Biologi – Kommunikasjonssystemer i mennesket

Lastet opp i kategorien Biologi | Biologi 2 den 04.02.2012

Nervesystemet:

-          Består av to hoveddeler: Sentralnervesystemet og det perifere nervesystemet

-          Sentralnervesystemet: Hjernen og ryggmargen

-          Det perifere nervesystemet: Alle nervene utenfor sentralnervesystemet

-          Gliaceller:

* Celler som nervesystemet har.

* Inneholder myelin

* Støtter og beskytter nervecellene og sørger for at nervecellene får rikelig med næringsstoffer.

* Virker elektrisk isolerende slik at Na+ bare kan strømme inn hvor aksonet ikke er dekket med myelin.

-          I nervesystemet blir det sendt raske, elektriske signaler som skyldes bevegelse av ioner

 

Nerveceller:

-          Signalene i nervesystemet blir sendt i den enkelte nervecelle.

-          Består av en cellekropp som inneholder cellekjerne, dendritter og akson med aksonende(r)

-          Aksonendene kan være i kontakt med andre nerveceller, muskelceller eller kjertelceller.

-          En nerve består av mange aksoner som ligger tett sammen i bunter.

 

Membranpotensial:

-          Membranpotensialet er en elektrisk spenningsforskjell mellom cytosol og væsken utenfor cellen pga. transporten av ioner gjennom åpne ionekanaler hos cellemembranen til cellen.

-          Alle cellene i kroppen har et membranpotensial

 

Hvilepotensialet:

-          Når en nervecelle ikke sender signaler sier vi den er i hvile.

-          Når en nerveceller er i hvile, har den flere åpne ionekanaler for kalsium enn for noe andre. Derfor vil det gå ut kalsium og gi et overskudd av det ute. Da blir innsiden negativ ladet i forhold til utsiden, og de negative partiklene vil tiltrekke de positive partiklene utenfor og sitter klistret til cellemembranen. Dette er hvilepotensialet, og det er målt til -70mV.

-          Selve væsken innenfor cellen er elektrisk nøytral, det vil si at den har like mange negative som positive ladninger.

 

Nerveimpuls – en rask forandring i membranpotensialet:

-          De elektriske signalene som blir sendt i nervesystemet, kaller vi nerveimpulser.

-          Kanaler som ved hvilepotensialet er lukket, og åpnes når membranpotensialet endrer seg, kalles spenningsregulerte ionekanaler.

-          Finnes spenningsregulerte natriumkanaler, kaliumkanaler og kalsiumkanaler.

-          En nerveimpuls starter ved at spenningsregulerte natriumkanaler blir åpnet og mange Na+ diffunderer inn i cellen slik at membranpotensialet blir positivt.

-          Nerveimpulsen avsluttes når natriumkanalene lukker seg. Spenningsregulerte kaliumkanaler åpner seg, og K+ diffunderer ut av cellen og membranpotensialet går tilbake til hvilepotensialet.

Nerveledning – spredning av nerveimpulser langs aksonet

-          Prosessen for hvordan nerveimpulser sprer seg langs aksonet

-          Nerveimpulsene sendes fra cellekroppen og ut langs aksonet

-          En nerveimpuls i et område på aksonet starter med at Na+ strømmer inn og gjør membranpotensialet positivt. Dette påvirker de spenningsregulerte ionekanalene i naboområdet slik at Na+ begynner å strømme inn her også, og en nye nerveimpuls dannes i området. Dette påvirker deretter nye områder, og slik fortsetter det. Nerveimpulsen stopper når K+ diffunderer ut gjennom de spenningsregulerte kaliumkanalene og bringer membranpotensialet tilbake til  hvilepotensialet.

-          Noen aksoner er omgitt av en spesiell type Gliaceller, myelin

-          Myelinet virker elektrisk isolerende, pga Natrium bare kan komme inn der hvor aksonet er nakent(et lite området mellom hvert myelin lag).

-          Myelinet fører til at ledningshastigheten øker

-          Frekvensen av nerveimpulsene forteller om påvirkningen er sterk(slag) eller svak(lett berøring).

 

Signaloverføring mellom nerveceller:

-          Området der overføringen av signalene skjer, kaller vi en synapse.

-          En synapse består av aksonenden, en mottakercelle og spalten mellom aksonenden og mottakercellen.

-          Synapsespalten er fylt med væske.

-          Skjer ved at:

  1. Nerveimpulsen kommer til aksonenden
  2. Spenningsregulerte kalsium kanaler åpnes, og Ca2+ diffunderer inn
  3. Økt konsentrasjon av Ca2+ inne i aksonenden fører til eksocytose av vesikler med transmittere(kjemiske signalstoffer)
  4.  Transmittere diffunderer over synapsespalten til mottakerspalten hvor den binder seg til reseptorregulerte ionekanalene(reseptorer som påvirkes av transmittere) i mottakercellen, og kanalene åpner seg.
  5. Ioner diffunderer gjennom ionekanalen, og membranpotensialet i mottakercellen endrer seg.

-          Finnes mange forskjellige transmittere, som alle påvirker ulike ionekanaler

-          Stimulerende(+) synapser: Synapser som har transmittere som bringer membranpotensialet på mottakercellen nærmere terskelverdien for en nerveimpuls. Fører til at membranpotensialet blir mindre negativt.

-          Eks på stimulerende synapser: acetylkolin og glutamat.

-          Hemmende(-) synapser: Synapser med transmittere som bringer membranpotensialet lenger vekk fra terskelverdien for en nerveimpuls. Fører til at membranpotensialet blir mer negativt.

 

Sentralnervesystemet:

-          Består av hjernen og ryggmargen

-          Hjernen er omgitt av væske og flere hinner. Hovedsak av hvit og grå substans

-          Hjernen er delt inn i storhjernen, mellomhjernen, lillehjernen og hjernestammen.

 

Storhjernen:

-          Styrer det meste, synssentret, hørselen, alle sanser og muskelbevegelser.

-          Består av to halvdeler som er bundet sammen gjennom hjernebjelken.

-          Det ytterste laget heter storhjernebarken og består hovedsakelig av grå substans.

-          I storhjernebarken ligger det sensoriske senteret som mottar og bearbeider nerveimpulser fra de ulike sansene.

-          Det motoriske senteret: blir sendt ut nerveimpulser som styrer musklene i kroppen.

-          Storhjernebarken er setet for blant annet bevissthet, intelligens og hukommelse.

Mellomhjernen:

-          Ligger midt i hjernen og består av talamus, hypotalamus og hypofysen.

-          En stor del av nerveimpulsene som kommer fra sanseorganene, passerer talamus på vei til storhjernen, som begrenser strømmen av nerveimpulser til storhjernebarken pga det ikke skal bli kaos.

-          Hypotalamus er det som får en del av hormonsystemet og det perifere nervesystemet til å fungere.

-          Hypotalamus regulerer blant annet kroppstemperatur, tørste, appetitt, seksualatferd, aggresjon og søvn.

-          Hypofysen er et viktig koblingssenter mellom nervesystemet og hormonsystemet og er en hormonproduserende kjertel.

Lillehjernen:

-          Koordinerer bevegelsene våre og sørger for at små og store muskler samarbeider slik at vi klarer å f. Eks sette oss ned på riktig sted.

Hjernestammen:

-          Bindeleddet mellom ryggmargen og resten av hjernen

-          Styrer mange livsviktige kroppsfunksjoner som pusting, hjerteaktivitet, blodtrykk og mange fordøyelsesfunksjoner.

-          Ansvarlig for kontroll av øyebevegelser og kroppsstillinger.

Ryggmargen:

-          Bindeledd mellom hjernen og det perifere nervesystemet.

-          Viktig koblingsstasjon for mange reflekser

 

Det perifere nervesystemet:

-          Utoverveldende nervesystemet: de nervene som leder ut av ryggmargen

-          Innoverveldende nervesystemet: de nervene som leder inn i ryggmargen

 

Det utoverledende nervesystemet:

-          Det viljestyrte: Går nerver ut fra ryggmargen til skjelettmusklene. Nervene kalles motoriske nerver, og de styrer bevegelsen av skjelettmusklene våre. Vi kan bestemme når nerveimpulsene skal sendes, bestemmelsen tas i storhjernen.

-          Det ikke-viljestyrte: Går nerver ut fra ryggmargen enten til ulike kjertler i kroppen, til hjertet eller til muskulaturen i blodårene.

-          To typer nerver:

  • Sympatiske: disse nervene aktiveres i stressende situasjoner, kroppen settes i beredskap og øker blodstrømmen til store muskelgrupper.
  • Parasympatiske: Blir aktivert under hvile

Det innoverledende nervesystemet:

-          Grunnlaget for hvordan vi tolker og oppfatter omgivelsene på

-          Nervene som formidler sanseinntrykk, kalles sensoriske nerver. Informasjon om lys, lyd og temperatur blir sendt i de sensoriske nervene.

Reflekser:

-          En ufrivillig reaksjon som formidles gjennom sensoriske og motoriske nerver.

-          En refleksbue beskriver de ulike komponentene som er involvert i reflekshandlingen.

-          Skjer ved:

1)Nerveimpulser blir sendt i sensorisk nervecelle til ryggmargen

2)Nerveimpulsene blir overført i synapsen mellom sensorisk og motorisk nervecelle

3)Nerveimpulser blir sendt i motoriske nervecelle til muskelen som blir påvirket

4)Muskelen trekker seg sammen og kommer vekk fra f. Eks en flamme eller en nål.

 

Rusmidler og medikamenter påvirker nervesystemet:

-          Rusmidler og medikamenter påvirker signalveier som vi bruker til for eksempel å takle smerte, oppleve glede eller sove.

-          Påvirkningen av alkohol: Enkelte reseptorer blir stimulert, enkelte hemmet. Resultatet er redusert konsentrasjonsevne, hemming av korttidshukommelsen og nedsatt evne til å lære, aggressivitet osv.

-          Endorfiner(naturlig transmitter): Hemmer nerveimpulser i nerveceller som går til smertesenteret. Virkninger: Demper smerte, gir sterk generell følelse av velvære

-          De narkotiske stoffene opium, morfin og heroin binder seg til den samme reseptoren som endorfiner og har derfor den samme virkningen. Hjernen svarer på gjentatte doser av disse med å redusere sin egen produksjon av endorfiner og endorfinreseptorer, slik at misbrukeren føler smerte og ubehag når virkningen av det narkotiske stoffet opphører. Derfor blir mange avhengige av det.

-          Serotonin og noradrenalin er transmittere som spiller en viktig rolle i reguleringen av humør, appetitt, seksualatferd og søvn

-          Ecstasy virker som et rusmiddel ved at det øker frigjøringen av serotonin. Ecstasy ødelegger nerveceller som frigjør serotonin, som fører til varige personlighetsproblemer.

-          Dopamin(transmitter): viktig for belønnings- og motivasjonssystemet i hjernen. Kokain hindrer at dopamin blir tilbaketransportert til aksonenden etter at det har gått en nerveimpuls. Kokain inntak fører til at den fysiologiske virkningen av dopamin blir forlenget.

-          GABA(transmitter): Membranpotensialet når GABA binder seg til en nervecelle blir mer negativt, som gjør det vanskeligere å sende nerveimpulser videre.

-          Virker beroligende

Sansene våre:

-          Sansene våre gir informasjon om omgivelsene og situasjonen i kroppen til sentralnervesystemet

-          Sanser: syn, hørsel, smak, lukt, berøring, temperatur, likevekt og smerte

-          De ulike sansecellene reagerer på forskjellige typer påvirkning

-          Eks. reagerer sansecellene i øyet på lys, mens sansecellene på tungen på kjemiske stoffer.

-          Stimulus: Påvirkning av en sansecelle

 

Sanseceller:

-          En sansecelle starter å virker når en stimulus påvirker en reseptor i cellemembranen til sansecellen.

-          Det som kjennetegner en sansecelle er hvilken type reseptor den har

-          Reseptorene i sansecellene er knyttet til bestemte ionekanaler i cellemembranen til sansecellen. Når reseptorene i sansecellene blir stimulert, åpner eller lukker ionekanalene seg, og det blir en forandring av ionestrømmen gjennom cellemembranen. Dette fører til at membranpotensialet til sansecellen endrer seg. Dette kalles et reseptorpotensial. Styrken på en stimulus avgjør størrelsen på reseptorpotensialet.

 

Adaptasjon:

-          Frekvensen av nerveimpulser i de sensoriske nervecellene reduseres dersom en stimulus varer lenge ved konstant styrke. Dette kalles adaptasjon.

-          Viktig for at individer skal reagere på raske forandringer, eks ved fare.

 

Hørselssansen:

-          Alle ting som vibrerer i et elastisk medium, for eksempel i luft eller i vann, er lydkilder

-          Lydvolumet er bestemt av hvor tett molekylene er presset sammen ved hver fortetning

 

Ørets oppbygning:

-          Øremusling: Samler lyd til en viss grad

-          Øregang: Lyden fortsetter inn her

-          Trommehinnen: En tynn membran som blir satt i vibrasjoner av lydbølger.

-          Hammeren/Ambolten/stigbøylen: vibrasjonene overføres til det indre øret ved hjelp av disse tre små øreknoklene.

-          Ovale vinduet/Runde vinduet: Membraner som dekker det væskefylte indre øret. Stigbøylen er forankret til membranen i det ovale vinduet

-          Sneglehuset: Væskefylt, inneholder lydfølsomme sanseceller. Består av tre kanaler

  • Basilarmembranen: Her sitter de lydfølsomme sansecellene. Sansecellene har et bunt med tynne og stive sansehår som er utbuktninger av cellemembranen. Sansecellene i øret blir kalt hårceller

-          Øretrompeten: Kanal som går fra mellomøret og munner ut i svelget

 

Lydstimulering:

-          For å kunne overføre lyd fra luft til væske skjer dette:

1)Trommehinnen settes i vibrasjoner

2)Hammeren settes i bevegelse

3)Stigbøylen virker som et stempel og skyver på væsken i det indre øret.

 

Skader i hørselssansen:

-          Kan skyldes at hårcellene i det indre øret svikter pga f. Eks høyt lyd

-          Tinnitus: Kan oppstå når sanseceller i det indre øret blir skadet eller forstyrret og dermed sender informasjon til hjernen uten at det er noe lyd.

 

Kommunikasjon med hormoner:

-          Vannløselige: Adrenalin, ADH og insulin.

-          Fettløselige: Østrogen, testosteron og tyroksinhormoner.

 

Produksjon, lagring og utskillelse:

-          De fettløselige og de vannløselige virker forskjellig

Vannløselige:

-          Produseres kontinuerlig i kjertlene og lagres i små vesikler. Utskillelsen av hormonene skjer ved eksocytose, og hormonene blir transportert fritt i blodbanen. Binder seg til reseptorer i målcellens cellemembran. Dette aktiverer et signalsystem inne i cellen med sekundære signalstoff som utløser den biologiske responsen.

-          Vannløselige hormoner skilles bare ut etter behov.

Fettløselige:

-          De fettløselige hormonene kan passere cellemembranen fritt.

-          Bindes til transportproteiner når de fraktes i blodbanen. De diffunderer inn i målcellen og binder seg til reseptorer inne i cellen. Hormon/reseptor komplekset påvirker hvilke proteiner som skal produseres. Forandringen av proteinsammensetningen er den biologiske responsen i målcellen.

-          Det er få muligheter til å lagre disse hormonene, så de produseres etter behov.

 

Tilbakekobling:

- Tilbakemeldningene fra hormonet heter tilbakekobling

-          Negativ tilbakekobling: Stopp produksjonen av hormonet. Eks tyroksin som blir regulert av tilbakekobling.

-          Positiv tilbakekobling: Fortsett produksjonen. Eks hormonreguleringen under menstruasjonssyklusen.

 

Ytre påvirkninger av hormonsystemet:

-          Stoffer som påvirker hormonsystemet: Dioksiner, PCB, DDT, insektmidler og soppmidler, anabole steroider, p-piller

-          Anabole steroider: syntetiske hormoner som er utviklet fra testosteron. Binder seg til testosteron reseptoren. Fører til sterilitet og mindre testikler hos menn. Damer kan få redusert bryster, mørk stemme og økt hårvekst. Hjerteproblemer og ødelagt lever er langtidsbivirkninger.

 

Hormonelle sykdommer:

-          Årsaken til diabetes er ubalanse i nivået av hormonet insulin. Type

-          1 er en arvelig sykdom som skyldes redusert produksjon av insulin

-          Type 2 er en konsekvens av blant annet kosthold og lite mosjon. Årsak er at insulin ikke lenger binder seg like godt til insulinreseptorene i målcellene. Insulin er viktig for målcellene skal transportere glukose inn i cellene og lagre glykogen.

 

Hormonsystemet og nervesystemet samarbeider:

-          Samarbeider om mange aktiviteter

-          Samarbeidet starter i hypotalamus

-          Nervesystemet sender informasjon om forandringer i kroppens indre miljø og omgivelsene utenfor kroppen. Ut fra den informasjonen styrer hypotalamus hormonutskillelsen fra hypofysen, som er en hormonproduserende kjertel.

-          Hvordan hormonet oksytosin virker:

1)      Sanseceller i brystvorten til en ammende kvinne stimuleres

2)      Nerveimpulser sendes til hypotalamus

3)      Fra hypotalamus sendes nerveimpulser til hypofysens baklapp

4)      Oksytosin skilles ut fra nervecellene og ut i blodbanen

5)      Oksytosin påvirker målcellene i brystene til å skille ut melk

no