Een enkele neuron samen met alle spiercellen die het innerveert,wordt een motor unit genoemd. De skeletspiercel contraheert als reactie op neuromusculaire synaptische transmissie. Acetylcholine (ACh) komt vrij in de spleet tussen de zenuwcel en spiercel (synapsspleet). Het komt vrij uit het (presynaptisch) zenuwceluiteinde door middel van fusie van blaasjes in de zenuwcel met het membraan van de zenuwcel. ACh bindt aan de inotrope (nicotine) receptor op het sarcolemma aan de spiercel. Deze receptoren zijn niet-selectieve kation kanalen die zorgen voor depolarisatie, bekend als het eindplaatpotentiaal. Wanneer dit potentiaal de drempelwaarde bereikt, worden Natrium (Na+) kanalen geactiveerd, wat resulteert in een actiepotentiaal. Een geinitieerd actiepotentiaal zorgt voor depolarisatie van het transverse tubulum (netwerk buizensysteem) op de spleet tussen de Aband en Iband van de sarcomeer (= spiervezel). Depolarisatie van de het T tubulum systeem veroorzaakt vrijlating van Ca2+ de sarcomeer in vanuit de laterale blaasjes uit het sarcoplasmatisch reticulum. Ca2+ bindt aan het troponine-tropomyosine in het actinefilament. Hierdoor wordt de inhiberende(=remmende) werking, dat een actine-myosinebinding voorkomt, opgeheven.
Gedurende spiercontractie combineert actine met myosine ATPase waardoor ATP splitst en
energie vrij komt. De spanning die gecreëerd is door de vrijgekomen energie, veroorzaakt myosine crossbridge voortbeweging. ATP bindt aan de myosine crossbridge waardoor de actine-myosine binding breekt. Dit veroorzaakt het ‘sliding’ effect van de dikke myosine en dunne actine filamenten, wat spiercontractie veroorzaakt. Vergelijk: (crossbridge)pootjes vast aan een (myosine)stokje die in een holle buis(actine) omhoog lopen, veroorzaken een in elkaar schuif beweging(spiercontractie). Verwijdering van Ca2+ herstelt het inhiberende effect op troponine-tropomyosine. Als gevolg van de afwezigheid van Ca2+ blijven ATP, actine en myosine in geinactiveerde staat, dus er is geen contractie. Wanneer spierstimulatie stijgt, gaan de Calcium ionen terug in het sarcoplasmatisch reticulum door actief transport met ATP verbruik. Crossbridge activatie herstelt wanneer de concentratie Ca2+ hoog blijft ten gevolge van membraandepolarisatie. Het ACh in de synapsspleet (tussen zenuwcel en spiercel, dat zorgde voor het bereiken van de drempelwaarde,) wordt snel geinactiveerd door acetylcholinesterase, een enzym dat geproduceerd wordt door de spiercel. Doordat
acetylcholinesterase ACh opruimt, stopt de stimulatie van de inotropte receptoren waardoor geen actiepotentiaal meer ontstaat. De spiercontractie stopt.
Het algemeen bouwplan van het maag-darmkanaal bestaat uit verschillende lagen. Van binnen naar buiten zijn het de tunica mucosa, tunica submucosa, tunica muscularis en de tunica serosa. De tunica mucosa bestaat uit het epithelium, lamina propria en de muscularis mucosae. De tunica submucosa bevat klieren. Deze laag bevat de plexus van Meissner ofwel de submucosale plexus. De tunica muscularis bevat de binnenste circulaire spierlaag en daar over heen de longitudinale spierlaag. Tussen deze 2 spierlagen ligt de plexus van Auerbach, ofwel de myenterische plexus. Tot slot, de tunica serosa bestaat uit bindweefsel met daar over heen een epitheellaag. De functionele circuits van het maagdarmkanaal worden gevormd door de circulaire en longitudinale spieren, de mucosa, de plexus myentericusen de plexus mesentericus.
Sensorische neuronen, interneuronen en motorneuronen in het maagdarmkanaal zijn met elkaar verbonden middels synapsspleten en vormen zo de microcircuits van het enteric nervous system. De gladde spiercellen van het unitary type zijn onderling electrisch
gekoppeld door gap junctions. Deze cellen zijn in bundels gerangschikt en trekken samen als één eenheid. Hierdoor verspreidt de prikkeling zich van cel tot cel. De prikkeling is innervatie-onafhankelijk en vaak spontaan (myogene tonus) of kan ontstaan door rek. Uiteraard kan prikkeling ook ontstaan door vegetatieve neuronen. De gladde spiercellen van het multi unit type worden overwegend geprikkeld door vegetatieve motorneuronen (neurogene tonus). Ze worden dus niet spontaan en niet door rek geprikkeld, in tegenstelling tot de unitary type. De prikkeling blijft gelokaliseerd door het ontbreken van gap junctions. Deze spiercellen komen gescheiden van elkaar voor en contraheren onafhankelijk van elkaar.
De ritmische segmentbewegingen zijn lokale insnoeringen die ontstaan door lokale contracties van de binnenste circulaire spierlaag. De binnenste spierlaag is verantwoordelijk voor ringvormige contracties rond de darm. Deze meng bewegingen verspreiden de darminhoud in het lumen en zorgen voor een optimaal contact met de spijsverteringsenzymen en de darmvilli. De segmentbewegingen staan voornamelijk. onder controle van de plexus van Meissner.
De peristaltische contracties zijn contractiegolven in lengterichting die ontstaan wanneer de buitenste longitudinale spierlaag gecoördineerd gaat samentrekken met de binnenste circulaire spierlaag. De contracties resulteren in een propulsieve beweging die de darminhoud caudaalwaarts (richting colon) drijft. De peristaltische contractie staat voornamelijk onder controle van de plexus van Auerbach.
Het zenuwnetwerk aanwezig in de darmwand, nl. de plexus van Meissner en Auerbach, staat in voor de inductie van de peristaltiek. Het bepaalt of er wel of geen beweging is). Dit systeem kan volledig autonoom werken zonder extrinsieke invloed.
De darmbewegingen (peristaltiek) staan onder controle van het autonoom zenuwstelsel (AZS). Het AZS bepaalt of de peristaltiek sneller of trager verloopt. Dit effect is afhankelijk van de neurotransmitter. De parasympaticus werkt prikkelend op de darm bij stimulatie door
acetylcholine, terwijl de orthosympaticus remmend werkt bij stimulatie van (nor)adrenaline.
Nota bene, dit is precies tegenovergesteld als bij de skeletspier. De parasympaticus is het belangrijkst voor de darmmotiliteit. De orthosympaticus heeft vooral te maken met de doorbloeding. Een ezelsbrug voor de parasympaticus is ‘rest and digest’. Het lichaam is in rust of de spijsvertering is aan de gang. Een ezelsbrug voor de sympaticus is ‘flight and fight’, activiteit van het lichaam en haar skeletspierweefsel.
De lengte-kracht relatie van de gladde spiercel komt overeen met die van de skeletspiercel.
Tevens komt het contractiemechanisme grofweg overeen met dat van de skeletspiercel.
Contractie in gastro-intestinale gladde spiercellen worden getriggerd door electromechanische koppeling (door middel van geladen calcium kanalen in het sarcoplasmatisch membraan), en door pharmacomechanische koppeling (door middel van een receptor en een calciumkanaal in het sarcoplasmatisch membraan). Toevoeging van calcium veroorzaakt contractie.
De gladde spier membraanpotentiaal heeft een ‘slow wave’. Dit veroorzaakt het contractiepatroon van het darmweefsel in rust.
VO 3: Geslachtsdifferentiatie
De mens heeft 23n, dat wil zeggen 23 * 2 = 46 chromosomen. Deze bestaan uit 44 autosomen en 2 geslachtschromosomen, bij de vrouw 46,XX en bij de man 46,XY. Er kunnen echter fouten optreden tijdens de bevruchting. Een 45,X wordt een vrouw, bekend met het Turner syndroom. Een 47, XXY wordt een man, bekend met het Klinefelter
syndroom. De aanwezigheid van de Y bepaalt dus of het genetisch een man wordt.
Zodra in week 7 van de zwangerschap het SRY gen op het Y chromosoom actief wordt, beginnen de primitieve gonaden van de 46,XY genetisch mannelijke embryo’s zicht te ontwikkelen tot testes. In het 46,XX genetisch vrouwelijke embryo’s ontbreekt dit gen, waardoor de gonaden (bevinden zich in de liesstreek) zich ontwikkelen tot ovaria. Het SRY gen zorgt namelijk voor productie van het SRY eiwit. Dit eiwit zorgt op zijn beurt ervoor dat de gonaden zich ontwikkelen tot testes. De testes produceren testosteron en antimüllerian hormone (AMH). De androgenen zorgen voor ontwikkeling van de mesophrenic ofwel de gangen van Wolff. AMH zorgt voor degeneratie van de paramesophrenic ofwel de gangen van Müller. Dus wanneer SRY aanwezig is, degenereren de vrouwelijke gonaden en worden de mannelijke gonaden gevormd waardoor een mannelijk fenotype zal ontstaan. Bij
afwezigheid van SRY worden de vrouwelijke gonaden niet geremd en de mannelijke gonaden niet gevormd waardoor een vrouwelijk fenotype zal ontstaan.
Het genetisch geslacht ligt dus bepaald in de genen op de geslachtschromosomen. Het gonadale geslacht wordt bepaald door de groei van de testis of het ovarium. Het uiteindelijke fenotype bepaalt of iemand er uit ziet als man of als vrouw. Het fenotype is het geslacht wat te bepalen is aan uiterlijke kenmerken aan de buitenkant van het lichaam, binnen het
lichaam en aan het ‘gevoel’.
Testosteron is een androgeen en bindt aan de androgeenreceptor. Bij androgeen ongevoeligheidssyndroom (AOS, in het Engels: Androgen Insensitive Synrome) zijn de receptoren ongevoelig voor onder andere testosteron. AOS is een vorm van disorder of sex differentiation (DSD). Deze term is echter discutabel vanwege het woord ‘disorder’. Wanneer bij een 46,XY sprake is van AOS, reageren de gonaden niet op de androgenen. De gangen van Wolff zorgen dat de testes AMH en androgenen produceren. AMH zorgt dat de gangen van Müller verdwijnen. Er ontstaan echter geen uiterlijke mannelijke kenmerken omdat het lichaam niet reageert op testosteron. (Dus gangen van Wolff worden niet gestimuleerd tot ontwikkeling doordat de receptoren niet reageren op het testosteron.) Deze personen zijn van buiten vrouwelijk, in het lichaam hebben ze echter geen vrouwelijke
voortplantingsorganen (eileider, eierstok, baarmoeder) maar een niet ingedaalde testis. Ze voelen zich tevens vrouw omdat ze niet reageren op testosteron. Het enige wat niet
vrouwelijk is, zijn dus de overblijfselen van de gonaden en het genotype. Opmerkelijk is dat deze vrouwen ook niet reageren op secundaire mannelijke geslachtskenmerken en als gevolg geen jeugdpuistjes hebben, geen okselbeharing en geen zweetlucht.
De vrouwen met genotype 46,XY hebben het overgeërfd van hun moeder. Als het namelijk op Y zou zitten, zouden alle vrouwen (XX) ongevoelig zijn voor testosteron. Vrouwen zijn wel gevoelig voor testosteron, maar produceren minder dan mannen. De moeders zijn dus draagster en bevatten 1 normaal X chromosoom. De vrouwen met AOS kunnen zelf geen kinderen krijgen omdat hun voortplantingsorgaan niet ontwikkeld is.
Bij deze vrouwen wordt een operatie aanbevolen om de niet ingedaalde testes te
verwijderen. Het kan namelijk een bron zijn van tumoren. Een nadeel van het verwijderen van de testes is dat het testosteron produceert wat een voorloper is van oestradiol. Dat is een belangrijk hormoon voor bot en borstontwikkeling. Vrouwen die deze operatie zijn ondergaan, slikken dus levenslang pillen om toch nog aan oestradiol te komen.
Aan de voet van het Kaukasusgebergte leeft een woelmuis, de Ellobius lutescens.
Opmerkelijk is dat het karyotype van mannetjes en vrouwtjes 17,X zijn. Mogelijke mechanismen kunnen zijn dat het testosteron gen aan uit of kan staan. Een andere mogelijkheid is dat het Xchromosoom van de vader of moeder afkomstig is en dat het daardoor tevens het geslacht bepaalt. Gevolg bij bevruchting: 16,00 is niet levensvatbaar, 25% van het nageslacht. 17,X0 is levensvatbaar, een vrouwtje of een mannetje, 50% van het nageslacht. 18,XX is niet levensvatbaar door overexpressie Xgenen, dit bevat 25% van het nageslacht. Indien het gaat om 18,XX mannetjes of 18,XX vrouwtjes zijn ze aan de andere kant levensvatbaarder omdat een genotype met X kwetsbaarder is dan een genotype met XX. Bij dubbele X is er bij mutatie of Xgebonden ziekte een grotere kans op overleving. Een mutatie kan compleet of partieel zijn. Bij een completen mutatie werkt het gen helemaal niet meer. Bij een partiële mutatie is sprake van een gedeeltelijke werking van het gen.
Kijk de aflevering van Jong die tijdens dit VO getoond werd terug op:
http://sites.nps.nl/jerome/templates/hetrozerijk/welcome.cfm?contentpage=/jerome/index.cfm /site/Hetrozerijk/pageid/EED6504E-508B-E1CA-3AFA30D59B7597DB/objectid/4B069EC4-1635-041D-06385F38FC273368/index.cfm?c=RozeRijkArchief
Hier staat ook nog meer informatie met betrekking tot dit onderwerp.
Zelfstudieopdrachten
ZO 1: Liesbreuk
Literatuur:
Gray’s anatomy for students: 244-256
Sabotta, atlas of human anatomy: 166, 169, 193-203, 255 Hernia inguinalis
De hernia inguinalis (liesbreuk) is een van de meest voorkomende aandoeningen van de buikwand. De operatie ter correctie van die breuk wordt ‘inguinal hernia repair’ genoemd. Dit is de meest uitgevoerde operatie.
De lies vormt eigenlijk de samenkomst van buikwand en bovenbeen. Problemen in de liesregio komen vaker voor bij mannen, aangezien er een directe relatie is met de indaling van de testis.
De buikwand is ook een orgaan met eigen spiergroepen, innervatie en vascularisatie.
Deductie is het afleiden van het bijzondere uit het algemene. Deductie gebruik je bij het ontstaan van een liesbreuk ook. De anatomie van de buik als uitgangspunt voor het ontstaan van pathologie.
Embryologie van het lieskanaal
De ontwikkeling van de gonaden (geslachtsklieren) bepalen de ontwikkeling van het caudale deel van de voorste buikwand. Zowel de testes als de ovaria bevinden zich aanvankelijk hoog in de achterwand van het abdomen. De indaling heeft zijn gevolgen voor de opbouw van de wand.
Het gubernaculum is de structuur die de testis als het ware naar buiten trekt. Deze structuur speelt dus een rol bij de indaling van de testis.
De processus vaginalis is de open verbinding tussen de buikholte en het lieskanaal. Het peritoneum gaat in de processus vaginalis mee, omdat het wordt meegetrokken het lieskanaal in en dan door middel van bindweefselvorming dichtslibt. Echter komt het peritoneum niet rond testes te liggen. Deze blijven extraperitoneaal. Wanneer de processus vaginalis niet dichtgaat door middel van bindweefselvorming, enige tijd na indaling van de testis, blijft het een open verbinding. Het is dan mogelijk dat door drukverhoging delen van de buikinhoud via de open gebleven processus vaginalis in het lieskanaal komen. POP staat voor persistent open processus vaginalis.
De buikinhoud zoekt ten gevolge van de intra abdominale drukverhoging de weg van de minste weerstand. Dit wordt de zwakste plaats in de buikwand. Bij zowel mannen als vrouwen is dit vaak de liesregio. Vrouwen hebben geen lieskanaal, maar onder het lig.
inguinale i.e. de regio waar de femorale vaten en zenuwen het bekken verlaten en het bovenbeen betreden. Vrouwen krijgen vaker een ‘femorale hernia’. Deze breidt zich uit langs de arteria en vena femoralis.
Anatomie van de buikwand
De buikwand biedt bescherming aan de organen in de buikholte. De buikholte heeft vier wanden:
- Dorsaal: wervelkolom en dorsale delen van de buikspieren - Ventraal: buikspieren schuin, dwars en recht
- Craniaal: diaphragma
- Caudaal: bekkeningang (inclusief bekken) en evt. diaphragma pelvis
De buikwand van de buikholte is opgebouwd uit spieren. De buikwand musculatuur heeft zijn oorsprong aan de wervelkolom (of fascieverbindingen vanuit de wervelkolom) en heeft aan de voorzijde de insertie aan een verticale structuur: de m. rectus abdominis. Vergelijk dit met de ribben in de thorax. De m. rectus abdominis kan worden gezien als de musculaire voortzetting van het sternum.
Drie lagen spieren die samen de buikwand vormen:
- M. obliquus externus abdominis - M. obliquus internus abdominis - M. transversus abdominis
Deze spieren hechten aan de voorzijde aan de m. rectus abdominis via de zogenoemde rectusschede. Dit is een soort hoes van collageen om de m. rectus abdominis. Deze kan de trekkrachten die ontstaan bij aanspannen van de buikspieren neutraliseren.
De linea alba is een peesvormige verbinding tussen de rechter en linker m. rectus abdominis. In deze structuur overkruisen de pezen van de drie lagen buikspieren als het ware naar de andere zijde van het lichaam. Wanneer men de buikholte operatief wil benaderen wordt in deze structuur vaak een incisie gemaakt. Er zitten namelijk geen vaten en zenuwen in, waardoor er niet al te veel schade wordt aangericht aan het weefsel.
Er is een uitgebreid systeem van vaten en zenuwen in de buikwand aanwezig om alle spieren van de buikwand te innerveren en van bloed te voorzien.
De rami cutanei lateralis en de rr. cutanei anteriores komen uit dezelfde segmenten. Zij heten eerst rami anteriores en dan splitsen zij in een r. cutaneus anterior (gaat de huid over de m. rectus abdominis innerveren) en een r. cutaneus lateralis (gaat de huid over de laterale buikwand innerveren).
De motorische innervatie van de buikspieren verloopt tussen de lagen van de platte buikspieren. Deze zenuwen lopen tussen de m. transversus abdominis en de m. obliquus internus. Dit is het ‘neuro-vascular plane’ waar de chirurg op moet letten om de functionele motoriek van de buikwand niet te verstoren. Het gevolg van uitval van de buikwandmusculatuur is verlies van kracht voor bepaalde handelingen:
- Niezen en hoesten: kracht waarmee slijm uit de longen geblazen wordt is te gering, waardoor de longen niet goed schoon gehouden worden.
- Persen bij defaecatie: druk in buik is niet genoeg verhoogd om faeces (ontlasting) uit de endeldarm te persen.
- Stabilisatie bij belasting van de wervelkolom: tijdens tillen en heffen is het van belang dat de intra-abdominale druk verhoogd is.
Het lieskanaal
Door indaling van de testis ontstaat er een driedimensionaal kanaal door de buikwand. Dit kanaal heeft een dorsale en een ventrale wand. De opening van dit kanaal aan de dorsale zijde (de orgaanzijde) heet annulus inguinalis profundus. De opening aan de ventrale zijde heet annulus inguinalis superficialis.
De m. obliquus externus abdominis speelt een belangrijke rol in de voorwand van het lieskanaal. De conjoint tendon is een samenvoeging van fascie van de m. transversus en de m. obliquus internus abdominis. Deze structuur versterkt het mediale deel van de achterwand van het lieskanaal. Het ligamentum lacunare is de verbinding van het os pubis met het lig. inguinale bij de annulus inguinalis profunda.
De tractus iliopubicus is de binnenzijde van het ligamentum inguinale. Het lig. van Cooper is het periost aan de binnenzijde van het os pubis. Eigenlijk is het dus geen ligament.
De voortzetting van de lagen van de buikwand in de funiculus. De aponeurose van de m.
obliquus abdominis externus zet zich voort als fascia spermatica externa. De m. obliquus abdominis internus zet zich voort als fascia cremasterica. De m. transversus abdominis zet zich voort als fascia spermatica interna en de fascia tranversalis zet zich voort als fascia spermatica externa. Deze fuseert met de fascie van de m. obiquus abdominis internus.
De veneuze drainage van de funiculus is ingewikkelder dan de arteriële vaatvoorziening. De plexus pampiniformis draineert op de vena gonadalis (v. spermatica / v. ovarica).
De dorsal view anatomy
De anatomie bij de laparoscopische benadering van het lieskanaal wordt vanaf dorsaal gezien.
De ruimte waar de operatie zich afspeelt is tussen twee fasciebladen. Aan de voorkant betreft dit de anterior lamina van het preperitoneale fascie complex en aan de achterwand de posterior lamina van het preperitoneale fascie complex.
Verschillende typen hernia’s
Herniatie van buikinhoud door de buikwand kan op een aantal wijzen/plaatsen geschieden.
Een indirecte hernia is een herniëring die bij de annulus inguinalis profundus het lieskanaal ingaat, het kanaal volgt en bij de annulus inguinalis superficialis het kanaal weer verlaat. Bij een directe hernia treedt de buikinhoud direct via de annulus inguinalis profundus naar buiten.
Een femorale hernia komt vaker voor bij vrouwen. Een ‘port-site’ hernia is een vorm van incisional hernia. Een hernia umbilicalis komt ook voor bij mannen. Een hernia diaphragmatica is een hernia van de buikwand.
ZO 2: Blaasregulatie
De aandrang tot het legen van de blaas is deels reflexmatig en kan deels worden onderdrukt door het vrijwillige zenuwstelsel. Het legen van de blaas wordt mictie (het proces is micturatie) genoemd en bestaat uit twee stappen:
- De blaas raakt gevuld, tot de druk op de blaas een drempel overschrijdt.
- Wanneer deze drempel wordt overschreden, wordt de mictiereflex geactiveerd.
De functies van de lagere urinewegen zijn:
- Opslaan van urine - Lozen van urine
Opslaan van urine
Voor een goede opslagfunctie van urine mag de druk in de blaas tijdens het vullen niet te hoog oplopen. Indien de druk te hoog oploopt, kan dit een gevaar vormen voor de afvloed van urine vanuit de nieren. De blaas moet dus kunnen uitrekken zonder dat de druk oploopt.
De gevoelsfunctie van de blaas is goed om te voorkomen dat de blaas wordt overrekt.
De druk van de blaas wordt weergegeven in cm druk H2O. De normale druk in de blaas
De druk van de blaas wordt weergegeven in cm druk H2O. De normale druk in de blaas