Stofwisseling van organismen: opname, transport en afvoer

Een stofwisselingsketen van vier stappen

Je lichaam bestaat uit vele miljarden cellen. Elk van die cellen doet in essentie hetzelfde: stoffen opnemen, omzetten en afvalstoffen afgeven. Je lichaam zorgt er in vier stappen voor dat die cellen hun werk kunnen doen:

1. Bij het opnemen komen voedingsstoffen via het verteringsstelsel binnen en zuurstof via de longen.
2. Het bloed vervoert die stoffen langs de cellen en neemt afvalstoffen mee.
3. De stoffen worden in de cellen gebruikt als brandstof of bouwstof.
4. Afvalstoffen gaan weer naar buiten: koolstofdioxide via de longen, andere afvalstoffen vooral via de nieren.

Bij mensen en dieren zijn hier aparte organen voor. Organen die samen aan dezelfde taak werken, vormen een orgaanstelsel, zoals het verteringsstelsel en het ademhalingsstelsel. Een plant doorloopt dezelfde vier stappen, maar gebruikt andere organen en transportwegen.

Wat vertering precies doet met voedsel

In de darmwand worden voedingsstoffen opgenomen. Maar daarvoor moet het voedsel wel klein genoeg zijn. Een boterham past er niet doorheen. Zelfs als je de boterham opbreekt in moleculen, zullen er nog moleculen zijn die te groot zijn om te worden opgenomen. Bij de spijsvertering worden zulke moleculen daarom afgebroken tot kleinere bouwstenen. Dat gebeurt in het verteringsstelsel, een lange buis van je mond tot je anus met daaromheen een aantal klieren.

Er zijn verschillende soorten voedingsstoffen. Koolhydraten en vetten zijn vooral brandstoffen. Eiwitten zijn vooral bouwstoffen, voor groei en voor herstel van beschadigde delen. Vitaminen en mineralen zijn ook belangrijk, maar je hebt ze maar in kleine hoeveelheden nodig. Water hoort er ook bij, want het is de vloeistof waarin alle andere stoffen worden vervoerd. Voedingsvezels worden niet verteerd. Toch zijn ook die belangrijk, want ze helpen de darminhoud in beweging te houden.

In je mond kauw je het voedsel fijn en meng je het met speeksel, dat verteringsenzymen bevat. Bij het slikken sluit de huig de weg naar je neus af. Via de slokdarm komt het voedsel in de maag, waar maagsap helpt eiwitten te verteren. In de twaalfvingerige darm komen gal en verteringssap uit de alvleesklier erbij. De lever maakt gal, die tijdelijk kan worden opgeslagen in de galblaas. Gal is geen enzym; het verdeelt vet in kleine druppeltjes, zodat enzymen er beter bij kunnen.

Koolhydraten, eiwitten en vetten worden tot steeds kleinere bouwstenen afgebroken. Die kunnen door de wand van de dunne darm worden opgenomen; de meeste ervan gaan daarna het bloed in. Uit wat er overblijft haalt de dikke darm vervolgens vooral water. De rest verlaat het lichaam als ontlasting.

Veel van wat je opneemt komt langs de lever. De lever slaat glucose op als glycogeen en zet dat als de bloedsuikerwaarde daalt weer om in glucose. Ook maakt de lever gal aan en breekt hij schadelijke stoffen af, zoals alcohol.

Het doel van ademhaling voor een organisme

Voor de verbranding in je cellen is zuurstof nodig. Die haal je met je ademhalingsstelsel uit de lucht. In je neus wordt de binnenkomende lucht verwarmd en gefilterd door slijmvlies en kleine haartjes, en via je luchtpijp komt de lucht daarna in de longen. Daar vertakt de luchtpijp zich steeds verder, tot bij de longblaasjes.

Longblaasjes zijn een soort minuscule ballonnetjes, met een heel dunne wand met haarvaten eromheen. Zuurstof gaat door die dunne wand het bloed in, en koolstofdioxide gaat de andere kant op en wordt daarna uitgeademd.

Ademen doe je met spieren. Trekt het middenrif, een platte spier onder je longen, samen, dan zakt het omlaag en wordt je borstholte groter. Ook de tussenribspieren helpen mee. Je longen zuigen zichzelf dus niet vol, maar ze volgen de beweging van de borstholte. Bij borstademhaling zie je vooral de borstkas bewegen; bij buikademhaling vooral de buik.

Waar bestaat bloed uit, en wat is de functie?

Bloed is geen zuivere stof, maar een mengsel. Ruim de helft is bloedplasma, een lichtgele vloeistof die vooral uit water bestaat en waarin voedingsstoffen, afvalstoffen en hormonen zijn opgelost. In dat plasma zweven rode en witte bloedcellen en bloedplaatjes:

• Rode bloedcellen vervoeren zuurstof. Ze zitten vol hemoglobine. Dat is een rode kleurstof die zuurstof in de longen bindt en bij de cellen loslaat.
• Witte bloedcellen helpen om ziekteverwekkers op te ruimen; sommige maken ook antistoffen. Ze zijn een belangrijk deel van je afweersysteem. Een vaccinatie bereidt dat afweersysteem voor op een bepaalde ziekteverwekker.
• Bloedplaatjes helpen bij de bloedstolling. Bij een wond zorgen ze ervoor dat er stollingsdraden ontstaan, waarin bloedplaatjes en rode bloedcellen blijven steken. Zo ontstaat er een prop die het beschadigde bloedvat afsluit. Bij een wond in je huid droogt die prop op tot een korstje.

Bij de haarvaten lekt een deel van het plasma door de dunne wand naar buiten. Deze vloeistof komt tussen de cellen terecht en heet weefselvloeistof. Via deze weefselvloeistof komen zuurstof en voedingsstoffen bij de cellen; afvalstoffen gaan de andere kant op. Het grootste deel van de weefselvloeistof gaat daarna terug in de haarvaten. Wat overblijft, komt in de lymfevaten terecht en heet dan lymfe. Via de lymfevaten komt het alsnog terug in het bloed.

De dubbele bloedsomloop en soorten bloedvaten

Bloed stroomt niet vanzelf door je lichaam; daar is je hart voor nodig. Het hart heeft twee helften, met in elke helft een boezem en een kamer. De boezem vangt bloed op, de kamer perst het weg. Tussen boezem en kamer en bij de uitgang van elke kamer liggen hartkleppen, die voorkomen dat het bloed de verkeerde kant op kan stromen.

De twee helften van het hart hebben elk een eigen functie. Samen vormen ze de dubbele bloedsomloop. Die heet zo omdat het bloed per rondje twee keer door het hart gaat. In de kleine bloedsomloop pompt de rechterkamer bloed naar de longen, waar het zuurstof opneemt en weer terugkomt. In de grote bloedsomloop pompt de linkerkamer datzelfde bloed door de rest van het lichaam, waarna het zuurstofarm terugkeert.

In je lichaam loopt het bloed door drie soorten bloedvaten:

1. Slagaders voeren bloed van het hart af. Ze hebben een dikke, gespierde wand die de druk van de hartslag kan weerstaan.
2. Aders voeren bloed naar het hart toe en hebben een dunnere wand. Veel aders hebben kleppen om te zorgen dat het bloed niet de verkeerde kant op stroomt.
3. Haarvaten hebben zulke dunne wanden dat stoffen erdoorheen kunnen en liggen vlak bij vrijwel elke cel.

Het hart is een spier; het heeft dus zelf ook bloed nodig. Dat krijgt het via de kransslagaders, die over de buitenkant van het hart lopen. Alle bloedvaten samen vormen het bloedvatenstelsel.

De nieren halen afvalstoffen eruit

Bij verbranding komen water en koolstofdioxide vrij, een afvalstof. Breekt je lichaam eiwitten af, dan ontstaat er ureum, ook een afvalstof. Koolstofdioxide adem je uit, maar hoe raakt je lichaam ureum kwijt? Dat is namelijk geen gas, maar een organische stof die oplost in water.

Hiervoor zijn je nieren. Je bloed komt vele malen per dag langs je nieren. Ze filteren er water, ureum en overtollige zouten uit. Die stoffen samen vormen je urine; het gefilterde bloed stroomt weer verder in je lichaam.

De nieren voeren niet alleen afvalstoffen af, maar ze zorgen ook voor de balans van water en zouten in je lichaam. Als je bijvoorbeeld veel drinkt, dan voeren je nieren meer water af. Daardoor plas je meer en is je urine lichter van kleur.

Vanuit het nierbekken loopt de urine door de urineleider naar de urineblaas, waar het wordt opgeslagen tot je naar de wc gaat.

Hoe ziet de stofwisseling van een plant eruit?

Een plant heeft geen mond, geen longen, geen hart en geen bloed. Hoe werkt de stofwisseling bij planten dan? Een plant doorloopt dezelfde vier stappen als een mens of een dier, maar met één groot verschil: een plant eet niet, maar maakt zijn voedsel zelf.

1. Bij het opnemen komen water en mineralen binnen via de wortelharen aan de wortels, en koolstofdioxide via de huidmondjes in de bladeren.
2. Houtvaten vervoeren water en mineralen omhoog naar de bladeren. Zeefvaten vervoeren de suikers die in de bladeren worden gemaakt naar alle delen van de plant.
3. In de bladeren maakt de plant met licht en bladgroen glucose. Die glucose gebruikt de plant daarna als brandstof of bouwstof.
4. Stoffen die de plant niet nodig heeft, gaan via de huidmondjes naar buiten. Overdag is dat vooral zuurstof die bij fotosynthese overblijft. ’s Nachts is er geen fotosynthese. Dan geeft de plant koolstofdioxide af, omdat hij glucose verbrandt. Overdag verbrandt de plant trouwens ook glucose, maar dan gebruikt hij de koolstofdioxide die daarbij vrijkomt bij de fotosynthese.

Een plant heeft geen hart, dus hij moet op een andere manier zorgen dat het water omhoog vervoerd wordt. Dat werkt via verdamping. Water verdampt uit de bladeren via de huidmondjes, die bij veel planten vooral aan de onderkant van het blad zitten. Het water dat verdampt, trekt nieuw water omhoog door de houtvaten, een beetje zoals wanneer je door een rietje drinkt.

Bij droogte kunnen huidmondjes sluiten. Dan verliest de plant minder water, maar neemt hij ook minder koolstofdioxide op. Daardoor kan hij ook minder glucose maken.

Stofwisseling is heel belangrijk voor planten en dieren. Daarom is het ook belangrijk in de biologie. Wil je hiermee oefenen? Check dan onze oefentoetsen voor biologie in de onderbouw!

Deel deze pagina met je vrienden