Atlas van de mens

Alles over het lichaam en haar belangrijkste functies

een uitgave van

Xsebra BV

Samengesteld voor de Bibliotheken onder de naam MediBieb om te voorzien in compacte, betrouwbare medische informatie voor bibliotheekleden.

Auteurs / copyright

© 2015 Xsebra / Medica press, Zurich - Zwitserland

www.medica-press.com

info@medica-press.com

ISBN 9789492210364

NUR 863

Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, door middel van druk, fotokopieën, geautomatiseerde gegevensbestanden of op welke andere wijze ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.

Disclaimer

Deze publicatie is door de uitgever met de grootste zorg en zo actueel mogelijk samengesteld en heeft een informatief karakter. De uitgever zal derhalve geen enkele aansprakelijkheid aanvaarden indien gebruik of interpretatie van informatie uit deze publicatie daartoe aanleiding mocht geven. Bij gezondheidsklachten adviseren wij niet zelf te gaan dokteren, maar een professionele arts te raadplegen. Ook bij een goede gezondheid is een regelmatige controle aan te bevelen. Lees altijd goed de bijsluiter van uw voorgeschreven medicijn.

Inhoud

1. Menswording

2. Bouwstenen

3. Huid en haren

4. Geraamte

5. Spieren en motoriek

6. Gewrichten

7. Gebit

8. Circulatiesysteem

9. Ademhaling

10. Spijsvertering

11. Nieren en urinewegen

12. Voortplanting

13. Klieren en hormonen

14. Zintuigorganen

15. Zenuwstelsel

1. Menswording

1.1 Inleiding

De mens is, biologisch gezien, het hoogst ontwikkelde wezen in de natuur. De mens bevindt zich enerzijds ten opzichte van andere levende wezens in het nadeel - hij is onbehaard, niet van nature gewapend, lange tijd na de geboorte hulpbehoevend - maar heeft zich anderzijds toch weer door lichaamsbouw en ontwikkeling van de hersenen een bijzondere plaats verworven onder de andere levende wezens.

Weliswaar is de mens op dezelfde wijze als de andere dieren tot ontwikkeling gekomen, maar het product van deze ontwikkeling of evolutie, de mens, is binnen ons begrip van leven op aarde uniek. Hij is immers pas mens met het scheppen en onderhouden van cultuur, die niet automatisch bij de voortplanting wordt doorgegeven, maar geleerd moet worden. Alle andere, zowel geestelijke als lichamelijke kenmerken van de mens zijn producten van de evolutie. In zekere mate komen zij voor bij de aan de mens verwante dieren. Sommige van deze kenmerken zijn bij de mens in zeer sterke mate ontwikkeld. Het voornaamste en zelfs volstrekt onmisbare kenmerk van de mens is het bezit van uitzonderlijk sterk ontwikkelde hersenen.

De menswording is begonnen met het rechtop staan en lopen. Men heeft de ontwikkeling hiervan wel in verband gebracht met:

-  het verdwijnen van bomen door klimaatveranderingen;

-  het zwakke reukvermogen en het uitstekende gezichtsvermogen;

-  de jacht, die het vrije gebruik van de handen vergde voor het hanteren van wapens.

1.2 Rechtop staan en lopen

De gevolgen van het rechtop staan en lopen zijn talrijk:

•  aan de schedel schuift het achterhoofdsgat naar voren;

•  de wervelkolom (ruggengraat) verkrijgt een aantal krommingen;

•  het bekken schuift langs de wervelkolom naar voren, wordt breder en lager;

•  de borstkas wordt in voor-achterwaartse richting afgeplat;

•  de armen en benen worden aan hun nieuwe functie aangepast.

Als nadelen van de niet voltooide aanpassing moeten onder andere worden genoemd:

-  flauwvallen bij langdurig stilstaan;

-  spataderen en aambeien;

-  verzakking van inwendige organen.

Belangrijk in zijn gevolgen is ook de achteruitgang van kaken en gebit. Deze leidt tot het ontbreken van een vooruitstekende snuit en tot vorming van de kin. Men heeft de vorming van de kin ook wel in verband gebracht met de eisen die de kauwspieren of de gelaatsspieren aan de onderkaak stellen.

De achteruitgang van het gebit blijkt duidelijk uit de evolutie van de derde ware kies, de verstandskies. Bij de Neanderthaler (voorhistorische mensvorm) zijn alle vier verstandskiezen nog aanwezig.

1.3 Socialisatie

Bij de ontwikkeling van de mens heeft het leren samen te leven in groepen als een gemeenschappelijk bestaansbelang (socialisatie) een belangrijke rol gespeeld.

Zeer in het algemeen kan men de dieren schematisch verdelen in plantenetende, in groepen levende dieren, en in afzondering, dat wil zeggen hooguit in familieverband levende, vleesetende roofdieren.

De individuen van de eerste groep leven op een groot terrein, zijn onzindelijk, zonder woning, en volgzaam ten opzichte van hun leider. De individuen van de tweede groep daarentegen leven op een beperkt terrein, met wegen en plaatsen die voor bepaalde doeleinden zijn gereserveerd. Zij zijn zindelijk en hebben vaak een woning. Hun sociale binding betreft meestal alleen voor korte tijd de moeder.

In de mens leven beide neigingen, hij kent heimwee en zwerfzucht, hij kan zindelijk gemaakt worden, zij het met enige moeite. In de ontwikkeling van de mensheid ligt de nadruk op het gevoelsleven. De langzame groei naar volwassenheid in de gezinssituatie bevordert de ontwikkeling daarvan, evenals de communicatie door spraak, gebaar en schrift.

Ontwikkeling vraagt tijd; het is een onafgebroken proces. Beginnend bij de bevruchting van de eicel gaat zij stap voor stap voort, in regelmatige opeenvolging van fasen. Elke stap vertegenwoordigt een stadium of niveau van rijpheid in het ontwikkelingsproces.

1.4 Communicatie

De mens wordt tegenover alle andere sociaal levende diersoorten gekenmerkt doordat hij het aangeboren vermogen bezit een woordtaal te leren spreken en verstaan.

Evenals de andere dieren kan hij met zijn soortgenoten communiceren door gebaren en bewegingen (motoriek), gelaatsuitdrukking (mimiek) en het uitstoten van klanken (vocalisatie).

Maar behalve deze vormen van niet-verbale communicatie kan de mens, althans vanaf het eerste tot tweede levensjaar en afhankelijk van de opvoeding die hij krijgt, met zijn medemensen ook communiceren door het spreken, verstaan, lezen en schrijven van woorden. Hierdoor hebben de menselijke communicaties die bij alle andere dieren tot een betrekkelijk klein aantal signalen beperkt zijn, enorme uitbreidingsmogelijkheden gekregen.

In de loop van de menselijke geschiedenis zijn daardoor in de verschillende groeperingen van de wereldsamenleving rijke variëteiten aan tussenmenselijke verhoudingen, instellingen en gedragingen ontstaan, die wij culturen noemen.

De menselijke samenleving onderscheidt zich dus van sociaal levende diergroepen door een via de verbale communicatie mogelijk geworden tussenmenselijke cultuur.

Alles wat we onder de zogenoemde hogere of geestelijke menselijke activiteiten en waarden verstaan - wetenschap, kunst, wijsbegeerte, religie - zijn in de loop van de ontwikkeling van de menselijke samenleving ontstane verbale verworvenheden.

1.5 Drift en drijfveren

Tot de driftbelevingen van het levend-zijn behoort eerst de bewegingsdrang. Want leven is steeds beweging en wel spontane beweging, terwijl de dood bewegingsloosheid en verstarring is. Hieruit is te begrijpen dat ieder levend wezen, ook die oerfunctie van het leven, de spontane beweging wil uitvoeren. Dit nu geschiedt in de bewegingsdrang waarbij het om de bewegingen zelf als pure levensfunctie gaat.

In zijn zuiverste vorm vinden we deze drang bij het kind. Zolang het nog niet kan lopen, wordt de bewegingsdrang bevredigd door het spel van vingertjes en handjes, door het trappelen van de benen en door het schateren waarbij het om het functioneren van de spraakorganen gaat. Wanneer het kind in zijn verdere ontwikkeling heeft leren lopen, dan uit zich zijn bewegingsdrang in het rennen en springen.

Wanneer een gezond kind van vier jaar van een flat op straat, of liever nog, buiten in het bos komt, rent het in overmaat aan bewegingsbehoefte heen en weer als een hond die aan de riem heeft gelegen. Dit zijn allemaal uitingen van bewegingsdrang, die op zijn beurt deel uitmaakt van de levensdrang, die in de bewegingen naar bevrediging streeft.

In welke mate het kleine kind door deze drang tot genieten wordt beheerst, verraadt de uitdrukking van behagen wanneer het in zijn warme bedje is gelegd, wanneer het de fles heeft gekregen en verzadigd is, of zijn uiting van genoegen bij het geluid van een muziekdoos, bij het zien van opvallende kleuren of lichteffecten of bij het aanraken van de huid met de warme hand van de vader of moeder.

Dat bij het zeer jonge kind een impuls in de richting van dergelijk genot reeds aanwezig is, bewijst ook het feit dat het tegen onaangename lichaamsomstandigheden met huilen protesteert, wanneer het bijvoorbeeld nat is of door onaangenaam licht of geluid wordt gestoord.

Natuurlijk wordt deze belevingswereld in de loop van de ontwikkeling gedifferentieerd. In de eerste levensweken zijn het voornamelijk de lichaamsgesteldheden waaraan de mens genot beleeft. Met het voortschrijden van de ontwikkeling worden de nagestreefde genoegens meer verfijnd.

Naast het behagen van de tong bij het eten en drinken worden de genietingen van de hogere geestelijke functies herkend, zoals bijvoorbeeld voor de volwassenen de grap, de fijne geestigheid en intellectueel genot is waarvan de waarde ligt in het functioneren van het denken.

1.6 Psychische ontwikkeling

In het vroegste stadium van de psychische ontwikkeling bij het pasgeboren kind, wordt de omgeving waargenomen als een hoeveelheid zintuiglijke kwaliteiten, waarin zich enkele zinvolle complexen, als harde geluiden, fel licht of de tepels van de moederborst aftekenen.

Maar de inhoud van deze waarneming is nog weinig omlijnd; er moeten nog heel wat ontwikkelingsstadia doorlopen worden, eer de waarneming zodanig is als deze door de volwassene wordt beleefd, namelijk als een ordening van dingen, die in een zekere mate constant zijn en het oriëntatieveld van het bestaan vormen.

Maar ook het gevoelsleven, de weerspiegeling van de waarnemingen in gevoelstoestanden, toont een dergelijke ontwikkelingsgang. Aanvankelijk spiegelt zich bij de zuigeling de waarneming van voedsel en van andere indrukken uit zijn omgeving af in het beleven van voornamelijk lichamelijke gevoelstoestanden.

Pas later wordt het stadium bereikt waarin de waarneming van de omgeving is gekoppeld aan subjectieve toestanden: het waargenomen heeft de gevoelswaarde van het vriendelijke of vijandige, van het lokkende of dreigende, van het aangename of onaangename, van het verheugende of bedroevende.

Nog later ontwikkelen zich wat men de hogere gevoelens noemt:

-  liefde voor de medemens;

-  achting;

-  afgunst;

-  jaloezie;

-  haat, enzovoort.

De wereld van het ’gezonde verstand’ wordt gevormd door een groot aantal functies: waarnemen, denken, begripsvorming, taal, intelligentie en abstractie. Zij stellen de mens in staat de dingen te begrijpen en ermee om te gaan.

Deze functies staan niet los van elkaar, ze ontwikkelen zich gelijktijdig, beïnvloeden elkaar en zijn van elkaar afhankelijk en soms nauwelijks van elkaar te onderscheiden. Dat motivatie het denken, waarnemen en oplossen van problemen beïnvloedt, is waarschijnlijk voor een ieder wel duidelijk. Maar ook de persoonlijkheidsstructuur en emoties beïnvloeden deze functies. Angst bijvoorbeeld heeft een remmend effect op het vermogen tot het oplossen van problemen.

1.7 Zuigelingenwereld

In de eerste maanden van de zuigelingentijd is de wereld nog erg diffuus. Wat het kind ziet, passeert als het ware de revue zonder enige betekenis. Al gauw worden er verbindingen gelegd tussen gebeurtenissen, maar dit heeft het karakter van een persoonlijke relatie.

Dit persoonlijke is niet op te vatten als ’ik’, daar de zuigeling nog niet kan onderscheiden tussen ’ik’ en de rest van de wereld. Heeft hij honger dan is er alleen maar honger, de wereld is als het ware honger.

Men noemt dit ’egocentrisme’, waarmee bedoeld wordt een ’gevangen zijn in de ervaring’; een wereld buiten de ervaring van het moment bestaat nog niet.

De eerste weken van het leven is de informatieve waarde van de waarnemingen van het kind dan ook nog zeer gering. Vermoedelijk ziet de baby datgene wat de volwassene ziet wanneer hij afwezig in de verte staart.

Na een aantal weken gaat de zuigeling verder differentiëren. Naast neutraliteit kent hij nu plezier. Langzaam onderscheidt hij iets warms dat hem in de armen houdt: de moeder.

Naast plezier en lustervaring in het bereik van de mond, geniet hij nu ook van huidcontact en schommelbewegingen. Het kind neemt nu een aantal objecten bewuster waar, in die zin dat het van de objecten die een emotionele betekenis voor hem hebben, die betekenis kan herkennen: flesje (warmte, verzadiging), moeder (troost, warmte, eten).

De zuigeling neemt de betekenis eerder waar dan het voorwerp zelf. Bij volwassenen blijft dit, in mindere mate, zo. Men moet zich maar eens indenken hoe moeilijk het is een apparaat te beschrijven waarvan men de functie niet kent. Verder wordt de wijze waarop de mens een object of een situatie waarneemt, bepaald door zijn emoties.

Uit het ongedifferentieerde, vage waarnemingsveld treden die aspecten naar voren die voor het kind betekenis hebben. Ook ruimte krijgt zo betekenis. Zolang een ruimte voor het kind geen betekenis heeft omdat die ruimte nog niet oproept tot activiteiten, zolang bestaat die ruimte voor hem niet.

De waarneming van de omgeving groeit dus uit behoeften en emoties enerzijds en motorisch gedrag anderzijds. Wat een kind met objecten doet hangt niet alleen af van wat het ermee kan doen, maar van wat het ermee wil bereiken (rijpheid) en van de momentane ’motivatie’ (is het nieuw, bekend?). Heeft het voorwerp een bepaald uitnodigend karakter dan wil het kind ermee spelen. Zijn er te veel objecten die het kind tot actie uitnodigen, dan raakt het verward.

Het kind is als het ware uitgeleverd aan de uitnodigingen en kan zich niet van een aantal voorwerpen afwenden om zich tot één voorwerp te beperken.

1.8 Visuele waarneming

Voor volwassenen is het gezichtsvermogen het belangrijkste zintuig; hieraan gaat echter een lang ontwikkelingsproces vooraf. De eerste zes levensmaanden is de mond het belangrijkste waarnemingszintuig. Na een half jaar is dit vooral de tastzin.

Zodra het kind kan lopen doet het ervaring op met zijn gehele motoriek. Het kind ziet iets en wil het betasten. Het is een enorme stap in de ontwikkeling als het kind in het stadium is gekomen een voorwerp te zien zonder het te moeten betasten.

De waarneming van verschillen in vorm is reeds vroeg aanwezig. De zuigeling van enkele weken oud kan verschillen in vorm van voorwerpen waarnemen. Met anderhalf jaar heeft het kind een meer uitgesproken belangstelling voor kleuren dan voor vormen. Na die leeftijd is de vorm weer belangrijk.

Het onderscheid tussen getallen en letters wordt geleidelijk aan geleerd en is op vijfjarige leeftijd behoorlijk ontwikkeld.

Onderzoekingen hebben aangetoond dat het onderscheidingsvermogen van op elkaar gelijkende letters zoals p en q, d en b tussen de leeftijdsperiode van vier tot acht jaar voortdurend toeneemt.

Toont men een vierjarige een plaatje met strepen en in een hoek een cirkel, dan zal hij deze cirkel niet noemen, maar een zevenjarige wel. Het herkennen van geometrische figuren als onderdeel van ingewikkelder patronen lukt een zesjarige nauwelijks. De acht- tot tienjarigen brengen het er veel beter af maar ondervinden toch nog moeilijkheden. Bij de mens vindt men al in het tweede jaar intelligent gedrag, terwijl in het eerste levensjaar het gedrag nog beperkt is tot instinct- en ervaringshandelingen.

In het begin van het tweede levensjaar doet het kind de eerste kleine ontdekkingen, die nog wel heel primitief zijn, maar voor zijn ontwikkeling toch van groot belang, aangezien het om een nieuw type van doelmatig, aangepast gedrag gaat dat boven de prestatie van de instinct- en ervaringshandelingen uitgaat.

1.9 Groei en ontwikkeling

Het unieke proces van de menselijke groei, ontwikkeling en rijping voltrekt zich in twee fasen. Het is bijna onvoorstelbaar dat een nietige, bevruchte eicel die met het blote oog niet zichtbaar is, zich in een periode van negen maanden tot een levensvatbaar individu ontwikkelt dat uit tientallen miljarden cellen bestaat.

De belangrijkste organen zoals het hart, de nieren en de klieren draaien reeds op volle toeren, hoewel het organisme zelf nog van anderen afhankelijk is om in leven te blijven.

De periode na de geboorte, die voor de mens gemiddeld zo’n 75 jaar duurt, is bijna even uniek te noemen; er is sprake van een langzaam rijpings- en ontwikkelingsproces waarin de jonge mens uitgroeit tot een zelfstandig individu dat in staat is tot veel - voor het merendeel nog onbegrepen - functies zoals denken, willen, handelen, maar dat zich ook creatief kan uiten in kunst en cultuur.

De mens ontwikkelt zich van hopeloze zuigeling via de fase van een kind tot volwassene. In biologische zin strekt zich de tijd waarin de mens nog kind is, uit van de dag van de geboorte tot ongeveer het vijfentwintigste levensjaar.

Voor groei en rijping is tijd nodig. Ongeveer 25 jaar verlopen eer een jong mens de staat van volwassenheid heeft bereikt.

In de loop van de eeuwen is de jeugdperiode van de mens geleidelijk langer geworden.

De mens onderscheidt zich van andere schepselen doordat hij de langste kindertijd heeft. Sommige schepselen hebben in feite in het geheel geen jeugd. Bepaalde vogels zijn zo ver volgroeid dat zij al kunnen vliegen wanneer zij uit het ei komen. Een cavia kan drie dagen na de geboorte voor zichzelf zorgen, de witte rat heeft hier evenveel weken voor nodig. De chimpansee wordt volwassen op circa negenjarig leeftijd. Hoe ruimer en verder ontwikkeld het volwassen organisme is, des te langer de jeugdperiode. Voor groei en rijping is tijd nodig. Die tijd is de jeugd.

2. Bouwstenen

2.1 De cel

De cel is de kleinste eenheid die alle elementaire levenseigenschappen bezit, zoals stofwisseling, vermenigvuldiging, differentiatie en prikkelbaarheid. Naar schatting heeft de mens zo’n 65.000.000.000.000 cellen waarvan alleen al 95.000.000.000 in onze hersenen. Het aantal cellen in ons lichaam is ongeveer zo groot als het aantal hemellichamen in het heelal.

Stofwisseling is het omzetten van bepaalde stoffen uit de omgeving in bouwstoffen voor het lichaam. Deze bouwstoffen worden weer afgebroken teneinde energie te leveren voor de cel. Vermenigvuldiging: de meeste meercellige organismen ontstaan uit één cel, welke zich zeer vele malen deelt voordat een organisme ontstaat. Hierin treedt altijd groei op. Onder differentiatie wordt verstaan het vermogen om uit de ene vorm de andere te laten ontstaan, terwijl regeneratie het herstelproces aanduidt. Prikkelbaarheid ten slotte is het vermogen om op prikkels te reageren. Deze levensverrichtingen van de cel spelen zich af op microscopisch niveau.

2.2 Cellulaire structuren

Alhoewel cellen de meest uiteenlopende vormen kunnen hebben, afhankelijk van de richtingen waarin ze zich gespecialiseerd hebben, ligt toch aan elke cel een algemeen schema ten grondslag. Men kan de volgende componenten onderkennen:

–  de celwand;

–  het cytoplasma: de inhoud van de cel;

–  een kern (nucleus), min of meer bolvormig, met een kleiner kernlichaampje (nucleolus) erin;

–  organellen: gevormde structuren in het cytoplasma, waaraan bepaalde functies toegeschreven worden.

De celwand bestaat uit een zeer dunne laag van regelmatig gerangschikte vet- en eiwitmoleculen; sommige stoffen passeren deze wand gemakkelijk, andere niet of nauwelijks.

2.3 Organellen

Van de vele organellen in het cytoplasma zijn vooral het endoplasmatisch reticulum, de mitochondriën, het Golgi-apparaat en de lysosomen belangrijk. Het endoplasmatisch reticulum bestaat uit een doolhof van concentrische holten, waarin de productie van de eiwitten plaatsvindt. De mitochondriën, langgerekte structuurtjes, bestaan uit een ingewikkeld stelsel van dubbelmembranen. De voornaamste taak is het leveren van energie voor de cel huishouding. Het Golgi-apparaat dient onder andere als voorraadschuur van materiaal voor de celmembranen. De ronde lysosomen bevatten enzymen, die cellulaire bestanddelen kunnen afbreken.

2.4 Chromosomen

Chromosomen zijn kernlissen; draadvormige lichaampjes die in de celkern voorkomen. Zij zijn opgebouwd uit genen, die bestaan uit stukken desoxyribonucleïnezuur (DNA). Het totaal aan genen wordt genoom genoemd.

Ook het cytoplasma bevat een nauw verwant nucleïnezuur (ribonucleïnezuur, RNA): RNA en DNA besturen met elkaar de functies van de cel en zijn tevens verantwoordelijk voor de productie van eiwitten in de cel.

Chromosomen, die in iedere cel van het menselijk lichaam aanwezig zijn, zijn de dragers van alle erfelijke eigenschappen. Bij normale gezonde mensen zijn de rangschikking en de structuur van de chromosomen tamelijk nauwkeurig.

Iedere lichaamscel, behalve de cellen die worden aangetroffen in de eitjes van de vrouw of het sperma van de man, bevatten 22 bij elkaar passende paren van zogenoemde ’autosomale’ chromosomen (zoals de leden van een chromosomenpaar worden genoemd); elk chromosomenpaar verschilt qua uiterlijk van elk ander paar. Een volledig chromosomencomplex van 46 chromosomen bevat twee zogeheten geslachtschromosomen: bij vrouwen twee X-chromosomen, en bij mannen een X- en een Y-chromosoom.

Aangezien ieder individueel chromosoom is opgebouwd uit duizenden microscopisch kleine genen, gerangschikt volgens een vaste, nauw luisterende volgorde, is het nauwelijks verrassend dat deze genenketen soms onderbroken is of dat er weleens chromosomen ontbreken, dubbel aanwezig zijn, of zich niet op hun plaats bevinden. Een belangrijke onderbreking in de keten, of een extra of ontbrekend chromosoom, wijzigt de manier waarop de cel functioneert, zodat de cel oftewel in een bepaald ontwikkelingsstadium blijft steken, of een kind met een duidelijke aangeboren afwijking ter wereld komt.

2.5 DNA

Genen – stukken DNA – bepalen niet alleen de uiterlijke vorm van een organisme, maar ook het proces van in elkaar zetten.

DNA is een enorm molecuul bestaande uit twee lange ketens van zogeheten nucleotiden die spiraalsgewijs om elkaar zijn gedraaid.

Onderdeel van elk nucleotide is een van de vier stikstofhoudende basen met de codenamen A (Adenine), G (Guanine), C (Cytosine), en T (Thymine), die in twee ketens paren vormen. De volgorde van deze basenparen bepaalt de erfelijke eigenschappen.

Hoe uniek die volgorde is, blijkt uit het feit dat een stukje van vijftien basenparen al een miljard verschillende combinaties mogelijk maakt. Het menselijk DNA bestaat uit 3,5 miljard basenparen.

Het was na de ontdekking van het DNA voor wetenschappers niet meer dan logisch dat er naast genen voor oogkleur of bloedgroep, ook speciale regulatiegenen moesten zijn die de embryonale ontwikkeling coördineren. Er zijn honderden van dergelijke regulatiegenen ontdekt.

Levende cellen kunnen soms wel vijf miljoen eiwitten per minuut aanmaken. De een moet naar de celkern, de ander naar een mitochondrion.

Weer een ander eiwit, bijvoorbeeld een spijsverteringsenzym, moet de cel verlaten om elders zijn werk te verrichten. Het bijzondere is dat elk eiwit een moleculair adreslabel draagt. Aan de hand van dat label weet de cel wat de eindbestemming van een eiwit is.

Zodra een eiwit is aangemaakt, zorgt zo’n adreslabel ervoor dat het eiwit in het endoplasmatisch reticulum belandt. Dit is een cel compartiment waar de meeste eiwitten nog allerlei aanpassingen ondergaan.

Enzymen in het endoplasmatisch reticulum bouwen suikergroepen aan het eiwit. Of ze verbinden aminozuren, de bouwstenen van een eiwit, via zwavelbruggen. Komt het eiwit uit het endoplasmatisch reticulum, dan zorgt een ander adreslabel ervoor dat het eiwit verder wordt vervoerd, naar het mitochondrion of een lysosoom (de recycling-afdeling van de cel).

Zo wordt een eiwit door de cel geloodst via een soort postsysteem dat werkt aan de hand van adreslabels. Een eiwit bevat meestal een, maar soms ook vier van dergelijke labels, om uiteindelijk op de goede plek terecht te komen

2.6 Humaan genoom project

Het Humaan Genoom Project heeft zich tot doel gesteld om vóór het jaar 2005 het totale menselijke genoom, dat uit meer dan drie miljard basen bestaat, in kaart te brengen. Aan dit project werken negenduizend wetenschappers in 36 landen.

Belangrijk onderdeel is de identificatie van de naar schatting 80.000 genen. Elk gen bevat een stukje DNA met een opdracht, zoals het aanmaken van een bepaald eiwit.

De DNA-keten met zijn specifieke volgorde, uitgedrukt in lettertjes, is te vergelijken met een stapel boeken van vijftig meter hoog. Elk boek telt zo’n 200 genen.

Het onderzoek gebeurt veelal via de zogenaamde EST-strategie; die richt zich niet op het DNA in de celkern, maar op het boodschapper-RNA. Dit is een kopie van een stuk erfelijke informatie dat zich naar het cytoplasma begeeft en daar wordt vertaald in eiwit.

In een levercel zijn echter andere genen actief, en worden dan ook andere boodschapper-RNA-moleculen aangetroffen dan bijvoorbeeld in een hersencel.

Datzelfde geldt voor embryonale en volwassen cellen. Om alle genen op te sporen wordt daarom boodschapper-RNA geïsoleerd uit allerlei celtypen die zich in verschillende ontwikkelingsstadia bevinden.

Ontcijfering menselijk chromosoom 22

In 1999 werd een belangrijke mijlpaal bereikt toen de resultaten gepubliceerd werden van een internationaal team van 217 wetenschappers die de DNA-code van het menselijk chromosoom 22 in kaart brachten.

Het is het eerste menselijk chromosoom waarvan de erfelijke code is bepaald. Op chromosoom 22, het op een na kleinste, ontdekten de onderzoekers ten minste 545 genen. Maar het aantal zal nog groeien omdat de softwareprogramma’s die tussen de letterbrij naar genen zoeken, niet feilloos werken. In totaal schatten de onderzoekers dat chromosoom 22 een kleine 1000 genen bevat. Fouten in de genen op chromosoom 22 kunnen tot erfelijke ziekten leiden. Een voorbeeld daarvan is het DiGeorge-syndroom, waardoor het afweersysteem verzwakt raakt en de vatbaarheid voor infecties toeneemt.

In totaal zijn er zeker 27 ziekten die samenhangen met fouten op chromosoom 22. Daaronder vallen hartziekten, bepaalde vormen van kanker en schizofrenie.

De onderzoekers spraken de hoop uit dat dergelijke erfelijke fouten in de toekomst hersteld kunnen worden.

Gentherapie

Een van de opties om een erfelijke ziekte te genezen is gentherapie. Daarbij wordt een aantal cellen – bijvoorbeeld witte bloedcellen – uit het lichaam van de patiënt genomen. In die cellen wordt een correcte versie gebracht van het slecht functionerende gen. Daarna worden de cellen weer teruggebracht in het menselijk lichaam.

Er lopen talloze experimenten op dit gebied, maar de methode is op dit moment nog niet betrouwbaar genoeg. Bovendien zijn bij sommige ziekten, zoals schizofrenie, meerdere genen betrokken.

2.7 Celdeling

Uitgaande van één cel, de bevruchte eicel, ontwikkelen zich door deling weefsels, organen en ten slotte het gehele organisme. Bij vermenigvuldiging van een cel ontstaan dochtercellen die identiek zijn aan de moedercel. In de kern van de cel zijn de erfelijke eigenschappen opgeslagen: de chromatine. Bij de deling rangschikt de chromatine zich tot een lint, terwijl de kernmembraan verdwijnt.

Bij de celdeling kunnen we een aantal stadia onderscheiden waarvan het tweede stadium (metafase) gekenmerkt wordt door een overlangse splijting van de chromosomen. In het derde stadium (anafase) bewegen de beide helften van ieder chromosoom zich naar één kant van de cel, en dit proces eindigt met een samenklontering van de beide groepen chromosomen tot nieuwe kernen. De cel zelf wordt nu gekliefd en het proces eindigt met het opgaan van de chromosomen in de chromatine, terwijl dan ook de membraan van de kern en de cel gevormd wordt (telofase). De moedercel zet zich op deze wijze voort in de beide dochtercellen.

Uit de eerste cellen die zo ontstaan kunnen zich volledige organismen ontwikkelen. In een later stadium gaat deze potentie verloren en treedt langzamerhand een differentiatie op van de cellen. Bepaalde celgroepen gaan zich specialiseren en leggen zich toe op een bepaalde functie: er ontstaan weefsels. Hieronder verstaat men celgroepen die naar afkomst en functie bij elkaar horen.

De geslachtscellen ontwikkelen zich op enigszins andere wijze, daar bij het samenstellen van mannelijke zaadcel en vrouwelijke eicel cellen zouden ontstaan met het dubbele aantal chromosomen. De dubbele chromosomen van de primitieve geslachtscellen worden gesplitst, zodat de dochterkernen elk maar de helft van het aantal chromosomen in de moederkern bezitten.

Men noemt dit het haploïde aantal, in tegenstelling tot het diploïde aantal chromosomen dat zich in de andere cellen bevindt. De op deze wijze gehalveerde cellen worden tot zaadcel (spermatocyt) bij de man en de eicel (oöcyt) bij de vrouw. Bij de bevruchting verenigen beide cellen zich en ontstaat wederom een cel met een normaal aantal chromosomen.

2.8 Weefsels

Het gehele lichaam is opgebouwd uit een viertal primaire weefsels: epitheel, bindweefsel, spierweefsel en zenuwweefsel.

Epitheel

Het epitheel of dekweefsel bestaat uit een of meerdere rijen aaneengesloten cellen. De oppervlakte van het lichaam en de wand van de holten in het lichaam zijn bedekt met epitheelweefsel. In vele gevallen groeien van die oppervlakten strengen cellen naar binnen, die zich differentiëren tot klieren. Een zeer bijzondere ontwikkeling volgt het epitheel dat uitgroeit tot zintuigepitheel.

De cellen van het epitheel zijn als specialisten te beschouwen en hun specifieke functie komt tot uiting in de vorm. Zo bestaat de opperhuid uit een meerlagig epitheel, dat goed bestand is tegen beschadigende invloeden van buiten. Alleen in de onderste lagen komt celdeling voor.

Het epitheel van het maag-darmkanaal heeft een geheel andere functie. De wand bestaat hier onder andere uit een éénlagig epitheel, gevormd door cilindervormige cellen, die als veelhoekige blokjes tegen elkaar liggen. Deze cellen zorgen voor de opname en het transport van voedingsstoffen uit de darminhoud; de bovenkant van de cellen is bedekt met een dun laagje slijm dat een beschermende taak heeft.

Ook het epitheel van de luchtwegen is goed aangepast aan de specifieke functie van dat orgaanstelsel. Hier vinden we één laag hoge cellen, bedekt met een laagje slijm; men spreekt dan ook in dit en het vorige voorbeeld van slijmvliezen. De toppen van de cellen dragen trilharen, die de stofdeeltjes weer terug transporteren in de richting van mond en neus. De trilharen zijn met een kleine korrel verankert in de bovenkant van de cel: het gehele mechanisme beweegt met een vlugge slag in de richting van de neus en mond en met een langzame slag in de richting van de longen. In de longblaasjes zijn de epitheelcellen zeer plat, hetgeen een goede uitwisseling van zuurstof en koolzuurgas met de haarvaten mogelijk maakt.

Klierweefsel