Regulatie en Integratie
Volledige vakbeschrijving
Water is het centrale thema van dit blok. Een volwassen menselijk lichaam bestaat voor ongeveer 50-60% uit water. Alle vitale processen vinden plaats in een waterige oplossing. Het lichaamswater is verdeeld over de twee belangrijkste compartimenten: het intracellulaire en het extracellulaire compartiment. Beide compartimenten hebben een andere chemische samenstelling en houden elkaar in een continu evenwicht. Het behoud van een optimaal celvolume is essentieel voor de cellulaire functies en dus ook voor de functie van de organen. Een cel investeert een groot deel van haar energie in de homeostase van het celvolume en het behoud van voldoende celwater. De migratie van water tussen de intra- en extracellulaire compartimenten geschiedt vooral onder invloed van osmotische krachten. Het lichaam regelt deze osmolaliteit zeer nauwkeurig door middel van intrigerende en ingenieuze membranaire ionenpompen en neuro-hormonale controle systemen. Het extracellulair water heeft een belangrijke rol in de aan- en afvoer van stoffen naar en van de cel. Het betreft zowel voedingsstoffen, afvalstoffen maar ook hormonen. Het extracellulair compartiment bestaat uit het vasculaire volume (de inhoud van de bloedvaten) en de interstitiële ruimte. De inhoud en samenstelling van het extracellulaire compartiment staan onder de continue invloed van de buitenwereld: de inname van vocht en voeding en het verlies van vocht via longen, zweet, urine en ontlasting. Wanneer er vochttekort dreigt, stuurt het lichaam onmiddellijk een aantal correctiemechanismen aan. De hersenen, nier en bijnier spelen hierbij een fijn geregeld neurohumoraal spel. Soms echter overvalt een ziekte het lichaam en wordt de homeostase bedreigd en de verdedigingssystemen uitgedaagd. Dan dreigt de cel ten onder te gaan en begint een strijd op leven en dood, terwijl de klok tikt en de tijd loopt…Als genoeg cellen het laten afweten, falen de organen en komt het lichaam in een vicieuze spiraal terecht. Soms wordt dan de dood onafwendbaar…
Doelstellingen van dit vak
In dit blok staan een aantal belangrijke pathofysiologische basismechanismen centraal. Verdeeld over 7 taken komen de volgende thema’s aan bod. • Basisprincipes in de fysiologie: homeostase • Basisprincipe van regelsystemen: het sensor-integrator-effector principe • Oorzaken en mechanismen van variatie in regelsystemen (feedback – feedforward systemen) • Dag- nacht ritme en andere belangrijke tijdsgebonden variaties • Hypothalamus/adenohypofyse en neurohypofyse • Bijnierschors en bijniermerg functies • Behoud van cellulair volume, osmolaliteit; • Antidiuretisch hormoon en Renine Angiotensine systeem • Nierfunctie: met nadruk op de glomerulus • Nierfunctie: met nadruk op de tubulus • Het meten van nierfunctie: kennis van het begrip klaring • Transcapillaire vochthuishouding (wet van Starling) • Reacties van het lichaam op uitdroging, ondervulling. • Mechanismen van oedeem • Multiorgaan falen en de spiraal naar de dood. Verder wordt aandacht besteed aan: • Beeldvormend en functioneel onderzoek van organen met behulp van radio-isotopen (met als model het meten van de glomerulaire functie) • Anamnese en fysisch diagnostisch onderzoek bij een patiënt met oedeem (CORE) • Embryologie, histologie en anatomie van de nieren en bijnieren • Academische vorming, met name aan de betekenis van water voor de biologie en planeet aarde in het algemeen. Noodzakelijke Voorkennis Dit blok bouwt verder op de kennis die werd opgedaan tijdens de middelbare school en tijdens de blokken 1.1 en 1.2. Voor de noodzakelijke voorkennis uit de middelbare school wordt verwezen naar de secties 74, 84, 85, 88 en 89 van het BINAS informatieboek HAVO/VWO voor het onderwijs in natuurwetenschappen (Noordhoff uitgeverij BV, septenber 2005).