MEDISCHE BASISKENNIS
HOOFDSTUK 2
De Cel 2015/2016
2
INHOUDSOPGAVE HOOFDSTUK 2 DE CEL Inhoud: 2:1 bouw van de cel; 2:2 celdeling: 2:2.1 mitose; 2:2.2 meiose; 2:3 embryologie; 2:4 metabolisme.
3 2:1 BOUW VAN DE CEL De cel is de kleinste bouwsteen van het lichaam, deze is microscopisch klein. 13 14 Afmeting varieert van 5 tot 200 m (1 m is een duizendste mm). Het aantal cellen is 10 à 10 , oftewel 100 biljoen.
Elke cel heeft een specifieke taak en de bouw is afhankelijk van de functie. De cellen liggen niet pal tegen elkaar. Ertussen ligt weefselvocht, van waaruit de cel gevoed wordt en de afvalstoffen worden afgevoerd. Elke cel ontvangt prikkels en reageert daarop. De manier van reageren is afhankelijk van de functie van de cel. Een spiercel trekt samen, een zenuwcel vangt prikkels op en geeft deze door naar de hersenen of een andere zenuwcel. Vanuit de hersenen kunnen bijvoorbeeld weer prikkels naar de spieren worden gestuurd. Afhankelijk van de prikkel zal de cel snel, reflexmatig of weloverwogen reageren. Zo is er een continu samenspel van alle lichaamscellen. Het lichaam functioneert als een eenheid. De verschillen tussen de cellen zijn te zien met een lichtmicroscoop. Details van de cel zijn te zien met een elektronen microscoop. Deze is 1000 x zo sterk als een lichtmicroscoop. De cel is opgebouwd uit een celwand met hierbinnen het cytoplasma en de celkern. 1: ribosomen (eiwitsynthese); 2: celkern (regeling celprocessen, houder DNA); 3: celmembraan, omsluit de cel (transport in/uit de cel en regelt daarmee de elektrische spanning); 4: endoplasmatisch reticulum (transporteert stoffen binnen cel); 5: mitochondriën (productie voor opslag en transport van energie in de cel); 6: golgi-apparaat (opslag en vorming van stoffen); 7: lysosoom (vertering van overtollige stoffen) ATP, adenosinetrifosfaat, dat in de celstofwisseling (in de mitochondriën) een sleutelrol vervult als drager van chemische energie. Voor de meeste in de cellen spelende processen is energie nodig. ATP is zo'n energiedrager. Bij de hydrolys, (is de splitsing van een chemische verbinding onder opname van water), van ATP door het enzym adenosinehydogenase, waarbij ADP (adenosinedifosfaat) en fosfaat worden gevormd, komt 29,4 kJ/mol aan energie vrij. De reden waarom deze binding zoveel energie bevat, is de elektrostatische afstoting tussen de negatief geladen zuurstofatomen in de fosfaatgroepen. ATP kan je beschouwen als een soort batterijtje, oorspronkelijk is het ADP (adenosine di fosfaat) een stof in de cel reeds aanwezig, die een extra fosfaatbinding aangaat tot adenosine tri fosfaat. Zo een binding aangaan kost energie maar wanneer deze binding terug verbroken wordt komt deze bindingsenergie terug vrij. In de citroenzuurcyclus komt dit vaak voor. Telkens wanneer een suiker afgebroken wordt slaat de cel deze vrijgekomen energie op, door het opladen van deze ADP batterijtjes tot ATP. Wanneer de energie nodig is bij inspanning bijvoorbeeld worden deze ATP' s aangesproken om weer ADP te worden
Het celmembraan Om de cel zit een celwand, het celmembraan, dit is de grens tussen: de extracellulaire, de ruimte buiten de cel; de intracellulaire ruimte, de inhoud van de cel. De intercellulaire ruimte is de ruimte tussen de cellen. o Deze ruimte verbindt de cellen onderling, met de extracellulaire vloeistof. Het celmembraan is een dun vlies met kleine openingen. Dit kan voedingsstoffen, afvalstoffen en water doorlaten in twee richtingen. Afhankelijk van de grootte en de elektrische lading van de stoffen. Het is semipermeabel (half doorlaatbaar).
4 De concentraties van stoffen binnen en buiten de cel zijn verschillend. Zuurstof en voedingsstoffen, zijn meestal buiten de cel in hogere concentraties aanwezig, door diffusie stromen deze door openingen in het celmembraan naar de cel (mits ze deze kunnen passeren). Diffusie is het dooreenmengen van verschillende concentraties van moleculen in twee van elkaar gescheiden vloeistoffen, door middel van een permeabel membraan. Alle stoffen streven naar evenwicht en willen dus in gelijke concentraties aanwezig zijn. Bij verschillen in concentratie leidt diffusie tot een verplaatsing van deeltjes. Deze gaan van plaatsen met een hoge concentratie naar plaatsen met een lage concentratie. Sommige stoffen hebben een speciale transport mogelijkheid. Deze stoffen worden gebonden aan drager-stoffen, carriërs. Carriërs brengen zo stoffen door een membraan. Dit proces kost de cel energie. Dat is actief transport.
Celmembraan: Het beschermend omhulsel van de cel. Hierbinnen bevindt zich:
Het cytoplasma: Dit is een geleiachtige oplossing in de cel. Dit bestaat voor 75% uit water en 25% uit voedingsstoffen, zoals eiwitten, vetachtige stoffen, koolhydraten en zouten. Hierin bevinden zich allerlei structuren, de celorganellen. Dit zijn kleine orgaantjes in de cel, met verschillende taken voor het voortbestaan en functioneren van de cel. Celorganellen zijn: Endoplasmatisch reticulum: (ER) (endo = binnen reticulum = netwerk). Het is een netwerk van sterk vertakte holten, voor het transport van opgeloste stoffen en het herbergt de ribosomen en heeft daarom een belangrijke rol in de eiwittenaanmaak. Ribosoom: De eiwitfabriekjes van de cel. Het zijn korreltjes op de wand van buisjes van het endoplasmatisch reticulum.
Golgi-apparaat: Bestaat uit een stapeltje platte blaasjes. Het is de plek in de cel, waar koolhydraten gemaakt worden en deze worden hier gekoppeld aan eiwitten uit het endoplasmatisch reticulum. Aangemaakte eiwitten worden omgevormd tot werkzame eindproducten, zoals bijvoorbeeld hormonen.
5 Mitochondriën: Energieleveranciers van de cel. Zorgen voor de verbranding van voedingsstoffen, hierbij komt energie vrij. Er komen er honderden in iedere cel voor. Cytoskelet: Het geraamte, dat zorgt voor stevigheid en vorm van de cel.
Centrosoom: Onderdeel van de cel, dat betrokken is bij de celdeling. Deze bevat de centriolen, die betrokken zijn bij de vorming van spoeldraden.
Lysosoom: Blaasje dat in staat is celafval af te breken. De onbruikbare stoffen worden met behulp van bepaalde stoffen afgebroken en uit de cel verwijderd naar de extracellulaire ruimte en via lymfe en bloed afgevoerd naar o.a. de nieren. Vacuole: Is een holte gevuld met vocht. Belangrijke opslagplaats voor bouwstenen van de cel
De nucleus → celkern Deze is net als de cel omgeven door een vlies, het kernmembraan. Dit is dubbelwandig. Tussen deze wanden is een kleine ruimte, die in verbinding staat met het endoplasmatisch reticulum. Het kernmembraan heeft ook diverse openingen voor uitwisseling van stoffen tussen de kerninhoud en het cytoplasma. Opname van een cel, gemaakt met een transmissieelektronenmicroscoop. Het cytoplasma is blauw ingekleurd, de rode lijn begrenst de kern en de oranje ingekleurde massa is de nucleolus, het kernlichaam
In de celkern bevindt zich kernvloeistof en genetisch materiaal. Kernvloeistof bevat: kernlichaampjes, de nucleolen of nucleoli (nucleolus is enkv.): o Hierin bevindt zich het kernzuur of ribonucleïnezuur. o Dit is het RNA. (afkorting van ribonucleic acid). chromosomen: o Deze zijn opgebouwd uit chromatine korrels. o Ze bevatten ook kernzuur het desoxyribonucleïne zuur. Dit is het DNA. (afkorting van desoxyribonucleic acid)
6 Menselijke cel bevat 46 chromosomen, ( chroma = kleur, soma = lichaam). Deze zijn paarsgewijs aanwezig → 23 paar. Ze zijn alleen zichtbaar tijdens de celdeling. Buiten de celdeling zitten ze als chromatinekorrels in de celkern. Het is een dubbel spiraal, verbonden via verbindingen, die gevormd zijn tussen bepaalde onderdelen van het DNA , de basen. (chromosoom minder dan 1m en uitgerekt is dit 7 cm). Elk paar bestaat uit twee dezelfde chromosomen. Deze verschillen in functie van de andere paren. Elk paar vertegenwoordigt een reeks erfelijke eigenschappen. Chromosomen bestaan uit: autosomen, dit zijn de 22 paar genummerde chromosomen; geslachtschromosomen dit is het 23e paar: o man → X en Y o vrouw → X en X Structuur DNA
Chromosomen bevatten het DNA. Een gen is een stukje DNA en bevat informatie voor één erfelijke eigenschap. De volgorde van bepaalde bouwstenen van het DNA, de basisparen, bepalen de erfelijke eigenschap van een organisme. In het DNA komen vier soorten basen voor adenine A guanine G thyamine T en cytosine C.
Alle erfelijke eigenschappen dus, (die draag je vanaf de geboorte met je mee), liggen vast in de volgorde van de DNA-traptreden. Een heleboel van die treden samen, een stukje DNA dus, dat voor één eigenschap staat is een gen. Eiwitsynthese Functie van DNA en RNA: het aanmaken van eiwitten voor de cel. Functie van RNA: Het DNA zit in de celkern, maar moet eigenlijk ook daar buiten gebruikt kunnen worden. Dit is niet mogelijk, omdat DNA veel te groot is om uit de celkern te komen. De oplossing hiervoor is RNA. RNA is eigenlijk gewoon een kopie van een klein stukje van het DNA, dat uit de celkern kan worden gebracht, waardoor andere eiwitten, deze instructies kunnen lezen en nieuwe eiwitten kunnen maken.
7 Eiwitsynthese: Er wordt een specifiek stukje van een DNA-keten afgelezen langs één van de zijden van de wenteltrap van een chromosoom. Dit wordt in gespiegelde vorm vastgelegd in een RNA keten. o Dit wordt boodschapper RNA (messenger RNA) mRNA genoemd. o Dit stukje heeft dezelfde opbouw als het DNA “een soort mal” en kan daardoor de erfelijke informatie als boodschap overbrengen naar de cel. Het mRNA verlaat de celkern en gaat naar de ribosomen in de celvloeistof. o De ribosomen zijn de korrelstructuren op het endoplasmatisch reticulum in de celvloeistof: hierin de opbouw van eiwitten. Hier bevinden zich stukjes transport RNA, het tRNA. Deze vervoeren aminozuren (onderdelen van eiwitten). Bij de ribosomen koppelen stukjes tRNA met mRNA. Zo wordt telkens door een ribosoom een aminozuur gekoppeld aan het volgende aminozuur. De volgorde van de basen van het RNA bepalen in welke volgorde de eiwitonderdelen aan elkaar gekoppeld worden. Voorbeelden van eiwitten die zo ontstaan zijn: enzymen, structuureiwitten, hormonen, bloedeiwitten zoals hemoglobine en eiwitten die een rol spelen bij de afweer (immuunsysteem).
eiwitsynthese
DNA in chromosomen
RNA in kernlichaampjes
met behulp van m-RNA en t-RNA
eiwitaanmaak op de ribosomen
Chromatiden zijn de twee armen van de chromosomen in het midden verbonden door de centromeer. Twee chromatiden vormen samen één chromosoom. Aan de centromeer worden de trekdraden tijdens de celdeling bevestigd.
8 2:2 CELDELING Celdeling bestaat uit twee verschillende soorten delingen: mitose, deling van de cel, waardoor twee gelijke cellen met een gelijk aantal chromosomen ontstaat: o Voor de groei en vervanging van de cellen. meiose, reductiedeling (= vermindering) bij de geslachtscellen: o Cellen hebben helft van oorspronkelijk aantal chromosomen. Mitose Chromosomen verdubbelen. Hierna delen de verdubbelde chromosomen zich. Er ontstaan twee gelijke helften. Meiose Chromosomen verdubbelen. Verdubbelde paren delen, er ontstaan twee cellen met ieder de helft van de verdubbelde paren. Hierna deling van verdubbelde paren (halve aantal). Dan 4 cellen met de helft van de chromosomen.
2:2.1 MITOSE Mitose (mitos = draad) is nodig voor de groei en vervanging van de cellen in het lichaam. Het is de celdeling, zoals die gebeurt bij de gewone lichaamscellen. Een kern kan niet zomaar in tweeën worden gedeeld. De chromosomen moeten bij een mitose onveranderd worden doorgegeven van cel naar cel. De chromosomen die alle erfelijke informatie bevatten, worden verdubbeld en daarna over de beide cellen verdeeld. Het begint met het maken van een dubbelprint. De chromosoom replicatie. Net als bij de vorming mRNA voor eiwitsynthese, ontvouwt zich de wenteltrap, maar nu geen vorming van RNA langs de zijden van de trap, maar DNA. Ieder chromosoom verdubbelt zich en bestaat dan tijdelijk uit twee identieke chromatiden, (armen van chromosoom). De celkern bevat dan 92 chromatiden.
9 Nadat er een verdubbeling is van de chromosomen begint de celdeling: Begint met de deling van de celkern. Gevolgd door de deling van het centrosoom (spoellichaampje) in het cytoplasma. o Celkern bevat nu twee centrosomen. Deze gaan naar beide uiteinden van de celkern. Ze helpen bij de deling van de chromosomen in de kern. o Ze worden nu centriolen genoemd. Deze spelen een rol bij de vorming van de trekdraden. Celkern (nucleus) verliest zijn kernmembraan. Chromatinekorrels verdichten tot draadvormige chromosomen. Chromosomen rangschikken zich langs de spoeldraden in de cel. Deze lopen van de centriolen naar het midden van de cel. Chromosomen delen overlangs. o Dit geeft twee identieke chromosomen. Elk deel verplaatst zich naar één centriool. Celwand snoert in: o scheiding van de twee delen. Spoeldraden verdwijnen en uit de chromosomen worden weer chromatinekorrels gevormd. In elke cel ontstaat een nieuwe kernwand. Uit elke gedeelde cel hebben zich twee cellen gevormd, met het zelfde aantal chromosomen, van dezelfde samenstelling van het erfelijk materiaal. Volledige celdeling duurt 30 minuten tot 2 uur. Beide cellen kunnen weer delen als ze volwassen zijn. Hieronder worden de verschillende stappen weergegeven. De chromosomen liggen als lange draadjes in een wirwar over elkaar. Elk chromosoom wordt verdubbeld door een splitsing overlangs. Beide helften zijn nog verbonden door één punt. De centromeer. Vervolgens worden de chromosomen korter en dikker. De nucleolus, het kernlichaampje en het celmembraan lossen op. In het cytoplasma ontstaan trekdraden. De centrosomen gaan naar de beide uiteinden van de cel. De chromosomen zijn nu heel kort en dik geworden. Ze rangschikken zich in het middenvlak van de cel. De trekdraden hechten zich vast aan één identieke helft van een chromosoom. (Aan de centromeer, dit is de insnoering in het midden van het chromosomenpaar, zie afb. pag.7) De trekdraden beginnen nu te verkorten en halen zo de van elkaar los gekomen chromosoomhelften uiteen. De ene helft gaat naar de ene pool en de andere naar de andere pool van de cel. Er zijn twee nieuwe dochtercellen ontstaan die elk evenveel chromosomen hebben als de moedercel.
10 2:2.2 MEIOSE Meiose of reductiedeling (meiuon = verminderen) Deze deling vindt plaats bij de vorming van de geslachtscellen. De geslachtscellen bij de vrouw worden al in de foetale periode (na achtste week van de zwangerschap) gevormd. In deze periode start het eerste begin van de meiose. De laatste fase begint direct na de ovulatie, vanaf de geslachtsrijpe periode. Bij de man begint de vorming van zaadcellen in de geslachtsrijpe periode van de man. Na de puberteit. De eicel en de zaadcel bevatten dan na de deling ieder 23 chromosomen. Door de halvering van het aantal chromosomen ontstaat er bij de bevruchting weer een cel met het normale aantal van 46 chromosomen. De meiose bestaat uit twee delingen. De eerste deling wordt meiose 1 genoemd. Er vindt een verdubbeling van het aantal chromosomen plaats. De chromosomen gaan niet elk apart naar het midden van de kern, maar als paren. De paren worden nu elk met de twee zuster chromatiden (de armen van de chromosomen) van elkaar weggetrokken en het aantal chromosomen wordt gehalveerd. De cel gaat zich insnoeren. Er zijn nu twee cellen ontstaan elk met een half aantal chromosomen, die uit twee zuster chromatiden bestaan. De tweede deling is meiose 2. Deze fase verloopt zoals mitose met het verschil dat er geen homologe (gelijksoortig) paren meer zijn. De chromosomen delen zich overlangs. Er ontstaan nu vier dochtercellen. Bij de jongens begint in de puberteit de zaadcelproductie. Vanuit een moedercel (diploïde = dubbel de cellen bevatten het normale aantal chromosomen), ontstaan in de meiose vier haploïde (= enkelvoudig, slechts de helft van het aantal chromosomen) cellen. Deze 4 cellen moeten dan nog worden omgebouwd tot zweephaarcellen, de spermatozoïden. Het productietempo ligt hoog, namelijk circa 1000 spermatozoïden per seconde. Bij meisjes ligt de situatie een tikkeltje anders. Bij de geboorte heeft een meisje in de eierstok al zo'n 200.000 cellen in voorraad die zijn blijven steken in de profase I. Het eerste deel van de meiose. Pas in de puberteit wordt er dan maandelijks eentje (soms 2 of 3) verder afgemaakt. Om de toekomstige eicel zoveel mogelijk reservevoedsel (= cytoplasma) mee te geven, zuigt de ene cel in de meisose I alle cytoplasma naar zich toe. In de meiose II flikt diezelfde cel dat nog een keer. Zodoende ontstaat er één dikke eicel met drie frutseltjes ernaast. Omdat die frutseltjes vaak als een propje tegen een pool van de eicel zitten, noemen we ze poollichaampjes. De poollichaampjes sterven af en worden opgegeten door witte bloedlichaampjes.
Tijdens de meiose is er “crossing-over”. De chromosomen wisselen onderling genetisch materiaal uit. De chromosomen zijn nu onderling verschillend. Crossing-over is Engels voor overkruising, dit is in de genetica het verschijnsel tijdens meiose, waarbij twee homologe (gelijke) chromosomen stukken DNA uitwisselen. Dit leidt tot een recombinatie van erfelijk materiaal. Zie op de afb. bij B.
11 Bij de man zijn vier zaadcellen ontstaan. Bij de vrouw zijn er ook vier cellen, maar sterven de overige 3 cellen af, dit zijn de poollichaampjes. Eicel bevat nu 22 chromosomen en 1 geslachtschromosoom X. Zaadcel bevat nu 22 chromosomen en 1 geslachtschromosoom X of Y. Tijdens de bevruchting ontstaat versmelting van de eicel met de zaadcel. Hierbij ontstaat: X met X meisje X met Y een jongen. Eicel en zaadcel cel bevatten na de versmelting weer het normale aantal van 46 chromosomen.
2:3 EMBRYOLOGIE Embryologie is de wetenschap van de ontwikkeling van een zygote tot een voldragen baby. De bevruchte eicel, de zygote, is na de bevruchting weer een gewone cel met 46 chromosomen. Deze vindt al delend zijn weg naar de baarmoeder en nestelt zich daar als een klompje cellen, de blastula, in.
Zygote: is de bevruchte eicel. Hieruit ontwikkelt zich een voldragen baby. Het is de samensmelting van de ei- en zaadcel cel met 46 chromosomen per cel. Na 30 uur is de eerste deling van de cel. o De bevruchte cel heeft zich voor de innesteling in de baarmoeder al meerdere malen gedeeld en ontwikkeld. Morula: (morus = moerbei) is een klein klompje cellen na de eerste delingen ongeveer twee en halve dag na de bevruchting. Na 4 delingen heeft de morula ongeveer 16 cellen. Hierna ontstaat de: Blastulaholte: o De vrucht is nu een blastula. o Rond de zesde dag nestelt deze zich in de baarmoeder, de nidatie, (nidus = nest). o De blastula hecht zich aan het vlies van de baarmoederwand. De cellen vergroeien met cellen van het baarmoederslijmvlies. Dit verzorgt en voedt de vrucht. Hormoon progesteron heeft er voor gezorgd dat het baarmoederslijmvlies zich heeft voorbereid, secretiefase.
Embryoblast: is het klompje cellen dat groeit en rijpt, hieruit ontstaat het embryo.
12 Embryonale periode, zijn de eerste 8 weken. Het eerste deel van de ontwikkeling van de vrucht. In deze periode van de zwangerschap vindt differentiatie plaats. Dit is de vorming van allerlei verschillende soorten cellen, vanuit de ene bevruchte eicel. Differentiatie is begonnen bij de vorming van de kiemblaas, de blastula. Hieruit zijn twee soorten cellen ontstaan. Te weten:
trofoblast: dit is de buitenste laag → deze cellen leggen contact met het baarmoederslijmvlies. Deze vormt uiteindelijk: o de placenta (moederkoek), die het kind voedt; o de vliezen, die het kind vasthouden in de ruimte van het vruchtwater. embryoblast: de binnenste laag → hieruit groeit de vrucht.
Celdifferentiatie Embryoblastcellen ontwikkelen zich tot allerlei verschillende soorten cellen. Begin van de derde week zijn er drie hoofdgroepen cellen, gegroepeerd in lagen, de kiemlagen genoemd. Dit zijn: ectoderm de buitenste laag: o Hieruit ontstaat onder andere de huid, het ruggenmerg en zenuwstelsel. Verder haar, nagels, klieren van de huid en zintuigen zoals ogen oren en evenwichtzintuig.
mesoderm de middelste laag: o Het is de oorsprong van het hart, de bloedvaten, spieren, nieren, milt, steunweefsel en skelet. entoderm de binnenste laag: Deze grenst aan de dooierzak. o Het is de oorsprong van het maag-darmkanaal.
1.
13
Deze ontwikkeling vindt stapsgewijs plaats. Vroeg in de embryonale periode begint de ontwikkeling van de hersenen en het zenuwstelsel met het ontwikkelen van de neurale plaat. Deze bevindt zich op het ectodermale kiemblad, de binnenste laag. Bovenin ontstaat in het midden een groeve, de neurale groeve. Aan het begin van de vierde week gaat deze groeve zich aan de bovenkant sluiten. Dit is het begin van de neurale buis. De sluiting begint in het midden en zet zich dan naar boven en onder voort. Aan de bovenzijde treedt een verdere verdikking op en ontstaan de hersenblaasjes waaruit de hersenen zich ontwikkelen. Beneden blijft de neurale buis nauw en hieruit ontstaat het ruggenmerg. Neurale plaat is de buitenste laag. Van hieruit vorming van ruggenmerg. Door invaginatie (instulping) van de neurale plaat vormt zich de neurale groeve, waarvan de wanden de neurale wallen worden genoemd. Uiteindelijk groeien de buitenste uiteinden van de neurale wallen tegen elkaar aan door snelle klieving van ectodermcellen: de neurale buis. Een deel van het mesoderm dat tegen de neurale groeve aanligt (het paraxiaal mesoderm) vormt spieren, het skelet en de lederhuid. Het deel van het mesoderm dat tussen beide delen paraxiaal mesoderm in ligt, vormt in het embryo de chorda de streng, of zenuwdraad.
De drie kiemlagen die aanwezig zijn liggen in de vorm van een cirkel. Om de vorm van het bekende oerdiertje aan te kunnen nemen moet er heel veel gebeuren. Ten eerste moet bepaald worden wat de boven en de onderkant van het embryo wordt. Dit doet het met behulp van de chorda dorsalis, de embryonale as. Deze bepaald waar de rug van de baby komt en ook wat boven en onderkant van het kind worden.
Na acht weken zijn organen en weefsels in aanleg aanwezig. Dit is het begin van de foetale ontwikkeling.
14 2:4 METABOLISME Metabolisme is de stofwisseling, (metabolismos = verandering of omzetting). Dit is het geheel van biochemische processen, die plaatsvinden in cellen en organismen. Enzymen spelen bij de omzettingen een centrale rol. Een enzym is een eiwit, dat als katalysator fungeert bij een bepaalde chemische reactie in of buiten de cel, zonder daarbij zelf te worden verbruikt of van samenstelling verandert. Nadat een enzym is ingewerkt op een stof, kan deze stof, via de spijsvertering worden opgenomen. Voor de opbouw van enzymen zijn vitaminen nodig.
De lichaamscellen verschillen wat betreft bouw en functie, maar elke cel moet zich voeden en energie produceren. De energie ligt opgeslagen in de cel in de vorm van vetten, eiwitten en koolhydraten. Voor het vrijmaken van de energie is zuurstof nodig. Dit proces heet verbranding. Deze verbranding gebeurt bij de lichaamstemperatuur met behulp van enzymen in een reeks chemische reacties. Bij dit proces komen afbraakstoffen vrij die door het lichaam verwijderd moeten worden, omdat ze schadelijk zijn. Bij deze processen komt energie vrij. Voor een deel in de vorm van: warmte voor het instant houden van de lichaamstemperatuur; arbeid die de betreffende cel nodig heeft, zoals: o voor het maken van bewegingen; o de groei etc. Voor deze functies moeten de cellen voedingsstoffen opnemen. De voedingsstoffen worden via het spijsverteringsstelsel opgenomen en via het bloed naar het weefselvocht rondom de cellen getransporteerd. Vanuit het weefselvocht neemt de cel de voedingsstoffen op en geeft de afvalstoffen af. Deze gezamenlijke functie noemen we metabolisme of stofwisseling. Dit vindt in elke cel plaats. De stofwisseling heeft twee aparte aspecten, de: anabolisme ( anabool is weefselopbouwend ana = omhoog); o De opbouwstofwisseling. Bij anabole processen worden cellen opgebouwd en gerepareerd. Dus de groei en herstel van het lichaam, door het vermenigvuldigingen en vernieuwing van cellen. o Hiertoe dienen eiwitten, zouten en water. katabolisme (katabool is weefselafbrekend, kata = omlaag); o De afbraakstofwisseling, voor het vrij maken van de energie. De verbranding. Bij katabole processen worden complexe moleculen afgebroken tot eenvoudige moleculen, zoals voornamelijk koolhydraten en vetten. Deze moleculen worden afgebroken om de cel te voorzien van energie en materiaal om celstructuren te vernieuwen. o Vetten en koolhydraten bevatten veel energie, dat door middel van zuurstof, uit bloed kan worden vrijgemaakt (“verbranding”). Koolzuur, water en afbraakproducten blijven over.
15 1: Eenvoudige moleculen uit verteerd voedsel. 2: Katabool proces: Moleculen worden afgebroken om de energie te leveren voor de lichaamsfuncties. 3: Anabool proces: Eenvoudige moleculen worden gebruikt als bouwstenen voor complexe moleculen 4: Energie. 5: Complexe moleculen.
Katabole reacties worden in de eerste plaats aangestuurd door hormonen en moleculen die bij dit proces betrokken zijn. Deze hormonen zijn o.a. cortisol, glucagon en adrenaline. Anabolisme is het tegengestelde van katabolisme. Het evenwicht tussen anabolisme en katabolisme wordt onder andere bepaald door het circadiaan ritme, het 24-uursritme, of slaap waakritme.
Bij anabole processen worden organen en weefsels, zoals spiermassa en botten, opgebouwd. Dit gebeurt door de differentiatie van cellen, waarbij ook de synthese, (chemische reactie) van complexe moleculen een rol speelt. Hormonen die bij de anabole processen behoren zijn bekend als de anabole steroïden, zoals o.a. groeihormoon, insuline, testosteron en oestradiol, (lijkt op oestrogeen).
