inimese homÖostaas
DESCRIPTION
INIMESE HOMÖOSTAAS. Koostas Kersti Veskimets. Kordamiseks: Inimese kuuluvus. Riik - loomad Hõimkond - selgroogsed Klass - imetajad Selts - primaadid Sugukond - inimlased Perekond - inimene - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
INIMESEHOMÖOSTAAS
Koostas
Kersti Veskimets
Kordamiseks: Inimese kuuluvus
Riik - loomad
Hõimkond - selgroogsed
Klass - imetajad
Selts - primaadid
Sugukond - inimlased
Perekond - inimene
Liik - pärisinimene
Vaata 5-minutilist ülevaadet inimese anatoomiastPalju häid animatsioone
Kordamiseks:
PRIMAATIDE TUNNUSED
1. Väga liikuvad sõrmed
2. Lamedad küüned
3. Väga hea nägemine
4. Vähenenud haistmine
5. Näokolju lamenemine
6. Aju areng
7. Elupaigaks metsad (valdavalt puudel)
8. Neoteenia
Kordamiseks:Inimese iseloomulikud tunnused
1. Väga suur ajumaht – 1400 ml
2. Püstine kehahoiak – kehaehitus
3. Väga aeglane areng – neoteenia
4. Mitmekesine toit, selle töötlemine
5. Märgisüsteemid: kõne ja kirjaoskus
6. Perekond – ühiskond - tehnoloogia
Nii keha sees kui väliskeskkonnas toimub pidevalt muutusi
Organism püüab kogu aeg säilitada sisekeskkonna püsivust - homöostaasi.
Peamiselt närvide ja hormoonide abil.
Rakkudes peab olema õige ainete kontsentratsioon.
Ensüümide tööks on vajalik kindel temperatuur.
Meie rakud signaliseerivad üksteisele ja vastavalt sellele, avalduvad meie geenid.
Kui rakk on kaotanud normaalse talitlemisvõime, suunatakse ta apoptoosi.
Rakkude suhtlemiseks on mitmeid võimalusi:
• Hormoonidega, mis liiguvad küll veres, kuid mõjutavad vaid teatud rakke
• närvirakkude signaalidel põhinevad lihasrakkude töö, aistingud ja mälu
• rakud mõjutavad oma kuju muutes lähedase naaberraku tööd - nt valged verelibled
• kasvufaktorid on signaalained (eritab tsütoplasma), mis kiirendavad või pidurdavad rakkude kasvu
• Kas kokasaadete vaatamine suurendab kehakaalu?
Neuraalne regulatsioon
http://www.youtube.com/watch?v=a0PNHAwHVnU
40 minutit neuraalset regulatsiooni:
Neuron neuriidi pikkus võib olla üle meetri
http://www.argosymedical.com/Other/samples/animations/Dual%20Roles%20of%20Pancreas/index.html
Akson ehk neuriit viib erutust välja
Müeliintupp koosneb gliiarakkudest, kaitseb
Dendriidid toovadsignaale
Tuum
Rakukeha
Närvilõpmed
Koos moodustavad närvikiu
Müeliinkihita närvikiu osas levib erutus kiirusega 0,3…3 m/s
Müeliinkattega närvikiu osas kiirusega 3…130 m/s
Lisalugemine
Neuronite jaotus funktsiooni alusel:– aferentne – toob perifeeriast info KNS-i– vaheneuron – kogu ulatuses KNS-s– eferentne – viib KNS-st info efektorelundini
Neuronite jaotus ehituse alusel:
unipolaarne – neuroni kehast eemaldub ainult üks jätke (akson)
pseudounipolaarne – rakukehast eemaldub üks jätke, mis hiljem hargneb; selle koosseisus nii dendriit kui akson, mis arengu käigus ühinenud
bipolaarne – rakukeha ühest otsast väljub dendriit, teisest akson
multipolaarne:
1) pikaaksoniline (palju dendriite, üks dendriitidest tunduvalt pikem akson)
2) lühiaksoniline (palju dendriite, akson dendriitidega sama pikk)
Närvisüsteem jaotub kaheks :
I KESKNÄRVISÜSTEEM
peaaju: 1,35 kg; 100 miljardit neuronit ja
gliiarakud (30% aju üldmahust).
seljaaju
hallaine(2) - neuroni kehad
valgeaine (3) - närvikiud
Peaaju töötleb, salvestab,
jagab käsklusi.
Gliiarakud
- tagavad neuronite stabiilsuse neid ümbritsedes
– juhivad kasvufaktorite ja troofiliste faktorite abil neuronite arengut
– osalevad neuronite uuenemisprotsessis (toitumine)
– kõrvaldavad hukkunud neuroneid
Erinevalt neuronitest gliiarakke taastatakse
Aju võimekus sõltub aju välispindala suurusest, teiste imetajate aju ei ole nii kokku volditud
Inimese ja valgevaala ajukäärude võrdlus http://www.nhm.ac.uk/visit-us/galleries/blue-zone/
mammals-blue-whale/index.html
http://en.citizendium.org/wiki/Brain_evolution
Närv - närvikiudude kimbud koos sidekoega
http://www.google.ee/imgres?imgurl=http://www.demosschiropractic.com/illus/spinal-nerve-distribution.gif
Närvi ehitus
Sclerosis multiplex haiguse korral kahjustub müeliinkest -kõne- ja nägemishäired, värinad ja halvatus
II PIIRDENÄRVISÜSTEEMi moodustavad närvid, mis ühendavad pea- ja seljaaju
kõigi keha piirkondadaega.
Peaaju saab selle kaudu pidevalt teavet organismis toimuvast ning meeleelundite kaudu ka ümbritsevast keskkonnast
Osa närvisüsteemi juhitavatest tegevustest on
tahtelised,
teised tahtest sõltumatud - autonoomsed.
Piirdenärvisüsteem
SelgroolüliSelajaaju
Närv
http://academic.kellogg.edu/herbrandsonc/bio201_mckinley/Nervous%20System.htm
Vaata seda viidet:
Piirdenärvisüsteem jaguneb:
I SENSOORNE ns:
Retseptoritest (meele-elunditest) kesknärvisüsteemi signaale toovad tundenärvid
II SOMAATILINE ns:
Kesknärvisüsteemist skeltilihastele signaale viivad motoorsed närvid
III AUTONOOMNE ns (juhib hüpotalamus):
Näärmetesse, elunditesse ja silelihastesse signaale viivad närvid:
1. Sümpaatiline - talitleb aktiivses seisundis, jõudlus suurem - "jookse!"
2. Parasümpaatiline - talitleb puhkeseisundis - "seedi!"
Signaalide liikumine närvirakkudesLihtsalt...
Puhkeolekus on neuroni membraani sisepinnal negatiivne laeng, välispinnal positiivne.
Pinge erinevuse (puhkepotentsiaal -60 kuni -90 mV) põhjustab ioonilise koostise erinevus.
K- ja Na-ioonide liikumiseks on membraanis
ioonkanalid (puhkeolekus suletud) ja ioonpumbad
(vajavad ATP, kasutavad 2/3 kogu raku ATP hulgast)
Ioonpumpade transportvalgud juhivad ioone kõrgema kontsentratsiooni poole.
AP teke ja liikumine
Aktsioonipotentsiaali tekkimine
1. Ärrituse tagajärjel avanevad naatriumikanalid ja Na-ioonid liiguvad kiiresti neuronisse.
Tekib laengu muutus
2. Neuroni sisemuse positiivne laeng avab
kõrvalolevad Na-kanalid
Vaata veel Na- ja K-kanali ning Na/K-pumba töö
Vaata Aktsioonipotentsiaali teke
Aktsioonipotentsiaali tekkimine
Na-kanalid sulguvad kiiresti, K-kanalid avanevad. K liigub
rakust välja, sisu muutub negatiivseks, sest
on nüüd kauem lahti
Naatrium-kaaliumpump suunab ioonid endistele kohtadele, vajab ATP energiat.
Vaata pumba tööd:
Aktsioonipotentsiaal levib lainena piki membraani
Kui ärritus on liiga nõrk, siis pisut Na-ioone siseneb, kuid kõik sumbub.
Kui ärritus ületab teatud läve, siis sisenevad Na-ioonid ja tekib aktsioonipotentsiaal, mis levib suure kiirusega piki närvikiudu - see ongi närviimpulss.
Uus aktsioonipotentsiaal saab alles siis tekkida kui puhkepotentsiaal on tekkinud.
Müeliinkihita närvikiu osas levib erutus kiirusega 0,3…3 m/s
Müeliinkattega närvikiu osas levib kiirusega 3…130 m/s
Erutuse ülekanne ühelt närvirakult teisele keemilises sünapsis
Sünaps – koht, kus ühe neuroni neuriit puutub kokku teise neuroni dendriidiga.
Sünapsis võib ülekanne toimuda keemilisel teel:Sünapsis on põiekestes mediaatorid, mis vahen-
davad impulsi liikumist. Põiekesed avanevad, kui impulss jõuab kohale, sest Ca siseneb nüüd rakku.
Mediaatorid avavad ioonkanalid Na-ioonidele. Kui mediaatorit enam ei vajata, liiguvad nad tagasi. Õpi: sünapsi töö ilma tekstita
Sünapsi töö
Vaata animatsiooni keemilise sünapsi tööst
Kus on sünapsid?
Kui
aktsioonipotentsiaal
jõuab sünapsi, siis Ca-
ioonid sisenevad,
põiekesed liiguvad
membraanile ja
mediaator vallandub
kahe raku vahele.
Harjuta! http://bio.edu.ee/models/et/index.html
Põieke, milles on ülekandeaine ehktransmitter ehk mediaator
Mediaator ühineb retseptoriga,
avab Na-kanalidja vallandub
aktsioonipotentisaal
Sünaps korralikult seletatud ja ka väga tore ülesanne:
http://outreach.mcb.harvard.edu/animations/synaptic.swf
Mediaatorid e. transmitterid e. virgatsainedNeid on kümned erinevaid ja avastatakse järjest uusi: Atsetüülkoliin - lihaste ja seedetrakti regulatsioonis
(Blokeeritud Alzheimeri tõve puhul)
Dopamiin, - liigutused, tähelepanu, õppimisvõime, motivatsioon, edasipüüdlikkus (Parkinsoni tõbi skisofreenia)
Serotoniin - tuju, unetus, isu (enamus seedetraktis), LSD mõjutab serotoniini ülekannet, kontrollib agressiivset käitumist
Endorfiinid - (üle 20), erituvad stressi ja valu puhul;
ja ka füüsilise pingutuse (40 min), seksi, shokolaadi söömisel:
valu väheneb, eufooria, immuunsuse kasv, aju ei vanane, (sisemine+morfiin) maratonijooksja ei tunne valu.
Kas H. erectus jooksis jahil kümneid kilomeetreid?
Kas enesepiitsutmine/vihtlemine saab teha rõõmu?
Glutamaat on kõige levinum ergastav neurotransmitter, mida
esineb ~50% neuronites ja ~90% sünapsides. Osaleb ajus
kõikjal: alates mälestuste moodustamisest ja liigutuste algata-
misest kuni kõikide meeleelundite signaalide ülekandeni.
Oluline aksonite/dendriitide kasvu ja sünapside mõjutaja.
Adrenaliin ja noradrenaliin - sümpaatilise ns. mediaator
Melatoniin on käbikehas sünteesitav hormoon, mis reguleerib inimese bioloogilist ööpäevarütmi. Melatoniin on ka tugev antioksüdant. Kasutatakse unehäirete ravis, 1993. a. on see toidulisandina müügil USA-s.
Postsünaptilise potentsiaali pikkus oleneb mediaatori
eemaldamisest postsünaptilisest pilust. Mediaatori
eemaldamine on erinevate mediaatorite jaoks erinev, osad (nt
ACh) hüdrolüüsitakse sünaptilises pilus, teised (nt serotoniin)
seotakse taas presünaptilises rakus ja kasutatakse hiljem uuesti.
Lisalugemine
Ained, millel on mediaatoriga sarnane keemiline struktuur, on agonistid.
Sellised ained suudavad sünaptilist ülekannet vahen-dada sarnaselt ainega, mida need ‘jäljendavad’.
Alternatiivselt võivad sellised ained blokeerida signaali ülekande sünapsis, sellisel juhul nimetatakse neid antagonistideks.
Ilmselt tuntumaid atsetüülkoliini agoniste on kuraare (D-tubokurariin) mis konkureerib atsetüülkoliiniga retseptorite pärast, seostudes nendega pöördumatult.
Psühhotroopsete ainete (psühhofarmakonide) mõju
Valuvaigistite (morfiini) mõju seisneb selles, et nad asuvad mediaatori asemele ja impulss ei saa edasi kanduda.
Võivad pärssida virgatsaineid sünteesivaid ensüüme ( kasutatakse depressioniravimites)Blokeerivad postsünaptilise närviraku retseptorid ( skisofreenia ravimid, kofeiin)Takistavad virgatsainete tagasihaaret ja suurendavad
mõju teistele neuronitele( depressiooniravimid)Suurendavad retseptorite tundlikkust (rahustid, uinutid)
Alkoholi-, tubaka- ja narkootikumide toimest
Nad muudavad sünapsis toimuvat, mille tulemusel
tekivad püsivad muutused kesknärvisüsteemis.
Valuvaigistid, rahustid, kofeiin, nikotiin, morfium, kokaiin, heroiin, marihuaana toimivad sarnaselt mediaatoritega, selletõttu loobub keha tootmast oma mediaatoreid ja algab vajadus, sõltuvus, valu.
Nt.: Heroiin sarnaneb endorfiinile, ajuripats ei tooda enam endorfiini, kaob retseptorvalkude tundlikkus. Kui lõpetada narkots, vajab keha endorfiini, mida ei ole ja tekivad retseptorid otsimaks neid.
Näiteid toimest:
Ecstasy, alkohol põhjustavad serotoniini neuronite taandarengu - impulsiivsus, meeleoluhäired, mälu halvenemine
Amfetamiin, ecstasy suurendavad virgatsainete eritamist
Kofeiin, coca, tee - blokeerivad retseptorid
Takistavad, blokeerivad virgatsainete tagasihaaret, suureneb mõju teistele neuronitele
Asendab virgatsaineid ( oopium, kanep)
Mõju dopamiini neuronitele, dopamiini eritumine suureneb
Erutuse ülekanne ühelt närvirakult teisele elektrilises sünapsis
... on võimalik sel juhul, kui neuronite membraanid on omavahel väga tihedas ühenduses.
Siis Na-ioonid liiguvad läbi avatud ioonkanalite teise rakku ja põhjustavad seal depolarisatsiooni.
Elektriline sünaps Keemiline sünaps
http://kin450-neurophysiology.wikispaces.com/Synaptic+Transmission
Neuromuskulaane sünaps - koht, kus närv ja lihas kohtuvad.
Sünapsi läbib elektriline signaal ja käivitab kaltsiumiioonide voo, mis paneb valgulised kiud ehk müofilamendid üksteise peale libisema. Kui see juhtub, lüheneb sarkomeer.
Sarkomeer on paks lihaskiudude süsteem, mis annab südame- ja skeletilihastele iseloomuliku vöödilise välimuse.
Miljardid lühenevad sarkomeerid panevad kogu lihaskiu kokku tõmbuma.
http://www.youtube.com/watch?v=70DyJwwFnkU&feature=related
Vaata väga detailselt neuromuskulaarset sünapsi:
Neuromuskulaarne sünaps
http://www.unm.edu/~lkravitz/Exercise%20Phys/neuromuscular.html
Neuromuskulaarne sünaps
http://mynotes4usmle.tumblr.com/post/34773331063/houseofmind-the-neuromuscular-junction-nmj-is
Lisalugemine/vaatamine
Nummerda erutuse ülekandumise etapid närvirakult lihasrakule:
A Ülekandeaine (mediaator) vabaneb sünaptilisse pilusse.
B Membraanis olevad kaltsiumikanalid avanevad ja kaltsiumioonid liiguvad rakku.
C Raku sees olevad ülekandeainet sisaldavad põiekesed sulavad kokku raku membraaniga.
D See tekitab lihasrakus erutuse, mis levib mööda rakku edasi ning põhjustab lihasraku kokkutõmbe.
F Aktsioonipotentsiaal jõuab närviraku lihasrakuga kokkupuutes olevasse otsa.
G Ülekandeaine seondub lihasraku membraanil olevate retseptoritega
E Need retseptorid on ka ioonikanalid, mis ülekandeaine seondumisel avanevad, lastes rakku sisse naatriumioone
Refleksikaar: Ärritaja toimel tekib närvilõpmetes (retseptorites) erutus, mis levib mööda aferentset närvi kesknärvisüsteemi. Sealt liigub erutus eferentse närvi pidi kindla organi piirkonda (nt. lihasesse). Viimane reageerib erutuse toimel.
http://qwickstep.com/search/arc-reflex.html
dendriit
motoorse närvi akson
vaheneuron
akson
Aferentse neuroni keha
retseptor
Põlverefleks
http://qwickstep.com/search/the-knee-jerk-reflex.html
Lisalugemine Neuronite mitmekesisus
ehituse alusel:– unipolaarne – neuroni kehast eemaldub ainult üks jätke
(akson)– pseudounipolaarne – rakukehast eemaldub üks jätke,
mis hiljem hargneb; selle koosseisus nii dendriit kui akson, mis arengu käigus ühinenud
– bipolaarne – rakukeha ühest otsast väljub dendriit, teisest akson
– multipolaarne• pikaaksoniline (palju dendriite, üks dendriitidest
tunduvalt pikem akson)• lühiaksoniline (palju dendriite, akson dendriitidega
sama pikk)
LisalugemineNeuronite mitmekesisus
• kõigil neuronitel ei ole aksoneid
• lisaks aksodendriitilistele, -somaatilistele sünapsitele esineb ka dendrodendriitilisi sünapse, mis on retsiprooksed
• paljud neuronid vabastavad rohkem kui ühte neurotransmitterit
• igale neurotransmitterile on rohkem kui üks retseptor
• mitte kõik neuronid ei ole erutumiseni puhkeolekus
Gliiarakke nim. Schwanni rakkudeks-
moodustavad aksonite ümber müeliintupe, keerates oma jätkeid ümber selle.
Lipiididest ja valkudest koosnev müeliinkiht kaitseb närvirakkude aksoneid.
Müeliinkiht kahjustub: kas geneetilistel põhjustel või viirusnakkuste tagajärjel.
Esimesel juhul ründavad närvirakke kaitsvat kihti inimese enda immuunsüsteemi rakud. Selle tulemusena kujuneb sclerosis multiplex , mis on kõige sagedasem noori inimesi tabav pea-ja seljaajuhaigus. Palju probleeme - nägemishäired, jalgade nõrkus ja kangus, tasakaaluhäired, käte värisemine. Haigus on progresseeruv ning praegu seda ravida ei osata.
Tüvirakuteraapia on näidanud hiirtest katseloomadel lubavaid tulemusi.
Ühel neuronil on tuhandeid sünapse teiste neuronitega
Ajus on miljardeid sünapse: 1 000 000 000 000 000!
Ajumaht on 1013 - 1015 baiti.
Mida rohkem signaale ajus liigub, seda rohkem
sünapse tekib, s. t. aju kasvatab end töö käigus ise.
Mida rohkem sünapse, seda võimekam on aju.
Miks lapsed omandavad võõrkeeled kiiremini?
Miks lugemaõpetamine 7-lt on raskem, kui 3-aastaselt?
Miks kõneta keskkonnas elanud laps ei suuda ka teismelisena kõnet omandada?
MIKS ON VAJA ÕPPIDA?
Neuron ja sünapsid
PEAAJU
Suuraju - mõtlemine
Piklikaju - süda, hingamine
Keskaju - silmade ja
pea liigutused
Väikeaju - koordintsioon, tasakaal
http://www.google.ee/imgres?imgurl=http://lepo.it.da.ut.ee/~pedaste/tubakas/Image52.gif
SUURAJU
Suuraju poolkerade koor (hallaine)
on närvisüsteemi keerukaim osa, kõige noorem nii fülogenee-tilises kui ontogeneetilises plaanis. Suuraju koore paksus on 2 – 4 mm, seal paikneb 10 – 18 miljardit närvirakku.
Arvukad käärud ja vaod annavad suure pindala - 2m2
Suuraju jaguneb paremaks ja vasakuks pooleks - ajupoolkerdeks, mis on närvidega ühendatud.
Ajupoolkerad jagunevad neljaks sagaraks.
Aju mass moodustab umbes 2% keha massist, tema hapnikutarbimine
aga ca 18% kogu organismi hapnikutarbimisest puhkeseisundis. Inimese puhta hapniku tarve ööpäevas on 390 liitrit (562g).
Vasaku suuraju poolkera sagarad
Oimusagar
helid, mälu
Kiirusagar
puute- ,soojus-, surve-, valuärritused
Kuklasagar
nägemine
TsentraalvaguOtsmikusagar
Kõne, mõtted tunded, isiksus
Nimetage sagarad!
AJUTÜVI
...ühendab peaaju ja
seljaaju.
Hõlmab:
Piklikaju - süda, hingamine, seedimine
Keskaju - pea ja silmade automaatsed liigutused
vahendab impulsse peaaju ja seljaaju vahel
Sild
VÄIKEAJU - liigutuste täpsus, koordinatsioon, tasakaal
VAHEAJU:
1.HÜPOTALAMUS - koos
ajuripatsi e. hüpofüüsiga juhib
sisenõrenäärmete talitlust.
2.TALAMUS - "värav suurajju"
MÕHNKEHA - ühendab suurajupoolkerasid
Basaalkanglionid - aju sees hallaine kogumid
töötlevad tahteliste liigutuste signaale.
Kordamiseks:
http://web.zone.ee/iamfree/KNS%20ja%20selle%20osad.htm
EMOTSIONAALNE AJU JUHIB KÕIGI MEIE ORGANITE TÖÖD, ALATES SILMADEST KUNI KUSEPÕIENI:
Kui emotsionaalne aju on aastaid pideva pinge all (krooniline stress),siis hakkab ta meie keha valesti juhtima:
• Pidev väsimus,väljapuhkamatuse tunne • Kõrgenenud arteriaalne vererõhk • Pidev peavalu, kohe hommikul ärgates (pingepeavalu) • Iiveldus, kõrvetustunne seedetraktis, suu kuivus, 12-
sõrmiksoole haavand, mao limaskesta põletik, jämesoole haavandiline limaskesta põletik
• Sagenevad nn. “külmetushaigused”( pikaajalise pinge tagajärjel on immuunsüsteem nõrgenenud )
• Südame pekslemine, rütmihäired (emotsionaalse aju pidev stimuleeriv toime südamele.
KAS ME SAAME OMA EMOTSIOONE JUHTIDA?KAS ME SAAME STRESSI VÄLTIDA ?
Õppimine ja mälu
Vastsündinu ühel neuronil on u. 2500 sünapsi,
täiskasvanul võib olla 20 000 ! Millest oleneb?
Info töötlemise etapid:
I Info jõuab sensoorsesse mällu – ununeb kohe
II Kui verbaliseerime – primaarsesse mällu
III Harjutades viime sekundaarsesse mällu
IV Pidev harjutamine - püsib igavesti (kõndimine)Aju kasutab kogu keha kasutatavast hapnikust rohkem kui
ühe neljandiku...peensool sarnaneb keemiliselt ajuga ning see sisaldab närviülekandeid
vahendavaid aineid ja hormoone, mis sorteerivad ning analüüsivad seedimise ajal toitu? Nii et ka sooltoruga saab mõtelda.
Allikad
• "Bioloogia gümnaasiumile" 3. osa, A. Tenhunen jt. 2008, kirjastus Avita
• "Bioloogia gümnaasiumile! II osa 3. kursus, M. Viikmaa, U. Tartes, 2008, kirjastus Eesti Loodusfoto