ΒΑΣΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΑΝΘΡΩΠΟΥ Μάθημα 13 A. Το νευρικό μας σύστημα B. Η έννοια της ομοιόστασης στο επίπεδο του οργανισμού
Το σώμα μας αντιλαμβάνεται τις αλλαγές στο περιβάλλον του και αντιδρά σε αυτές με: Το νευρικό μας σύστημα - ηλεκτρικά μηνύματα μεταφέρονται μέσω των νεύρων από και προς διάφορα μέρη του σώματός μας Τις ορμόνες - χημικά μηνύματα μεταφέρονται μέσω του αίματος από τους αδένες όπου παράγονται προς διάφορα μέρη του σώματός μας Ηλεκτρικά και χημικά μηνύματα, λοιπόν, - «λένε» στο σώμα μας τι να κάνει
Ας ξεκινήσουμε με το νευρικό μας σύστημα, επιχειρώντας Μία πολύ στοιχειώδη & συνοπτική προσέγγιση της δομής, και της λειτουργίας του
Το νευρικό μας σύστημα γενικά Συντονίζει τα διάφορα μέρη του σώματος και καθορίζει τις «αποκρίσεις» μας στις αλλαγές Π.χ. συντονίζει τους μυς μας ώστε να περπατάμε, να γράφουμε, να χαμογελάμε, να καταπίνουμε, να αναπνέουμε Περιλαμβάνει 1. τον εγκέφαλο (στο κρανίο) 2. το νωτιαίο μυελό (στη σπονδυλική στήλη) 3. τα νεύρα (σε όλο το σώμα)
Το νευρικό μας σύστημα γενικά Ο εγκέφαλος & ο νωτιαίος μυελός αποτελούν το λεγόμενο - «Κεντρικό Νευρικό Σύστημα» (ΚΝΣ) Το ΚΝΣ συνδέεται με τα διάφορα μέρη του σώματός μας - μέσω των νεύρων Κάθε νεύρο «φτιάχνεται» από νευρικά κύτταρα ( = «νευρώνες») - αισθητικά νευρικά κύτταρα: μεταφέρουν μηνύματα από τα αισθητήρια όργανα προς στο ΚΝΣ ( «του λένε τι έγινε») - κινητικά νευρικά κύτταρα: μεταφέρουν μηνύματα από το ΚΝΣ προς μυς και αδένες ( «τους λένε τι να κάνουν»)
Τα νευρικά κύτταρα ή αλλιώς «νευρώνες» Διαφέρουν από άλλα κύτταρα: - ναι μεν έχουν μεμβράνη, κυτταρόπλασμα, πυρήνα. - αλλά έχουν πολύ διαφορετικό σχήμα Μερικές φορές «Σώμα» & «άξονας» > 1m Δουλειά τους είναι η μεταφορά ηλεκτρικών μηνυμάτων ( «νευρικές ώσεις»)
Πώς τα ηλεκτρικά μηνύματα μεταφέρονται από το ένα νευρικό κύτταρο στο επόμενο;;;; Τα μηνύματα «ταξιδεύουν» κατά μήκος του «άξονα» των νευρικών κυττάρων το ένα μετά το άλλο Όμως μεταξύ των νευρικών κυττάρων υπάρχει ένα μικρό κενό ( «σύναψη») Πώς λοιπόν το μήνυμα που φτάνει στο τέλος του άξονα ενός νευρώνα «περνά» στο σώμα του επόμενου νευρώνα;;;; Όταν το ηλεκτρικό μήνυμα φτάσει στο τέλος ενός άξονα, παράγονται χημικές ουσίες που ελευθερώνονται στο «κενό» και μετά και προκαλούν τη συνέχιση του μηνύματος εκεί Πώς όμως γίνεται αυτό;;;;
Δηλαδή τι κάνουν όμως αυτές οι χημικές ουσίες που ελευθερώνονται στο χώρο ανάμεσα στα δύο νευρικά κύτταρα; Ενώνονται με ειδικές πρωτεΐνες που υπάρχουν στη μεμβράνη του επόμενου νευρικού κυττάρου, και τις «ξεκλειδώνουν» Πρόκειται για «πρωτεΐνες-κανάλια» υπεύθυνες για την είσοδο ηλεκτρικών φορτίων στο νευρικό κύτταρο «Ανοίγοντας» λοιπόν, αυτές οι «πρωτεΐνες-κανάλια», επιτρέπουν στα ηλεκτρικά φορτία να μπουν στο επόμενο κύτταρο «συνεχίζοντας» έτσι το ηλεκτρικό μήνυμα σε αυτό Ουσία που ξεκλειδώνει την πρωτεΐνη - κανάλι Ηλεκτρικά Φορτία Είσοδος Ηλεκτρικών Φορτίων
Τι όμως αυτό το. «ηλεκτρικό μήνυμα»;;; Το εσωτερικό του κυττάρου είναι αρνητικά φορτισμένο σε σχέση με το εξωτερικό του Υπάρχει λοιπόν μία ισορροπία στη διαφορά των φορτίων μέσα και έξω από το κύτταρο Όταν η ισορροπία αυτή διαταράσσεται, η διαταραχή μπορεί να μεταδίδεται κατά μήκος του άξονα του νευρικού κυττάρου Ο μηχανισμός με τον οποίο συμβαίνει αυτό είναι αρκετά πολύπλοκος και δεν θα ασχοληθούμε με αυτόν Απλά δείτε στα σχήματα που ακολουθούν ότι συμμετέχουν σ αυτόν ειδικές «πρωτεΐνες-κανάλια» της κυτταρικής μεμβράνης που ελέγχουν την είσοδο & έξοδο από το νευρικό κύτταρο ιόντων νατρίου & καλίου (δηλ.. ηλεκτρικών φορτίων)
Τι όμως αυτό το. «ηλεκτρικό μήνυμα»;;;
Πώς «αντιδρούμε» στις αλλαγές του περιβάλλοντος: ερέθισμα - υποδοχέας - συντονιστής - εκτελεστές - απόκριση «Ερέθισμα»: μία ανιχνεύσιμη αλλαγή (π.χ. πατάμε ένα καρφί) «Υποδοχέας» : ο «ανιχνευτής» της αλλαγής (π.χ. «ανιχνευτές» πόνου στο δέρμα) «Συντονιστής»: το «κέντρο λήψης απόφασης» σχετικά με την απόκριση στην αλλαγή (είναι ο εγκέφαλος ή ο νωτιαίος μυελός) «Εκτελεστές»: τα μέρη του σώματος που εκτελούν την απόκριση στην αλλαγή, την «αντίδρασή» μας (μύες ποδιού) «Απόκριση»: η αντίδρασή μας στο ερέθισμα (σηκώνουμε το πόδι μας)
Ένα παράδειγμα λειτουργίας του ΝΣ: τι συμβαίνει όταν π.χ. νιώσουμε φαγούρα στον αγκώνα μας; Υποδοχείς στο δέρμα «ανιχνεύουν» το ερέθισμα (1) Αισθητικά νευρικά κύτταρα μεταφέρουν το μήνυμα από το δέρμα προς το νωτιαίο μυελό (2) Από εκεί, προς τον εγκέφαλο (3) Ο εγκέφαλος παίρνει το μήνυμα & «αποφασίζει» ότι η «απόκριση» θα είναι ξύσιμο (4) Μήνυμα από τον εγκέφαλο, προς το νωτιαίο μυελό (5) Το μήνυμα φτάνει με κινητικά νευρικά κύτταρα στους μυς του χεριού (ξύσιμο αγκώνα) (6)
Άλλο ένα παράδειγμα λειτουργίας του ΝΣ: τι συμβαίνει όταν π.χ. ακουμπήσουμε κάτι πολύ ζεστό;;; Υποδοχείς στο δέρμα «ανιχνεύουν» το ερέθισμα Αντανακλαστικά: αυτόματες «αποκρίσεις» με «συντονιστή» το νωτιαίο μυελό και όχι τον εγκέφαλο Αισθητικά νευρικά κύτταρα μεταφέρουν το μήνυμα από το δέρμα προς το νωτιαίο μυελό Νευρικά κύτταρα νωτιαίου μυελού Ερέθισμα Το μήνυμα μεταφέρεται από το χέρι στο νωτιαίο μυελό Από τον ίδιο το νωτιαίο μυελό, κινητικά νευρικά κύτταρα στέλνουν άμεσα μήνυμα στους μυς του χεριού απομάκρυνση χεριού από το καυτό αντικείμενο Νωτιαίος Μυελός Το μήνυμα μεταφέρεται από το νωτιαίο μυελό στους μυς του χεριού
Ο εγκέφαλός μας περιλαμβάνει Τα δύο «ημισφαίρια» - ελέγχουν τη σκέψη, τη γλώσσα, τη μνήμη, τα συναισθήματα, τη συμπεριφορά μας, τις αισθήσεις μας, τις εκούσιες κινήσεις μας Το «στέλεχος» - συνδέεται με το νωτιαίο μυελό - ελέγχει αυτόματες «δράσεις» όπως π.χ. η πίεση του αίματος, ο ρυθμός της καρδιάς, η αναπνοή Την «παρεγκεφαλίδα - ελέγχει ισορροπία & συντονισμό μυών για κινήσεις
Αισθητήρια όργανα: «ανιχνευτές» εξωτερικών ερεθισμάτων Το δέρμα μας βοηθά να καταλαβαίνουμε αφή, πίεση, πόνο, θερμοκρασία Η γλώσσα «αντιδρά» σε χημικές ουσίες της τροφής μας ώστε να έχουμε τελικά την αίσθηση της γεύσης Η μύτη «αντιδρά» σε χημικές ουσίες που διαχέονται στον αέρα ώστε να έχουμε τελικά την αίσθηση της όσφρησης Το αυτί «αντιδρά» σε ηχητικά κύματα και κινήσεις ώστε να έχουμε τελικά την αίσθησης της ακοής & της ισορροπίας Το μάτι «αντιδρά» στο φως ώστε να έχουμε τελικά την αίσθηση της όρασης
Γλώσσα & Γεύση: γλυκό, αλμυρό, ξινό, πικρό Οι χημικές ουσίες της τροφής που έχει αναμιχθεί με σάλιο γίνονται αντιληπτές από ειδικά αισθητικά νευρικά κύτταρα που βρίσκονται στις «θηλές» της γλώσσας Από τα ειδικά αυτά κύτταρα ξεκινούν μηνύματα που μεταφέρονται με τα αντίστοιχα νεύρα προς τον εγκέφαλο Ο εγκέφαλος «μεταφράζει» τα μηνύματα σε μία ειδική περιοχή του, το «κέντρο της γεύσης»
Μύτη & Όσφρηση Οσμές: χημικές ουσίες στον αέρα Γίνονται αντιληπτές καθώς εισπνέουμε από ειδικά αισθητικά νευρικά κύτταρα που βρίσκονται στη μύτη Από τα ειδικά αυτά κύτταρα ξεκινούν ηλεκτρικά μηνύματα που μεταφέρονται με το αντίστοιχο νεύρο (οσφρητικό νεύρο) προς τον εγκέφαλο Ο εγκέφαλος «μεταφράζει» τα μηνύματα σε μία ειδική περιοχή του, το «κέντρο της όσφρησης»
Αυτί & Ακοή Ηχητικά κύματα φτάνουν στο τύμπανο το οποίο πάλλεται εξαιτίας τους Οι «δονήσεις» μεταδίδονται στα 3 μικρά οστά του αυτιού και τελικά στο υγρό του κοχλία Εξωτερικό αυτί 3 μικρά οστά Εκεί υπάρχουν ειδικά αισθητικά κύτταρα από τα οποία ξεκινούν ηλεκτρικά μηνύματα που μεταφέρονται με το αντίστοιχο νεύρο (ακουστικό νεύρο) προς τον εγκέφαλο Ηχητικά Κύματα Τύμπανο Κοχλίας Ο εγκέφαλος «μεταφράζει» τα μηνύματα σε μία ειδική περιοχή του, το «κέντρο της ακοής»
Μάτι & Όραση Το φως φτάνει... στον «αμφιβληστροειδή» όπου υπάρχουν ειδικά αισθητικά κύτταρα («ραβδία- κωνία») Από αυτά ξεκινούν ηλεκτρικά μηνύματα που μεταφέρονται με το αντίστοιχο νεύρο (οπτικό νεύρο) προς τον εγκέφαλο Ο εγκέφαλος μας δίνει την αίσθηση της όρασης «μεταφράζοντας» τα ηλεκτρικά μηνύματα σε μία ειδική περιοχή του, το «κέντρο της όρασης»
Είπαμε στην αρχή ότι Το σώμα μας εκτός από ηλεκτρικά μηνύματα - χρησιμοποιεί και χημικά μηνύματα, τις λεγόμενες «ορμόνες» Αυτές είναι χημικές ουσίες που παράγονται - από αδένες Μεταφερόμενες με το αίμα σε διάφορα μέρη του σώματός μας, - «τους λένε τι να κάνουν» Οι ορμόνες επηρεάζουν πράγματα όπως π.χ. - ο ρυθμός του μεταβολισμού μας, - η ανάπτυξή μας, - η σεξουαλική μας ωρίμανση Εμπλέκονται, δε, στην ομοιόσταση την οποία θα μελετήσουμε στο 2 ο μέρος του μαθήματος
Μία πολύ βασική ιδέα σε σχέση με τις ορμόνες είναι η ιδέα της «ανατροφοδότησης» Εάν το επίπεδο μιας ορμόνης στο αίμα μας είναι υψηλότερο από όσο πρέπει, τότε ο αδένας που είναι υπεύθυνος για την παραγωγή αυτής της ορμόνης «αποκρίνεται» στην υψηλή της συγκέντρωση παράγοντας λιγότερη ορμόνη Ωστόσο, μερικές φορές τα πράγματα μπορεί να πάνε στραβά Ένας αδένας μπορεί υπολειτουργεί ή να υπερλειτουργεί, δηλ. να συνθέτει υπερβολικά λίγη ή υπερβολικά πολλή ορμόνη. Για παράδειγμα, υπερβολική ποσότητα αυξητικής ορμόνης από την υπόφυση μας (έναν αδένα που βρίσκεται στον εγκέφαλό μας) προκαλεί γιγαντισμό ενώ ανεπαρκής ποσότητα αυξητικής ορμόνης προκαλεί νανισμό
Ας δούμε σχηματικά αδένες του σώματός μας και μερικές από τις ορμόνες που παράγουν
Ποιες ορμόνες μας απασχολούν συνολικά στο μάθημα «ΒΘΒΑ» Μελετώντας το αναπαραγωγικό μας σύστημα βλέπουμε - πώς ορμόνες μεταξύ των οποίων - τα οιστρογόνα και η προγεστερόνη - ρυθμίζουν τον εμμηνορρυσιακό κύκλο της γυναίκας Στο 2 ο μέρος του σημερινού μας μαθήματος θα δούμε - πώς ορμόνες όπως - η ινσουλίνη, η γλυκαγόνη και η αντιδιουρητική ορμόνη - συμβάλλουν στην ομοιόσταση του σώματός μας Πρώτα-πρώτα όμως θα δούμε λίγα πράγματα για μία άλλη ορμόνη, - την «αδρεναλίνη», η οποία είναι γνωστή και ως ορμόνη «flight or fight» Γιατί;;;
Αδρεναλίνη Η αδρεναλίνη παράγεται από τα «επινεφρίδια», - δύο αδένες που βρίσκονται πάνω στους νεφρούς μας Η παραγωγή της συνδέεται με ένταση, φόβο ή άγχος Η αδρεναλίνη βοηθά το σώμα μας να προετοιμαστεί για δράση με διάφορους τρόπους Χάρη στην αποστολή της ως «χημικό μήνυμα» γίνονται τα εξής: Το απόθεμα του γλυκογόνου στο συκώτι μας «σπάει» και δίνει γλυκόζη, η οποία μεταφέρεται με το αίμα στους μυς μας για να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας Τα βρογχιόλια των πνευμόνων μας «διαστέλλονται» ώστε να εισπνέουμε περισσότερο αέρα και άρα οξυγόνο Ο ρυθμός της καρδιάς μας επιταχύνεται ώστε περισσότερη γλυκόζη και οξυγόνο να φτάνουν στους μυς μας για τις αντιδράσεις παραγωγής ενέργειας Τα αιμοφόρα αγγεία που αιματώνουν τον εγκέφαλο και τους μυς μας «διαστέλλονται» ώστε περισσότερη γλυκόζη και οξυγόνο να φτάνουν στα όργανα αυτά που είναι σημαντικά για την επιβίωσή μας υπό τις παρούσες συνθήκες
Αδρεναλίνη Η αδρεναλίνη λοιπόν - μας «προστατεύει» σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης Όμως, η υπερβολική παραγωγή της π.χ. λόγω παρατεταμένου στρες - είναι επιζήμια για το σώμα μας υψηλή αρτηριακή πίεση επιβάρυνση καρδιάς
B. «Η έννοια της ομοιόστασης στο επίπεδο του οργανισμού»
Ομοιόσταση: τα θέματά μας Τι σημαίνει «ομοιόσταση»;;; - Διατήρηση σταθερών συνθηκών στο σώμα μας Πώς επιτυγχάνεται η «ομοιόσταση»; - Με μηχανισμούς ανατροφοδότησης ( feedback loops ) Παραδείγματα «ομοιόστασης» στο σώμα μας - Πώς ρυθμίζεται το επίπεδο του σακχάρου στο αίμα;;; - Πώς ρυθμίζεται το επίπεδο του νερού στα ούρα;;;
Σκεπτόμενοι σε κυτταρικό επίπεδο, τι νομίζετε ότι μπορεί να εξυπηρετεί η διατήρηση σταθερών συνθηκών;;; Βιοχημικές αντιδράσεις στα κύτταρά μας - χημικές ουσίες διασπώνται και συνθέτονται συνεχώς στα κύτταρά μας - με τη βοήθεια. - ενζύμων Τα ένζυμα δουλεύουν σε - ορισμένες συνθήκες Διαταραχή των συνθηκών αυτών επηρεάζει τη.. - δομή των ενζύμων και άρα τη. - λειτουργία τους Είναι λοιπόν σημαντικό συνθήκες όπως θ, ph, συγκέντρωση νερού να - διατηρούνται σταθερές
«Θερμοστάτης - Εγκέφαλος»: μία χρήσιμη αναλογία για να δούμε την ιδέα της «ανατροφοδότησης» με παράδειγμα τη ρύθμιση θερμοκρασίας Τι κάνει ο θερμοστάτης όταν η θερμοκρασία που «καταγράφεται» στο φούρνο είναι μεγαλύτερη από την επιθυμητή; «Κλείνει» το φούρνο παροδικά ώστε να επανέλθει η επιθυμητή θερμοκρασία Αυτό είναι ένα καθημερινό παράδειγμα «ανατροφοδότησης» Πληροφορίες για τη θερμοκρασία του φούρνου «φτάνουν» στο θερμοστάτη και αυτός στη συνέχεια «δρα» ανάλογα για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας η οποία πρέπει να διατηρείται σταθερή σε μία επιθυμητή τιμή
«Θερμοστάτης - Εγκέφαλος»: μία χρήσιμη αναλογία για να δούμε την ιδέα της «ανατροφοδότησης» με παράδειγμα τη ρύθμιση θερμοκρασίας Τι κάνει ο εγκέφαλος όταν η θερμοκρασία που «καταγράφεται» στο σώμα μας είναι μεγαλύτερη από την επιθυμητή; Στέλνει μηνύματα μέσω των νευρικών κυττάρων σε μέρη του σώματος που μπορούν να μειώσουν τη θερμοκρασία μας π.χ. στους ιδρωτοποιούς αδένες, οπότε ο ιδρώτας που εκκρίνεται από αυτούς προκαλεί με την εξάτμισή του μείωση της θ του σώματος Αυτό είναι ένα παράδειγμα «ανατροφοδότησης» στο σώμα μας: Πληροφορίες για τη θερμοκρασία «φτάνουν» στον εγκέφαλο ο εγκέφαλος «δρα» ανάλογα ώστε η θερμοκρασία να διατηρηθεί σταθερή στους 36,6 C
Άλλα παραδείγματα διατήρησης σταθερών συνθηκών Το σάκχαρο στο αίμα μας (συκώτι και πάγκρεας) Το νερό (νεφροί) Το. ph (νεφροί) Η συγκέντρωση του CO2 (πνεύμονες) Όλα αυτά διατηρούνται σταθερά με. «μηχανισμούς ανατροφοδότησης»
Η ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα μας Τα κύτταρα μας χρειάζονται γλυκόζη για παραγωγή Ε Την χρειάζονται όμως σε συγκεκριμένη ποσότητα Μετά από ένα γεύμα πλούσιο σε υδατάνθρακες, η γλυκόζη στο αίμα μας αυξάνεται έως και 20 φορές: πώς επανέρχεται στο επιθυμητό επίπεδο;;; Ειδικά κύτταρα στο πάγκρεας ανιχνεύουν τη μεγάλη Σ γλυκόζης στο αίμα Το πάγκρεας φτιάχνει την ινσουλίνη (= ορμόνη-μήνυμα) - Η ινσουλίνη στέλνεται ως μήνυμα στο συκώτι - Τι «λέει» αυτό το μήνυμα στο συκώτι;;; - Να πάρει την επιπλέον γλυκόζη από το αίμα και να την κάνει «γλυκογόνο» - Τι επιτυγχάνεται με αυτόν τον τρόπο;;; - Μείωση της γλυκόζης στο αίμα και επαναφορά της στα κανονικά επίπεδα
Η ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα μας Οι μύες μας χρειάζονται πολλή Ε όταν ασκούμαστε, άρα - χρησιμοποιούν πολλή γλυκόζη Έτσι, η σ της γλυκόζης στο αίμα πέφτει Πώς επανέρχεται στο επιθυμητό επίπεδο;;; Ειδικά κύτταρα στο πάγκρεας ανιχνεύουν τη μικρή σ γλυκόζης στο αίμα Το πάγκρεας φτιάχνει τη γλυκαγόνη (ορμόνη-μήνυμα) - Η γλυκαγόνη στέλνεται ως μήνυμα στο συκώτι - Τι «λέει» αυτό το μήνυμα στο συκώτι;;; - Να «σπάσει» το «γλυκογόνο» σε γλυκόζη και να την ελευθερώσει στο αίμα - Τι επιτυγχάνεται με αυτόν τον τρόπο;;; - Αύξηση της γλυκόζης στο αίμα και επαναφορά της στα κανονικά επίπεδα
Συνεπώς: ρυθμιστής του σακχάρου το πάγκρεας Ειδικά κύτταρά του ανιχνεύουν τη συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα Ανάλογα με το feedback της ανίχνευσης, το πάγκρεας φτιάχνει - ινσουλίνη για να μειώσει το σάκχαρο στο αίμα - γλυκαγόνη για να αυξήσει το σάκχαρο στο αίμα Ινσουλίνη - Γλυκαγόνη ο ρ μ ό ν ε ς που προκαλούν μείωση ή αύξηση της παροχής της γλυκόζης στο σώμα ρυθμίζοντας τη σ της στο αίμα
Πώς ρυθμίζεται το ισοζύγιο του νερού στο σώμα μας;;; Πριν απαντήσουμε σε αυτό ας αναρωτηθούμε για πράγματα που θα μας οδηγήσουν στους νεφρούς και στη λειτουργία τους
Όπως ξέρετε Στα κύτταρά μας πραγματοποιούνται συνεχώς - πάρα πολλές βιοχημικές αντιδράσεις Από αυτές προκύπτουν και - άχρηστες ή και τοξικές ουσίες - που πρέπει να αποβάλλονται - Πώς το σώμα μας καταφέρνει να αποβάλλει τις ουσίες αυτές; Ποια όργανα είναι υπεύθυνα ; Πώς κάνουν τη δουλειά τους;
Το σώμα μας αποβάλλει τις άχρηστες ουσίες με τη βοήθεια των νεφρών Οι νεφροί είναι 2 όργανα στο μέγεθος μικρής γροθιάς χαμηλά στην πλάτη μας Κάθε ένας από αυτούς συνδέεται με έναν σωλήνα που λέγεται ουρητήρας Οι δύο ουρητήρες μας καταλήγουν σε μία κύστη, την ουροδόχο κύστη Η έξοδος του όλου συστήματος είναι η ουρήθρα Πώς νομίζετε ότι οι προς αποβολή ουσίες φτάνουν στους νεφρούς;;;;
Οι νεφροί Οι νεφροί απομακρύνουν από το σώμα μας άχρηστες ή εν δυνάμει βλαβερές ουσίες που φτάνουν σε αυτούς με τα αιμοφόρα αγγεία Ανάμεσα στις πιο σημαντικές, είναι η λεγόμενη «ουρία» Η ουρία παράγεται στο συκώτι από τη διάσπαση των επιπλέον αμινοξέων τα οποία δεν μπορούν να αποθηκευτούν στο σώμα μας Οι νεφροί την παίρνουν από το αίμα με το οποίο φτάνει μέχρι αυτούς και την αποβάλλουν με τα ούρα
Ας δούμε σχηματικά την παραγωγή της ουρίας στο συκώτι μας
Πώς καταφέρνουν οι νεφροί να κάνουν τη δουλειά τους;;; Τι πρέπει να μελετήσουμε για να απαντήσουμε σε ένα τέτοιο ερώτημα;;;; Ασφαλώς τη. δομή τους
Η δομή των νεφρών μας Κάθε νεφρός αποτελείται σχεδόν από 2.5 εκατομμύρια μικροσκοπικούς σωληνίσκους που λέγονται «νεφρώνες» Οι σωληνίσκοι αυτοί έχουν πολύ ιδιαίτερη δομή Οι σωληνίσκοι αυτοί - ξεκινούν σαν κούπα (η «κάψα του Bowman») στην οποία έρχονται πάρα πολλά αιμοφόρα αγγεία (γιατί;;;;) - συνεχίζουν σαν σωλήνας που κατεβαίνει και ξανανεβαίνει σχηματίζοντας μία φoυρκέτα (λέγεται «αγκύλη του Henle»), η οποία επίσης περιβάλλεται από πολλά αιμοφόρα αγγεία - και τέλος συνδέονται με έναν αγωγό ο οποίος μεταφέρει το περιεχόμενό τους στον αντίστοιχο ουρητήρα που θα το οδηγήσει στην ουροδόχο κύστη
Η δομή των νεφρών μας κ
Πώς δουλεύουν οι νεφροί;; Αίμα πλούσιο σε ουρία έρχεται με τη νεφρική αρτηρία που διακλαδίζεται πολλές φορές Κάθε διακλάδωση καταλήγει σε πολλά τριχοειδή αγγεία Αυτά είναι σε στενή επαφή με την «κούπα» του νεφρώνα Όχι μόνο η ουρία αλλά και πολλά άλλα ΜΙΚΡΑ μόρια που υπάρχουν στο αίμα όπως γλυκόζη, άλατα, νερό περνούν από τα τριχοειδή αγγεία στο νεφρώνα Τα χρήσιμα όμως (νερό, μερικά άλατα, γλυκόζη) δεν πρέπει να τα χάσουμε γι αυτό πρέπει να επιστρέψουν στα τριχοειδή που περιβάλλουν το νεφρώνα Τα άχρηστα αποβάλλονται στα ούρα και το «καθαρό» αίμα φεύγει από τους νεφρούς με τη νεφρική φλέβα
Η επαναπορρόφηση χρήσιμων ουσιών (κάλιο, νάτριο, γλυκόζη, νερό ) από τον νεφρώνα στο αίμα, σχηματικά Στόχος μας είναι να δούμε - την ιδέα της «επαναπορρόφησης», δηλ. της επιστροφής πίσω στο αίμα κάποιων ουσιών που μπήκαν στο νεφρώνα αλλά δεν πρέπει να αποβληθούν, και - τη σημασία που έχει η στενή σύνδεση του νεφρώνα με τα αιμοφόρα αγγεία
Αφού ρίξαμε μια ματιά στους νεφρούς και τη συμβολή τους στη λειτουργία της απέκκρισης μπορούμε τώρα να περάσουμε και στο αρχικό μας ερώτημα δηλ. πώς οι νεφροί ρυθμίζουν το ισοζύγιο του νερού στο σώμα μας Με άλλα λόγια, να δούμε και το τελευταίο παράδειγμα ομοιόστασης σε επίπεδο σώματος που μας απασχολεί σήμερα
Πώς ρυθμίζεται η συγκέντρωση του νερού στα ούρα;;; Η ισορροπία ανάμεσα στο νερό που προσλαμβάνουμε και το νερό που χάνουμε είναι δουλειά των νεφρών Τι γίνεται όταν δεν πίνουμε πολλά υγρά;;; το αίμα γίνεται πιο «πυκνό», οπότε. οι νεφροί απομακρύνουν λιγότερο νερό από το αίμα, και έτσι αποβάλλουμε μικρό ποσό «πυκνών» ούρων Πώς γίνεται όμως αυτό;;;; Δηλαδή πώς οι νεφροί μας «μαθαίνουν» ότι πρέπει να επιστρέψουν πολύ νερό πίσω στο αίμα και να φτιάξουν ούρα με λίγο μόνο νερό;;; «Ποιος» τους «πληροφορεί» για αυτό;;; «Ποιος» τους το «λέει»;;; Ένα χημικό μήνυμα, μία ορμόνη (η «αντιδιουρητική») η οποία - όταν ανιχνεύεται... «πυκνό» αίμα - παράγεται από έναν αδένα (υπόφυση) και φτάνει στους νεφρούς μας με το κυκλοφορικό μας σύστημα
Με άλλα λόγια λοιπόν Η «αντιδιουρητική ορμόνη» ( ADH ) - παράγεται από έναν αδένα που βρίσκεται στον εγκέφαλό μας - και αποτελεί για τους νεφρούς μας μήνυμα για να μην αποβάλλουν πολύ νερό Τι γίνεται όταν δεν πίνουμε πολλά υγρά; - το αίμα γίνεται πιο «πυκνό» (δηλ... με λιγότερο νερό), οπότε. - παράγεται η αντιδιουρητική ορμόνη και - πάει σαν μήνυμα στους νεφρούς Τι «λέει» αυτό το μήνυμα στους νεφρούς;;; - Να επιστρέψουν στο αίμα το περισσότερο από το νερό που πήραν από αυτό Τι επιτυγχάνεται τελικά;; - Οι νεφροί απομακρύνουν τελικά λιγότερο νερό από το αίμα, και αποβάλλουμε μικρό ποσό «πυκνών» ούρων
Πώς ρυθμίζεται η συγκέντρωση του νερού στα ούρα;;; Τι γίνεται τώρα όταν πίνουμε πολλά υγρά;;; - Το αίμα «αραιώνει» ( δηλ. έχει περισσότερο νερό) - Δεν παράγεται αντιδιουρητική ορμόνη - Οι νεφροί απομακρύνουν πολύ νερό από το αίμα, - γιατί δεν υπάρχει το μήνυμα που θα τους «έλεγε» να επιστρέψουν στο αίμα το περισσότερο από το νερό που πήραν από αυτό - Έτσι λοιπόν αποβάλλουμε μεγάλο ποσό «αραιών» ούρων
Πώς ρυθμίζεται η συγκέντρωση του νερού στα ούρα Διαβάστε καθεμία από τις δύο εικόνες από πάνω προς τα κάτω: λίγα υγρά πολλά υγρά Εγκέφαλος Εγκέφαλος Πυκνό αίμα Αραιό αίμα ADH στο αίμα Όχι ADH στο αίμα Νεφρώνας Νεφρώνας Πολύ νερό επιστρέφει στο αίμα Λίγο νερό επιστρέφει στο αίμα Μικρή ποσότητα πυκνών ούρων Μεγάλη ποσότητα αραιών ούρων
Οι εικόνες που χρησιμοποιήθηκαν στις διαφάνειες του μαθήματος ανήκουν στα βιβλία: Biology for You Gareth Williams (Stanley Thornes Publishers) Human Biology Starr, McMillan (Wadsworth Publishing Company) Human Biology: Exploring Concepts George B. Johnson (WCB Publishers) Concepts in Biology Enger, Kormelink, Ross, Smith (WCB Publishers)