Na dit hoofdstuk
Dit kun je uitleggen
- Je kunt in een context beschrijven wat de bouw, werking en functie zijn van gaswisselingsorganen van eukaryoten, in het bijzonder van de mens.
- Je kunt in een context uitleggen op welke wijze longventilatie tot stand komt en wordt geregeld.
- Je kunt in een context beschrijven wat de bouw, werking en functie zijn van uitscheidingsorganen van eukaryoten, in het bijzonder van de mens.
- Je kunt in een context toelichten wat de rol is van de lever, de nieren, de longen en de huid bij uitscheidingprocessen.
- Je verbindt gaswisseling met hemoglobine en CO₂-transport.
- Je verklaart de invloed van oppervlak, afstand en drukverschil.
- Je volgt opgenomen stoffen via de poortader naar de lever.
- Je koppelt leverfuncties aan glucosehuishouding, ureumvorming en gal.
Kernredenering
Zo hangt de stof samen
Verbind ventilatie met diffusie en transport. Volg afvalstoffen naar lever en nieren en verklaar hoe waterterugresorptie de samenstelling van het bloed beïnvloedt.
Bouw van de luchtwegen
Gaswisseling is de uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide met de omgeving. Ze verloopt altijd door diffusie, en dus altijd over een dun, vochtig en groot oppervlak.
Bij de mens gaat de lucht via neus- en keelholte door de luchtpijp, die door kraakbeenringen open blijft, naar de twee bronchiën. Die splitsen zich steeds verder tot de kleinste buisjes uitkomen op de longblaasjes. Daar, en alleen daar, vindt de gaswisseling plaats: de wand is één cellaag dik en ligt tegen een dicht net van haarvaten aan.
De luchtwegen erboven doen niet aan gaswisseling mee, maar maken de lucht wel warm, vochtig en schoon: slijm vangt vuil en trilhaarcellen voeren het af.
Kernbegrippen
- gaswisseling
- Uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide tussen organisme en omgeving; verloopt altijd door diffusie over een dun, vochtig oppervlak.
- longen
- Paar organen met miljoenen longblaasjes waarin het bloed zuurstof opneemt en koolstofdioxide afgeeft.
- luchtpijp
- Buis met kraakbeenringen tussen keelholte en bronchiën, die door trilhaarcellen en slijm wordt schoongehouden.
Ventilatie en de regeling ervan
De longen bewegen zichzelf niet. Het middenrif en de tussenribspieren vergroten de borstholte; door de onderdruk in de interpleurale ruimte volgen de longen die beweging en stroomt er lucht naar binnen. Uitademen gaat in rust vanzelf, doordat de spieren ontspannen en het weefsel terugveert.
De volumes hebben vaste namen. De vitale capaciteit is wat je na maximaal inademen nog kunt uitademen; het restvolume blijft altijd achter, zodat de longblaasjes niet dichtklappen. Samen vormen ze de longcapaciteit. De dode ruimte is de lucht in de luchtwegen die niet aan gaswisseling toekomt.
De regeling loopt via het ademhalingscentrum in de hersenstam. Dat reageert vooral op chemoreceptoren die de koolstofdioxidedruk en de zuurgraad meten — ook een sterke daling van de zuurstofdruk kan via perifere chemoreceptoren invloed hebben. Onder normale omstandigheden speelt CO₂/pH een grote rol.
Kernbegrippen
- ademhalingsspieren
- Middenrif en tussenribspieren; door samen te trekken vergroten ze de borstholte, zodat lucht naar binnen stroomt.
- ventilatiebewegingen
- Het afwisselend groter en kleiner maken van de borstholte, waardoor lucht de longen in en uit gaat.
- longcapaciteit
- Totale hoeveelheid lucht die in de longen past: de vitale capaciteit plus het restvolume.
De uitscheidingsorganen
Uitscheiding is het afgeven van afvalstoffen die in het lichaam zelf zijn ontstaan. Onverteerde resten in de ontlasting horen er niet bij: die zijn nooit opgenomen geweest.
Vier organen doen mee. De lever breekt overtollige aminozuren af tot ureum en verwerkt versleten rode bloedcellen tot galkleurstof; hij is opgebouwd uit leverlobjes. De nieren scheiden ureum, zouten en water uit als urine. Ze bestaan uit een schors met de nierlichaampjes en een merg met de lussen en verzamelbuizen; de werkende eenheid is de niereenheid, met een glomerulus in een kapsel van Bowman en daarachter het nierbuisje. De longen scheiden koolstofdioxide en waterdamp uit, en de huid via de zweetklieren water, zout en wat ureum.
Kernbegrippen
- uitscheiding
- Afgifte van afvalstoffen die in het lichaam zelf zijn ontstaan; onverteerde resten in de ontlasting horen er niet bij, want die zijn nooit opgenomen.
- lever
- Orgaan dat overtollige aminozuren afbreekt en de stikstof daaruit als ureum afgeeft, en versleten rode bloedcellen tot galkleurstof verwerkt.
- leverlobje
- Bouwsteen van de lever: rijen levercellen rond een centrale ader, met daartussen bloedvaten en galkanaaltjes.
Van bloed naar urine
In de glomerulus perst de hoge bloeddruk water en kleine opgeloste deeltjes het kapsel van Bowman in: ultrafiltratie. Bloedcellen en plasma-eiwitten blijven achter. Wat er ontstaat heet voorurine — in samenstelling bloedplasma zonder eiwitten.
In het nierbuisje wordt vrijwel alles wat bruikbaar is teruggehaald: glucose, aminozuren, zouten en veruit het meeste water. Wat overblijft is urine. Hoeveel water er terugkomt regelt ADH: dat maakt de verzamelbuizen doorlaatbaarder, waardoor er minder en geconcentreerdere urine ontstaat. Zo houdt het lichaam de osmotische waarde van het inwendig milieu constant.
De lever levert daarnaast gal, met galzouten die vet emulgeren en grotendeels worden hergebruikt, en galkleurstof die als afvalstof wordt afgevoerd.
Kernbegrippen
- gal
- Vloeistof van de lever met galzouten en galkleurstof; voert afbraakproducten af en emulgeert vet.
- galzouten
- Bestanddeel van gal dat vet emulgeert en na de vertering grotendeels weer wordt opgenomen.
- galkleurstof
- Afbraakproduct van hemoglobine dat met de gal wordt afgevoerd en de ontlasting zijn kleur geeft.
Gaswisseling verbinden met het bloed
Ventilatie brengt lucht in de longen; diffusie verplaatst zuurstof en koolstofdioxide tussen longblaasjes en bloed. De richting volgt het verschil in partiële druk, de bijdrage van één gas aan de totale druk. Een groot uitwisselingsoppervlak, kleine afstand en blijvend drukverschil ondersteunen snelle uitwisseling.
Zuurstof bindt voor het grootste deel aan hemoglobine in rode bloedcellen. In de longen is de zuurstofdruk hoog en bindt hemoglobine zuurstof; in weefsels waar zuurstof wordt verbruikt kan zuurstof loslaten en naar de cellen diffunderen. Een klein deel is opgelost in het plasma. Het aantal rode bloedcellen en de hoeveelheid functioneel hemoglobine beïnvloeden de transportcapaciteit.
Cellen geven bij aerobe dissimilatie koolstofdioxide af. Dat gaat naar het bloed en wordt voor een groot deel omgezet in waterstofcarbonaat. Kleinere hoeveelheden reizen opgelost of gebonden aan eiwitten. In de longen kan opnieuw CO₂ ontstaan dat naar de longlucht diffundeert en wordt uitgeademd. Deze omzettingen verbinden CO₂-transport met de zuurgraad van het bloed.
Bij inspanning moeten ventilatie, doorbloeding en celstofwisseling op elkaar aansluiten. Alleen sneller ademen geeft niet vanzelf genoeg zuurstoftransport als bijvoorbeeld de doorbloeding beperkt is. Volg in een verklaring steeds de route: lucht, longoppervlak, bloed, weefselvloeistof en cel.
Kernbegrippen
- Partiële druk
- Bijdrage van één gas aan de totale druk van een mengsel.
- Hemoglobine
- Eiwit in rode bloedcellen dat onder meer zuurstof reversibel bindt.
- Waterstofcarbonaat
- Ion waarin veel koolstofdioxide in het bloed wordt vervoerd.
De lever als regel- en verwerkingsorgaan
De poortader voert bloed uit veel delen van het verteringsstelsel naar de lever. Daardoor bereiken opgenomen stoffen de lever voordat zij in grote hoeveelheden naar de rest van het lichaam worden verspreid. De leverslagader levert daarnaast zuurstofrijk bloed. Via leveraders gaat bloed terug naar de grote bloedsomloop.
Levercellen zetten stoffen om en slaan reserves op. Bij hoge glucosebeschikbaarheid kan glycogeen worden opgebouwd; wanneer glucose nodig is, kan glycogeen worden afgebroken. Insuline en glucagon verbinden die reacties met de regeling van bloedglucose. De lever kan ook uit andere stoffen glucose vormen.
Aminozuren kunnen niet als aparte voorraad worden opgeslagen zoals glycogeen. Bij afbraak wordt de stikstofhoudende groep verwijderd; de lever zet giftige ammoniak om in ureum. Ureum gaat via het bloed naar de nieren en wordt daar uitgescheiden. De lever breekt ook veel lichaamsvreemde stoffen af, maar die capaciteit is begrensd en afbraakproducten zijn niet altijd onschadelijk.
Gal wordt in de lever gemaakt. Galzouten helpen vet verdelen in druppeltjes en zijn geen enzymen. Galkleurstoffen ontstaan bij afbraak van hemoglobine. Verbind bij een levervraag steeds aanvoer, omzetting, opslag en afvoer met de juiste vaten of organen.
Kernbegrippen
- Poortader
- Bloedvat dat bloed van veel spijsverteringsorganen naar de lever voert.
- Glycogeen
- Vertakt glucosepolymeer dat onder meer in lever en spieren als reserve dient.
- Deaminering
- Verwijderen van een aminogroep bij de afbraak van een aminozuur.
De huid en temperatuurregeling
De huid vormt een grens met de omgeving. De opperhuid beperkt binnendringen van ziekteverwekkers en verlies van water; de lederhuid bevat onder meer bloedvaten, receptoren en zweetklieren. Onderhuids vet helpt isoleren en dient als energiereserve. Het huidoppervlak is daarmee zowel een beschermende barrière als een plaats waar warmte wordt uitgewisseld.
Bij een stijgende lichaamstemperatuur kan de doorbloeding van de huid toenemen. Daardoor komt meer warmte uit het bloed bij het oppervlak. Verdamping van zweet onttrekt warmte aan de huid. Zweet dat zonder verdamping wegloopt, koelt veel minder door dit mechanisme. Een hoge luchtvochtigheid beperkt verdamping.
Bij koude neemt de huiddoorbloeding doorgaans af en kan rillen de warmteproductie verhogen. De hypothalamus verbindt signalen van temperatuurreceptoren met reacties van effectoren. Bij koorts is de gereguleerde temperatuur tijdelijk anders ingesteld; daardoor kan iemand zich koud voelen terwijl de temperatuur al verhoogd is.
Zweet bevat vooral water en zouten en kleine hoeveelheden andere stoffen. De nieren verzorgen het grootste deel van de regeling van water en afvalstoffen. Ontlasting is geen vergelijkbare uitscheiding van stofwisselingsafval: onverteerde resten zijn meestal nooit in het inwendige milieu opgenomen.
Kernbegrippen
- Verdampingswarmte
- Energie die aan de omgeving wordt onttrokken wanneer een vloeistof verdampt.
- Hypothalamus
- Hersengebied dat onder meer temperatuur, waterhuishouding en hormonale processen regelt.
Veelgemaakte denkfout
Let hierop
Ventilatie, gaswisseling en cellulaire dissimilatie zijn geen synoniemen.
Actief ophalen
Controleer of je het begrijpt
Beantwoord deze vragen zonder terug te kijken. Kun je de tussenstappen hardop uitleggen, dan beheers je de kern beter dan wanneer je de tekst alleen herkent.
- Waarom is een dun en groot uitwisselingsoppervlak nuttig?
- Welke stoffen blijven bij filtratie in het bloed?
- Wat gebeurt er met urinevolume wanneer ADH de waterterugresorptie verhoogt?
Verantwoording
De inhoud is door BiologieBoost geselecteerd voor HAVO · Biologie voor jou · leerjaar 5, met het landelijke examenprogramma als inhoudelijke basis. De methode-indeling is gecontroleerd aan de openbare inhoudsopgaven van Noordhoff en Malmberg. De uitleg, voorbeelden en zelfcheck zijn eigen werk; deze pagina is geen officiële uitgeversuitgave. Begrippen uit de oorspronkelijke CvTE-lijst zijn geselecteerd voor dit programma. Biologische naslag: OpenStax Biology.
Lees de volledige werkwijze op Bronvermelding en meld een inhoudelijke fout via contact@biologieboost.nl.
Van begrijpen naar toepassen
Oefen verder met gaswisseling en uitscheiding
Herhaal de kernbegrippen met flitskaarten en pas de redeneringen toe in examenopgaven.