De arts bij de GGD vertelt dat veel mensen in Indonesië de tbc-bacterie bij zich dragen, maar er niet ziek van worden. Onder bepaalde
omstandigheden kan de bacterie zich toch gaan vermenigvuldigen en wordt de besmette persoon alsnog ziek. Onlangs is ontdekt hoe Mycobacterium tuberculosis zich jarenlang kan verstoppen in het menselijk lichaam zonder ziekteverschijnselen te veroorzaken.
Normaal gesproken worden bacteriën gefagocyteerd door macrofagen. In een macrofaag komen de bacteriën terecht in blaasjes (fagosomen) die versmelten met lysosomen. Vervolgens worden de bacteriën afgebroken door stoffen uit de lysosomen (afbeelding 2).

(1p)Van welk celorganel in de macrofaag zijn de lysosomen afgesplitst?

Alg doet oliepalm na
Door de aanleg van oliepalmplantages in Zuidoost-Azië gaan vele hectaren oerwoud verloren. Mede daarom wordt palmolie door milieu-organisaties als niet-duurzaam bestempeld. Voor onderzoeker Lenny de Jaeger (afbeelding 1) was dit een reden om op zoek te gaan naar een manier om olie te produceren met behulp van algen. Palmolie wordt gewonnen uit de olierijke vruchten van de oliepalm en wordt gebruikt als ingrediënt van veel voedingsmiddelen en verzorgingsproducten, maar ook voor de productie van biodiesel. Olie geproduceerd door algen in kwekerijen in Nederland kan een duurzaam alternatief bieden voor palmolie. Boskap leidt tot het verkleinen van leefgebied voor planten en dieren. Dit is een argument om het gebruik van palmolie vanuit ecologisch oogpunt niet-duurzaam te noemen.

Een van de risico’s bij de kweek van algen is besmetting met virussen, eencellige schimmels of eencellige dieren. Met een microscoop bekijkt De Jaeger een preparaat van een algenkweek en hij ziet dat de kweek is vervuild met een eencellig organisme.
Op grond van welk kenmerk kan De Jaeger vaststellen dat dit eencellig organisme tot de dieren behoort en niet tot de schimmels?

Mazelen

Irene leest dat mazelen een zeer besmettelijke ziekte is. Het virus wordt overgedragen door de lucht via druppeltjes vocht die een mazelenpatiënt verspreidt bij het uitademen, hoesten en vooral bij het niezen (afbeelding 1).

Als iemand druppeltjes met mazelenvirus inademt, kunnen de virussen dekweefselcellen in de luchtwegen infecteren. De virussen worden in de dekweefselcellen vermenigvuldigd en komen vervolgens vrij. Deze virussen binden ook aan receptoren op het membraan van macrofagen die zich in de luchtwegen bevinden.

(1p) Tot welke groep organische stoffen behoort een receptor?

Galstenen
Noor werkt als radiodiagnostisch laborant in een ziekenhuis. Ze maakt een scan van de buik van een patiënt. Deze patiënt kwam op de spoedeisende hulp met hevige pijn rechtsboven in de buik en met een gelige gelaatskleur. Op de scan (afbeelding 1) ziet Noor een witte plek op de lever. Dit bevestigt haar vermoeden dat het galstenen zijn die de buikpijn  veroorzaken. Na overleg met de arts wordt de patiënt doorverwezen naar een internist voor behandeling.

Op de scan zijn vier witte plekken met letters aangegeven.
(1p)Noteer de letter die de witte plek op de lever aangeeft.

Een nieuwe hartklep, door het lichaam zelf gemaakt
In Nederland worden jaarlijks ongeveer vijfduizend hartkleppen vervangen door kunsthartkleppen. Bij kinderen met een kunsthartklep, moet de klep meerdere keren worden vervangen, omdat een kunsthartklep niet meegroeit. Biomedisch ingenieur Carlijn Bouten werkt aan een oplossing
voor dit probleem.

Het functioneren van de kunstklep is in het laboratorium getest in een kunstslagader onder de omstandigheden die heersen in een longslagader.
In plaats van bloed werd een zoutoplossing door de kunstklep heen gepompt. In afbeelding 3 zijn foto’s te zien van een filmpje van het functioneren van de kunstklep als longslagaderklep. De foto’s beslaan één hartcyclus, waarvan de drie achtereenvolgende perioden zijn aangegeven met letters.

Na de test onder de omstandigheden die heersen in de longslagader, is de kunstklep getest onder de omstandigheden die heersen in de aorta. Na de succesvolle tests in het laboratorium is de kunstklep bij schapen geïmplanteerd op de plaats van de longslagaderklep. Gedurende een jaar
werd de gezondheid van deze schapen gecontroleerd. Uit dit onderzoek blijkt dat het weefsel van de geïmplanteerde klep verschillende fasen
doorloopt om uiteindelijk een ‘levende’ klep te worden (afbeelding 4).

Tijdens de groeifase komen verschillende stamcellen het kunstvezelnetwerk binnen vanuit het bloed en het omringende hartweefsel
van het schaap. Gestimuleerd door de ontsteking gaan deze stamcellen zich delen om nieuwe cellen (bindweefsel- en endotheelcellen) te vormen. Tijdens de ontwikkelingsfase worden de kunstvezels afgebroken, zodat uiteindelijk alleen hartklepcellen overblijven in een netwerk van stevige en
elastische eiwitten. De restanten van de kunstvezels worden opgeruimd door witte bloedcellen die deze restanten opnemen in een blaasje. Dit
blaasje versmelt vervolgens met een bepaald celorganel, zodat de kunststofrestanten verteerd kunnen worden.

(1p)Met welk celorganel versmelt het blaasje zodat de kunststofrestanten verteerd kunnen worden?

Quinoa
Anouk heeft tuinbouw en akkerbouw aan de HAS Hogeschool gestudeerd. Tijdens haar stage in Peru heeft ze kennisgemaakt met de teelt van
quinoa. Als ze na haar studie het akkerbouwbedrijf van haar ouders overneemt, besluit ze ook quinoa te gaan telen. Quinoa (Chenopodium quinoa,
afbeelding 1)

is een gewas dat al eeuwen geteeld wordt in Bolivia en Peru. De plant vormt grote trossen met kleine eetbare zaadjes die een
hoge voedingswaarde hebben. Quinoa is een zeer tolerant gewas, vooral wat droogte betreft. Het verdraagt zowel hoge temperaturen als nachtvorst, en kan ook op verzilte bodems groeien.

Anouk zaait de quinoa in maart. Nadat de zaden gekiemd zijn, groeien de planten goed. De biomassa van quinoaplanten kan snel toenemen: in vijf
maanden groeit er uit een zaadje een forse plant van 1 tot 1,5 meter hoogte. Steeds meer landbouwgronden verzilten: het grondwater wordt zouter
door binnendringend zeewater. Ook de akkerbouwgrond van Anouk verzilt langzaam. De meeste landbouwgewassen kunnen daar niet goed tegen.
Quinoa is zouttolerant omdat het veel meer zout-ionen zoals Na+ en Cl– opneemt dan andere landbouwgewassen. Deze zoutionen worden na opname in de wortel via de vaatbundels naar de bladeren vervoerd. Daar worden ze opgeslagen in gespecialiseerde epidermiscellen die een uitstulping hebben: de zoutblaas (afbeelding 2). In die zoutblaas bevindt zich een vacuole waar zout-ionen in hoge concentraties kunnen worden
opgeslagen. Over de opslag van zout-ionen in de epidermiscellen van quinoa worden de volgende uitspraken gedaan:
1 Door de opslag van zout-ionen wordt de vacuole hypotoon ten opzichte van de rest van de cel.
2 De opname van zout-ionen in de vacuole in een zoutblaas verloopt via membraaneiwitten.
3 De opname van zout-ionen in de vacuolen van de zoutblazen kost ATP.
(2p)Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de betreffende uitspraak juist of onjuist is.

Levertransplantatie
Jan heeft een infectie met het hepatitis C-virus gehad, waardoor zijn lever chronisch ontstoken is. Dit heeft geleid tot de vorming van littekenweefsel. Omdat zijn leverfunctie sterk is afgenomen, komt hij in aanmerking voor een levertransplantatie. Het hepatitis C-virus is een RNA-virus dat hoofdzakelijk wordt overgedragen via bloed-bloedcontact. De chronische hepatitis C-infectie werd bij Jan aangetoond met behulp van bloedonderzoek. Bij dit bloedonderzoek werd gezocht naar antistoffen tegen hepatitis C.
Door de chronische ontsteking van Jans lever zijn veel levercellen beschadigd geraakt en vervolgens afgestorven. Op deze plaatsen is littekenweefsel ontstaan. Door de vorming van littekenweefsel sterven ook steeds meer niet-geïnfecteerde cellen. Deze toestand van de lever wordt levercirrose genoemd. Omdat de leverfunctie bij Jan hierdoor te veel is
afgenomen, is een levertransplantatie nodig. Er is een donorlever voor Jan beschikbaar gekomen, maar deze is niet in goede staat. Vincent de Meyer, transplantatiearts van het Universitair Medisch Centrum Groningen, heeft een methode om de kwaliteit van een slechte donorlever te verbeteren. Eerst koppelt hij de bloedvaten van de lever aan een machine en plaatst hij de lever in een bak met een koude (4 tot 12 °C), zuurstofrijke spoelvloeistof. Via de bloedvaten wordt deze vloeistof door de lever gepompt. De zuurstof in de spoelvloeistof is bedoeld om een bepaald celorganel in de levercellen aan het werk te zetten. Dit celorganel produceert dan een energierijke stof die nodig is om de celprocessen in andere delen van de cel te laten verlopen.
(2p) Noteer de naam van dit celorganel en noteer de naam van deze energierijke stof.

Rijst doneert menselijk bloedeiwit
Carla is verpleegkundige bij een bloedafnamepost. Ze prikt een ader aan bij Lorenzo, die bloedplasma gaat doneren. Lorenzo’s bloed stroomt via een slangetje naar een plasmaferese-machine, waarin het bloedplasma wordt gescheiden van de vaste bloedbestanddelen. De plasmaferese-machine slaat het plasma op in een plasmazak (afbeelding 1).

Lorenzo krijgt zijn eigen bloedcellen weer terug in een vervangende kunstmatige oplossing. Dit gaat via hetzelfde slangetje en dezelfde naald. Lorenzo ontvangt zijn eigen bloedcellen terug in een kunstmatige oplossing (fysiologische zoutoplossing).

Uit bloedplasma worden eiwitten gewonnen. Het meest voorkomende eiwit in bloedplasma is HSA (Humaan Serum Albumine). Dit HSA wordt toegediend aan patiënten met brandwonden of zeer groot bloedverlies. In Azië is een rijstras genetisch gemodificeerd zodat het grote hoeveelheden HSA kan produceren. Eerder werden bacteriën en gisten al
gemodificeerd, zodat ze HSA gingen produceren. Echter, HSA van de bacteriën was niet werkzaam en HSA uit de gistcellen bleek moeilijk te zuiveren. De productie en verwerking van HSA uit rijstzaden is makkelijker en goedkoper. In menselijke levercellen wordt HSA gemaakt op basis van de informatie van een gen. Het eiwit wordt gevormd door de ribosomen, waarna het in het endoplasmatisch reticulum en het golgi-systeem wordt gevouwen en getransporteerd naar buiten de cel. Voor de productie van HSA maken bacteriën, gistcellen en rijstplanten gebruik van het menselijk gen.
(1p)Verklaar waardoor het HSA geproduceerd door bacteriën niet werkzaam is.

Smeerwortel
Als Adella zich in haar vinger snijdt bij het schillen van een appel, legt haar oma er een paar gekneusde bladeren van de smeerwortel op. Volgens oma helpt dit om de wond sneller te laten genezen. Adella wil weten of dit echt zo is. Adella leest dat smeerwortel (Symphytum officinale, afbeelding 1) allantoïne bevat, een stof die de celdeling stimuleert.

Ook bevat smeerwortel choline, dat nodig is voor de synthese van bepaalde neurotransmitters. De plant produceert daarnaast pyrrolizidine alkaloïden (PA’s). Deze giftige stoffen worden in verband gebracht met leveraandoeningen bij de mens. Enkele onderzoeken geven aan dat het gebruik van smeerwortel genezing van wondjes kan stimuleren.
(1p)Welke stof uit smeerwortel zou wondherstel kunnen stimuleren? Verklaar je antwoord.

De ziekte van Wilson
Toen Jannekes vriend opmerkte dat haar ogen van kleur leken te veranderen, dacht ze dat hij een grapje maakte. Maar in de spiegel ziet ze tussen het blauw en het wit van haar ogen een randje geelbruin. Voor de zekerheid gaat zij naar de dokter. Die vermoedt dat Janneke de ziekte van Wilson heeft. De ziekte van Wilson is een zeldzame aandoening waarbij de uitscheiding van koper is verstoord. Hierdoor hoopt koper zich op in de lever, maar ook aan de rand van het hoornvlies, waardoor de verkleuringen ontstaan. In afbeelding 1 is in een doorsnede van het oog een aantal plaatsen met letters aangegeven.

Het eiwit dat betrokken is bij de koperuitscheiding bevindt zich bij gezonde personen in het organel dat in afbeelding 2 met letter P is aangegeven.

(1p)Noteer de naam van het organel dat aangegeven is met de letter P.

fMRI-onderzoek is niet altijd te reproduceren
Vanaf halverwege de vorige eeuw kunnen kleine hersengebieden onderzocht worden door middel van röntgenonderzoek. Sinds 1990 kan met ‘functional Magnetic Resonance Imaging’ (fMRI) vrij precies de
hersenactiviteit worden gemeten (afbeelding 1). De conclusies van sommige fMRI-studies staan echter ter discussie.

Bij het onderzoek naar welke gebieden in onze hersenen betrokken zijn  bij het uitvoeren van bepaalde functies waren wetenschappers tot 1960 afhankelijk van patiënten die door een ongeluk een beschadiging in hun hersenen hadden opgelopen. Door gedragsobservaties bij deze patiënten konden de hersencentra voor geheugen, herkenning van personen en sociale aanpassing worden gelokaliseerd.
Met fMRI wordt de doorbloeding van bepaalde hersengebieden bekeken (afbeelding 2), waarbij een resolutie van 2 millimeter kan worden bereikt. Dit betekent dat van een gebiedje van 2 bij 2 millimeter de verandering in hersendoorbloeding kan worden waargenomen.

Hoe gedetailleerd is de informatie die met de resolutie van 2 millimeter met fMRI kan worden geanalyseerd?

Actieplan SOS vuursalamander
Onze meest spectaculaire salamander, de vuursalamander, verkeert in nood en dreigt de eerste amfibie te worden die deze eeuw in Nederland uitsterft. Om dit te voorkomen startte RAVON (reptielen-, amfibieën-,vissenonderzoek Nederland) met het actieplan ‘SOS vuursalamander’.

De vuursalamander (Salamandra salamandra, afbeelding 1) is in Nederland de enig voorkomende landsalamander. Vuursalamanders leven in de vochtige loofbossen met bronbeekjes van Zuid-Limburg. Het voedsel van de volwassen vuursalamander bestaat vooral uit wormen en naaktslakken. Ook sommige geleedpotigen en hun larven staan op het menu, vooral de wat tragere dieren zoals miljoenpoten, pissebedden en rupsen. De larven van de vuursalamander leven hoofdzakelijk van kleine algen-etende watervlooien. Er is niet veel bekend over natuurlijke vijanden van de volwassen vuursalamander. Oudere exemplaren zijn waarschijnlijk te giftig om door andere dieren gegeten te worden. Jongere exemplaren zijn nog niet zo
giftig en vormen een prooi voor loopkevers. De larven van de vuursalamander worden gegeten door de beekforel, libellenlarven, waterkevers en de waterspitsmuis.

Vanaf 2008 werden steeds vaker dode vuursalamanders gevonden. Omdat veel van deze dode vuursalamanders zweren op hun huid hadden, werd al snel gedacht aan een ziekteverwekker. In 2013 identificeerden onderzoekers de tot dan toe onbekende schimmel Batrachochytrium salamandrivorans, die dodelijk bleek te zijn voor de vuursalamander. Met
de identificatie van deze schimmel was de eerste doelstelling van SOS vuursalamander gehaald.
In tabel 1 zijn kenmerken van vier ziekteverwekkers weergegeven.

(1p)Welke van de vier ziekteverwekkers uit tabel 1 kan Batrachochytrium salamandrivorans zijn?