Oefentoets Biologie: Huid | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 1

Temperatuurdaling.

Zweetklieren en bloedvaten in de huid spelen bij de mens een rol bij het handhaven van de lichaamstemperatuur.

Welke reacties treden op wanneer de lichaamstemperatuur beneden de 37°C dreigt te dalen?

afbeelding

Spiervezels in de huid.

Bij de mens liggen in de wand van huidbloedvaatjes spiervezeltjes die door samentrekking de doorsnede van deze bloedvaten verkleinen.

Zullen deze spiervezeltjes zich bij temperatuurdaling of bij temperatuurstijging samentrekken en vanuit welk deel van de hersenen krijgen ze hiertoe impulsen?

afbeelding

Huid en vochtigheid.

Bij een onderzoek naar temperatuurregulatie doet een proefpersoon precies hetzelfde werk, in hetzelfde tempo, bij een verschillende relatieve luchtvochtigheid.
Op tijdstip 1 werkt hij in een vochtige omgeving en op tijdstip 2 in een droge omgeving.

Op welk tijdstip zijn de meest oppervlakkig gelegen bloedvaten in zijn huid het sterkst verwijd?
Op welk tijdstip is zijn zweetproductie het hoogst?

afbeelding

Temperatuur.
Zie figuur B 1252 van de bijlage.

Een deel van de energie die in het lichaam van de mens wordt vrijgemaakt, wordt als warmte afgegeven. Bij de warmte-afgifte via de huid spelen onder andere de doorbloeding van de huid en de activiteit van de zweetklieren een rol. Bij een onderzoek naar deze warmte-afgifte wordt een ongeklede proefpersoon bij verschillende omgevingstemperaturen bestudeerd. De proefpersoon is in rust en zijn lichaamstemperatuur blijft constant. De luchtvochtigheid is constant en laag. De resultaten van het onderzoek zijn weergegeven in het afgebeelde diagram. Bij de verticale as is geen variabele aangegeven.
Drie variabelen die afhankelijk zijn van de omgevingstemperatuur, zijn:

1. het vochtverlies via de huid;
2. de warmteproductie van het lichaam;
3. de warmtestraling van het lichaam.

Welke van deze variabelen kan of welke kunnen langs de verticale as in het diagram zijn uitgezet?

Lichaamstemperatuur.
Zie figuur A 273 van de bijlage.

Bij een ongeklede proefpersoon in rust wordt bij omgevingstemperaturen tussen 20°C en 40°C de hoeveelheid warmte bepaald die zijn lichaam afgeeft door verdamping van zweet. Gesteld wordt dat zijn lichaamstemperatuur (kerntemperatuur) gelijk blijft.

De door verdamping van zweet afgegeven warmte wordt uitgedrukt als een percentage van de totale bij dissimilatie geproduceerde warmte en uitgezet tegen de omgevingstemperatuur.
In de afbeelding A 273 zijn vier diagrammen getekend.

In welk van deze diagrammen is het verband tussen het percentage door verdamping afgegeven warmte (Z) en de omgevingstemperatuur juist weergegeven?

Temperatuur.
Zie figuur B 155 en figuur B 156 van de bijlage.

De mens kan warmte afgeven door verdamping van zweet en door straling en geleiding via de huid. De warmte-afgifte door stroming wordt hier buiten beschouwing gelaten.
In diagram 1 van figuur B 155 is het verband weergegeven tussen de temperatuur van het externe milieu en de warmteproductie van een proefpersoon in rust in een windstille ruimte.
In diagram 2 van figuur B 155 is het verband weergegeven tussen de temperatuur van het externe milieu en het warmteverlies door verdamping van zweet.

In welk van de afgebeelde diagrammen in figuur B 156 is bij deze proefpersoon het verband weergegeven tussen de temperatuur van het externe milieu en het warmteverlies door straling en geleiding via de huid?

Huid en bloed.
Zie figuur B 195 van de bijlage.

De tekening stelt een dwarsdoorsnede voor van een onderarm van een mens. Afhankelijk van de omstandigheden stroomt er per minuut meer of minder bloed door de oppervlakkig gelegen aders dan door de dieper geleden aders. Ook kan de totale hoeveelheid bloed die door de aders stroomt variëren.
De hoeveelheid bloed die door de oppervlakkig gelegen aders stroomt, wordt in onderstaande situaties bepaald:

1. bij een hoge omgevingstemperatuur tijdens inspanning;
2. bij een hoge omgevingstemperatuur en tijdens rust;
3. bij een lage omgevingstemperatuur en tijdens inspanning;
4. bij een lage omgevingstemperatuur en tijdens rust.

In één van deze situaties stroomt er meer bloed door de oppervlakkig gelegen aders dan in de andere situaties.

In welke situatie is dit het geval?




-

2/2 Bescherming tegen schadelijk UV-licht.

In de tekst wordt de veronderstelling geuit, dat de op de huid opgebrachte melanine de productie van vitamine D niet remt.
Om dat te onderzoeken moet je een experiment opzetten. Je hebt daarvoor de beschikking over:

- een proefpersoon,
- een pen waarmee je vakjes op de rug van de proefpersoon kunt tekenen,
- een analytische balans waarmee nauwkeurig kan worden gewogen,
- melanine,
- een indifferent smeersel waarmee je melanine kan vermengen, zodat je het op de huid kunt smeren.

In het experiment heb je een UV-lichtbron tot je beschikking en je gebruikt een vaste belichtingstijd. Op deze wijze kan elke cm² huidoppervlak met een gelijke, dosis UV-licht worden bestraald. Je hebt de beschikking over een bepaling voor het vitamine-D-gehalte in de intacte huidgedeelten.

Beschrijf stapsgewijs hoe je je experiment opzet en uitvoert. Gebruik alle genoemde hulpmiddelen. Noem alle hulpmiddelen in je beschrijving.

1/7 Biologisch verband en andere kunsthuid.

Een ongeluk zit in een klein hoekje. Op de afdeling spoedeisende hulp van ziekenhuizen komen regelmatig peuters binnen die pijnlijke brandwonden hebben opgelopen. Een flinke brandwond kan voor veel problemen zorgen: er is een onmiddellijk infectiegevaar en de kans op een litteken is groot. Medici zijn daarom voortdurend bezig om methoden te zoeken die infectie van een brandwond kunnen voorkomen en de huid na verbranding zo goed mogelijk laten herstellen.
Bij een eerstegraads brandwond is alleen de opperhuid aangetast, voornamelijk de keratinocyten die hoornstof produceren en na uitdroging deel uitmaken van de hoornlaag. Bij een diepe tweedegraads verbranding is ook de lederhuid beschadigd, onder andere het bindweefsel bestaande uit fibroblasten, bloedvaten en collagene vezels. Fibroblasten zijn de cellen die het netwerk van collagene vezels, de zogenoemde matrix in de lederhuid vormen.
Om infecties en verdere beschadiging te voorkomen is het belangrijk om grote brandwonden zo snel mogelijk te behandelen. Bij de behandeling kan gebruik gemaakt worden van een bewerkte donorhuid of van een kunsthuid om de beschermende taak van de huid, al dan niet tijdelijk, over te nemen.
Een peuter heeft na een ongeluk een tweedegraads brandwond op de arm opgelopen. Door de verbranding is een litteken ontstaan. Op de plaats van dit litteken is de huid anders gekleurd en minder rekbaar.

- Leg uit waardoor op de plaats van het litteken de huid anders gekleurd is.
- Leg uit waardoor de huid daar minder rekbaar is.

-

2/7 Biologisch verband en andere kunsthuid.

Leg uit waardoor een eerstegraads brandwond meestal niet tot littekenvorming leidt.

3/7 Biologisch verband en andere kunsthuid.

Een brandwond moet zo snel mogelijk bedekt worden om infectie te voorkomen.

Waar moet de wond nog meer tegen beschermd worden?

4/7 Biologisch verband en andere kunsthuid.

Bij infectie van een brandwond is er kans op de vorming van een biofilm, een laag aaneengesloten bacteriën omgeven door bacterieel slijm, vastgehecht op het oppervlak van de wond. De aanwezigheid van een biofilm kan de genezing van de beschadigde huid vertragen.

Geef hiervoor een verklaring.

5/7 Biologisch verband en andere kunsthuid.

Een donorhuid kan na enkele weken afgestoten worden, doordat de donorcellen gelyseerd worden.

Welke cellen van het immuunsysteem kunnen donorcellen lyseren?

6/7 Biologisch verband en andere kunsthuid.

T-cellen herkennen donorcellen aan bepaalde eiwitten op het celmembraan.

Welke eiwitten zijn dat?

7/7 Biologisch verband en andere kunsthuid.
Zie figuur B 4516 van de bijlage.

Bij een tweedegraads brandwond is de toepassing van een kunsthuid als ‘biologisch verband' mogelijk. Voor de productie van deze kunsthuid wordt een siliconenlaag als synthetische opperhuid gebruikt en een sponsachtig netwerk van nylon als matrix voor de lederhuid. Op deze matrix worden menselijke donor-fibroblasten geënt die zorgen voor de begroeiing met collageen. Wanneer de kunstmatige matrix volgroeid is, wordt de kunsthuid gevriesdroogd, waarna hij klaar is voor gebruik.
Door het vriesdrogen verandert de samenstelling van de kunsthuid. Bepaalde componenten van de kunsthuid blijven aanwezig terwijl andere componenten verdwijnen of onwerkzaam worden. De vier belangrijkste componenten zijn:

1. de siliconenlaag
2. de matrix
3. de fibroblasten
4. het collageen

Wat wordt, in verband met de toekomstige functie van de kunsthuid, door vriesdrogen verwijderd of onwerkzaam?



-

1/6 Brandwonden.
Zie figuur B 4707 van de bijlage.

Hoe belangrijk de huid is, wordt pas goed duidelijk als de huid ernstig beschadigd raakt, bijvoorbeeld door verbranding. Er wordt veel onderzoek gedaan naar de genezing van een door brand beschadigde huid en het voorkomen van infectie van de wond.
In het studentenhuis van Herman woedde een schoorsteenbrand. Herman werd met eerste- en tweedegraads brandwonden opgenomen in een brandwondencentrum. Daar wordt door de artsen alles in het werk gesteld om infectie te voorkomen en de door brand beschadigde huid te genezen.
Bij een eerstegraads verbranding is alleen de opperhuid beschadigd, een oppervlakkige tweedegraads verbranding raakt de kiemlaag. Beide kunnen spontaan genezen. Herman heeft ook wat diepere tweedegraads verbrandingen, met beschadiging van de lederhuid. Deze wonden worden intensiever verzorgd.
Doordat het omliggende weefsel niet in staat is om deze wonden snel te dichten, kan een gevaarlijke infectie optreden.
De artsen verwachten dat de eerstegraads brandwonden van Herman snel zullen herstellen.
Bij de afweer spelen de Langerhanscellen in de opperhuid een belangrijke rol.
Deze cellen ontstaan in het beenmerg en verplaatsen zich via de bloedvaten naar de huid, waar ze zich in de opperhuid vestigen (zie de afbeelding).
De Langerhanscellen kunnen antigenen opnemen, verwerken en presenteren aan hun celoppervlak. Ze bezitten daartoe veel MHC-II-moleculen. Zodra een Langerhanscel geactiveerd wordt, migreert de cel naar de lymfeknopen.

Een eerstegraads brandwond herstelt doorgaans snel.

Hoe en vanuit welke laag vindt dat herstel plaats?




-

2/6 Brandwonden.
Zie figuur B 4707 van de bijlage.

Bij de afweer spelen Langerhanscellen in de opperhuid een belangrijke rol.
Deze cellen ontstaan in het beenmerg en verplaatsen zich via bloedvaten naar de huid, waar ze zich in de opperhuid vestigen (zie de afbeelding).
Langerhanscellen kunnen antigenen opnemen, verwerken en presenteren aan hun celoppervlak. Ze bezitten daartoe veel MHC-II-moleculen. Zodra een Langerhanscel geactiveerd wordt, migreert de cel naar de lymfeknopen.
Antigeenpresentatie door de Langerhanscellen activeert bepaalde cellen die een functie hebben bij de bescherming tegen infectie.
Bij Herman is dat niet goed gegaan.

Welke afweercellen hadden door de Langerhanscellen geactiveerd moeten worden?

3/6 Brandwonden.

of: variant

Welke functie heeft antigeenpresentatie door de Langerhanscellen bij de bescherming tegen infectie?

4/6 Brandwonden.

Bij ernstige verbrandingen kan een gevaarlijke infectie optreden als zich een ‘biofilm' vormt in de wond. Een biofilm bestaat uit grote aantallen bacteriën, in een slijmerige laag van extracellulaire polysachariden. De multiresistente ziekenhuisbacterie Pseudomonas aeruginosa maakt vaak deel uit van zo'n biofilm. Zodra er een biofilm gevormd wordt, geneest een brandwond niet goed meer. Enkele complicaties die bij een diepe tweedegraads verbranding kunnen optreden, zijn:

1. De behandeling met antibiotica slaat niet goed aan;
2. De door infectie aangetaste huidlagen herstellen niet goed;
3. Het gewonde gebied wordt slecht doorbloed.

Welke van deze complicaties kan of welke kunnen een gevolg zijn van de vorming van een biofilm?