INIMESE HOMOSTAAS Koostas Kersti Veskimets Kordamiseks Inimese kuuluvus

INIMESE HOMÖOSTAAS 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 anatoomiast Palju häid animatsioone

Kordamiseks: PRIMAATIDE TUNNUSED 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Väga liikuvad sõrmed Lamedad küüned Väga hea nägemine Vähenenud haistmine Näokolju lamenemine Aju areng Elupaigaks metsad (valdavalt puudel) Neoteenia

Kordamiseks: Inimese iseloomulikud tunnused 1. 2. 3. 4. 5. 6. Väga suur ajumaht – 1400 ml Püstine kehahoiak – kehaehitus Väga aeglane areng – neoteenia Mitmekesine toit, selle töötlemine Märgisüsteemid: kõne ja kirjaoskus 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 40 minutit neuraalset regulatsiooni: http: //www. youtube. com/watch? v=a 0 PNHAw. HVn. U

Neuron neuriidi pikkus võib olla üle meetri Dendriidid toovad signaale Närvilõpmed Rakukeha Tuum Akson ehk neuriit viib erutust välja Müeliintupp koosneb gliiarakkudest, kaitseb Koos moodustavad närvikiu Müeliinkihita närvikiu osas levib erutus kiirusega 0, 3… 3 m/s Müeliinkattega närvikiu osas kiirusega 3… 130 m/s http: //www. argosymedical. com/Other/samples/animations/Dual%20 Roles%20 of%20 Pancreas/index. html

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/bluezone/mammals-blue-whale/index. html

http: //en. citizendium. org/wiki/Brain_evolution

Närv - närvikiudude kimbud koos sidekoega Närvi ehitus Sclerosis multiplex haiguse korral kahjustub müeliinkest kõne- ja nägemishäired, värinad ja halvatus http: //www. google. ee/imgres? imgurl=http: //www. demosschiropractic. com/illus/spinal-nerve-distribution. gif

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 Selgroolüli Närv Selajaaju

Vaata seda viidet: http: //academic. kellogg. edu/herbrandsonc/bio 201_mckinley/Nervous%20 System. htm

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 närvirakkudes Lihtsalt. . . Puhkeolekus on neuroni membraani sisepinnal negatiivne laeng, välispinnal positiivne. Pinge erinevuse (puhkepotentsiaal -60 kuni -90 m. V) 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 Vaata Aktsioonipotentsiaali teke 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

Aktsioonipotentsiaali tekkimine Na-kanalid sulguvad kiiresti, K-kanalid avanevad. K liigub rakust välja, sisu muutub negatiivseks, sest on nüüd kauem lahti Aktsioonipotentsiaal levib lainena piki membraani Naatrium-kaaliumpump suunab ioonid endistele kohtadele, vajab ATP energiat. Vaata pumba tööd:

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 vahendavad 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?

Põieke, milles on ülekandeaine ehk transmitter ehk mediaator Kui aktsioonipotentsiaal jõuab sünapsi, siis Caioonid sisenevad, põiekesed liiguvad membraanile ja mediaator vallandub kahe raku vahele. Mediaator ühineb Harjuta! http: //bio. edu. ee/models/et/index. html retseptoriga, models/et/index. html avab Na-kanalid ja vallandub aktsioonipotentisaal

Sünaps korralikult seletatud ja ka väga tore ülesanne: http: //outreach. mcb. harvard. edu/animations/ synaptic. swf

Mediaatorid e. transmitterid e. virgatsained Neid 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 algatamisest 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 vahendada 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: //kin 450 -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. Vaata väga detailselt neuromuskulaarset sünapsi: http: //www. youtube. com/watch? v=70 Dy. Jww. Fnk. U&feature=related

Neuromuskulaarne sünaps http: //www. unm. edu/~lkravitz/Exercise%20 Phys/neuromuscular. html

Neuromuskulaarne sünaps http: //mynotes 4 usmle. tumblr. com/post/34773331063/houseofmind-theneuromuscular-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. Aferentse neuroni keha akson retseptor dendriit vaheneuron motoorse närvi akson http: //qwickstep. com/search/arc-reflex. html

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)

Lisalugemine Neuronite 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 rakkudeksmoodustavad 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! 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/Image 52. gif

SUURAJU Suuraju poolkerade koor (hallaine) on närvisüsteemi keerukaim osa, kõige noorem nii fülogeneetilises kui ontogeneetilises plaanis. Suuraju koore paksus on 2 – 4 mm, seal paikneb 10 – 18 miljardit närvirakku. Arvukad käärud ja vaod annavad suure pindala - 2 m 2 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 (562 g).

Vasaku suuraju poolkera sagarad Otsmikusagar Tsentraalvagu Kõne, mõtted tunded, isiksus Kiirusagar puute- , soojus-, surve-, valuärritused Kuklasagar nägemine Oimusagar helid, mälu

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%20 ja%20 selle%20 osad. 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