Download - Hoofdstuk 35 - Audesirk
The Urinary System
Hoofdstuk 35
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 1
HOMEOSTASEDeel 1
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 2
Aanpassing vs. regulatie
• Twee evolutionaire opties
– reguleren van het interne milieu• relatief constante intern milieu
– aanpassen aan het externe milieu• intern milieu fluctueert met extern milieu
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010
3
aanpassen
thermoregulatie
reguleren
aanpassen
osmoregulatie
reguleren
Homeostase
• De balans handhaven
– Dierlijk lichaam moet veel systemen reguleren• temperatuur
• bloedsuikerspiegel
• energie productie
• vochtbalans + afgifte van afvalstoffen
• voedingsstoffen
• ionenbalans
• celgroei
– “Steady state”
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 4
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 5
Meercellig organismen
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 6
O2
CHO
CHO
az
az
CH
CO2
NH3az
O2
CH
az
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2 CO2
CO2
CO2
CO2
NH3
NH3 NH3
NH3
NH3
NH3
NH3NH3
O2
az
CH
az
CHO
O2
• Diffusie te langzaam!
• Evolutie systeem voor uitwisseling
• nutrienten verdelen• bloedvatenstelsel
• afval verwijderen• uitscheidingsstelsel
Meercellige organismen
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 7
az
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2 CO2
CO2
CO2
CO2
NH3
NH3 NH3
NH3
NH3
NH3
NH3NH3
O2
az
CH
CHO
O2
Systemen die noodzakelijk zijn om meercellige organismen mogelijk te maken!
Osmoregulatie
• Waterbalans
– zoet water• hypotoon
• water in cellen + verlies zouten
– zout water• hypertoon
• water uit cellen
– land• droog milieu
• water behouden essentieel
• zouten behouden kan essentieel zijn
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 8
hypotoon
hypertoon
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010
Afvalproducten
9
CO2 + H2O
|
| ||H
HN C–OH
O
R
H
–C–NH2 =
ammonia
veel!
weinig!
• Welke producten?
– bouwstenen voedsel• koolhydraten = CHO CO2 + H2O
• vetten = CHO CO2 + H2O
• eiwitten = CHON CO2 + H2O + N
• nucleïnezuren = CHOPN CO2 + H2O + P + N
Stikstofverbindingen verwerken
• Ammonia
– zeer giftig• carcinogeen
– zeer oplosbaar• passeert celmembranen
– verdunnen en afvoeren!
• Methode om van stikstofverbindingen af te komen hangt af van:
– wie je bent (evolutionair)
– waar je leeft
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 10
Stikstofverbindingen verwerken• In water
– waterverlies geen probleem
– ammonia
• meest giftig
• Op land– waterverlies een probleem
– ureum
• minder giftig
• Op land + eieren– waterverlies een probleem
– embryo in ei beschermen
– ureumzuur
• minst giftigSint Oelbertgymnasium - 2009/2010 11
Organismen in zoetwater
• Water en stikstofverbindingen verwijderen
– Water verwijderen• Overmaat water gebruikt om ammonia te verdunnen en uit te
scheiden– sterk verdunde urine
• Ammonia diffundeert ook via kieuwen
– Verlies aan zouten compenseren• terugresorptie in nieren en/of actief transport via kieuwen
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 12
Organismen op land
• Water schaars: lastig om ammonia te verdunnen
– ammonia omzetten• ureum = groter molecuul = minder goed oplosbaar = minder
giftig– 2 NH2 + CO2 = ureum
– geproduceerd in de lever
– nieren• filter opgeloste stoffen
• terugresorptie H2O (+ gewenste opgeloste stoffen)
• afval uitscheiden– urine = ureum, zouten, overmaat suiker en water
– urine is sterk geconcentreerd
– geconcentreerd ammonia zou te giftig zijn
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 13
OC
HNH
HNH
Organismen op land + eieren
• Uitscheiding in ei onmogelijk
– behoefte aan minder giftige stikstofverbinding• urinezuur
– vogels, reptielen, insecten
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 14
Urinezuur
• Groot molecuul
• Slaat neer
– schaadt het embryo in een ei niet
– volwassen vogels maken ook nog gebruik van uitscheiding d.m.v. urinezuur• niet vloeibaar, witte ‘pasta’
• een reden waarom de meeste mannelijke vogels geen penis hebben
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 15
NIEREN – BOUW & WERKINGDeel 2
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 16
Nieren
• Zouten uit bloed filteren + terugresorptie water en gewenste zouten
• Functies
– filtratie• water en opgeloste stoffen
– terugresorptie• selectief water en opgeloste stoffen resorberen
– secretie• actief ongewenste stoffen in urine transporteren
– excretie• geconcentreerde urine uit lichaam verwijderen
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 17
Nieren
nier
urineblaas
urineleider
urinebuis
nierader & nierslagader
nefron
epitheelcellen
bijnieronderste
holle ader
aorta
Nefron
• Niereenheid
– 1 miljoen nefronen per nier
• Functie
– filteren urea en andereopgeloste stoffen (suiker, zouten)
– bloedplasma in nefron gefilterd• hoge druk
– selectieve terugresorptie van water engewenste opgeloste stoffen• grotere controle en flexibiliteit
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 19
Nefron
• Interactie tussen uitscheidingsstelsel en bloedvatenstelsel
• Bloedvatenstelsel
– Glomerulus = ‘bal’ vancapillairen
• Uitscheidingsstelsel
– nefron• kapsel van Bowman
• lis van Henle
• verzamelbuisje
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 20
Begin nierkanaaltje
Eindenierkanaaltje
Glomerulus
VerzamelbuisjeLis van Henle
Aminozuren
Glucose
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
Na+ Cl-
Mg++ Ca++
Kapsel van Bowman
Na+ Cl-
Nefron - filtratie
• In de glomerulus
– Gefilterd:• water
• glucose
• zouten/ionen
• ureum
– Niet gefilterd• cellen
• eiwitten
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 21
Hoge bloeddruk in nieren: filtert water en opgeloste stoffen uit het bloedvat
GROOT probleem wanneer je van nature een hoge bloeddruk hebt: beschadiging nieren
Nefron - terugresorptie
• Begin nierkanaaltje (proximale tubulus)
– terugresorptie in bloed• NaCl
– actief transport Na+
– CL- volgt middels diffusie
• H2O
• glucose
• HCO3-
– bicarbonaat
– buffer voor pH bloed
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 22
Nefron - terugresorptie
• Lis van Henle (‘Loop of Henle’)
– afdalend deel• hoge permeabiliteit voor H2O
– veel aquaporines
• lage permeabiliteit voor zout– weinig Na+ / Cl- kanalen
– geresorbeerd• H2O
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 23
Nefron - terugresorptie
• Lis van Henle (‘Loop of Henle’)
– stijgend deel• lage permeabiliteit voor H2O
• Cl- pomp
• Na+ volgt middels diffusie– andere membraaneiwitten
– geresorbeerd• zouten
– houdt osmotische waardeop peil
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 24
Nefron - terugresorptie
• Einde nierkanaaltje (distale tubulus)
– geresorbeerd• zouten
• H2O
• HCO3-
– bicarbonaat
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 25
Nefron – terugresorptie & excretie
• Verzamelbuisje
– terugresorptie• H2O
– excretie• geconcentreerde urine
naar blaas
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 26
Nefron – osmotische waarde
• Hoe vindt terugresorptie plaats?
– sterke osmotische controleom de energetische kostenvan excretie te beheersen
– Waar mogelijk gebruik makenvan diffusie i.p.v. actief transport
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 27
Samenvatting
• Niet gefilterd
– cellen
– eiwitten
• Terugresorptie d.m.v. actief transport
– Na+, Cl-, aminozuren, glucose
• Terugresorptie d.m.v. diffusie
– Na+, Cl-, H2O
• Excretie
– ureum, overschot opgeloste stoffen (glucose, zouten), gifstoffen, drugs
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 28
NIEREN - HOMEOSTASEDeel 3
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 29
Negatieve feedback
30
sensorhoog
laag
hormoon / zenuwsignaal
verlaging factor(richting setpoint)
hormoonklier / zenuwstelsel
verhoging factor(richting setpoint)
hormoonklier / zenuwstelsel
sensor
specifieke lichamelijke factor
hormoon / zenuwsignaal
Handhaven lichaamstemperatuur
31
sensorhoog
laag
zenuwsignaal
zweten/ verwijdenbloedvaten huid
hersenen
rillen/ vernauwenbloedvaten huis
hersenen
sensor
lichaamstemperatuur
zenuwsignaal
Osmotische waarde bloed
32
sensorhoog
ADH
toename terugabsorptiewater / toename dorst
hypofyse
ADH=Anti-Diuretisch Hormoon
sensor
osmotische waarde bloed
Osmotische waarde bloed
• Hoge osmotische waarde bloed
– teveel opgeloste stoffen in het bloed• dehydratatie, dieet met hoge zoutconcentratie, etc
– dorst = meer drinken
– afgifte ADH vanuit de hypofyse• Anti-Diuretisch Hormoon
– Verhoogt de permeabiliteit van het verzamelbuisjeen terugabsorptie van water in nieren• verhoging terugresorptie water in bloed
• verminderen van urineproductie
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 33
H2O
H2O
H2O
Osmotische waarde bloed
34
sensor
laag
verhogingterugresoptie
water en zouten in nier
sensor
osmotische waarde bloed
angiotensine
nefron
JGA
renine
bijnier
aldosteron
JGA=JuxtaGlomerularApparatus
Osmotische waarde bloed
• Lage osmotische waarde bloed
– JGA geeft renine af in de nier
– renine zet angiotensinogen om in angiotensine
– angiotensine zorgt ervoor dat arteriolen samentrekken• toename bloeddruk
– angiotensine zorgt voor een afgifte van aldosteronedoor de bijnier
– toename terugresorptie water en NaCl in de nier• meer water en zouten in het bloed
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 35
Osmotische waarde bloed
36
sensor
laag
verhogingterugresoptie
water en zouten in nier
sensor
osmotische waarde bloed
angiotensine
renine
aldosteron
ADH
toename terugabsorptiewater / toename dorst
hypofyse
hoog
Einde
Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 37