Informatie

Hoeveel procent van de menselijke haarvaten bevindt zich in de huid?


Zoals in de onderwerpregel, welk percentage haarvaten in een mens (uitgedrukt in totale lengte, veronderstel ik) bevindt zich in de huid, in tegenstelling tot interne organen? Google-wetenschapper heeft niets voor de hand liggends gevonden, maar ik ben een buitenstaander, dus misschien heb ik de juiste term gemist.

Een andere vervolgvraag zou zijn: als we kijken naar de hoeveelheid energie die het hart verbruikt om bloed door het lichaam te pompen, welk percentage van die energie wordt dan alleen besteed aan (1) het transporteren van bloed naar de huid en (ii) het circuleren van bloed door de huid via haarvaten?


Het eerste deel van uw tweede vraag laat een ruwe berekening toe.

De tweede vraag (ik): Voor mensen is de huid gedefinieerd als eindigend bij het hypoderm, dat 2-3 mm diep is. De gemiddelde menselijke huid beslaat naar schatting een oppervlakte van 1,5-2 m$^2.$ We kunnen respectievelijk 2,5 mm en 1,7 m$^2$ gebruiken. Dit geeft een volume van 0,00425 m$^3$ of 4250 ml vloeistofvolume. De informatie voor deze berekening staat op de Wiki-site over de menselijke huid.

Een schatting van het gemiddelde totale vloeistofvolume in een menselijk lichaam is 40L. Daarvan is 5L bloed. Dus ongeveer 1/8 van de lichaamsvloeistof is bloed. Bij een goede benadering is het lichaam ongeveer 60 gewichtsprocent water. Dit is vermoedelijk iets minder dan het percentage vloeistoffen in het algemeen, maar aangezien dit ruwe cijfers zijn, kunnen we het gebruiken. Dus 60% van de huid is vocht/water, en 1/8ste hiervan is bloed.

Van de 4.250 L huid is 60% vloeibaar, waarvan 1/8 $^{th}$ bloed is, dus $(4.25) cdot (0.60) cdot frac{1}{8} = 0.3188$ liter bloed op elk willekeurig moment in de huid, zonder twijfel onderhevig aan aanzienlijke variatie. Dit klinkt een beetje laag, maar de definitie van huid dwingt dit af - het is alleen huiddiep.

Eén bron geeft een schatting van de energie die wordt verbruikt om bloed in een normaal volwassen hart te pompen als 0,5-1,0 Joule per slag, wat bij 70 slagen/minuut neerkomt op 100,8 kJ/dag bij gebruik van 1 Joule.

Dus het hart verwerkt ongeveer 5 L bloed, waarvan 0,3188 L bloed in de huid is, dus zeer ruwweg kunnen we schatten dat $ 0,3188/5 = 0,0638 $ of 6,38% van het bovenstaande werk gaat naar het leveren van huid, dwz 6,43 kJ/dag van energie.

Als een geestelijke controle, als iemand 1200 [voedings] calorieën per dag verbrandt, wat ongeveer 5 MJ is, kunnen we zien dat het voorzien van bloed voor de huid een klein deel van het dagelijkse energieverbruik vertegenwoordigt.

De titel vraag: Net als jij vond ik geen enkele studie op dit punt, maar dat betekent niet dat er geen bestaat. Ik zie niet in waarom iemand zo'n onderzoek zou doen/financieren, aangezien het onwaarschijnlijk is dat het antwoord verder werk zal informeren, actuele vragen zal beantwoorden of problemen zal oplossen.

Het laatste deel van uw tweede vraag (ii) Het transporteren van bloed naar de haarvaten en het circuleren van het bloed door de haarvaten zijn aspecten van hetzelfde werk. Het werk van het hart verdelen in huid/niet-huid was al kunstmatig. Om het werk op deze manier verder in segmenten op te delen, is enige motivatie vereist, omdat elk antwoord een slechte benadering zou zijn.


Hoeveel procent van de menselijke haarvaten bevindt zich in de huid? - Biologie

Huid is het zachte buitenste weefsel dat gewervelde dieren bedekt. Bij mensen is het het grootste orgaan van het lichaam, met een totale oppervlakte van ongeveer 20 vierkante voet. Het beschermt onze interne organen tegen de omgeving met behulp van een meerlagig systeem van demping, een cellulaire barrière en beschermende oliën.

De huid is meer dan alleen een beschermende barrière tussen onze binnenkant en de omgeving - het speelt ook een actieve rol bij het in stand houden van onze gezondheid, zoals het reguleren van de lichaamstemperatuur door te zweten en te blozen als we het warm hebben, en kippenvel te veroorzaken als we het koud. Het kan ook vitamine D produceren, wat belangrijk is voor de gezondheid van onze botten, uit zonlicht.

De huid kan sterk verschillen tussen soorten, en zelfs tussen individuele mensen! Hier bespreken we de structuur van de menselijke huid, de juiste verzorging van verschillende huidtypes die bij mensen voorkomen, en de functies van de huid in het dierenrijk.

We zullen zelfs praten over enkele functies die onze eigen huid uitvoert waarvan we misschien niet weten!


Nagels

Figuur 2. De onderdelen van een vingernagel

De vingernagel is een belangrijke structuur gemaakt van keratine. De vingernagel heeft over het algemeen twee doelen. Het dient als een beschermende plaat en verbetert het gevoel van de vingertop. De beschermingsfunctie van de vingernagel is algemeen bekend, maar de sensatiefunctie is even belangrijk. De vingertop heeft veel zenuwuiteinden waardoor we veel informatie kunnen ontvangen over objecten die we aanraken. De nagel werkt als een tegenkracht voor de vingertop en zorgt voor nog meer sensorische input wanneer een object wordt aangeraakt.

Nagel structuur

De structuur die we kennen als de nagel is verdeeld in zes specifieke delen: de wortel, het nagelbed, de nagelplaat, eponychium (nagelriem), perionychium en hyponychium.

Wortel De wortel van de vingernagel is ook bekend als de kiemmatrix. Dit deel van de nagel bevindt zich eigenlijk onder de huid achter de vingernagel en strekt zich enkele millimeters uit in de vinger. De vingernagelwortel produceert het grootste deel van het volume van de nagel en het nagelbed. Dit deel van de nagel heeft geen melanocyten of melanineproducerende cellen. De rand van de kiemmatrix wordt gezien als een witte, halvemaanvormige structuur die de lunula wordt genoemd.

Nagel bed Het nagelbed maakt deel uit van de nagelmatrix, de steriele matrix. Het strekt zich uit van de rand van de kiemmatrix, of lunula, tot het hyponychium. Het nagelbed bevat de bloedvaten, zenuwen en melanocyten, of melanine-producerende cellen. Omdat de nagel door de wortel wordt geproduceerd, stroomt deze naar beneden langs het nagelbed, wat materiaal toevoegt aan de onderkant van de nagel waardoor deze dikker wordt. Voor een normale nagelgroei is het belangrijk dat het nagelbed glad is. Als dit niet het geval is, kan de nagel splijten of groeven ontwikkelen die cosmetisch onaantrekkelijk kunnen zijn.

Nagelplaat De nagelplaat is de eigenlijke vingernagel, gemaakt van doorschijnende keratine. Het roze uiterlijk van de nagel komt van de bloedvaten onder de nagel. Het onderoppervlak van de nagelplaat heeft groeven langs de lengte van de nagel die helpen om deze aan het nagelbed te verankeren.

Eponychium De nagelriem van de vingernagel wordt ook wel het eponychium genoemd. De nagelriem bevindt zich tussen de huid van de vinger en de nagelplaat en smelt deze structuren samen en vormt een waterdichte barrière.

Perionychium Het perioncyhium is de huid die aan de zijkanten over de nagelplaat ligt. Het is ook bekend als de paronychiale rand. Het perionychium is de plaats van nijnagels, ingegroeide nagels en een infectie van de huid die paronychia wordt genoemd.

Hyponychium Het hyponychium is het gebied tussen de nagelplaat en de vingertop. Het is de verbinding tussen de vrije rand van de nagel en de huid van de vingertop en vormt ook een waterdichte barrière.


Resultaten

Oorsprong van veelvoorkomende beweringen in de literatuur over het aantal bacteriële cellen bij mensen

Microben worden overal in het menselijk lichaam aangetroffen, voornamelijk op de uitwendige en inwendige oppervlakken, waaronder het maagdarmkanaal, de huid, het speeksel, het mondslijmvlies en het bindvlies. Bacteriën overtreffen het aantal eukaryoten en archaea in het menselijk microbioom met 2𠄳 orden van grootte [7,8]. Daarom noemen we de microbiële cellen in het menselijk lichaam soms operationeel bacteriën. De diversiteit in locaties waar microben zich in het lichaam bevinden, maakt het schatten van hun totale aantal ontmoedigend. Maar zodra hun kwantitatieve verdeling de dominantie van de dikke darm laat zien, zoals hieronder wordt besproken, wordt het probleem veel eenvoudiger. De overgrote meerderheid van de bacteriën bevindt zich in de dikke darm, met eerdere schattingen van ongeveer 10 14 bacteriën [2], gevolgd door de huid, die naar schatting

Zoals we onlangs hebben aangetoond [4], konden alle artikelen over het aantal bacteriën in het maagdarmkanaal van de mens die verwijzen naar de vermelde waarde worden herleid tot een enkele schatting op de achterkant van de envelop [3]. Die orde van grootte schatting werd gemaakt door 10 11 bacteriën per gram darminhoud aan te nemen en dit te vermenigvuldigen met 1 liter (of ongeveer 1 kg) capaciteit van het spijsverteringskanaal. Om een ​​herziene schatting te krijgen van het totale aantal bacteriën in het menselijk lichaam, bespreken we eerst de kwantitatieve verdeling van bacteriën in het menselijk lichaam. Nadat we de dominantie van darmbacteriën hebben aangetoond, bekijken we opnieuw schattingen van het totale aantal bacteriën in het menselijk lichaam.

Verspreiding van bacteriën in verschillende menselijke organen

Tabel 1 toont typische schattingen van de orde van grootte voor het aantal bacteriën dat zich in verschillende organen in het menselijk lichaam bevindt. De schattingen zijn gebaseerd op het vermenigvuldigen van gemeten concentraties bacteriën met het volume van elk orgaan [9,10]. Waarden worden naar boven afgerond om een ​​bovengrens van een orde van grootte te verkrijgen.

Tafel 1

PlaatsTypische concentratie bacteriën (1) (aantal/ml-gehalte)Volume (ml)Orde van grootte gebonden voor aantal bacteriën
Colon (dikke darm)10 11 400 (2) 10 14
Tandplak10 11 10 12
Ileum (onderste dunne darm)10 8 400 (5) 10 11
Speeksel10 9 𼄀10 11
Huid㰐 11 per m2 (3) 1,8 m2 (4) 10 11
Maag10 3 � 4 250 (5) � (6) 10 7
Duodenum en Jejunum (bovenste dunne darm)10 3 � 4 400 (5) 10 7

(1) Behalve voor de huid, zijn de concentraties volgens [9]. Voor de huid hebben we de bacteriële oppervlaktedichtheid en het totale huidoppervlak gebruikt om een ​​bovengrens te bereiken.

(2) Zie afleiding in de sectie hieronder.

(3) De dichtheid van bacteriën op het huidoppervlak is ontleend aan [11].

(4) Huidoppervlak berekend zoals afgeleid uit de standaardformule door DuBois voor het lichaamsoppervlak [12].

(5) Het volume van de organen van het maagdarmkanaal wordt afgeleid van gewichten uit [13] door uit te gaan van een inhoudsdichtheid van 1,04 g/ml [6].

(6) Hogere waarde wordt gegeven in [14].

Hoewel de bacteriële concentraties in het speeksel en tandplak hoog zijn, is het totale aantal bacteriën in de mond vanwege hun kleine volume minder dan 1% van het aantal bacteriën in de dikke darm. De concentratie van bacteriën in de maag en de bovenste 2/3 van de dunne darm (twaalfvingerige darm en jejunum) is slechts 10 3 � 4 bacteriën/ml, vanwege de relatief lage pH van de maag en de snelle doorstroming van de inhoud via de maag en de dunne darm [10]. Tabel 1 laat zien dat het bacteriële gehalte van de dikke darm alle andere organen met ten minste twee ordes van grootte overschrijdt. Belangrijk is dat binnen het spijsverteringskanaal de dikke darm de enige substantiële bijdrage levert aan de totale bacteriepopulatie, terwijl de maag en dunne darm een ​​verwaarloosbare bijdrage leveren.

De oorspronkelijke schatting van de achterkant van de envelop voor het aantal bacteriën in de dikke darm opnieuw bekijken

De primaire bron voor de vaak aangehaalde waarde van

10 14 bacteriën in het lichaam dateren uit de jaren 70 [3] en bestaan ​​alleen uit een zinslange �rivation,”, die ervan uitgaat dat het volume van het spijsverteringskanaal 1 liter is, en dit volume vermenigvuldigt met de getalsdichtheid van bacteriën, waarvan bekend is dat het ongeveer 10 11 bacteriën per gram natte inhoud is. Dergelijke schattingen zijn vaak zeer verhelderend, maar het is nuttig om ze opnieuw te bekijken naarmate meer empirische gegevens zich opstapelen. Deze baanbrekende schatting van 10 14 bacteriën in de darm is gebaseerd op het aannemen van een constante bacteriedichtheid over het volume van het spijsverteringskanaal van 1 liter (omgerekend van volume naar massa via een dichtheid van 1 g/ml). Toch bevatten de delen van het spijsverteringskanaal proximaal van de dikke darm een ​​verwaarloosbaar aantal bacteriën in vergelijking met de inhoud van de dikke darm, zoals blijkt uit tabel 1. We concluderen dus dat het relevante volume voor de hoge bacteriedichtheid van 1011 bacteriën/g alleen dat van de dikke darm is. Zoals besproken in Kader 1, hebben we gegevensbronnen over het volume van de dikke darm geïntegreerd om te komen tot 0,4 L.

Kader 1. Het volume van de inhoud van de menselijke dikke darm

Dit is een kritische parameter in onze berekening. We hebben een waarde van 0,4 L gebruikt op basis van de volgende onderzoeken (zie ook S1 Data, tabblad ColonContent). Het volume van de dikke darminhoud van de volwassen referentieman werd eerder geschat op 340 ml (355 g bij een dichtheid van 1,04 g/ml [6]), op basis van verschillende indirecte methoden, waaronder flowmetingen, bariummaaltijd-röntgenmetingen en postmortemonderzoek [13]. Een recente studie [15] geeft meer gedetailleerde gegevens over het volume van de ongestoorde dikke darm dat werd verzameld door MRI-scans. De auteurs rapporteren een in hoogte gestandaardiseerd colonbinnenvolume voor mannen van 97 ± 24 ml/m 3 (waarbij de beste pasvorm werd gevonden bij het delen van het colonvolume door de derde macht van de lengte). Als we een lengte van 1,70 m nemen voor de referentieman [6], komen we uit op een colonvolume van 480 ± 120 ml (waar tenzij anders vermeld ± verwijst naar de standaarddeviatie [SD]). Dit volume omvat een niet-gerapporteerd gasvolume en omvatte niet het rectum. Recentelijk leverden onderzoeken die MRI-beelden van de dikke darm analyseerden de meest gedetailleerde en volledige gegevens op. Het binnenste colonvolume in dat cohort was in totaal 760 ml [16,17]. Dit cohort was echter significant groter dan de referentieman. Normaliserend voor lengte, komen we uit op 600 ml totaal volume voor een standaard man. Om het door gas ingenomen volume af te trekken, werd de ontlastingsfractie in dit rapport geschat op �% van het colonvolume, wat leidde tot 430 ml gestandaardiseerd nat colongehalte. Daarom ondersteunt deze meest betrouwbare analyse samen met eerdere onderzoeken een gemiddelde waarde van ongeveer 0,4 L.

We kunnen deze volumeschatting met gezond verstand controleren door te kijken naar het volume ontlasting dat door de dikke darm stroomt. Een volwassen mens produceert naar verluidt gemiddeld 100� gram natte ontlasting per dag [18]. De transittijd van het colon is negatief gecorreleerd met de dagelijkse fecale output en de normale waarden zijn ongeveer 25� uur [18,19]. Door de dagelijkse output en de transittijd van de dubbele punt te vermenigvuldigen, krijgen we dus een volumeschatting van 150� ml, wat iets lager is dan maar consistent met de bovenstaande waarden, gezien de onzekerheden en de zeer ruwe schatting die geen rekening hield met water in de dikke darm die vóór de ontlasting wordt geabsorbeerd. Om samen te vatten, het volume van de inhoud van de dikke darm, zoals geëvalueerd door recente analyses van MRI-beelden, is in overeenstemming met eerdere schattingen en fecale transitdynamiek. De waarden voor een volwassen referentieman waren gemiddeld 0,4 L (standaardfout van het gemiddelde [SEM] 17%, variatiecoëfficiënt [CV] 25%), die in onderstaande berekeningen zal worden gebruikt. Na een typische maaltijd verandert het volume met ongeveer 10% [15], terwijl elke ontlastingsgebeurtenis de inhoud met een kwart tot een derde vermindert [18].

Het totale aantal bacteriën in het lichaam

We kunnen nu de oorspronkelijke berekening voor het aantal bacteriën in de dikke darm herhalen [3]. Gegeven 0,9뜐 11 bacteriën/g natte ontlasting zoals afgeleid in Box 2 en 0,4 L colon, vinden we 3,8뜐 13 bacteriën in de dikke darm met een standaardfoutonzekerheid van 25% en een variatie van 52% SD over een populatie van 70 kg mannen. Aangezien de bijdrage aan het totale aantal bacteriën van andere organen maximaal 10 12 is, gebruiken we 3,8뜐 13 als onze schatting voor het aantal bacteriën over het hele lichaam van de 'referentieman'.

Kader 2. Concentratie van bacteriën in de dikke darm

De meest gebruikte benadering voor het meten van de bacteriële celdichtheid in de dikke darm is door het bacteriegehalte in ontlastingsmonsters te onderzoeken. Dit veronderstelt dat ontlastingsmonsters een adequate weergave van de inhoud van de dikke darm geven. In de discussie komen we op deze veronderstelling terug. De eerste dergelijke experimenten dateren uit de jaren zestig en zeventig [20,21]. In die vroege onderzoeken was het tellen gebaseerd op directe microscopische klonten van verdunde ontlastingsmonsters. Latere experimenten [22,23] gebruikten DAPI-nucleïnezuurkleuring en fluorescente in situ hybridisatie [FISH] met bacterieel 16S-RNA. Waarden worden meestal gerapporteerd als bacteriën per gram droge ontlasting. Voor onze berekening zijn we geïnteresseerd in het bacteriegehalte voor het natte in plaats van het droge gehalte van de dikke darm. Om te verhuizen van bacteriën /g droge ontlasting naar bacteriën /g natte ontlasting we gebruiken de fractie droge stof zoals vermeld in elk artikel. Tabel 2 geeft de waarden weer die we uit 14 studies in de literatuur hebben gehaald en vertaald naar een gemeenschappelijke basis die vergelijking mogelijk maakt.

Tafel 2

Artikelbac. #/g droge ontlasting (x10 11 )droge stof als % van ontlastingbac. #/g natte ontlasting (x10 11 )CV(%)
AuteurJaar
Houte & Gibbons1966--3.253%
Moore & Holdeman1974522%1.178%
Holdeman, Good & Moore19764.131%1.366%
Stephen & Cummings1980429% (1) 1.225%
Langendijk et al.1995--2.726%
Franken et al.19982.9-0.74 (2) 39%
Sudderen & Kleessen19994.8-1.3 (2) 44%
Tannock et al.2000--0.9540%
Harmsen, Raangs, He, Degener & Welling20022.130%0.6238%
Zoetendal et al20022.9-0.77 (2) 24%
Zhong et al.20041.523%0.3573%
Thiel & Blaut20053.525%0.8753%
Hij et al.20081.5-0.39 (2) 43%
Uyeno, Sekiguchi & Kamagata2008--0.4434%
Gemeen -27% ± 2%0.92 ± 19%46%

Volledige referenties zijn te vinden in tabel A in S1-bijlage. Het gemiddelde aantal bacteriën wordt berekend met behulp van het geometrische gemiddelde om robuustheid te geven ten aanzien van uitbijterwaarden. Waarden die rechtstreeks uit de artikelen worden geciteerd, zijn vetgedrukt, door ons afgeleide waarden zijn cursief weergegeven. Waarden gerapporteerd met meer dan twee significante cijfers worden afgerond op twee significante cijfers omdat de onzekerheid een dergelijke overspecificatie onzinnig maakt. ± standaardfout van het gemiddelde.

(1) Waarde voor [21] afgeleid van hun tabel 1 .

(2) Uit afleiding, uitgaande van een gemiddelde drogestoffractie van 27%.

Uit de metingen verzameld in Tabel 2 hebben we de representatieve bacterieconcentratie in de dikke darm op twee manieren berekend, wat zeer dichte waarden opleverde: het geometrische gemiddelde is 0,92뜐 11 (SEM 19%) bacteriën per gram natte ontlasting, terwijl de mediaan van de waarden is 0.91뜐 11 (SEM 19% door bootstrapping, zie methoden in S1 Appendix). De variatie over de populatie, gegeven door het gemiddelde CV, is 46%.

We merken op dat de waarde van de onzekerheidsschatting rekening houdt met bekende variatie in het colonvolume, de bacteriedichtheid, enz., maar geen rekening kan houden met niet-gekwantificeerde systematische vooroordelen. Een prominente dergelijke bias is de kenniskloof over verschillen tussen de werkelijke bacteriedichtheid in de dikke darm, met al zijn ruimtelijke heterogeniteit, en de metingen van de concentratie in feces, die dienen als de proxy voor het schatten van het aantal bacteriën.

Wat is de totale hoeveelheid bacteriën in het lichaam? Van het totale colongehalte van ongeveer 0,4 kg en een bacteriemassafractie van ongeveer de helft [21,24], krijgen we een bijdrage van ongeveer 0,2 kg (nat gewicht) van bacteriën aan de totale massa van het colongehalte. Gezien de dominantie van bacteriën in de dikke darm over alle andere microbiota-populaties in het lichaam, concluderen we dat er in totaal ongeveer 0,2 kg bacteriën in het lichaam aanwezig is. Gezien het watergehalte van bacteriën is het totale droge gewicht van bacteriën in het lichaam ongeveer 50�g. Deze waarde komt overeen met een parallelle alternatieve schatting voor de totale massa bacteriën die de gemiddelde massa van een darmbacterie vermenigvuldigt met ongeveer 5 pg (nat gewicht, overeenkomend met een droog gewicht van 1𠄲 pg, zie S1-bijlage) met de bijgewerkte totaal aantal bacteriën.We merken op dat deze empirisch waargenomen gemiddelde darmbacterie meerdere malen groter is dan de gemakkelijk gekozen “standaard” 1 μm 3 volume en 1 pg natte massa-bacterie waarnaar vaak wordt verwezen in studieboeken. De totale bacteriemassa die we vinden vertegenwoordigt ongeveer 0,3% van het totale lichaamsgewicht, wat een significante update is van eerdere beweringen dat 1%𠄳% van de lichaamsmassa uit bacteriën bestaat of dat een normaal mens 1𠄳 kg bacteriën herbergt [25] .

Het aantal menselijke cellen in een “Standard” volwassen man

Veel literatuurbronnen doen algemene uitspraken over het aantal cellen in het menselijk lichaam variërend van 10 12 tot 10 14 cellen [26,27]. Een orde van grootte back-of-the-envelop argument achter dergelijke waarden wordt getoond in Kader 3.

Kader 3. Orde van grootte, Na''s000efve schatting voor het aantal menselijke cellen in het lichaam

Stel een man van 102 kg, bestaande uit 'crepresentative' zoogdiercellen. Elke zoogdiercel, met een celvolume van 1.000�,000 μm 3 , en een celdichtheid vergelijkbaar met die van water, weegt 10 � � � kg. We komen dus uit op 10 13 � 14 menselijke cellen in totaal in het lichaam, zoals weergegeven in figuur 1 . Voor dit soort schattingen, waarbij de celmassa binnen een orde van grootte wordt geschat, worden factoren die bijdragen aan minder dan 2-voudig verschil verwaarloosd. We gebruiken dus 100 kg als de massa van een referentiemens in plaats van 70 kg en negeren op dezelfde manier de bijdrage van extracellulaire massa aan de totale massa. Deze vereenvoudigingen zijn nuttig om de raming beknopt en transparant te maken.

Een alternatieve methode die geen representatieve "gemiddelde" cel vereist, telt systematisch cellen per type. Een dergelijke benadering werd gevolgd in een recente gedetailleerde analyse [1]. Het aantal menselijke cellen in het lichaam van elke verschillende categorie (per celtype of orgaansysteem) werd geschat. Voor elke categorie werd het celgetal verkregen uit een literatuurverwijzing of door een berekening op basis van directe tellingen in histologische dwarsdoorsneden. Optelling van in totaal 56 celcategorieën [1] resulteerde in een totale schatting van 3,7뜐 13 menselijke cellen in het lichaam (SD 0,8뜐 13, d.w.z. CV van 22%).

Bijgewerkte inventaris van menselijke cellen in het lichaam

In onze poging om de genoemde metingen opnieuw te bekijken, hebben we een benadering gebruikt die de gedetailleerde, tellingsbenadering probeert te combineren met de voordelen van een heuristische berekening die wordt gebruikt als een gezond verstandscontrole. We hebben ons gericht op de zes celtypen waarvan recent is vastgesteld [1] dat ze 97% van het aantal menselijke cellen uitmaken: rode bloedcellen (goed voor 70%), gliacellen (8%), endotheelcellen (7%), dermale fibroblasten (5%), bloedplaatjes (4%) en beenmergcellen (2%). De overige 50 celtypes zijn goed voor de resterende 3%. In vier gevallen (rode bloedcellen, gliacellen, endotheelcellen en dermale fibroblasten) kwamen we tot herziene berekeningen zoals beschreven in Kader 4.

Kader 4. Herziene schattingen voor het aantal rode bloedcellen, gliacellen, endotheelcellen en dermale fibroblasten

De grootste bijdrage aan het totale aantal menselijke cellen zijn rode bloedcellen. Het aantal rode bloedcellen werd berekend door een gemiddeld bloedvolume van 4,9 L (SEM 1,6%, CV 9%) te nemen, vermenigvuldigd met een gemiddeld aantal rode bloedcellen van 5,0뜐 12 cellen/L (SEM 1,2%, CV 7 %) (zie Tabel 3 en S1-gegevens). Dit laatste kan worden geverifieerd door te kijken naar uw routinematige volledige bloedtelling, normale waarden variëren van 4,6𠄶.1뜐 12 cellen/L voor mannen en 4,2𠄵.4뜐 12 cellen/L voor vrouwen. Dit leidde tot in totaal 2,5뜐 13 rode bloedcellen (SEM 2%, CV 12%). Dit is vergelijkbaar met het eerdere rapport van 2.6뜐 13 cellen [1].

Tafel 3

Zie tabel B in S1-bijlage voor volledige referenties.

bevolkingssegmentlichaamsgewicht [kg]leeftijd [j]bloedvolume [L]Aantal rode bloedcellen [10 12 /L]dubbele punt inhoud [g]bac. conc. [10 11 /g nat] (1) totale menselijke cellen [10 12 ] (2) totaal aantal bacteriën [10 12 ]B:H
ref. Mens7020�4.95.04200.9230381.3
ref. vrouw63 3.94.54800.9221442.2
jonge baby4.44 weken0.43.8480.921.94.42.3
zuigeling9.610.84.5800.92471.7
ouderling70663.8 (3) 4.84200.9222381.8
zwaarlijvig140 6.75.0 (4) 610 (5) 0.9240561.4

(1) Geen significante verandering in bacterieconcentraties in relatie tot hoge variatie voor de referentiemens [40,43].

(2) Ervan uitgaande dat RBC's 84% ​​van de totale gastheercellen uitmaken, zoals waargenomen voor de referentiemens.

(3) Afname van 24% van het bloedvolume, volgens [44].

(4) Geen significante verandering in de hematocriet bij obesitas [45].

(5) We konden geen directe metingen van het colonvolume voor zwaarlijvige personen in de literatuur vinden, maar uit een indirecte analyse neemt het volume toe met het gewicht en plateaus bij ongeveer 600 ml [46].

Het aantal gliacellen werd eerder gerapporteerd als 3뜐 12 [1]. Deze schatting is gebaseerd op een verhouding van 10:1 tussen gliacellen en neuronen in de hersenen. Deze verhouding van glia:neuronen werd in de literatuur algemeen aanvaard als een algemeen aanvaarde conventie. Een recente analyse [28] bekijkt deze waarde echter opnieuw en concludeert, na analyse van de variatie tussen hersengebieden, dat de verhouding dicht bij 1:1 ligt. De studie concludeert dat er 8.5뜐 10 gliacellen (CV 11%) in de hersenen zijn en een vergelijkbaar aantal neuronen en daarom gebruiken we deze bijgewerkte waarden hier.

Het aantal endotheelcellen in het lichaam werd eerder geschat op 2,5뜐 12 cellen (CV 40%), gebaseerd op de gemiddelde oppervlakte van één endotheelcel [1] en de totale oppervlakte van de bloedvaten, gebaseerd op een totale capillaire lengte van 8뜐 9 cm. We konden geen primaire bron vinden voor de totale lengte van het capillaire bed en besloten daarom deze schatting opnieuw te bekijken. We gebruikten gegevens over het percentage van het bloedvolume in elk type bloedvaten [29]. Met behulp van gemiddelde diameters voor verschillende bloedvaten [30] konden we (S1-gegevens) de totale lengte van elk type vat (slagaders, aders, haarvaten, enz.) En het bijbehorende oppervlak afleiden. Gedeeld door het gemiddelde oppervlak van één endotheelcel [31], leiden we een verminderde totale schatting af van 6뜐 11 cellen.

Het aantal dermale fibroblasten werd eerder geschat op 1,85뜐 12 [1], gebaseerd op vermenigvuldiging van de totale oppervlakte (SA) van het menselijk lichaam (1,85 m2 [32]) met de oppervlaktedichtheid van dermale fibroblasten [33] ]. We wilden de dermale dikte (d) meenemen in de berekening. De dikte van de huid werd direct gemeten op 17 locaties door het hele lichaam [34], waarbij het gemiddelde van deze metingen 0,11ଐ.04 cm opleverde. De dermis bestaat uit twee hoofdlagen: papillaire dermis (ongeveer 10% van de dermisdikte) en reticulaire dermis (de overige 90%) [35]. De fibroblastdichtheid is groter in de papillaire dermis, met een gerapporteerde oppervlaktedichtheid, σpap. van 106 cellen/cm2 (met een papillaire dikte van 100 &#cm, wat 108 cellen/cm 3 oplevert) [33]. De fibroblastdichtheid in het midden van de dermis was naar verluidt ongeveer 3뜐 6 cellen/cm 3 [36], wat een oppervlaktedichtheid van σ oplevert.ret. = 3뜐 5 cellen/cm 2 . Door deze te combineren vinden we: Nder.fib. = SA·(σpap. + σret.) = 1.85뜐 4 cm 2 (106 + 3뜐 5 ) cellen/cm 2 = 2.6뜐 10 cellen. Na deze 100-voudige afname in aantal, wordt geschat dat dermale fibroblasten slechts 𢒀,05% van het aantal menselijke cellen uitmaakt.

Onze herziene berekeningen van het aantal gliacellen, endotheelcellen en dermale fibroblasten leveren slechts 0,9뜐 12 cellen op, in tegenstelling tot 7,5뜐 12 cellen in de vorige schatting. Dit laat ons achter met 3,0뜐 13 menselijke cellen in de 70 kg zware man, met een berekende onzekerheid van 2% en een CV van 14%. We merken op dat de schattingen van onzekerheid en CV te optimistisch laag kunnen zijn, omdat ze worden gedomineerd door het gerapporteerde hoge vertrouwen van studies die betrekking hebben op rode bloedcellen, maar kunnen systematische fouten, weglatingen van sommige celtypen en vergelijkbare factoren die moeilijk te kwantificeren zijn onderschatten. . In figuur 2 vatten we de herziene resultaten samen voor de bijdrage van de verschillende celtypen aan het totale aantal menselijke cellen. Categorieën die Ϡ.4% bijdragen aan het aantal cellen worden weergegeven. Alle andere categorieën tellen samen op tot ongeveer 2%. We ontdekken dat het lichaam slechts 3뜐 12 menselijke niet-bloedcellen bevat, slechts 10% van het totale bijgewerkte aantal menselijke cellen. De visualisatie in figuur 2 laat zien dat bijna 90% van de cellen naar schatting ontkernde cellen zijn (26뜐 12 cellen), voornamelijk rode bloedcellen en bloedplaatjes, terwijl de andere �% bestaat uit 𢒃뜐 12 cellen. De opvallende dominantie van de hematopoëtische lijn in het celgetal (90% van het totaal) is contra-intuïtief gezien de massasamenstelling van het lichaam. Dit is het onderwerp van de volgende analyse.

Voorstelling als een Voronoi-boomkaart waarbij het polygoongebied evenredig is met het aantal cellen. Visualisatie uitgevoerd met behulp van de online tool op http://bionic-vis.biologie.uni-greifswald.de/.

Massa-gecentreerde benadering als Sanity Check voor celtelling

Bij het maken van dergelijke schattingen is het verstandig om de analyse vanuit verschillende invalshoeken te benaderen. In die geest vragen we ons nu af of de cumulatieve massa van de getelde cellen binnen het verwachte bereik voor een referentievolwassene valt? Om die vraag goed aan te pakken, moeten we eerst aangeven wat het verwachte resultaat is, namelijk de totale lichaamscelmassa. Voor een referentiemassa van 70 kg is 25% extracellulaire vloeistof [37], nog eens 7% extracellulaire vaste stoffen [37], dus we moeten rekening houden met � kg celmassa (inclusief vet).

Een uitgebreide systematische bron voor de samenstelling van de totale celmassa (in plaats van het totale aantal cellen) is het rapport van de Task Group on Reference Man [6], dat waarden geeft voor de massa van de belangrijkste weefsels van het menselijk lichaam. Deze massa-per-weefselanalyse omvat zowel intra- als extracellulaire componenten. Om onderscheid te maken tussen intra- en extracellulaire delen van elk weefsel, kunnen we gebruik maken van totale lichaamskaliummetingen [38] zoals beschreven in S1-bijlage. Fig. 3 vergelijkt de belangrijkste weefsels die bijdragen aan het menselijk lichaam, in termen van celaantal en massa.

De bovenste balk geeft het aantal cellen weer, terwijl de onderste balk de bijdrage weergeeft van elk van de belangrijkste celtypen die de totale cellulaire lichaamsmassa omvatten (exclusief extracellulaire massa die nog eens � kg toevoegt). Ter vergelijking: rechts is de bijdrage van bacteriën weergegeven, slechts 0,2 kg, dat is ongeveer 0,3% van het lichaamsgewicht.

Een opvallend resultaat van deze nevenschikking is de duidelijke onenigheid tussen de bijdragers aan de totale celmassa en het aantal cellen. Het celgetal wordt gedomineerd door rode bloedcellen (84%), een van de kleinste celtypen in het menselijk lichaam met een volume van ongeveer 100 μm 3 . Daarentegen bestaat 75% van de totale celmassa uit twee celtypen, vetcellen (adipocyten) en spiercellen (myocyten), beide grote cellen (meestal 㸐,000 μm 3 per volume) die slechts een minuut fractie (𢒀.2%) van het totale aantal cellen. Aan het andere uiterste leveren bacteriën een kleine bijdrage qua massa, maar een celgetal vergelijkbaar met alle menselijke cellen samen, zoals hierboven besproken. De massabalans is goed voor alle verwachte lichaamsmassa, wat onze analyse ondersteunt. De optie om een ​​verzameling zeer kleine cellen over het hoofd te zien die groot genoeg zijn om het totale aantal cellen te veranderen, wordt verder besproken in de S1-bijlage.

De verhouding van bacteriën tot menselijke cellen in het volwassen lichaam

Met de herziene schattingen voor het aantal menselijke (3.0� 13 ) en bacteriële cellen (3.8� 13 ) in het lichaam (de teller en noemer van de B/H-ratio), kunnen we een bijgewerkte schatting van B geven. /H = 1,3, met een onzekerheid van 25% en een variatie van 53% over de populatie van standaard mannen van 70 kg. Deze B/H-waarde van ongeveer 1:1 (met het bijbehorende onzekerheidsbereik) zou de 10:1- of 100:1-waarden moeten vervangen die in de literatuur worden vermeld totdat er nauwkeurigere metingen beschikbaar komen.

We merken op dat als men ervoor kiest om het aantal bacteriën in het menselijk lichaam (3.8뜐 13 ) te vergelijken met het aantal genucleëerde menselijke cellen (𢒀.3뜐 13 ), de verhouding ongeveer 10:1 zal zijn. Dit komt omdat de dominante populatie van niet-genucleëerde rode bloedcellen niet wordt meegenomen in de berekening. We merken op dat deze verhouding het resultaat is van zowel het aantal bacteriën als het aantal genucleëerde menselijke cellen in het lichaam dat meerdere malen lager is dan in de oorspronkelijke schatting van de jaren zeventig (die de analyse niet beperkte tot genucleëerde cellen). De vraag of cellen zonder kern al dan niet moeten worden meegenomen in de berekening van het aantal menselijke cellen, en dus de B/H-ratio, lijkt een kwestie van definitie. We beschouwen rode bloedcellen als bonafide cellen, zoals hun naam doet vermoeden. Maar het is ook aannemelijk om ervoor te kiezen ze niet op te nemen, omdat sommigen ze misschien beschouwen als zakjes vol hemoglobine. slechts een klein kwantitatief effect. Dit opent inderdaad een interessante tangentiële discussie over wat moet worden gedefinieerd als een cel.

Variaties in de verhouding van bacteriën tot menselijke cellen in bevolkingssegmenten

Na het bekijken van de B/H-ratio voor de 'creferentieman', generaliseren we onze resultaten nu door andere segmenten van de bevolking aan te pakken. Als we naar onze schatting kijken, identificeren we vier hoofdparameters die de berekening domineren:

bacteriële dichtheid in de dikke darm

hematocriet (d.w.z. rode bloedcellen per volume-eenheid).

Dit zijn de bepalende parameters vanwege de dominante bijdrage van de darmbacteriën en het aantal RBC's aan respectievelijk het totale aantal bacteriële en menselijke cellen. Om het effect van geslacht, leeftijd en obesitas op de B / H-ratio te evalueren, onderzoeken we de verandering in deze parameters in die groepen.

Tabel 3 verzamelt de veranderingen in elk van de eerder genoemde parameters voor individuen die verschillende segmenten van de menselijke populatie vertegenwoordigen: referentie volwassen vrouw (1,63 m, 60 kg [39]), jonge baby (leeftijd 4 weken), baby (leeftijd 1 jaar ), oudere (66 jaar) en zwaarlijvig (140 kg).

Literatuuronderzoek laat geen significant effect zien op de bacteriële concentraties in het colon over de leeftijd van de baby van een maand tot ouderen [40,41]. De kolonisatie van het neonatale maagdarmkanaal van verwaarloosbare bacteriële concentraties in de dikke darm van 𷑪 5 bacteriën/ml tot concentraties gelijk aan die van volwassenen vindt plaats in iets minder dan een maand [42]. Voor deze dynamische periode die nog in hoge resolutie in kaart moet worden gebracht, geven we geen schatting van de B/H-ratio. Net als bij het ouder worden, hebben extreme gewichten een lage impact op het aantal bacteriële cellen. [43]. De gerapporteerde waarden voor zuigelingen en obesitas liggen in het variatiebereik van de referentieman. Daarnaast konden we in de literatuur geen rapport vinden over geslachtsspecifieke verschillen in bacteriedichtheid in de dikke darm. Zoals blijkt uit tabel 3, varieert de B/H-verhouding tot het dubbele tussen die verschillende bevolkingsgroepen, van een dieptepunt van 1,3 tot een maximum van 2,3.

We merken op dat aanvullende factoren zoals ras en etniciteit de B:H-ratio kunnen beïnvloeden. Het is aangetoond dat de bacteriële populatie in de dikke darm sterk wordt beïnvloed door geografie [47], maar de huidige gegevens zijn niet voldoende om robuuste conclusies voor de colonconcentraties mogelijk te maken en vormen een gegevenshiaat.


De vijf lagen van de epidermis

  • Het stratum basale is de diepste laag van de epidermis. Het bestaat uit een enkele laag cellen. De cellen delen zich om de huidcellen die worden afgestoten te vervangen.
  • De cellen van het stratum spinosum zijn met elkaar verbonden door structuren die desmosomen worden genoemd. Desmosomen zorgen ervoor dat cellen sterk aan elkaar hechten. Filamenten gemaakt van keratine strekken zich uit van een desmosoom en produceren een stekelig of stekelig uiterlijk. Het stratum basale en het stratum spinosum worden soms gegroepeerd en staan ​​bekend als het stratum germinativum.
  • De cellen van het stratum granulosum bevatten korrels die zijn gemaakt van een stof die keratohyaline wordt genoemd. De korrels geven een korrelig uiterlijk.
  • Het stratum lucidum is een heldere laag die dode cellen bevat. Het wordt gevonden in de dikke huid van de handpalmen en op de voetzolen.
  • Het stratum corneum vormt het oppervlak van de huid en bevat meerdere lagen afgeplatte cellen. De cellen hebben geen organellen en worden geleidelijk uit het lichaam afgestoten. Onderzoekers hebben ontdekt dat het stratum corneum belangrijke barrièrefuncties heeft.

5.1 Lagen van de huid

Hoewel je de huid normaal gesproken niet als een orgaan beschouwt, is het in feite gemaakt van weefsels die samenwerken als een enkele structuur om unieke en kritieke functies uit te voeren. De huid en de bijbehorende structuren vormen het integumentaire systeem, dat het lichaam algemene bescherming biedt. De huid bestaat uit meerdere lagen cellen en weefsels, die door bindweefsel aan onderliggende structuren worden vastgehouden (Figuur 5.2). De diepere huidlaag is goed gevasculariseerd (heeft talrijke bloedvaten). Het heeft ook talrijke sensorische, autonome en sympathische zenuwvezels die de communicatie van en naar de hersenen verzekeren.

Interactieve link

De huid bestaat uit twee hoofdlagen en een nauw verwante laag. Bekijk deze animatie om meer te weten te komen over huidlagen. Wat zijn de basisfuncties van elk van deze lagen?

De opperhuid

De epidermis is samengesteld uit verhoornd, meerlagig plaveiselepitheel. Het is gemaakt van vier of vijf lagen epitheelcellen, afhankelijk van de locatie in het lichaam. Het heeft geen bloedvaten (d.w.z. het is avasculair). Een huid met vier cellagen wordt 'dunne huid' genoemd. Van diep tot oppervlakkig, deze lagen zijn het stratum basale, stratum spinosum, stratum granulosum en stratum corneum. Het grootste deel van de huid kan worden geclassificeerd als een dunne huid. "Dikke huid" komt alleen voor op de handpalmen en de voetzolen. Het heeft een vijfde laag, het stratum lucidum genaamd, gelegen tussen het stratum corneum en het stratum granulosum (Figuur 5.3).

De cellen in alle lagen behalve het stratum basale worden keratinocyten genoemd. Een keratinocyt is een cel die het eiwit keratine produceert en opslaat. Keratine is een intracellulair vezelig eiwit dat haar, nagels en huid hun hardheid en waterbestendige eigenschappen geeft. De keratinocyten in het stratum corneum zijn dood en vervellen regelmatig en worden vervangen door cellen uit de diepere lagen (Figuur 5.4).

Interactieve link

Bekijk de University of Michigan WebScope om het weefselmonster in meer detail te onderzoeken. Als je inzoomt op de cellen in de buitenste laag van dit deel van de huid, wat valt je dan op aan de cellen?

Stratum Basale

De stratum basale (ook wel de stratum germinativum genoemd) is de diepste epidermale laag en hecht de epidermis aan de basale lamina, waaronder de lagen van de dermis liggen. De cellen in het stratum basale binden zich aan de dermis via in elkaar verstrengelde collageenvezels, het basaalmembraan genoemd. Een vingerachtige uitsteeksel, of vouw, bekend als de dermale papilla (meervoud = dermale papillen) wordt gevonden in het oppervlakkige gedeelte van de dermis.Dermale papillen vergroten de sterkte van de verbinding tussen de epidermis en dermis, hoe groter de vouwing, hoe sterker de gemaakte verbindingen (Figuur 5.5).

Het stratum basale is een enkele laag cellen die voornamelijk uit basale cellen bestaat. Een basale cel is een kubusvormige stamcel die een voorloper is van de keratinocyten van de epidermis. Alle keratinocyten worden geproduceerd uit deze enkele laag cellen, die constant door mitose gaan om nieuwe cellen te produceren. Als nieuwe cellen worden gevormd, worden de bestaande cellen oppervlakkig weggeduwd van het stratum basale. Twee andere celtypen worden gevonden verspreid over de basale cellen in het stratum basale. De eerste is een Merkel-cel, die functioneert als een receptor en verantwoordelijk is voor het stimuleren van sensorische zenuwen die de hersenen als aanraking waarnemen. Deze cellen zijn vooral overvloedig aanwezig op het oppervlak van de handen en voeten. De tweede is een melanocyt, een cel die het pigment melanine produceert. Melanine geeft haar en huid hun kleur en helpt ook de levende cellen van de opperhuid te beschermen tegen schade door ultraviolette (UV) straling.

Bij een groeiende foetus worden vingerafdrukken gevormd waar de cellen van de stratum basale de papillen van de onderliggende dermale laag (papillaire laag) ontmoeten, wat resulteert in de vorming van de ribbels op je vingers die je herkent als vingerafdrukken. Vingerafdrukken zijn uniek voor elk individu en worden gebruikt voor forensische analyses omdat de patronen niet veranderen met de groei- en verouderingsprocessen.

Stratum Spinosum

Zoals de naam al doet vermoeden, ziet het stratum spinosum er stekelig uit vanwege de uitstekende celprocessen die de cellen verbinden via een structuur die een desmosoom wordt genoemd. De desmosomen grijpen in elkaar en versterken de binding tussen de cellen. Het is interessant op te merken dat de "stekelige" aard van deze laag een artefact is van het kleuringsproces. Niet-gekleurde epidermismonsters vertonen dit karakteristieke uiterlijk niet. Het stratum spinosum bestaat uit acht tot tien lagen keratinocyten, gevormd door celdeling in het stratum basale (Figuur 5.6). Tussen de keratinocyten van deze laag bevindt zich een soort dendritische cel, de Langerhans-cel genaamd, die functioneert als een macrofaag door bacteriën, vreemde deeltjes en beschadigde cellen die in deze laag voorkomen, op te slokken.

Interactieve link

Bekijk de University of Michigan WebScope om het weefselmonster in meer detail te onderzoeken. Als je inzoomt op de cellen in de buitenste laag van dit deel van de huid, wat valt je dan op aan de cellen?

De keratinocyten in het stratum spinosum beginnen met de synthese van keratine en geven een waterafstotend glycolipide af dat waterverlies uit het lichaam helpt voorkomen, waardoor de huid relatief waterdicht wordt. Terwijl nieuwe keratinocyten worden geproduceerd bovenop het stratum basale, worden de keratinocyten van het stratum spinosum in het stratum granulosum geduwd.

Stratum Granulosum

Het stratum granulosum heeft een korrelig uiterlijk als gevolg van verdere veranderingen in de keratinocyten wanneer ze uit het stratum spinosum worden geduwd. De cellen (drie tot vijf lagen diep) worden platter, hun celmembranen worden dikker en ze genereren grote hoeveelheden van de eiwitten keratine, dat vezelig is, en keratohyaline, dat zich ophoopt als lamellaire korrels in de cellen (zie figuur 5.5). Deze twee eiwitten vormen het grootste deel van de keratinocytenmassa in het stratum granulosum en geven de laag zijn korrelige uiterlijk. De kernen en andere celorganellen vallen uiteen als de cellen afsterven, waarbij de keratine, keratohyaline en celmembranen achterblijven die het stratum lucidum, het stratum corneum en de bijbehorende structuren van haar en nagels zullen vormen.

Stratum Lucidum

Het stratum lucidum is een gladde, schijnbaar doorschijnende laag van de epidermis die zich net boven het stratum granulosum en onder het stratum corneum bevindt. Deze dunne laag cellen wordt alleen gevonden in de dikke huid van de handpalmen, voetzolen en vingers. De keratinocyten waaruit het stratum lucidum bestaat, zijn dood en afgeplat (zie figuur 5.5). Deze cellen zijn dicht opeengepakt met eleiden, een helder eiwit dat rijk is aan lipiden, afgeleid van keratohyaline, dat deze cellen hun transparante (d.w.z. heldere) uiterlijk geeft en een barrière vormt tegen water.

Stratum Corneum

Het stratum corneum is de meest oppervlakkige laag van de epidermis en is de laag die wordt blootgesteld aan de buitenomgeving (zie figuur 5.5). De verhoogde keratinisatie (ook wel verhoorning genoemd) van de cellen in deze laag geeft het zijn naam. Er zijn meestal 15 tot 30 lagen cellen in het stratum corneum. Deze droge, dode laag helpt het binnendringen van microben en de uitdroging van onderliggende weefsels te voorkomen, en biedt een mechanische bescherming tegen slijtage voor de meer delicate, onderliggende lagen. Cellen in deze laag worden periodiek afgestoten en vervangen door cellen die vanuit het stratum granulosum (of stratum lucidum in het geval van de handpalmen en voetzolen) omhoog worden geduwd. Gedurende een periode van ongeveer 4 weken wordt de gehele laag vervangen. Cosmetische procedures, zoals microdermabrasie, helpen een deel van de droge bovenste laag te verwijderen en hebben tot doel de huid er "fris" en gezond uit te laten zien.

Dermis

De dermis kan worden beschouwd als de "kern" van het integumentaire systeem (derma- = "huid"), in tegenstelling tot de epidermis (epi- = "op" of "over") en hypodermis (hypo- = "onder"). Het bevat bloed- en lymfevaten, zenuwen en andere structuren, zoals haarzakjes en zweetklieren. De dermis is gemaakt van twee lagen bindweefsel die een onderling verbonden netwerk vormen van elastine en collagene vezels, geproduceerd door fibroblasten (Figuur 5.7).

Papillaire laag

De papillaire laag is gemaakt van los, areolair bindweefsel, wat betekent dat de collageen- en elastinevezels van deze laag een los gaas vormen. Deze oppervlakkige laag van de dermis steekt uit in de stratum basale van de epidermis en vormt vingerachtige dermale papillen (zie figuur 5.7). Binnen de papillaire laag bevinden zich fibroblasten, een klein aantal vetcellen (adipocyten) en een overvloed aan kleine bloedvaten. Bovendien bevat de papillaire laag fagocyten, verdedigingscellen die helpen bij het bestrijden van bacteriën of andere infecties die de huid hebben doorbroken. Deze laag bevat ook lymfatische haarvaten, zenuwvezels en aanraakreceptoren, de Meissner-bloedlichaampjes.

Reticulaire laag

Onder de papillaire laag bevindt zich de veel dikkere reticulaire laag, bestaande uit dicht, onregelmatig bindweefsel. Deze laag is goed gevasculariseerd en heeft een rijke sensorische en sympathische zenuwtoevoer. De reticulaire laag lijkt netvormig (netachtig) vanwege een strak netwerk van vezels. Elastinevezels geven de huid wat elasticiteit, waardoor beweging mogelijk is. Collageenvezels zorgen voor structuur en treksterkte, waarbij collageenstrengen zich uitstrekken tot in zowel de papillaire laag als de hypodermis. Bovendien bindt collageen water om de huid gehydrateerd te houden. Collageeninjecties en Retin-A-crèmes helpen de huidturgor te herstellen door respectievelijk collageen uitwendig te introduceren of de bloedstroom en het herstel van de dermis te stimuleren.

Hypodermis

De hypodermis (ook wel de onderhuidse laag of oppervlakkige fascia genoemd) is een laag direct onder de dermis en dient om de huid te verbinden met de onderliggende fascia (vezelig weefsel) van de botten en spieren. Het is niet strikt een deel van de huid, hoewel de grens tussen de hypodermis en dermis moeilijk te onderscheiden kan zijn. De hypodermis bestaat uit goed gevasculariseerd, los, areolair bindweefsel en vetweefsel, dat functioneert als een manier van vetopslag en zorgt voor isolatie en demping van het omhulsel.

Dagelijkse verbinding

Lipidenopslag

De hypodermis is de thuisbasis van het meeste vet dat mensen aangaat wanneer ze proberen hun gewicht onder controle te houden. Vetweefsel dat aanwezig is in de hypodermis bestaat uit vetopslagcellen die adipocyten worden genoemd. Dit opgeslagen vet kan dienen als energiereserve, het lichaam isoleren om warmteverlies te voorkomen en fungeren als een kussen om onderliggende structuren te beschermen tegen trauma.

Waar het vet wordt afgezet en zich ophoopt in de hypodermis, hangt af van hormonen (testosteron, oestrogeen, insuline, glucagon, leptine en andere), evenals van genetische factoren. De vetverdeling verandert naarmate ons lichaam ouder wordt en ouder wordt. Mannen hebben de neiging om vet op verschillende plaatsen op te hopen (nek, armen, onderrug en buik) dan vrouwen (borsten, heupen, dijen en billen). De body mass index (BMI) wordt vaak gebruikt als een maat voor vet, hoewel deze maat in feite is afgeleid van een wiskundige formule die het lichaamsgewicht (massa) vergelijkt met de lengte. Daarom kan de nauwkeurigheid ervan als gezondheidsindicator in twijfel worden getrokken bij personen die extreem fysiek fit zijn.

Bij veel dieren is er een patroon waarbij overtollige calorieën worden opgeslagen als vet dat kan worden gebruikt in tijden dat voedsel niet direct beschikbaar is. In een groot deel van de ontwikkelde wereld hebben onvoldoende lichaamsbeweging in combinatie met de gemakkelijke beschikbaarheid en consumptie van calorierijk voedsel geleid tot ongewenste ophopingen van vetweefsel bij veel mensen. Hoewel de periodieke ophoping van overtollig vet misschien een evolutionair voordeel heeft opgeleverd voor onze voorouders, die onvoorspelbare hongersnood meemaakten, wordt het nu chronisch en wordt het beschouwd als een grote bedreiging voor de gezondheid. Recente studies geven aan dat een verontrustend percentage van onze bevolking overgewicht en/of klinisch zwaarlijvig is. Dit is niet alleen een probleem voor de getroffen personen, maar het heeft ook een ernstige impact op ons gezondheidszorgsysteem. Veranderingen in levensstijl, met name in dieet en lichaamsbeweging, zijn de beste manieren om de ophoping van lichaamsvet onder controle te houden, vooral wanneer het niveaus bereikt die het risico op hartaandoeningen en diabetes verhogen.

Pigmentatie

De kleur van de huid wordt beïnvloed door een aantal pigmenten, waaronder melanine, caroteen en hemoglobine. Bedenk dat melanine wordt geproduceerd door cellen die melanocyten worden genoemd en die verspreid over het stratum basale van de epidermis worden aangetroffen. De melanine wordt overgebracht naar de keratinocyten via een cellulair blaasje dat een melanosoom wordt genoemd (Figuur 5.8).

Melanine komt voor in twee primaire vormen. Eumelanine bestaat als zwart en bruin, terwijl pheomelanine een rode kleur geeft. Mensen met een donkere huidskleur produceren meer melanine dan mensen met een bleke huid. Blootstelling aan de UV-stralen van de zon of een zonnebank zorgt ervoor dat melanine wordt geproduceerd en opgebouwd in keratinocyten, omdat blootstelling aan de zon keratinocyten stimuleert om chemicaliën af te scheiden die melanocyten stimuleren. De ophoping van melanine in keratinocyten resulteert in het donkerder worden van de huid, of een kleurtje. Deze verhoogde ophoping van melanine beschermt het DNA van epidermale cellen tegen schade door UV-stralen en de afbraak van foliumzuur, een voedingsstof die nodig is voor onze gezondheid en ons welzijn. Daarentegen kan te veel melanine interfereren met de productie van vitamine D, een belangrijke voedingsstof die betrokken is bij de opname van calcium. De hoeveelheid melanine die in onze huid aanwezig is, is dus afhankelijk van een balans tussen beschikbaar zonlicht en foliumzuurvernietiging, en bescherming tegen UV-straling en vitamine D-productie.

Het duurt ongeveer 10 dagen na de eerste blootstelling aan de zon voordat de melaninesynthese een hoogtepunt bereikt. Daarom hebben mensen met een bleke huid in eerste instantie de neiging om zonnebrand van de opperhuid te krijgen. Personen met een donkere huidskleur kunnen ook zonnebrand krijgen, maar zijn beter beschermd dan personen met een bleke huid. Melanosomen zijn tijdelijke structuren die uiteindelijk worden vernietigd door fusie met lysosomen. Dit feit, samen met met melanine gevulde keratinocyten in het stratum corneum die afsterven, maakt bruinen vergankelijk.

Te veel blootstelling aan de zon kan uiteindelijk leiden tot rimpels als gevolg van de vernietiging van de celstructuur van de huid, en in ernstige gevallen kan het voldoende DNA-schade veroorzaken om huidkanker te veroorzaken. Wanneer er een onregelmatige ophoping van melanocyten in de huid is, verschijnen sproeten. Mollen zijn grotere massa's melanocyten, en hoewel de meeste goedaardig zijn, moeten ze worden gecontroleerd op veranderingen die kunnen wijzen op de aanwezigheid van kanker (Figuur 5.9).

Aandoeningen van de.

Integumentair systeem

Het eerste wat een arts ziet, is de huid, en daarom moet het onderzoek van de huid deel uitmaken van elk grondig lichamelijk onderzoek. De meeste huidaandoeningen zijn relatief goedaardig, maar enkele, waaronder melanomen, kunnen dodelijk zijn als ze niet worden behandeld. Een paar van de meer opvallende aandoeningen, albinisme en vitiligo, beïnvloeden het uiterlijk van de huid en de bijbehorende organen. Hoewel geen van beide dodelijk is, zou het moeilijk zijn om te beweren dat ze goedaardig zijn, althans voor de personen die zo getroffen zijn.

Albinisme is een genetische aandoening die (geheel of gedeeltelijk) de kleuring van huid, haar en ogen beïnvloedt. Het defect is voornamelijk te wijten aan het onvermogen van melanocyten om melanine te produceren. Personen met albinisme hebben de neiging om wit of erg bleek te lijken vanwege het gebrek aan melanine in hun huid en haar. Bedenk dat melanine de huid helpt beschermen tegen de schadelijke effecten van UV-straling. Personen met albinisme hebben doorgaans meer bescherming tegen UV-straling nodig, omdat ze vatbaarder zijn voor zonnebrand en huidkanker. Ze zijn ook gevoeliger voor licht en hebben problemen met het gezichtsvermogen vanwege het gebrek aan pigmentatie op de netvlieswand. Behandeling van deze aandoening omvat meestal het aanpakken van de symptomen, zoals het beperken van blootstelling aan UV-licht van de huid en ogen. Bij vitiligo verliezen de melanocyten in bepaalde gebieden hun vermogen om melanine te produceren, mogelijk als gevolg van een auto-immuunreactie. Dit leidt tot kleurverlies in vlakken (Figuur 5.10). Noch albinisme, noch vitiligo heeft direct invloed op de levensduur van een individu.

Andere veranderingen in het uiterlijk van huidskleur kunnen wijzen op ziekten die verband houden met andere lichaamssystemen. Leverziekte of leverkanker kan de ophoping van gal en het gele pigment bilirubine veroorzaken, waardoor de huid er geel of geelzuchtig uitziet (jaune is het Franse woord voor "geel"). Tumoren van de hypofyse kunnen leiden tot de afscheiding van grote hoeveelheden melanocyt-stimulerend hormoon (MSH), waardoor de huid donkerder wordt. Evenzo kan de ziekte van Addison de afgifte van overmatige hoeveelheden adrenocorticotroop hormoon (ACTH) stimuleren, wat de huid een diepe bronskleur kan geven. Een plotselinge daling van de zuurstoftoevoer kan de huidskleur aantasten, waardoor de huid aanvankelijk asgrauw (wit) wordt. Bij een langdurige verlaging van het zuurstofgehalte wordt donkerrood deoxyhemoglobine dominant in het bloed, waardoor de huid blauw lijkt, een aandoening die cyanose wordt genoemd (kyanos is het Griekse woord voor "blauw"). Dit gebeurt wanneer de zuurstoftoevoer wordt beperkt, bijvoorbeeld wanneer iemand moeite heeft met ademhalen door astma of een hartaanval. In deze gevallen heeft het effect op de huidskleur echter niets te maken met de pigmentatie van de huid.

Interactieve link

Deze ABC-video volgt het verhaal van een broederlijke Afro-Amerikaanse tweeling, van wie er één albino is. Bekijk deze video om meer te weten te komen over de uitdagingen waarmee deze kinderen en hun gezin worden geconfronteerd. Welke etnische groepen zijn volgens u vrijgesteld van de mogelijkheid van albinisme?


Epithelia Lab

Epithelia zijn weefsels die zijn samengesteld uit nauw geaggregeerde cellen die de meeste lichaamsoppervlakken, holtes en buizen bedekken. Deze omvatten het buitenoppervlak van het lichaam (huid), kanalen die het lichaam doorkruisen (maagdarmkanaal), doodlopende kanalen met openingen aan het lichaamsoppervlak (ademhalingsstelsel, urinewegen en geslachtsorganen) en kanalen die uitmonden in deze kanalen ( exocriene klieren). De functies van epitheel zijn talrijk en een enkel epitheel kan verschillende functies hebben. De belangrijkste hiervan zijn fysieke bescherming en selectief transport (diffusie, absorptie, secretie).

Oppervlakte-epitheel vormt doorlopende vellen die één of meerdere cellagen kunnen hebben. Verschillende soorten celverbindingen mediëren fysieke kracht en celcommunicatie binnen het epitheel. Een basaalmembraan ligt onder het epitheel en scheidt het van het onderliggende weefsel omdat bloedvaten het basaalmembraan niet binnendringen, voedingsstoffen zoals zuurstof en metabolieten het epitheel bereiken door diffusie. Epithelia zijn gepolariseerd, met een apicaal oppervlak dat naar de externe omgeving is gericht en een basaal oppervlak dat naar het basale membraan is gericht.

Eenvoudig plaveiselepitheel

Eenvoudig plaveiselepitheel bestaat uit een enkele laag afgeplatte cellen. Dit type epitheel bekleedt het binnenoppervlak van alle bloedvaten (endotheel), vormt de wand van alveolaire zakjes in de long en bekleedt de lichaamsholten (mesothelium). De primaire functie van eenvoudig plaveiselepitheel is om de diffusie van gassen en kleine moleculen te vergemakkelijken.

Eenvoudig kubusvormig epitheel

Eenvoudig kubusvormig epitheel bestaat uit een enkele laag cellen die ongeveer even hoog als breed zijn. Dit type epitheellijnen verzamelt kanalen en buizen en is betrokken bij het absorberen of afscheiden van materiaal in de kanalen of buizen.

Eenvoudig zuilvormig epitheel

Eenvoudig kolomepitheel bestaat uit een enkele laag cellen die groter is dan breed. Dit type epitheel vormt de dunne darm waar het voedingsstoffen uit het lumen van de darm opneemt. Eenvoudige zuilvormige epithelia bevinden zich ook in de maag waar het zuur, spijsverteringsenzymen en slijm afscheidt.

Gestratificeerd plaveiselepitheel

Gestratificeerd plaveiselepitheel bestaat uit meerdere lagen cellen waarvan de buitenste laag plaveisel is. De andere lagen kunnen cellen bevatten die kubusvormig en/of zuilvormig zijn, maar de classificatie van het epitheel is alleen gebaseerd op de vorm van de buitenste laag cellen. Dit type epitheel biedt bescherming tegen mechanische belasting en uitdroging en wordt aangetroffen in de huid.

Pseudogestratificeerd

Pseudostratified epithelia bestaan ​​uit een enkele laag cellen, maar door de verschillende hoogtes van de cellen lijkt het alsof het meerdere lagen cellen heeft, vandaar de naam pseudostratified. Belangrijk is dat alle cellen aan het basaalmembraan zijn bevestigd. Dit type epitheel wordt aangetroffen in de luchtwegen en dient om slijm af te scheiden en materiaal door de luchtwegen te verplaatsen door het kloppen van trilhaartjes. Cilia zijn lange uitlopers van het celmembraan die een op microtubuli gebaseerde structuur bevatten die het axoneem wordt genoemd. Dyneïne-motoren in het axoneme genereren kracht die een golfachtige beweging in de trilhaartjes veroorzaakt.

Keldermembraan

Alle epithelia rusten op een basaalmembraan. Het basaalmembraan biedt structurele ondersteuning en integriteit aan epithelia door een gemeenschappelijk raamwerk van eiwitten te bieden waaraan epitheelcellen hechten. Het basaalmembraan scheidt het epitheel van het onderliggende of omringende weefsel. Belangrijk is dat, omdat epitheel geen bloedvaten heeft en afhankelijk is van haarvaten in omringende weefsels, alle voedingsstoffen, hormonen en andere eiwitten door het basaalmembraan moeten diffunderen voordat ze een epitheel kunnen bereiken. Epitheelcellen interageren met het basaalmembraan via receptoren in hun celmembraan, integrines genaamd.


Opperhuid

Don Bliss / Nationaal Kankerinstituut

De buitenste laag van de huid, bestaande uit epitheelweefsel, staat bekend als de epidermis. Het bevat plaveiselcellen, of keratinocyten, die een taai eiwit synthetiseren dat keratine wordt genoemd. Keratine is een belangrijk bestanddeel van huid, haar en nagels. Keratinocyten op het oppervlak van de epidermis zijn dood en worden voortdurend afgestoten en vervangen door cellen van onderaf.Deze laag bevat ook gespecialiseerde cellen, Langerhans-cellen genaamd, die aan het immuunsysteem signaleren wanneer er een infectie is. Dit helpt bij de ontwikkeling van antigeenimmuniteit.

De binnenste laag van de epidermis bevat keratinocyten die basale cellen worden genoemd. Deze cellen delen zich voortdurend om nieuwe cellen te produceren die naar de bovenliggende lagen worden geduwd. Basale cellen worden nieuwe keratinocyten, die de oudere vervangen die afsterven en worden afgestoten. Binnen de basale laag bevinden zich melanine-producerende cellen die bekend staan ​​als melanocyten. Melanine is een pigment dat de huid helpt beschermen tegen schadelijke ultraviolette zonnestraling door het een bruine tint te geven. Ook gevonden in de basale laag van de huid zijn aanraakreceptorcellen genaamd Merkel-cellen.

De epidermis bestaat uit vijf sublagen:

  • Hoornlaag: De bovenste laag dode, extreem platte cellen. Celkernen zijn niet zichtbaar.
  • Stratum lucidum: Een dunne, afgeplatte laag dode cellen. Niet zichtbaar bij dunne huid.
  • Stratum granulosum: Een laag rechthoekige cellen die steeds platter wordt naarmate ze naar het oppervlak van de epidermis gaan.
  • Stratum spinosum: Een laag polyedrische cellen die afvlakt naarmate ze dichter bij het stratum granulosum komen.
  • Stratum basale: De binnenste laag langwerpige kolomvormige cellen. Het bestaat uit basale cellen die nieuwe huidcellen produceren.

De epidermis omvat twee verschillende soorten huid: dikke huid en dunne huid. Een dikke huid is ongeveer 1,5 mm dik en komt alleen voor op de handpalmen en de voetzolen. De rest van het lichaam is bedekt met een dunne huid, waarvan de dunste de oogleden bedekt.


BIO 140 - Menselijke biologie I - Leerboek

/>
Tenzij anders vermeld, is dit werk gelicentieerd onder een Creative Commons Naamsvermelding-NietCommercieel 4.0 Internationaal-licentie.

Om deze pagina af te drukken:

Klik op het printerpictogram onderaan het scherm

Is uw afdruk niet compleet?

Zorg ervoor dat uw afdruk alle inhoud van de pagina bevat. Als dit niet het geval is, probeer dan deze handleiding in een andere browser te openen en van daaruit af te drukken (soms werkt Internet Explorer beter, soms Chrome, soms Firefox, enz.).

Hoofdstuk 31

Bruto anatomie van de nier

  • Beschrijf de externe structuur van de nier, inclusief de locatie, ondersteunende structuren en bedekking
  • Identificeer de belangrijkste interne afdelingen en structuren van de nier
  • Identificeer de belangrijkste bloedvaten die met de nier zijn verbonden en volg het pad van het bloed door de nier
  • Vergelijk en contrasteer de corticale en juxtamedullaire nefronen
  • Naamstructuren gevonden in de cortex en medulla
  • Beschrijf de fysiologische kenmerken van de cortex en medulla

De nieren liggen aan weerszijden van de wervelkolom in de retroperitoneale ruimte tussen het pariëtale peritoneum en de achterste buikwand, goed beschermd door spieren, vet en ribben. Ze zijn ongeveer zo groot als je vuist, en de mannelijke nier is meestal iets groter dan de vrouwelijke nier. De nieren zijn goed gevasculariseerd en ontvangen in rust ongeveer 25 procent van het hartminuutvolume.

Er zijn nooit voldoende nierdonaties geweest om elke persoon die er een nodig heeft een nier te geven. Bekijk de video waarnaar hieronder wordt gelinkt om meer te weten te komen over een geavanceerde techniek waarbij een nieuwe nier wordt "afgedrukt". Het succesvolle gebruik van deze technologie ligt nog enkele jaren in de toekomst, maar stel je een tijd voor waarin je een vervangend orgaan of weefsel kunt printen op aanvraag.

Externe anatomie

De linker nier bevindt zich ongeveer ter hoogte van de T12 tot L3-wervels, terwijl de rechter lager is door een lichte verplaatsing door de lever. De bovenste delen van de nieren worden enigszins beschermd door de elfde en twaalfde ribben (Figuur 1). Elke nier weegt ongeveer 125&ndash175 g bij mannen en 115&ndash155 g bij vrouwen. Ze zijn ongeveer 11 en 14 cm lang, 6 cm breed en 4 cm dik en worden direct bedekt door een vezelig kapsel dat bestaat uit dicht, onregelmatig bindweefsel dat helpt om hun vorm te behouden en ze te beschermen. Dit kapsel is bedekt met een schokabsorberende laag vetweefsel, het niervetkussentje genoemd, dat op zijn beurt wordt omgeven door een taaie nierfascia. De fascia en, in mindere mate, het bovenliggende buikvlies dienen om de nieren in retroperitoneale positie stevig aan de achterste buikwand te verankeren.

Figuur 1: De nieren worden enigszins beschermd door de ribben en zijn omgeven door vet ter bescherming (niet afgebeeld).

Op het superieure aspect van elke nier bevindt zich de bijnier. De bijnierschors beïnvloedt rechtstreeks de nierfunctie door de productie van het hormoon aldosteron om de natriumreabsorptie te stimuleren.

Interne anatomie

Een frontale doorsnede door de nier onthult een buitenste gebied dat de nierschors wordt genoemd en een binnengebied dat de medulla wordt genoemd (Figuur 2). De nierkolommen zijn bindweefselverlengingen die naar beneden uitstralen vanuit de cortex door de medulla om de meest karakteristieke kenmerken van de medulla, de nierpiramides en de nierpapillen te scheiden. De papillen zijn bundels van verzamelbuizen die urine, gemaakt door nefronen, naar de nierkelken transporteren voor uitscheiding. De nierkolommen dienen ook om de nier in 6&ndash8-kwabben te verdelen en bieden een ondersteunend raamwerk voor bloedvaten die de cortex binnenkomen en verlaten. De piramides en nierkolommen samen vormen de nierlobben.

Nierhilum

De nierhilus is de ingangs- en uitgangsplaats voor structuren die de nieren bedienen: bloedvaten, zenuwen, lymfevaten en urineleiders. De mediaal gerichte hila zijn weggestopt in de vegen convexe omtrek van de cortex. Uit de hilus komt het nierbekken, dat wordt gevormd uit de grote en kleine kelken in de nier. De gladde spier in het nierbekken leidt urine via peristaltiek naar de urineleider. De nierslagaders vormen rechtstreeks vanuit de dalende aorta, terwijl de nieraders het gereinigde bloed rechtstreeks terugvoeren naar de inferieure vena cava. De slagader, ader en nierbekken zijn gerangschikt in een anterieure-naar-posterieure volgorde.

Nefronen en vaten

De nierslagader splitst zich eerst in segmentale slagaders, gevolgd door verdere vertakkingen om interlobaire slagaders te vormen die door de nierkolommen gaan om de cortex te bereiken (Figuur 3). De interlobaire slagaders vertakken op hun beurt in boogvormige slagaders, corticale uitstralende slagaders en vervolgens in afferente arteriolen. De afferente arteriolen bedienen ongeveer 1,3 miljoen nefronen in elke nier.

Nefronen zijn de "functionele eenheden" van de nier, ze reinigen het bloed en brengen de bestanddelen van de bloedsomloop in evenwicht. De afferente arteriolen vormen een plukje hogedrukcapillairen met een diameter van ongeveer 200 micrometer, de glomerulus. De rest van de nefron bestaat uit een continue verfijnde tubulus waarvan het proximale uiteinde de glomerulus omringt in een intieme omhelzing en dit is het kapsel van Bowman. De glomerulus en het kapsel van Bowman vormen samen het nierlichaampje. Zoals eerder vermeld, filteren deze glomerulaire haarvaten het bloed op basis van deeltjesgrootte. Na het passeren van het nierlichaampje vormen de haarvaten een tweede arteriole, de efferente arteriole (Figuur 4). Deze zullen vervolgens een capillair netwerk vormen rond de meer distale delen van de nefrontubulus, de peritubulaire capillairen en vasa recta, voordat ze terugkeren naar het veneuze systeem. Naarmate het glomerulaire filtraat door het nefron vordert, winnen deze capillaire netwerken de meeste opgeloste stoffen en water terug en brengen ze terug in de circulatie. Aangezien een capillair bed (de glomerulus) uitmondt in een vat dat op zijn beurt een tweede capillair bed vormt, wordt voldaan aan de definitie van een portaalsysteem. Dit is het enige portaalsysteem waarin een arteriole wordt gevonden tussen het eerste en tweede capillaire bed. (Portaalsystemen verbinden ook de hypothalamus met de hypofysevoorkwab en de bloedvaten van de spijsverteringsorganen met de lever.)

Figuur 4: De twee capillaire bedden zijn duidelijk weergegeven in deze figuur. De efferente arteriole is het verbindingsvat tussen de glomerulus en de peritubulaire capillairen en de vasa recta.

Cortex

In een ontlede nier is het gemakkelijk om de cortex te identificeren, deze lijkt lichter van kleur in vergelijking met de rest van de nier. Alle nierlichaampjes evenals zowel de proximale gekronkelde tubuli (PCT's) als de distale gekronkelde tubuli zijn hier te vinden. Sommige nefronen hebben een korte lus van Henle die niet voorbij de cortex zakt. Deze nefronen worden corticale nefronen genoemd. Ongeveer 15 procent van de nefronen heeft lange lussen van Henle die zich diep in de medulla uitstrekken en worden juxtamedullaire nefronen genoemd.

Hoofdstukoverzicht

Zoals eerder opgemerkt, is de structuur van de nier verdeeld in twee hoofdgebieden: de perifere rand van de cortex en de centrale medulla. De twee nieren ontvangen ongeveer 25 procent van het hartminuutvolume. Ze worden in de retroperitoneale ruimte beschermd door het renale vetkussentje en de bovenliggende ribben en spieren. Urineleiders, bloedvaten, lymfevaten en zenuwen komen binnen en verlaten de nierhilus. De nierslagaders ontspringen direct uit de aorta en de nieraderen stromen direct in de inferieure vena cava. De nierfunctie is afgeleid van de werking van ongeveer 1,3 miljoen nefronen per nier, dit zijn de "functionele eenheden". Een capillair bed, de glomerulus, filtert het bloed en het filtraat wordt opgevangen door de capsule van Bowman. Een portaalsysteem wordt gevormd wanneer het bloed door een tweede capillair bed stroomt dat de proximale en distale gekronkelde tubuli en de lus van Henle omgeeft. Het meeste water en opgeloste stoffen worden teruggewonnen door dit tweede capillaire bed. Dit filtraat wordt verwerkt en uiteindelijk verzameld door verzamelleidingen die uitmonden in de kleine kelken, die samenvloeien om grote kelken te vormen. Het filtraat gaat dan verder naar het nierbekken en uiteindelijk de urineleiders.


Lymfe: vorming en functies | Lichaamsvloeistoffen | Mensen | Biologie

In dit artikel zullen we bespreken over:- 1. Inleiding tot lymfe 2. Eigenschappen van lymfe 3. Samenstelling 4. Functies 5. Stroomsnelheid 6. Vorming 7. Circulatie.

  1. Inleiding tot lymfe
  2. Eigenschappen van lymfe
  3. Samenstelling van lymfe
  4. Functies van lymfe
  5. Stroomsnelheid in lymfe
  6. Vorming van lymfe
  7. Circulatie van lymfe

1. Inleiding tot lymfe:

De lymfevaten aan de periferie zijn micro­scopische blinde (gesloten) eindvaten, bekend als lymfatische­ic capillairen. Deze kleine vaten bevinden zich in de intercellulaire ruimten en hun wanden worden gevormd door en­dotheelcellen ondersteund door het fibreuze bindweefsel (Fig. 5.3).

Deze haarvaten voegen zich herhaaldelijk samen om grotere lymfevaten te vormen, die door de lymfeklieren gaan, meer zijrivieren ontvangen en geleidelijk in omvang toenemen. Alle lymfe uit het lichaam wordt uiteindelijk verzameld in twee grote kanalen - het rechter lymfekanaal en het thoracale kanaal (of linker lymfekanaal), die respectievelijk openen bij de rechter en linker subclavia-aders.

Het rechter lymfekanaal, ongeveer 1,25 cm lang, draineert uit de rechter voorpoot en de rechterkant van de nek en borst (fig. 5.4). Het thoracale kanaal, dat ongeveer 38-45 cm lang en ongeveer 4-6 mm in diameter is, komt uit de cisterna (receptaculum) chyli en ontvangt ook het linker cervicale kanaal, dat lymfe verzamelt van de linker voorpoot, linkerkant van de nek en borst. De cister­na chyli, die zich aan de voorkant van het lichaam van de tweede lendenwervel bevindt, ontvangt alle lymfe afkomstig van twee achterpoten en het spijsverteringskanaal (Fig. 5.4A).

De lymfevaten zijn voorzien van kleppen die de lymfestroom in de richting van de borstkas helpen stromen. De primaire lymfevaten die in het centrum van de dunne darmvlokken achterblijven, staan ​​bekend als lacteals en tijdens de spijsvertering worden lacteals gevuld met melkwitte vloeistof, chyle. De chemische samenstelling van chyle, behalve het hoge vetgehalte, is vergelijkbaar met die van de lymfe in andere delen van het lichaam. In het centrale zenuwstelsel zijn er geen lymfevaten.

Hier neemt cerebrospinale vloeistof de plaats in van lymfe. Lymfatische capillairen worden niet ook gevonden in het kraakbeen, de milt, de epidermis, het inwendig oor en de oogbol. De functie van lymfevaten is het transporteren van weefselvocht van weefsels naar aderen en de terugkeer van water en eiwit van het interstitiële vocht naar het bloed waaruit ze afkomstig zijn. En de functie van lacteals is om te helpen bij de opname van verteerde voedselmaterialen, over het algemeen vetten uit de darm.

2. Eigenschappen van lymfe:

Lymfe moet worden beschouwd als gemodificeerd weefselvocht. Lymfe is de heldere waterachtige vloeistof die wordt aangetroffen in lymfevaten en wordt gevormd door de passage van stoffen uit bloedcapillairen naar weefselruimten. Dit proces staat bekend als transudatie en omvat de processen van diffusie en filtratie. Een zuiver lymfemonster kan worden verkregen door een canule in het thoracale kanaal van een dier in te brengen.

Lymfe, zoals verzameld uit de thoraxgang tijdens vasten, is transparant, geelachtig van kleur, licht alkalisch in reactie en stolt langzaam. De colloïdale osmotische druk is lager dan die van plasma, maar wordt verondersteld hoger te zijn dan die van de weefselvloeistof. De hydrostatische druk is erg laag. Na een vet voedsel lijkt de lymfe van het thoracale kanaal melkachtig door de aanwezigheid van minuscule druppeltjes geëmulgeerd vet dat uit het spijsverteringskanaal wordt geabsorbeerd.

3. Samenstelling van lymfe:

Microscopisch onderzoek van lymfe laat zien dat het een groot aantal leukocyten (meestal lymfocyten) bevat, variërend van 500 tot 75.000 per cu. mm. Geen bloedplaatjes aanwezig.

De samenstelling van het niet-cellulaire deel van lymfe (vasten) is als volgt:

Het totale eiwitgehalte is ongeveer de helft van dat van plasma en varieert van 2,0-4,5%. Het varieert afhankelijk van het deel van het lichaam waaruit het wordt verzameld en ook volgens de mate van activiteit van de regio. Lymfe uit de lever bevat drie keer (6%) zoveel eiwitten als die uit de ledematen (2%).

Lymfe uit de darm bevat eiwit dat tussen deze twee ligt (4%). Er worden drie soorten eiwitten gevonden: albumine, globuline en fibrinogeen. Daarnaast worden er ook sporen van protrombine gevonden. Het fibrinogeengehalte is zeer laag. Waarschijnlijk komt het hierdoor dat lymfe heel langzaam stolt. Albumine is verhoudingsgewijs veel meer dan globuline, in vergelijking met plasma.

De albumine/globuline-verhouding, die in plasma ongeveer 1,5:1,0 is, is veel hoger in de lymfe. Het eiwitgehalte van lymfe is hoger dan dat van weefselvocht. Maar aangezien lymfe is afgeleid van weefselvloeistof, is dit verschil niet gemakkelijk te begrijpen. Er is gesuggereerd dat water op deze manier mogelijk uit de lymfe wordt verwijderd terwijl het langs de lymfevaten stroomt, de eiwitten worden geconcentreerd. De hogere hoeveelheid albumine wordt verondersteld het gevolg te zijn van het lagere molecuulgewicht en de kleinere omvang en bijgevolg de hogere diffusiesnelheid.

In nuchtere toestand is het vetgehalte laag, maar na een vetrijk dieet kan het 5,0-15% zijn.

Suiker, 132,2 mgm per 100 ml (Dog's8217s plasma bevat gemiddeld 123,0 mgm per 100 ml).

NS. Andere bestanddelen:

(Uitgedrukt in mgm per 100 ml) ureum, 23,5 mgm (plasma, 21,7 mgm) niet-eiwit nitro- en verlegen stof, 34,8 mgm (plasma 32,6 mgm) creatinine, 1,4 mgm (plasma 1,37 mgm) chloriden, 711 mgm (plasma 678 mgm) Totaal fosfor, 11,8 mgm (plasma 22 mgm) anorganische fosfor 5,9 mgm (plasma5,6 mgm) calcium 9,84 mgm (plasma 11,7 mgm). Enzymen en antilichamen zijn ook aanwezig.

Uit het bovenstaande kan het verschil tussen plasma en lymfe worden opgemerkt. Eiwit, calcium en totaal phos­phorus zijn lager dan in plasma. Chloriden en glucose zijn duidelijk hoger. Andere bestanddelen zijn tot op zekere hoogte ook hoger dan in plasma.

4. Functies van lymfe:

Het levert voeding en zuurstof aan die delen waar het bloed niet kan komen.

Het voert overtollig weefselvocht en de metabolieten af ​​en probeert op deze manier het volume en de samenstelling van het weefselvocht constant te houden.

iii. Overdracht van eiwitten:

Lymfe brengt eiwitten terug naar het bloed vanuit de weefselruimten.

NS. Absorptie van vetten:

Vetten uit de darm worden ook via de lymfevaten opgenomen.

De lymfocyten en monocyten van de lymfe fungeren als verdedigingscellen van het lichaam. De lymfevaten verwijderen ook bacteriën uit weefsels.

5. Stroomsnelheid in lymfe:

De stroomsnelheid van lymfe langs het menselijke thoracale kanaal is van 1,0 - 1,5 ml per minuut. Bij honden is het veel hoger. Lymfatogogue is de stof die de snelheid van de lymfestroom verhoogt.

De regulering van de lymfestroom hangt af van:

(c) Intrathoracale druk, en

6. Vorming van lymfe:

Aangezien lymfe wordt gevormd uit weefselvloeistof, zal alles wat de hoeveelheid weefselvloeistof verhoogt, de snelheid van lymfevorming verhogen. De vorming van lymfe is afhankelijk van fysieke factoren. Er is geen essentieel secretieproces bij betrokken.

De volgende factoren zijn verantwoordelijk voor de vorming van lymfe:

Als de capillaire druk wordt verhoogd, neemt de snelheid van lymfevorming toe. Dit wordt gezien bij veneuze obstructie. [Maar na enige tijd vertraagt ​​de snelheid als gevolg van een verhoogde ophoping van vocht in de weefselruimten en de daaruit voortvloeiende stijging van de hydrostatische druk van de weefselvloeistof.]

2. Permeabiliteit van de capillaire wand:

Onder alle omstandigheden, waarbij de doorlaatbaarheid van de capillaire wand wordt vergroot, zal er meer weefselvocht worden gevormd en dus meer lymfe.

De volgende factoren verhogen de capillaire permeabiliteit:

l. Stijging in temperatuur:

Verhoogde temperatuur van een bepaalde plaats verhoogt de capillaire permeabiliteit.

ii. Stoffen die direct op de capillaire wand werken:

Pepton, vreemde eiwitten, histamine en extracten van stro en shyberries, rivierkreeften, mosselen, bloedzuigers, enz. oefenen een schadelijk effect uit op de haarvaten en verhogen daardoor hun doorlaatbaarheid.

iii. Verminderde zuurstoftoevoer:

Onder omstandigheden van zuurstofgebrek neemt de lymfestroom toe als gevolg van een hogere permeabiliteit en verlegenheid van de bloedvaten. Het werkt waarschijnlijk door het capillaire endotheel te beschadigen. Anoxie, bloedarmoede, stase van bloed als gevolg van vasculaire congestie, produceert dergelijke resultaten.

3. Stoffen die de osmotische druk veranderen:

Alles wat de colloïdale osmotische druk van het bloed verlaagt, verhoogt de vorming van weefselvocht en lymfe. Normale of hypotone zoutoplossing, indien intraveneus toegediend, zal de plasmacolloïden verdunnen en de osmotische druk verlagen. Bovendien zal de bloeddruk stijgen. Beide factoren zullen de vorming van weefselvocht en lymfe bevorderen. Hypertone oplossingen zullen hetzelfde effect op een betere manier uitoefenen.

Hypertone oplossingen, die in het bloed worden geïntroduceerd, zullen in eerste instantie meer vocht uit de weefselruimten aanzuigen en het bloedvolume verder vergroten. De bloeddruk zal sterk worden verhoogd en plasma-colloïden zullen verder worden verdund. Op deze manier zullen hypertone oplossingen de vorming van lymfe veel meer verhogen dan de normale of hypotone oplossingen. Oplossingen van NaCl, glucose, Na2DUS4e.d. kunnen hiervoor worden gebruikt.

4. Verhoogde metabolische activiteit van een orgaan:

Verhoogde activiteit van een bepaald gebied verhoogt de lymfestroom in de plaats.

l. Vorming van meer metabolieten die de osmotische druk van de weefselvloeistof verhogen.

ii. Lokale vasodilatatie en verhoogde capillaire druk en permeabiliteit.

NS. Verhoogde temperatuur van de plaats.

De laatste twee werken ook door de capillaire permeabiliteit te vergroten.

5. Massage en passieve bewegingen:

Deze verhogen de lymfatische stroom tot op zekere hoogte, net als actieve spiercontractie.

7. Circulatie van lymfe:

In de kikkers wordt de bloedsomloop in stand gehouden door ritmisch samentrekkende lymfeharten. Maar bij hogere dieren bestaat zo'n pomp niet en wordt de stroom alleen in stand gehouden door een aantal fysieke factoren.

In de weefsels is de druk van de lymfe (8 tot 10 mm Hg) hoger dan die in het thoracale kanaal (0 tot 4 mm Hg).

ii. Aanwezigheid van kleppen:

Aanwezigheid van kleppen in de lymfekanalen helpt om de stroom in één richting te houden.

Spier (skelet) contractie, actief of passief, comprimeert de lymfevaten en voert de lymfe verder omdat de kleppen in de lymfevaten terugstromen voorkomen. Contractie van de villi helpt om de chyle van de centrale lacteals naar de basale lymfevaten te pompen. Deze lymfe wordt met behulp van de darmbewegingen naar de cisterna chyli gevoerd.

NS. Ademhalingsbewegingen:

Tijdens de inademing, als gevolg van de daling van het diafragma, de intrathoracale druk daalt, waardoor de lymfe in de thorax wordt gezogen? Bovendien stijgt de intra-abdominale druk. Hierdoor wordt de cisterna chyli samengedrukt, zodat de lymfestroom door het thoracale kanaal wordt vergroot. Deze drukveranderingen tijdens inspiratie zijn zeer belangrijke factoren bij het in stand houden van de lymfatische circulatie.


Bekijk de video: BERAPAKAH JUMLAH TULANG PADA MANUSIA (December 2021).