6 minute read
2.5 Hoe draagt het zenuwstelsel bij tot homeostase?
A Homeostase voor de lichaamstemperatuur
Het centraal zenuwstelsel in je lichaam beoordeelt en beslist welke reactie er volgt op een prikkel. De reactie is er steeds op gericht om je lichaam gepast te laten reageren, zodat het optimaal kan werken. Het regelsysteem dat aan de basis van deze processen ligt, zorgt in je lichaam ook voor het min of meer constant houden van je lichaamstemperatuur. Het lichaam werkt immers het best rond 37 °C. Verschillende onderdelen van je zenuwstelsel regelen samen het behoud van die evenwichtswaarde. Zowel sensorische en motorische neuronen uit het perifere zenuwstelsel, als schakelneuronen uit je centrale zenuwstelsel spelen daarbij een cruciale rol. Op afbeelding 107 zie je dat een afkoeling of opwarming van je lichaam wordt geregistreerd door thermoreceptoren in je huid. Die receptoren brengen informatie daarover via afferente neuronen tot aan de hypothalamus in je tussenhersenen. In de hypothalamus wordt de binnenkomende informatie beoordeeld. Bij een voldoende sterke temperatuursverandering beslist de hypothalamus om nieuwe impulsen aan te maken en te versturen naar effectoren, via efferente neuronen, zodat je lichaamstemperatuur weer bijgestuurd kan worden. Bij koude resulteert de werking van spieren in het vernauwen van de bloedvaten in de huid, in kippenvel en in bibberen waardoor je het weer warmer krijgt. Bij te hoge temperaturen leidt de werking van spieren tot het wijder openen van bloedvaten in de huid en de werking van de klieren tot zweten waardoor je lichaam weer afkoelt. Als de temperatuur weer een gewenste evenwichtswaarde bereikt, zal de hypothalamus oordelen dat de temperatuur weer in orde is en waakzaam blijven beoordelen zonder nog langer impulsen uit te zenden. Het beoordelen en beslissen maakt van je hypothalamus een functionele zone voor temperatuurregulatie en van je tussenhersenen een verwerkingscentrum. 41° C 40° C 39° C 38° C
sport ontwaken ©VAN IN
37° C
36° C
35° C
34° C
Grafiek 3 De lichaams- temperatuur tijdens een dag
Verwerkingscentrum
De hypothalamus, een klein tussendeel van de hersenen, verwerkt de informatie van de thermoreceptoren en stuurt zenuwsignalen naar meerdere effectoren.
Sensor Effectoren Sensor
Thermoreceptoren zijn Om gemakkelijk warmte af te gespecialiseerde cellen geven gaan de haren op het die temperatuurs- lichaam plat liggen. veranderingen voelen. Thermoreceptoren zijn gespecialiseerde cellen die temperatuursveranderingen voelen.
Bloedvaten in de huid verwijden, zodat de warmte langs de huid naar de omgeving kan afgegeven worden.
Zweetklieren produceren meer zweet. Door verdamping daarvan koelt de huid af.
Haren gaan rechtop staan, De spierbewegingen van het zodat er een isolerend laagje bibberen wekken warmte op. lucht rond de huid wordt vast gehouden.
Stijging van de Dankzij al deze lichaamstemperatuur. processen daalt de lichaamstemperatuur. Bij 37°C is de normale lichaamstemperatuur bereikt. Bloedvaten in de huid vernauwen, zodat er minder warmte via het huidoppervlak verloren gaat.
Effectoren
De hypothalamus, een klein tussendeel van de hersenen, verwerkt de informatie van de thermoreceptoren en stuurt zenuwsignalen naar meerdere effectoren.
Dankzij al deze processen stijgt de lichaamstemperatuur. Daling van de lichaamstemperatuur. ©VAN IN
Afb. 107 Homeostase voor je lichaamstemperatuur
Verwerkingscentrum
Zoals je op grafiek 3 kunt zien, schommelt de lichaamstemperatuur gedurende een dag rond de 37 °C. De temperatuur kan wat hoger worden, bijvoorbeeld tijdens het sporten. ‘s Nachts kan je lichaam wat afkoelen. Het regelsysteem streeft er voortdurend naar om een waarde van 37 °C te benaderen, omdat je lichaamsprocessen bij die waarde optimaal kunnen plaatsvinden. We spreken in dat geval van homeostase. Het regelsysteem krijgt hier de vorm van een cirkel: de reactie vormt een nieuwe prikkel, zodat er voortdurend kan bijgestuurd worden. Homeostase betekent het zelfstandig stabiel houden van geschikte evenwichtswaarden voor inwendige parameters, zoals je lichaamstemperatuur, ondanks de veranderende gebeurtenissen en processen rondom en in je lichaam. Regelsystemen zijn er niet enkel om je lichaamstemperatuur rond een gewenste evenwichtswaarde te houden. Tal van verschillende variabelen of parameters in je lichaam schommelen voortdurend rond een evenwichtswaarde. Ook de zuurstofgashoeveelheid in het bloed, ademhalingsfrequentie, hartritme, bloedsuikerspiegel, vochtbalans, mineraalconcentraties, bloeddruk … zijn mogelijke parameters.
Afb. 108
signalen verwerkingscentrum hypothalamus signalen thermoreceptoren receptoren effectoren
37 °C lichaamstemperatuur
< 37 °C > 37 °C • • • spieren bibberen + spiertjes huidhaar + spiertjes bloedvaten +
• spiertjes huidhaar • spiertjes bloevaten • zweetkliertjes + homeostase prikkel reactie geleiding + is activering - is ontspanning ©VAN IN
Homeostase is het stabiel houden van bepaalde parameters in het lichaam, ondanks de veranderende gebeurtenissen en processen rondom en in het lichaam. Bij het zoeken naar stabiliteit schommelen die parameters rond een evenwichtswaarde.
Zowel het perifere als het centrale zenuwstelsel spelen een belangrijke rol bij de homeostase van tal van lichaamsparameters. Zo wordt het behouden van je lichaamstemperatuur rond 37 °C gereguleerd door de hypothalamus.
B Homeostase voor de zuurstofgashoeveelheid Wanneer je intens sport, zullen er naast heel wat gewilde bewegingen en reflexen ook tal van andere organen geactiveerd of afgeremd om je inspanning zo vlot mogelijk te laten verlopen. Lees de tekst, bestudeer de afbeeldingen en beantwoord de vragen. Een zuurstofsaturatiemeter (of zuurstofverzadigingsmeter) toont procentueel hoeveel rode bloedcellen zuurstofgas meedragen. Bij 100 % zijn alle rode bloedcellen volledig met zuurstofgas gebonden. Zo’n saturatiemeter wordt vaak in de vorm van een ‘knijper’ op je vinger gezet. Terwijl het bloed door je vinger passeert, neemt de meter de kleur van het bloed waar. Hoe meer zuurstofgas er gebonden is, hoe lichter rood de kleur is. Daaruit kan de meter afleiden hoeveel zuurstofgas er aan de bloedcellen gebonden is. Waarden tussen 95 en 100 % zijn helemaal in orde. Een waarde onder 90 % wordt desaturatie genoemd en moet behandeld worden. Grafiek 4 laat je zien hoe je zuurstofsaturatiegraad verandert tijdens een halfuurtje intens trainen voor het wiel en daarna. 1 Wat merk je in de grafiek op over de zuurstofsaturatie tijdens het sporten en daarna? OPDRACHT 29 Afb. 109 Zuurstofsaturatiemeter SpO 0 5 10 15 20 25 30 t/min 100 % 95 % 90 % Grafiek 4 Zuurstofsaturatiegraad tijdens (blauw) en na (rood) het sporten 2 ©VAN IN
2 Je weet dat je O2-verbruik tijdens het trainen groot is, bijvoorbeeld in je spieren. Wat moet er allemaal gebeuren om ervoor te zorgen dat je spieren voldoende zuurstofgas blijven ontvangen?
Zelfs tijdens een behoorlijke inspanning kan de zuurstofgashoeveelheid in je bloed bij een saturatiegraad van om en bij een gewenste 95 % gehouden worden. Je lichaam houdt dus zelfstandig de zuurstofgashoeveelheid stabiel rond die gewenste waarde, ondanks het grotere verbruik van O2 door je inspanningen. Men spreekt daarom van homeostase voor de zuurstofgashoeveelheid in je bloed. Om deze homeostase te regelen, voert je zenuwstelsel gelijktijdig heel wat regelprocessen uit tijdens een inspanning. Een aantal regelprocessen gebeuren onbewust en zijn het gevolg van een verhoogde concentratie van koostofdioxide (CO2) in je bloed. Bij een inspanning zul je immers veel suikers verbranden, en in dat proces produceert je lichaam CO2. Bij een inspanning detecteren chemoreceptoren meer CO2 en sturen impulsen naar de hersenstam. Schakelneuronen in je hersenstam sturen op hun beurt impulsen naar je middenrifspieren, die je ademhaling versnellen, en naar je hartspieren, die je hartslag verhogen. Beide reacties gebeuren onbewust. Op afbeelding 110 kun je terugvinden hoe de schakelneuronen uit je hersenstam impulsen via je ruggenmerg en perifere zenuwen tot bij je ademhalingsorganen en je hart brengen. Het deel van je zenuwstelsel dat al die automatische processen regelt, noemt men het autonome zenuwstelsel. Het zorgt onbewust voor de homeostase van onder andere je lichaamstemperatuur en de hoeveelheid O2 in je bloed. Een ander deel van het zenuwstelsel helpt bij bewuste waarnemingen, de bewuste verwerking van de bijbehorende informatie en het uitvoeren van je gewenste bewegingen. Dat deel wordt het somatische zenuwstelsel of animale zenuwstelsel genoemd. 3 Gebeuren die processen vanzelf (autonoom) of moet je erover nadenken (bewust)? grote hersenen kleine hersenen hersenstam Afb. 110 Deel van het autonome zenuwstelsel ©VAN IN
+ is activering - is ontspanning ©VAN IN
signalen
receptoren verwerkingscentra
autonome zenuwstelsel met o.a. de hersenstam
signalen
effectoren
Afb. 111
Je hersenstam regelt automatisch en onbewust het streven naar homeostase voor de zuurstofgashoeveelheid in je bloed. Bij een actieve fysieke inspanning worden onder andere hartritme en ademhalingsfrequentie automatisch gestimuleerd. Het autonome zenuwstelsel regelt automatische onbewuste processen. Het somatische zenuwstelsel regelt alle bewust gewenste bewegingen. ` Maak oefening 27 en 28 op p. 224 t/m 226.
chemoreceptoren
