hoofdstuk 35 - audesirk

The Urinary System

Hoofdstuk 35

Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 1

HOMEOSTASEDeel 1


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”


Meercellig organismen


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


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


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


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


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


OC

HNH

HNH

Organismen op land + eieren

• Uitscheiding in ei onmogelijk

– behoefte aan minder giftige stikstofverbinding• urinezuur

– vogels, reptielen, insecten


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


NIEREN – BOUW & WERKINGDeel 2


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


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


Nefron

• Interactie tussen uitscheidingsstelsel en bloedvatenstelsel

• Bloedvatenstelsel

– Glomerulus = ‘bal’ vancapillairen

• Uitscheidingsstelsel

– nefron• kapsel van Bowman

• lis van Henle

• verzamelbuisje


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


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



• Lis van Henle (‘Loop of Henle’)

– afdalend deel• hoge permeabiliteit voor H2O

– veel aquaporines

• lage permeabiliteit voor zout– weinig Na+ / Cl- kanalen

– geresorbeerd• H2O



• 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



• Einde nierkanaaltje (distale tubulus)

– geresorbeerd• zouten

• H2O

• HCO3-

– bicarbonaat


Nefron – terugresorptie & excretie

• Verzamelbuisje

– terugresorptie• H2O

– excretie• geconcentreerde urine

naar blaas


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


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


NIEREN - HOMEOSTASEDeel 3


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


• 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


H2O

H2O

H2O


34

sensor

laag

verhogingterugresoptie

water en zouten in nier

sensor


angiotensine

nefron

JGA

renine

bijnier

aldosteron

JGA=JuxtaGlomerularApparatus


• 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



36

sensor

laag

verhogingterugresoptie

water en zouten in nier

sensor


angiotensine

renine

aldosteron

ADH

toename terugabsorptiewater / toename dorst

hypofyse

hoog

Einde


hoofdstuk 35 - audesirk

Education