Spijsvertering en uitscheiding - Biologie - Theorie - Toelatingsexamens arts en tandarts

Spijsvertering en uitscheiding

Spijsvertering en uitscheiding

Voorwoord

Deze theoriehoofdstukken werden in eerste instantie samengesteld om in de theorie te voorzien die vereist is voor het afleggen van de toelatingsexamens arts en tandarts, maar heeft mettertijd een bredere bestemming gekregen, waardoor meer theorie voorzien is dan gekend moet zijn voor het toelatingsexamen. Toch is de theorie relatief beknopt gehouden: ze is vooral bedoeld voor wie het allemaal al eens gezien heeft en wil herhalen en daardoor zijn basis verstevigen. Ik denk dat ze daardoor nuttig kan zijn bij de voorbereiding van die toelatingsexamens, voor olympiades of voor een herhaling van leerstof voor het aanvangen van hogere studies. Maar als je besluit dit document te gebruiken voor welke test dan ook, check dan zelf welke leerstof gekend moet zijn op de officiële sites.
De auteur van dit document kan in geen enkel geval aansprakelijk gesteld worden voor eventuele gevolgen van of schade die kan ontstaan uit het gebruik van dit document.

Wat is vertering?

Vertering is de chemische afbraak van grote chemische structuren in voedsel tot kleinere door enzymen.
De voedingsstoffen leveren de nodige energie voor onze activiteiten, bijvoorbeeld om onze spieren te bewegen.
De voedingsstoffen worden verteerd en door de darmwand opgenomen, waarna ze door bloed en lymfe getransporteerd worden naar alle delen van ons lichaam.
De mitochondriën in de cellen voorzien daarna in de verbranding om energie vrij te maken.

De mond

In de mond wordt het voedsel met speeksel vermengd zodat het makkelijker glijdt door keel en slokdarm.
Het speeksel bevat ook amylase voor afbraak van zetmeel tot glucose.
Speeksel bevat ook antilichamen ter bescherming van het lichaam tegen indringers. Ook is er voedselverkleining door middel van de tanden.
De pH van de mondholte is 7 en de temperatuur 37°C, hetgeen ideaal is voor de werking van enzymen zoals amylase.

Slokdarm

De slokdarm heeft als functie het omlaag duwen van voedselbrokken. De spieren in de slokdarm wand vormen hiervoor een ritmische, zogenaamde peristaltische beweging.
De binnenwand is bekleed met een slijmvlies.

Maag

De maag scheidt slijm af om de voedselbrij te laten glijden. Ook beschermt het slijm de maagwand tegen maagzuur en eigen enzymen.
Maagzuur zorgt voor de zure omgeving (pH = 2) voor afbraak van eiwitten en doodt schadelijke bacteriën.
De maag bevat het enzym pepsine voor afbraak van eiwitten. De maag is gespierd voor mengen van voedselbrij.

Twaalfvingerige darm

De twaalfvingerige darm is het eerste deel van dunne darm.
Hier worden eiwitten, vetten en zetmeel verteerd met behulp van gal van de lever en enzymen van de alvleesklier in het alvleessap.
Vetten worden door lipase afgebroken tot glycerol en vetzuren
Het alvleessap bevat nog andere enzymen die voor de afbraak van eiwitten en zetmeel zorgen.
De galzouten splitsen de vetdruppeltjes in kleinere druppeltjes, zodat de vetafbraak sneller gebeurt.

Dunne darm

In de dunne darm gebeurt de absorptie van voedingsstoffen: glucose, aminozuren, glycerol. De dunne darm is rijkelijk doorbloed en sterk geplooid in darmplooien met daarop darmvlokken. Dit laatste is nodig om de absorptieoppervlakte te vergroten.
Als de dunne darm met voedsel gevuld is trekken de darmspieren samen en wordt de voedselbrij heen en weer bewogen, gekneed en met darmsappen vermengd.
De voedingsstoffen worden door bloedhaarvaten en lymfevaten (voor wat betreft een deel van de vetten) in de darmwand opgenomen. Ze worden zo snel mogelijk naar de lever gebracht voor controle.

Lever

De lever speelt een belangrijke rol bij het metabolisme, is ook een uitscheidingsorgaan en heeft een ontgiftende werking.
Zo breekt de lever vetten en aminozuren af. Stoffen die ontgiftigd zijn, worden via het bloed door de nieren uitgescheiden.
De lever bouwt ook stoffen op, zoals glycogeen uit glucose.
De lever heeft een belangrijke taak in het op peil houden van stoffen in ons lichaam (homeostase).

Lever

De levercellen scheiden ook gal af, die door de galkanaaltjes naar de galblaas afgevoerd worden.
Gal bevat o.a. galzouten, die een belangrijke rol spelen bij het emulgeren van vetten en het activeren van lipasen.
Emulgeren is het opsplitsen van de vetdruppeltjes in kleinere druppeltjes zodat ze beter oplossen.
De galzouten worden uit cholesterol gemaakt en spelen zo een belangrijke rol in de verwijdering van cholesterol uit het lichaam. Meer dan 90% van de geproduceerde galzouten wordt in de darm opnieuw geabsorbeerd en weer naar de lever gevoerd.

Dikke darm en endeldarm

In de dikke darm wordt water gerecupereerd uit onverteerde resten en worden zouten en vitaminen opgenomen.
Hier zullen verschillende soorten bacteriën (darmflora) mee voedsel helpen verteren en zorgen voor aanmaak van vitamine K.
Zo ontstaat de ontlasting (feces). Hiermee bedoelen we de onverteerde resten.
Als de functie van de dikke darm verstoord is (bvb. door een infectie), wordt er geen water teruggenomen (geresorbeerd). Hierdoor wordt de ontlasting dun en vloeibaar (diarree).
In de endeldarm gebeurt de opslag van de ontlasting.

Glucose

Glucose is de belangrijkste bron van energie voor de levende cel.
De lever is verantwoordelijk voor het op peil houden van het glucosegehalte.
Als de lever niet meer functioneert, begint het glucosegehalte te dalen.
Glucose wordt in de lever en spieren opgeslagen onder de vorm van glycogeen. Dit is net als zetmeel een polymeer van glucose. Glycogeen kan weer afgebroken worden tot glucose.
Bij te grote aanvoer zal de lever een deel van de glucose omzetten in vetweefsel: men verdikt.

Overzicht suikermetabolisme

glucose
Vetweefsel
vetten
glycogeen
glucose
Spieren
glycogeen
energieproductie
glucose in het bloed
suikers in de voeding
glucose in de darm

Hormonale regeling

Regeling van opslag en vrijgave van glucose gebeurt hormonaal door:
Insuline
Glucagon
Beide hormonen worden afgescheiden door eilandjes van Langerhans in de alvleesklier (pancreas).

Insuline

Insuline regelt het glucosegehalte van het bloed.
Als het glucosegehalte in het bloed hoog is, wordt meer insuline afgescheiden.
Hierdoor worden de spieren en levercellen aangezet tot de opname glucose, die het in glycogeen zullen omzetten.
Als het glucosegehalte in het bloed laag is, wordt minder insuline afgescheiden.

Glucagon

Glucagon zorgt voor het omzetten van glycogeen in glucose.
Als het glucosegehalte in het bloed stijgt, daalt de afscheiding van glucagon.
Als het glucosegehalte in het bloed daalt, stijgt de afscheiding van glucagon.
Glucagon bindt op membraanreceptoren waardoor in de lever enzymen geactiveerd worden.
Opmerking: de afscheiding van adrenaline verhoogt mee als glucagon verhoogt en omgekeerd.

Negatieve terugkoppeling

Negatieve terugkoppeling (negatieve feedback) is er wanneer een geproduceerd product de oorsprong van haar productie zelf remt.
Bijvoorbeeld, glucagon maakt dat er glucose vrijkomt in het bloed.
Dit glucose echter zal de werking van glucagon remmen, om de glucoseniveau’s binnen de perken te houden.
glucagon
glycogeen
glucose
glucagon

Homeostase

Door deze hormonale regeling heeft het bloed een vrij constante glucosewaarde.
Er is dus een homeostase, dit is het vermogen om de chemische en fysische processen binnen bepaalde grenzen te houden, onafhankelijk van de condities in de omgeving.

Homeostase

De homeostase gebeurt door terugkoppeling (feedback):
Bloedsuikerspiegel (glucosegehalte) laag → insuline laag (negatieve feedback) → glucagon hoog (positieve feedback).
Homeostase: bloedsuikergehalte
Lever produceert insuline
Lever produceert glucagon

Diabetes (suikerziekte)

Bij diabetes wordt er te weinig suiker uit het bloed naar de cellen overgebracht en ontstaat hyperglycemie = teveel suiker in het bloed.
Suiker uit onze voeding wordt dan maar in beperkte mate omgezet in glycogeen.
Er zijn twee oorzaken van diabetes:
Onvoldoende insulineproductie (type-1).
Ongevoeligheid van het lichaam voor het effect van insuline (type-2, overgrote deel van de diabetici, ouderdomsdiabetes).

Symptomen diabetes

Diabetes gaat vaak gepaard met stoornissen in het cholesterolgehalte van het bloed en de bloeddruk.
Dit geeft de volgende symptomen:
Chronische vermoeidheid
Overmatig plassen
Doordat cellen onvoldoende glucose krijgen, kunnen zij afsterven.

Uitscheiding

Uitscheiding is het afgeven van afvalstoffen aan het milieu.
Men noemt dit ook nog excretie.
Bij de mens worden de afvalstoffen door het bloed getransporteerd naar de uitscheidingsorganen. Deze zijn:
Longen: verwijderen CO2
Lever: produceert galvloeistof, is ook een afvalproduct
Huid: zweten
Nieren: urinevorming
Opgelet: onze ontlasting is geen uitscheiding.
Ontlasting = onverteerde resten, zijn nooit verteerd.
Uitscheiding = afvalstoffen van de vertering.

De nieren

De nieren zijn aangesloten op het bloedvatstelsel.
Ze verwijderen ongewenste stoffen uit het bloed zoals afvalproducten, geneesmiddelen,…
Ze scheiden urine uit via de urineblaas.

Bouw van de nier

Het niermerg bestaat uit 8 tot 15 gestreepte piramiden.
3. Nierslagader,
4. Nierader,
6. Nierbekken
7. Ureter (naar urineblaas)
13. Nefronen
16. Niermerg

Het nefron

Het nefron is de basiseenheid van de nier. We vinden de nefronen in het niermerg.
Ter hoogte van het kapsel van Bowman gebeurt de filtering uit het bloed.
Het vertakte bloedvat dat erdoor omgeven wordt, noemt men de glomerulus.
Bloedcellen gaan er niet door. De meeste eiwitten ook niet, behalve een kleine fractie albuminen. Glucose kan er wel door.
In het kapsel van Bowman wordt 150 liter/dag voorurine gevormd. Alle bloed (5 liter) passeert ongeveer 300 keer per dag door nieren.

Het nefron

In de lus die het nefron maakt, de lis van Henle, die in nauw contact staat met het bloedvatstelsel, gebeurt reabsorptie van water en zouten naar het bloed.
Reabsorptie van water is een passief proces.
Reabsorptie van zouten en glucose is daarentegen een actief proces.
Toxische afvalstoffen (ureum, urinezuur, ammoniumzouten,…) worden niet geresorbeerd.
De reabsorptie kan geregeld worden naargelang de lichaamsbehoeften.
Door reabsorptie ontstaat urine.
De reabsorptie maakt dat er slechts 1,5 liter urine/dag geproduceerd wordt tegenover 150 liter voorurine/dag.