knowt logo

BIOLOGIA 5 - IHMISEN BIOLOGIA

1. Ihminen on monisoluinen eliö

Ihminen koostuu noin 37 miljardista solusta, jotka ovat kaikki lähtöisin meioosista.

MEIOOSI

MITOOSI

Munasolun hedelmöittymisessä tapahtuva solun jakautuminen. Jakautuminen jaetaan kahteen osaan Meioosi I ja meioosi II:n.

Minkä tahansa solun DNA kahdentuu. Tämän jälkeen solun tuma jakaantuu, jolloin syntyy kaksi diploidista solua. Solu voi jakautua mitoottisesti noin 50 kertaa.

Solut erilaistuvat eri tehtäviin. Jotta kukin solu osaa erilaistua tarvittavaan tehtävään, kuten hermosoluksi, täytyy solujen kommunikoida keskenään. Kommunikointia ja muutenkin solujen toimintaa ohjaavat viestintäaineet, jotka jaetaan hormoneihin, kasvutekijöihin ja välittäjäaineisiin. Solun reagointia viestiin kutsutaan vasteeksi. Vasteita on viisi erilaista:

Apoptoosilla tarkoitetaan ohjattua solukuolemaa. Ohjatun solukuoleman tarkoituksena on surkastuttaa turhia soluja.

Solujen välisen viestinnän avulla ylläpidetään kehon tasapainotilaa eli homeostasiaa. Ihmisellä homeostasiaan liittyvät muun muassa ruumiinlämmön ylläpitäminen ja janon tunne.

Samaan tehtäviin erilaistuneita soluja kutsutaan solutyypeiksi, ja ne muodostavat kudoksia. Kudokset puolestaan muodostavat elimiä ja elimet elimistöjä.

Nisäkkäiden kudokset jaetaan neljään päätyyppiin:

  • Epiteelikudos

  • Side- ja tukikudos

    +side-, luu- ja rustokudos sekä imuneste

  • Lihaskudos

    + sileä lihaskudos

  • Hermokudos

Kantasolulla tarkoitetaan solua, joka ei ole vielä erikoistunut mihinkään tehtävään. Kantasolutyyppejä on neljää erilaista:

  • Täysikykyiset kantasolut

  • Erittäin monikykyiset kantasolut

  • Monikykyiset kantasolut

  • Aikuisen kantasolut

Syöpäsolut ovat soluja, jotka eivät ole muiden solujen tavalla elimistön kontrolloitavissa, vaan jakautuvat hallitsemattomasti.

Syöpää aiheuttavia tekijöitä kutsutaan karsinogeeneiksi. Karsinogeenejä ovat esimerkiksi voimakas UV-säteily tai tupakan polttaminen. Yksistään auringossa loikoilu ei saa aikaan syöpää. Jotta syöpä voi kehittyä täytyy kehossa tapahtuva kaksi mutaatiota:

  1. Esisyöpägeenit muovautuvat syöpägeeneiksi (karsinogeenin vaikutuksesta)

  2. Syövänestogeenit lakkaavat toimimasta

Kun syöpäsolut alkavat jakaantua hallitsemattomasti, ne tunkeutuvat kudoksiin ja muodostavat pahanlaatuisia kasvaimia. Jos kasvain ehtii laajenemaan noin herneen kokoiseksi, voi se muodostaa ympärilleen verisuonen, jonka avulla se turvaa hapen ja ravinnon saantinsa, sekä lähettää etäpesäkkeitä muihin kudoksiin.

2. Hermostossa informaatio kulkee nopeasti ja tarkasti

Hermosto vastaa kehon sisällä tapahtuvasta nopeasta viestittämisestä. Hermosto koostuu hermosoluista ja hermotukisoluista.

Hermosolu koostuu tuojahaarakkeista, solukeskuksesta sekä viejähaarakkeesta ja sitä suojaavista hermotukisoluista. Niiden paikat ja muodot vaihtevat hermosolutyypin mukaan.

Liikehermosolun rakenne

Hermosolujen viejähaarakkeet, hermotukisolut, sidekudos ja verisuonet muodostavat hermoja. Hermosolujen muodostamaa ketjua kutsutaan hermoradaksi.

Sensoriset hermot eli tuntohermot tuovat informaatiota aistinelimistä selkäytimelle ja aivoille, kuten esimerkiksi maistaessasi jotain hyvin mausteista ruokaa, kulkee informaatio suusi tuntohermosoluista tuntohermoja pitkin aivoihin ja selkäytimeen.

Motoriset hermot eli liikehermot tuovat liikekäskyjä aivoista ja selkäytimestä lihaksille.

Hermosoluissa viestit kulkevat sekä sähköisesti että kemiallisesti. Viestin sähköistä osaa kutsutaan hermoimpulssiksi. Impulssi kulkee aina tuojahaarakkeista solukeskukseen ja sieltä viejähaarakkeeseen.

Yksittäinen hermoimpulssi kulkee aina samalla nopeudella. Viestin tärkeyden määrittää saapuvien impulssien tiheys, eli kuinka usein samasta asiasta kertovaa impulssia saapuu.

Impulssin kulku hermosoluissa perustuu ionien siirtymisestä aiheutuviien varauseroihin. Tärkeimmät ionit hermoimpulssin kulkiessa ovat natrium ja kalium. Viestin kulkeminen yksittäisten myeliinituppien välillä jaetaan neljään osaan:

  1. Lepojännite

    • Viesti ei ole vielä saavuttanut kyseistä kohtaa hermosolussa

    • Hermosolun solukalvon ulkopuoli on positiivisesti varautunut, ja koostuu pääasiallisesti natriumioneista.

    • Hermosolun solukalvon sisäpuoli on negatiivisesti varautunut, ja koostuu pääasasiallisesti kaliumioneista.

lepojännite
  1. Toimintajännitteen ensimmäinen osa: natriumin sisäänvirtaus

    • Viesti saavuttaa kyseisen hermosolun kohdan ja natriumkanavat aukeavat

    • Hermosolun solukalvon sisäpuolen varaus muuttuu positiiviseksi, koska natriumioneita alkaa virrata sisään

    • Hermosolun solukalvon ulkopuolen varaus muuttuu negatiiiviseksi, -’’-

    • Ei tarvita ATP-energiaa!!!!!

natriumin sisäänvirtaus
  1. Toimintajännitteen toinen osa: kaliumin ulosvirtaus

    • Viesti on saavuttanut kyseisen hermosolun kohdan ja jatkaa nyt matkaansa pitkin hermosolua. Kaliumkanavat aukeavat muuttuneiden varausten vuoksi.

    • Hermosolun solukalvon sisäpuolen varaus palautuu jälleen negatiiviseksi, koska kaliumia alkaa virrata ulos

    • Hermosolun solukalvon ulkopuolen varaus palutuu negatiiviseksi, -’’-

    • Ei ATP-energiaa!!

  2. Palautumisaika

    • Palautumisaikana natrium-kaliumpumput palauttavat kaliumia takaisin solukalvon sisäpuolelle ja natriumia takaisin solukalvon ulkopuolelle säilyttäen kuitekin varaukset ennallaan.

    • Konsentraatio eron pitämiseksi natriumia siirretään kerrallaan enemmän kuin kaliumia, suhteessa 2:3

    • ATP-energiaa!!

Saadaan aikaan tämännäköinen kuvaaja:

impulssin kulku hermosolussa

Hermosto jaetaan keskus- ja ääreishermostoon.

Keskushermotoon kuuluvat aivot ja selkäydin. Aivot vastaan ottavat, käsittelevät ja varastoivat tietoa, sekä lähettävät toimintakäskyjä muulle elimistölle, esim. lihaksille. Selkäydin toimii ikään kuin viestinvälittäjänä aivojen ja muun kehon välillä. Keskushermosto, lähinnä aivojen otsalohko, on täysin kehittynyt vasta noin 29 vuoden iässä.

Ääreishermostoon kuuluvat sensorinen ja motorinen hermosto, eli perjaatteessa kehon loput hermot ja hermoradat. Ääreishermoston toiminta jaetaan kahteen:

  • Somaattinen hermosto = sensoriset hermot tuovat viestejä keskushermostoon, josta lähtee vaste motorista hermostoa pitkin tahdonalaiseen lihakseen. Somaattinen hermosto on siis osa ääreishermostoa, jota pystytään itse koordinoimaan.

  • Autonominen hermosto = sensorinen ja motorinen hermosto säätelevät tahdosta riippumattomien kehonosien, eli rauhasten, sileiden lihasten ja sydämen, toimintaa. Autonomisen hermoston toiminta jaetaan kahteen:

    • sympaattinen hermosto = vaikuttaa fyysisen ja henkisen rasituksen aikana, lisää energiavarastojen käyttöä ja suoristuskykyä

    • parasympaattinen hermosto = vaikuttaa levon aikana

Refleksi = synnynnäisesti automaattinen liikesarja, jolla keho reagoi johonkin “vaaraan”, esim. silmäluomi menee kiinni roskan lähestyessä silmää tai sormi kiskaistaan pois kuumalta paistinpannulta.

keskus- ja ääreishermosto

Keskushermoston toiminta on ihmiselle elintärkeää. Aivoja ja selkäydintä suojaavat luut, kalvot ja nesteet.

Selkäydintä suojaavat:

  • selkänikamat

  • aivo-selkäydinneste =neste, jota suodattuu vesiplasmasta aivokammioihin, ja joka kiertää selkäytimen ympärillä ja aivoissa lukinkalvonontelossa puhdistaen kuona-aineesta ja antaen ravintoaineita.

Aivoja suojaavat:

  • kallo

  • aivo-selkäydinneste

  • aivokalvot

    • lukinkalvo - lukinkalvon ontelo sisältää selkäydinnesteen, jonka imeytymistä tehostetaan lukinkalvon nukkalisäkkeillä

    • kovakalvo - koostuu luukalvosta (sisältää verisuonia ja hermoja) ja aivokalvokerroksesta (vastaa reflekseistä)

    • pehmytkalvo - aivoihin ja selkäytimeen kiinnittynyt hauras ja suonikas pehmytkudoskerros

Veri-aivoneste = hermosoluista ja epittelikudoksesta rakentuva neste, joka ehkäisee haitallisten ja tarpeettomien aineiden pääsyn keskushermostoon.

Aivojen osat:

mafynetti tehtävä 149

Isoaivot muodostavat 90% aivojen pinta-alasta. Isoaivot ovat aivojen poimuttunut osa, jota päällystää aivokuori. Isoaivot jaetaan neljään aivolohkoon:

  1. Otsalohko

    • vastaa mm. tietoisuudesta, persoonallisuudesta, päätöksönteosta ja puheentuottamisesta

  2. Ohimolohko

    • vastaa mm. kuuloaistimusten käsittelystä

  3. Päälakilohko

    • vastaa mm. kipu-, lämpö- ja paineärsykkeiden käsittelystä

  4. Takaraivolohko

    • vastaa mm. näköaistimusten käsittelystä

Pikkuaivot vastaavat hienosäädetyistä liikkeistä.

Väliaivot koostuvat hypotalamuksesta, talamuksesta, aivolisäkkeestä ja käpyrauhasesta. Aivolisäke ja käpyrauhanen ovat umpirauhasia, eli ne erittävät hormoneita, jotka auttavat kehon eri elintoiminnoissa. Hypotalamus osallistuu kehon homeostasian säätelyyn yhdessä umpirauhasten kanssa. Talamus ottaa vastaan sensorihermoja pitkin tulevat aistimukset, ja lähettää ne oikeille aivolohkoille.

Aivorunko on aivojen vanhin osa, ja koostuu ydinjatkeesta, aivosillasta ja keskiaivoista. Aivorungon osat vastaavat hengissä pysymiselle välttämättömistä elintoiminnoista, kuten hengityksen säätelystä ja janontunteesta.

Limbinen järjestelmä = aivojen alue, joka vaastaa tunteiden käsittelystä ja säätelystä. Limbiseen järjestelmään kuuluvat mm. hypotalamus ja hippokampus.

Aivokuori koostuu harmaasta aineesta ja aivojen sisäosa pääosin valkeasta aineesta. Harmaa aine sisältää hermosolujen solukeskuksia ja muodostaa hermosolukimppuja, tumakkeita, joita on myös valkean aineen seassakin. Valkea aine taas koostuu hermosolujen viejä- ja tuojahaarakkeista.

  • Tyvitumakkeet sijaitsevat etuaivoissa, ja osallistuvat liikkeiden säätelyyn.

  • Mantelitumake osallistuu tunteiden käsittelyyn ja muodostamiseen, sekä oppimiseen, ja sijaitsee ohimolohkossa

  • Hippokampus ottaa osaa uusien asioiden oppimiseen ja muistamiseen.

3. Hormonit ovat elimistön toimintaa sääteleviä viestiaineita

Hormonit ovat kehon toimintaan vaikuttavia kemiallisia viestiaineita, jotka erittyvät umpirauhasista verenkiertoon tai elimestä itsestään itselleen. Hormoneja, jotka erittyvät elimestä itsestään ovat esim. punasolujen tuotantoon vaikuttava epo (erytropoiteiini). Hormonaalinen säätely on elimistön hidasta säätelyä.

Kehon umpirauhaset ja niiden erittämät hormonit

Hypotalamus ei ole umpirauhanen, mutta osallistuu silti hormonaaliseen säätelyyn aivolisäkkeen avulla. Hypotalamus ja aivolisäke muodostavat yhdessä umpieritystä säätelevän järjestelmän. Ne voivat joko kiihdyttää tai hidastaa jonkin hormonin tuotantoa palautesäätelyn avulla:

Aivolisäke jaetaan kahteen osaan:

  1. Aivolisäkkeen etulohko

  • Hypotalamuksen tuottamat hormonit siirtyvät aivolisäkkeen etulohkoon veren mukana. Ne joko kiihdyttävät tai estävät etulohkon hormonieritystä. Aivolisäkkeen etulohko muodostuu umpieritteisistä soluista. Etulohkossa syntyviä hormoneja ovat esimerkiksi kasvuhormoni ja prolaktiini.

2. Aivolisäkkeen takalohko

  • Hypotalamus tuottaa hormoneja, jotka siirtyvät aivolisäkkeen takalohkoon ja sieltä edelleen verenkiertoon.

Umpirauhasten tuottamat hormonit erittyvät vereen, josta ne jatkavat matkaansa kohti solua, jolla on sille hormonille sopiva reseptori. Reseptori koostuu proteiineista, ja sijaitsee solukalvolla, solulimassa tai tumassa. Kun hormoni on vaikuttanut tietyn aikaa, entsyymit pilkkovat sen käyttökelvottomaan muotoon ja lähettävät veren mukana maksaan, jossa ne muutetaan vesiliukosiksi niin, että ne voivat poistua virtsan mukana ulos kehosta.

Umpirauhasten ja hormonien toiminta

Hormoonit jaetaan kahteen:

  1. Vesiliukoiset hormonit

    • Liukenevat veri- tai kudosnesteeseen, ja kulkevat helposti veren mukana paikasta toiseen

    • Eivät pääse solukalvon läpi, joten voivat vaikuttaa vain soluihin, joiden reseptorit sijaitsevat niiden solukalvolla. Solukalvolta hormonin tuoma viesti siirtyy toisiolähetin mukana tumalle.

    • Voivat vaikuttaa mm. solun aineenvaihduntaan.

    • Vaikutus tapahtuu yleensä “nopeasti”.

  2. Rasvaliukoiset hormonit

    • Eivät liukene veri- tai kudosnesteeseen, joten vaativat liikkuakseen veriplasman kuljettajaproteiinin

    • Pääsevät solukalvon läpi, joten voivat vaikuttaa itsenäisesti myös tumassa tai solulimassa oleviin reseptoreihin

    • Voivat muuttaa koko solun toiminnan.

    • Vaikutuksen alkaminen kestää pitkään, mutta on myös pitkäkestoinen.


Ihmisen pituuskasvuun vaikuttavat aivolisäkkeen erittämä kasvuhormoni, kilpirauhasten erittämä tyroksiini ja sukupuolihormonit.

Pituuskasvuun vaikuttavat hormonit eri ikävuosina

Strsessillä tarkoitetaan elimistön tilaa, jossa keho reagoi sitä kuormittaviin fyysisiin tai psyykkisiin ärsykkeisiin. Stressitilassa hermostollinen ja hormonaalinen säätely keskittyvät energian tuotantoon ja kudosvaurioiden estämiseen.

  • Lyhytaikainen stressi

    • Sympaattinen hermosto lisää sydämen lyöntitiheyttä, nostaa verenpainetta ja tehostaa verenkiertoa kudoksessa, johon stressi erityisesti kohdistuu.

    • Lisämunuaiset erittävät adrenaliinia, joka nostaa veren glukoosi- ja rasvahappopitoisuutta, sekä kiihdyttää verenkiertoa.

    • Nostaa suorituskykyä

  • Pitkäaikainen stressi

    • Lisämunuaiset alkavat erittämään kortisolia

      • pitkään korkealla olevat kortisolitasot heikentävät valkosolujen tuotantoa ja tehostaa proteiinin käyttöä energian lähteenä (voi johtaa jopa laihtumiseen)

    • Vaikuttaa psyykkeeseen ja mielialoihin

Ihmiskehon toiminta on erilainen eri vuorokauden aikoina. Vuorokausirytmiä säätelee niin sanottu sirkadiaaninen rytmi, jonka toiminta perustuu silmien aivojen käpyrauhaseen välittämä valonmäärä. Valon määrä on kääntäenverrannollinen melatoniinin tuotantoon, eli melatoniinia alkaa erittyä päivän pimetessä, kuten myös esimerkiksi kasvuhormonia.

4. Verenkierto toimii elimistön kuljetusjärjestelmänä

Verenkiertoelimistö koostuu sydämestä ja verisuonista. Verisuonia on kolmea tyyppiä:

  1. Valtimot

    • Valtimot kuljettavat runsashappista verta, ja sen mukana tulevia ravinteita ja happea sydämestä poispäin muualle kehoon (poislukien keuhkovaltimot).

    • Veri valtimoissa virtaa kovalla paineella.

  2. Laskimot

    • Kuljettavat verta kehon eri osista takaisin sydämeen.

    • Veren kulkua auttavat laskimoläpät.

  3. Hiussuonet

    • Ohuimmat ja ohut seinäisimmät laskimot ja valtimot ovat hiussuonia.

    • Veren kuljettamat aineet siirtyvät hiussuonista soluihin, ja vastaavasti sieltä tulevat aineet vereen.

Sydän jaetaan vasempaan ja oikeaan puoliskoon. Kummassakin puoliskoissa on omat eteisensä ja kammionsa, sekä puoliskot toisistaan erottavat lihasseinämät. Koko sydämen peittää kaksikerroksinen sidekudoskalvo, sydänpussi. Sydänläpät pitävät huolen, että veri virtaa oikeaan suuntaan.

sydämen sisärakenne

Sydämen oikea puolisko pumppaa verta pieneen verenkiertoon, eli keuhkoverenkiertoon, ja vasen vastaakin koko muusta kehosta, eli suuresta verenkierrosta.

Sydämen supistusmismäärää minuutin aikana kutsutaan sykkeeksi. Sykkeen suuruus vaihtelee rasituksen mukaan. Verimäärää, jonka sydän pumppaa yhden lyönnin aikana valtimoihin, kutsutaan iskutilavuudeksi. Minuutin aikana sydämen läpi kulkema verimäärää taas kutsutaan minuuttitilavuudeksi. Sykkeen kasvaessa myös minuuttitilavuus kasvaa.

Sydämen supistumista ohjaa oikean eteisen yläosassa sijaitseva lihassoluryhmä, sinussolmuke. Sydän joko supistuu koko voimallaan, tai ei supistu ollenkaan. Sisussolmuke lähettää sähköisen impulssin, joka saa sydämen eteiset, ja myöhemmin myös kammiot supistumaan. Sydämen toiminnassa vuorottelevat lepovaihe (diastole) ja supistumisvaihe (systole).

sydämen toimintakierto

Sydämen solutkin tarvitsee happea. Siitä vastaavat sepelvaltimot ja -laskimot. Sepelvaltimot kuljettavat happipitoista verta sydämen lihassoluille, ja sepellaskimot pois sieltä takasin oikeaan eteiseen. Sepelvaltimot lähtevät sydämen aortan tyvestä kahtena haarana, vasempana ja oikeana.

Myös hermosto ja hormonit säätelevät sydämen toimintaa. Parasympaattinen hermosto hidastaa ja sympaattinen hermosto kiihdyttää sydämen lyöntitiheyttä. Lisämunuaisten erittämät adrenaliini ja noradrenaliini saavat verisuonet ja sydämen laajenemaan suuremmalla temmolla.

Valtimon seinämät ovat rakenteeltaan paksummat kuin laskimoiden, jotta ne kestäisivät paremmin painetta. Sekä valtimot että laskimot koostuvat kolmesta kerroksesta: sidekudos-, sileälihaskudos- ja pintakudoskerroksesta. Hiussuonet taas koostuvat kahdesta kerroksesta: pintakudoskerroksesta ja tyvikalvosta. Hiussuonissa paine on neljäsosa valtimoissa vallitsevasta paineesta, jotta verenkuljettamat ravintoaineet ja happi pääsevät siirtymään elimistöön.

verisuonten rakenne

Laskimoissa verenpaine on niin matala, ettei veri yksinään onnistu kipuamaan takaisin sydämeen. Veren kulkua auttavat läpät , ympäröivien luustolihasten supistuminen sekä oikean eteisen alipaine.

veren kulku laskimossa

Verenpaine kertoo valtimoissa olevan paineen, ja se ilmoitetaan kahdella lukuarvolla: diastoolisena paineeena ja systoolisena paineena. Diastolinen paine (alapaine) kuvaa lepovaiheen aikaista painetta, ja systolinen (yläpaine) supistumisvaiheen aikaista painetta.

Verenpaineeseen vaikuttavat kaksi tekijää:

  1. sydämen pumppaaman veren määrä

    • isku- ja minuuttitilavuus

  2. valtimoiden antama vastus

    • terveet valtimot: kimmoisia ja laajenevia

    • ei niin terveet valtimot: kovettuneita ja ahtautuneita

Ylä- ja alaonttolaskimo tuovat hiilidioksidipitoista verta sydämen oikeaan puoliskoon, josta veri matkaa keuhkovaltimoita pitkin keuhkoihin. Keuhkorakkuloista happea siirtyy vereen. Happipitoinen veri virtaa sydämeen keuhkolaskimoiden kautta vasempaan puoliskoon, ja jatkaa matkaansa aortasta muualle kehoon.

verenkulku pienessä ja isossa verenkierrossa

Kehon nesteet jaetaan kolmeen:

  1. Verineste

  2. Imuneste

  3. Kudosneste

    → Kun veri virtaa hiussuonissa ja antaa ravinteita soluille, tihkuaa sieltä verinestettä kudoksiin. Tätä kudoksiin päätynyttä verinestettä kutsutaan kudosnesteeksi. Kudoksista nestettä imeytyy takaisin hiuslaskimoihin ja imusuoniin. Imusuoniin imeytynyttä nestettä kutsutaan imunesteeksi.

Kehon imusuonisto kulkee käsikädessä verisuonison kanssa, ja imusuonet muistuttavat rakenteeltaan laskimoita. Imusuonet vievät imunestettä kahteen paikkaan: solislaskimoon ja imusolmukkeisiin.

  • Solislaskimossa imuneste palautetaan takaisin verenkiertoon.

  • Imusolmukkeet ovat osa elimistön sisäistä puolustusmekanismia, ja niitä on lähinnä kaulan, kainaloiden ja nivusten alueella.

  • Imusolmukkeissa valkosolut tuhoavat imunesteen mukana kulkevia mikrobeja.

Imusuonisto

Verineste, eli veri, kostuu verisoluista ja veriplasmasta.

Verisoluja ovat puna- ja valkosolut sekä verihiutaleet.

  • Punasolut syntyvät luuytimessä, ja niiden tuotantoa säätelee epo-hormoni. Punasoluissa ei ole tumaa, vaan sen sijaan hemoglobiinia, jonka avulla punasolut voivat kuljettaa happea muille soluille. Punasolujen osuus verisoluista on noin 90%.

  • Valkosolut ovat tärkeä osa elimistön sisäistä puolustusjärjestelmää. Valkosolut ovat muita verisoluja suurempia, ja niillä on tuma ja muita soluelimiä. Valkosoluja on veren lisäksi kudoksissa sekä imusuonistossa ja -solmukkeissa.

  • Verihiutaleet toimivat veren hyytymistekijöinä. Veren hyytyminen estää verenhukan syntymisen, esim. haavan tullessa. Verihiutaleet ovat muita verisoluja pienempiä, eikä niilläkään ole tumaa. Haavassa tapahtuvan verenhyytymisen vaiheet:

    1. Haava vuotaa verta vaurioituneesta verisuonesta. Verihiutaleet tulevat haavan luokse, ja muuttuvat liimaiksi. Liimaiset verihiutaleet tarttuvat toisiinsa tukkien vuotokohdan. Verisuoni supistuu, jolloin vuotavan veren määrä vähenee.

    2. Kalsium saa verihiutaleissa olevan hyytymistekijän muuttumaan entsyymiksi, joka muuttaa veressä olevan fibrinogeenin fibriiniksi, joka ei liukene vereen. Verisolut tarttuvat fibriinin ja tukkivat haavakohdan.

    3. Verihyytymä muodostaa ruven, jonka alla iho uusiutuu ja verisuoni punoutuu takaisin kasaan.

Veriplasma koostuu vedestä ja ravinteista/ioneista/hormoneista/jne. joita veri kuljettaa mukanaan.

5. Hengitystä tapahtuu kaikkialla elimistössä

Hengitys kehossa tapahtuu viidessä osassa:

  1. Keuhkotuuletus = ilman kulkeminen keuhkoihin ja pois sieltä

  2. Kaasujen vaihto keuhkoissa = hapen siirtyminen keuhkoista keuhkorakkuloihin, ja hiilidioksidin siirtyminen keuhkorakkuloista keuhkoihin diffuusion avulla

  3. Kaasujen kulkeminen = happi kulkee punasoluissa ja hiilidioksidi veren mukana

  4. Kaasujen vaihto soluille = happi siirtyy verestä soluihin ja hiilidioksidi soluista vereen

  5. Soluhengitys = solun mitokondriossa glukoosia poltetaan hapen avulla energiaksi, jolloin vapautuu hiilidioksidia ja vettä

Hengityelimistö koostuu hengitysteistä, keuhkoista ja hengityslihaksista.

  • Hengitysteihin kuuluvat nenä- ja suuontelo, kurkunpää ja -kansi, nielu, henkitorvi sekä keuhkoputket.

    • Kurkunpäässä sijaitsevat myös äänihuulet, joiden avulla voimme puhua ja laulaa. Äänen tuottaminen perustuu äänihuulten värähtelyyn toisiaan vasten. Kun laulamme korkealta, äänihuulet ohenevat ja venyvät. Kun taas laulamme matalalta, äänihuulet paksunevat ja rentoutuvat.

  • Hengitysteissä ilmaa lämmitetään, puhdistetaan ja kostutetaan.

    • Ilmaa puhdistavat värekarvat ja niiden kuljettama lima, johon mikrobit tarttuvat. Lima niellään, jonka jälkeen siihen tarttuneet mikrobit kuolevat mahalaukun happamissa oloissa.

  • Hengitysteissä, tarkemmin ottaen nenäontelon yläosassa, on hajuepiteeli, jonka soluilla saadaan hajuaistimuksia.

  • Henkitorvi haarautuu kahdeksi keuhkoputkeksi, jotka vievät hengitetyn ilman keuhkoihin keuhkorakkuloille.

    • Keuhkorakkuloita yhdessä keuhkossa on noin 150 miljoonaa. Niissä tapahtuu ensimmäinen kaasujen vaihto, jossa happi siirtyy diffuusion avulla keuhkorakkuloihin, ja hiiilidioksi pois niistä.

  • Keuhkoja ympäröivät keuhkopussit, joiden ontelossa on kitkaa vähentävää nestettä.

    • Onteloissa on alipaine, joka automatisoi hengittämisen, ja huolehtii, etteivät keuhkot pääse tyhjenemään kokonaan.

  • Hengityslihakset jaetaan sisään- ja uloshengityslihaksiin.

    • Sisäänhengityslihaksia, eli palleaa ja ulompia kylkivälilihaksia, käytetään aina hengittäessä. Sisäänhengittäessä rintakehä laajenee, koska pallea ja ulommat kylkivälilihakset supistuvat.

    • Uloshengityslihaksia, eli sisempiä kylkivälilihaksia ja vatsalihaksia, käytetään, kun hengitystä tarvitsee tehostaa (esim. fyysisesti raskaan suorituksen aikana). Uloshengityksessä rintakehä pienenee, koska sisäänhengityslihakset rentoutuvat, ja ulkohengityslihakset supistuvat.

hengityelimistö

Happimolekyylit sitoutuvat punasolujen hemoglobiinin, ja tämän vuoksi veressä kulkavasta hapesta 98% kulkee punasolujen mukana. Hiilidioksidimolekyylit kulkevat pääasiallisesti veren ja verihiutaleiden mukana.

Ensimmäisessä kuvassa hapen osuus verihiutaleissa ja punasoiluissa. Toisessa kuvassa hiilidioksidin osuus verihiutaleissa ja punasoluissa.

6. Ruoansulatuksessa ravinto muokkaantuu soluille käyttökelpoiseen muotoon

Solujen aineenvaihdunnassa tarvitaan energiaa ja rakennusaineita:

  • Ihminen tarvitsee energiaa

    • tasalämpöisyyden ylläpitoon

    • lihassolujen supistumiseeen

    • aineiden kuljetukseen

    • hermoimpulssien etenemiseen

  • Perusaineenvaihdunta: elintoimintojen ylläpitämiseen käytettävä energia

  • Rakennusaineenvaihdunta: raaka-aineita soluelinten, solujen ja kudosten muodostumiseen ja uusiutumiseen

  • Energia-aineenvaihdunta: ravintoaineiden pilkkominen sellaiseen muotoon, että niitä voidaan käyttää energianlähteenä

  • Energiatasapaino kertoo, millaisessa suhteessa energiaa saadaan ja käytetään.

Ravinnosta saadaan orgaanisia ja epäorgaanisia aineita:

Ravintoaine

Tehtävä elimistössä

Lähde esimerkkejä

Hiilihydraatit

tärkein energianlähde

vilja- ja maitotuotteet, marjat

Proteiinit

aminohappoja→ solujen rakennusaine→ geenien toiminnan säätely→ kehon puolustusjärjestelmä

eläinkunnan tuotteet, pähkinät, palkokasvit

Lipidit

solujen rakennusaine, energianlähde

kasvirasvat, eläinkunnan tuotteet

Nukleiinihapot

tiedon tallettaminen ja säilyttäminen

monipuolinen ravinto

Vitamiinit

eri vitamiineilla on eri tehtäviä, esim. D-vitamiini vahvistaa luustoa ja A-vitamiini näköä

eri vitamiineja saadaan eri tuotteista, joten monipuolinen ravinto

Kivennäisaineet/hivenaineet

entsyymien ja hormonien valmistaminen

monipuolinen ravinto takaa monipuolisen kivennäis- ja hivenaineiden saannin

Vesi

aineenvaihdunta, ravintoaineiden kuljetus ja imeytyminen, kuona-aineiden poisto sekä lämmönsäätely

vesi itsessään, hedälmät ja marjat

Ruuansulatuskanavassa ravintoaineet pilkkoutuvat ja imeytyvät elimistön käytettäväksi

  • Ruuansulatustapahtuma

    1. ruuan mekaaninen hienontaminen

    2. ruuan mekaaninen eritys ja entsymaattinen pilkkoutuminen

    3. pilkkoutuneiden ravintoaineiden imeytyminen verenkiertoon

  • Entsyymit pilkkovat suuria orgaanisia molekyylejä

ruuansulatus ravintoaineiden näkökulmasta

Ruuansulatuselimistön osat

Ruoan matka suusta peräaukkoon:

  1. Suu

    • hampaat hienontavat ruokamassan

    • sylkirauhaset erittävät sylkeä, joka sisältää mm. amylaasientsyymiä ja lipaaseja, limaa, vettä ja kasvutekijöitä

      • amylaasientsyymi aloittaa hiilihydraattien pilkkomisen

      • lipaasit pilkkovat lipidejä

  2. Nielu

    • nielemisrefleksi tuo hienonnetun ruoan suusta nielun kautta ruokatorveen

    • kurkunkansi sulkee henkitorven suun, ettei ruokamassa eksy sinne

  3. Ruokatorvi

    • ruokamassa kulkee putkea pitkin sulkijalihaksen luo, joka päästää ravinnon sisään mahalaukkuun

  4. Mahalaukku

    • mahassa ruokaa lämmitetään ja steriloidaan, sekä ravintoaineita pilkotaan

    • mahalaukun seinämät tuottavat limaa, lipaaseja, pepsiinientsyymin esiastetta ja suolahappoa

      • pepsiinientsyymi pilkkoo proteiineja

      • lima ehkäisee suolahappoa polttamasta mahalaukkua itseään

      • suolahappo tekee mahalaukusta hyvin happaman; pH noin 2

  5. Pohjukaissuoli

    • = ohutsuolen alkupää

    • haima ja sappirakko liittyvät ruuansulatuselimistöön ja ravintoaineiden pilkkomiseen

      • haimanesteessä ja sappinesteessä on ravintoaineita pilkkovia entsyymejä, kuten proteiineja pilkkovaa trypsiiniä, sekä bikarbonaattia, joka neutralisoi hapanta ruokamassaa

  6. Ohutsuoli

    • poimuttunut ja noin 3 metriä pitkä, seinämät koostuvat nukkalisäkkeistä

      • jokaisessa nukkalisäkkeessä on oma imu- ja verisuonihaaransa

      • nukkalisäkkeen pinta koostuu mikrovilluksista

    • ravintoaineet pilkkoutuvat, ja niiden pilkkoutumistuotteet imeytyvät

      • aminohapot, glukoosimolekyylit, nukleotidit, kivennäis- ja hivenaineet sekä vitamiinit imeytyvät verenkiertoon

      • monoglyseridit ja rasvahapot imeytyvät imusuonistoon, josta ne pääsevät solislaskimoon

      • kaikki imeytyneet ravintoaineet ja muut kulkevat maksan kautta, ennenkuin lähtevät soluille käytettäviksi

  7. Paksusuoli

    • ruokamassasta imetään kaikki, mitä siitä on vielä tarpeellista ottaa, eli pääasiallisesti vettä.

    • suolistofloora (=suoliston mikrobit) tuottaa aineenvaihdunnassaan K- ja B12-vitamiineja

  8. Peräsuoli

    • tarpeeton massa siirtyy ulostettavaksi peräaukon kautta, jossa on kaksi sulkijalihasta, joista toinen on tahdonalainen.

Ruuansulatuselimistöä säädellään myös hermostollisesti sekä hormonaalisesti. Hormonaalisesta säätelystä vastaavat parasympaattinen ja sympaattinen hermosto. Hormonaalisessa säätelyssä mukana on monia hormoneita, kuten nälkähormoni, greliini ja kylläisyyshormooni, leptiini.

Glukagoni ja insuliini ovat haiman saarekesolujen erittämiä hormoneja, jotka huolehtivat veren glukoosipitoisuuden tasapainosta. Verensokeripitoisuutta nostavat myös esim. adrenaliini ja kortisoli.

  • Insuliinin eritys tehostaa glukoosin muuttamista maksan varastomuotoon eli glykogeeniksi, varastoi glukoosia luihin ja nopeuttaa glukoosin pääsyä soluihin. Tällöin verensokeripitoisuus laskee.

  • Glukagonin eritys tehostaa glykogeenin pilkkomista glukoosiksi maksassa ja vauhdittaa glukoosin pääsyä vereen. Tällöin verensokeripitoisuus nousee.

  • Diabeteksessa insuliinin tuotanto on puutteellista, tai solut eivät reagoi siihen ollenkaan. Diabetes jaetaan I tyypin ja II tyypin diabetekseen:

    • I tyypin diabetes, nuoruusiän diabetes, on yleisesti synnynnäinen sairaus, jossa insullinia ei erity lainkaan, tai sitä ei erity riittävästi, mikä johtaa sokeripitoisuuksien nousuun.

    • II tyypin diabetes, aikuisiän diabetes, puhkeaa yleensä elämäntapojen seurauksena. II tyypin diabeteksessa insuulinin eritys on joko heikentynyt, tai solut eivät reagoi eritettyyn insuliinin.

8. Munuaiset ja maksa ylläpitävät elimistön sisäistä tasapainoa

  • Elimistön toiminnalle on välttämätöntä, että soluissa on oikea määrä tarpeellisia aineita

  • Solujen aineenvaihdunnasssa syntyviä haitallisia ja tarpeettomia aineita kutsutaan kuona-aineiksi

  • Kuona-aineet poistetaan erityselimistön avulla

  • Erityselimistöön kuuluvat munuaiset, maksa, iho ja keuhkot

Munuaiset ylläpitävät homeostasiaa monin tavoin

  • Munuaiset poistavat verestä virtsa-ainetta eli ureaa

    → Ureaa syntyy maksassa aminohappojen hajoamistuotteena

    → Virtsa poistuu elimistöstä virtsateitä pitkin

  • Munuaiset pitävät elimistön neste- ja suolapitoisuuden vakiona

    • ADH-hormoni säätelee veden eritystä virtsaan

  • Munuaiset ylläpitävät tasaista happamattomuutta eli pH:ta elimistössä

  • Munuaiset säätelevät verenpainetta reniini-hormonin avulla, ja punasolujen tuotantoa epo-hormonin avulla.

  • Munuaiset osallistuvat D-vitamiinin valmistukseen:

    → Auringon säteily saa aikaan D-vitamiinin esiasteen muodostumisen ihossa

    → D-vitamiinin esiaste muutetaan kalsidioliksi maksassa

    → Kalsidioli muutetaan munuaisissa kalsitrioliksi, eli aktiiviseksi D-vitamiiniksi, jota elimistö voi käyttää kalsium-tasapainon säätelyyn.

Nefronien toiminta

Nefronit ovat munuaisten toiminnalisia yksiköitä. Neufroniin kuuluvat hiussuonikeränen, kotelo ja munuaistiehyt. Neufronien toiminta jakautuu kolmeen osaan:

  • Suodatus

    • Tuojahaarakkeet tuovat verta hiussuonikeräsiin, joissa veriplasmaa suodattuu munuaiskoteloon

      • hiussuonikeräsissä verenpaine on korkempi kuin muissa hiussuonissa, ja niiden seinämissä on aukkoja, jotta suodattuminen olisi tehokkaampaa

    • Veren verisolut eivät suodatu munuaiskoteloon, vaan jatkavat matkaansa viejähaarakkeisiin

    • Suodattunutta ainetta kutsutaan alkuvirtsaksi eli ureaksi, ja sitä suodattuu vuorokaudessa keskimäärin noin 180 litraa.

      • alkuvirtsa sisältää pääasiallisesti kuona-aineita ja joitakin elimistölle tarpeellisia aineita ja ioneja

  • Takaisinimeytyminen

    • Viejähaarakkeet haarautuvat hiussuoniverkostoksi munuistiehyiden ympärille

    • Suodattunut alkuvirtsa jatkaa matkaansa munuaiskotelosta munuaistiehyihin

      • Munuaistiehyissä 99% alkuvirtsasta imeytyy takaisin verenkiertoon

    • Alkuvirtsasta otetaan talteen tarpeellisia aineita, ioneja sekä vettä

      • mm. glukoosi, aminohapot, kalium- ja natriumionit imeytyvät aktiivisesti takaisin suoraan verenkirtoon

      • rasvaliukoiset aineet, ympäristömyrkyt ja alkoholi liukenevat solukalvoon diffuusion avulla, ja siirtyvät sitä kautta verenkirtoon.

    • Takaisinimeytymisen avulla säädellään elimistön natrium-, suola- ja nestetasapainoa

    • Alkuvirtsasta muodostuu loppuvirtsaa, joka on alkuvirtsaa huomattavasti väkevämpää

  • Aktiivinen eritys

    • Munuaistiehyihin imeytyy hiussuoniverkostosta aineita, kuten hormoneja ja lääkeaineita, jotka poistuvat virtsan mukana ulos kehosta

    • Munuaistiehyt yhtyvät kokoojaputkiin, jotka vievät kuljettamansa nesteen munuiasaltaaseen.

      → Munuaisaltaista virtsa jatkaa matkaansa virtsanjohtimiin

      → Virtsanjohtimet vievät virtsarakkoon

      • Virtsarakkoa voidaan säädellä tahdonalaisesti tiettyyn pisteeseen; virtsarakossa on sekä tahdosta riippumaton että tahdonalainen lihas

      • Virtsaaminen on seuraus virtsaamisrefleksistä, ja sitä säädellään selkäytimen virtsaamiskeskuksessa

      • Virtsarakko varastoi virtsaa, ja sinne mahtuu sitä noin puoli litraa

      → Virtsarakosta virtsa kulkee virtsaputken kautta ulos kehosta

    • Munuaisaltaat, virtsanjohtimet, virtsarakko ja virtsaputki muodostavat yhdessä virtsatiet.

    • Aktiivisen erityksen aikana säädellään elimistön pH-tasapainoa

Hermosto ja hormonit säätelevät munuaisten toimintaa

  • Elimistöstä poistuva virtsa on suurimmaksi osaksi vettä

  • Virtsaa poistuu elimistöstä vuorokaudessa noin 1-2 litraa

  • Virtsan määrään vaikuttavat tekijät:

    • juodun nesteen määrä

    • ravinnon laatu ja määrä

    • fyysinen rasitus

    • hikoilu

    • kuume

    • stressi

  • Aivolisäkkeen erittämä antidiureettinen hormoni eli ADH säätelee elimistöstä poistuvan virtsan määrää

    • Kun veri on väkevää, ADH:n eritys tehostuu → virtsaa postuu vähemmän, ja se on väkevämpää

    • Kun veri on laimeaa, ADH:n eritys vähenee → virtsaa poistuu enemmän, ja se on laimeampaa

  • Ruoka-aineita, jotka lisäävät virtsan määrää, kutsutaan diureettisiksi aineiksi

    • esim. vesimelooni, kahvi ja ananas

Maksalla on monia tehtäviä

  • Maksa hajottaa, muokkaa ja varastoi elimistön aineenvaihduntareaktiossa syntyneitä aineita

    • Maksan solut kykenevät hajottamaan elimistölle haitallisia aineita sellaiseen muotoon, että ne voidaan lähettää virtsan mukana ulos kehosta tai sappinesteen joukkoon

    • Alkoholi on yksi sellaisista aineista, jota maksa voi hajottaa vaarattomampaan, vesiliukoiseen muotoon (etikkahapoksi)

      • Liiallinen alkoholin käyttö kuitenkin rasittaa maksaa, ja saa aikaan sen seinämien rasvaantumisen ja turpoamisen

    • Maksa valmistaa sappinestettä, jota varastoituu sappirakkoon

    • Maksa muokkaa hiilihydraateista rasvoja, sekä maito- ja aminohapoista glukoosia, joita voidaan polttaa energiaksi

      • Aminohappojen muokkaamisesta syntyy ureaa, joka matkaa verenkierron mukana munuaisiin

      • Varastoituja rasvoja, eli ketoaineita, aletaan polttaa energiaksi, kun glukoosivarastot tyhjenevät

  • Maksa säätelee elimistön sisäistä tasapainoa

    • Maksaan voidaan mm. varastoida glykogeeniä, jota voidaan hajottaa verenkiertoon glukoosiksi, eli verensokeriksi tarvittaessa

    • Maksa valmistaa myös hormoneja, entsyymejä ja veriplasman proteiineja

    • Maksa varastoi A- ja B12-vitamiinia sekä rautaa

    • Maksa varastoi verta, ja on osallaan huolehtimassa ruuminlämmön tasapainosta

  • Kaikki veri, joka tulee ruaansulatuksesta laskimoita pitkin kohti sydäntä, kulkee ensin maksan kautta.

    • Veri kulkee maksaan porttilaskimon kautta, ja poistuu alaonttolaskimoon

    • Maksan läpi kulkee noin1,5 litraa verta minuutissa

Maksa valmistaa kolesterolia. Kolesterolia tarvitaan solukalvon rakennusaineeksi, sekä steroidihormonin, D-vitaaminin ja sapen valmistukseen. Kolesteroli on rasvaliukoinen, joten se tarvitsee kuljettajan, lipoproteiinin, kulkeakseen verinesteessä. Lipoproteiinit jaetaan kahteen tyyppiin:

  1. “Hyvät” lipoproteiinit

    • kuljettavat pehmeistä rasvoista muokattua kolesterolia

    • eivät tartu kiinni verisuonten seinämiin, ja pystyvät keräämään mukaansa seinämiin tarttunutta kolesterolia

    • HDL-lipoproteiinit

  2. “Huonot” lipoproteiinit

    • kuljettavat kovista rasvoista muokattua kolesterolia

    • voivat tarttua kiinni verisuonten seinämiin, jos niitä on suuria määriä veressä

      • verisuonet kapenevat ja jäykkenevät

      • seurauksena jopa valtimonkovettumatauti

    • LDL- ja VLDL-lipoproteiinit

9 Aistien avulla

Aistit ovat kehittyneet evoluution kuluessa, jotta ihminen on sopeutunut elämään silloisessa ympäristössään. Ihminen häviää muille eläinlajeille monissa aisteissa yksikseen, mutta ihmisen aistinelimien ja aivojen yhteistyö on jotain, mitä muilla lajeilla ei esiinny.

Aistiminen tapahtuu aistinsolujen avulla, jotka reagoivat ärsykkeisiin. 70% ihmisen aistinsoluista sijaitsee silmissä. Ärsykkeet voivat olla joko sisäisiä (kertovat elimistön sisäisestä tilasta) tai ulkoisia (viestivät ulkoisesta ympäristöstä, esim näköaisti).

Aistimuksen synty

Aistit ovat mukautumiskykyisiä. Aistit ovat syntyneet ilmoittamaan aivoille, kaikesta uudesta ja uhkaavasta. Pitkään samana pysyneet asiat eivät ole keholle uhaksi, joten niihin “totutaan” eli aivot eivät registeröi niitä enää samalla tavalla. Esimerkiksi jos istut luokkaan tekemään koetta, ja kuulet seinäkellon tikittävän, saatat havahtua jossakin kohtaa siihen, ettet ole enää kiinnitänyt huomiota tikitykseen.

  • Aistien mukautumista kutsutaan adaptaatioksi.

Myöskään kaikkia aistimuksia ei vain käsitellä aivoissa, ja synapsit saattavat heikentää viestin kulkua aivoihin.

Näköaisti

Silmillä voi nähdä sekä lähelle, että kauas. Katseen tarkentamista eri etäisyyksille kutsutaan silmän mukautumiseksi eli akkomodaatioksi. Sarveiskalvo, linssi ja lasiainen taittavat silmään tulevaa valoa, jolloin katsottavasta kohteesta muodostuu ylösalaisin oleva kuva verkkokalvolle. Linssin kaarevuudella säädellään kauas ja lähelle näkemistä:

  • Kaus näkeneminen

    • Silmälle levollisempaa

    • Linssiä ympäröivä sädelihas veltostuu ja linssiin kiinnittyneet ripustinsäikeet kiristyvät

      → linssi muuttuu litteämmäksi

  • Lähelle näkeminen

    • Silmälle raskaampaa

    • Sädelihas supistuu ja ripustinsäikeet löystyvät

      → linssi muuttuu kaarevammaksi

Silmälasit ovat joko koveria, eli korjaavat likitaittoisuutta (=vaikea nähdä kauas), tai kuperia, eli korjaavat kaukotaittoisuutta (vaikea nähdä tarkasti lähelle). Likitaittoisuus voi johtua esim. silmämunan liiallisesta pituudesta, jolloin linssi ei taita kuvaa keltatäplään saakka, kun taas kaukotaittoisuus silmämunan lyhyydestä.

Silmän verkkokalvolla sijaitsee kahdenlaisia näköaistinsoluja, tappi- ja sauvasoluja.

  • Sauvasoluilla nähdään hämärässä

    • rodopsiini, eli näköpurppura = silmän verkkokalvon näköpigmentti, joka reagoi herkästi valoon ja mahdollistaa hämäränäön.

    • noin 125 miljoonaa yhteensä

    • Hämäränäkövaikeudet voivat johtua A-vitamiinin puuttesta, joka auttaa sauvasoluja retinaalin tuottamisessa.

      • Retinaali on rodopsiinin valoherkkä osa, joka irtoaa hämärässä vapauttaen välittäjäainetta, joka aiheuttaa hermoimpulssin.

  • Tappisoluilla nähdään tarkasti ja värejä

    • siniherkät tapit

    • viherherkät tapit

    • punaherkät tapit

  • Tappisolut ovat keskittyneet keltatäplän alueelle

    • keltatäplä = tarkan näkemisen piste, johon valo taittuu siitä kohdasta, johon silmä on kulloinkin kohdistettuna.

  • Tarkka näkeminen tapahtuu tappisoluilla

  • Kolmiulotteinen näkeminen perustuu kahden silmän ja aivojen yhteistyöhön

  • Primaari aistinalue takaraivolohkossa

  • Aivot muokkaavat näköaistimuksia

Silmän rakenne:

Kuuloaisti

Ihmisen välisessä viestinnässä kuuloaisti on tärkeä, ja siksi se on kehittynyt vastaanottamaan erityisesti puheäänelle tyypillisiä ääniä ja taajuuksia. Kuuloaisti ottaa vastaan ääniä, jotka se muuttaa hermoimpulseiksi, joista aivot voivat päätellä äänien taajuden ja äänenvoimakkuuden.

  • Taajuus = eri sävelkorkeudet, mitataan hertseinä (Hz)

    • Ihmisen aistittu äänen taajusalue on 20-20 000 hertsiä

  • Äänenvoimakkuus = vahvuus, jolla ääni syntyy, mitataan desibeleinä (dB)

    • heikoimman ja voimakkaimman aistittavan äänen ero on 100 000 000 000 000-kertainen

Aivot määrittelevät äänilähteen tulosuunnan, eli saavat aikaan suuntakuulon, molempien korvien antamien impulssien voimakkuus- ja aikaeroilla.

Korvan rakenne:

Korva jaetaan kolmeen osaan:

  1. Ulkokorva

    • = korvan ulospäin näkyvä osa

    • Korvalehti ottaa vastaan ilmassa kulkevia ääniaaltoja

    • Korvakäytävä kulkettaa ääniaallot tärykalvolle

      • korvakäytävä täyttyy värekarvoista ja vahasta, jotka suojaavat korvan sisempiä osia roskilta ja hyönteisiltä

  1. Välikorva

    • Tärykalvo värähtelee korvaan saapuvien ääniaaltojen tahtiin

    • Korvaluut alkavat heilumaan tärykalvon värähtelyn seurauksena muuttaen äänien mekaaniseksi värähtelyksi

      • Vasaraluu

      • Alasinluu

      • Jalustinluu, joka kiinnittyy sisäkorvan simpukan suulle, eteisikkunaan

    • Korvatorvi kulkee välikorvasta nenänieluun saakka huolehtien siitä, että ilmapaine välikorvassa pysyy samana ulkoilman kanssa

      • Korvatulehduksessa limaa kulkee nenänielusta korvatorven kautta välikorvaan

  2. Sisäkorva

    • Kaarikäytävät eivät osallistu kuuloaistimuksiin, vaan ovat osallaan huolehtimassa pään asennoista ja tasapainosta

    • Kuuloaistinsolut sijaitsevat simpukassa

      • Avattuna 2,5 cm pitkä ja nesteen täyttämä

      • Koostuu kolmesta pituussuuntaisesta putkesta, joista reunimmaiset yhdistyvät pääässä toisiinsa

        • Eteiskäytävä

        • Simpukkatiehyt

          • sisältää noin 15 000 karvasolua

        • Kuulokäytävä

          Simpukan toiminta:

        Jalustinluu lyö värähdyksen eteiskkunaan, jolloin neste simpukan putkissa alkaa aaltoilemaan eteenpäin

        → Nesteen liikkuminen ulompia putkia pitkiin saa sisimmässä putkessa, simpukkatiehyssä olevat karvasolut ärtymään, ja näin värähtelemään katekalvoa vasten

        → karvasolujen liike katekalvoa vasten synnyttää hermoimpulssin, joka lähtee kuulohermoa pitkin ohimolohkon kuulokeskuksiin

      • Korkeat äänet aiheuttavat aaltoliikkeen voimakkaimmin lähellä simpukan tyveä (alkupäätä), ja matalammat äänet lähellä simpukan kärkeä

Tasapaino ja liikkeet

Kehon liikkeistä ja tasapainosta vastataan monilla aisteilla. Lihasten ja nivelten venyminen antaa tietoa liikehdinnästä, näköhavainnot antavat tietoa ympäristön vakaudesta, ja sisäkorvan tasapainoelimet huolehtivat pään liikkeistä.

  • Pään liikkeet ja asennot aistitaan sisäkorvan tasapainoelimellä

    • Sisäkorvan tasapainoelimiin kuuluvat kaarikäytävät, sekä sen tyvessä olevat soikea ja pyöreä rakkulat.

      • Kaarikäytävien toiminta (aistii kaikki pään liikesuunnat):

        → Kaarikäytävissä on nestettä, joka liikkuu pään asennon vaihtuessa

        → Liikkuva neste työntää käytävässä olevaa hyytelökekoa

        → Kyytelökeon liikkuminen ärsyttää ja taivuttaa kaarikäytävien seinämillä olevia karvasoluja

        → Karvasolujen taipuminen saa aikaan hermoimpulssin, joka kulkee kuulo- ja tasapainohermoa pitkin aivoihin

      • Soikea ja pyöreä rakkulan toiminta (aistii pään asennot ja suoraviivaisen liikkeen):

        → Rakkulan pohjalla on karvasoluja, joita peittää suuri hyytelökeko

        → Hyytelökeon sisällä on kalkkikiteitä, jotka liikkuvat hyytelössä pään liikkeiden mukaan

        → Kalkkikiteiden liike hyytelössä ärsyttää ja taivuttaa karvasoluja

        → Karvasolujen taipuminen saa aikaan hermoimpulssin, joka kulkee kuulo- ja tasapainohermoa pitkin aivoihin

Matkapaihoinvointi on liikepahoinvointia, joka johtuu siitä, että sisäkorvan tasapainoelin ja silmän näköaisti välittävät ristiriitaista aisti-informaatiota aivoille.

Makuaisti

Makuaisti on kemiallinen lähiaisti, jonka tärkeimpänä tehtävänä kautta aikain on ollut kertoa, onko syötävä ruoka syömäkelpoista.

Makuja aistivat solut sijaitsevat kielen pinnalla olevien kielinystyjen makusilmuissa. Makuaistinsolu ärtyy, kun sylkeen liuennut molekyyli tarttuu aistinreseptoriin.

Ihmisen makuaistilla tunnistetaan viisi perusmakua: makea, suolainen, karvas, umami ja hapan.

Hajuaisti

Hajuaisti on kemiallinen kaukoaisti. Hajuaistimukset kerätään ilman ja vesipisaroiden mukana kulkevista aineista. Ihmisellä hajuaisti on makuaistia tarkempi ja herkempi, ja suurin osa “maistamista mauista” onkin hajuja. Hajuaisti kykenee erottelemaan tuhansia kaasumaisia molekyylejä.

Hajusolut sijaitsevat hajuepiteelissä, joka sijoittuu nenäontelon yläosaan.

→ Hajuepiteeliä peittää limakerros, johon hajumolekyylit liukenevat

→ Liuenneet molekyylit tarttuvat hajusolujen aistinreseptoreihin

→ Hajusoluista lähtee hermoimpulssi hajuhermoa pitkin isoaivon kuoren hajualueelle

  • Hajualue sijaitsee lähellä limbisen järjestelmän tunnekeskusta, jonka vuoksi hajut saattavat aiheuttaa voimakkaita muistoja ja tunteita

Kipuaisti

Jos aistimus ärtyy liian voimakkaaksi, on se kipua. Kipuaistimuksia voi siis tulla mistä päin kehoa tahansa, ja näin kipua aistivia solujakin on ympäri ämpäri kehoamme, lähinnä ihossa ja sisäelimissämme.

  • Kipureseptorit ovat vapaita hermonpäätteitä, eli niiden välittämää viestiä ei voida heikentää matkalla, eikä niillä ole myeliinitupppeja tai muita tukirakenteita

  • Kipureseptorit ärtyvät vaurioituessaan, vaurioitunen kudoksen erittämistä kemiallisista aineista tai kun suuri paine kohdistuu niihin

  • Kipuaistissa ei tapahdu adaptaatiota, eli siihen ei koskaan totu

  • Kroonisella kivulla tarkoitetaan pitkittynyttä kipua

Muita käsitteitä:

  • Bikromaattinen värinäkö = kahdelle aallonpituudelle herkkää näköpurppuraa

  • Trikromaattinen värinäkö = kolmelle aallonpituudelle herkkää näköpurppuraa

11. Elimistö puolustautuu mikrobeja ja syöpäsoluja vastaan

Mikrobit uhkaavat elimistöä

Immuniteetti eli vastustuskyky = elimistön kyky puolustautua taudinaiheuttajia vastaan

Mikrobit = taudinaiheuttajat, joihin kuuluu bakteereja, viruksia, loisia, homeita ja hiivoja. Mikrobit leviävät ilmateitse, sukupuoliteitse, sekä ruoan, juoman tai veren välityksellä.

Puolustuskeinot:

  1. Ulkoinen puolustus

    • Ulkoiseen puolustukseen kuuluvat iho ja limakalvot, joiden tehtävänä on estää mikrobien pääsee elimistöön.

  2. Sisäinen puolustus

    • synnynnäinen immuniteetti

    • hankittu immuniteetti

      • käynnistyy tunnistetuista antigeeneistä

    • perustuu valkosolujen toimintaan

    • immuunivaste = eri valkosolutyypppien reaktiot taudinaiheuttajiin

Valkosolut huolehtivat sisäisestä puolustuksesta

Synnynnäinen immuniteetti perustuu syöjäsolujen toimintaan

  • Toimii aina samalla tavoin taudinaiheuttajista riippumatta

  • Perustuu valkosoluihin kuuluvien syöpäsolujen toimintaan

    • monosyyteistä kehittyvät makrofagit

    • neutrofiilit

    • eivät valikoi kohdettaan

    • Syöjäsolujen toiminta:

      → Syöjäsolu ottaa mikrobin sisälleen endosytoosin avulla

      → Mikrobit suljetaan solukalvosta kuroutuvan rakkulan sisään

      → Syöjäsolun lysosomit erittävät entsyymiä, joka hajottaa mikrobeja

      → Lysosomit tyhjentävät entsyyminsä mikrobia ympäröivään kalvorakkulaan, joka saa mikrobin kuolemaan.

  • Syöpäsolujen toimintaa tehostavat interleukiinit (=sytokiinin alalaji, joka auttaa valkosoluja kommunikoimaan keskenään) ja tulehdusreaktio

Imusolut vastaavat hankitusta immuniteetista

Kukin imusolu on erikoistunut tietyn taudinaiheuttajan tuhoamiseen. Kypsiä imusoluja on imukudoksissa, erityisesti imusolmukkeissa, mutta myös pernassa, suolen, virtsa- ja hengitysteiden seinämissä sekä nielu- ja kitarisoissa. Imusolut jaetaan kahteen tyyppiin:

B-imusolut kypsyvät luuytimessä

  • B-imusolut vastaavat vasta-ainevälitteisestä immuniteetista

    1. B-imusolu tunnistaa mikrobin sen antigeenien (=mikrobin pintaproteiini, joka tunnistetaan elimistölle vieraaksi aineeksi) perusteella, ja jakautuu plasmasoluiksi tai muistisoluiksi

    2. Plasmasolut erittävät vasta-ainetta

    3. Vasta-aineet tarttuvat

      • antigeeneihin merkiten ja liimaten ne yhteen, jotta syöjäsolujen on helpompi tunnistaa ja tuhota ne

      • avustaviin proteiineihin, jolloin ne voivat yhdessä tunkeutua bakteerin solukalvon läpi, ja tuhota bakteerin

      • baktreerin tuottamaan myrkkyyn tehden siitä vaarattoman

    4. B-muistisolut tunnistavat saman mikrobin myöhemmin uudelleen ja vasta-aineiden tuotto alkaa heti.

T-imusolut kypsyvät kateenkorvassa

  • Soluvälitteinen immuniteetti perustuu T-solujen toimintaan

    • Kahdenlaisia T-soluja:

      • T-tappajat = tuhoavat syöpäsoluja ja virusten saastuttamia soluja (viruksen infektoima solu erittää interferonia, joka estää virusten lisääntymisen uusissa soluissa) käymällä niihin suoraan kiinni rikkoen niiden solukalvon pinnan

      • T-auttajat = tehostavat immuunijärjestelmän toimintaa välittämällä saamansa viestin B-soluille, minkä seurauksena vasta-ainevälitteinen puolutus käynnistyy, tai tuottamalla sytokiinejä, jotka lisäävät imusolujen määrää ja tehostavat makrofagien solusyöntiä.

    • T-solut pitää ensin aktivoida, ja siitä huolehtivat makrofagit ja dendriittisolut

      • makrofagit ja denriittisolut ottavat omalle solukalvolleen mikrobin proteiineja, ja esittelevät niitä T-soluille

    • Myös T-soluista syntyy muistisoluja

Immunologinen muisti perustuu B- ja T-muistisoluihin

  • Kun sama mikrobi pääsee uudelleen elimistöön, käynnistyy hankittu immuniteetti muistisolujen ansiosta nopeasti ja mikrobi saadaan tuhottua.

    • Kun mikrobi ilmestyy ensimmäisen kerran kehoon, sen tuhoamiseen menee noin 10-14 päivää. Kun sama mikrobi, jolle on kehittynyt muistisoluja, pääsee toisen kerran kehoon tuhoamiseen tuottamiseen menee vain muutama päivä.

  • Rokotuksen eli aktiivisen immunisaation vaikutuksesta elimistössä syntyy muistisoluja.

    • Rokoteessa on joko

      • heikennettyä tai tapettua taudinaiheuttajaa

      • taudinaiheuttajan osaa

      • taudinaiheuttajan myrkkyä

      • taudinaiheuttajan pintaproteeini, tai sen ohje

    • Laumasuoja (=rokotettujen terveiden osuus on tarpeeksi suuri suojaamaan rokottamattomia terveitä) suojaa myös rokottamattomia ihmisiä

  • Passiivinen immunisaatio: elimistön ruiskutetaan valmista vasta-ainetta

    • Ei synny immuniteettia, koska ei synny muistisoluja

    • Vaikutus kestää muutaman kuukauden, kunnes vasta-aine molekyylit ovat pilkkoutuneet

  • Immuunikato eli aids heikentää immunologista järjestelmää

    • HI-virukset lisääntyvät T-auttajasoluissa → immuunivaste romahtaa

aids:n kehittymine

Autoimmuunisairaudet johtuvat immunologisen järjestelmän tunnustusvirheistä

  • Autoimmuunisairaudessa immuunijärjestelmä tuhoaa elimistön omia soluja ja kudoksia

  • Taipumus periytyvä, mutta ympäristötekijät voivat laukaista sairauden puhkeamisen

  • Esim. nivelreuma ja narkolepsia

Allergiassa elimistön immunologinen järjestelmä reagoi liian voimakkaasti

  • Allergeeni on allergiaa aiheuttava aine, esim. siitepöly, eläinten hilse

  • Välitön allerginen reaktio: allergeeni ja vasta-aine reagoivat keskenään.

    • Allergian ja nopean allergisen reaktion syntyminen:

      1. Keho on yhteydessä allergiinin ensimmäisen kerran, ja B-solut alkavat muodostaa sille vasta-aineitta

      2. Plasmasoluiksi muuttuneet B-solut vievät vasta-aineitta ihossa ja limakalvoilla sijaitseviin syöttösoluihin

      3. Kun allergeeni on kontaktissa syöttösoluihin, syöttösolut alkavat erittää histamiinia, joka aiheuttaa allergian oireita

    • Allergisia reaktioita torjutaan antihistamiinilla, joka estää histamiinin muodostumisen

  • Viivästynyt allerginen reaktio: T-imusolut tunnistavat allergeenin ja käynnistävät paikallisen puolustusreaktion, esim. nikkeliallergia

Hylkimisreaktiot ovat seurausta immunologisen järjestelmän toiminnasta

  • Jokaisella ihmisellä on solujen pinnassa yksilölliset kudostyyppiproteiinit

  • T-imusolut tunnistavat vieraat solut kudostyyppiproteiinien perusteella, ja alkavat tuhota soluja, minkä seurauksena on hylkimisreaktio

  • Hylkimistä voidaan lievittää hylkimisenestolääkkeillä

Verensiirrossa pitää oottaa huomioon sekä ABO-veriryhmä että Rh-tekijä

  • ABO-veriryhmä kertoo onko punasolujesi pinnalla A- vai B-antigeeniä, molempia vaiko ei kumpaakaan

  • ABO-veriryhmiin liittyvät vasta-aineet syntyvät ilman aikaisempaa altistusta

    • A-antigeeni tuottaa vasta-aineita B-antigeenille, ja toisinpäin

    • Jos kumpaakaan antigeenia ei ole (O-veriryhmä), vasta-aineita tuotetaan sekä A- että B-antigeenille

  • AB-veriryhmäläisiä kutsutaan yleisvastaanottajiksi, koska he voivat vastaanottaa kaikkia veriryhmiä

  • O-veriryhmäläisiä kutsutaan yleisluovuttajiksi, koska heidän verensä menee kaikille muille veriryhmille

  • Reesustekijä kertoo, onko punasolujen pinnalla tietyn antigeenin pintaproteiineja

    • Rh-negatiivisella ei ole, Rh-positiivisella on

  • Reesustekijä voi aikeuttaa ongelmia raskauden aikana

    • Reesustekijä voi aiheuttaa ongelmia silloin, jos nainen on reesusnegatiivinen ja sekä ensimmäinen että toinen hänen odottamansa lapsi on reesuspositiivinen

12. Uusi ihmisyksilö kehittyy hedelmöittyneestä munasolusta

Murrosikä alkaa, kun hypotalamus alkaa erittää GnRH-hormonia, joka kiihdyttää sukupolihormonien, LH ja FSH, eritystä.

  • Pojilla LH-hormonin määrän lisääntyminen lisää testosteronin, ja muiden mieshormonien, erityksen kiveksissä. FSH-hormoni saa aikaan siittiöiden muodostumisen.

    • Testosteroni saa aikaan sukuelinten kasvun ja miehille tyypillisten ominaisuuksien kehittymisen (mm. äänen madaltumisen, lihasmassan kasvun ja karvoituksen lisääntymisen)

  • Tytöillä FSH-hormoni saa aikaan munasolun kypsymisen, mikä lisää estrogeenin tuotantoa. LH-hormoni saa aikaan munasolun irtoamisen, ja keltarauhasen kehittymisen, mikä lisää keltarauhashormonin erittymistä.

    • Estrogeenin erittymisen lisääntyminen saa aikaan naisellisten ominaisuuksien kehittymisen (mm. rinnat kasvavat, lantio levenee)

    • keltarauhashormoni, eli progesteroni valmistaa kehon mahdolliseen hedelmöittymiseen ja siitä seuraavaan raskauteen

Kiveksissä syntyy testosteronia ja siittiösoluja

Miehen sukuelimet jaetaan kahteen:

  1. Ulkoiset sukuelimet

    • = Ulospäin näkyvät sukuelimet

    • Ulkoisiin sukuelimiin kuuluvat siitin ja kivespussit

  2. Sisäiset sukuelimet

    • Sisäisiin sukuelimiin kuuluvat siemenjohtimet, kivekset ja lisäkivekset, sekä rauhasia, joiden eritettä sekoittuu siemennesteeseen

Siittiöiden synty, kehitys ja uloskulku:

  1. Siittiöiden kehitys saa alkunsa kiveksissä

    • Kantasoluista muuntuu meioosin myötä siittiöitä

    • Ruuminlämpö on liian korkea siittiöiden kehitykselle, jonka vuoksi kivekset ovat kehosta ulkoutuvissa kivespusseissa

    • Kivekset koostuvat siementiehyistä ja välisoluista. Välisolut tuottavat testosteronia, ja siementiehyissä olevat tukisolut huolehtivat siittiöiden ravinnonsaannista

    • Siittiöiden kehittyminen kestää noin 10 viikkoa, ja kehittyessään ne siirtyvät kohti siementiehyen onteloa

  2. Kehittyneet siittiöt varastoituvat lisäkiveksiin

    • Siittiöt varastoituvat lisäkiveksiin 2-3 viikon ajaksi,

    • Siittiöistä kehittyy liikkumis- ja hedelmöittämiskykyisiä

  3. Täysvalmiit siittiöt siirtyvät siemenjohtimiin

    • Täysin kypsynyt siittiö on kolmiosainen: sillä on pää, keskikappale ja häntä.

      • Päässä sijaitsevat kromosomeja ja entsyymejä, joiden avulla siittiö pääsee munasoluun

      • Keskikappaleessa on mitokondrioita, joita tarvitaan suuren energiatarpeen vuoksi

      • Häntä auttaa liikkumisessa

  4. Siittiöt ulostuvat kehosta siemennesteen mukana

    • Erektiossa siittimen paisuvaisten ontelot täyttyvät verellä, joka saa aikaan siittimen kovettumisen

    • Siemensyöksyssä siittiöt tunkeutuvat siemenjohtimista virtsaputkeen

    • Siittiöiden sekaan sekoittuu rakkula- ja eturauhasen eritteitä, jolloin muodostuu siemennestettä

Myös naisen sukuelimet jaetaan:

  1. Sisäisiin sukuelimiin

    • Sisäisiin sukuelimiin kuuluvat munasarjat, munanjohtimet, emätin ja kohtu

  2. Ulkoisiin sukuelimiin

    • Ulkoisiin sukuelimiin kuuluvat isot ja pienet häpyhuulet, sekä klitoris

Kuukautiskierron vaiheet:

  • Munarakkulavaihe (päivät 0-14)

    • Kuukautiskierron päivien laskenta alkaa ensimmäisestä vuotopäivästä (keskimääräinen pituus 28 päivää)

    • Kuukautisvuoto (joka seuraa, jos munasolu ei ole hedelmöittyny) kestää keskimäärin 5 päivää

    • Vuodon mukana ulos tulee kohdun seinämän paksuuntunutta limakalvoa ja verta

    • Munasarjoissa alkaa kypsyä uusia munasoluja, tapahtumaa säätelee FSH-hormoni. Kehittyvät munasolut käyvät meioosin läpi vain toisen jakaantumisen esiasteeseen saakka.

    • Munarakkuloiden solut erittävät estrogeenia

  • Ovulaatio (noin 14. päivä)

    • Vuodon keskivaiheella seuraa ovulaatio, eli munasolun irtoaminen, joka johtuu kohonneista LH:n ja FSH:n määristä

  • Keltarauhasvaihe (päivät 14-28)

    • Munarakkula, josta munasolu irtosi muuttuu LH:n säätelemänä keltarauhaseksi, joka saa progesteronin erityksen kiihtymään

      • Progesteronin eritys on korkeimmillaan 10 päivää ovulaation jälkeen

      • Progesteroni stimuloi kohdun seinämän limakalvon paksuutta valmistellen kohdun raskautta varten

    • LH- ja FSH-hormonien eritys vähenee, estrogeenin ja progesteronin kasvaa

    • Jos munasolu ei hedelmöity, keltarauhanen surkastuu, jolloin estrogeenin ja progesteronin eritys vähenee.

Vaihdevuodet = ajanjakso, jolloin naisen lisääntymiskyky loppuu

  • Munasarjojen toiminta sekä estrogeenin ja progesteronin eritys vähenee, ovulaatioita ei enää tule ja kuukautiset loppuvat

Hedelmöityksessä siittiön ja munasolun tumat yhtyvät ja yksilönkehitys alkaa

  • Hedelmöitys tapahtuu munanjohtimessa, jossa munasoluun yksi sadoista siittiöistä pääsee munasolun sisään

    • Siemensyöksyn aikana emättimeen purkautuuu noin 200-300 miljoonaa siittiötä, joista vain muutama sata löytää munasolun luokse

    • Vain yksi siittiöistä voi päästä munasoluun, mutta sen on ensin porauduttava munasolun solu- ja proteiinikerroksen läpi

    • Kun yksi siittiöistä on päässyt munasolun sisään, munasolun pinta muuttuu läpäisemättömäksi

  • Kun munasolu on hedelmöittynyt, se suorittaa meioosin loppuun, jonka jälkeen munasolun ja siittiön haploidiset tumat (=tumat joissa on 23 kromosonia) yhdistyvät saaden aikaan diploidisen tuman (=tuman jossa on 46 kromosonia)

  • Lapsen sukupuoli määräytyy hedelmöityshetkellä

    • Sikiö saa äidiltään 22 tavallista kromosonia ja yhden X-kromosonin

    • Sukupuolen määrittää se, saako sikiö isältään 22 tavallisen kromosonin lisäksi X- vai Y-kromosonin

      Jos sikiö saa kromosoneikseen XX, kehittyy sille munasarjat

      Jos sikiö saa kromosoneikseen XY, kehittyy sille kivekset

  • Munarakkulasta kehittyy keltarauhanen, joka erittää progesteronia. Lisäksi istukkaa erittää lukuisia hormoneja, kuten progesteronia ja HCG-hormonia

    ylläpitävät raskaustilaa pitäen kohdun limakalvon paksuna, kohdun seinämän lihaksen rentoina ja ovulaatiot poissa

Yksilönkehitys jaetaan kolmeen vaiheeseen:

  • Solunjakautumisvaihe

    • Kestää ensimmäiset 14 päivää

    • Kantasolut täysikykyisiä

    • Hedelmöittynyt munasolu jakaantuu useita kertoja samalla, kun se vaeltaa munanjohdinta pitkin kohti kohtua

    • Useasti jakaantunutta munasolua kutsutaan solurypäleeksi. Kun solurypäle saavuttaa kohdun, ja kiinniittyy sen seinämään, kutsutaan sitä alkiorakkulaksi.

      • Alkiorakkulan kiiinnittymistä kohdun sienämään kutsutaan implantaatioksi, ja sen tapahtumiseen kuluu 6-9 päivää hedelmöittymisestä

    • Alkiorakkulan sisäsoluista kehittyy alkionysty, ja ulkosoluista istukan sikiönpuoleinen osa ja sikiökalvot

    • Alkiorakkulan solut saavat ravintonsa kohdun limakalvorauhasten eritteistä

  • Alkiovaihe

    • 3. viikon iästä 9 viikon ikään (hedelmöittymisestä)

    • Alkionystyn soluista syntyy alkiolevy. Alkiolevy jakaantuu ensin kahteen, ja myöhemmin kolmeen alkiokerrokseen: sisä-, keski- ja ulkokerrokseen.

    • Alkiokerroksista kehittyvät eri elimistöt:

      • Sisäkerroksesta hengitys- ja ruoansulatuselimistö

      • Keskikerroksesta sydän- ja verenkirtoelimistö, sukupuolielimet sekä tuki- ja liikuntaelimistö

      • Ulkokerroksesta iho ja hermosto (sekä lapsivesi)

    • Apoptoosi poistaa alkion ylimääräisiä soluja pois

    • Sikiökalvot kehittyvät

      • Vesikalvo ympäröi lapsivettä, jossa sikiö uiskentelee

      • Suonikalvo toimii hengityspintana, kunnes siihen kasvaa kiinni rakkokalvo. Suoni- ja rakkokalvon muodostamaa kokonaisuutta kutsutaan ravitsemuskalvoksi.

        • Ravitsemuskalvosta syntyy sikiön puolen osa istukkaa ja rakkokalvo muodostaa napanuoran

    • Muodostuu istukka, joka koostuu ravitsemuskalvosta ja kohdun seinämästä. Aineet siirtyvät istukassa sikiöltä äidille ja äidiltä sikiölle diffuusion avulla (=veret eivät siis sekoitu keskenään).

      • Äiti saa alkiolta vitsa-ainetta, hiilidioksidia ja vettä

      • Alkio saa äidiltä happea, ravintoaineita, vettä, hormoneja, vasta-aineita ja mahdollisia viruksia ja lääkeaineita

  • Varsinainen sikiönkehitys

    • Yhdeksännestä ikäviikosta eteenpäin

    • Alkiota aletaan virallisesti kutsua sikiöksi

    • Sikiö liikkuu vatsassa

    • Sikiön koko kasvaa nopeasti, ja luut alkavat luutua

    • Sikiön elimet ja elintoiminnot kehittyvät, joista viimeisenä keuhkot

      • Keskushermosto ja aistit kehittyvät raskauden loppuun saakka

    • 32. raskausviikolla sikiö kääntyy niin, että se on synnytykselle otollisessa pää alaspäin -asennossa

    • Raskaus kestää keskimäärin 40 viikkoa, jolloin lapsi tulee tavanomaisesti noin 3,5 kiloisena ja 50 senttiä pitkänä ulos

Ihmisen yksilönkehitys on tarkasti geenien säätelemää

Kehistysgeenit ohjaavat yksilönkehitystä, solujen välistä viestintää ja solujen erilaistumista

Yksilön kehityksen neljä oleellista tapahtumaa:

  1. Kaavoittuminen, eli kolmiulottuisuuden synty

  2. Muotoutuminen, eli elimien ja elimistöjen synty

  3. Solujen erilaistumien

  4. Solujen määrän kasvu

→ tapahtuvat ensimmäisen raskauskolmanneksen aikana (solujen määrä kasvaa koko raskauden ajan)

Kaksosten kehittyminen

  1. Epäidenttiset kaksoset

    • Ovulaatiossa munasoluja on irronnut yhden sijasta kaksi, ja ne ovat molemmat hedelmöittyneet

    • Voivat olla eri sukupuolta

  2. Identtiset kaksoset

    • Munasoluja on hedelmöittynyt yksi, mutta jakaantuessaan kahtia ensimmäisten vuorokausien aikana syntyykin kaksi erillistä alkiota

    • Samaa sukupuolta, ja geneettisiltä ominaisuuksiltaan pitkälti hyvin samanlaisia

  3. Siamilaiset kaksoset

    • Yksi hedelmöittynyt munasolu on alkanut jakaantumaan samalla tavalla, kuin identtisten kaksosten tapauksessa, mutta jakaantuminen on jäänyt osittain kesken.

    • Kaksoset ovat sukupuoleltaan samoja, ja jostakin ruumiinosasta kiinni toisissaan.

Raskauden tilaa ja sikiön vointia voidaan selvittää erilaisilla tutkimuksilla

  • Ultraäänitutkimus

    • Voidaan nähdä suuret rakenteelliset poikkeamat

    • Tehdään rutiinitarkastuksena raskauden ensimmäisen kolmanneksen jälkeen ja raskauden puolivälin aikaan

  • Lapsivesi- ja istukkanäyte

    • Näytteestä saadaan sikiön soluja, joiden kromosoneja voidaan tarkastella

    • Ultraäänitutkimusta tarkempi, voidaan selvittää mahdolliset kromosomi- ja kromosonistoimutaatiot sekä lapsen sukupuoli

    • Lapsivesinäyte voidaan ottaa 16. raskausviikolla

    • Istukkanäyte voidaa ottaa 10.-11. raskausviikolla

  • NIPT-testi

    • = tutkimus, jolla selvitetään äidin veressä olevan sikiöperäisen DNA:n määrä

    • voidaan selvittää kromosonimutaatiota

    • voidaan tehdä raskausviikolta 10 alkaen

Suomessa raskaudenkeskeytyksen voi saada ilman Valviran lupaa ennen 12. raskausviikkoa, ja Valviran luvalla ennen 20. raskausviikkoa. Jos sikiöllä on sikiötutkimuksissa todettu vakava kehityshäiriö, voi raskaudenkeskeytystä hakea vielä viikolle 24 saakka.

Synnytys käynnistyy, kun aivolisäkkeen takalohko alkaa erittämään oksitosiinia. Oksitosiini saa kohdun seinämän lihakset supistelemaan. Synnytyksessä on kolme vaihetta:

  1. Avautumisvaihe

    • Kohdun seinämän lihasten supistelun seurauksena kohdunkaula lyhenee, ja avautuu 10 cm leveäksi

    • Kestää yleisesti useita tunteja

  2. Ponnistusvaihe

    • Supistukset ja äidin tekemät fyysiset ponnistukset puskevat lapsen ulos synnytyskanavasta

    • Kesto parista minuutista tunteihin

  3. jälkeisvaihe

    • Istukka, napanuora ja sikiökalvot poistuvat kohdusta

Jos lapsi syntyy raskausviikoilla 22-37, kutsutaan häntä keskoseksi.

  • Keskoset jatkavat kehitystään keskoskaapissa

Synnytyksen jälkeen lapsi alkaa hengittää omilla keuhkoillaan ja verenkiertoelimistössä tapahtuu muutoksia

  • Ennen syntymäänsä sikiö ei käyttäänyt keuhkoja hengittämiseen, vaan sai tarvittavan hapen napalaskimon kautta

  • Sikiön verisuonet eivät kiertäneet keuhkoissa ollenkaan, vaan veri oikaisi aortan ja keuhkovaltimon (valtimotiehyt) sekä sydän eteisteisten (soikea aukko) välisistä verisuonista.

  • Kun lapsi syntyy, ja henkäisee ensimmäisen kerran ilmaa keuhkoihinsa, nämä “oikotiet” surkastuvat pois, ja veri ja ilma alkavat kulkea keuhkoissa.

  • Napalaskimo ja -valtimo surkastuvat pois synnytyksen jälkeen.

BIOLOGIA 5 - IHMISEN BIOLOGIA

1. Ihminen on monisoluinen eliö

Ihminen koostuu noin 37 miljardista solusta, jotka ovat kaikki lähtöisin meioosista.

MEIOOSI

MITOOSI

Munasolun hedelmöittymisessä tapahtuva solun jakautuminen. Jakautuminen jaetaan kahteen osaan Meioosi I ja meioosi II:n.

Minkä tahansa solun DNA kahdentuu. Tämän jälkeen solun tuma jakaantuu, jolloin syntyy kaksi diploidista solua. Solu voi jakautua mitoottisesti noin 50 kertaa.

Solut erilaistuvat eri tehtäviin. Jotta kukin solu osaa erilaistua tarvittavaan tehtävään, kuten hermosoluksi, täytyy solujen kommunikoida keskenään. Kommunikointia ja muutenkin solujen toimintaa ohjaavat viestintäaineet, jotka jaetaan hormoneihin, kasvutekijöihin ja välittäjäaineisiin. Solun reagointia viestiin kutsutaan vasteeksi. Vasteita on viisi erilaista:

Apoptoosilla tarkoitetaan ohjattua solukuolemaa. Ohjatun solukuoleman tarkoituksena on surkastuttaa turhia soluja.

Solujen välisen viestinnän avulla ylläpidetään kehon tasapainotilaa eli homeostasiaa. Ihmisellä homeostasiaan liittyvät muun muassa ruumiinlämmön ylläpitäminen ja janon tunne.

Samaan tehtäviin erilaistuneita soluja kutsutaan solutyypeiksi, ja ne muodostavat kudoksia. Kudokset puolestaan muodostavat elimiä ja elimet elimistöjä.

Nisäkkäiden kudokset jaetaan neljään päätyyppiin:

  • Epiteelikudos

  • Side- ja tukikudos

    +side-, luu- ja rustokudos sekä imuneste

  • Lihaskudos

    + sileä lihaskudos

  • Hermokudos

Kantasolulla tarkoitetaan solua, joka ei ole vielä erikoistunut mihinkään tehtävään. Kantasolutyyppejä on neljää erilaista:

  • Täysikykyiset kantasolut

  • Erittäin monikykyiset kantasolut

  • Monikykyiset kantasolut

  • Aikuisen kantasolut

Syöpäsolut ovat soluja, jotka eivät ole muiden solujen tavalla elimistön kontrolloitavissa, vaan jakautuvat hallitsemattomasti.

Syöpää aiheuttavia tekijöitä kutsutaan karsinogeeneiksi. Karsinogeenejä ovat esimerkiksi voimakas UV-säteily tai tupakan polttaminen. Yksistään auringossa loikoilu ei saa aikaan syöpää. Jotta syöpä voi kehittyä täytyy kehossa tapahtuva kaksi mutaatiota:

  1. Esisyöpägeenit muovautuvat syöpägeeneiksi (karsinogeenin vaikutuksesta)

  2. Syövänestogeenit lakkaavat toimimasta

Kun syöpäsolut alkavat jakaantua hallitsemattomasti, ne tunkeutuvat kudoksiin ja muodostavat pahanlaatuisia kasvaimia. Jos kasvain ehtii laajenemaan noin herneen kokoiseksi, voi se muodostaa ympärilleen verisuonen, jonka avulla se turvaa hapen ja ravinnon saantinsa, sekä lähettää etäpesäkkeitä muihin kudoksiin.

2. Hermostossa informaatio kulkee nopeasti ja tarkasti

Hermosto vastaa kehon sisällä tapahtuvasta nopeasta viestittämisestä. Hermosto koostuu hermosoluista ja hermotukisoluista.

Hermosolu koostuu tuojahaarakkeista, solukeskuksesta sekä viejähaarakkeesta ja sitä suojaavista hermotukisoluista. Niiden paikat ja muodot vaihtevat hermosolutyypin mukaan.

Liikehermosolun rakenne

Hermosolujen viejähaarakkeet, hermotukisolut, sidekudos ja verisuonet muodostavat hermoja. Hermosolujen muodostamaa ketjua kutsutaan hermoradaksi.

Sensoriset hermot eli tuntohermot tuovat informaatiota aistinelimistä selkäytimelle ja aivoille, kuten esimerkiksi maistaessasi jotain hyvin mausteista ruokaa, kulkee informaatio suusi tuntohermosoluista tuntohermoja pitkin aivoihin ja selkäytimeen.

Motoriset hermot eli liikehermot tuovat liikekäskyjä aivoista ja selkäytimestä lihaksille.

Hermosoluissa viestit kulkevat sekä sähköisesti että kemiallisesti. Viestin sähköistä osaa kutsutaan hermoimpulssiksi. Impulssi kulkee aina tuojahaarakkeista solukeskukseen ja sieltä viejähaarakkeeseen.

Yksittäinen hermoimpulssi kulkee aina samalla nopeudella. Viestin tärkeyden määrittää saapuvien impulssien tiheys, eli kuinka usein samasta asiasta kertovaa impulssia saapuu.

Impulssin kulku hermosoluissa perustuu ionien siirtymisestä aiheutuviien varauseroihin. Tärkeimmät ionit hermoimpulssin kulkiessa ovat natrium ja kalium. Viestin kulkeminen yksittäisten myeliinituppien välillä jaetaan neljään osaan:

  1. Lepojännite

    • Viesti ei ole vielä saavuttanut kyseistä kohtaa hermosolussa

    • Hermosolun solukalvon ulkopuoli on positiivisesti varautunut, ja koostuu pääasiallisesti natriumioneista.

    • Hermosolun solukalvon sisäpuoli on negatiivisesti varautunut, ja koostuu pääasasiallisesti kaliumioneista.

lepojännite
  1. Toimintajännitteen ensimmäinen osa: natriumin sisäänvirtaus

    • Viesti saavuttaa kyseisen hermosolun kohdan ja natriumkanavat aukeavat

    • Hermosolun solukalvon sisäpuolen varaus muuttuu positiiviseksi, koska natriumioneita alkaa virrata sisään

    • Hermosolun solukalvon ulkopuolen varaus muuttuu negatiiiviseksi, -’’-

    • Ei tarvita ATP-energiaa!!!!!

natriumin sisäänvirtaus
  1. Toimintajännitteen toinen osa: kaliumin ulosvirtaus

    • Viesti on saavuttanut kyseisen hermosolun kohdan ja jatkaa nyt matkaansa pitkin hermosolua. Kaliumkanavat aukeavat muuttuneiden varausten vuoksi.

    • Hermosolun solukalvon sisäpuolen varaus palautuu jälleen negatiiviseksi, koska kaliumia alkaa virrata ulos

    • Hermosolun solukalvon ulkopuolen varaus palutuu negatiiviseksi, -’’-

    • Ei ATP-energiaa!!

  2. Palautumisaika

    • Palautumisaikana natrium-kaliumpumput palauttavat kaliumia takaisin solukalvon sisäpuolelle ja natriumia takaisin solukalvon ulkopuolelle säilyttäen kuitekin varaukset ennallaan.

    • Konsentraatio eron pitämiseksi natriumia siirretään kerrallaan enemmän kuin kaliumia, suhteessa 2:3

    • ATP-energiaa!!

Saadaan aikaan tämännäköinen kuvaaja:

impulssin kulku hermosolussa

Hermosto jaetaan keskus- ja ääreishermostoon.

Keskushermotoon kuuluvat aivot ja selkäydin. Aivot vastaan ottavat, käsittelevät ja varastoivat tietoa, sekä lähettävät toimintakäskyjä muulle elimistölle, esim. lihaksille. Selkäydin toimii ikään kuin viestinvälittäjänä aivojen ja muun kehon välillä. Keskushermosto, lähinnä aivojen otsalohko, on täysin kehittynyt vasta noin 29 vuoden iässä.

Ääreishermostoon kuuluvat sensorinen ja motorinen hermosto, eli perjaatteessa kehon loput hermot ja hermoradat. Ääreishermoston toiminta jaetaan kahteen:

  • Somaattinen hermosto = sensoriset hermot tuovat viestejä keskushermostoon, josta lähtee vaste motorista hermostoa pitkin tahdonalaiseen lihakseen. Somaattinen hermosto on siis osa ääreishermostoa, jota pystytään itse koordinoimaan.

  • Autonominen hermosto = sensorinen ja motorinen hermosto säätelevät tahdosta riippumattomien kehonosien, eli rauhasten, sileiden lihasten ja sydämen, toimintaa. Autonomisen hermoston toiminta jaetaan kahteen:

    • sympaattinen hermosto = vaikuttaa fyysisen ja henkisen rasituksen aikana, lisää energiavarastojen käyttöä ja suoristuskykyä

    • parasympaattinen hermosto = vaikuttaa levon aikana

Refleksi = synnynnäisesti automaattinen liikesarja, jolla keho reagoi johonkin “vaaraan”, esim. silmäluomi menee kiinni roskan lähestyessä silmää tai sormi kiskaistaan pois kuumalta paistinpannulta.

keskus- ja ääreishermosto

Keskushermoston toiminta on ihmiselle elintärkeää. Aivoja ja selkäydintä suojaavat luut, kalvot ja nesteet.

Selkäydintä suojaavat:

  • selkänikamat

  • aivo-selkäydinneste =neste, jota suodattuu vesiplasmasta aivokammioihin, ja joka kiertää selkäytimen ympärillä ja aivoissa lukinkalvonontelossa puhdistaen kuona-aineesta ja antaen ravintoaineita.

Aivoja suojaavat:

  • kallo

  • aivo-selkäydinneste

  • aivokalvot

    • lukinkalvo - lukinkalvon ontelo sisältää selkäydinnesteen, jonka imeytymistä tehostetaan lukinkalvon nukkalisäkkeillä

    • kovakalvo - koostuu luukalvosta (sisältää verisuonia ja hermoja) ja aivokalvokerroksesta (vastaa reflekseistä)

    • pehmytkalvo - aivoihin ja selkäytimeen kiinnittynyt hauras ja suonikas pehmytkudoskerros

Veri-aivoneste = hermosoluista ja epittelikudoksesta rakentuva neste, joka ehkäisee haitallisten ja tarpeettomien aineiden pääsyn keskushermostoon.

Aivojen osat:

mafynetti tehtävä 149

Isoaivot muodostavat 90% aivojen pinta-alasta. Isoaivot ovat aivojen poimuttunut osa, jota päällystää aivokuori. Isoaivot jaetaan neljään aivolohkoon:

  1. Otsalohko

    • vastaa mm. tietoisuudesta, persoonallisuudesta, päätöksönteosta ja puheentuottamisesta

  2. Ohimolohko

    • vastaa mm. kuuloaistimusten käsittelystä

  3. Päälakilohko

    • vastaa mm. kipu-, lämpö- ja paineärsykkeiden käsittelystä

  4. Takaraivolohko

    • vastaa mm. näköaistimusten käsittelystä

Pikkuaivot vastaavat hienosäädetyistä liikkeistä.

Väliaivot koostuvat hypotalamuksesta, talamuksesta, aivolisäkkeestä ja käpyrauhasesta. Aivolisäke ja käpyrauhanen ovat umpirauhasia, eli ne erittävät hormoneita, jotka auttavat kehon eri elintoiminnoissa. Hypotalamus osallistuu kehon homeostasian säätelyyn yhdessä umpirauhasten kanssa. Talamus ottaa vastaan sensorihermoja pitkin tulevat aistimukset, ja lähettää ne oikeille aivolohkoille.

Aivorunko on aivojen vanhin osa, ja koostuu ydinjatkeesta, aivosillasta ja keskiaivoista. Aivorungon osat vastaavat hengissä pysymiselle välttämättömistä elintoiminnoista, kuten hengityksen säätelystä ja janontunteesta.

Limbinen järjestelmä = aivojen alue, joka vaastaa tunteiden käsittelystä ja säätelystä. Limbiseen järjestelmään kuuluvat mm. hypotalamus ja hippokampus.

Aivokuori koostuu harmaasta aineesta ja aivojen sisäosa pääosin valkeasta aineesta. Harmaa aine sisältää hermosolujen solukeskuksia ja muodostaa hermosolukimppuja, tumakkeita, joita on myös valkean aineen seassakin. Valkea aine taas koostuu hermosolujen viejä- ja tuojahaarakkeista.

  • Tyvitumakkeet sijaitsevat etuaivoissa, ja osallistuvat liikkeiden säätelyyn.

  • Mantelitumake osallistuu tunteiden käsittelyyn ja muodostamiseen, sekä oppimiseen, ja sijaitsee ohimolohkossa

  • Hippokampus ottaa osaa uusien asioiden oppimiseen ja muistamiseen.

3. Hormonit ovat elimistön toimintaa sääteleviä viestiaineita

Hormonit ovat kehon toimintaan vaikuttavia kemiallisia viestiaineita, jotka erittyvät umpirauhasista verenkiertoon tai elimestä itsestään itselleen. Hormoneja, jotka erittyvät elimestä itsestään ovat esim. punasolujen tuotantoon vaikuttava epo (erytropoiteiini). Hormonaalinen säätely on elimistön hidasta säätelyä.

Kehon umpirauhaset ja niiden erittämät hormonit

Hypotalamus ei ole umpirauhanen, mutta osallistuu silti hormonaaliseen säätelyyn aivolisäkkeen avulla. Hypotalamus ja aivolisäke muodostavat yhdessä umpieritystä säätelevän järjestelmän. Ne voivat joko kiihdyttää tai hidastaa jonkin hormonin tuotantoa palautesäätelyn avulla:

Aivolisäke jaetaan kahteen osaan:

  1. Aivolisäkkeen etulohko

  • Hypotalamuksen tuottamat hormonit siirtyvät aivolisäkkeen etulohkoon veren mukana. Ne joko kiihdyttävät tai estävät etulohkon hormonieritystä. Aivolisäkkeen etulohko muodostuu umpieritteisistä soluista. Etulohkossa syntyviä hormoneja ovat esimerkiksi kasvuhormoni ja prolaktiini.

2. Aivolisäkkeen takalohko

  • Hypotalamus tuottaa hormoneja, jotka siirtyvät aivolisäkkeen takalohkoon ja sieltä edelleen verenkiertoon.

Umpirauhasten tuottamat hormonit erittyvät vereen, josta ne jatkavat matkaansa kohti solua, jolla on sille hormonille sopiva reseptori. Reseptori koostuu proteiineista, ja sijaitsee solukalvolla, solulimassa tai tumassa. Kun hormoni on vaikuttanut tietyn aikaa, entsyymit pilkkovat sen käyttökelvottomaan muotoon ja lähettävät veren mukana maksaan, jossa ne muutetaan vesiliukosiksi niin, että ne voivat poistua virtsan mukana ulos kehosta.

Umpirauhasten ja hormonien toiminta

Hormoonit jaetaan kahteen:

  1. Vesiliukoiset hormonit

    • Liukenevat veri- tai kudosnesteeseen, ja kulkevat helposti veren mukana paikasta toiseen

    • Eivät pääse solukalvon läpi, joten voivat vaikuttaa vain soluihin, joiden reseptorit sijaitsevat niiden solukalvolla. Solukalvolta hormonin tuoma viesti siirtyy toisiolähetin mukana tumalle.

    • Voivat vaikuttaa mm. solun aineenvaihduntaan.

    • Vaikutus tapahtuu yleensä “nopeasti”.

  2. Rasvaliukoiset hormonit

    • Eivät liukene veri- tai kudosnesteeseen, joten vaativat liikkuakseen veriplasman kuljettajaproteiinin

    • Pääsevät solukalvon läpi, joten voivat vaikuttaa itsenäisesti myös tumassa tai solulimassa oleviin reseptoreihin

    • Voivat muuttaa koko solun toiminnan.

    • Vaikutuksen alkaminen kestää pitkään, mutta on myös pitkäkestoinen.


Ihmisen pituuskasvuun vaikuttavat aivolisäkkeen erittämä kasvuhormoni, kilpirauhasten erittämä tyroksiini ja sukupuolihormonit.

Pituuskasvuun vaikuttavat hormonit eri ikävuosina

Strsessillä tarkoitetaan elimistön tilaa, jossa keho reagoi sitä kuormittaviin fyysisiin tai psyykkisiin ärsykkeisiin. Stressitilassa hermostollinen ja hormonaalinen säätely keskittyvät energian tuotantoon ja kudosvaurioiden estämiseen.

  • Lyhytaikainen stressi

    • Sympaattinen hermosto lisää sydämen lyöntitiheyttä, nostaa verenpainetta ja tehostaa verenkiertoa kudoksessa, johon stressi erityisesti kohdistuu.

    • Lisämunuaiset erittävät adrenaliinia, joka nostaa veren glukoosi- ja rasvahappopitoisuutta, sekä kiihdyttää verenkiertoa.

    • Nostaa suorituskykyä

  • Pitkäaikainen stressi

    • Lisämunuaiset alkavat erittämään kortisolia

      • pitkään korkealla olevat kortisolitasot heikentävät valkosolujen tuotantoa ja tehostaa proteiinin käyttöä energian lähteenä (voi johtaa jopa laihtumiseen)

    • Vaikuttaa psyykkeeseen ja mielialoihin

Ihmiskehon toiminta on erilainen eri vuorokauden aikoina. Vuorokausirytmiä säätelee niin sanottu sirkadiaaninen rytmi, jonka toiminta perustuu silmien aivojen käpyrauhaseen välittämä valonmäärä. Valon määrä on kääntäenverrannollinen melatoniinin tuotantoon, eli melatoniinia alkaa erittyä päivän pimetessä, kuten myös esimerkiksi kasvuhormonia.

4. Verenkierto toimii elimistön kuljetusjärjestelmänä

Verenkiertoelimistö koostuu sydämestä ja verisuonista. Verisuonia on kolmea tyyppiä:

  1. Valtimot

    • Valtimot kuljettavat runsashappista verta, ja sen mukana tulevia ravinteita ja happea sydämestä poispäin muualle kehoon (poislukien keuhkovaltimot).

    • Veri valtimoissa virtaa kovalla paineella.

  2. Laskimot

    • Kuljettavat verta kehon eri osista takaisin sydämeen.

    • Veren kulkua auttavat laskimoläpät.

  3. Hiussuonet

    • Ohuimmat ja ohut seinäisimmät laskimot ja valtimot ovat hiussuonia.

    • Veren kuljettamat aineet siirtyvät hiussuonista soluihin, ja vastaavasti sieltä tulevat aineet vereen.

Sydän jaetaan vasempaan ja oikeaan puoliskoon. Kummassakin puoliskoissa on omat eteisensä ja kammionsa, sekä puoliskot toisistaan erottavat lihasseinämät. Koko sydämen peittää kaksikerroksinen sidekudoskalvo, sydänpussi. Sydänläpät pitävät huolen, että veri virtaa oikeaan suuntaan.

sydämen sisärakenne

Sydämen oikea puolisko pumppaa verta pieneen verenkiertoon, eli keuhkoverenkiertoon, ja vasen vastaakin koko muusta kehosta, eli suuresta verenkierrosta.

Sydämen supistusmismäärää minuutin aikana kutsutaan sykkeeksi. Sykkeen suuruus vaihtelee rasituksen mukaan. Verimäärää, jonka sydän pumppaa yhden lyönnin aikana valtimoihin, kutsutaan iskutilavuudeksi. Minuutin aikana sydämen läpi kulkema verimäärää taas kutsutaan minuuttitilavuudeksi. Sykkeen kasvaessa myös minuuttitilavuus kasvaa.

Sydämen supistumista ohjaa oikean eteisen yläosassa sijaitseva lihassoluryhmä, sinussolmuke. Sydän joko supistuu koko voimallaan, tai ei supistu ollenkaan. Sisussolmuke lähettää sähköisen impulssin, joka saa sydämen eteiset, ja myöhemmin myös kammiot supistumaan. Sydämen toiminnassa vuorottelevat lepovaihe (diastole) ja supistumisvaihe (systole).

sydämen toimintakierto

Sydämen solutkin tarvitsee happea. Siitä vastaavat sepelvaltimot ja -laskimot. Sepelvaltimot kuljettavat happipitoista verta sydämen lihassoluille, ja sepellaskimot pois sieltä takasin oikeaan eteiseen. Sepelvaltimot lähtevät sydämen aortan tyvestä kahtena haarana, vasempana ja oikeana.

Myös hermosto ja hormonit säätelevät sydämen toimintaa. Parasympaattinen hermosto hidastaa ja sympaattinen hermosto kiihdyttää sydämen lyöntitiheyttä. Lisämunuaisten erittämät adrenaliini ja noradrenaliini saavat verisuonet ja sydämen laajenemaan suuremmalla temmolla.

Valtimon seinämät ovat rakenteeltaan paksummat kuin laskimoiden, jotta ne kestäisivät paremmin painetta. Sekä valtimot että laskimot koostuvat kolmesta kerroksesta: sidekudos-, sileälihaskudos- ja pintakudoskerroksesta. Hiussuonet taas koostuvat kahdesta kerroksesta: pintakudoskerroksesta ja tyvikalvosta. Hiussuonissa paine on neljäsosa valtimoissa vallitsevasta paineesta, jotta verenkuljettamat ravintoaineet ja happi pääsevät siirtymään elimistöön.

verisuonten rakenne

Laskimoissa verenpaine on niin matala, ettei veri yksinään onnistu kipuamaan takaisin sydämeen. Veren kulkua auttavat läpät , ympäröivien luustolihasten supistuminen sekä oikean eteisen alipaine.

veren kulku laskimossa

Verenpaine kertoo valtimoissa olevan paineen, ja se ilmoitetaan kahdella lukuarvolla: diastoolisena paineeena ja systoolisena paineena. Diastolinen paine (alapaine) kuvaa lepovaiheen aikaista painetta, ja systolinen (yläpaine) supistumisvaiheen aikaista painetta.

Verenpaineeseen vaikuttavat kaksi tekijää:

  1. sydämen pumppaaman veren määrä

    • isku- ja minuuttitilavuus

  2. valtimoiden antama vastus

    • terveet valtimot: kimmoisia ja laajenevia

    • ei niin terveet valtimot: kovettuneita ja ahtautuneita

Ylä- ja alaonttolaskimo tuovat hiilidioksidipitoista verta sydämen oikeaan puoliskoon, josta veri matkaa keuhkovaltimoita pitkin keuhkoihin. Keuhkorakkuloista happea siirtyy vereen. Happipitoinen veri virtaa sydämeen keuhkolaskimoiden kautta vasempaan puoliskoon, ja jatkaa matkaansa aortasta muualle kehoon.

verenkulku pienessä ja isossa verenkierrossa

Kehon nesteet jaetaan kolmeen:

  1. Verineste

  2. Imuneste

  3. Kudosneste

    → Kun veri virtaa hiussuonissa ja antaa ravinteita soluille, tihkuaa sieltä verinestettä kudoksiin. Tätä kudoksiin päätynyttä verinestettä kutsutaan kudosnesteeksi. Kudoksista nestettä imeytyy takaisin hiuslaskimoihin ja imusuoniin. Imusuoniin imeytynyttä nestettä kutsutaan imunesteeksi.

Kehon imusuonisto kulkee käsikädessä verisuonison kanssa, ja imusuonet muistuttavat rakenteeltaan laskimoita. Imusuonet vievät imunestettä kahteen paikkaan: solislaskimoon ja imusolmukkeisiin.

  • Solislaskimossa imuneste palautetaan takaisin verenkiertoon.

  • Imusolmukkeet ovat osa elimistön sisäistä puolustusmekanismia, ja niitä on lähinnä kaulan, kainaloiden ja nivusten alueella.

  • Imusolmukkeissa valkosolut tuhoavat imunesteen mukana kulkevia mikrobeja.

Imusuonisto

Verineste, eli veri, kostuu verisoluista ja veriplasmasta.

Verisoluja ovat puna- ja valkosolut sekä verihiutaleet.

  • Punasolut syntyvät luuytimessä, ja niiden tuotantoa säätelee epo-hormoni. Punasoluissa ei ole tumaa, vaan sen sijaan hemoglobiinia, jonka avulla punasolut voivat kuljettaa happea muille soluille. Punasolujen osuus verisoluista on noin 90%.

  • Valkosolut ovat tärkeä osa elimistön sisäistä puolustusjärjestelmää. Valkosolut ovat muita verisoluja suurempia, ja niillä on tuma ja muita soluelimiä. Valkosoluja on veren lisäksi kudoksissa sekä imusuonistossa ja -solmukkeissa.

  • Verihiutaleet toimivat veren hyytymistekijöinä. Veren hyytyminen estää verenhukan syntymisen, esim. haavan tullessa. Verihiutaleet ovat muita verisoluja pienempiä, eikä niilläkään ole tumaa. Haavassa tapahtuvan verenhyytymisen vaiheet:

    1. Haava vuotaa verta vaurioituneesta verisuonesta. Verihiutaleet tulevat haavan luokse, ja muuttuvat liimaiksi. Liimaiset verihiutaleet tarttuvat toisiinsa tukkien vuotokohdan. Verisuoni supistuu, jolloin vuotavan veren määrä vähenee.

    2. Kalsium saa verihiutaleissa olevan hyytymistekijän muuttumaan entsyymiksi, joka muuttaa veressä olevan fibrinogeenin fibriiniksi, joka ei liukene vereen. Verisolut tarttuvat fibriinin ja tukkivat haavakohdan.

    3. Verihyytymä muodostaa ruven, jonka alla iho uusiutuu ja verisuoni punoutuu takaisin kasaan.

Veriplasma koostuu vedestä ja ravinteista/ioneista/hormoneista/jne. joita veri kuljettaa mukanaan.

5. Hengitystä tapahtuu kaikkialla elimistössä

Hengitys kehossa tapahtuu viidessä osassa:

  1. Keuhkotuuletus = ilman kulkeminen keuhkoihin ja pois sieltä

  2. Kaasujen vaihto keuhkoissa = hapen siirtyminen keuhkoista keuhkorakkuloihin, ja hiilidioksidin siirtyminen keuhkorakkuloista keuhkoihin diffuusion avulla

  3. Kaasujen kulkeminen = happi kulkee punasoluissa ja hiilidioksidi veren mukana

  4. Kaasujen vaihto soluille = happi siirtyy verestä soluihin ja hiilidioksidi soluista vereen

  5. Soluhengitys = solun mitokondriossa glukoosia poltetaan hapen avulla energiaksi, jolloin vapautuu hiilidioksidia ja vettä

Hengityelimistö koostuu hengitysteistä, keuhkoista ja hengityslihaksista.

  • Hengitysteihin kuuluvat nenä- ja suuontelo, kurkunpää ja -kansi, nielu, henkitorvi sekä keuhkoputket.

    • Kurkunpäässä sijaitsevat myös äänihuulet, joiden avulla voimme puhua ja laulaa. Äänen tuottaminen perustuu äänihuulten värähtelyyn toisiaan vasten. Kun laulamme korkealta, äänihuulet ohenevat ja venyvät. Kun taas laulamme matalalta, äänihuulet paksunevat ja rentoutuvat.

  • Hengitysteissä ilmaa lämmitetään, puhdistetaan ja kostutetaan.

    • Ilmaa puhdistavat värekarvat ja niiden kuljettama lima, johon mikrobit tarttuvat. Lima niellään, jonka jälkeen siihen tarttuneet mikrobit kuolevat mahalaukun happamissa oloissa.

  • Hengitysteissä, tarkemmin ottaen nenäontelon yläosassa, on hajuepiteeli, jonka soluilla saadaan hajuaistimuksia.

  • Henkitorvi haarautuu kahdeksi keuhkoputkeksi, jotka vievät hengitetyn ilman keuhkoihin keuhkorakkuloille.

    • Keuhkorakkuloita yhdessä keuhkossa on noin 150 miljoonaa. Niissä tapahtuu ensimmäinen kaasujen vaihto, jossa happi siirtyy diffuusion avulla keuhkorakkuloihin, ja hiiilidioksi pois niistä.

  • Keuhkoja ympäröivät keuhkopussit, joiden ontelossa on kitkaa vähentävää nestettä.

    • Onteloissa on alipaine, joka automatisoi hengittämisen, ja huolehtii, etteivät keuhkot pääse tyhjenemään kokonaan.

  • Hengityslihakset jaetaan sisään- ja uloshengityslihaksiin.

    • Sisäänhengityslihaksia, eli palleaa ja ulompia kylkivälilihaksia, käytetään aina hengittäessä. Sisäänhengittäessä rintakehä laajenee, koska pallea ja ulommat kylkivälilihakset supistuvat.

    • Uloshengityslihaksia, eli sisempiä kylkivälilihaksia ja vatsalihaksia, käytetään, kun hengitystä tarvitsee tehostaa (esim. fyysisesti raskaan suorituksen aikana). Uloshengityksessä rintakehä pienenee, koska sisäänhengityslihakset rentoutuvat, ja ulkohengityslihakset supistuvat.

hengityelimistö

Happimolekyylit sitoutuvat punasolujen hemoglobiinin, ja tämän vuoksi veressä kulkavasta hapesta 98% kulkee punasolujen mukana. Hiilidioksidimolekyylit kulkevat pääasiallisesti veren ja verihiutaleiden mukana.

Ensimmäisessä kuvassa hapen osuus verihiutaleissa ja punasoiluissa. Toisessa kuvassa hiilidioksidin osuus verihiutaleissa ja punasoluissa.

6. Ruoansulatuksessa ravinto muokkaantuu soluille käyttökelpoiseen muotoon

Solujen aineenvaihdunnassa tarvitaan energiaa ja rakennusaineita:

  • Ihminen tarvitsee energiaa

    • tasalämpöisyyden ylläpitoon

    • lihassolujen supistumiseeen

    • aineiden kuljetukseen

    • hermoimpulssien etenemiseen

  • Perusaineenvaihdunta: elintoimintojen ylläpitämiseen käytettävä energia

  • Rakennusaineenvaihdunta: raaka-aineita soluelinten, solujen ja kudosten muodostumiseen ja uusiutumiseen

  • Energia-aineenvaihdunta: ravintoaineiden pilkkominen sellaiseen muotoon, että niitä voidaan käyttää energianlähteenä

  • Energiatasapaino kertoo, millaisessa suhteessa energiaa saadaan ja käytetään.

Ravinnosta saadaan orgaanisia ja epäorgaanisia aineita:

Ravintoaine

Tehtävä elimistössä

Lähde esimerkkejä

Hiilihydraatit

tärkein energianlähde

vilja- ja maitotuotteet, marjat

Proteiinit

aminohappoja→ solujen rakennusaine→ geenien toiminnan säätely→ kehon puolustusjärjestelmä

eläinkunnan tuotteet, pähkinät, palkokasvit

Lipidit

solujen rakennusaine, energianlähde

kasvirasvat, eläinkunnan tuotteet

Nukleiinihapot

tiedon tallettaminen ja säilyttäminen

monipuolinen ravinto

Vitamiinit

eri vitamiineilla on eri tehtäviä, esim. D-vitamiini vahvistaa luustoa ja A-vitamiini näköä

eri vitamiineja saadaan eri tuotteista, joten monipuolinen ravinto

Kivennäisaineet/hivenaineet

entsyymien ja hormonien valmistaminen

monipuolinen ravinto takaa monipuolisen kivennäis- ja hivenaineiden saannin

Vesi

aineenvaihdunta, ravintoaineiden kuljetus ja imeytyminen, kuona-aineiden poisto sekä lämmönsäätely

vesi itsessään, hedälmät ja marjat

Ruuansulatuskanavassa ravintoaineet pilkkoutuvat ja imeytyvät elimistön käytettäväksi

  • Ruuansulatustapahtuma

    1. ruuan mekaaninen hienontaminen

    2. ruuan mekaaninen eritys ja entsymaattinen pilkkoutuminen

    3. pilkkoutuneiden ravintoaineiden imeytyminen verenkiertoon

  • Entsyymit pilkkovat suuria orgaanisia molekyylejä

ruuansulatus ravintoaineiden näkökulmasta

Ruuansulatuselimistön osat

Ruoan matka suusta peräaukkoon:

  1. Suu

    • hampaat hienontavat ruokamassan

    • sylkirauhaset erittävät sylkeä, joka sisältää mm. amylaasientsyymiä ja lipaaseja, limaa, vettä ja kasvutekijöitä

      • amylaasientsyymi aloittaa hiilihydraattien pilkkomisen

      • lipaasit pilkkovat lipidejä

  2. Nielu

    • nielemisrefleksi tuo hienonnetun ruoan suusta nielun kautta ruokatorveen

    • kurkunkansi sulkee henkitorven suun, ettei ruokamassa eksy sinne

  3. Ruokatorvi

    • ruokamassa kulkee putkea pitkin sulkijalihaksen luo, joka päästää ravinnon sisään mahalaukkuun

  4. Mahalaukku

    • mahassa ruokaa lämmitetään ja steriloidaan, sekä ravintoaineita pilkotaan

    • mahalaukun seinämät tuottavat limaa, lipaaseja, pepsiinientsyymin esiastetta ja suolahappoa

      • pepsiinientsyymi pilkkoo proteiineja

      • lima ehkäisee suolahappoa polttamasta mahalaukkua itseään

      • suolahappo tekee mahalaukusta hyvin happaman; pH noin 2

  5. Pohjukaissuoli

    • = ohutsuolen alkupää

    • haima ja sappirakko liittyvät ruuansulatuselimistöön ja ravintoaineiden pilkkomiseen

      • haimanesteessä ja sappinesteessä on ravintoaineita pilkkovia entsyymejä, kuten proteiineja pilkkovaa trypsiiniä, sekä bikarbonaattia, joka neutralisoi hapanta ruokamassaa

  6. Ohutsuoli

    • poimuttunut ja noin 3 metriä pitkä, seinämät koostuvat nukkalisäkkeistä

      • jokaisessa nukkalisäkkeessä on oma imu- ja verisuonihaaransa

      • nukkalisäkkeen pinta koostuu mikrovilluksista

    • ravintoaineet pilkkoutuvat, ja niiden pilkkoutumistuotteet imeytyvät

      • aminohapot, glukoosimolekyylit, nukleotidit, kivennäis- ja hivenaineet sekä vitamiinit imeytyvät verenkiertoon

      • monoglyseridit ja rasvahapot imeytyvät imusuonistoon, josta ne pääsevät solislaskimoon

      • kaikki imeytyneet ravintoaineet ja muut kulkevat maksan kautta, ennenkuin lähtevät soluille käytettäviksi

  7. Paksusuoli

    • ruokamassasta imetään kaikki, mitä siitä on vielä tarpeellista ottaa, eli pääasiallisesti vettä.

    • suolistofloora (=suoliston mikrobit) tuottaa aineenvaihdunnassaan K- ja B12-vitamiineja

  8. Peräsuoli

    • tarpeeton massa siirtyy ulostettavaksi peräaukon kautta, jossa on kaksi sulkijalihasta, joista toinen on tahdonalainen.

Ruuansulatuselimistöä säädellään myös hermostollisesti sekä hormonaalisesti. Hormonaalisesta säätelystä vastaavat parasympaattinen ja sympaattinen hermosto. Hormonaalisessa säätelyssä mukana on monia hormoneita, kuten nälkähormoni, greliini ja kylläisyyshormooni, leptiini.

Glukagoni ja insuliini ovat haiman saarekesolujen erittämiä hormoneja, jotka huolehtivat veren glukoosipitoisuuden tasapainosta. Verensokeripitoisuutta nostavat myös esim. adrenaliini ja kortisoli.

  • Insuliinin eritys tehostaa glukoosin muuttamista maksan varastomuotoon eli glykogeeniksi, varastoi glukoosia luihin ja nopeuttaa glukoosin pääsyä soluihin. Tällöin verensokeripitoisuus laskee.

  • Glukagonin eritys tehostaa glykogeenin pilkkomista glukoosiksi maksassa ja vauhdittaa glukoosin pääsyä vereen. Tällöin verensokeripitoisuus nousee.

  • Diabeteksessa insuliinin tuotanto on puutteellista, tai solut eivät reagoi siihen ollenkaan. Diabetes jaetaan I tyypin ja II tyypin diabetekseen:

    • I tyypin diabetes, nuoruusiän diabetes, on yleisesti synnynnäinen sairaus, jossa insullinia ei erity lainkaan, tai sitä ei erity riittävästi, mikä johtaa sokeripitoisuuksien nousuun.

    • II tyypin diabetes, aikuisiän diabetes, puhkeaa yleensä elämäntapojen seurauksena. II tyypin diabeteksessa insuulinin eritys on joko heikentynyt, tai solut eivät reagoi eritettyyn insuliinin.

8. Munuaiset ja maksa ylläpitävät elimistön sisäistä tasapainoa

  • Elimistön toiminnalle on välttämätöntä, että soluissa on oikea määrä tarpeellisia aineita

  • Solujen aineenvaihdunnasssa syntyviä haitallisia ja tarpeettomia aineita kutsutaan kuona-aineiksi

  • Kuona-aineet poistetaan erityselimistön avulla

  • Erityselimistöön kuuluvat munuaiset, maksa, iho ja keuhkot

Munuaiset ylläpitävät homeostasiaa monin tavoin

  • Munuaiset poistavat verestä virtsa-ainetta eli ureaa

    → Ureaa syntyy maksassa aminohappojen hajoamistuotteena

    → Virtsa poistuu elimistöstä virtsateitä pitkin

  • Munuaiset pitävät elimistön neste- ja suolapitoisuuden vakiona

    • ADH-hormoni säätelee veden eritystä virtsaan

  • Munuaiset ylläpitävät tasaista happamattomuutta eli pH:ta elimistössä

  • Munuaiset säätelevät verenpainetta reniini-hormonin avulla, ja punasolujen tuotantoa epo-hormonin avulla.

  • Munuaiset osallistuvat D-vitamiinin valmistukseen:

    → Auringon säteily saa aikaan D-vitamiinin esiasteen muodostumisen ihossa

    → D-vitamiinin esiaste muutetaan kalsidioliksi maksassa

    → Kalsidioli muutetaan munuaisissa kalsitrioliksi, eli aktiiviseksi D-vitamiiniksi, jota elimistö voi käyttää kalsium-tasapainon säätelyyn.

Nefronien toiminta

Nefronit ovat munuaisten toiminnalisia yksiköitä. Neufroniin kuuluvat hiussuonikeränen, kotelo ja munuaistiehyt. Neufronien toiminta jakautuu kolmeen osaan:

  • Suodatus

    • Tuojahaarakkeet tuovat verta hiussuonikeräsiin, joissa veriplasmaa suodattuu munuaiskoteloon

      • hiussuonikeräsissä verenpaine on korkempi kuin muissa hiussuonissa, ja niiden seinämissä on aukkoja, jotta suodattuminen olisi tehokkaampaa

    • Veren verisolut eivät suodatu munuaiskoteloon, vaan jatkavat matkaansa viejähaarakkeisiin

    • Suodattunutta ainetta kutsutaan alkuvirtsaksi eli ureaksi, ja sitä suodattuu vuorokaudessa keskimäärin noin 180 litraa.

      • alkuvirtsa sisältää pääasiallisesti kuona-aineita ja joitakin elimistölle tarpeellisia aineita ja ioneja

  • Takaisinimeytyminen

    • Viejähaarakkeet haarautuvat hiussuoniverkostoksi munuistiehyiden ympärille

    • Suodattunut alkuvirtsa jatkaa matkaansa munuaiskotelosta munuaistiehyihin

      • Munuaistiehyissä 99% alkuvirtsasta imeytyy takaisin verenkiertoon

    • Alkuvirtsasta otetaan talteen tarpeellisia aineita, ioneja sekä vettä

      • mm. glukoosi, aminohapot, kalium- ja natriumionit imeytyvät aktiivisesti takaisin suoraan verenkirtoon

      • rasvaliukoiset aineet, ympäristömyrkyt ja alkoholi liukenevat solukalvoon diffuusion avulla, ja siirtyvät sitä kautta verenkirtoon.

    • Takaisinimeytymisen avulla säädellään elimistön natrium-, suola- ja nestetasapainoa

    • Alkuvirtsasta muodostuu loppuvirtsaa, joka on alkuvirtsaa huomattavasti väkevämpää

  • Aktiivinen eritys

    • Munuaistiehyihin imeytyy hiussuoniverkostosta aineita, kuten hormoneja ja lääkeaineita, jotka poistuvat virtsan mukana ulos kehosta

    • Munuaistiehyt yhtyvät kokoojaputkiin, jotka vievät kuljettamansa nesteen munuiasaltaaseen.

      → Munuaisaltaista virtsa jatkaa matkaansa virtsanjohtimiin

      → Virtsanjohtimet vievät virtsarakkoon

      • Virtsarakkoa voidaan säädellä tahdonalaisesti tiettyyn pisteeseen; virtsarakossa on sekä tahdosta riippumaton että tahdonalainen lihas

      • Virtsaaminen on seuraus virtsaamisrefleksistä, ja sitä säädellään selkäytimen virtsaamiskeskuksessa

      • Virtsarakko varastoi virtsaa, ja sinne mahtuu sitä noin puoli litraa

      → Virtsarakosta virtsa kulkee virtsaputken kautta ulos kehosta

    • Munuaisaltaat, virtsanjohtimet, virtsarakko ja virtsaputki muodostavat yhdessä virtsatiet.

    • Aktiivisen erityksen aikana säädellään elimistön pH-tasapainoa

Hermosto ja hormonit säätelevät munuaisten toimintaa

  • Elimistöstä poistuva virtsa on suurimmaksi osaksi vettä

  • Virtsaa poistuu elimistöstä vuorokaudessa noin 1-2 litraa

  • Virtsan määrään vaikuttavat tekijät:

    • juodun nesteen määrä

    • ravinnon laatu ja määrä

    • fyysinen rasitus

    • hikoilu

    • kuume

    • stressi

  • Aivolisäkkeen erittämä antidiureettinen hormoni eli ADH säätelee elimistöstä poistuvan virtsan määrää

    • Kun veri on väkevää, ADH:n eritys tehostuu → virtsaa postuu vähemmän, ja se on väkevämpää

    • Kun veri on laimeaa, ADH:n eritys vähenee → virtsaa poistuu enemmän, ja se on laimeampaa

  • Ruoka-aineita, jotka lisäävät virtsan määrää, kutsutaan diureettisiksi aineiksi

    • esim. vesimelooni, kahvi ja ananas

Maksalla on monia tehtäviä

  • Maksa hajottaa, muokkaa ja varastoi elimistön aineenvaihduntareaktiossa syntyneitä aineita

    • Maksan solut kykenevät hajottamaan elimistölle haitallisia aineita sellaiseen muotoon, että ne voidaan lähettää virtsan mukana ulos kehosta tai sappinesteen joukkoon

    • Alkoholi on yksi sellaisista aineista, jota maksa voi hajottaa vaarattomampaan, vesiliukoiseen muotoon (etikkahapoksi)

      • Liiallinen alkoholin käyttö kuitenkin rasittaa maksaa, ja saa aikaan sen seinämien rasvaantumisen ja turpoamisen

    • Maksa valmistaa sappinestettä, jota varastoituu sappirakkoon

    • Maksa muokkaa hiilihydraateista rasvoja, sekä maito- ja aminohapoista glukoosia, joita voidaan polttaa energiaksi

      • Aminohappojen muokkaamisesta syntyy ureaa, joka matkaa verenkierron mukana munuaisiin

      • Varastoituja rasvoja, eli ketoaineita, aletaan polttaa energiaksi, kun glukoosivarastot tyhjenevät

  • Maksa säätelee elimistön sisäistä tasapainoa

    • Maksaan voidaan mm. varastoida glykogeeniä, jota voidaan hajottaa verenkiertoon glukoosiksi, eli verensokeriksi tarvittaessa

    • Maksa valmistaa myös hormoneja, entsyymejä ja veriplasman proteiineja

    • Maksa varastoi A- ja B12-vitamiinia sekä rautaa

    • Maksa varastoi verta, ja on osallaan huolehtimassa ruuminlämmön tasapainosta

  • Kaikki veri, joka tulee ruaansulatuksesta laskimoita pitkin kohti sydäntä, kulkee ensin maksan kautta.

    • Veri kulkee maksaan porttilaskimon kautta, ja poistuu alaonttolaskimoon

    • Maksan läpi kulkee noin1,5 litraa verta minuutissa

Maksa valmistaa kolesterolia. Kolesterolia tarvitaan solukalvon rakennusaineeksi, sekä steroidihormonin, D-vitaaminin ja sapen valmistukseen. Kolesteroli on rasvaliukoinen, joten se tarvitsee kuljettajan, lipoproteiinin, kulkeakseen verinesteessä. Lipoproteiinit jaetaan kahteen tyyppiin:

  1. “Hyvät” lipoproteiinit

    • kuljettavat pehmeistä rasvoista muokattua kolesterolia

    • eivät tartu kiinni verisuonten seinämiin, ja pystyvät keräämään mukaansa seinämiin tarttunutta kolesterolia

    • HDL-lipoproteiinit

  2. “Huonot” lipoproteiinit

    • kuljettavat kovista rasvoista muokattua kolesterolia

    • voivat tarttua kiinni verisuonten seinämiin, jos niitä on suuria määriä veressä

      • verisuonet kapenevat ja jäykkenevät

      • seurauksena jopa valtimonkovettumatauti

    • LDL- ja VLDL-lipoproteiinit

9 Aistien avulla

Aistit ovat kehittyneet evoluution kuluessa, jotta ihminen on sopeutunut elämään silloisessa ympäristössään. Ihminen häviää muille eläinlajeille monissa aisteissa yksikseen, mutta ihmisen aistinelimien ja aivojen yhteistyö on jotain, mitä muilla lajeilla ei esiinny.

Aistiminen tapahtuu aistinsolujen avulla, jotka reagoivat ärsykkeisiin. 70% ihmisen aistinsoluista sijaitsee silmissä. Ärsykkeet voivat olla joko sisäisiä (kertovat elimistön sisäisestä tilasta) tai ulkoisia (viestivät ulkoisesta ympäristöstä, esim näköaisti).

Aistimuksen synty

Aistit ovat mukautumiskykyisiä. Aistit ovat syntyneet ilmoittamaan aivoille, kaikesta uudesta ja uhkaavasta. Pitkään samana pysyneet asiat eivät ole keholle uhaksi, joten niihin “totutaan” eli aivot eivät registeröi niitä enää samalla tavalla. Esimerkiksi jos istut luokkaan tekemään koetta, ja kuulet seinäkellon tikittävän, saatat havahtua jossakin kohtaa siihen, ettet ole enää kiinnitänyt huomiota tikitykseen.

  • Aistien mukautumista kutsutaan adaptaatioksi.

Myöskään kaikkia aistimuksia ei vain käsitellä aivoissa, ja synapsit saattavat heikentää viestin kulkua aivoihin.

Näköaisti

Silmillä voi nähdä sekä lähelle, että kauas. Katseen tarkentamista eri etäisyyksille kutsutaan silmän mukautumiseksi eli akkomodaatioksi. Sarveiskalvo, linssi ja lasiainen taittavat silmään tulevaa valoa, jolloin katsottavasta kohteesta muodostuu ylösalaisin oleva kuva verkkokalvolle. Linssin kaarevuudella säädellään kauas ja lähelle näkemistä:

  • Kaus näkeneminen

    • Silmälle levollisempaa

    • Linssiä ympäröivä sädelihas veltostuu ja linssiin kiinnittyneet ripustinsäikeet kiristyvät

      → linssi muuttuu litteämmäksi

  • Lähelle näkeminen

    • Silmälle raskaampaa

    • Sädelihas supistuu ja ripustinsäikeet löystyvät

      → linssi muuttuu kaarevammaksi

Silmälasit ovat joko koveria, eli korjaavat likitaittoisuutta (=vaikea nähdä kauas), tai kuperia, eli korjaavat kaukotaittoisuutta (vaikea nähdä tarkasti lähelle). Likitaittoisuus voi johtua esim. silmämunan liiallisesta pituudesta, jolloin linssi ei taita kuvaa keltatäplään saakka, kun taas kaukotaittoisuus silmämunan lyhyydestä.

Silmän verkkokalvolla sijaitsee kahdenlaisia näköaistinsoluja, tappi- ja sauvasoluja.

  • Sauvasoluilla nähdään hämärässä

    • rodopsiini, eli näköpurppura = silmän verkkokalvon näköpigmentti, joka reagoi herkästi valoon ja mahdollistaa hämäränäön.

    • noin 125 miljoonaa yhteensä

    • Hämäränäkövaikeudet voivat johtua A-vitamiinin puuttesta, joka auttaa sauvasoluja retinaalin tuottamisessa.

      • Retinaali on rodopsiinin valoherkkä osa, joka irtoaa hämärässä vapauttaen välittäjäainetta, joka aiheuttaa hermoimpulssin.

  • Tappisoluilla nähdään tarkasti ja värejä

    • siniherkät tapit

    • viherherkät tapit

    • punaherkät tapit

  • Tappisolut ovat keskittyneet keltatäplän alueelle

    • keltatäplä = tarkan näkemisen piste, johon valo taittuu siitä kohdasta, johon silmä on kulloinkin kohdistettuna.

  • Tarkka näkeminen tapahtuu tappisoluilla

  • Kolmiulotteinen näkeminen perustuu kahden silmän ja aivojen yhteistyöhön

  • Primaari aistinalue takaraivolohkossa

  • Aivot muokkaavat näköaistimuksia

Silmän rakenne:

Kuuloaisti

Ihmisen välisessä viestinnässä kuuloaisti on tärkeä, ja siksi se on kehittynyt vastaanottamaan erityisesti puheäänelle tyypillisiä ääniä ja taajuuksia. Kuuloaisti ottaa vastaan ääniä, jotka se muuttaa hermoimpulseiksi, joista aivot voivat päätellä äänien taajuden ja äänenvoimakkuuden.

  • Taajuus = eri sävelkorkeudet, mitataan hertseinä (Hz)

    • Ihmisen aistittu äänen taajusalue on 20-20 000 hertsiä

  • Äänenvoimakkuus = vahvuus, jolla ääni syntyy, mitataan desibeleinä (dB)

    • heikoimman ja voimakkaimman aistittavan äänen ero on 100 000 000 000 000-kertainen

Aivot määrittelevät äänilähteen tulosuunnan, eli saavat aikaan suuntakuulon, molempien korvien antamien impulssien voimakkuus- ja aikaeroilla.

Korvan rakenne:

Korva jaetaan kolmeen osaan:

  1. Ulkokorva

    • = korvan ulospäin näkyvä osa

    • Korvalehti ottaa vastaan ilmassa kulkevia ääniaaltoja

    • Korvakäytävä kulkettaa ääniaallot tärykalvolle

      • korvakäytävä täyttyy värekarvoista ja vahasta, jotka suojaavat korvan sisempiä osia roskilta ja hyönteisiltä

  1. Välikorva

    • Tärykalvo värähtelee korvaan saapuvien ääniaaltojen tahtiin

    • Korvaluut alkavat heilumaan tärykalvon värähtelyn seurauksena muuttaen äänien mekaaniseksi värähtelyksi

      • Vasaraluu

      • Alasinluu

      • Jalustinluu, joka kiinnittyy sisäkorvan simpukan suulle, eteisikkunaan

    • Korvatorvi kulkee välikorvasta nenänieluun saakka huolehtien siitä, että ilmapaine välikorvassa pysyy samana ulkoilman kanssa

      • Korvatulehduksessa limaa kulkee nenänielusta korvatorven kautta välikorvaan

  2. Sisäkorva

    • Kaarikäytävät eivät osallistu kuuloaistimuksiin, vaan ovat osallaan huolehtimassa pään asennoista ja tasapainosta

    • Kuuloaistinsolut sijaitsevat simpukassa

      • Avattuna 2,5 cm pitkä ja nesteen täyttämä

      • Koostuu kolmesta pituussuuntaisesta putkesta, joista reunimmaiset yhdistyvät pääässä toisiinsa

        • Eteiskäytävä

        • Simpukkatiehyt

          • sisältää noin 15 000 karvasolua

        • Kuulokäytävä

          Simpukan toiminta:

        Jalustinluu lyö värähdyksen eteiskkunaan, jolloin neste simpukan putkissa alkaa aaltoilemaan eteenpäin

        → Nesteen liikkuminen ulompia putkia pitkiin saa sisimmässä putkessa, simpukkatiehyssä olevat karvasolut ärtymään, ja näin värähtelemään katekalvoa vasten

        → karvasolujen liike katekalvoa vasten synnyttää hermoimpulssin, joka lähtee kuulohermoa pitkin ohimolohkon kuulokeskuksiin

      • Korkeat äänet aiheuttavat aaltoliikkeen voimakkaimmin lähellä simpukan tyveä (alkupäätä), ja matalammat äänet lähellä simpukan kärkeä

Tasapaino ja liikkeet

Kehon liikkeistä ja tasapainosta vastataan monilla aisteilla. Lihasten ja nivelten venyminen antaa tietoa liikehdinnästä, näköhavainnot antavat tietoa ympäristön vakaudesta, ja sisäkorvan tasapainoelimet huolehtivat pään liikkeistä.

  • Pään liikkeet ja asennot aistitaan sisäkorvan tasapainoelimellä

    • Sisäkorvan tasapainoelimiin kuuluvat kaarikäytävät, sekä sen tyvessä olevat soikea ja pyöreä rakkulat.

      • Kaarikäytävien toiminta (aistii kaikki pään liikesuunnat):

        → Kaarikäytävissä on nestettä, joka liikkuu pään asennon vaihtuessa

        → Liikkuva neste työntää käytävässä olevaa hyytelökekoa

        → Kyytelökeon liikkuminen ärsyttää ja taivuttaa kaarikäytävien seinämillä olevia karvasoluja

        → Karvasolujen taipuminen saa aikaan hermoimpulssin, joka kulkee kuulo- ja tasapainohermoa pitkin aivoihin

      • Soikea ja pyöreä rakkulan toiminta (aistii pään asennot ja suoraviivaisen liikkeen):

        → Rakkulan pohjalla on karvasoluja, joita peittää suuri hyytelökeko

        → Hyytelökeon sisällä on kalkkikiteitä, jotka liikkuvat hyytelössä pään liikkeiden mukaan

        → Kalkkikiteiden liike hyytelössä ärsyttää ja taivuttaa karvasoluja

        → Karvasolujen taipuminen saa aikaan hermoimpulssin, joka kulkee kuulo- ja tasapainohermoa pitkin aivoihin

Matkapaihoinvointi on liikepahoinvointia, joka johtuu siitä, että sisäkorvan tasapainoelin ja silmän näköaisti välittävät ristiriitaista aisti-informaatiota aivoille.

Makuaisti

Makuaisti on kemiallinen lähiaisti, jonka tärkeimpänä tehtävänä kautta aikain on ollut kertoa, onko syötävä ruoka syömäkelpoista.

Makuja aistivat solut sijaitsevat kielen pinnalla olevien kielinystyjen makusilmuissa. Makuaistinsolu ärtyy, kun sylkeen liuennut molekyyli tarttuu aistinreseptoriin.

Ihmisen makuaistilla tunnistetaan viisi perusmakua: makea, suolainen, karvas, umami ja hapan.

Hajuaisti

Hajuaisti on kemiallinen kaukoaisti. Hajuaistimukset kerätään ilman ja vesipisaroiden mukana kulkevista aineista. Ihmisellä hajuaisti on makuaistia tarkempi ja herkempi, ja suurin osa “maistamista mauista” onkin hajuja. Hajuaisti kykenee erottelemaan tuhansia kaasumaisia molekyylejä.

Hajusolut sijaitsevat hajuepiteelissä, joka sijoittuu nenäontelon yläosaan.

→ Hajuepiteeliä peittää limakerros, johon hajumolekyylit liukenevat

→ Liuenneet molekyylit tarttuvat hajusolujen aistinreseptoreihin

→ Hajusoluista lähtee hermoimpulssi hajuhermoa pitkin isoaivon kuoren hajualueelle

  • Hajualue sijaitsee lähellä limbisen järjestelmän tunnekeskusta, jonka vuoksi hajut saattavat aiheuttaa voimakkaita muistoja ja tunteita

Kipuaisti

Jos aistimus ärtyy liian voimakkaaksi, on se kipua. Kipuaistimuksia voi siis tulla mistä päin kehoa tahansa, ja näin kipua aistivia solujakin on ympäri ämpäri kehoamme, lähinnä ihossa ja sisäelimissämme.

  • Kipureseptorit ovat vapaita hermonpäätteitä, eli niiden välittämää viestiä ei voida heikentää matkalla, eikä niillä ole myeliinitupppeja tai muita tukirakenteita

  • Kipureseptorit ärtyvät vaurioituessaan, vaurioitunen kudoksen erittämistä kemiallisista aineista tai kun suuri paine kohdistuu niihin

  • Kipuaistissa ei tapahdu adaptaatiota, eli siihen ei koskaan totu

  • Kroonisella kivulla tarkoitetaan pitkittynyttä kipua

Muita käsitteitä:

  • Bikromaattinen värinäkö = kahdelle aallonpituudelle herkkää näköpurppuraa

  • Trikromaattinen värinäkö = kolmelle aallonpituudelle herkkää näköpurppuraa

11. Elimistö puolustautuu mikrobeja ja syöpäsoluja vastaan

Mikrobit uhkaavat elimistöä

Immuniteetti eli vastustuskyky = elimistön kyky puolustautua taudinaiheuttajia vastaan

Mikrobit = taudinaiheuttajat, joihin kuuluu bakteereja, viruksia, loisia, homeita ja hiivoja. Mikrobit leviävät ilmateitse, sukupuoliteitse, sekä ruoan, juoman tai veren välityksellä.

Puolustuskeinot:

  1. Ulkoinen puolustus

    • Ulkoiseen puolustukseen kuuluvat iho ja limakalvot, joiden tehtävänä on estää mikrobien pääsee elimistöön.

  2. Sisäinen puolustus

    • synnynnäinen immuniteetti

    • hankittu immuniteetti

      • käynnistyy tunnistetuista antigeeneistä

    • perustuu valkosolujen toimintaan

    • immuunivaste = eri valkosolutyypppien reaktiot taudinaiheuttajiin

Valkosolut huolehtivat sisäisestä puolustuksesta

Synnynnäinen immuniteetti perustuu syöjäsolujen toimintaan

  • Toimii aina samalla tavoin taudinaiheuttajista riippumatta

  • Perustuu valkosoluihin kuuluvien syöpäsolujen toimintaan

    • monosyyteistä kehittyvät makrofagit

    • neutrofiilit

    • eivät valikoi kohdettaan

    • Syöjäsolujen toiminta:

      → Syöjäsolu ottaa mikrobin sisälleen endosytoosin avulla

      → Mikrobit suljetaan solukalvosta kuroutuvan rakkulan sisään

      → Syöjäsolun lysosomit erittävät entsyymiä, joka hajottaa mikrobeja

      → Lysosomit tyhjentävät entsyyminsä mikrobia ympäröivään kalvorakkulaan, joka saa mikrobin kuolemaan.

  • Syöpäsolujen toimintaa tehostavat interleukiinit (=sytokiinin alalaji, joka auttaa valkosoluja kommunikoimaan keskenään) ja tulehdusreaktio

Imusolut vastaavat hankitusta immuniteetista

Kukin imusolu on erikoistunut tietyn taudinaiheuttajan tuhoamiseen. Kypsiä imusoluja on imukudoksissa, erityisesti imusolmukkeissa, mutta myös pernassa, suolen, virtsa- ja hengitysteiden seinämissä sekä nielu- ja kitarisoissa. Imusolut jaetaan kahteen tyyppiin:

B-imusolut kypsyvät luuytimessä

  • B-imusolut vastaavat vasta-ainevälitteisestä immuniteetista

    1. B-imusolu tunnistaa mikrobin sen antigeenien (=mikrobin pintaproteiini, joka tunnistetaan elimistölle vieraaksi aineeksi) perusteella, ja jakautuu plasmasoluiksi tai muistisoluiksi

    2. Plasmasolut erittävät vasta-ainetta

    3. Vasta-aineet tarttuvat

      • antigeeneihin merkiten ja liimaten ne yhteen, jotta syöjäsolujen on helpompi tunnistaa ja tuhota ne

      • avustaviin proteiineihin, jolloin ne voivat yhdessä tunkeutua bakteerin solukalvon läpi, ja tuhota bakteerin

      • baktreerin tuottamaan myrkkyyn tehden siitä vaarattoman

    4. B-muistisolut tunnistavat saman mikrobin myöhemmin uudelleen ja vasta-aineiden tuotto alkaa heti.

T-imusolut kypsyvät kateenkorvassa

  • Soluvälitteinen immuniteetti perustuu T-solujen toimintaan

    • Kahdenlaisia T-soluja:

      • T-tappajat = tuhoavat syöpäsoluja ja virusten saastuttamia soluja (viruksen infektoima solu erittää interferonia, joka estää virusten lisääntymisen uusissa soluissa) käymällä niihin suoraan kiinni rikkoen niiden solukalvon pinnan

      • T-auttajat = tehostavat immuunijärjestelmän toimintaa välittämällä saamansa viestin B-soluille, minkä seurauksena vasta-ainevälitteinen puolutus käynnistyy, tai tuottamalla sytokiinejä, jotka lisäävät imusolujen määrää ja tehostavat makrofagien solusyöntiä.

    • T-solut pitää ensin aktivoida, ja siitä huolehtivat makrofagit ja dendriittisolut

      • makrofagit ja denriittisolut ottavat omalle solukalvolleen mikrobin proteiineja, ja esittelevät niitä T-soluille

    • Myös T-soluista syntyy muistisoluja

Immunologinen muisti perustuu B- ja T-muistisoluihin

  • Kun sama mikrobi pääsee uudelleen elimistöön, käynnistyy hankittu immuniteetti muistisolujen ansiosta nopeasti ja mikrobi saadaan tuhottua.

    • Kun mikrobi ilmestyy ensimmäisen kerran kehoon, sen tuhoamiseen menee noin 10-14 päivää. Kun sama mikrobi, jolle on kehittynyt muistisoluja, pääsee toisen kerran kehoon tuhoamiseen tuottamiseen menee vain muutama päivä.

  • Rokotuksen eli aktiivisen immunisaation vaikutuksesta elimistössä syntyy muistisoluja.

    • Rokoteessa on joko

      • heikennettyä tai tapettua taudinaiheuttajaa

      • taudinaiheuttajan osaa

      • taudinaiheuttajan myrkkyä

      • taudinaiheuttajan pintaproteeini, tai sen ohje

    • Laumasuoja (=rokotettujen terveiden osuus on tarpeeksi suuri suojaamaan rokottamattomia terveitä) suojaa myös rokottamattomia ihmisiä

  • Passiivinen immunisaatio: elimistön ruiskutetaan valmista vasta-ainetta

    • Ei synny immuniteettia, koska ei synny muistisoluja

    • Vaikutus kestää muutaman kuukauden, kunnes vasta-aine molekyylit ovat pilkkoutuneet

  • Immuunikato eli aids heikentää immunologista järjestelmää

    • HI-virukset lisääntyvät T-auttajasoluissa → immuunivaste romahtaa

aids:n kehittymine

Autoimmuunisairaudet johtuvat immunologisen järjestelmän tunnustusvirheistä

  • Autoimmuunisairaudessa immuunijärjestelmä tuhoaa elimistön omia soluja ja kudoksia

  • Taipumus periytyvä, mutta ympäristötekijät voivat laukaista sairauden puhkeamisen

  • Esim. nivelreuma ja narkolepsia

Allergiassa elimistön immunologinen järjestelmä reagoi liian voimakkaasti

  • Allergeeni on allergiaa aiheuttava aine, esim. siitepöly, eläinten hilse

  • Välitön allerginen reaktio: allergeeni ja vasta-aine reagoivat keskenään.

    • Allergian ja nopean allergisen reaktion syntyminen:

      1. Keho on yhteydessä allergiinin ensimmäisen kerran, ja B-solut alkavat muodostaa sille vasta-aineitta

      2. Plasmasoluiksi muuttuneet B-solut vievät vasta-aineitta ihossa ja limakalvoilla sijaitseviin syöttösoluihin

      3. Kun allergeeni on kontaktissa syöttösoluihin, syöttösolut alkavat erittää histamiinia, joka aiheuttaa allergian oireita

    • Allergisia reaktioita torjutaan antihistamiinilla, joka estää histamiinin muodostumisen

  • Viivästynyt allerginen reaktio: T-imusolut tunnistavat allergeenin ja käynnistävät paikallisen puolustusreaktion, esim. nikkeliallergia

Hylkimisreaktiot ovat seurausta immunologisen järjestelmän toiminnasta

  • Jokaisella ihmisellä on solujen pinnassa yksilölliset kudostyyppiproteiinit

  • T-imusolut tunnistavat vieraat solut kudostyyppiproteiinien perusteella, ja alkavat tuhota soluja, minkä seurauksena on hylkimisreaktio

  • Hylkimistä voidaan lievittää hylkimisenestolääkkeillä

Verensiirrossa pitää oottaa huomioon sekä ABO-veriryhmä että Rh-tekijä

  • ABO-veriryhmä kertoo onko punasolujesi pinnalla A- vai B-antigeeniä, molempia vaiko ei kumpaakaan

  • ABO-veriryhmiin liittyvät vasta-aineet syntyvät ilman aikaisempaa altistusta

    • A-antigeeni tuottaa vasta-aineita B-antigeenille, ja toisinpäin

    • Jos kumpaakaan antigeenia ei ole (O-veriryhmä), vasta-aineita tuotetaan sekä A- että B-antigeenille

  • AB-veriryhmäläisiä kutsutaan yleisvastaanottajiksi, koska he voivat vastaanottaa kaikkia veriryhmiä

  • O-veriryhmäläisiä kutsutaan yleisluovuttajiksi, koska heidän verensä menee kaikille muille veriryhmille

  • Reesustekijä kertoo, onko punasolujen pinnalla tietyn antigeenin pintaproteiineja

    • Rh-negatiivisella ei ole, Rh-positiivisella on

  • Reesustekijä voi aikeuttaa ongelmia raskauden aikana

    • Reesustekijä voi aiheuttaa ongelmia silloin, jos nainen on reesusnegatiivinen ja sekä ensimmäinen että toinen hänen odottamansa lapsi on reesuspositiivinen

12. Uusi ihmisyksilö kehittyy hedelmöittyneestä munasolusta

Murrosikä alkaa, kun hypotalamus alkaa erittää GnRH-hormonia, joka kiihdyttää sukupolihormonien, LH ja FSH, eritystä.

  • Pojilla LH-hormonin määrän lisääntyminen lisää testosteronin, ja muiden mieshormonien, erityksen kiveksissä. FSH-hormoni saa aikaan siittiöiden muodostumisen.

    • Testosteroni saa aikaan sukuelinten kasvun ja miehille tyypillisten ominaisuuksien kehittymisen (mm. äänen madaltumisen, lihasmassan kasvun ja karvoituksen lisääntymisen)

  • Tytöillä FSH-hormoni saa aikaan munasolun kypsymisen, mikä lisää estrogeenin tuotantoa. LH-hormoni saa aikaan munasolun irtoamisen, ja keltarauhasen kehittymisen, mikä lisää keltarauhashormonin erittymistä.

    • Estrogeenin erittymisen lisääntyminen saa aikaan naisellisten ominaisuuksien kehittymisen (mm. rinnat kasvavat, lantio levenee)

    • keltarauhashormoni, eli progesteroni valmistaa kehon mahdolliseen hedelmöittymiseen ja siitä seuraavaan raskauteen

Kiveksissä syntyy testosteronia ja siittiösoluja

Miehen sukuelimet jaetaan kahteen:

  1. Ulkoiset sukuelimet

    • = Ulospäin näkyvät sukuelimet

    • Ulkoisiin sukuelimiin kuuluvat siitin ja kivespussit

  2. Sisäiset sukuelimet

    • Sisäisiin sukuelimiin kuuluvat siemenjohtimet, kivekset ja lisäkivekset, sekä rauhasia, joiden eritettä sekoittuu siemennesteeseen

Siittiöiden synty, kehitys ja uloskulku:

  1. Siittiöiden kehitys saa alkunsa kiveksissä

    • Kantasoluista muuntuu meioosin myötä siittiöitä

    • Ruuminlämpö on liian korkea siittiöiden kehitykselle, jonka vuoksi kivekset ovat kehosta ulkoutuvissa kivespusseissa

    • Kivekset koostuvat siementiehyistä ja välisoluista. Välisolut tuottavat testosteronia, ja siementiehyissä olevat tukisolut huolehtivat siittiöiden ravinnonsaannista

    • Siittiöiden kehittyminen kestää noin 10 viikkoa, ja kehittyessään ne siirtyvät kohti siementiehyen onteloa

  2. Kehittyneet siittiöt varastoituvat lisäkiveksiin

    • Siittiöt varastoituvat lisäkiveksiin 2-3 viikon ajaksi,

    • Siittiöistä kehittyy liikkumis- ja hedelmöittämiskykyisiä

  3. Täysvalmiit siittiöt siirtyvät siemenjohtimiin

    • Täysin kypsynyt siittiö on kolmiosainen: sillä on pää, keskikappale ja häntä.

      • Päässä sijaitsevat kromosomeja ja entsyymejä, joiden avulla siittiö pääsee munasoluun

      • Keskikappaleessa on mitokondrioita, joita tarvitaan suuren energiatarpeen vuoksi

      • Häntä auttaa liikkumisessa

  4. Siittiöt ulostuvat kehosta siemennesteen mukana

    • Erektiossa siittimen paisuvaisten ontelot täyttyvät verellä, joka saa aikaan siittimen kovettumisen

    • Siemensyöksyssä siittiöt tunkeutuvat siemenjohtimista virtsaputkeen

    • Siittiöiden sekaan sekoittuu rakkula- ja eturauhasen eritteitä, jolloin muodostuu siemennestettä

Myös naisen sukuelimet jaetaan:

  1. Sisäisiin sukuelimiin

    • Sisäisiin sukuelimiin kuuluvat munasarjat, munanjohtimet, emätin ja kohtu

  2. Ulkoisiin sukuelimiin

    • Ulkoisiin sukuelimiin kuuluvat isot ja pienet häpyhuulet, sekä klitoris

Kuukautiskierron vaiheet:

  • Munarakkulavaihe (päivät 0-14)

    • Kuukautiskierron päivien laskenta alkaa ensimmäisestä vuotopäivästä (keskimääräinen pituus 28 päivää)

    • Kuukautisvuoto (joka seuraa, jos munasolu ei ole hedelmöittyny) kestää keskimäärin 5 päivää

    • Vuodon mukana ulos tulee kohdun seinämän paksuuntunutta limakalvoa ja verta

    • Munasarjoissa alkaa kypsyä uusia munasoluja, tapahtumaa säätelee FSH-hormoni. Kehittyvät munasolut käyvät meioosin läpi vain toisen jakaantumisen esiasteeseen saakka.

    • Munarakkuloiden solut erittävät estrogeenia

  • Ovulaatio (noin 14. päivä)

    • Vuodon keskivaiheella seuraa ovulaatio, eli munasolun irtoaminen, joka johtuu kohonneista LH:n ja FSH:n määristä

  • Keltarauhasvaihe (päivät 14-28)

    • Munarakkula, josta munasolu irtosi muuttuu LH:n säätelemänä keltarauhaseksi, joka saa progesteronin erityksen kiihtymään

      • Progesteronin eritys on korkeimmillaan 10 päivää ovulaation jälkeen

      • Progesteroni stimuloi kohdun seinämän limakalvon paksuutta valmistellen kohdun raskautta varten

    • LH- ja FSH-hormonien eritys vähenee, estrogeenin ja progesteronin kasvaa

    • Jos munasolu ei hedelmöity, keltarauhanen surkastuu, jolloin estrogeenin ja progesteronin eritys vähenee.

Vaihdevuodet = ajanjakso, jolloin naisen lisääntymiskyky loppuu

  • Munasarjojen toiminta sekä estrogeenin ja progesteronin eritys vähenee, ovulaatioita ei enää tule ja kuukautiset loppuvat

Hedelmöityksessä siittiön ja munasolun tumat yhtyvät ja yksilönkehitys alkaa

  • Hedelmöitys tapahtuu munanjohtimessa, jossa munasoluun yksi sadoista siittiöistä pääsee munasolun sisään

    • Siemensyöksyn aikana emättimeen purkautuuu noin 200-300 miljoonaa siittiötä, joista vain muutama sata löytää munasolun luokse

    • Vain yksi siittiöistä voi päästä munasoluun, mutta sen on ensin porauduttava munasolun solu- ja proteiinikerroksen läpi

    • Kun yksi siittiöistä on päässyt munasolun sisään, munasolun pinta muuttuu läpäisemättömäksi

  • Kun munasolu on hedelmöittynyt, se suorittaa meioosin loppuun, jonka jälkeen munasolun ja siittiön haploidiset tumat (=tumat joissa on 23 kromosonia) yhdistyvät saaden aikaan diploidisen tuman (=tuman jossa on 46 kromosonia)

  • Lapsen sukupuoli määräytyy hedelmöityshetkellä

    • Sikiö saa äidiltään 22 tavallista kromosonia ja yhden X-kromosonin

    • Sukupuolen määrittää se, saako sikiö isältään 22 tavallisen kromosonin lisäksi X- vai Y-kromosonin

      Jos sikiö saa kromosoneikseen XX, kehittyy sille munasarjat

      Jos sikiö saa kromosoneikseen XY, kehittyy sille kivekset

  • Munarakkulasta kehittyy keltarauhanen, joka erittää progesteronia. Lisäksi istukkaa erittää lukuisia hormoneja, kuten progesteronia ja HCG-hormonia

    ylläpitävät raskaustilaa pitäen kohdun limakalvon paksuna, kohdun seinämän lihaksen rentoina ja ovulaatiot poissa

Yksilönkehitys jaetaan kolmeen vaiheeseen:

  • Solunjakautumisvaihe

    • Kestää ensimmäiset 14 päivää

    • Kantasolut täysikykyisiä

    • Hedelmöittynyt munasolu jakaantuu useita kertoja samalla, kun se vaeltaa munanjohdinta pitkin kohti kohtua

    • Useasti jakaantunutta munasolua kutsutaan solurypäleeksi. Kun solurypäle saavuttaa kohdun, ja kiinniittyy sen seinämään, kutsutaan sitä alkiorakkulaksi.

      • Alkiorakkulan kiiinnittymistä kohdun sienämään kutsutaan implantaatioksi, ja sen tapahtumiseen kuluu 6-9 päivää hedelmöittymisestä

    • Alkiorakkulan sisäsoluista kehittyy alkionysty, ja ulkosoluista istukan sikiönpuoleinen osa ja sikiökalvot

    • Alkiorakkulan solut saavat ravintonsa kohdun limakalvorauhasten eritteistä

  • Alkiovaihe

    • 3. viikon iästä 9 viikon ikään (hedelmöittymisestä)

    • Alkionystyn soluista syntyy alkiolevy. Alkiolevy jakaantuu ensin kahteen, ja myöhemmin kolmeen alkiokerrokseen: sisä-, keski- ja ulkokerrokseen.

    • Alkiokerroksista kehittyvät eri elimistöt:

      • Sisäkerroksesta hengitys- ja ruoansulatuselimistö

      • Keskikerroksesta sydän- ja verenkirtoelimistö, sukupuolielimet sekä tuki- ja liikuntaelimistö

      • Ulkokerroksesta iho ja hermosto (sekä lapsivesi)

    • Apoptoosi poistaa alkion ylimääräisiä soluja pois

    • Sikiökalvot kehittyvät

      • Vesikalvo ympäröi lapsivettä, jossa sikiö uiskentelee

      • Suonikalvo toimii hengityspintana, kunnes siihen kasvaa kiinni rakkokalvo. Suoni- ja rakkokalvon muodostamaa kokonaisuutta kutsutaan ravitsemuskalvoksi.

        • Ravitsemuskalvosta syntyy sikiön puolen osa istukkaa ja rakkokalvo muodostaa napanuoran

    • Muodostuu istukka, joka koostuu ravitsemuskalvosta ja kohdun seinämästä. Aineet siirtyvät istukassa sikiöltä äidille ja äidiltä sikiölle diffuusion avulla (=veret eivät siis sekoitu keskenään).

      • Äiti saa alkiolta vitsa-ainetta, hiilidioksidia ja vettä

      • Alkio saa äidiltä happea, ravintoaineita, vettä, hormoneja, vasta-aineita ja mahdollisia viruksia ja lääkeaineita

  • Varsinainen sikiönkehitys

    • Yhdeksännestä ikäviikosta eteenpäin

    • Alkiota aletaan virallisesti kutsua sikiöksi

    • Sikiö liikkuu vatsassa

    • Sikiön koko kasvaa nopeasti, ja luut alkavat luutua

    • Sikiön elimet ja elintoiminnot kehittyvät, joista viimeisenä keuhkot

      • Keskushermosto ja aistit kehittyvät raskauden loppuun saakka

    • 32. raskausviikolla sikiö kääntyy niin, että se on synnytykselle otollisessa pää alaspäin -asennossa

    • Raskaus kestää keskimäärin 40 viikkoa, jolloin lapsi tulee tavanomaisesti noin 3,5 kiloisena ja 50 senttiä pitkänä ulos

Ihmisen yksilönkehitys on tarkasti geenien säätelemää

Kehistysgeenit ohjaavat yksilönkehitystä, solujen välistä viestintää ja solujen erilaistumista

Yksilön kehityksen neljä oleellista tapahtumaa:

  1. Kaavoittuminen, eli kolmiulottuisuuden synty

  2. Muotoutuminen, eli elimien ja elimistöjen synty

  3. Solujen erilaistumien

  4. Solujen määrän kasvu

→ tapahtuvat ensimmäisen raskauskolmanneksen aikana (solujen määrä kasvaa koko raskauden ajan)

Kaksosten kehittyminen

  1. Epäidenttiset kaksoset

    • Ovulaatiossa munasoluja on irronnut yhden sijasta kaksi, ja ne ovat molemmat hedelmöittyneet

    • Voivat olla eri sukupuolta

  2. Identtiset kaksoset

    • Munasoluja on hedelmöittynyt yksi, mutta jakaantuessaan kahtia ensimmäisten vuorokausien aikana syntyykin kaksi erillistä alkiota

    • Samaa sukupuolta, ja geneettisiltä ominaisuuksiltaan pitkälti hyvin samanlaisia

  3. Siamilaiset kaksoset

    • Yksi hedelmöittynyt munasolu on alkanut jakaantumaan samalla tavalla, kuin identtisten kaksosten tapauksessa, mutta jakaantuminen on jäänyt osittain kesken.

    • Kaksoset ovat sukupuoleltaan samoja, ja jostakin ruumiinosasta kiinni toisissaan.

Raskauden tilaa ja sikiön vointia voidaan selvittää erilaisilla tutkimuksilla

  • Ultraäänitutkimus

    • Voidaan nähdä suuret rakenteelliset poikkeamat

    • Tehdään rutiinitarkastuksena raskauden ensimmäisen kolmanneksen jälkeen ja raskauden puolivälin aikaan

  • Lapsivesi- ja istukkanäyte

    • Näytteestä saadaan sikiön soluja, joiden kromosoneja voidaan tarkastella

    • Ultraäänitutkimusta tarkempi, voidaan selvittää mahdolliset kromosomi- ja kromosonistoimutaatiot sekä lapsen sukupuoli

    • Lapsivesinäyte voidaan ottaa 16. raskausviikolla

    • Istukkanäyte voidaa ottaa 10.-11. raskausviikolla

  • NIPT-testi

    • = tutkimus, jolla selvitetään äidin veressä olevan sikiöperäisen DNA:n määrä

    • voidaan selvittää kromosonimutaatiota

    • voidaan tehdä raskausviikolta 10 alkaen

Suomessa raskaudenkeskeytyksen voi saada ilman Valviran lupaa ennen 12. raskausviikkoa, ja Valviran luvalla ennen 20. raskausviikkoa. Jos sikiöllä on sikiötutkimuksissa todettu vakava kehityshäiriö, voi raskaudenkeskeytystä hakea vielä viikolle 24 saakka.

Synnytys käynnistyy, kun aivolisäkkeen takalohko alkaa erittämään oksitosiinia. Oksitosiini saa kohdun seinämän lihakset supistelemaan. Synnytyksessä on kolme vaihetta:

  1. Avautumisvaihe

    • Kohdun seinämän lihasten supistelun seurauksena kohdunkaula lyhenee, ja avautuu 10 cm leveäksi

    • Kestää yleisesti useita tunteja

  2. Ponnistusvaihe

    • Supistukset ja äidin tekemät fyysiset ponnistukset puskevat lapsen ulos synnytyskanavasta

    • Kesto parista minuutista tunteihin

  3. jälkeisvaihe

    • Istukka, napanuora ja sikiökalvot poistuvat kohdusta

Jos lapsi syntyy raskausviikoilla 22-37, kutsutaan häntä keskoseksi.

  • Keskoset jatkavat kehitystään keskoskaapissa

Synnytyksen jälkeen lapsi alkaa hengittää omilla keuhkoillaan ja verenkiertoelimistössä tapahtuu muutoksia

  • Ennen syntymäänsä sikiö ei käyttäänyt keuhkoja hengittämiseen, vaan sai tarvittavan hapen napalaskimon kautta

  • Sikiön verisuonet eivät kiertäneet keuhkoissa ollenkaan, vaan veri oikaisi aortan ja keuhkovaltimon (valtimotiehyt) sekä sydän eteisteisten (soikea aukko) välisistä verisuonista.

  • Kun lapsi syntyy, ja henkäisee ensimmäisen kerran ilmaa keuhkoihinsa, nämä “oikotiet” surkastuvat pois, ja veri ja ilma alkavat kulkea keuhkoissa.

  • Napalaskimo ja -valtimo surkastuvat pois synnytyksen jälkeen.