Oefentoets Biologie: Uitscheiding - nier_algemeen | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 4

Wateruitscheiding.

Gedurende een bepaalde periode (P) produceert een proefpersoon urine met een hogere concentratie keukenzout dan gedurende een even lange periode Q. De hoeveelheid voorurine die hij vormt, is in periode P gelijk aan periode Q; de keukenzoutconcentratie in zijn bloed is in beide perioden ook gelijk.

Wordt er gedurende periode P meer of minder water geresorbeerd in zijn nieren dan gedurende periode Q?
Is gedurende periode P de concentratie van het antidiuretisch hormoon (ADH) in het bloed waarschijnlijk hoger of lager dan gedurende periode Q?

afbeelding

Uitscheiding en bloeddruk.

De bloeddruk in het begin van een haarvatenkluwen van een niereenheid bedraagt 70 mm Hg.
De osmotische waarde, veroorzaakt door de eiwitten in het bloed, bedraagt 25 mm Hg. De druk van de voorurine in een nierkapsel bedraagt 15 mm Hg.

Hoe groot is de filtratiedruk waardoor voorurine wordt gevormd?

Vorming van voorurine.

Van een nierkapsel is gegeven:

1. de colloïd-osmotische druk van het bloed is 3,3 kPa (ca. 25 mm Hg),
2. de druk van de vloeistof in het kapsel is 2,0 kPa (ca. 15 mm Hg).

Hoe groot moet de bloeddruk zijn om voorurine te kunnen vormen?

Bloeddruk en voorurine.

In de nierkapseltjes van de mens wordt voorurine gevormd uit bloedplasma.

Is in de nierkapseltjes de bloeddruk in de haarvaten hoger of lager dan de druk in de voorurine?
Als op een bepaald moment het verschil tussen de concentratie van opgeloste stoffen in het bloed en die in de voorurine iets groter wordt, wordt hierdoor dan méér voorurine geproduceerd?

afbeelding

Bloeddruk en uitscheiding.

Bij een patiënt neemt plotseling de bloeddruk sterk af. Deze bloeddrukdaling heeft effect op processen in de nieren.

Welke van de volgende veranderingen in processen in de nieren is het rechtstreekse gevolg van deze bloeddrukdaling?

Inuline.

Inuline is een stof die gebruikt wordt bij onderzoek naar de nierwerking bij de mens. Bij de vorming van voorurine gaat inuline ongehinderd door de wand van de nierkapsels heen. Het wordt niet geresorbeerd door de cellen van de nierkanaaltjes en van de verzamelbuisjes en het wordt evenmin door deze cellen verbruikt.
Inuline wordt ook niet actief vanuit het bloed naar de urine getransporteerd.
Van het bloedplasma dat door de nierslagadertjes stroomt, wordt 1/5 deel voorurine. Water uit de voorurine wordt door de nierkanaaltjes en de verzamelbuisjes voor meer dan 99% geresorbeerd.
Bij een proefpersoon wordt inuline in een armader ingespoten. Bij deze persoon is daarna gedurende een bepaalde periode de concentratie van inuline in het bloedplasma van de nierslagaders gemiddeld 1%.

Hoe groot is gedurende deze periode de maximale concentratie van inuline in het bloedplasma van de nieraders?

2/2 Inuline.
Zie figuur A 321 van de bijlage.

Ter verklaring van dit verschil worden de volgende beweringen gedaan:

1. ongeveer 4/5 deel van het bloedplasma in de nierslagaders wordt voorurine;
2. ongeveer 1/5 deel van het bloedplasma in de nierslagaders wordt voorurine;
3. uit 100 ml bloedplasma in de nierslagaders wordt ongeveer 20 ml urine gevormd;
4. uit 100 ml bloedplasma in de nierslagaders wordt ongeveer 80 ml urine gevormd.

Welke van deze beweringen is een verklaring voor het verschil in de inulineconcentratie in het bloedplasma van de nierslagaders en die in de nieraders?

Nierwerking.

In de tabel hieronder zijn voor een aantal stoffen de gemiddelde concentraties in de voorurine en in de urine van de mens gegeven. Per minuut worden 125 ml voorurine en 1 ml urine gevormd.

afbeelding

De mate van resorptie van de ionen Na⁺ , Ca²⁺ , Cl^- en HCO₃ ^- uit de voorurine wordt vergeleken op grond van de gegevens in de tabel.

Van welke van deze ionen is, vergeleken met de hoeveelheid van het desbetreffende ion in de voorurine, het percentage dat wordt geresorbeerd, het hoogst?

Nierwerking.
Zie figuur A 101 van de bijlage.

De tekening stelt een niereenheid van een mens voor.
Als wegen die glucosemoleculen door deze niereenheid kunnen gaan, worden genoemd:

p. deze moleculen gaan via 2 naar 1 en dan via 4 naar 6.
q. deze moleculen gaan via 2 naar 3 en dan via 4 naar 5.
r. deze moleculen gaan via 2 naar 1 en dan naar 5.

Welke van deze wegen is of welke zijn juist?

Glucose in de nieren.
Zie figuur A 78 van de bijlage.

De hoeveelheid glucose die per minuut in de voorurine terecht komt, is onder andere afhankelijk van het glucosegehalte van het bloed. Dit verband is in het diagram weergegeven.
De snelheid van glucoseresorptie in de nierkanaaltjes is maximaal 300 mg per minuut.

Hoeveel glucose wordt per minuut in de urine doorgelaten bij een glucosepeil in het bloed van 3 mg/ml?

2/2 Werking van de nieren.
Zie figuur B 2233 van de bijlage.

Drie leerlingen trekken grafiek s verder door.
In de afbeelding zijn hun grafieken weergegeven.

Welke van deze leerlingen heeft het verloop van grafiek s (de excretie van glucose) juist getekend?

Niereenheid.
Zie figuur B 1646 van de bijlage.

Over stoffen in de voorurine worden de volgende beweringen gedaan:

1. een deel van de glucose uit het bloedplasma dat door de nierslagaders stroomt, komt in de voorurine terecht;
2. alle ureum uit het bloedplasma dat door de nierslagaders stroomt, komt in de voorurine terecht;
3. een deel van de glucose die in de voorurine aanwezig is, wordt door de cellen van de nierkanaaltjes verbruikt.

Welke van deze beweringen is of welke zijn juist?

Vloeistofverplaatsing.
Zie figuur B 1301 van de bijlage.

In tekening 1 van de afbeelding is een schematische doorsnede van een nierkapsel en bijbehorende haarvaten uit een nier van de mens weergegeven. In tekening 2 van de afbeelding is dat nierkapsel met een van de haarvaten gestrekt onder de horizontale as van het diagram getekend. Vier plaatsen in het nierkapsel zijn aangegeven met P, Q, R en S.
Grafiek 1 geeft de buitenwaarts gerichte kracht in het haarvat weer. Door deze kracht wordt vloeistof uit het haarvat in het nierkapsel gedreven. Grafiek 2 geeft de binnenwaarts gerichte kracht weer. Door deze kracht keert vloeistof uit het nierkapsel in het haarvat terug.
De uiteindelijke netto-vloeistofverplaatsing wordt veroorzaakt door de plaatselijke verschillen tussen deze buitenwaarts en binnenwaarts gerichte krachten.

In welk of in welke van de aangegeven trajecten wordt voorurine gevormd uit het bloed van het haarvat?

Een nierdefect.

Bij de haarvaten (bij voorbeeld in een arm) kan de vorming van weefselvloeistof het terugnemen hiervan in het bloed overtreffen, waardoor zich vloeistof in de weefsels ophoopt.

Welk nierdefect kan hiervan de oorzaak zijn?

Een nierprobleem.

Bij een bepaalde persoon laten de nierkapsels door een verhoogde doorlatendheid van de kapselmembranen een grotere hoeveelheid eiwitten dan normaal door naar de voorurine. Deze eiwitten worden onvoldoende geresorbeerd in de nierkanaaltjes. Dit heeft gevolgen voor de hoeveelheid weefselvocht in de andere weefsels.

Is de hoeveelheid weefselvocht hoger of lager dan normaal?
Wat is daarvan de oorzaak?

Een nierbeschadiging.

Iemand krijgt een bepaald geneesmiddel ingespoten. Dit wordt in het bloed door het lichaam getransporteerd.
Het geneesmiddel wordt in de nieren wel gefiltreerd, maar niet geresorbeerd. Het geneesmiddel heeft een schadelijke bijwerking op de dekweefselcellen van de nieren, die groter is naarmate de concentratie van het geneesmiddel hoger wordt.

Bij welke delen van de nier is de beschadiging het grootst?

Voorurine.
Zie figuur B 1500 van de bijlage.

In de afbeelding is schematisch een niereenheid van de mens weergegeven. De pijltjes geven de stroomrichting van het bloed aan. Iemand produceert op een bepaald moment meer voorurine dan normaal.
Dit is het gevolg van een tijdelijke vernauwing van bepaalde bloedvaten in de nieren. In de afbeelding zijn drie plaatsen in een bloedvat aangegeven met P, Q en R.

Zal deze vernauwing optreden bij P of bij R?
En welke invloed heeft deze vernauwing op de hoogte van de bloeddruk bij Q?

Oedeemvorming.

Bij een patiënt treedt door ophoping van vocht tussen de cellen zwelling van weefsels op (oedeemvorming).
Deze oedeemvorming is het gevolg van een afwijking in de wand van de haarvaten in de nierkapseltjes. De concentraties van eiwitten, glucose en ureum in de voorurine van deze patiënt worden bepaald.

Voor welke van deze stoffen geldt dat een verhoogde concentratie in de voorurine leidt tot het ontstaan van oedeem?

1/2 Vorming en afgifte van ADH.
Zie de figuren A 240 en B 1132 van de bijlage.

In de afbeelding zijn schematisch de hypofyse en de hypothalamus van een mens weergegeven. De hypothalamus is een gedeelte van de hersenstam. In de hypothalamus bevinden zich neurosecretorische cellen waarin ADH wordt gevormd, dat via de axonen wordt getransporteerd naar de hypofyse. In de hypofyse wordt ADH aan het bloed afgegeven.
Als gevolg van een actiepotentiaal in neuron P ontstaat een actiepotentiaal in neurosecretorische cel Q waardoor in de hypofyse ADH aan het bloed wordt afgegeven.

Zie figuur B 1132 van de bijlage.

In de afbeelding zijn drie registraties getekend.

Welke van deze registraties kan afkomstig zijn van neuron P in deze situatie?

2/2 Vorming en afgifte van ADH.

Wanneer iemand veel water drinkt, neemt de hoeveelheid water in de levercellen toe. In de lever bevinden zich receptoren die reageren op een verlaging van de concentratie van opgeloste deeltjes in de lever. Deze receptoren staan in verbinding met de neurosecretorische cellen in de hypothalamus waarin ADH wordt gevormd.

In een experiment drinkt een proefpersoon 1/2 liter gedestilleerd water.

Zal als gevolg van het drinken het aantal impulsen per tijdseenheid in neurosecretorische cel Q afnemen, gelijk blijven of toenemen?

1/6 Peritoneale dialyse.

Door de nieren van de mens stroomt per dag 1700 liter bloed. Vanuit het plasma wordt circa 150 tot 180 liter voorurine gemaakt. Deze voorurine wordt door de nieren zodanig verwerkt dat er uiteindelijk gemiddeld 2 liter urine ontstaat per etmaal. Zo wordt de water- en mineralenhuishouding op peil gehouden en een goede zuur/base-balans veilig gesteld. Afvalstoffen worden uitgescheiden.
Bij de waterbalans spelen naast de nieren ook de dikke darm en de huid een rol. De werking van de dikke darm en de huid heeft invloed op de hoeveelheid urine die per dag wordt uitgescheiden. Bij een gelijke vochtopname kan de hoeveelheid urine daardoor per dag veel minder zijn dan 2 liter.

Leg uit wanneer processen in de dikke darm de oorzaak zijn van een lagere urine-uitscheiding.
- Leg uit wanneer processen in de huid de oorzaak zijn van een lagere urine-uitscheiding.

2/6 Peritoneale dialyse.

In welke delen van de nier wordt de hoeveelheid voorurine gereduceerd tot 2 liter urine?

4/6 Peritoneale dialyse.
Zie figuur A 996 van de bijlage.

Over de werking van de kunstnier worden de volgende uitspraken gedaan.

1. De reden dat de spoelvloeistof in de kunstnier in tegengestelde richting van de bloedstroom stroomt is dat er hierdoor een concentratieverschil tussen bloed en spoelvloeistof blijft en de uitwisseling van stoffen optimaal is.
2. De uitscheiding van afvalstoffen van het bloed in de kunstnier komt tot stand door actief transport door de membranen in de kunstnier.

Welke uitspraak is of welke uitspraken zijn juist?

5/6 Peritoneale dialyse.
Zie figuur A 997 van de bijlage.

Bij peritoneale dialyse (zie de afbeelding) wordt een bepaalde hoeveelheid spoelvloeistof steriel in de buikholte gebracht via een permanent in de buikholte aangelegde katheter. Bij deze vorm van dialyse wordt het buikvlies als membraan gebruikt tussen het te zuiveren bloed en de spoelvloeistof.
De spoelvloeistof blijft enige tijd in de buikholte en wordt vervolgens weer afgevoerd. De dialysepatiënt moet bij deze dialyse dagelijks vier tot vijf keer de spoelvloeistof wisselen. Daarvoor is geen machine nodig. Hoe vaak de wisselingen nodig zijn, is afhankelijk van de medische situatie van de patiënt.
Het gereguleerd wisselen van de spoelvloeistof neemt ongeveer veertig minuten in beslag en kan thuis of op het werk plaatsvinden.
De spoelvloeistof die in de buikholte van de patiënt wordt gebracht, bevat naast zouten een bepaalde vaste hoeveelheid glucose. De glucoseconcentratie van de dialysevloeistof ligt hoger dan die van het bloedplasma.

Wat is de functie van deze glucose in de spoelvloeistof?

6/6 Peritoneale dialyse.

Ook lichaamsvreemde stoffen zoals nicotine kunnen door gebruik van peritoneale dialyse uit de bloedstroom worden verwijderd. Vanuit de haarvaten in het buikvlies komen deze moleculen in de dialysevloeistof terecht.

Welke van de onderstaande organen en bloedvaten is een geïnhaleerd nicotinemolecuul tenminste gepasseerd, voordat het vanuit de longen via het buikvlies het lichaam van de patiënt verlaat?

2/5 Hemodialyse.

Een aantal stoffen komt in de verse dialysevloeistof niet voor, andere stoffen juist in een hogere concentratie dan in het bloedplasma van een gezond persoon.

Leg uit waarom sommige stoffen, die wel in het bloedplasma voorkomen, in de verse dialysevloeistof (zie tabel) ontbreken.

3/5 Hemodialyse.

Uit de samenstelling van de dialysevloeistof (zie de tabel hieronder) blijkt dat geprobeerd wordt het bufferend vermogen van het bloedplasma van de nierpatiënt te verhogen.

afbeelding

Leg uit op welke wijze bij hemodialyse het bufferend vermogen van het bloedplasma van de nierpatiënt verhoogd wordt.

4/5 Hemodialyse.

Door hemodialyse kan de bloedzuiverende functie van de nier tijdelijk en in redelijke mate overgenomen worden. Doordat een andere functie niet wordt overgenomen, zou zonder medicatie de hematocriet (het volumeaandeel bloedcellen in het bloed) sterk gaan dalen.

Welk hormoon krijgt de patiënt toegediend om dit te voorkomen?

5/5 Hemodialyse.
Zie figuur B 3923 van de bijlage.

In de afbeelding is een dwarsdoorsnede door de buikholte weergegeven, met daarin onder andere zichtbaar de nieren en delen van het spijsverteringskanaal.
Uit de ligging van de organen kun je opmaken of de doorsnede een bovenaanzicht of een onderaanzicht is.

Is het een bovenaanzicht of een onderaanzicht? Waaraan is dat te zien?

1/3 Een niereenheid.
Zie figuur A 433 van de bijlage.

De afbeelding geeft schematisch een niereenheid van de mens weer met aanvoerende en afvoerende bloedvaten.

Is de eiwitconcentratie het hoogst op plaats 1, 3 of 4?

2/3 Een niereenheid.
Zie figuur A 433 van de bijlage.

Is de ureumconcentratie het hoogst op plaats 1, 2 of 5?

3/3 Een niereenheid.

Bepaalde cellen van een nier verbruiken meer zuurstof dan andere cellen. Twee processen in een nier zijn:

1. vorming van voorurine uit bloed,
2. vorming van urine uit voorurine.

Bij welk of bij welke van deze processen wordt veel zuurstof verbruikt?

1/4 Rust en arbeid.

De hoeveelheid bloed die per minuut door de linker kamer van het hart wordt gepompt, wordt het hartminuutvolume genoemd. Bij een volwassen man in rust is het hartminuutvolume gemiddeld 5 liter; gedurende zware lichamelijke arbeid neemt het hartminuutvolume toe tot gemiddeld 25 liter.
Het bloed wordt verdeeld over verschillende organen en organenstelsels. In onderstaande tabel is deze verdeling weergegeven tijdens rust en tijdens zware arbeid.

afbeelding

Aangenomen wordt dat de bloeddruk in de nierkapsels tijdens rust en tijdens zware arbeid gelijk is.

Hoeveel bloed stroomt per minuut minder door de nieren tijdens zware lichamelijke arbeid dan tijdens rust?

2/4 Rust en arbeid.

Kan met de gegevens in de tabel de hoeveelheid urine worden berekend die tijdens zware arbeid per minuut wordt geproduceerd?
Zo ja, is deze kleiner dan, gelijk aan of groter dan die tijdens rust?

3/4 Rust en arbeid.
Zie figuur B 1324 van de bijlage.

De afbeelding geeft de zuurstofverzadiging van hemoglobine weer bij verschillende waarden van de pO₂ en bij een pCO₂ van 5, van 7 en van 9 kPa.

In een experiment verricht een proefpersoon gedurende een bepaalde tijd steeds zwaardere arbeid.

Wordt, ten gevolge van de verandering van de pCO₂ tijdens inspanning, de hoeveelheid O₂ die per ml bloed aan de weefsels van de proefpersoon wordt afgegeven, kleiner, blijft die gelijk of wordt die groter?

4/4 Rust en arbeid.

Er is altijd een verschil tussen de pO₂ van de lucht in de longblaasjes en de pCO₂ van het bloed in de longhaarvaten.
De totale hoeveelheid zuurstof die vanuit de lucht in de longblaasjes naar het bloed diffundeert, wordt onder andere beïnvloed door de volgende factoren:

1. het totale oppervlak van de longblaasjes,
2. de dikte van de wand van de longblaasjes,
3. de longventilatie,
4. het stromen van het bloed in de longhaarvaten.

Welke van deze factoren zijn er de oorzaak van dat er altijd een verschil bestaat tussen de pO₂ van de lucht in de longblaasjes en de pO₂ van het bloed in de longhaarvaten?

1/3 Vloeistofverplaatsing.
Zie figuur C 1 van de bijlage.

In de linker afbeelding is een schematische doorsnede van een nierkapsel en bijbehorende haarvaten uit een nier van de mens weergegeven.
In de rechter afbeelding is dat nierkapsel, met één van de haarvaten gestrekt, onder de horizontale as van het diagram getekend. Drie plaatsen in het nierkapsel en in het haarvat zijn in de afbeeldingen en aangegeven met P, Q en R.
Grafiek 1 geeft de buitenwaarts gerichte kracht in het haarvat weer. Door deze kracht wordt vloeistof uit het haarvat in het nierkapsel gedreven.
Grafiek 2 geeft de binnenwaarts gerichte kracht weer. Door deze kracht keert vloeistof uit het nierkapsel in het haarvat terug.
De uiteindelijke netto-vloeistofverplaatsing wordt veroorzaakt door de plaatselijke verschillen tussen deze buitenwaarts en binnenwaarts gerichte krachten.

Waardoor is de binnenwaarts gerichte kracht bij P kleiner dan bij Q?

2/3 Vloeistofverplaatsing.

Is er voorbij punt R een netto-verplaatsing van vloeistof uit het haarvat het nierkapsel in?
Zo ja, waaruit bestaat deze vloeistof?

3/3 Vloeistofverplaatsing.
Zie figuur B 374 van de bijlage.

Bij een haarvat S-T in een voet heersen ook een buitenwaarts en een binnenwaarts gerichte kracht. In de afbeelding zijn drie diagrammen getekend. Op de horizontale as zijn de plaatsen in het haarvat aangegeven.
Het bloed stroomt van S naar T. Op de verticale as is de buitenwaarts gerichte kracht uitgezet.

In welk van deze diagrammen is het verloop van de buitenwaarts gerichte kracht schematisch juist weergegeven?

1/4 Emily Dickinson.
Zie figuur B 5737 van de bijlage.

Bij de beroemde Amerikaanse dichteres Emily Dickinson (1830-1886) was waarschijnlijk sprake van een ontsteking aan de urinewegen die haar vrijwel haar hele leven aan huis kluisterde: glomerulonephritis of pyelonephritis.
Bij glomerulonephritis lekken bloedcellen en eiwitten door de nierkapsels naar de urineleider.

Leg uit dat hierdoor oedeem kan ontstaan.

2/4 Emily Dickinson.

Bij pyelonephritis is er sprake van nierbekkenontsteking, vaak als gevolg van herhaalde blaasontstekingen.

Leg uit dat blaasontstekingen meer bij vrouwen dan bij mannen voorkomen.

3/4 Emily Dickinson.

Emily Dickinson had altijd sterk geurende bosjes bloemen in haar nabijheid, vermoedelijk om een scherpe lichaamsgeur te camoufleren. Die geur kan het gevolg zijn van de afbraak van ureum door bacteriën in haar urinewegen.

Welke scherp geurende stof ontstaat er dan?

Dat is [invulveld]

4/4 Emily Dickinson.

Tegenwoordig kunnen blaasontstekingen veel beter bestreden worden dan in de tijd van Dickinson.

Met behulp van welk type medicijnen gebeurt dat?

Met [invulveld]

1/4 Urine.

Het menselijk lichaam scheidt via de nieren urine uit. Urine ontstaat doordat de nieren overtollige stoffen en afvalstoffen uit het bloed halen. Op deze manier zuiveren de nieren het bloed. Urine is meestal helder en geel van kleur. Doordat de samenstelling van urine varieert, kunnen kleur en helderheid per keer verschillen.

Per etmaal produceren de nieren van een mens gemiddeld 1,5 l urine.

Bereken hoeveel ml urine per minuut door een mens gemiddeld wordt geproduceerd.

Phloridzine.

Het glycoside phloridzine dat voorkomt in appelschillen, kan de opname van glucose in de nierkanaaltjes tegengaan.

Een muis die phloridzine krijgt toegediend, zal