Inspanningsfysiologie
Hoorcollege 1: Regelsystemen, AZS en intern milieu
Intern milieu (extracellulaire vloeistof) = interstitiële vloeistof (zit om cellen heen) + plasma
- Moeten bepaalde componenten hebben om te kunnen leven
- O2 omlaag > bewusteloos
- Bloedglucose omlaag > convulsies
- Temperatuur omhoog > denaturatie eiwitten
- pH buiten 6,9-8,0 > letaal
Hoe wordt dit binnen bepaalde waardes gehouden? Gebeurt door verschillende
gespecialiseerde cellen die verschillende orgaanstelsel maken (ademhalingsstelsel/
spijsverteringsstelsel etc). Die stelsels samen zorgen ervoor dat de homeostase wordt
,bereikt. Als die verschillende componenten buiten de waardes vallen, die orgaanstelsels
gaan dan ingrijpen om te zorgen dat het terugkomt bij de goede waardes.
Hoe wordt homeostase gereguleerd? Wat zorgt ervoor dat als zo’n component als zuurstof
buiten bepaalde waarde valt. Hoe wordt dit terug gekoppeld aan de verschillende
orgaanstelsel?
Regelsystemen
● Neuronaal: het autonome zenuwstelsel
● Hormonaal: endocriende regelingen
2 systemen die belangrijk zijn bij het aansturen van de verschillende fysiologische
orgaanstelsels.
Open regelsysteem
Er is een ingangssignaal, afhankelijk van dit signaal wordt er een
proces aangestuurd en dit proces zorgt voor een bepaalde grootheid.
- Uitgangsgrootheid heeft geen effect op ingangssignaal
- Voorbeeld: je zit in de auto en je trap op het gaspedaal
(ingangssignaal), hoe harder je trapt hoe sneller je gaat
- Er is geen terugkoppeling tussen hoe snel je rijdt en
hoe hard de motor gaat werken. Als je sneller gaat met
een bepaalde waarde, komt er niet automatisch een
signaal die terugkoppelt (om bijvoorbeeld langzamer te
gaan).
- Ook in de fysiologie (niet veel processen die op deze manier werken).
- Pupilreflex: nauwer of breder afhankelijk van het licht (nauwheid pupil is
uitgangsgrootheid) er is geen terugkoppeling van hoe nauw het pupil is en
hoe hard het spiertje gaat contraheren, wederom is er wel een maximum.
Gesloten systeem
Je hebt een grootheid (component als calcium
concentratie of glucose concentratie etc) wat door
een proces wordt aangestuurd. Hierbij zie je dat de
waarde van deze grootheid wordt gedetecteerd door
een sensor (hoe hoog is de waarde). De comparator
kijkt hoe hoog het is en hoe hoog ze het willen. Ze
sturen een signaal naar het proces (je moet harder
werken of juist minder hard). Het correctiesignaal
wat gestuurd wordt kan enerzijds zeggen dat het
verschil groter moet zijn of verschil juist kleiner zodat
het bij de streefwaarde uitkomt. Dit is afhankelijk van
het type feedback.
,● Positieve feedback: destabilisatie. In de loop van de tijd
neemt de uitgangsgrootheid toe. Er is een destabilisatie. De
waarde verwijderd zich steeds verder van de
referentiewaarde af. Er moet een bepaalde stop zitten.
Vaker komt stabilisatie voor.
○ Voorbeeld: tijdens de geboorte. Contraheren van
een spier als reactie op een bepaalde druk. Hoofdje
van de baby drukt op de baarmoedermond, door die
druk krijg je oxitocine die vrijkomt. Dit zorgt dat de baarmoeder gaat
samentrekken, meer druk op baarmoedermond waardoor er nog meer
gecontraheerd gaat worden. Dit is positieve feedback. De stop is wanneer de
baby geboren wordt, contractie baarmoeder stopt.
○ Voorbeeld: actie potentialen. Door spanningsafhankelijke kanalen. Gaan
open door depolarisatie. Sterkere depolarisatie, meer spanningsafhankelijke
kanalen open. Hier zijn 2 stops voor. 1 is dat op een gegeven moment de
natriumkanalen dicht gaan, dan kan hij even niet meer open gaan.
● Negatieve feedback: stabilisatie. Het komt verder af van de streefwaarde,
processen worden aangezwengeld waardoor het
terug komt bij de streefwaarde. Onder
streefwaarde zorgt er weer voor dat het weer
omhoog gaat. Dit is veel in de fysiologie.
○ Regeleffect: afhankelijk van looptijd en
versterking (gain). Hoe sterk het effect is
hangt af van 2 factoren: looptijd (hoe lang duurt het voor het gedetecteerd
wordt en er een proces wordt aangestuurd en de gain (hoe sterk reageert het
proces)
■ Voorbeeld: thermostaat in een huis. Als het kouder wordt dan de
thermostaat, wordt het detecteert, kachels harder werken, uiteindelijk
wordt streefwaarde bereikt. Het schiet vaak wat door, kachels minder
werk doen, hierdoor weer de streefwaarde.
■ Voorbeeld: kerntemperatuur. Als dit te laag wordt, wordt het
gedetecteerd door receptoren en gaat naar de hypothalamus. Lager
dan 37 graden > spieren contraheren om warmte te produceren. Bij te
warm > gedetecteerd door receptoren > hypothalamus > vasodilatatie/
roodheid/ zweten > temperatuur terug naar 37 graden
, Feedforward regelsysteem
Resultaat is identiek aan negatieve feedback. Verschil:
bij negatieve feedback heb je dat de grootheid
verandert (temperatuur hoger of lager), dit wordt
gedetecteerd door een sensor en hier wordt op
gereageerd.
Bij feedforward: er wordt ook iets gedetecteerd en dit
detecteren zorgt ook dat dit proces zorgt dat de
grootheid verandert, verschil is dat de sensor (rechts)
detecteert niet een verandering in de geregelde
grootheid. (bij negatieve feedback detecteer je een
verandering in de geregelde grootheid en wordt hierop
gereageerd). Bij feedforward wordt er een verstoring
gedetecteerd die wel effect heeft of gaat hebben op de
geregelde grootheid en gaat als reactie daarop al
zorgen dat een proces wordt aangezwengeld of uitgezwengeld.
● Voorbeeld: systeem bij openen buitendeur. Temperatuur zal afkoelen. Open gaan
van de deur is een verstoring die op een gegeven moment de temperatuur zal
afnemen. De deur gaat open > detecteren > kachels aan. Niet een reactie op de
geregelde grootheid maar op iets wat de temperatuur kan verstoren. Stuurt dan
alvast het proces aan.
Helpt om te veel variatie van de streefwaarde te voorkomen doordat je al reageert al voordat
de temperatuur zal veranderen
● Voorbeeld fysiologie: regulatie over plasma glucose levels.
Glucose in het bloed. Dit wordt sterk gereguleerd door
bijvoorbeeld insuline. Als plasmaglucose hoger wordt >
gedetecteerd > meer insuline > afname glucose. Hier is ook
een feedforward mechanisme. In de bloedglucose aantal
inspuiten zie je dat insuline vrijkomt, als je dezelfde
hoeveelheid glucose oraal inneemt, dan zie je dat er sneller
gereageerd wordt > meer insuline in de tijd. Meer terwijl
dezelfde hoeveelheid is. Al voor de glucose in het bloed zit,
zit het in je spijsvertering, in je darmen. Voordat het
verandert, wordt het al gedetecteerd in je darmen en wordt er al een signaal gegeven
om insuline te produceren. Bij inspuiten komt het niet via de darmen. (incretines
zorgen voor insuline secretie zonder verandering [glucose]plasma
Reflexen
Alle regelsystemen (vegetatief) is onwillekeurig. Je hebt er zelf geen invloed op.
Regulatiesystemen zijn reflexen.
Reflex: onwillekeurige activiteit van een effector die het gevolg is van een instroom van
impulsen uit een of meer sensoren
Hoorcollege 1: Regelsystemen, AZS en intern milieu
Intern milieu (extracellulaire vloeistof) = interstitiële vloeistof (zit om cellen heen) + plasma
- Moeten bepaalde componenten hebben om te kunnen leven
- O2 omlaag > bewusteloos
- Bloedglucose omlaag > convulsies
- Temperatuur omhoog > denaturatie eiwitten
- pH buiten 6,9-8,0 > letaal
Hoe wordt dit binnen bepaalde waardes gehouden? Gebeurt door verschillende
gespecialiseerde cellen die verschillende orgaanstelsel maken (ademhalingsstelsel/
spijsverteringsstelsel etc). Die stelsels samen zorgen ervoor dat de homeostase wordt
,bereikt. Als die verschillende componenten buiten de waardes vallen, die orgaanstelsels
gaan dan ingrijpen om te zorgen dat het terugkomt bij de goede waardes.
Hoe wordt homeostase gereguleerd? Wat zorgt ervoor dat als zo’n component als zuurstof
buiten bepaalde waarde valt. Hoe wordt dit terug gekoppeld aan de verschillende
orgaanstelsel?
Regelsystemen
● Neuronaal: het autonome zenuwstelsel
● Hormonaal: endocriende regelingen
2 systemen die belangrijk zijn bij het aansturen van de verschillende fysiologische
orgaanstelsels.
Open regelsysteem
Er is een ingangssignaal, afhankelijk van dit signaal wordt er een
proces aangestuurd en dit proces zorgt voor een bepaalde grootheid.
- Uitgangsgrootheid heeft geen effect op ingangssignaal
- Voorbeeld: je zit in de auto en je trap op het gaspedaal
(ingangssignaal), hoe harder je trapt hoe sneller je gaat
- Er is geen terugkoppeling tussen hoe snel je rijdt en
hoe hard de motor gaat werken. Als je sneller gaat met
een bepaalde waarde, komt er niet automatisch een
signaal die terugkoppelt (om bijvoorbeeld langzamer te
gaan).
- Ook in de fysiologie (niet veel processen die op deze manier werken).
- Pupilreflex: nauwer of breder afhankelijk van het licht (nauwheid pupil is
uitgangsgrootheid) er is geen terugkoppeling van hoe nauw het pupil is en
hoe hard het spiertje gaat contraheren, wederom is er wel een maximum.
Gesloten systeem
Je hebt een grootheid (component als calcium
concentratie of glucose concentratie etc) wat door
een proces wordt aangestuurd. Hierbij zie je dat de
waarde van deze grootheid wordt gedetecteerd door
een sensor (hoe hoog is de waarde). De comparator
kijkt hoe hoog het is en hoe hoog ze het willen. Ze
sturen een signaal naar het proces (je moet harder
werken of juist minder hard). Het correctiesignaal
wat gestuurd wordt kan enerzijds zeggen dat het
verschil groter moet zijn of verschil juist kleiner zodat
het bij de streefwaarde uitkomt. Dit is afhankelijk van
het type feedback.
,● Positieve feedback: destabilisatie. In de loop van de tijd
neemt de uitgangsgrootheid toe. Er is een destabilisatie. De
waarde verwijderd zich steeds verder van de
referentiewaarde af. Er moet een bepaalde stop zitten.
Vaker komt stabilisatie voor.
○ Voorbeeld: tijdens de geboorte. Contraheren van
een spier als reactie op een bepaalde druk. Hoofdje
van de baby drukt op de baarmoedermond, door die
druk krijg je oxitocine die vrijkomt. Dit zorgt dat de baarmoeder gaat
samentrekken, meer druk op baarmoedermond waardoor er nog meer
gecontraheerd gaat worden. Dit is positieve feedback. De stop is wanneer de
baby geboren wordt, contractie baarmoeder stopt.
○ Voorbeeld: actie potentialen. Door spanningsafhankelijke kanalen. Gaan
open door depolarisatie. Sterkere depolarisatie, meer spanningsafhankelijke
kanalen open. Hier zijn 2 stops voor. 1 is dat op een gegeven moment de
natriumkanalen dicht gaan, dan kan hij even niet meer open gaan.
● Negatieve feedback: stabilisatie. Het komt verder af van de streefwaarde,
processen worden aangezwengeld waardoor het
terug komt bij de streefwaarde. Onder
streefwaarde zorgt er weer voor dat het weer
omhoog gaat. Dit is veel in de fysiologie.
○ Regeleffect: afhankelijk van looptijd en
versterking (gain). Hoe sterk het effect is
hangt af van 2 factoren: looptijd (hoe lang duurt het voor het gedetecteerd
wordt en er een proces wordt aangestuurd en de gain (hoe sterk reageert het
proces)
■ Voorbeeld: thermostaat in een huis. Als het kouder wordt dan de
thermostaat, wordt het detecteert, kachels harder werken, uiteindelijk
wordt streefwaarde bereikt. Het schiet vaak wat door, kachels minder
werk doen, hierdoor weer de streefwaarde.
■ Voorbeeld: kerntemperatuur. Als dit te laag wordt, wordt het
gedetecteerd door receptoren en gaat naar de hypothalamus. Lager
dan 37 graden > spieren contraheren om warmte te produceren. Bij te
warm > gedetecteerd door receptoren > hypothalamus > vasodilatatie/
roodheid/ zweten > temperatuur terug naar 37 graden
, Feedforward regelsysteem
Resultaat is identiek aan negatieve feedback. Verschil:
bij negatieve feedback heb je dat de grootheid
verandert (temperatuur hoger of lager), dit wordt
gedetecteerd door een sensor en hier wordt op
gereageerd.
Bij feedforward: er wordt ook iets gedetecteerd en dit
detecteren zorgt ook dat dit proces zorgt dat de
grootheid verandert, verschil is dat de sensor (rechts)
detecteert niet een verandering in de geregelde
grootheid. (bij negatieve feedback detecteer je een
verandering in de geregelde grootheid en wordt hierop
gereageerd). Bij feedforward wordt er een verstoring
gedetecteerd die wel effect heeft of gaat hebben op de
geregelde grootheid en gaat als reactie daarop al
zorgen dat een proces wordt aangezwengeld of uitgezwengeld.
● Voorbeeld: systeem bij openen buitendeur. Temperatuur zal afkoelen. Open gaan
van de deur is een verstoring die op een gegeven moment de temperatuur zal
afnemen. De deur gaat open > detecteren > kachels aan. Niet een reactie op de
geregelde grootheid maar op iets wat de temperatuur kan verstoren. Stuurt dan
alvast het proces aan.
Helpt om te veel variatie van de streefwaarde te voorkomen doordat je al reageert al voordat
de temperatuur zal veranderen
● Voorbeeld fysiologie: regulatie over plasma glucose levels.
Glucose in het bloed. Dit wordt sterk gereguleerd door
bijvoorbeeld insuline. Als plasmaglucose hoger wordt >
gedetecteerd > meer insuline > afname glucose. Hier is ook
een feedforward mechanisme. In de bloedglucose aantal
inspuiten zie je dat insuline vrijkomt, als je dezelfde
hoeveelheid glucose oraal inneemt, dan zie je dat er sneller
gereageerd wordt > meer insuline in de tijd. Meer terwijl
dezelfde hoeveelheid is. Al voor de glucose in het bloed zit,
zit het in je spijsvertering, in je darmen. Voordat het
verandert, wordt het al gedetecteerd in je darmen en wordt er al een signaal gegeven
om insuline te produceren. Bij inspuiten komt het niet via de darmen. (incretines
zorgen voor insuline secretie zonder verandering [glucose]plasma
Reflexen
Alle regelsystemen (vegetatief) is onwillekeurig. Je hebt er zelf geen invloed op.
Regulatiesystemen zijn reflexen.
Reflex: onwillekeurige activiteit van een effector die het gevolg is van een instroom van
impulsen uit een of meer sensoren
