Zenuwstelsel / Hersenen

Zenuwstelsel / Hersenen Voeding / endocrinologie dia’s 23 t/m 46

Voeding / endocrinologie Leptine door vetweefsel geproduceerd onderdrukt eetlust lich.vet ↓, leptine ↓, eetlust ↑ PYY door dunne darm (na maaltijd) onderdrukt eetlust Ghreline door maagwand triggert hongergevoel Insuline door pancreas bij stijging bloedglucose onderdrukt eetlust Voeding Verzadigingscentrum (hypothalamus) hormonen betrokken bij hongergevoel Ghrelin Insulin Leptin PYY

endocrinologie electrisch signaal Endocriene systeem Hormoon • chemische signaalstof • uitgescheiden in extracellulaire vloeistof • bereikt het hele lichaam via circulatie (bloed of lymfe) • alleen targetcellen reageren (hebben receptoren) communicatie over langere afstanden langzamer en langduriger dan zenuwimpuls

endocrinologie Endocriene systeem Hormoon • polypeptide (eiwitten en peptides, bv insuline, LH, FSH) • amine (uit 1 aminozuur gemaakt, bv epinephrine) • steroidhormoon (lipide met 4 ringen, uit cholesterol gemaakt bv oestradiol, testosteron, cortisol) oplosbaarheid ? plaats receptor: celoppervlak, of in de cel?

endocrinologie Belangrijke brandstof Glucose Belangrijke bron voor biosynthese Regulatie bloedsuikergehalte Mens bloedglucose ca 90 mg/100 ml “Opslag” glucose zie dia 26 • glycogeen (polymeer van glucose) • vet Regulatie bloedsuikergehalte eenvoudig endocrien pad, geregeld door negatieve feedback

endocrinologie Belangrijke brandstof Glucose Belangrijke bron voor biosynthese • Endocriene cellen: Eilandjes van Langerhans: • α cellen: glucagon • β cellen: insuline • Exocriene cellen: verteringsenzymen bicarbonaat-ionen via pancreasbuis naar dunne darm antagonisten Regulatie bloedsuikergehalte Mens bloedglucose ca 90 mg/100 ml Bloedglucose ↑ insuline ↑ gluc opname uit bloed Bloedglucose ↓ glucagon ↑ gluc afgifte aan bloed Pancreas (alvleesklier)

endocrinologie Regulatie bloedsuikergehalte Lich cellen nemen meer glucose op Insulin Eenvoudig endocrien pad Beta cellen pancreas geven insuline af aan bloed Lever neemt glucose op en slaat het op als glycogeen STIMULUS: concentratie glucose bloed stijgt. Bloed glucose concentratie ↓ Homeostase: Bloed glucose (ca 90 mg/100 mL) STIMULUS: concentratie glucose bloed daalt Bloed glucose concentratie ↑ Alpha cellen pancreas geven glucagon af Lever breekt glycogeen af en produceert glucose. Glucagon

endocrinologie aa + glycerol glucose ↑ ↑ Regulatie bloedsuikergehalte Targetcellen Insuline • bijna alle lich. cellen muv hersenen • nemen glucose op uit bloed • glycogeen-afbraak ↓ ↓ • lever • productie glucose uit aa en glycerol ↓ ↓ Glucagon • lever glycogeen-hydrolyse ↑ ↑ Voor beide hormonen is de lever een kritisch target voedingsstoffen gaan vanuit dunne darm direct naar lever!

endocrinologie Type 1 Insuline-afhankelijke diabetes Cellen vernietigd door autoimmune reactie: geen insuline Type 2 Targetcellen verminderde respons op insuline Ouderdom, overgewicht Regulatie bloedsuikergehalte Diabetes mellitus Cellen kunnen glucose niet opnemen • Insuline-deficiëntie • Verminderde respons targetcellen op insuline Insuline-injecties Vet: belangrijk substraat voor cel-respiratie: Zure metabolieten

endocrinologie chemisch via circulatie (bloed, lymfe) door hele lichaam naar specifieke targets (receptoren) electrisch signalen langs gerichte paden (zenuwen) locaal; regelen andere cellen (neuronen, spiercellen, endocriene cellen) Endocriene systeem Twee systemen voor communicatie en regulatie Endocriene systeem Zenuwstelsel Neurohormonen; hormonen door neuronen geproduceerd (bv)Epinephrine;werkt als neurotransmitter & hormoon

endocrinologie Neurohormonen speciale neuronen produceren hormonen die van de zenuwcellen naar de bloedbaan diffunderen van daaruit targetcellen beïnvloeden Hypofyse Hypothalamus Endocriene systeem Neurendocrien signaal Integratie endocriene systeem en zenuwstelsel

endocrinologie Hypothalamus Hypofyse pijnappelklier Hypothalamus Achterkwab Neurohypofyse Voorkwab Adenohypofyse uitgroei hypothalamus opslag & afgifte Neurohormonen uitgroei monddak oxytocine, ADH gereguleerd door hormonen hypothalamus geproduceerd in hypothalamus

endocrinologie Hypothalamus Neurosecretorischecellen vanhypothalamus Fig. 45-15 Axon Achterkwab (neurohypofyse) Voorkwab (adenohypofyse) HORMOON Oxytocin ADH TARGET Niertubuli Melkklieren,baarmoederspieren

Eenvoudig neurohormoon- pad Pad Stimulus Zogen + Sensorischneuron Hypothalamus/neurohypofyse Neurosecretorycell Neurohypofysescheidt oxytocine ( ) uit Positieve feedback Bloedvat gladde spieren in borst Targetcellen Response Laten schieten van melk

endocrinologie Oxytocine melkafgifte, partus, stemming, sexuele opwinding Endocriene systeem Neurohypofyse (achterkwab) • ontstaat uit verlenging hypothalamus • neurohormonen oxytocine en ADH ADH antidiuretish hormoon (vasopressine) regulatie osmolariteit waterterugname in nieren: volume urine ↓

alleen “trofe” effecten:FSHLHTSHACTH Neurosecretory cellenhypothalamus niet-”trofe” effecten:ProlactinMSH Zowel “trofe” als niet-”trofe” effecten:GH Hypothalamus hormonen:stimulerende (releasing) en remmende (inhibiting)hormonen Poortvaten Endocrine cells ofthe anterior pituitary Achterkwab Pituitary hormones HORMONE FSH and LH TSH ACTH Prolactin MSH GH TARGET Testes orovaries Thyroid Adrenalcortex Mammaryglands Melanocytes Liver, bones,other tissues Adenohypofyse (voorkwab) Fig. 45-17 schildklier bijnierschors

endocrinologie Endocriene systeem Adenohypofyse (voorkwab) • uit uitstulping monddak • synthese en secretie vele hormonen • wordt gereguleerd door hormonen van hypothalamus • releasing hormonen • inhibiting hormonen afgegeven aan capillairen basis hypothalamus van daaruit via poortvaten naar hypofyse bv. TRH thyrotropine releasing hormoon: adenohypofyse: TSH (thyroid stimulerend hormoon)

endocrinologie gonadotrofe hormonen Endocriene systeem Adenohypofyse (voorkwab) • “Tropic effects”: “~ trofe” hormonen reguleren functies van endocriene klieren TSH thyroid stimulerend hormoon FSH follikel stimulerend hormoon LH luteïniserend hormoon ACTH adenocotricotroop hormoon • “non-tropic effects” target: niet-endocriene klieren prolactine, melanocyt stimulerend hormoon (MSH) • GH (groeihormoon); zowel tropic als non-tropic

Pathway Example Pathway Example Example Pathway Low blood glucose Stimulus Stimulus Suckling Stimulus Hypothalamic neurohormone released in response to neural and hormonal signals Receptor protein Sensory neuron Sensory neuron Pancreas secretes glucagon ( ) Hypothalamus/ posterior pituitary Hypothalamus Endocrine cell Neurosecretory cell Blood vessel Neurosecretory cell Hypothalamus secretes prolactin- releasing hormone ( ) Posterior pituitary secretes oxytocin ( ) Blood vessel Blood vessel Target effectors Liver Voorkwab Anterior pituitary secretes prolactin ( ) Smooth muscle in breast Target effectors Glycogenbreakdown,glucose releaseinto blood Response Endocrine cell Blood vessel (a) Simple endocrine pathway Milk release Response (b) Simple neurohormone pathway Target effectors Mammary glands Milk production Response (c) Simple neuroendocrine pathway (hormoon) (neurohormoon) Fig. 45.2 hormoon neurohormoon (hormoon en neurohormoon)

endocrinologie Fig. 46-13 – Hypothalamus GnRH – – Voorkwab (adenohypofyse) FSH LH Negatieve feedback Negatieve feedback Leydig cellen Sertoli cellen Inhibine Spermatogenese Testosteron Testis Voortplanting Complexer endocrien pad spermatogenese

Voortplanting Fig. 46-14 endocrinologie Control by hypothalamus (a) Geremd door combinatie vanoestradiol en progesteron Hypothalamus – Gestimuleerd door hoge concentraties oestradiol Complexer endocrien pad GnRH + 1 adenohypofyse Geremd door lage concentraties oestradiol – FSH LH 2 (b) gonadotrofe hormonen van de hypofyse in bloed 6 http://www.bioplek.org/animaties/voortplanting/vrouwcycluseenvoudig.html LH FSH FSH and LH stimuleren follikelgroei LH piek triggertovulatie 3 (c) Ovarian cycle 7 8 Degenererend corpus luteum Corpusluteum Groeiende follikel Maturerendfollikel Ovulatie Luteale fase Folliculaire fase toename afgifte oestradiol door groeiend follikel Progesteron enoestradiol uitgescheiden door corpus luteum 4 Ovarium hormonen in bloed (d) Piek veroorzaaktLH piek 5 10 Progesteron Oestradiol 9 Progesteron en oestra-diol bevorderen dikker worden van endometrium Zeer lage oestradiol concentratie Uterine (menstrual) cycle (e) Endometrium Pil: bijvoorbeeld een mengsel van oestrogeen en progestine (een synthetisch progesteron) Secretory phase Menstrual flow phase Proliferative phase | | | | | | | | Days 0 25 28 5 10 14 15 20

Fig. 46-18 endocrinologie Oxytocine Oestradiol + door ovaria door neuro-hypofyse van foetus en moeder meer oxytocinreceptoren in uterus Positieve feedback Stimuleert baarmoeder contractie Stimuleert placenta tot prod. + Prostaglandines Stimuleert nog meer contractie baarmoeder

Voeding

Voeding verbranden (oxideren) koolhydraten, vetten en eiwitten ‘laatste redmiddel’ Voeding waarom • Brandstoffen (energie) • Bouwstoffen (biosynthese, groei, herstel) • Essentiële voedingsstoffen stoffen die het lichaam niet zelf kan maken vitaminen, mineralen, essentiële aminozuren essentiële vetzuren (vegetariërs) Brandstoffen Carbohydraten (koolhydraten), Lipiden (vetten), Proteïnen (eiwitten) vet 2x zoveel energie als carbohydraten of eiwitten ATP (‘chemische energie’)& warmte

Voeding Energie uitgedrukt in caloriën Als inname caloriën > verbruik caloriën: 1) opslag glycogeen (glucose polymeer) in lever spieren 2) glycogeen-depots vol, dan opslag in vetcellen Als inname caloriën < verbruik caloriën: 1) eerst glycogeen lever opgebruiken 2) dan glycogeen spieren en vet opgebruiken 3) zeer langdurig, dan eiwitten opgebruiken

Voeding Kwantitatieve ondervoeding (undernourishment) chronisch tekort aan caloriën → afbraak lichaamseiwitten Kwantitatieve overvoeding (overnourishment) chronisch teveel aan caloriën → overgewicht, obesitas (extreme accumulatie vet) Kwalitatieve ondervoeding (malnourishment) tekort aan een of meer essentiële voedingsstoffen

Voeding Stadia van voedselverwerking Kleine moleculen Stukjes Voedsel Chemische vertering(enzymatische hydrolyse) Moleculen komen lichaams cellen binnen Mechanischevertering Undigestedmaterial Voedsel Absorption Elimination 2 4 Ingestion Digestion 1 3 inname vertering opname verwijdering mechanisch chemisch (enzymatisch)

Voeding Enzymatische, chemische vertering Koolhydraten monosacchariden (b.v. glucose, fructose, Vetten glycerol en vetzuren Eiwitten aminozuren

Voeding Speekselklieren Mond Slokdarm Gal-blaas Maag Dunne darm Lever Pancreas Dikke darm Rectum Anus Voeding Spijsverteringsstelsel • spijsverterings-kanaal • assessoire klieren: • speekselklieren • lever • pancreas • galblaas Route: mond farynx (keelholte) slokdarm maag (12v darm) dunne darm dikke darm rectum anus

Voeding zetmeel en glycogeen polysacchariden Spijsverteringsstelsel; mond Mond mechanische vertering kauwen chemische vertering amylase • tanden • speeksel amylase bevochtingen voedsel, glijden, makkelijk slikken buffer pH anitbacteriëel (lysozyme) • tong smaak, selectie vormen, verplaatsen voedselbrij hulp slikken Farynx (keelholte) slikken epiglottis (strottenklepje) sluit luchtpijp af

Voeding Epiglottisnaar boven sphincter oesophagusgecontraheerd Glottisnaar beneden en open peristaltiek: voedsel mond maag Ontspannen spieren gecontraheerdespieren Ontspannen spieren Sphincterontspannen Sphincters maag afsluiten verschillende compartimenten maagdarmsysteem Spijsverteringsstelsel; slokdarm Oesophagus (slokdarm) dwarsgestreepte en gladde spieren

Voeding HCl (pH=2) denaturatie eiwitten uiteenvallen extracellulaire matrix Pepsine proteïnen polpeptiden Spijsverteringsstelsel; maag Maag • Voedselopslag (elastisch) • Kneden (gespierd) • Secretie HCl en pepsinogeen Maagsap: Antibacteriëel Chemische vertering • Mucus glycoproteinen, cellen, zouten, water: bescherming epitheel • Elke 3 dgn nieuwe epitheellaag HCl zet pepsinogeen om in pepsine; pepsine activeert nog meer pepsinogeen

Esophagus Stomach Pyloric sphincter 5 µm Small intestine Folds of epithelial tissue Interior surface of stomach. The interior surface of the stomach wall is highly folded and dotted with pits leading into tubular gastric glands. Epithelium Pepsinogen Pepsin (active enzyme) 1 3 2 1 2 3 Gastric gland. The gastric glands have three types of cells that secrete different components of the gastric juice: mucus cells, chief cells, and parietal cells. HCl Pepsinogen and HCI are secreted into the lumen of the stomach. HCl converts pepsinogen to pepsin. Mucus cells secrete mucus, which lubricates and protects the cells lining the stomach. Pepsin then activates more pepsinogen, starting a chain reaction. Pepsin begins the chemical digestion of proteins. Chief cells secrete pepsinogen, an inactive form of the digestive enzyme pepsin. Parietal cell Chief cell Parietal cells secrete hydrochloric acid (HCl).

Voeding Spijsverteringsstelsel; dunne darm Dunne darm • > 6 meter lang 1) Chemische vertering (enzymen) vnl in duodenum 2) Absorptie = 12 v darm • Duodenum • Ileum • Jejenum Pancreas, Lever, Galblaas

Voeding Spijsverteringsstelsel; dunne darm Dunne darm 1) Vertering • Alvleesklier-sap • bicarbonaat: pH↑ HCO3- + H+ H2CO3  H2O + CO2 • proteases, carboxypeptidase, amylases, nucleases, lipase • Gal door lever gemaakt, opgeslagen in galblaas emulgeren vetten • Enzymen in darmwand

Lever Gal Gal-blaas Maag Acid chyme Intestinaljuice Pancreassap Pancreas Duodenum of small intestine

Voeding naar leverpoortader plooien kring- en lengtespieren villi Spijsverteringsstelsel; dunne darm 2) Absorptie water, nutriënten Dunne darm oppervlak 300 m2 plooien, villi, microvilli (borstelzoom) Transport passief (diffusie) actief (pompen) meeste nutriënten via leverpoortader naar lever lever: distributie en detoxificatie

Voeding Microvilli (borstel- zone) aan apicaalceloppervlak Dunne darm Lumen Bloedcapillairen Epitheelcellen Basal surface Epitheel cel Lacteal; lymfevaten Lymfevat Villi Key Nutrientabsorption

Voeding Triglycerides Lumendunne darm Vetzuren Monoglyceriden Epitheelcell Triglyceriden Phospholipiden,cholesterol,en eiwitten Chylomicron Lacteal uitzondering: vetzuren en monoglyceriden via lymfesysteem naar bloeds- omloop figuur 41.11

Voeding Blinde darm (cecum) fermentatie plantenmateriaal Voeding Dikke darm • 1.5 meter lang • water resorptie osmose (ionenpompen) tegengaan waterverlies indikken feces • feces: 1/3 van het drooggewicht: bacteriën sommigen: biotine, vit K, verscheidene B vit (bv foliumzuur) onverteerd materiaal (vezels) Rectum opslag feces Anus

Enterogastrone secreted by the duodenum inhibits peristalsis and acid secretion by the stomach, thereby slowing digestion when acid chyme rich in fats enters the duodenum. Liver Entero- gastrone Gall- bladder Gastrin from the stomach recirculates via the bloodstream back to the stomach, where it stimulates the production of gastric juices. Gastrin CCK Stomach Amino acids or fatty acids in the duodenum trigger the release of cholecystokinin (CCK), which stimulates the release of digestive enzymes from the pancreas and bile from the gallbladder. Pancreas Secretin Duodenum Secreted by the duodenum, secretin stimulates the pancreas to release sodium bicarbonate, which neutralizes acid chyme from the stomach. CCK Key Stimulation Inhibition Hormonale regeling van spijsvertering

Koolhydraten eiwitten Nucleinezuren Vetten Mondholte, farynx slokdarm Disaccharides Polysaccharides (starch, glycogen) (sucrose, lactose) Salivary amylase Kleinere polysaccharides,maltose Maag Proteins Pepsin Small polypeptides Lumen dunne darm DNA, RNA Fat globules Polypeptides Polysaccharides Pancreatic amylases Pancreatic trypsin andchymotrypsin Pancreatic nucleases Bile salts Maltose en anderedisaccharides Vet druppels Nucleotides Kleindere polypeptides Pancreatic lipase Pancreatic carboxypeptidase Glycerol, fattyacids, monoglycerides Amino zuren Epitheeldunne darm(borstel zone) Kleine peptiden Nucleotidases Nucleosides Disaccharidases Dipeptidases, carboxypeptidase,and aminopeptidase Nucleosidasesandphosphatases Nitrogenous bases,suikers, phosphates Monosaccharides Amino zuren

Voeding Homeostase beschrijft een individu’s ‘steady state’, interne balans Homeostase dynamisch evenwicht: tussen externe veranderingen en interne regulatiemechanismen die deze veranderingen tegengaan zorgt voor een relatieve constante interne omgeving zelfs wanneer buitenomgeving fluctueert negatieve feedback: respons die een stimulus ‘dempt’ positieve feedback: respons die een stimulus versterkt (meestal geen bijdrage aan homeostase) Mens homeostase voor vele fysische en chemische eigenschappen bv lichaamstemperatuur, pH, glucose-concentratie bloed

Voeding Alvleesklier produceert insuline (β-cellen) Opname van Glucose door Lichaamscellen Insuline stimuleert de opslag van glucose als glycogeen 2 1 4 3 Glucagon stimuleerthet vrijkomen van glucose uit glycogeen Alvleesklierproduceertglucagon (α cellen) Voeding STIMULUS: Veel glucose in het bloed Homeostase: 90 mg glucose/ 100 mL blood STIMULUS: Weinig glucose In het bloed

Zenuwstelsel / Hersenen