BI05 Flashcards
1
Q
kuinka vanhoja ovat vanhimmat nykyihmisen fossiilit?
A
noin 300 000 vuotta vanhoja
2
Q
miksi ihmisten aivojen koko ja toiminta poikkeavat muista kädellisistä?
A
evoluution aikana ihmisen aivojen kokoon ja toimintaan vaikuttavissa geeneissä on tapahtunut useita mutaatioita. peruselintoiminnot eivät kuitenkaan ole juurikaan muuttuneet
3
Q
mistä kaikki ihmisen solut ovat peräisin?
A
hedelmöittyneestä munasolusta
4
Q
mitä meioosissa syntyy?
A
sukusolujen kantasoluista syntyy siittiöitä tai munasoluja, joiden kromosomimäärä on puolet muiden solujen kromosomimäärästä.
5
Q
miten hedelmöittyneestä munasolusta kehittyy monisoluinen eliö?
A
lukuisten mitoottisten solunjakautumisten ja soluissa tapahtuvien muutoksien seurauksena. monisoluisen yksilön kehittyminen on sarja samanaikaisia ja peräkkäisiä, hyvinkin monimutkaisia tapahtumaketjuja
6
Q
montako solua ihmisellä on?
A
arvioita on erilaisia, mutta arvioksi on sanottu noin 37 200 miljardia
7
Q
mitä ennen jokaista mitoottista jakautumista solujen tumassa olevien kromosomien DNA:lle tapahtuu?
A
se kopioituu
8
Q
kopioituuko kaikkiin uusiin soluihin samat geenit riippumatta siitä, ovatko ne aktiivisia kyseisessä kudoksessa?
A
joo
9
Q
montako kertaa normaalisti uusiutuvien kudosten solut kykenevät jakautumaan?
A
noin 50 kertaa, minkä jälkeen ne kuolevat ja hajoavat apoptoosissa.
10
Q
telomeeri
A
kromosomien päissä oleva DNA-pätkä. suojaa kromosomia vaurioitumiselta. kun solu jakautuu, telomeerit lyhenevät ja lopulta solu ei enää jakaudu
11
Q
mitä syöpäsoluissa tapahtuu telomeereille?
A
telomeraasientsyymi korjaa telomeerien lyhenemisen, joten ne pystyvät jakautumaan normaaleja soluja pidempään
12
Q
solutyypit
A
hedelmöittymisen jälkeen solut lisääntyvät nopeasti ja erikoistuvat eri tehtäviin -> eri solutyyppejä.
13
Q
mistä solujen erilaistuminen johtuu?
A
eroista geenien ilmentymisessä. geenit joko toimivat tai eivät toimi tietyssä solussa, vaikka yksilön kaikissa soluissa on samanlainen DNA. eri solutyypeissä syntyy siis proteiinisynteesissä eri proteiineja
14
Q
miten solut muuttuvat yksilönkehityksen aikana?
A
niiden koko, muoto, aineenvaihdunnan vilkkaus ja kyky reagoida ulkoisiin ja sisäisiin ärsykkeisiin muuttuvat
15
Q
mitä samoihin tehtäviin erikoistuneet solut muodostavat?
A
kudoksia
16
Q
mihin neljään päätyyppiin kudokset luokitellaan?
A
epiteelikudos, side- ja tukikudos, lihaskudos ja hermokudos
17
Q
hermokudos
A
muodostuu varsinaisista hermosoluista ja hermotukisoluista. hermosolut välittävät informaatiota solujen välillä. ne säätelevät nopeasti ja tarkasti lihasten ja rauhasten toimintaa sekä kuljettavat että käsittelevät aisti-informaatiota
18
Q
lihaskudos
A
supistumiskykyinen ja erikoistunut liikkeiden tuottamiseen. kolmea tyyppiä: luustolihaskudos, sydänlihaskudos ja sileä lihaskudos
19
Q
side- ja tukikudos
A
varsinainen sidekudos, rustokudos, luukudos, rasvakudos sekä veri- ja imuneste. varsinaista sidekudosta esim. jänteet ja nivelsiteet, joissa on runsaasti kestävyyttä lisääviä proteiinisäikeitä
20
Q
rasvasolu
A
kahta eri tyyppiä. ruskeissa rasvasoluissa lipidit ovat pieninä pisaroina, kun taas valkoisissa rasvasoluissa lipidit täyttävät koko solun ja soluelimet pakkautuvat solun reunoille. nisäkkäät tarttee ruskeaa rasvaa lämmönsäätelyyn
21
Q
epiteelikudos
A
solut ovat vierekkäin ja tiukasti kiinni toisissaan. jaetaan toiminnallisesti kolmeen päätyyppiin: pinta-, aisti- ja rauhaskudokseen.
22
Q
pintakudos
A
pintakudos peittää ja suojaa elimistön ulko- ja sisäpintoja. sitä on ihon pintakerroksessa, verisuonten ja ruuansulatuskanavan sisäpinnassa sekä limakalvoissa.
23
Q
aistinepiteeli
A
ottaa vastaan aistiärsykkeitä
24
Q
rauhaskudos
A
umpi- ja avorauhasissa. erittää erilaisia elimistön tarvitsemia aineita, kuten limaa ja hormoneja
25
elimet
muodostuvat useammasta kuin yhdestä kudostyypistä, usein muodostuvatkin kaikista neljästä kudostyypistä
26
elimistö
muodostuu elimistä jotka hoitavat yhdessä samaa tehtävää. myös elimistöt toimivat yhteistyössä. Esimerkiksi verenkiertoelimistö kuljettaa hengityselimistön ottaman hapen soluille.
27
kantasolu
solu, joka kykenee uusiutumaan kantasoluna sekä erilaistumaan erilaisiksi soluiksi
28
kantasolujen tutkimus
melko nuori biologisen tutkimuksen osa-alue. saatu paljon uutta tietoa ihmisyksilön kehityksestä. nykyään kantasoluista voidaan kehittää labrassa esim. sykkiviä sydänlihassoluja, insuliinia erittäviä haiman soluja ja miniaivoja, joilla on aivokuoren rakenteita. hyödyntäminen ihmisten sairauksien hoidossa vasta alkamassa
29
miten kantasolujen erilaistuminen tapahtuu?
vaiheittain, kun geenien aktiivisuutta säädellään
30
millaisia ihmisalkion solut ovat?
täyskykyisiä, eli ne voivat erilaistua miksi tahansa alkion tai istukan soluksi, kunnes hedelmöittynyt munasolu on jakautunut 4-5 kertaa
31
millaisia varhaisen alkion solut ovat?
erittäin monikykyisiä, niistä voi kehittyä kaikkia muita soluja paitsi istukan soluja. tässä vaiheessa alkio voi jakautua kahteen osaan, joista kehittyy identtiset kaksoset. kun alkio kehitys etenee, solujen kyky erilaistua erilaisiksi solutyypeiksi vähenee. sikiön solut ovat kuitenkin monikykyisiä , eli ne voivat erilaistua eri kudostyypeiksi
32
täyskykyiset kantasolut (totipotentti)
- kykenevät erilaistumaan kaikiksi erilaisiksi solutyypeiksi
- 16-soluinen alkio on vielä täyskykyinen
33
erittäin monikykyiset kantasolut (pluripotentti)
- kykenevät erilaistumaan yksilön kaikiksi soluiksi paitsi istukan soluiksi
- alkiorakkulavaiheen sisäsolumassan solut ovat erittäin monikykyisiä
34
monikykyiset kantasolut (multipotentti)
- voivat erilaistua monien eri kudostyyppien soluiksi
- sikiön kantasolut ja osa aikuisen kantasoluista ovat monikykyisiä
35
aikuisen kantasolut
- voivat erilaistua vain yhden elimen kudostyypiksi
- ovat usein esisoluja, esim. ihon kantasolut orvaskedessä
36
missä aikuisen kantasoluilla on keskeinen tehtävä?
kudosten uusiutumisessa
37
missä kantasoluja on nisäkkäillä?
kaikissa uusiutuvissa kudoksissa, kuten luuytimessä. esim. luuytimen verisolujen kantasoluista syntyy vain erilaisia verisoluja ja aivoissa olevista kantasoluista erilaistuu uusia hermosoluja.
38
mitä solun toimintojen ylläpitäminen ja solujen hengissä pysyminen edellyttävät?
solujen välistä vuorovaikutusta. solut reagoivat sekä solun sisä- että ulkopuolelta tuleviin viesteihin
39
viestiaineet
ohjaavat solujen erilaistumista ja muutakin toimintaa, kuten solujen toiminnan ylläpitoa, solujen jakautumista ja solukuolemaa. kemialliselta rakenteeltaan yleensä proteiineja. viestit pääsevät kohdesoluihin solujen pinnalla olevien vastaanottajamolekyylien eli reseptorien avulla
40
hormonit
viestiaineita, joita erittyy sekä umpirauhasista että yksittäisistä soluista tai soluryhmistä.
41
umpirauhasissa syntyvät hormonit
erittyvät umpirauhasista vereen ja siirtyvät veren mukana kaikkialle elimistöön. vaikuttavat kuitenkin vain tietyissä kohdesoluissa. näin keskenään viestivät solut voivat sijaita kaukana toisistaan
42
kudosten erittämät hormonit
vaikuttavat paikallisesti, siirtyvät usein kohdesoluihin kudosnesteen välityksellä. esim. ruuansulatuskanavan seinämän solut erittävät ruuansulatusentsyymien erittymistä sääteleviä hormoneja
43
kasvutekijät
hormoneiden kaltaisia viestiaineita, jotka lisäävät tai hillitsevät solujen jakautumista. näin kasvutekijät säätelevät kudosten ja elinten kehitystä ja kasvua. esim. sylki sisältää kasvutekijöitä, jotka edistävät ruuansulatuskanavan solujen uusiutumista
44
välittäjäaineet
kemiallinen viestintä, jonka avulla hermosoluissa kulkeva sähköinen viesti siirtyy solusta toiseen, tapahtuu hermopäätteen välittäjäaineiden avulla. hermosolut ovat tärkeitä solujen välisessä viestinnässä
45
mitä viestiaineet tekevät?
vaikuttavat vastaanottavan solun toimintaan ja erilaistumiseen. viestin seurauksena vastaanottanut solu voi jakautua, muuttaa muotoaan, vaeltaa uuteen paikkaan tai kuolla. solut pystyvät vaikuttamaan toistensa toimintaan viestiaineiden välityksellä, koska viestiaineet kiinnittyvät solujen reseptoreihin. kohdesolun toiminta muuttuu. viestiaine voi vaikuttaa esim. proteiinisynteesin käynnistymiseen soluissa. viestiaineet voivat estää geenin toiminnan
46
vaste
solun reagointi viestiaineeseen
47
miksi osa viestiaineista vaikuttaa vain viereisiin soluihin?
osa viestiaineista on solukalvolla
48
homeostasia
pysyvä sisäinen tasapainotila, jonka elimistö pyrkii säilyttämään. sisäisen tasapainotilan säätely edellyttää solujen välistä viestintää. säätely tapahtuu pääasiassa hermoston ja hormonien yhteistyön avulla
49
ruumiinlämmön ja vesitasapainon säätely
ruumiillisessa rasituksessa elimistöstä vapautuu soluhengityksessä lämpöä. sen poistuminen vaatii eri elimistöjen, kuten verenkierto- ja erityselimistön yhteistyötä. hikoilun lisääntyessä nestetasapaino muuttuu, koska veden poistuessa kudosneste ja veri väkevöityvät. tieto väkevöitymisestä kulkeutuu aivojen janokeskukseen. hormonien säätelemät munuaiset tehostavat veden talteenottoa ja virtsaneritys vähenee. näin nestetasapaino palautuu
50
apoptoosi
ohjelmoitunut solukuolema. tapahtumasarja, jonka tuloksena tarpeettomat solut kuolevat. solujen kuolema on tarkoin säädeltyä. kehittyvän yksilön vaurioituneet solut kuolevat ja samalla syntyvistä elimistö muovautuu oikeanlaisia. esim. ihmisten sormien kehittyminen (sormien välissä ollut ohut kalvomainen solukerros häviää). aikuisella tärkeää kudosten uusiutumisessa
51
mitä apoptoosissa tapahtuu?
solulima tiivistyy, tuma pilkkoutuu ja elimistö tuhoaa kuolleen solun ilman tulehdusreaktiota
52
syöpä
ei äkillisesti puhkeava sairaus vaan vuosia (jopa vuosikymmeniä) kestävä tapahtumasarja, jonka keskeiset vaiheet ovat yhteisiä useille tunnetuille syöpätyypeille.
53
syöpäkasvaimen solut
syöpäkasvaimissa solujen erilaistumisaste vähenee ja syöpäsolu irtaantuu elimistön säätelystä ja alkaa jakautua nopeasti ja rajoittamattomasti. syöpäsolut voivat vaeltaa muualle elimistöön ja tunkeutua muihin kudoksiin
54
mistä syöpä johtuu?
kaikissa syöpätyypeissä solut jakautuvat hallitsemattomasti, mikä johtuu niiden jakautumista säätelevän viestinnän häiriöistä. elimistön normaalit solut voivat muuttua syöpäsoluiksi, jos niihin kohdistuu lyhytaaltoista ionisoivaa säteilyä tai ne joutuvat alttiiksi mutaatioita aiheuttaville aineille. mutaatioita voi tapahtua myös itsestään ilman ulkoista syytä
55
karsinogeeni
syöpää aiheuttava tekijä
56
esisyöpägeeni
solun jakautumista säätelevä geeni. näissä tapahtuva mutaatio käynnistää syövän synnyn. mutaation seurauksena esisyöpägeeni muuttuu syöpägeeniksi eli onkogeeniksi. syöpägeenit saavat solun jakautumaan hallitsemattomasti
57
mutaatioiden korjaaminen
monissa ihmisen soluissa tapahtuu mutaatioita päivittäin. perimässä on kuitenkin geenejä, joiden ohjeiden mukaan tuotetut proteiinit korjaavat mutageenien (mutaatioita aiheuttavien tekijöiden) aiheuttamia DNA-virheitä tai rajoittavat solun jakautumista. näissä geeneissä tapahtuvat mutaatiot ovat esisyöpägeeneissä tapahtuvien mutaatioiden lisäksi edellytys, jotta syöpä kehittyy
58
miten elimistö yleensä pystyy tuhoamaan mutaatioiden vaurioittamat solut?
apoptoosin avulla. elimistön oma puolustusjärjestelmä pystyy useimmiten tunnistamaan syöpäsolut niiden rakenteen perusteella ja tuhoamaan ne. iän myötä puolustusjärjestelmän toiminta heikkenee ja DNA-muutosten määrä lisääntyy. siksi syöpäsairaudet iäkkäämmillä yleisempiä
59
pahanlaatuinen kasvain
muodostuu, kun solut muuttuvat syöpäsoluiksi. kasvainsolut pystyvät tunkeutumaan ympäröivien kudosten sisään ja vaurioittamaan niiden rakennetta. kudoksessa syöpäkasvain saa aikaan uusien verisuonten syntymisen, joiden avulla kasvaimen ravinnon ja hapen saanti on turvattu.
60
etäpesäke
kasvain voi muodostaa etäpesäkkeitä uusiin kudoksiin. tämä on syövän vaarallisen ominaisuus
61
syövän hoito jos kasvain havaitaan, ennen kuin se on lähettänyt etäpesäkkeitä
kasvain voidaan useimmiten poistaa leikkauksella
62
miten levinneitä syöpiä ja verisyöpiä hoidetaan?
solunsalpaajilla eli sytostaateilla ja sädehoidolla. solunsalpaajat estävät soluja jakautumasta. sädehoito tuhoaa pääasiassa jakautumisvaiheessa olevia soluja. syöpäpotilaita voidaan hoitaa myös hormonien tai elimistön puolusta vahvistavien interferonien avulla
63
uusia syövän hoitomuotoja
esim. kantasolujen käyttö, syöpäsoluja tunnistavat täsmälääkkeet
64
ovatko syöpiä aiheuttavat geenimutaatiot yksilöllisiä?
joo ja potilaan syöpä voidaan profiloida geenimutaatioiden mukaan. näin hoitoa voidaan suunnitella yksilöllisesti ja käyttää täsmälääkkeitä, joita annetaan vain potilaalle, jolla on tietty mutaatio
65
kantasolujen siirto
käytetään esim. akuutin leukemian ja imusolmukesyöpien hoitoon. pyritään parantamaan syöpä pysyvästi.
66
syövän kehityksen vaiheet
1. syövän kehitys alkaa, kun karsinogeeni tai spontaani geenimutaatio aiheuttaa muutoksia solun perimässä. solu muuttuu syöpäsoluksi, joka ei ota vastaan viestejä muilta soluilta.
2. syöpäsolut jakautuvat nopeasti, tunkeutuvat ympäröivään kudokseen ja muodostavat syöpäkasvaimen
3. syöpäkasvaimesta voi irrota soluja, jotka leviävät veri- tai imusuoniston kautta muualle kehoon. irronneet solut muodostavat etäpesäkkeitä eli metastaaseja elimistön muihin kudoksiin
67
miten sisäisen tasapainon ja elinten toiminnan säätely pääasiassa tapahtuu?
hermoston ja hormonien välityksellä. hormonit vastaavat hitaasta säätelystä ja hermosto on erikoistunut nopeaan informaation välitykseen.
68
mitä hermosto säätelee?
esim. lihasten toimintaa ja näin ollen kaikkia liikkeitämme. se ottaa vastaan aistinsolujen keräämää informaatiota elimistön sisä- ja ulkopuolelta sekä käsittelee ja tulkitsee sitä silmänräpäyksessä. ajattelu, tunne-elämä ja muistaminen perustuvat hermoston toimintaan
69
millaista hermostollinen viestintä on?
sekä sähköistä että kemiallista. viestejä kuljettavat pitkälle erikoistuneet hermosolut eli neuronit, jotka siirtävät impulsseja suurella nopeudella (jopa yli 100 m/s).
70
hermot
monet hermosolut muodostavat yhdessä hermoja, joita kulkee kaikkialla elimistössä. suurin osa soluista on jollain tavalla yhteydessä ainakin yhteen hermoon
71
hermosto
koostuu pitkistä haarautuneista hermosoluista ja hermotukisoluista.
72
hermosolu
niissä on solukeskus eli sooma, suuri määrä tuojahaarakkeita eli dendriittejä sekä yksi viejähaarake eli aksoni. solujen rakenne vaihtelee kuitenkin tehtävästä ja sijaintipaikasta riippuen
73
miten viestit kulkevat hermosoluissa?
aina vain yhteen suuntaan, siten että tuojahaarakkeista viesti kulkee solukeskusta kohti ja sieltä viesti siirtyy eteenpäin viejähaaraketta pitkin.
74
millainen hermosolujen uusiutumiskyky on?
hyvin rajallinen, mutta niiden kantasoluja on myös aikuisen ihmisen hermostossa
75
dendriitit
ottavat vastaan viestejä muista hermosoluista ja välittävät niitä eteenpäin kohti solukeskusta. voimakkaasti haaroittuneita ja lyhyitä
76
solukeskus
siellä sijaitsee tuma ja useimmat soluelimet, kuten mitokondriot, joita hermosolussa on runsaasti suuren energiantarpeen takia. osa välittäjäaineista valmistetaan solukeskuksessa
77
aksoni
välittää hermoimpulssin solukeskuksesta poispäin. pitkä ja päästään haaroittunut
78
myeliinituppi
koostuu hermotukisoluista. toimii eristävänä kerroksena viejähaarakkeen ympärillä, nopeuttaa impulssin kulkua ja auttaa vaurioitunutta viejähaaraketta uusiutumaan.
79
hermotukisolut
hermotukisolujen osuus on noin puolet hermoston tilavuudesta (10x enemmän kuin hermosoluja). ne suojaavat keskushermoston soluja ja pitävät yllä niitä ympäröivän kudosnesteen koostumuksen tasapainoa
80
hermopääte
viejähaarakkeen laajentuneet päät muodostavat hermopäätteitä, joissa sähköinen impulssi muutetaan kemialliseksi
81
hermo
muodostuu useista hermosolujen viejähaarakkeista eli aksoneista, ympäröivistä hermotukisoluista, verisuonista ja sidekudoksesta.
82
sensoriset hermot eli tuntohermot
yhteydessä aistielimiin. välittävät viestejä keskushermostolle elimistön sisä- ja ulkopuolelta. solukeskukset hermosoluissa
83
motoriset hermot eli liikehermot
yhteydessä lihaksiin ja välittävät niille toimintakäskyjä keskushermostosta. solukeskukset selkäytimessä.
84
missä pisimmät viejähaarakkeet ovat?
liikehermoissa. esim. selkäytimestä pikkuvarpaaseen asti ulottuva iskiashermo, jonka hermosolujen viejähaarakkeet jopa metrin mittaisia
85
mitä yhdessä hermossa yleensä on?
sekä tunto- että liikehermoja eli viestit kulkevat siinä kahteen suuntaan
86
hermorata
hermosolut muodostavat toisiinsa yhteydessä olevien hermosolujen ketjun
87
hermosolmu
muodostuu hermosolukeskuksista
88
miten hermoimpulssi käynnistyy?
hermoimpulssi käynnistyy kun aistinsolujen ärsytys tai muista hermosoluista tuleva viesti aktivoi hermosolun sähköisen toiminnan. impulssi etenee tuojahaaraketta pitkin. hermoimpulssin käynnistää ärsyke, joka aiheuttaa muutoksen solukalvon ioniläpäisevyydessä. pieni määrä natriumioneja virtaa solun sisään natriumkanavista ja muuttaa solukalvon sisäpuolen hetkellisesti positiivisesti varautuneeksi
89
mitä hermoimpulssin syntymiseen vaaditaan?
riittävän voimakas ärsyke. riippuu ärsykkeen voimakkuudesta, millä taajuudella impulssi lähtee etenemään. mitä tiheämmin peräkkäisiä impulsseja hermosolussa kulkee, sitä voimakkaamman reaktion ne aiheuttavat. Mitä voimakkaampi ärsyke on, sitä suuremmalla taajuudella impulssi etenee ja sitä voimakkaampi on syntyvä reaktio.
90
ionikanavat ja ionipumput toiminta hermosolussa
hermosolussa, kuten muissakin soluissa, solukalvo on sisäpuolelta negatiivisesti varautunut ja valikoivasti puoliläpäisevä. sähköisesti varautuneet ionit liikkuvat solukalvon läpi solukalvoissa sijaitsevien ionikanavien ja ionipumppujen avulla. ionikanavat ovat valikoivia, eli niistä jokainen päästää läpi vain yhdenlaisia ioneja diffuusion avulla. erit. tärkeitä impulssien välittämisessä ovat jänniteherkät natrium- ja kaliumkanavat. ionipumppujen toiminta on aktiivista kuljetusta (ATP-energiaa tarvitaan)
91
lepojännite
vallitsee hermosolussa, kun siihen ei kohdistu ärsykettä. tällöin solun sisäpuoli on negatiivisesti varautunut vrt. solun ulkopuoleen. tämä johtuu K+-ionien vähäisestä virtauksesta ulos soluista kaliumkanavien kautta.
92
natriumkaliumpumppu
siirtää natriumioneja solun ulkopuolelle ja kaliumioneja solun sisäpuolelle. hermosolun sisäpuolen ja ulkopuolen välillä vallitsee tämän takia suuret konsentraatioerot Na- ja K-ionien välillä. suuret konsentraatioerot mahdollistavat Na- ja K-ionien nopean diffuusion solukalvon läpi ionikanavien kautta
93
mihin hermoimpulssin kulku perustuu?
ionien siirtymiseen solukalvon läpi
94
toimintajännite
hetkellinen ja paikallinen jännitemuutos solukalvon sisä- ja ulkopuolen välillä
95
miten hermoimpulssi kulkee?
välittömästi natriumionien siirtymisen jälkeen kaliumioneja virtaa kaliumkanavien kautta solun ulkopuolelle, jolloin solukalvon sisäpuoli muuttuu takaisin negatiivisesti varautuneeksi. natriumkanavat sulkeutuvat nopeasti. koska solukalvo läpäisee herkemmin kaliumioneja, negatiivinen sähkövaraus laskee hetkeksi alle lepojännitteen tason. impulssi etenee solukalvolla eteenpäin, sillä toimintajännite muuttaa aina edetessään solukalvon ioniläpäisevyyttä. kaikki tämä tapahtuu millisekunneissa
96
voiko seuraava hermoimpulssi kulkea heti samassa hermosolussa?
ei, impulssin kulkua seuraa lyhyt palautumisaika, jonka aikana uusi impulssi ei voi kulkea. vasta lepojännitteen palauduttua lähtötilanteeseen uusi impulssi voi edetä solukalvolla
97
kummalla puolella hermosolua natriumia on vähemmän ja kaliumia enemmän?
natriumia on enemmän hermosolun ulkopuolella. Natrium-kaliumpumppu siirtää aktiivisesti ATP-energian avulla kolme natriumionia solusta ulos ja kaksi kaliumionia solun sisään.
98
mistä normaalitilassa solukalvon sisäpuolen negatiivinen varaus (vrt. ulkopuoleen) johtuu?
solun sisäpuolen negatiivisesti varautuneista molekyyleista ja vähäisestä K+ -ionien ulosvirtauksesta
99
synapsi
hermosolun viejähaarakkeen ja toisen hermosolun tuojahaarakkeen välinen liitos. synapseja on hermosolujen välissä, mutta myös hermosolun ja kohdesolun, kuten liikehermosolun ja lihassolun välissä. tärkeä tehtävä hermoston toiminnassa
100
asetyylikoliini
- keskus- ja ääreishermostossa
- säätelee lihasten supistumista, vireystilaa, oppimista ja muistamista
101
dopamiini
- aivoissa
- säätelee mielihyvää, lihasten toimintaa, oppimista
102
gamma-aminohappo (GABA)
- keskushermostossa
- estää impulssien kulkua
103
glutamaatti
- aivoissa
- kiihdyttää erilaisten impulssien kulkua
104
glysiini
- selkäytimestä
- estää impulssien kulkua
105
noradrenaliini
- sympaattisessa hermostossa
- kiihdyttää impulssien kulkua esim. stressin aikana
106
seratoniini
- aivoissa
- säätelee mielihyvää, ruokahalua ja seksuaalista halukkuutta
107
mihin hermoimpulssin siirtyminen eteenpäin synapsin kohdalla perustuu?
hermosolun tuottamien välittäjäaineiden erittymiseen. hermopäätteeseen saapuva impulssi saa aikaan välittäjäaineen vapautumisen välittäjäainerakkuloista solujen väliseen tilaan eli synapsirakoon. välittäjäaine sitoutuu seuraavan solun solukalvolla olevan ionikanavan reseptoriin, mikä käynnistää toimintajännitteen seuraavassa solussa. hermosolusta toiseen välittyvä viesti jatkaa synapsin jälkeen matkaansa sähköisesti. tämän jälkeen välittäjäaine siirtyy aktiivisella kuljetuksella takaisin edelliseen hermosoluun tai synapsirakoon eritetty entsyymi hajottaa välittäjäaineen. kanavat sulkeutuvat.
108
mitä toimintajännitteen saapuminen hermopäätteeseen saa aikaan?
hermopäätteen solukalvossa olevien Ca2+-kanavien avautumisen, ja kalsiumioneja siirtyy ulkopuolisesta kudosnesteestä hermopäätteen sisälle. kalsiumionit aktivoivat siellä olevat välittäjäainerakkulat vapauttamaan välittäjäainetta synapsirakoon.
109
kynnysarvo
jotta toimintajännite voi syntyä, impulssien taajuuden tulee olla tarpeeksi voimakas eli ylittää kynnysarvo.
110
mikä vaikuttaa toimintajännitteen syntyyn ja impulssin etenemiseen kynnysarvon lisäksi?
synapsissa hermosoluun vaikuttavat toisten hermosolujen tuottamat välittäjäaineet, joista osa on impulssin kulkua edistäviä ja osa sitä estäviä. se siirtyykö impulssi solusta toiseen vai ei riippuu kumpia välittäjäaineita tuotetaan enemmän
111
miten hermoradan käytön aktiivisuus vaikuttaa siihen?
kun tiettyä hermorataa käytetään paljon, välittäjäainereseptorien määrä kasvaa vastaanottavissa soluissa ja synapsit vahvistuvat. toisaalta hermoston vähäinen käyttäminen heikentää synapseja ja myöhempää oppimista sekä altistaa vanhalla iällä huonomuistisuudelle
112
miksi toimintajännite voi käynnistyä alhaisillakin impulssien taajuuksilla?
Kahden eri hermosolun tuomien impulssien taajuudet summautuvat, jolloin toimintajännite käynnistyy vastaanottavassa hermosolussa alhaisillakin impulssien taajuuksilla.
113
Mitä jos impulssin taajuus on yhtä suuri sekä kulkua estävässä että kulkua edistävässä hermosolussa?
toimintajännitettä ei synny vastaanottavassa hermosolussa
114
miten hermosto jaetaan rakenteen perusteella?
keskus- ja ääreishermostoon
115
keskushermosto
aivot ja selkäydin.
116
mitä aivot tekevät?
aivot johtavat tiheän hermoverkon avulla koko elimistöä. aivot käsittelevät ja varastoivat niihin saapuvaa tietoa, säätelevät sen perusteella elimistön toimintaa ja ihmisen käyttäytymistä sekä lähettävät toimintakäskyjä lihaksille
117
ääreishermosto
muodostuu kaikista keskushermoston ulkopuolella olevista motorisista eli liikehermoista ja sensorisista eli tuntohermoista. Aivo- ja selkäydinhermot haarautuvat ohuemmiksi ja pienemmiksi hermohaaroiksi ja päätyvät lopulta omille hermotusalueilleen eri puolille elimistöä. Ääreishermosto on rakenteeltaan monimutkaisesti verkostoitunutta keskushermostoa yksinkertaisempi. Siihen kuuluu muutamia miljoonia hermosoluja, jotka välittävät tietoa keskushermostoon ja päinvastoin.
118
mitä motoriset ja sensoriset hermot tekevät?
motoriset: vievät viestejä kaikille elimistön lihaksille
sensoriset: tuovat informaatiota aistinsoluista
119
miten hermosto jaetaan toiminnan perusteella?
somaattiseen ja autonomiseen hermostoon
119
somaattinen hermosto
sensorinen ja motorinen hermosto. sensorinen hermosto tuo tiedostettuja tai tiedostamattomia viestejä aistinsoluista keskushermostoon. motorinen hermosto vie supistumiskäskyjä luustolihaksille ja sen toiminta on yleensä tahdonalaista ja tiedostettua
120
autonominen hermosto
säätelee rauhasten, sydämen ja sileiden lihasten toimintaa. myös sisäelimistä keskushermostoon informaatiota tuovat hermot. aivoissa on autonomisen hermoston säätelykeskuksia mutta niissä tapahtuva säätely on tahdosta riippumatonta
121
mihin autonominen hermosto vielä jaetaan?
sympaattiseen ja parasympaattiseen hermostoon
122
sympaattinen hermosto
toimii aktiivisesti fyysisen ja henkisen rasituksen aikana. lisää elimistön suorituskykyä ja energiavarastojen käyttöä. Sympaattinen hermosto esimerkiksi lisää sydämen sykettä ja laajentaa keuhkoputkia, jolloin lihakset saavat enemmän happea.
123
parasympaattinen hermosto
toimii aktiivisesti levossa. Se aktivoi esimerkiksi ruuansulatuselimistön toimintaa
124
aivot
valvovat elimistön lämpötilaa, verenpainetta, sydämen sykettä ja hengitystä. Ne ottavat vastaan ja käsittelevät aistinelimistä tulevaa tietoa. Aivojen avulla voimme säädellä tahdonalaisia liikkeitä, ja niiden toimintaan perustuvat myös oppiminen, muisti ja tunne-elämä. Ihmisen aivot muuttuvat koko ajan erilaisten kokemusten ja iän myötä. Näin persoonallisuutemme muokkautuu aivoissamme.
125
selkäydin
keskushermostoon kuuluva osa, joka välittää hermoimpulsseja aivojen ja ääreishermoston välillä. Jokaisesta nikamavälistä lähtee selkäydinhermoja eri puolille elimistöä
126
mitkä suojaavat aivoja ja selkäydintä?
aivoja peittävät kallon luut ja selkäydintä selkänikamat. Luiden lisäksi aivoja suojaavat selkäydinkalvot sekä aivo-selkäydinneste. Aivo-selkäydinneste toimii iskunvaimentajana, huolehtii osaltaan keskushermoston solujen ravinnonsaannista ja huuhtelee aivoista kuona-aineita.
127
aivo-selkäydinneste
sitä on aivoissa ja selkäytimen keskuskanavassa. Sitä muodostuu noin puoli litraa vuorokaudessa veri plasmasta suodattumalla. Se kiertää ympäri aivoja ja selkäydintä suojaten ja poistaen niistä kuona-aineita.
127
mitkä kolme kalvoa peittävät aivoja?
kovakalvo, lukinkalvo ja pehmytkalvo. Lukinkalvon ja pehmytkalvon väliin jää ontelo, jossa on paljon verisuonia ja jossa aivo-selkäydinneste kiertää puhdistaen aivoja kuona-aineista.
128
montako hermosolua aivoissa on?
Aivot koostuvat noin sadasta miljardista toisiinsa kytkeytyneestä hermosolusta sekä lukuisista hermotukisoluista. Jokaisella hermosolulla on aivoissa jopa tuhansia yhteyksiä toisiin hermosoluihin, ja solujen väliset yhteydet muuttuvat koko ajan.
129
mitkä aivoissa tapahtuvat muutokset ovat olleet tärkeitä kehitysaskelia lajimme evoluutiossa?
Aivokudoksen painon, koon ja poimuttumisen muutokset, samoin kuin hermoverkon järjestäytyminen eli miljardien solujen välisten yhteyksien kehittyminen
130
paljonko aivot kuluttavat energiaa?
Aivot kuluttavat painoonsa verrattuna 16 kertaa enemmän happea kuin mikään muu kudos, ja ne käyttävät keskimäärin 20 % elimistömme energiasta. Aivot saavat energiansa lähes yksinomaan glukoosista, joten riittävä veren glukoosipitoisuus on välttämätöntä aivojen normaalille toiminnalle. Suuren energian ja hapen tarpeen vuoksi niiden läpi virtaa verta suunnilleen niiden oman painon verran joka minuutti.
131
veri-aivoneste
Seinämien tiivis epiteelikudos yhdessä hermotukisolujen kanssa muodostaa veri-aivonesteen, joka estää haitallisten aineiden joutumista keskushermostoon
132
miten aineiden siirtyminen aivoissa eroaa muusta elimistöstä?
Lähes kaikkialla elimistössä aineet pääsevät siirtymään helposti hiussuonten seinämien läpi. Aivoissa hiussuonten seinämät ovat kuitenkin rakenteeltaan tavallista tiiviimpiä ja vesiliukoiset aineet eivät pääse kulkeutumaan vapaasti niiden läpi. Tarpeelliset aineet, glukoosi, aminohapot ja happi sekä monet rasva liukoiset lääkeaineet ja alkoholi läpäisevät kuitenkin hiussuonien seinämän vaivattomasti.
133
paljon aivot painavat?
1,35 kg
134
mihin osiin aivot voidaan rakenteensa ja toimintansa puolesta jakaa?
isoaivot, pikkuaivot, väliaivot ja aivorunko. Eri osat toimivat kuitenkin kiinteässä yhteistyössä keskenään.
135
isoaivot
muodostavat noin 90 % aivojen painosta, ja ne ovat voimakkaasti poimuttuneet. Isoaivoissa on kaksi aivopuoliskoa, joita yhdistävät aivokurkiaisen hermoradat
136
aivokuori eli cortex
noin 3mm paksu, peittää isoaivojen poimujen pintaa. Se on harmaata ainetta, joka koostuu hermosolujen solukeskuksista. Aivokuoren alla on enimmäkseen valkeaa ainetta, joka sisältää pääasiassa hermosolujen viejähaarakkeita, jotka yhdistävät aivokuoren osia toisiinsa ja hoitavat yhteyksiä muuhun hermostoon.
137
miten molemmat isoaivopuoliskot voidaan vielä jakaa?
ne voidaan jakaa molemmat neljään lohkoon. otsalohko, ohimolohko, päälaenlohko ja takaraivolohko
138
otsalohko
säätelee puheen tuottamista, ajatuksia ja tunteita sekä vaikuttaa persoonallisuuteen ja tietoisuuteen. Siellä sijaitsee myös motorinen aivokuori, joka ohjaa tahdonalaisten lihasten supistumista.
139
ohimolohko
kuuloaistiin ja äänen tunnistamiseen sekä tulkintaan erikoistunut aivojen osa. Sillä on myös merkittävä rooli muistamisessa.
140
päälaenlohko
käsittelee elimistöstä saapuvia lämpö-, paine- ja kipuärsykkeitä
141
takaraivolohko
vastaanottaa ja käsittelee silmistä tulevaa informaatiota ja muodostaa siitä kuvan
142
tumakkeet
Valkean aineen keskellä sijaitsee harmaasta aineesta muodostuvia hermosolukimppuja, tumakkeita. tyvitumakkeet, mantelitumake, hippokampus
143
tyvitumakkeet
Etuaivojen hermosolujen solukeskuksista koostuvat tyvitumakkeet osallistuvat liikkeiden säätelyyn
144
mantelitumake
ohimolohkossa sijaitseva mantelitumake osallistuu tunteiden käsittelyyn ja muistamiseen
145
hippokampus
tärkeä merkitys uusien asioiden oppimisessa, kun informaatio siirretään lyhytkestoisesta työmuistista pitkäkestoiseen muistiin. Hippokampukseen on myös tallennettu tutusta ympäristöstä eräänlainen kartta, jonka avulla voimme siirtyä paikasta toiseen eksymättä. Alzheimerin taudissa hippokampus on vaurioitunut, ja sitä sairastavan henkilön on vaikea liikkua tutussakin ympäristössä tai muistaa viime aikojen tapahtumia.
146
isoaivokuoren toiminnalliset alueet
motorinen aivokuori, somatosensorinen aivokuori, puheen tuottamisalue (Brocan alue), kuuloalue, puheen ymmärtämisalue (Wernicken alue), näköalue
147
motorinen aivokuori
vastaa tahdonalaisten liikkeiden tuottamisesta
148
somatosensorinen aivokuori
vastaa tahdonalaisten liikkeiden säätelystä
149
pikkuaivot
erittäin runsaasti poimuttunut aivojen osa, joka osallistuu lihasliikkeiden tarkkuuden säätelyyn. Ihminen liikkuu paljon ja käyttää taitavasti käsiään. Ihmisen pikkuaivot ovatkin kehittyneet evoluution kuluessa kookkaiksi, ja pikkuaivokuori on pinta-alaltaan suuri.
150
mitä tapahtuu kun isoaivojen motorinen alue lähettää käskyn liikkeestä vastaaville lihaksille?
aiotusta liikkeestä lähtee samanaikaisesti viesti pikkuaivoihin. Se kerää välittömästi tasapainoon vaikuttavilta aisteilta informaatiota kehon ja raajojen asennon muutoksista ja koordinoi liikkeitä. Näin liikkeistä muodostuu tarkkoja ja sulavia.
151
väliaivot
muodostuvat talamuksesta, hypotalamuksesta sekä kahdesta hormoneja tuottavasta umpirauhasesta, aivolisäkkeestä ja käpyrauhasesta.
152
talamus
aivoihin aistinelimistä tulevan informaation väliasema
153
hypotalamus
Väliaivojen pohjassa oleva hypotalamus ohjaa yhdessä aivolisäkkeen kanssa elimistön hormonitoimintaa. Lisäksi hypotalamus on autonomisen hermoston säätelykeskus, joka saa sisäisiltä aisteilta tietoa esimerkiksi veren happipitoisuudesta tai elimistön lämpötilasta. Janoon, nälkään ja sukupuoliviettiin liittyvät tuntemukset ovat myös yhteydessä hypotalamukseen. Säätelyyn tarvittavan informaation autonominen hermosto saa sisäisten aistien avulla.
154
aivorunko
ydinjatke, aivosilta ja keskiaivot, ja se on evolutiivisesti vanhin aivojen osa. Aivorunko yhdistää selkäytimen aivoihin ja ylläpitää monia elämälle välttämättömiä automaattisia toimintoja.
155
ydinjatke
Ydinjatkeessa on tumakkeita, jotka säätelevät mm. sydämen pumppaaman veren määrää ja verenpainetta. Lisäksi ydinjatke ohjaa yhdessä aivosillan kanssa hengitystä ja ruuansulatusta.
156
limbinen järjestelmä
tunne-elämän säätelystä vastaa pitkälti limbinen järjestelmä. Siihen kuuluu isoaivojen aivokuoren monia eri alueita, aivokuoren alla olevat mantelitumake ja hippokampus sekä väliaivojen hypotalamus. Järjestelmä on yhteydessä autonomiseen hermostoon, ja siksi erilaiset tunteet voivat aiheuttaa punastumista, hikoilua tai sydämentykytystä. Myös nenästä lähtevät hajuhermot ovat suoraan yhteydessä limbiseen järjestelmään, minkä takia tuoksut merkitsevät suuresti tunne-elämässä.
157
miksi hajut herättävät tunteita ja tuovat mieleen muistoja tehokkaammin kuin mitkään muut aistimukset?
Tämä johtuu siitä, että nenän aistinsoluista informaatio kulkee hermoja pitkin suoraan limbiseen järjestelmään, joka on myös tunne-elämän keskus.
158
mitä aivoissa tapahtuu unen aikana?
valveilla vilkkaan aineenvaihdunnan seurauksena niihin kertyy runsaasti haitallisia kuona-aineita, joiden poistamiseen tarvitaan unta. Unen aikana aivo-selkäydinnesteen kierto vilkastuu, erilaiset kuona-aineet liukenevat siihen ja ne poistuvat kierron mukana aivoista. Puutteellisen aivojen puhdistuksen oletetaan altistavan muun muassa aivojen rappeutumasairauksille.
Unen aikana tapahtuu myös päivän aikana kerätyn tiedon lajittelu ja arkistointi. Kun ihminen nukkuu, aivojen hermosoluverkosta karsitaan heikkoja synapseja ja aktiivisia vahvistetaan. Tämä unen aikana tapahtuva vahvistaminen muodostaa pysyviä muistijälkiä ja parantaa oppimista.
159
mitä tapahtuu kun ihminen päättää suorittaa jonkun liikkeen?
isoaivojen motoriselta aivokuorelta lähtee käsky luustolihaksille. Käsky kulkee hermoimpulsseina selkäytimen kautta liikehermoon, joka saa haluttuun liikkeeseen tarvittavat lihakset supistumaan. Liikkeen hienosäätöön osallistuvat myös isoaivojen tyvitumakkeet ja pikkuaivot. Monet alun perin tarkkaa keskittymistä vaativat liikkeet muuttuvat kuitenkin harjoittelun myötä automaattisiksi.
160
refleksi eli heijaste
esimerkki sensorisen ja motorisen hermoston nopeasta yhteistoiminnasta.
161
mitä hermostossa tapahtuu kun laittaa sormen kuumalle levylle?
Ihossa olevat kipuhermopäätteet ärtyvät, ja viesti kulkee tuntohermosoluja pitkin selkäytimeen. Sieltä impulssi siirtyy välittävien hermosolujen kautta liikehermosoluihin, jonka kuljettama impulssi saa käsivarren koukistajalihaksen supistumaan, ja käsi siirtyy pois kipua tuottavasta paikasta. Tätä kutsutaan koukistusrefleksiksi. Samaan aikaan kun selkäytimestä lähtee tieto liikehermoa pitkin lihakselle, toinen impulssi etenee selkäydintä pitkin aivoihin. Vasta tämän jälkeen ihminen tiedostaa kivun.
162
miltä kouristusrefleksi suojelee ihmistä?
kudosvauriolta
163
kouristusrefleksi
suojarefleksi: vetää raajan pois kipua aiheuttavasta kohteesta
164
oksennusrefleksi
suojarefleksi: poistaa pilaantuneen
ruuan tai myrkyn elimistöstä
165
silmän räpytysrefleksi
suojarefleksi: silmäluomet sulkeutuvat jonkin lähestyessä silmää
166
jännerefleksi
asentorefleksi: pitää yllä asentoa ja tasapainoa
167
polvirefleksi
venytysrefleksi: ohjaa vastavaikuttajalihasten toimintaa
168
sukellusrefleksi
imeväisiän suojarefleksi: estää nesteen pääsyn hengitysteihin
169
sympaattisen ja parasympaattisen hermoston yhteisvaikutukset?
Kuhunkin elimeen menee sekä sympaattiseen että parasympaattiseen hermostoon kuuluvia hermoja. Niiden vaikutukset ovat usein vastakkaisia: toinen kiihdyttää elimen toimintaa, toinen hidastaa sitä. Se, kummasta hermostosta tulee enemmän impulsseja kohde-elimeen, ratkaisee vaikutuksen.
170
PET-kuvaus (positroniemissiotomografia)
injektoidaan laskimoon esimerkiksi hapen ja hiilen lyhytikäisiä, radioaktiivisia isotooppeja, jotka synnyttävät elimistössä radioaktiivista säteilyä. Niillä aivojen alueilla, joissa on vilkas verenkierto ja soluhengitys, syntyy runsaasti säteilyä. Säteily kuvataan erikoiskameroilla, ja kuvien perusteella on mahdollista rakentaa kuva aivojen toiminnallisista alueista. PET-kuvauksen avulla on selvitetty muun muassa, miten oikea- ja vasenkätisten aivojen toiminnat eroavat toisistaan, kun ne tunnistavat lausuttuja sanoja.
