BI - H1 - TW2

Stofwisseling

Als de zon schijnt, vindt in de groene delen van planten fotosynthese plaats. In dit proces gebruiken bladgroenkorrels in de plant energie om koolstofdioxide en water om te zetten in glucose (energievoorziening) en zuurstof. De reactie van fotosynthese is: Water + koolstofdioxide + energie → glucose + zuurstof. Als de glucose is afgevoerd naar de cellen, wordt de glucose gebruikt als energiebron. Die energie en de resten van de glucose kan de cel gebruiken, bijvoorbeeld om weer andere stoffen te maken. De afbraak van glucose gebeurt in mitochondriën (enkelvoud: mitochondrium). Deze celorganellen komen voor in plantaardige en dierlijke cellen. Met een lichtmicroscoop kun je ze niet zien, maar met een elektronenmicroscoop lukt dat wel.

Verbranding

Alle organen in je lichaam hebben energie nodig, om bijvoorbeeld te bewegen en voor je lichaamstemperatuur. De afbraak van glucose in cellen noem je verbranding. Zuurstof is nodig om glucose om te zetten in koolstofdioxide en water. Daarbij komt energie vrij:

glucose + zuurstof → water + koolstofdioxide + energie. De energie die vrijkomt, wordt omgezet in beweging en warmte. Hoe groter de lichamelijke inspanning, hoe meer verbranding er plaatsvindt. Je hart en je longen werken dan harder om ervoor te zorgen dat de cellen voldoende brandstof en zuurstof krijgen, en om de afvalstoffen water en koolstofdioxide af te voeren uit de cellen. Dieren waarbij de lichaamstemperatuur constant is noem je warmbloedig. Koudbloedige dieren passen hun lichaamstemperatuur aan aan hun omgeving. Alleen vogels en zoogdieren zijn warmbloedig. De mate van verbranding in de cellen is afhankelijke van de temperatuur: hoe warmer het is, hoe meer verbranding er is. Koudbloedige dieren zijn dus niet erg actief bij koud weer, want dan is er weinig verbranding. Veel koudbloedige dieren houden een winterslaap. In de winter hebben warmbloedige dieren meer eten nodig, want ze hebben meer energie nodig om hun lichaam warm te houden, en voor energie in de cellen. Warmbloedige dieren hebben isolatie voor het constant houden van hun lichaamstemperatuur. Zoogdieren hebben een vetlaag onder de huid en een dikke vacht van haren. Veel vogels trekken in de herfst naar warmere gebieden: de trek. Ook sommige zoogdieren kunnen wegtrekken.

# Ademhalingsstelsel

De neusholte is bedekt met neusslijmvlies. Dit vlies bevat cellen die slijm produceren, waardoor de ingeademde lucht vochtig wordt. Dit vlies wordt ook verwarmd door bloedvaatjes, waardoor de lucht ook wordt verwarmd. De neusharen voorin de neusholte houden de grote stofdeeltjes tegen. Kleine stofdeeltjes en ziekteverwekkers blijven plakken aan het neusslijmvlies, die vervolgens door trilharen worden verplaatst met het sijm naar de keelholte. Bovenin de neusholte bevindt zich het reukzintuig, die de lucht keurt en waarschuwt voor gevaarlijke stoffen. Als je door je mond ademt, wordt de lucht minder goed gezuiverd, verwarmd en vochtig gemaakt, waardoor het longslijmvlies beschadigd kan raken. Als je inademt stroomt de lucht via je mond- of neusholte naar de keelholte, waarna het de luchtpijp instroomt. De luchtpijp staat altijd open. De luchtpijp vertakt zich in twee bronchiën, die zich weer vertakken in steeds kleinere buisjes: de luchtpijptakjes. Aan het einde van de luchtpijptakjes bevinden zich trosjes longblaasjes. Hieromheen zitten longhaarvaten. De wanden van longhaarvaten en longblaasjes zijn erg dun, waardoor CO₂ en zuurstof makkelijk door de wanden heen kunnen. Het middenrif is een stevig, gespierd vlies onder de longen dat de romp verdeelt in de borstholte en de buikholte. Als je voedsel inslikt, sluit de huig de neusholte af en het strotklepje de luchtpijp. Als dit niet goed gaat, verslik je.

Ademen

In de longblaasjes vindt gaswisseling plaats: zuurstof uit de lucht wordt opgenomen in het bloed in de longhaarvaten, en koolstofdioxide uit het bloed in de longhaarvaten wordt afgegeven aan de lucht in de longblaasjes. Het bloed wordt zuurstofrijk en koolstofdioxidearm. Gaswisseling in de longen vindt snel plaats, omdat de wanden dun zijn en omdat de longblaasjes samen een groot oppervlak hebben. • De lucht die je uitademt, bevat:

• minder zuurstof

• meer koolstofdioxide

• meer waterdamp dan de lucht die je inademt

De spieren die je gebruikt om adem te halen noem je ademhalingsspieren: het middenrif, de buikspieren, de tussenribspieren en (bij diep ademhalen) de spieren bij het sleutelbeen. Bij normale ademhaling is er borstademhaling en buikademhaling.

Gezonde luchtwegen

Het belangrijkste wat je kunt doen om je luchtwegen gezond te houden is niet roken, want is de rook van tabak zitten veel schadelijke stoffen die kankerverwekkend zijn. Ook zit in tabaksrook teer, wat de binnenkant van de luchtwegen beschadigd. Ook het gebruik van een e-sigaret (vape) of waterpijp is schadelijk voor de longen. Door te sporten of te bewegen krijg je sterkere longen, waardoor je longinhoud groter wordt. Ook zingen of een blaasinstrument bespelen helpt het vergroten van je longen. Met een grotere longinhoud krijg je een betere conditie. Smog is luchtvervuiling die blijft hangen door een gebrek aan wind die smog afvoert. Ventileren is belangrijk voor nieuwe, frisse lucht. Een allergie is een overgevoeligheid voor 1 of meer stoffen. Hooikoorts is een allergie voor stuifmeelkorrels (pollen). Veel voorkomende allergische reacties bij hooikoorts zijn tranende ogen, ontstoken slijmvliezen, een loopneus en niesbuien. Als je allergisch bent voor het stuifmeel van bomen heb je vooral in het voorjaar last van hooikoorts, als je allergisch ben voor het stuifmeel van grassen heb je vooral in de zomer last. Astma en COPD zijn chronische ziektes (permanente ziektes) van de longen. Astma- en COPD-patiënten hebben last van benauwdheid en hoesten veel, want ze zijn erg gevoellig voor stofdeeltjes in de lucht. Bij een astma-aanval worden de luchtwegen nauwer, doordat spiertjes in de fijne vertakkingen van de bronchiën samentrekken. Dit doen ze door spanningen, stress of deeltjes in de lucht. Tijdens een astma-aanval voel je je benauwd. COPD wordt vaak veroorzaakt door roken, maar soms ook door een erfelijke ziekte. Bij COPD zijn er ontstekingen waardoor het slijmvlies opzwelt, en kunnen de longblaasjes beschadigd zijn. Als de longblaasjes hierdoor beschadigen, noem je dit longemfyseem.

Ademhaling bij dieren

Eencellige dieren (zoals amoeben) halen adem via het celmembraan (buitenste laag van de cel), hier vindt dus ook de gaswisseling plaats. Eencelligen hebben dan ook geen speciale ademhalingsorganen. Bij dieren die uit veel cellen bestaan (meercelligen), is het oppervlak van het lichaam niet groot genoeg om voldoende zuurstof en koolstofdioxide uit te wisselen met de omgeving. Insecten hebben tracheeën: vertakte buisjes met lucht die overal in het lichaam eindigen. Stigma’s zijn openingen waardoor de lucht de tracheeën in stroomt. Vissen hebben kieuwen. Deze liggen vlak achter de kop in kieuwholten. De kieuwholten zijn bedekt door kieuwdeksels. Elke kieuw bestaat uit een kieuwboog, met daarop een groot aantal kieuwplaatjes. In kieuwen kan veel gaswisseling plaatsvinden doordat de kieuwlamellen zorgen voor een groot oppervlak en doordat bloed en water in tegenovergestelde richting stromen (tegenstroomprincipe). Vogels hebben longen met luchtzakken. De longen van vogels worden niet groter en/of kleiner, de luchtzakken wel. Door de luchtzakken en het tegenstroomprincipe gaat de gaswisseling sneller dan bij zoogdieren.

# De stembanden

Aan de voorkant van het strottenhoofd bevindt zich het schildkraakbeen. Dit is in je hals te voelen (adamsappel). Aan de bovenkant bevindt zich het tongbeen, waaraan spieren voor je tongbeweging zijn gevestigd. Achter het schildkraakbeen en tussen de bekerkraakbeentjes liggen de stembanden. De bekerkraakbeentjes maken het mogelijk dat de stembanden naar elkaar toe of van elkaar weg bewegen. De stemspleet wordt hierdoor nauwer of wijder. Als je geluid wilt maken, breng je de stembanden dichter bij elkaar.

Indicator en vitale capaciteit

Een indicator is een stof waarmee je kunt aantonen dat een andere stof aanwezig is. Kalkwater is bijvoorbeeld de indicator van CO₂: het wordt troebel als er CO₂ aanwezig is.

Als een volwassen persoon normaal ademhaalt, wordt er per ademhaling ongeveer 0,5 L lucht in- en uitgeademd. Deze hoeveelheid lucht noem je het ademvolume. Ongeveer 150 mL lucht komt niet verder dan de bronchiën, luchtpijp, keel- of neusholte. Dit is de dode ruimte. De lucht in de dode ruimte doet niet mee aan de gaswisseling in de longblaasjes.

De hoeveelheid lucht die maximaal per ademhaling kan worden in- of uitgeademd, heet de vitale capaciteit. De vitale capaciteit kun je bepalen door:

• eerst zo diep mogelijk in te ademen,

• daarna te meten hoeveel lucht je uitademt als je zo diep mogelijk uitademt.

Er blijft altijd lucht achter in de longen. Na een diepe uitademing blijft bij volwassenen gemiddeld zo’n 1,5 L lucht achter in de longen en in de luchtwegen. Dit noem je het restvolume. De vitale capaciteit plus het restvolume is het longvolume. Met een spirometer kun je de vitale capaciteit meten.

# Begrippenlijst