Op de wereld zijn er heel wat plaatsen waar extreme omstandigheden voorkomen. Als we naar deze plaatsen op reis zouden gaan, moeten we ons goed voorbereiden!
Kies één van de twee onderstaande bestemmingen en vul de vragen in.
De Noordpool
Wat zou je zeker meenemen op reis om je overlevingskansen te vergroten?
Tijdens je trip kom je in ijskoud water terecht.
Hoe zal je lichaam reageren?
Wat kan je zelf doen om beter met de situatie om te gaan?
Wat zou je zeker meenemen op reis om je overlevingskansen te vergroten?
Je neemt deel aan de Marathon des Sables (ook wel de zwaarste loopwedstrijd ter wereld genoemd).
©KAISOVE
Hoe zal je lichaam reageren?
Wat kan je zelf doen om beter met de situatie om te gaan?
Doordenkertje: Wat heeft ons lichaam nodig om te overleven?
Je leerde in de eerste graad dat een cel de basiseenheid vormt van alle weefsels en organen in een organisme.
Uit het ISAAC-MOMENT leerde je dat …
een organisme blootgesteld kan worden aan zeer uitdagende omstandigheden, bv. extreme koude of hitte, die overlevingsmechanismen activeren.
overleven het resultaat is van een samenwerking tussen automatischeregelmechanismen, bv. bibberen of zweten, en gemotiveerd gedrag zoals warm aankleden of drinken. een aantal parameters best zo stabiel mogelijk blijven om te kunnen overleven, bv. lichaamstemperatuur.
Op dit moment ben jijzelf, en dus alle cellen in je lichaam, volop bezig om levensbelangrijke parameters, zoals je lichaamstemperatuur, maar bijvoorbeeld ook de hoeveelheid zuurstof, CO2 en glucose in je bloed, in evenwicht te houden. Dat noemen we homeostase. Het verloopt automatisch, je hoeft er helemaal niet bij na te denken!
Bekijk de definitie van homeostase. Verschillende belangrijke elementen van de definitie worden extra uitgelegd en verduidelijkt met enkele voorbeelden.
Merk op: We gebruiken voornamelijk voorbeelden van het menselijk lichaam, maar ook planten hebben een homeostatisch regelmechanisme.
Homeostase bij planten wordt meer in detail besproken in module 2.
Een verstoring is een gebeurtenis die ervoor zorgt dat de waarde van een bepaalde parameter verandert. Hierdoor komt het interne evenwicht van het organisme (mogelijks) in gedrang. Een verstoring kan door zowel inwendige als uitwendige factoren veroorzaakt worden.
Tijdens het vasten neem je minder glucose op. Je glucosegehalte daalt tijdelijk onder de setpoint.
Glucosegehalte
Relatieve stabiliteit
In een sauna is het heel erg warm. Je lichaamstemperatuur gaat tijdelijk boven de setpoint.
Verstoring
Een maag- en darminfectie zorgt ervoor dat het watergehalte in het lichaam tijdelijk onder de setpoint gaat.
Verstoring
Bv. uitwendige factor: vasten
Bv. uitwendige factor: extreme warmte Lichaamstemperatuur
Verstoring
Bv. inwendige factor: infectie Watergehalte
Elke parameter heeft een range aan optimale waarden waarbinnen het lichaam goed functioneert. Deze range noemt men de setpoint
De waarde van elke parameter hoeft niet op elk moment constant te zijn, maar mag schommelen binnen de setpoint. Dit noemt men relatief stabiel.
Als de parameter waarden aanneemt buiten de setpoint, zal het lichaam dit proberen te corrigeren. Als de waarde echter onder of boven een bepaalde absolute grens gaat, zullen de cellen in het lichaam schade ondervinden.
Bij een koude buitentemperatuur zal ook je eigen lichaamstemperatuur dalen. Als de temperatuur zakt tot onder de setpoint, zal je lichaam warmte produceren door je spieren te laten rillen. Hierdoor stijgt je temperatuur terug.
Als je een glas frisdrank drinkt, zal het glucosegehalte in je bloed (tijdelijk) stijgen. Je lichaam zal de suikers verwerken, zodat het glucosegehalte zo snel mogelijk daalt en binnen de setpoint valt.
Een virale maag-darminfectie kan ervoor zorgen dat je bloeddruk onder de setpoint duikt. Hierdoor zal je hart sneller slaan, waardoor je bloeddruk terug normaliseert.
Het bloed en vocht rondom de cellen noemen we het inwendig milieu
Het inwendig milieu biedt een stabiele en beschermde omgeving voor weefsels en organen. Het lichaamsoppervlak en alle lichaamsholtes die rechtstreeks verbonden zijn met de buitenwereld, noemen we het uitwendig milieu
Als je eet, gaan voedingsstoffen via de mond, slokdarm en maag naar de dunne darm. De holtes gevormd door deze organen, behoren tot het uitwendig milieu. Ter hoogte van de darmplooien in de dunne darm worden de voedingsstoffen door het lichaam opgenomen door de darmcellen. Op dit moment komen de voedingsstoffen terecht in het inwendig milieu.
darmplooi
uitwendig milieu
inwendig milieu
Wanneer een parameter afwijkt van de setpoint, zullen er mechanismen in gang treden om de waarde terug te brengen naar de setpoint. Dat noemen we homeostatische regelmechanismen.
Zo’n regelmechanisme bestaat uit verschillende componenten:
Prikkel Receptor Controlecentrum
Via conductoren:
Veranderingen in de waarde van een parameter veroorzaken een prikkel
De receptor neemt een prikkel waar en stuurt een signaal uit.
De conductoren geven de signalen door van een receptor naar het controlecentrum en van het controlecentrum naar een effector.
Het controlecentrum
• ontvangt informatie van de receptor.
• bepaalt de grootte van de afwijking ten opzichte van de setpoint.
• stuurt bevelen uit naar één of meerdere effector(en) om hun activiteit met gepaste intensiteit te verhogen of te verlagen.
Effectoren ontvangen informatie van het controlecentrum en reageren hierop. De reactie zorgt ervoor dat de waarde terug binnen de range van de setpoint valt en homeostase opnieuw wordt bereikt.
Opgelet: niet alle prikkels brengen een homeostasereactie met zich mee!
Voorbeeld
prikkel: een heel sterk geluid reactie: oren bedekken om te beschermen tegen schade
Voorbeeld: Homeostase van de lichaamstemperatuur
Een relatief stabiele temperatuur van het lichaam en dus van het inwendig milieu, is essentieel voor het overleven van een organisme. Er zijn twee verschillende manieren om de lichaamstemperatuur te regelen:
Ectotherme organismen, zoals reptielen en amfibieën, gebruiken externe warmtebronnen zoals de zon om zich op te warmen en zoeken schaduwplekjes op om af te koelen. Ze regelen hun lichaamstemperatuur dus gedragsmatig, door in en uit de zon te bewegen.
Endotherme organismen, zoals zoogdieren en vogels, produceren zelf inwendig warmte. Dat kan bijvoorbeeld door de verbranding van voedingsstoffen zoals glucose, of door beweging van de spieren. Het lichaam koelt af door te zweten en het uitzetten van de bloedvaten in de huid. Deze processen worden automatisch geregeld. Het homeostatische regelmechanisme dat zorgt voor het relatief stabiel houden van de lichaamstemperatuur bij endotherme organismen noemen we thermoregulatie
De meeste vlindersoorten kunnen pas vliegen vanaf een bepaalde lichaamstemperatuur. Om zich op te warmen, oriënteren ze zich zo goed mogelijk met hun lichaam richting de zon zodat ze het zonlicht maximaal kunnen opvangen.
feedback: het lichaam koelt af, de lichaamstemperatuur daalt zodat de setpoint is bereikt
feedback: het lichaam produceert warmte, de lichaamstemperatuur stijgt zodat de setpoint is bereikt
De zon of koude wind veroorzaakt een verstoring van de lichaamstemperatuur. Een lichaamstemperatuur boven of onder de setpoint (± 37 °C bij de mens) leidt tot een inwendige prikkel.
De prikkel wordt waargenomen door de thermoreceptoren van het lichaam.
Het controlecentrum (de hypothalamus) detecteert de afwijking ten opzichte van de setpoint en stuurt signalen naar de effectoren.
De effectoren reageren, waardoor de lichaamstemperatuur terug normaliseert. De lichaamstemperatuur wordt zo teruggebracht naar de setpoint
Het eindresultaat is homeostase: de lichaamstemperatuur die verstoord werd door een uitwendige factor (zon of koude wind), wordt teruggebracht naar zijn setpoint door middel van een homeostatisch regelmechanisme
Wanneer een patiënt op intensieve zorg terechtkomt, wordt de bloeddruk, zuurstofsaturatie in het bloed, lichaamstemperatuur, bloedglucoseconcentratie, … constant gemonitord. Deze vitale parameters worden allemaal door homeostatische regelmechanismen relatief stabiel gehouden. Ernstige afwijkingen van de vitale parameters kunnen wijzen op een levensbedreigende aandoening. Om de cellen (en dus de organen) te beschermen, zullen de artsen deze parameters zo snel mogelijk corrigeren. Artsen bewaken de homeostase bij een patiënt en sturen bij waar nodig.
Feedback of terugkoppeling is essentieel voor homeostase. Dankzij feedbacksystemen kan het organisme de vitale parameters zelf regelen (zelfregulerend). Met andere woorden: homeostase is constant actief in het lichaam terwijl het organisme hier helemaal niet hoeft bij na te denken.
In het algemeen spreken we van feedback wanneer de reactie van een proces een prikkel is voor een nieuw proces.
Een feedbacksysteem is een regelmechanisme in een organisme dat het inwendig milieu in evenwicht houdt, zodat een stabiele situatie ontstaat.
Er zijn twee soorten feedbacksystemen:
Positieve feedback: zal een verandering versterken
Een positief feedbacksysteemversterkt een verandering. Bloedstolling of het vormen van een bloedklonter bij een wonde is een typisch voorbeeld van een positief feedbacksysteem. Eén stollingsfactor activeert daarbij de ander, in een kettingreactie, om héél snel een bloedklonter te vormen. Een bloedklonter helpt het bloeden te stoppen, waardoor het bloedvolume niet verder daalt. Op die manier draagt het positief feedbacksysteem bij aan homeostase.
Negatieve feedback: zal een verandering tegenwerken
Een negatief feedbacksysteem keert een verandering om. Bijvoorbeeld: het regelmechanisme voor de CO2-concentratie in het bloed. In de bloedbaan zitten CO2-receptoren die het ademhalingscentrum in de hersenen informeren over de hoeveelheid CO2 in het bloed. Als de CO2-concentratie bijvoorbeeld toeneemt, dan zal het ademhalingscentrum een signaal geven aan de ademhalingsspieren om sneller samen te trekken. Je gaat sneller ademhalen, geeft dus ook meer CO2 af via de longen, waardoor ook de CO2-concentratie in het bloed terug afneemt.
In het lichaam van mensen en dieren zijn vooral negatieve feedbacksystemen werkzaam. Dit type feedbacksysteem is het meest geschikt om homeostase te bereiken, want het brengt een verstoorde waarde terug naar de setpoint. Planten maken vooral gebruik van positieve feedbacksystemen om aan homeostase te doen.
Kijk even terug naar het schema van thermoregulatie op pagina 9. Bij thermoregulatie zijn er twee negatieve feedbacksystemen gekoppeld. Dat betekent dat het ene feedbacksysteem ervoor zorgt dat de lichaamstemperatuur stijgt, terwijl het andere feedbacksysteem de lichaamstemperatuur doet dalen. Dat zorgt voor een zeer fijne controle op de lichaamstemperatuur.
Stel dat een organisme uitsluitend over een systeem beschikt om zich op te warmen. Als dit organisme wil afkoelen, moet het organisme wachten tot de temperatuur vanzelf zakt. Er is immers geen systeem dat helpt af te koelen. Dit organisme kan dus snel oververhit geraken en is dus minder goed in staat te overleven.
WIST-JE-DAT
Bijna alle ziektes ontstaan door een afwijking in het homeostatisch regelmechanisme. Kennis van homeostase in een gezond lichaam en de manier waarop homeostase verstoord wordt door ziekte, is essentieel voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen en therapieën.
Bijvoorbeeld: suikerziekte, hoge bloeddruk ...
Lees de tekst en los de vragen op.
Tijdens de turnles loop je 3 km. Je wil een goede tijd neerzetten en beslist om te stoppen met praten en rustig in en uit te ademen.
Energie komt vrij door de verbranding van voedingsstoffen met zuurstofgas. Bij verhoogde spieractiviteit zoals tijdens het lopen, verbruik je dus meer zuurstof. Daardoor daalt de hoeveelheid zuurstofgas in het bloed. Chemoreceptoren in de slagaders meten deze daling. Ze sturen signalen via zenuwbanen naar de hersenstam. De hersenstam stuurt via zenuwbanen bevelen naar de ademhalingsspieren zoals het middenrif en laat deze samentrekken aan een hogere frequentie (sneller ademen) en intensiteit (dieper ademen). Op die manier haal je meer zuurstofgas per minuut uit de lucht en blijft de hoeveelheid zuurstofgas in het bloed relatief stabiel.
Je zet de beste tijd van je klas neer! Een tijdje nadat je de finish haalde, merk je dat je terug ademt zoals voor de inspanning.
Wat probeert je lichaam hier precies in stand te houden?
Wat is de verstorende factor?
Wat is de prikkel?
Wat is de receptor?
Wat is het controlecentrum?
Wat is/zijn de effector(en)?
Wat is de reactie?
Is dit een voorbeeld van positieve of negatieve feedback?
Welk gemotiveerd gedrag vertoon je?
Leg uit waarom dit een voorbeeld is van homeostase.
Prikkels zijn er dag en nacht. Ze bevatten informatie over eventuele veranderingen die optreden in het inwendig en het uitwendig milieu. Dankzij een goede wisselwerking tussen het inwendig en het uitwendig milieu, kan een organisme overleven. Een gepaste reactie op een prikkel is daarbij van heel groot belang.
Een prikkel wordt opgevangen door een organisme en lokt eventueel een reactie uit.
Een reactie is een actie (handeling) die volgt op een prikkel.
Enkele voorbeelden hiervan zijn:
• Je hoort de schoolbel en stapt naar het leslokaal omdat de les zal beginnen. prikkel: het geluid (van de schoolbel) reactie: bewegen (naar het leslokaal)
• Je rilt door het koude water van de douches in het zwembad. prikkel: koud water reactie: rillen
Prikkels kan je definiëren volgens de aard en de herkomst van de prikkel:
Aard van de prikkel
Fysische prikkels
heeft te maken met energie (bv. licht, geluid, temperatuur) of kracht (bv. druk, aanraking, zwaartekracht)
Chemische prikkels
chemische moleculen die prikkelend werken (bv. geur, smaak, hormonen)
Herkomst van de prikkel
Uitwendige prikkels
ontstaan buiten het lichaam, komen uit de omgeving (bv. licht, geluid, temperatuur, geur, smaak)
Inwendige prikkels
ontstaan binnen het lichaam (bv. honger, dorst, gevoel te moeten plassen, stress)
Bekijk onderstaande figuren.
• Wat is de prikkel?
• Gaat het om een fysische of een chemische prikkel? Zet een kruisje in de juiste kolom.
• Beschrijf de reactie van het organisme.
Belangrijke componenten binnen het homeostatisch regelmechanisme zijn de receptoren, conductoren en effectoren. Bij dierlijke organismen worden de prikkels verwerkt en geïnterpreteerd in de hersenen. Daar krijgt een prikkel zijn betekenis.
Prikkel
Prikkel Receptor De hersenen
Prikkel
Via conductoren: Zenuwstelsel Hormoonstelsel
Effector
Reactie via: Spieren Klieren
Receptoren vangen prikkels op. Zo verzamelt een organisme informatie over de omgeving (uitwendige prikkels) en over het lichaam zelf (inwendige prikkels). Op basis van die informatie kan het organisme gepast reageren op een prikkel. Dat is heel belangrijk omdat uitwendige of inwendige veranderingen de overleving van het organisme in gevaar kunnen brengen.
Er zijn heel wat verschillende soorten receptoren, die verschillende soorten prikkels kunnen opvangen. Ze liggen heel vaak, maar niet altijd, in een zintuig:
THERMORECEPTOREN voelen (temperatuur)
FOTORECEPTOREN licht (zien)
PIJNRECEPTOREN voelen (pijn)
ELEKTRORECEPTOREN enkel bij vissen voelen (elektrische stroompjes)
MAGNETORECEPTOREN enkel bij haaien, bijen, vogels en de aal voelen (magnetisch veld)
CHEMORECEPTOREN smaak (proeven) geur (ruiken) zuurtegraad
MECHANORECEPTOREN zwaartekracht enkel bij planten geluid (horen) bloeddruk proprioceptie (= positie van het lichaam in de ruimte) evenwicht (balans) trillingen
De zintuigen worden meer in detail besproken in module 3.
Receptoren hebben een heel belangrijke rol: ongeacht de aard of oorsprong van de prikkel, vormen ze een prikkel om tot een signaal.
Bepaalde receptoren zullen een prikkel omvormen tot een elektrisch signaal dat via het zenuwstelsel wordt doorgegeven aan de hersenen voor verwerking, interpretatie en het aansturen van een eventuele reactie op de prikkel.
Voorbeelden hiervan zijn licht en geluid (energie), aanraking, druk ...
Andere receptoren zullen op basis van de prikkel aanleiding geven tot het vrijzetten van een hormoon (signaalmolecule) dat via het bloed naar de hormoongevoelige weefsels getransporteerd wordt en daar zijn effect uitoefent. Voorbeelden hiervan zijn adrenaline (bij stress of angst), insuline (bij een te hoge suikerconcentratie in het bloed) …
Elk zintuig bevat receptoren die gespecialiseerd zijn in het opvangen van één specifieke soort prikkel, de zogenaamde adequate prikkel. Voor deze prikkel is een receptor het meest gevoelig. Zo is licht de adequate prikkel voor de fotoreceptoren in het oog, terwijl een chemische molecule (bv. suiker) de adequate prikkel is voor de smaakreceptoren op de tong.
Een receptor vangt prikkels op en vormt ze om tot een signaal.
Conductoren zijn de ‘geleiders van informatie’ tussen de receptoren en effectoren. Ze brengen informatie over van de receptoren naar de effectoren.
Bij planten zijn hormonen de belangrijkste conductoren.
Bij dieren vervullen zowel het zenuwstelsel als het hormoonstelsel deze taak.
Een conductor geleidt informatie van de receptor naar de effector, bv. het zenuwstelsel, het hormoonstelsel.
Dankzij de effectoren kan een organisme reageren op prikkels.
Bij planten zijn de klieren en de plantencellen zelf de effectoren.
Bij dieren zijn de klieren en de spieren de effectoren. De hersenen bepalen de reactie die eventueel gegeven wordt op een prikkel. Het zijn de spieren en klieren die zorgen voor de uitvoering daarvan.
Een effector voert de reactie op een prikkel uit, bv. spieren, klieren, plantencellen. Een reactie is een actie (handeling) die volgt op een prikkel.
De conductoren en effectoren worden meer in detail besproken in module 4 en 5.
In tegenstelling tot de rest van het lichaam, dat ontelbaar veel pijnreceptoren bevat, hebben organen zoals de hersenen, de lever en de longen helemaal geen pijnreceptoren! Er liggen wel pijnreceptoren in het hersenvlies, het vlies rondom de lever en het longvlies. De verdoving die wordt toegediend bij een operatie, dient niet om de organen zelf te verdoven, maar wel om de huid, de spieren en het onderhuids weefsel te verdoven, zodat men het orgaan geheel pijnloos kan bereiken.
Vul het schema aan met de correcte begrippen.
Verbind de adequate prikkel met zijn receptor.
geurstoffen
drukprikkels/warmte/koude
geluid
licht
smaakstoffen
fotoreceptoren in het oog
haarcellen in het binnenoor
smaakreceptoren op de tong
geurreceptoren in de neus
druk- en temperatuurreceptoren in de huid
Niet alle prikkels zijn van even groot belang. Gelukkig maar! Dat zou ons al heel snel overprikkeld maken. Een prikkel is pas waarneembaar als ze de prikkeldrempel overschrijdt. Waargenomen prikkels doen een impuls ontstaan. Impulsen zijn elektrische signalen, die via de zenuwbanen vanuit de receptor naar de hersenen worden geleid. Zwakke prikkels, die de prikkeldrempel niet overschrijden, doen geen impuls ontstaan. Deze prikkels kan het organisme niet waarnemen.
Een prikkeldrempel is de minimale waarde waarboven een prikkel moet uitkomen vooraleer ze een effect kan hebben (reactie uitlokt).
Voorbeeld
De reukzin van honden is veel sterker dan die van de mens, omdat de drempelwaarde voor geurprikkels bij honden veel lager ligt dan bij de mens. Een bepaalde geur kan bijgevolg wel door een hond, maar niet door een mens gedetecteerd worden. Goed getrainde speurhonden worden vaak ingezet bij het zoeken naar explosieven, drugs of vermiste personen.
prikkelsterkte (geurmolecule)
drempelwaarde mens
impuls (enkel bij de hond)
drempelwaarde hond
tijd (s)
Een prikkeldrempel is dynamisch; het kan variëren in functie van de tijd. Wanneer eenzelfde prikkel heel lang aanhoudt, dan is er na een tijdje geen gewaarwording meer. Dat helpt voorkomen dat het organisme overprikkeld raakt. Zo zal een arbeider na een tijdje gewend raken aan de geur van verschillende chemische producten die in de fabriek waar hij werkt geproduceerd worden.
Het achterliggende mechanisme heet prikkelgewenning en doet zich voor op het niveau van de receptoren. De drempelwaarde van de receptoren is hierbij verhoogd. Een prikkel zal (voortaan) sterker moeten zijn vooraleer ze de drempelwaarde overschrijdt, een impuls veroorzaakt en uiteindelijk waargenomen wordt.
Naast het mechanisme van prikkelgewenning, is er ook nog een figuurlijke filter in de hersenen, de prikkelfilter. De prikkelfilter maakt een onderscheid tussen belangrijke en onbelangrijke prikkels. Wie bijvoorbeeld net verhuisd is, hoort heel wat ‘nieuwe geluiden’ (bv. een trein die passeert, het monotone gezoem van het ventilatiesysteem, de autosnelweg verderop of de klokken van de kerktoren). Dankzij je prikkelfilter leer je heel snel dat dit ‘normale geluiden’ zijn (en dus onbelangrijke prikkels). Na een tijdje hoor je die geluiden niet meer, ze verdwijnen op de achtergrond.
Prikkelgewenning treedt op wanneer een prikkel langdurig aanhoudt en deze na verloop van tijd niet meer aanzet tot een reactie. Het is een mechanisme dat zich voordoet ter hoogte van de receptoren.
De prikkelfilter is een figuurlijke filter in de hersenen. Het maakt het onderscheid tussen belangrijke en onbelangrijke prikkels.
Het zenuwstelsel wordt meer in detail besproken in module 4.
Schrap wat niet past en leg uit waarom.
• Een receptor zal altijd het snelst/traagst geprikkeld worden door de adequate prikkel.
• De adequate prikkel, is de prikkel waarvoor een receptor de hoogste/laagste prikkeldrempel heeft.
Zuurstof wordt uit de omgeving gehaald via het ademhalingsstelsel. Via de neus, keel en luchtpijp raakt zuurstof in de longen. Het verspreidt zich verder via vertakkingen tot aan de longblaasjes. Vanuit de longblaasjes wordt de zuurstof doorgegeven aan het bloed. Het zuurstofrijke bloed wordt door het hart rondgepompt en stroomt via de slagaders naar de verschillende organen. In de organen vertakken de slagaders zich en vormen ze netwerken van fijne bloedvaatjes die tot dicht tegen de cellen reiken. De zuurstof kan vanuit het netwerk in het vocht rondom de cellen komen. Zo kunnen alle cellen zuurstof opnemen en gebruiken voor hun activiteiten (o.a. verbranden van voedingsstoffen, vormen van energie).
• Maak een schematische voorstelling van de weg die zuurstof aflegt tot aan de cellen.
• Waar ligt de grens tussen het uitwendig en het inwendig milieu? Duid aan met een stippellijn.
Over welke verstoring gaat het bij volgende ziekte? Wat is de reactie? Vul aan.
Bij een longontsteking treedt er een ontsteking op van de longblaasjes in een bepaald deel van de longen. Ter hoogte van de ontstoken longblaasjes, treedt er geen uitwisseling op van zuurstof uit de lucht naar het bloed. Daardoor is er verminderde zuurstofopname vanuit het uitwendig milieu naar het inwendig milieu, met als gevolg ‘hypoxemie’ (eerste fase van zuurstofgebrek waarbij de cellen nog intact zijn). Ter compensatie van de hypoxemie zal de ademhaling reflexmatig versneld zijn.
• Verstoring:
• Reactie:
Maak een grafiek voor het zuurstofgehalte in het bloed, analoog aan de grafiek van glucosegehalte, lichaamstemperatuur en watergehalte in functie van de tijd uit het schema op blz. 6 en 7.
Duid aan: bovengrens, ondergrens, setpoint. Teken en benoem twee verschillende verstoringen (zoals bv. longontsteking, sporten ...)
In een homeostatisch regelmechanisme werken verschillende cellen uit verschillende orgaansystemen samen.
Ectotherme dieren hebben net zoals endotherme dieren een automatisch regelmechanisme voor lichaamstemperatuur, nl. thermoregulatie.
Een homeostatisch regelmechanisme bestaat altijd uit een receptor, een setpoint en een controlecentrum.
Gaat het om positieve (P) of negatieve (N) feedback? Verklaar.
Wanneer een babyzoogdier aan de tepel van de moeder zuigt, worden er via de zenuwbanen signalen gestuurd naar een gebied in de hersenen, de hypothalamus. Dit controlecentrum signaleert naar de hypofyse achterkwab dat het oxytocine mag vrijzetten in het bloed. Oxytocine stimuleert de melkafgifte uit de borstklier zodat het babyzoogdier kan blijven drinken zolang het aan de tepel zuigt.
Onder andere in de halsslagaders zitten baroreceptoren die constant de bloeddruk detecteren. Het controlecentrum, de hypothalamus, zal bij een te lage bloeddruk signalen uitsturen zodat de bloedvaten in het lichaam vernauwen en het hart sneller klopt. Op die manier zal de bloeddruk terug verhogen.
Tijdens het skaten kom je per ongeluk ten val. Op je knie zie je een grote schaafwonde. Bijna meteen vormen er zich kleine korstjes op de wonde. Het bloeden stopt zodra alle wondjes afgedekt zijn met een korstje.
Je hond krijgt binnenkort pups. De dierenarts legt uit dat de contracties van de baarmoeder gestimuleerd worden door hormonen (oxytocine) die vrijkomen bij druk op de baarmoederhals. Oxytocine zorgt er op zijn beurt voor dat de intensiteit van de contracties toenemen. Dit proces blijft zichzelf versterken en stopt zodra alle pups geboren zijn.
’s Middags eet je warm op school. Wanneer je eet, stijgt de glucoseconcentratie in je bloed. Dit wordt gedetecteerd door cellen in je pancreas. Als reactie wordt er insuline vrijgezet. Dat hormoon zorgt er voor dat glucose uit het bloed wordt opgenomen, waardoor de glucoseconcentratie in het bloed terug afneemt.
Prikkels, de klok rond!
6 , wat is de reactie?
Wat is de prikkel, wat is de reactie? Onderlijn de prikkel en markeer de reactie in elk voorbeeld.
Vroeg in de ochtend word je wakker bij het geluid van de wekker.
Je rilt van de kou en trekt een kamerjas en pantoffels aan om naar het toilet te gaan.
Je ogen moeten even wennen aan het felle licht in het toilet.
Je hebt reuzenhonger en gaat beneden ontbijten.
Aan de ontbijttafel ruik je verse koffiekoeken, het water komt je in de mond.
Bij je boterham eet je een stukje fondantchocolade 98% cacao die je gisteren in de wereldwinkel kocht. Het smaakt bitter.
Bij de bushalte hoor je een ambulance met heel luide sirene naderen. Je bedekt je oren.
Je hebt stress voor de toets Frans tijdens het eerste lesuur, je handen zweten en je hart klopt sneller.
• Vul de oranje vakjes in. Kies uit: inwendig, uitwendig, chemisch, fysisch.
• Plaats daarna deze prikkels op de juiste plaats in het schema: temperatuur, hormonen, druk, geluid, licht, smaak, geur, temperatuur, dorst (gebrek aan water), honger (gebrek aan voedsel) Herkomst
Een doordenkertje ... Kleur in bovenstaand schema alle prikkels die wel door dierlijke organismen, maar niet door plantaardige organismen waargenomen kunnen worden.
Wat is de prikkel? Welk type receptor vangt deze prikkel op? Wat zijn de conductoren en effectoren? Vul aan.
Alle aquatische dieren produceren kleine elektrische stroompjes wanneer hun spieren samentrekken. Een aantal soorten vissen, waaronder de sidderaal, kunnen die stroompjes detecteren en zelf produceren met gespecialiseerde organen.
Zo communiceren ze, vormen ze een 3D-beeld van hun omgeving en lokaliseren ze een prooi of partner, zelfs in verontreinigd water.
Duiven kunnen zich extreem goed oriënteren tijdens het vliegen. Vermoedelijk navigeren ze volgens de magnetische veldlijnen van de aarde en aan de hand van omgevingskenmerken zoals autosnelwegen, treinsporen en/of rivieren.
Aan de ontbijttafel ruik je verse koffiekoeken, het water komt je in de mond.
prikkel =
type receptor =
conductor =
effector =
prikkel =
type receptor =
conductor = effector =
prikkel =
type receptor =
conductor =
effector =
Temperaturen onder 10 °C en boven 45 °C zijn potentieel schadelijk voor het lichaam. Wie een object met dergelijke temperaturen vasthoudt, zal pijn ervaren en zal bijna meteen het object loslaten om verdere schade aan het lichaam te beperken.
De blaadjes van de venusval (een vleesetende plant) klappen dicht als er een vliegje op landt. Vervolgens produceert de plant sappen om het insect te verteren.
prikkel =
type receptor =
conductor =
effector =
prikkel =
type receptor =
conductor =
effector =
Schrap wat niet past en leg uit waarom.
• Wanneer een prikkel de prikkeldrempel overschrijdt, zal er soms/altijd een impuls ontstaan.
• De prikkeldrempel voor geurprikkels ligt bij honden lager/even hoog/hoger dan bij mensen.
• Enkele korrels suiker die zijn opgelost in een glas water proef je niet, dat komt omdat de drempelwaarde voor het smaken van ‘zoet’ wel/niet is bereikt en er bijgevolg een/geen impuls is ontstaan.
11 en markeer de reactie.
• Teken de impuls bij onderstaande voorbeelden.
• Onderlijn de prikkel en markeer de reactie.
• Bespreek: gaat het om een inwendige/uitwendige en om een fysische/chemische prikkel?
• Welke effector(en) is/zijn betrokken bij het uitvoeren van de reactie?
Je verwacht een berichtje van je lief om samen op date te gaan. Bij het ‘ping’-geluid neem je meteen je smartphone in de hand om te antwoorden.
• inwendig – uitwendig
a drempelwaarde tijd (s)
• fysisch – chemisch
• effectoren:
b
Je bent verkouden en je neus is volledig verstopt: je ruikt niets. De geur van versgebakken frietjes doet je anders meteen watertanden! Vervelend … de frietjes smaken ook naar niets.
• inwendig – uitwendig
• fysisch – chemisch
• effectoren:
drempelwaarde tijd (s)
Een leerkracht betrapt je op spieken tijdens een examen.
Je moet het gaan uitleggen aan de directeur. Dat geeft meer stress dan het examen zelf! Je zweet en je hart klopt sneller.
• inwendig – uitwendig
• fysisch – chemisch
• effectoren:
prikkelsterkte
Een bij ruikt al van heel ver of een bloem nectar bevat of niet. Op die manier beslist ze heel snel om te landen, of door te vliegen.
• inwendig – uitwendig
• fysisch – chemisch
• effectoren:
de bij landt: de bij vliegt door:
drempelwaarde
waarde
Gaat het in onderstaande voorbeelden om prikkelgewenning of is er sprake van een prikkelfilter? In het geval van prikkelgewenning, wat gebeurt er met de prikkeldrempel?
• Je steekt ’s nachts het licht aan in je kamer. Na een tijdje zijn je ogen gewend aan het licht.
• Het ticketje van je nieuwe pull prikt in je nek, het irriteert je al de hele dag! Je wil liefst zo snel mogelijk die trui terug uitdoen.
• Je kreeg met Valentijn een kettinkje van je lief. Na een tijdje voel je het hangertje niet meer op je huid, het lijkt zelfs alsof je het niet om hebt.
• Tijdens je vakantiejob help je in een bakkerij. Na een tijdje raak je gewoon aan de geur van vers brood en pistolets.
• Er zit al de hele wandeling lang een steentje in je schoen. Je wil zo snel mogelijk stoppen om het er uit te halen.
• ’s Ochtends trek je een nieuw paar sokken aan. Ze zitten strakker dan je oude paar. Na een tijdje voel je dit niet meer.
Je hebt een maag-darmvirusje te pakken, waardoor er vochtverlies ontstaat en je voelt je duizelig bij het rechtstaan. Je hebt last van een te lage bloeddruk. We noemen dat hypotensie Je bloedvaten hebben baroreceptoren die detecteren of de bloeddruk te hoog of te laag is. Deze baroreceptoren sturen een signaal, via het zenuwstelsel, naar de hypothalamus. De hypothalamus stuurt vervolgens een signaal naar het hart, de bloedvaten en de nieren, die de bloeddruk elk op hun eigen manier reguleren. Als de bloeddruk te laag is, stijgt de hartslag naarmate de bloedvaten samentrekken (vasoconstrictie), terwijl de nieren meer water zullen vasthouden. Op die manier wordt de bloeddruk teruggebracht naar de setpoint.
Vul onderstaand schema aan op basis van de informatie uit de tekst.
verstoring
Ik ken de definitie van homeostase en kan deze begrippen uitleggen: relatief stabiel, inwendig milieu, verstoring. p. 6-7
Ik weet uit welke componenten een homeostatisch regelmechanisme is opgebouwd en ken hun rol in homeostase. p. 8
Ik kan het principe van positieve en negatieve feedback uitleggen en het belang ervan binnen een homeostatisch regelmechanisme duiden. p. 10-11
Ik kan enkele voorbeelden geven van positieve en negatieve feedback in mens en dier. p. 10
Ik weet dat planten en dieren zich in stand houden door wisselwerking tussen het inwendig en uitwendig milieu. p. 13
Ik kan het begrip prikkel en reactie uitleggen. p. 13
Ik weet dat prikkels gedefinieerd kunnen worden volgens aard en herkomst. Ik kan voorbeelden geven van fysische/chemische prikkels en van uitwendige/ inwendige prikkels. p. 13-14
Ik kan aan de hand van eenvoudige dagelijkse voorbeelden aantonen dat planten en dieren reageren op uitwendige en inwendige prikkels. p. 13-14
Ik weet dat organismen kunnen overleven door te functioneren als een systeem waarin receptoren, conductoren en effectoren samenwerken voor het opvangen, verwerken en reageren op prikkels. p. 15
Ik kan de betekenis van de termen receptor, conductor en effector uitleggen aan de hand van een voorbeeld. p. 15-18
Ik kan de begrippen prikkeldrempel, prikkelgewenning en prikkelfilter uitleggen. p. 19-20
Colofon
Auteur Nathalie Lombaert, Céline Neutens
Eerste druk 2023
SO 0284/2023
Bestelnummer 65 900 0823
ISBN 978 90 4864 699 9
KB D/2023/0147/125
NUR 126
Thema YPMP1
Verantwoordelijke uitgever die Keure, Kleine Pathoekeweg 3, 8000 Brugge
RPR 0405 108 325 - © die Keure, Brugge
Die Keure wil het milieu beschermen. Daarom kiezen wij bewust voor papier dat het keurmerk van de Forest Stewardship Council® (FSC®) draagt. Dit product is gemaakt van materiaal afkomstig uit goed beheerde, FSC®-gecertificeerde bossen en andere gecontroleerde bronnen.