr effect: 

De eigenschappen van hemoglobine veranderen onder invloed van temperatuur, CO2 concentratie en zuurgraad.

Hardwerkende spieren hebben een hogere temperatuur, meer CO2 en een lagere pH (hogere zuurgraad) en krijgen meer O2.

Temperatuur

Bij hogere temperaturen wordt 

makkelijker zuurstof afgegeven.

De verzadiging bij dezelfde 

pO₂ is namelijk lager.

0% Hb

100% HbO2

100% Hb

0% HbO2

pH

In een zuurder milieu wordt makkelijker

zuurstof afgegeven bij dezelfde

zuurstofdruk.

De verzadiging bij dezelfde

pO2 is namelijk lager.

0% Hb

100% HbO2

100% Hb

0% HbO2

Myoglobine

Hemoglobine is niet het enige eiwit dat in een lichaam zuurstof kan transporteren.

Wanneer het zuurstof uit het bloed naar de spieren gaat dan wordt het daar gebonden aan myoglobine.

Dat eiwit zorgt ervoor dat de zuurstof uiteindelijk bij de mitochondriën komt.

Hemoglobine in de rode bloedcellen zal ook zuurstof afstaan aan het foetaal hemoglobine in een menselijke foetus.

Er zijn 3 globines: Myglobine, hemoglobine volwassene en hemoglobine foetus. Welke lijn hoort bij welk globine?

CO2 afvoeren

CO2 werkt op twee manieren verlagend op het oxiHb-gehalte van het bloed:

1. Het neemt de plek van O2 over in de heemgroep door de hogere affiniteit
2. Het geeft een daling van de pH van het bloed wat leidt tot minder O2-binding aan Hb

Hoe werkt koolstofdioxidetransport? 

Koolstofdioxidetransport

1. In rode bloedcel: CO2 + H2O -> H2CO3
   mbv koolzuurhydrase
2. H2CO3 lost op in water en splitst naar
   H+ en HCO3-
3. H+ bindt aan hemoglobine tot HbH
   Hierdoor laat eventueel gebonden O2 los!
4. HCO3- diffundeert naar plasma, Cl- naar
   rode bloedcellen

BINAS 83E 

Opdr 1

Koolstofdioxidetransport

Beschrijf de stappen die in de longen plaatsvinden. 

'Lees' de tekening in BINAS tabel 83E.

Koolstofdioxidetransport

1. O2, Cl- en HCO3- diffunderen de rode bloedcel in.

2. O2 bindt aan Hb, H+ en CO2 komen vrij.

3. H+ en HCO3- vormen H2CO3

4. H2CO3 valt uiteen in H2O en CO2

5. CO2 diffundeert de cel uit, het bloedplasma in en richting het longblaasje.

Zuurgraad bloed

De zuurgraad van de omgeving heeft invloed op de werking van enzymen en andere eiwitten. Daarom is het belangrijk dat de zuurgraad van bloed zo constant mogelijk blijft (pH 7,36-7,4).

Leerdoelen 9.4

1. De functie van bestanddelen van bloed, bloedplasma, weefselvloeistof en lymfe beschrijven.

2. Uitleggen hoe opname, transport en afgifte van O2 plaatsvindt en wat de rol van hemoglobine en myoglobine daarbij is.

3. Uitleggen hoe opname, transport en afgifte van CO2 plaatsvindt en wat de rol van hemoglobine daarbij is.

4. Rekenen met O2-verzadiging onder invloed van pCO2, pH en temperatuur (Bohr-effect) en daarbij gebruik maken van verzadigingsdiagrammen.

5. Uitleggen hoe door bufferende stoffen en ademhaling het pH van het bloed binnen de norm blijft en waarom dit belangrijk is.  

Huiswerk

Zelfstandig afronden 9.4 (maken 1 tm 9)

+

Lezen 9.5 ter voorbereiding volgende les