Samenvatting Colleges Inspanningsfysiologie

Samenvatting Colleges Inspanningsfysiologie

College 1 Regelsystemen
Het interne milieu
- Opbouw mens:
o 100 biljoen cellen (10^14)
o 60% vloeistof
o Extracellulaire vloeistof (& intracellulair) = intern
milieu = de leefomgeving van cellen
- Homeostase vs. Steady state
o Homeostase (homeodynamica): het behouden van
een relatief constant intern (inwendig) milieu
(tijdens rust)
o Steady state: een stabiel niveau (plateau) dat
bereikt is door een variabele, maar dit niveau hoeft
niet het rustniveau te zijn (bijv. omdat de setpoint
verandert)

Regelsystemen / biologische controle systemen
- Om dingen op een gelijk niveau te houden
- Feedback / terugkoppeling
o Negatieve terugkoppeling: respons in andere richting dan de stimulus (naar
beginwaarde) → stabilisatie;
bijv: – Temperatuur – Glucose/insuline waarden bloed – CO2/O2 waardes
o Positieve terugkoppeling: respons in dezelfde richting als de stimulus →
destabilisatie;
bijv:
 Tijdens geboorte: stimulatie van geboortekanaal stimuleert contracties –
 Actiepotentiaal: depolarisatie membraan → opening
spanningsafhankelijke Na+-kanalen → verdere depolarisatie → opening
van meer Na+-kanalen → actiepotentiaal
 Bloedstolling: activatie van bloedplaatjes zorgt dat ze stofjes uitscheiden
die andere bloedplaatjes ook activeert
o Feedforward: voorkomen is beter dan genezen
 Thermosysteem: niet alleen centrale sensoren (hersenen) voor de T van
het bloed, maar ook T sensoren
in de huid. Als je aanvoelt dat
het buiten koud is dan geven de
sensoren in de huid een seintje
naar het regelcentrum om te
voorkomen dat het bloed af gaat
koelen en je het koud krijgt.
- Versterking
o Regeleffect: afhankelijk van versterking
en looptijd
 a) Krachtige versterking en korte looptijd → de waardes blijven dichter
bij de rustwaarde, veranderingen blijven klein t.o.v. de streefwaarde
 b) Geringe versterking en lange looptijd → grotere fluctuaties


1

,  lange looptijd met grote versterking: kleine golfjes die lang duren,
maarkomt niet vaak voor
- Rol eiwitten
o Transporteiwitten (bloed, celmembraan)
o Receptoren
o Boodschapper-eiwitten (hormonen)
o Enzymen (katalysatoren)
- Effect van inspanning  eiwitschade
o Door o.a.:
 Lage pH
 Hoge temperatuur
 Eiwitschade + Verstoring homeostase, gevolg (cellen):
o Aanmaak anti-stress eiwitten, die kunnen dan
 beschadigde eiwitten repareren
(daarna verdwijnt anti-stress eiwit weer)
- Effect van (regelmatig) training: toename aanmaak heat shock proteins (anti-stress
eiwitten) in getrainde skeletspier → cellulaire adaptatie
o Regelmatig trainen zorgt ook voor betere communicatie tussen cellen
- Communicatie tussen cellen (intercellulaire communicatie)
o Gap junctions zorgen voor directe communicatie tussen cellen (Juxtacrien)
o Verder kunnen cellen bepaalde transmitter(signaal)stoffen uitscheiden
 Autocrien: signaal heeft effect op de cel zelf
 Paracrien: signaal heeft effect op nabij gelegen cellen
 Endocrien: signaal wordt afgegeven aan het bloed
o Als neuronen signalen afgeven dan noemt men dat een neurotransmitter, dit is
neuronale communicatie
 Neuro-endocrien/neuro-humoraal: neuronen geven signaalstof af aan het
bloed
Autonome zenuwstelsel (& neuronale communicatie)
- Opbouw zenuwstelsel
o Centraal zenuwstelsel:
 Hersenen
 Ruggemerg
o Perifeer zenuwstelsel:
 Afferent (naar hersenen toe)
 Zicht, gehoor, reuk, etc.
 Efferent (vanuit de hersenen)
 Somato-motorisch (naar skeletspieren)
 Autonoom
o Sympathisch
o Parasympathisch
- Intermezzo: actiepotentialen
o Opbouw zenuwcel
 Dendrieten
 Inkomende signalen van andere cellen
 Cellichaam
 ‘Woonplaats’ nucleus
 Verwerking/integratie van alle inkomende signalen


2

,  Axon
 Doorgeven van signalen
 Schwann cellen (myeline) & knopen van Ranvier
 Presynaptische terminals
 Communicatie met andere cellen
- Even opfrissen:




o Verschillende concentraties van ionen: Na, K, Cl en Ca.
 Waar wil Kalium naar toe?
Er zit 150 mM Kalium in de cel en 5 mM er buiten. Kalium wil volgens de
chemische gradiënt naar buiten. Maar Kalium is positief geladen en de cel
is negatief geladen dus volgens de elektrische gradiënt wil het naar
binnen. Kalium gaat dus zowel naar buiten als naar binnen. Er is een
moment waarop er net zoveel Kalium nar binnen als naar buiten gaat, dit
is de evenwichtspotentiaal.
De wet van Nernst: afhankelijk van de R (gasconstante), z (valentie van
het ion, in dit geval 1) en F (constante van Faraday) vermenigvuldigt met
de Temperatuur vermenigvuldigt met de natuurlijke concentratie van dat
ion binnen de cel gedeeld door de concentratie buiten de cel geeft ons de
evenwichtspotentiaal van het ion. Het is vooral afhankelijk van de
concentratie verschillen. Voor Kalium is het ongeveer bij -90 mV.




 Waar wil Natrium naar toe?
Chemische gradiënt: naar binnen; elektrische gradiënt: naar binnen,
totdat [Na+] binnen zo hoog is, dat de cel + wordt. De
evenwichtspotentiaal van Natrium is bij 66.6 mV.
 Hoe kunnen K+ en Na+ naar binnen/buiten?
CO2 en 02 kunnen gewoon door de cel heen maar K+ en Na+ niet.
Via kanalen/poorten: lekkanalen / spanningsafhankelijke kanalen /
ligand/receptor-afhankelijke kanalen. Het aantal kanalen is niet gelijk
voor beide ionen. Er zijn meer lekkanalen voor Kalium. Het aantal
lekkanalen zegt iets over de permeabiliteit van het membraan. Als een

3

, membraan meer permeabel is voor Kalium dan voor Natrium, heeft
Kalium een groter effect op de rustmembraanpotentiaal. Daar is de
volgende vergelijking voor:




De concentratie van de ionen vermenigvuldigt met de permeabiliteit.
o Membraanpotentiaal in rust
 Normaliter: Permeabiliteit voor K+ > Na+ → rustpotentiaal
dichtbij evenwichtspotentiaal van K+
 Actiepotentiaal: Opening spanningsafhankelijke Na (en K)
kanalen (verschillende snelheden) → snelle instroom Na+
(grotere permeabiliteit).
o Actiepotentiaal

Een stimulus zorgt voor een netto depolarisatie die de drempelwaarde voorbij
gaat en de membraanpotentiaal gaat richting de evenwichtspotentiaal van
Natrium. Ondertussen openen de spanningsafhankelijke Kalium kanalen ook
waardoor Kalium naar buiten kan gaan. Die kanalen werken langzamer dus de
kaliumuitstroom komt langzamer op gang, maar de uitstroom gaat langer door.
De spanningsafhankelijke natriumkanalen raken geïnactiveerd en pas na een
bepaalde repolarisatie gaan ze weer gewoon dicht en kunnen ze opnieuw
geactiveerd raken.




4