Hoofdstuk 4 H5 – Het Beste Biologie Platform

Transport

Alle cellen van meercellige organismen hebben stoffen nodig en geven afvalstoffen af. Om alle cellen te bereiken, bezitten deze organismen speciale transportsystemen. Organen zijn bijvoorbeeld verbonden met vaten die stoffen kunnen aanvoeren en afvoeren. Bij dieren en mensen zorgt een hart meestal voor de circulatie van de vloeistof in de vaten. Hier leer je over de bouw en werking van deze transportsystemen.

Snel navigeren door HOOFDSTUK 4 van HAVO 5

Paragrafen

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Leerdoelen

Paragraaf 1:

Het bloed bestaat voor ongeveer 55% uit bloedplasma, een vloeistof die voornamelijk uit water en opgeloste stoffen bestaat. Hierin zitten plasma-eiwitten, zoals fibrinogeen, die een belangrijke rol spelen bij de bloedstolling. Bloedplasma transporteert essentiële stoffen zoals zuurstof, voedingsstoffen, afvalstoffen, hormonen, en antistoffen door het lichaam. Sommige stoffen, zoals glucose, melkzuur, en ureum, lossen direct op in bloedplasma, terwijl andere, zoals vetten, aan eiwitten worden gebonden om te kunnen worden vervoerd.

Rode Bloedcellen en Zuurstoftransport

Rode bloedcellen (erytrocyten) zijn de meest voorkomende cellen in het bloed en hebben een afgeplatte vorm zonder celkern, wat hen flexibel maakt. Ze bevatten hemoglobine, een ijzerhoudend eiwit dat zuurstof bindt en afgeeft in de weefsels. De aanmaak van rode bloedcellen vindt plaats in het rode beenmerg, onder invloed van het hormoon erytropoëtine (EPO), dat door de nieren wordt geproduceerd. Wanneer rode bloedcellen afsterven, worden ze afgebroken in de milt, het beenmerg, en de lever, waar het ijzer wordt hergebruikt voor de productie van nieuwe rode bloedcellen.

Witte Bloedcellen en het Afweersysteem

Witte bloedcellen (leukocyten) zijn verantwoordelijk voor de afweer van het lichaam tegen ziekteverwekkers zoals bacteriën en virussen. In tegenstelling tot rode bloedcellen hebben witte bloedcellen wél een celkern en kunnen ze actief door de bloedvatenwand heen bewegen naar geïnfecteerde weefsels. Ze spelen een cruciale rol in het immuunsysteem en helpen bij het herkennen en vernietigen van schadelijke indringers.

Bloedplaatjes en Bloedstolling

Bloedplaatjes (trombocyten) zijn geen echte cellen, maar fragmenten van grotere cellen die in het rode beenmerg worden gevormd. Ze spelen een essentiële rol bij de bloedstolling. Wanneer een bloedvat beschadigd raakt, klonteren bloedplaatjes samen op de wond en geven ze stoffen af die het stollingsproces in gang zetten. Dit proces resulteert in de vorming van fibrinedraden, die een stevig bloedstolsel vormen en verdere bloedingen voorkomen.

Belang van Bloed in het Lichaam

Het bloed heeft meerdere functies in het lichaam:

Transport van zuurstof, voedingsstoffen, hormonen, en afvalstoffen.
Afweer tegen ziekteverwekkers door witte bloedcellen en antistoffen.
Temperatuurregeling door warmteverdeling via de bloedcirculatie.
Bloeddrukregulatie en het handhaven van een stabiel intern milieu.

Deze functies maken bloed een essentieel onderdeel van het transportsysteem van het lichaam, zonder welke de cellen niet kunnen overleven en functioneren.

Paragraaf 2:

In zowel planten als dieren is een efficiënt transportsysteem essentieel om stoffen zoals zuurstof, voedingsstoffen en afvalstoffen door het lichaam te verplaatsen. Kleinere organismen, zoals eencelligen, kunnen deze stoffen uitwisselen via diffusie over korte afstanden. Maar bij grotere organismen is een gespecialiseerde vorm van transport nodig om ervoor te zorgen dat alle cellen van de benodigde stoffen worden voorzien.

Gesloten en open bloedsomloop

Er zijn twee hoofdtypen circulatiesystemen bij dieren: open en gesloten. In een open bloedsomloop, zoals bij geleedpotigen (bijvoorbeeld insecten en kreeftachtigen), stroomt het bloed vrij door het lichaam en omspoelt het de organen direct. Dit is minder efficiënt omdat de bloedstroom niet nauwkeurig wordt gereguleerd. In tegenstelling hiermee hebben gewervelde dieren een gesloten bloedsomloop, waarbij het bloed binnen een netwerk van bloedvaten blijft en wordt rondgepompt door een hart. Dit zorgt voor een snellere en gecontroleerde stofuitwisseling tussen cellen en de omgeving.

Enkelvoudige en dubbele bloedsomloop

Binnen een gesloten bloedsomloop zijn er verdere verschillen. Vissen hebben een enkelvoudige bloedsomloop, wat betekent dat het bloed slechts één keer door het hart stroomt per omloop: eerst naar de kieuwen voor gaswisseling, en daarna naar de rest van het lichaam. Zoogdieren en vogels hebben daarentegen een dubbele bloedsomloop, die bestaat uit een kleine bloedsomloop (tussen hart en longen) en een grote bloedsomloop (tussen hart en lichaam). Dit scheidt zuurstofrijk en zuurstofarm bloed, waardoor het transport efficiënter verloopt en de zuurstofvoorziening beter is.

Transportsystemen bij planten

Bij planten verloopt het transport van water en voedingsstoffen via een vatenstelsel, dat bestaat uit houtvaten en bastvaten. Houtvaten vervoeren water en mineralen van de wortels naar de bladeren door middel van capillaire werking en verdamping. De bastvaten transporteren suikers en andere assimilatieproducten van de bladeren naar de rest van de plant.

Belang van transport

Een goed functionerend transportsysteem is essentieel voor het overleven van organismen. Het zorgt ervoor dat cellen voorzien worden van voedingsstoffen, zuurstof en andere noodzakelijke stoffen, terwijl afvalstoffen efficiënt worden afgevoerd. Bij dieren speelt het bloed ook een rol in de warmteregulatie en de afweer tegen ziekteverwekkers. Daarnaast helpt de bloedsomloop bij het handhaven van een stabiel intern milieu door middel van de homeostase.

Zowel bij planten als dieren zijn deze transportsystemen een cruciaal onderdeel van de levensprocessen en zorgen ze voor een efficiënte verdeling van stoffen binnen het organisme.

Paragraaf 3:

Het hart bevindt zich in de borstkas, iets naar links onder het borstbeen. Dit orgaan is een krachtige spier die bloed door het lichaam pompt en bestaat uit twee helften, gescheiden door een harttussenwand. Elke helft bevat een boezem en een kamer. De boezems ontvangen het bloed en geven het door aan de kamers, die het vervolgens krachtig wegpompen.

Het hart wordt voorzien van zuurstof en voedingsstoffen via de kransslagaders, die aftakken van de aorta. De kransaders voeren koolstofdioxide en andere afvalstoffen af en monden uit in de rechterboezem.

De Bloedsomloop in het Hart

Het bloed stroomt door het hart in een vaste volgorde. Zuurstofarm bloed komt vanuit het lichaam binnen via de bovenste holle ader en onderste holle ader, en stroomt vervolgens naar de rechterboezem. Van daaruit gaat het naar de rechterkamer, die het bloed in de longslagader pompt. In de longen wordt het bloed verrijkt met zuurstof en stroomt het via de longaders terug naar de linkerboezem. Vervolgens wordt het naar de linkerkamer gepompt, die het zuurstofrijke bloed in de aorta stuwt, waardoor het wordt verdeeld naar de organen.

De Kleppen van het Hart

Om te voorkomen dat bloed in de verkeerde richting stroomt, bevat het hart hartkleppen. De hartkleppen tussen de boezems en kamers zorgen ervoor dat bloed niet terugstroomt. Aan het begin van de aorta en de longslagader bevinden zich de halvemaanvormige kleppen, die openen wanneer de kamers samentrekken en sluiten om te voorkomen dat bloed terugstroomt naar het hart.

De Werking van het Hart

De werking van het hart verloopt in drie fasen:

Samentrekking van de boezems (boezemsystole): De boezems trekken samen en persen het bloed naar de kamers, die zich nog in een ontspannen fase bevinden (diastole).
Samentrekking van de kamers (kamersystole): De kamers trekken samen en de druk stijgt, waardoor de hartkleppen sluiten en het bloed de aorta en longslagader instroomt. Dit voorkomt terugstroming naar de boezems.
Hartpauze: Zowel de boezems als de kamers ontspannen, waardoor er nieuw bloed instroomt.

Regulatie van de Hartslag

De hartslagfrequentie wordt geregeld door de sinusknoop, een groep gespecialiseerde cellen in de rechterboezem. Deze sinusknoop geeft elektrische impulsen af die het hartspierweefsel laten samentrekken. De hartslag kan worden beïnvloed door factoren zoals de bloeddruk, hormonen (adrenaline verhoogt de frequentie) en de lichaamsgrootte.

De linkerkamer heeft een zeer gespierde wand omdat deze het bloed met kracht door het hele lichaam pompt. De rechterkamer heeft een minder gespierde wand, omdat het bloed slechts naar de longen hoeft te worden gepompt.

Door deze gestroomlijnde werking zorgt het hart ervoor dat het lichaam continu voorzien blijft van zuurstof en voedingsstoffen, terwijl afvalstoffen efficiënt worden afgevoerd.

Paragraaf 4:

Het bloedvatenstelsel bestaat uit drie hoofdtypen bloedvaten: slagaders, aders en haarvaten. Elk van deze bloedvaten heeft een specifieke rol in de bloedsomloop.

Slagaders (arteriën) transporteren het bloed van het hart naar de organen. Ze hebben een dikke, elastische wand om de hoge bloeddruk te weerstaan en bevinden zich diep in het lichaam. De aorta is de grootste slagader en vertakt zich in kleinere slagaders die het bloed naar verschillende delen van het lichaam brengen.
Aders (venen) brengen het bloed terug naar het hart. De bloeddruk in aders is laag, en daarom bevatten ze kleppen die terugstroming voorkomen, vooral in de armen en benen. Grote aders, zoals de bovenste holle ader en de onderste holle ader, vervoeren zuurstofarm bloed naar het hart.
Haarvaten vormen het netwerk tussen de slagaders en aders en hebben een wand die slechts één cellag dik is. Dit maakt een efficiënte uitwisseling van zuurstof, voedingsstoffen en afvalstoffen tussen bloed en cellen mogelijk.

De Kleine en Grote Bloedsomloop

Het bloed stroomt in een dubbele bloedsomloop:

De kleine bloedsomloop transporteert zuurstofarm bloed van de rechterkamer via de longslagader naar de longen, waar het zuurstof opneemt en koolstofdioxide afgeeft. Vervolgens keert het zuurstofrijke bloed via de longaders terug naar de linkerboezem.
De grote bloedsomloop begint wanneer de linkerkamer het bloed in de aorta pompt. Via slagaders wordt zuurstofrijk bloed naar de organen vervoerd. In de haarvaten wordt zuurstof en glucose afgegeven aan de cellen, en koolstofdioxide en andere afvalstoffen opgenomen. Het bloed keert via aders terug naar de rechterboezem, waar de cyclus opnieuw begint.

De Poortader en de Leverfunctie

Een bijzonder onderdeel van het bloedvatenstelsel is de poortader, die bloed uit de darmen naar de lever vervoert. In de darmwand worden voedingsstoffen opgenomen, waardoor de samenstelling van het bloed sterk kan variëren. De lever regelt de opslag en afgifte van glucose, waardoor het bloedglucosegehalte stabiel blijft.

De Bloeddruk en Circulatieregeling

De bloeddruk is het hoogste in de slagaders, vooral in de aorta, en neemt af in de haarvaten en aders. De bloedstroom in de slagaders wordt beïnvloed door de hartslag, terwijl de bloedstroom in de aders mede op gang wordt gehouden door de samentrekking van skeletspieren en de nabijgelegen slagaders. In de aders is de bloeddruk vaak te laag om het bloed zelfstandig terug te laten stromen, waardoor kleppen en spiercontracties helpen bij de circulatie.

Het bloedvatenstelsel speelt een cruciale rol in het transport van zuurstof, voedingsstoffen en hormonen, evenals de afvoer van afvalstoffen en warmteregulatie. Dit uitgebreide netwerk van bloedvaten zorgt ervoor dat alle cellen in het lichaam optimaal kunnen functioneren.

Paragraaf 5:

Het bloed stroomt door de dunwandige haarvaten, waar een deel van het bloedplasma naar buiten wordt geperst. Dit vocht, dat zuurstof, voedingsstoffen, hormonen en kleine plasma-eiwitten zoals antistoffen bevat, wordt weefselvloeistof genoemd. Rode bloedcellen en grote plasma-eiwitten kunnen de haarvaten niet verlaten en blijven in het bloed.

De weefselvloeistof omspoelt de cellen, waardoor ze door diffusie en actief transport essentiële stoffen kunnen opnemen. Tegelijkertijd geven de cellen koolstofdioxide en andere afvalstoffen af aan de weefselvloeistof, die vervolgens terugkeert naar de haarvaten of wordt opgenomen in het lymfesysteem.

Terugvoer van Weefselvloeistof

Niet al het vocht keert direct terug in de haarvaten. Een deel wordt opgenomen door lymfevaten, die het vocht omzetten in lymfe. Deze vloeistof bevat koolstofdioxide, afvalstoffen, hormonen, antistoffen, en in sommige gevallen ook witte bloedcellen.

De lymfevaten bevatten kleppen die ervoor zorgen dat de lymfe slechts in één richting stroomt. De stroming wordt mede veroorzaakt door samentrekkingen van spieren in de buurt van de lymfevaten.

Het Lymfesysteem en de Lymfeknopen

De lymfevaten verenigen zich tot grotere lymfevaten, die uiteindelijk uitmonden in twee grote afvoerkanalen: de rechterlymfestam en de borstbuis. Deze monden uit in aders onder de sleutelbeenderen, waardoor de lymfe terugkomt in het bloedvatenstelsel.

In het lymfesysteem bevinden zich lymfeknopen (ook wel lymfeklieren genoemd), onder andere in de hals, oksels, en liezen. Hier bevinden zich lymfocyten, een type witte bloedcel, die helpen bij de afweer tegen ziekteverwekkers door de lymfe te zuiveren.

Oedeem: Ophoping van Weefselvloeistof

Wanneer de afvoer van weefselvloeistof of lymfe wordt verstoord, kan er oedeem ontstaan: een ophoping van vocht in de weefsels. Dit kan verschillende oorzaken hebben, zoals een te hoge bloeddruk, een tekort aan eiwitten in het bloed, infecties, of een verstopping van de lymfevaten door parasieten.

Het lymfesysteem speelt een cruciale rol in het transport en de afweer van het lichaam en zorgt ervoor dat overtollige weefselvloeistof en schadelijke stoffen efficiënt worden afgevoerd.