Category: Fysiologi

Sirkulasjon

Sirkulasjonsystemets primæroppgaver er:

  • Opptak av oksygen og dets videreførsel til cellene.
  • Transport av næringsstoffer i kroppen.
  • Deponering av CO2 og andre avfallsstoffer.

Vi har to transportmekanismer i kroppen:

  • Konveksjon
    Eks. lungene pumper luft fra atmosfæren inn i kroppen
    Eks. hjertet pumper blodet i kroppen
  • Diffusjon
    Eks. diffusjon av oksygen og karbondioksid i lungene
    Eks. diffusjon mellom blod og andre celler (plasmamembran)

Organene i kroppen er koblet i parallell, ikke serie (dvs. blodet går ikke først til leveren, så nyren usw.).

Hjertet er på overflaten en enkel pumpe, men funksjonelt sett to adskilte. Det er blodtrykket som er kraften som pumper blodet. Aortaklaffen gjør at trykket bevares i aorta. Når trykket i venstre ventrikkel øker og blir større enn i aorta (aortaklaffen), trykkes blodet ut. Sammentrekning av atriet bidrar til det lille ekstra trykket.

Hvordan ser sirkulasjonssystemet ut?
I starten finner vi store, robuste transportrør (når trykket og pumpevolumet er stort). Disse forgrener seg etterhvert til mindre typer, f.eks. kappillærer hvor det skal skje diffusjon. Hastigheten blir større når blodårene trekker seg sammen (stor elv, vann). 

Hvor er blodet?
Det er ~ 5L blod i et menneske. Den største andelen tilbringer tiden sin på vensiden (~54%) (i ro). Bare 70% av blodet er i systemsirkulasjon. Fordelingen endrer seg f.eks. ved grad av fysisk aktivitet. 

Hjertets minuttvolum = hjertefrekvens * slagvolum. Dette kan påvirkes av sympatisk og parasympatisk nervesystem samt sirkulerende substanser (endokrine). Minuttvolum fordelt i hvile: nyrer (mye ift. vekt, fordi de skal rense blodet), fordøyelse, hjerne, skjelett og muskulatur. 

Eksempler:
I hvile: 70/min * 70ml = 4900 ml/min
Hard trening: 200/min * 100ml = 20000 ml/min

I hjertet har vi neksus, gap-forbindelser som gjør at strøm kan gå fra en celle til en annen. Et hjerteslag starter i sinusknuten som befinner seg i øvre del av høyre atrium. Sinusknuten er kroppen naturlige pacemaker som bestemmer hjerterytmen. Normal hjerterytme kalles også normal sinusrytme. Elektriske signaler brer seg gjennom høyre atrium, så venstre og gjør at de kontraherer. Signalene samler seg så i en ny gruppe spesialiserte celler som kalles AV-knuten. Disse forsinker signalet ~1/10s ved endring av ionekanaler for at atriene får tid til å fylle ventriklene med blod. AV-knuten er koblet til “ledninger”, “HIS-bunten”, og går videre (høyre og venstre ledningsbunt) sånn at vi får sammentrekning nede også (altså depolarisering og kontraksjon av ventrikler. Et hjerteslag skjer i rekkefølgen: atrier → Pause → ventrikler). 

Hver celle i hjertet som bidrar til utbredelsen av hjertets elektriske impulser, har to elektriske tilstander: en ladet (polarisert) tilstand og en utladet (depolarisert) tilstand. I den polariserte tilstanden er hjertecellene klare og i stand til å lede den elektriske impulsen som vil føre til et hjerteslag. Etter et hjerteslag er cellene i en utladet fase, før de igjen lades opp og er klare for et nytt hjerteslag. I den utladete fasen (refraktærfasen) er hjertecellene ute av stand til å ta imot og lede en impuls videre i hjertet.

Med elektriske signaler / strøm her, mener vi ioner.

Slagvolum kan også reguleres

  • Indre regulering
    Økt strekk av hjerteceller gir kraftigere kontraksjon. Mer blod inn i hjertet, vil det slå hardere. Hjertet vil alltid pumpe ut den mengden den får.
  • Ytre regulering
    Økt sympatisk aktivering i hjertet: mer Ca2+ pumpes inn i hjerteceller som fører til økt kontraktilitet.

Hjertet og hjernen må ha det blodet de trenger og får det (prioritet), uavhengig av aktivitet. Blodet til magetarm reduseres ved fysisk aktivitet.

Hvordan?
Q = delta P / R (flow, væskeføring)
R = 8Ln / pir^4 (L er rørets lengde, n væskens viskuositet)

Aterioler har nerver / er inerverte som gjør at diameter kan endres. Denne prosessen påvirkes av lokale faktorer. Dersom et område er metabolsk aktivt (mye CO2 og avfall), kan det skje en automatisk regulering som gjør at det føres til mer blod.

Forelesning: Kåre-Olav Stensløkken

Ressurser
Opptak
Presentasjon

KURS: Sansene

I grunn det samme som på presentasjon og hand-out.
(Filler)

a) Gi et eksempel på at sanseroganer er selektive m.h.t. hva slags stimuli de reagerer på.
Hørsel og syn.

b) Hvordan kan vi vise at vi har en blind flekk i netthinnen, og hvorfor har normale mennesker det?
Etter at nerveceller i netthinnen har bearbeidet signalene fra fotoreseptorene, går informasjonen ut av øyet gjennom 1 million aksoner ca. 15° nasalt for øyets bakre pol. Dette området er uten sanseceller, men vi merker ikke hullet i synsfeltet. Hjernen ser ut til å fylle inn det som mangler med det som ville ha vært mest sannsynlig. En test for blind flekk.

c) Gi et eksempel på adaptasjon i sanseorganer. Hvorfor er denne adaptasjonen nyttig?
Adaptasjon til farger: synspigmenter er fargestoffer som absorberer lys. Øyets følsomhet varierer med konsentrasjonen av synspigmenter i sansecellene i netthinnen. Øyets følsomhet avtar hurtig når lysintensiteten er høy fordi sterkt lys spalter synspigmentene raskere enn de kan gjenoppbygges. Hvis bare en del av netthinnen blir belyst, vil sansecellene i dette området bli mindre følsomme enn celler i områder som ikke blir belyst. Adaptasjon (definert som en avtagende reaksjon på et stabilt stimulus) er tilstede i større eller mindre grad i alle sanseorganer, og kan involvere forskjellige mekanismer,
inkludert elektriske signalegenskaper i sanseceller.

d) Hvordan er tappene fordelt på netthinnen? Hvilke konsekvenser har dette for synssansen?
Vi ser bare skarpt i et lite område som faller sammen med blikkretningen. Synsskarpheten avtar raskt fra dette området og ut mot periferien av synsfeltet. Det merker vi nesten ikke, fordi blikkretningen flyttes hver gang vi ønsker å se på noe nytt i synsfeltet. Vi er blinde (syninformasjonen blokkeres fra å nå bevisstheten) i den korte tiden øynene bruker på å skifte blikkretning. Det kan kreve mange øyebevegelser å lese en setning, studere et bilde, eller finne en person i en folkemengde. Staver og tapper har svært forskjellig fordeling i netthinnen. Stavene er aktive i svakt lys. Tappene er aktive i sterk lys. Det er tappene som gir oss skarpt syn og fargesyn. Det er ingen staver i et lite område med diameter 0,35 mm (litt over 1 grad) sentralt i netthinnen. (Månen sees, til sammenligning, under en synsvinkel på 0,5 grader). I svakt lys er øyet mest følsomt i en ring som tilsvarer den høyeste tettheten av staver (ca. 20 grader ut fra sentrum av netthinnen)

Staver: Cellene i øyet som oppfatter lys og mørke. Stavene er en av to typer reseptorer på netthinnen, og ser ut som små, kompliserte tårn. Stavene er lengre enn tappene og er flatere i enden. I selve synsgropen finnes ingen staver, men utenfor synsgropen finnes derimot flere staver enn tapper. Stavene er aktive når det er svak belysning og gir oss mørkesynet.

Tapper: Det finnes tre forskjellige typer tapper. Den ene typen er mest følsom for lys vi opplever som fiolett med bølgelengder rundt 420 nm. Disse kalles ofte S-tapper. De to andre typene tapper er relativt like og mest følsomme for lys vi opplever som grønt eller grønnaktig. Disse refereres til som L-tapper som er mest følsomme for lys rundt 564 nm og M-tapper som er mest følsomme rundt 534 nm.

Netthinnen er dekket av omtrent 130 millioner staver og 6 millioner tapper.

e) Gi et eksempel på at synssansen vektlegger kontraster og ikke absolutt lysnivå.
Simultankontrast. Hvor mørk eller lys vi opplever en gråtone avhenger av bakgrunnen. Dette tyder på at signaler fra forskjellige deler av netthinnen påvirker hverandre på veien fra fotoreseptorene til bevisstheten. Figur-bakgrunn-interaksjoner kan også observeres i forbindelse med fargesyn.

Forelesere: Ane Charlotte Christensen, Hua Hu, Iren Sefland, Torkel Hafting

Ressurser
Presentasjon
Oppgaver

Nervesystemet

Nervesystemet er delt i to undersystemer hvis celler egentlig er koblet sammen (kunstig inndeling):

  • SNS (Sentralnervesystemet)
  • PNS (Perifere nervesystemet)
    Perifere nerver fra hjernestammen og ryggmargen samt perifere ganglier og det enteriske nervesystemet (tarmens nervesystem)
  • Storhjernen (cerebrum)
  • Hjernestammen (diencephalon)
  • Lillehjernen (cerebellum)
  • Ryggmargen
    En “forlengelse av hjernen”

Cellene som utgjør PNS har opprinnelse i samme anlegg som det som danner SNS utviklingsmessig. Nervecellene vandrer ut og vokser der de skal (nevrallistceller, neural crest cells). Etterhvert forgrener de seg nok til å danne forbindelser slik at vi får kobling mellom SNS og PNS. Det er like mange nerveceller i PNS som hele ryggmargen.

Strukturene i hjernen dannes ganske tidlig og de senere periodene er hovedsakelig karakterisert av vekst. Vi kan allerede rundt 3-4 uker finne spor av alle anleggene. Når hjernen er ferdig utvokst er det ikke plass til den i kraniet. Den må derfor foldes.

Ryggmargen har ~samme diameter som lillefingeren. Den er veldig kompakt og bare en liten risp kan ødelegge mye for funksjon. All informasjon i kroppen kommer fra hjernestammen og ryggmargen.

Eksempler på celler

  • Hypotalamus/hypofysen
    En del av det endokrine systemet og gir hormonelle signaler
  • Somatiske, tverrstripede, motoriske nerveceller (muskler)
  • Parasympatiske motoriske nerveceller

Sympatiske og parasympatiske motoriske nerveceller er nært beslektede. De har samme utvikling, men forskjellige målceller. Utgående nervefibre kaller vi efferenter. Inngående nervefibre kaller vi afferenter. Mesteparten av informasjonen som sendes til SNS kommer fra sensoriske nerveceller i PNS.

  • Sensoriske ganglier
  • Spesielle sensoriske apparater som øyets netthinne, lukteepitel usw.

En nervecelle kalles preganglionær om målcellen er en ganglie.

Hjernen og ryggmarg kan også reagere på stoffer i blodet

Områder i ryggmargen

  • Cervical
  • Thoracic
  • Lumbar
  • Sacral

En ryggvirvel har to røtter:

  • Posterior-roten (dorsal)
  • Anterior-roten (ventral)

Alle afferenter fra sensoriske nerveceller løper inn gjennom dorsalroten og alle efferenter til motoriske nerveceller løper ut i ventralroten.

I SNS er det ti ganger så mange gliaceller (~90 mrd) som nevroner. Vi trodde tidligere de kun fungerte som lim, men har senere funnet mange flere funksjoner. De danner barrierer, regulerer kontaktpunkter usw. Gliaceller har undergrupper som astrocytter (ser ut som stjerner), oligodendrocytter (bindevevsceller), og mikroglia.

Nervecellens struktur
En nerveceller består typisk av:

  • Soma
    Cellelegeme
  • Et variabelt antall dendritter
    Forgreninger som mottar signaler
  • En akson, en lang utløper som formidler signaler videre til målceller.

Mellom to nerveceller finner vi en overgang vi kaller for en synapse. Det kan være f.eks. sånn at en nervecelle har så mange dendritt-forgreninger at den kan ta imot 100 000 signaler. Når vi blir slått bevisstløse er det på grunn av at nervecellene overveldes av intense elektriske signaler. Måten signaler reiser mellom nerveceller på er gjennom nevrotransmittere. Når et elektrisk signal når aksonterminalen må det gå videre til neste celle gjennom et kjemisk signal, altså nevrotransmittere. Det finnes mange typer synapser. En nevrotransmitter som heter Acetylkolin brukes hos virveldyr for alle efferenter som håndterer muskelceller. Nevrotransmittere går til nevrotransmitterreseptorer på målcellens overflate. Reseptorene fungerer enten ved å slippe inn ioner ved å endre form og danne gjennomtrengbare porer, eller ved å sette i gang intracelluære signalkaskader. Synapsen vi kjenner best er sympatiske nerveceller til sympatiske muskelceller.

Foreleser: Joel Glover

Ressurser
Presentasjon