Biológia | Könyvek » Gál Béla - Biológia 11. osztály - A sejt és az ember biológiája

BIOLÓGIA 11. osztály - A sejt és az ember biológiája A TERMÉSZETRŐL TIZENÉVESEKNEK GIMNÁZIUMI TANKÖNYV MÁSODIK, JAVÍTOTT KIADÁS MOZAIK KIADÓ - SZEGED, 2005 Hundidac 97 Arany-díj V. Budapesti Nemzetközi Könyvdíja Szép Magyar Könyv 97 Oklevél Szép Magyar Könyv 98 Különdíj Hundidac 99 Arany-díj Hundidac 2001 Arany-díj Szép Magyar Könyv 2001 Díj Hundidac 2003 Arany-díj Szerző: GÁL BÉLA gimnáziumi tanár Bírálók: DR. BOROS IMRE tanszékvezető egyetemi tanár, CSIGÉR ISTVÁN szakvezető gimnáziumi tanár, DR. FARKAS TAMÁS PHD egyetemi adjunktus Felelős szerkesztő: Nagymihály Mátyás Borítóterv, tipográfia: Deák Ferenc, Reményfy Tamás Műszaki szerkesztő: Horváth Péter Ábrák: Csikós Péter, Gönczi Anikó, Molnár Mónika ISBN 963 697 471 3 MOZAIK KIADÓ - SZEGED, 2004 I. fejezet A SEJTEK FELÉPÍTÉSE ÉS ANYAGCSERÉJE II. fejezet AZ ÖRÖKÍTŐANYAG III. fejezet A SZABÁLYOZÁS IV. fejezet A VÉR ÉS A KERINGÉSI RENDSZER V. fejezet

A TÁPLÁLKOZÁS ÉS A LÉGZÉS VI. fejezet A KÜLTAKARÓ, A MOZGÁS ÉS A KIVÁLASZTÁS VII. fejezet A SZAPORODÁS ÉS AZ EGYEDFEJLŐDÉS TARTALOM A SEJTEK FELÉPÍTÉSE ÉS ANYAGCSERÉJE A sejtek felépítése . 10 A víz biológiai szempontból fontos tulajdonságai . 13 A szénhidrátok . 18 A lipidek . 23 A fehérjék . 26 A nukleotid típusú vegyületek . 33 A sejt . 40 A sejt membránja . 43 A sejtek anyagcsere-folyamatai . 49 A sejtek anyagfelvétele és leadása . 54 Az anyagcsere-folyamatok áttekintése . 56 A felépítő folyamatok . 58 A lebontó folyamatok . 63 Összefoglaló tesztfeladatok . 69 AZ ÖRÖKÍTŐANYAG Az öröklődő információ megjelenésének kémiai alapjai . 74 A génműködés . 76 A fehérjeszintézis (transzláció) . 79 A sejtciklus és a DNS bioszintézise . 83 A sejtosztódás típusai és biológiai jelentőségük . 87 A mutációk típusai és következményei . 93 Összefoglaló tesztfeladatok . 97 A SZABÁLYOZÁS A szervezet belső

környezete . 100 A szabályozás alapjai, a nyugalmi és az akciós potenciál . 104 Az ingerület terjedése és a szinapszis . 108 A reflexív elve . 111 A gerincvelő . 114 Az agyvelő részei I. 116 Az agyvelő részei II. 120 A környéki (perifériás) idegrendszer . 123 A szem felépítése . 125 A hallószerv felépítése és működése, az egyensúly . 131 Az ízlelés és a szaglás . 135 A bőr érzőműködése . 137 Az érzékszervek védelme és betegségei . 139 A mozgatóműködés . 142 Az idegrendszer vegetatív működése . 144 Az emberi magatartást kialakító tényezők . 149 Az idegrendszer működésével kapcsolatos egészségügyi . 155 A hormonális szabályozás alapelvei . 158 A hipotalamusz-agyalapi mirigy rendszer . 160 A pajzsmirigy, a mellékvese és a hasnyálmirigy . 162 Összefoglaló tesztfeladatok . 168 A VÉR ÉS A KERINGÉSI RENDSZER A vér összetétele, alkotói . 176 A vérlemezkék és a fehérvérsejtek . 179 Az értípusok

összehasonlítása, a hajszálerek működése . 183 A szív szerkezete és működése . 186 A kis és a nagy vérkör funkciója . 190 A nyirokrendszer és az immunitás . 195 Az immunrendszer működése . 197 Az immunrendszerrel összefüggő tényezők . 202 Az immunitással összefüggő betegségek és a rák . 205 Összefoglaló tesztfeladatok . 209 A TÁPLÁLKOZÁS ÉS A LÉGZÉS Az ember táplálkozása . 212 Az előbél felépítése és működése . 215 A középbél . 219 A vékonybél és a vastagbél . 222 érzékelése ismeretek A légzőrendszer felépítése és működése . 224 A légzőmozgások . 228 A légzőszervekkel kapcsolatos egészségügyi ismeretek . 232 Összefoglaló tesztfeladatok . 236 A KÜLTAKARÓ, A MOZGÁS ÉS A KIVÁLASZTÁS A bőr felépítése . 240 A bőr egészsége . 243 A csontok szerkezete és kapcsolódása . 246 A vázizomzat . 252 A mozgási szervrendszer működése . 255 A mozgásszervi betegségekkel kapcsolatos

egészségügyi ismeretek . 257 A kiválasztó szervrendszer felépítése és működése . 261 A kiválasztás szabályozása és egészségügyi ismeretek . 265 Összefoglaló tesztfeladatok . 267 A SZAPORODÁS ÉS AZ EGYEDFEJLŐDÉS. EGÉSZSÉGÜGYI ISMERETEK Az ember szaporodása . 270 Az emberi szexualitás és a fogamzásgátlás . 275 A megtermékenyítés és az embrionális fejlődés . 277 A terhesség, a szülés és a posztembrionális fejlődés . 282 Nemi betegségek vagy szexuális úton terjedő betegségek . 285 A mindennapok egészségügyi ismeretei, elsősegélynyújtás . 287 Rizikófaktorok, civilizációs ártalmak . 293 Összefoglaló tesztfeladatok . 297 AZ ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK MEGOLDÁSA . 299 FOGALOMTÁR . 302 ELŐSZÓ A11. osztályos biológia könyv a Természetről tizenéveseknek tankönyvcsalád új, második tagja. Az előző kötet (Biológia 10 Az élőlények változatossága) tagolását követve tekinti át a sejtek felépítését és

működését, valamint az ember szervezetét. Törekedtünk a szakmai tartalom korszerűsítése, hogy a tankönyv megfeleljen a középszintű tantervi követelményeknek. Ugyanakkor megtaláljuk az emelt szintű tantervi és érettségi követelményrendszernek megfelelő tartalmakat is. A közép- és az emelt szint az oldalak tagolásával különül el egymástól. Új ismeretek is szerepelnek benne, mint például a stresszfehérjék, a természetes sejthalál, a védőoltások, az egészségtani ismeretek, az elsősegélynyújtás. Továbbra is fontos szempont maradt a biológiai fogalmak pontos ismerete és használata. A tankönyv igyekszik segítséget nyújtani az új érettségi vizsgarendszer által támasztott követelmények teljesítéséhez. Az adott témához kapcsolódó, azt szervesen kiegészítő részletek jól használhatók szövegelemzéshez és a s zövegértéshez. Egy-egy részlet pedig alkalmas a véleménynyilvánítás gyakoroltatására, sőt akár az

etika oldaláról való megközelítésre, illetve a tanulók gondolkodtatására, egyes problémák elemzésére is. Ha a tanuló eközben még új ismereteket is elsajátít a biológia tudományából, az külön előnyt jelent. A grafikonok és az ábrák elemzésével e készség fejleszthető. Az összefoglaló táblázatok rendszerezik az ismereteket, segítséget nyújthatnak következtetésekhez, az új információk megszerzéséhez. A sejtek felépítése és anyagcseréje című fejezetben kiemelten szerepelnek a felmerülő kémiai fogalmak, megkönnyítve ezzel a munkát. Az érettségi vizsgarendszer és a k övetelményrendszer változásával a t ankönyvek szerepe is megváltozik. Nem lehet "leckék" formájában leírni a t ényeket, mert nem ezek elsajátítását kérik számon tanulóinktól. A pedagógusnak több a feladata és nagyobb a felelőssége, hiszen a tanulócsoport összetételétől, céljaitól függően - a követelményrendszert

figyelembe véve más-mást és másképpen kell átadni. A vizsga sem a t ényanyag reprodukálását, hanem az alkalmazását igényli. Abban a reményben ajánlom e tankönyvet, hogy használóit jól segíti majd céljaik elérésében. Köszönöm családomnak, hogy minden körülményt biztosítva segítette a munkám, és a kollégáimnak, a szegedi Radnóti Miklós Kísérleti Gimnázium biológia munkaközössége pedagógusainak, hogy szakmai észrevételeikkel, javaslataikkal újabb és újabb inspirációt adtak a sorozat elkészültéhez. a Szerző HOGYAN HASZNÁLJUK A TANKÖNYVET? A tankönyv az ismereteket szövegben, ábrán és képen jeleníti meg. Az eredményes tanuláshoz együttes használatuk szükséges. A legfontosabb ismereteket vastag, illetve dőlt betűs szedés jelöli. A legfontosabb fogalmak kiemelését a kék színű háttér is segíti. A színes sáv melletti, kisebb betűs részekben érdekességek, kiegészítések találhatók, amelyek egyúttal

az emelt szintű érettségihez (a biológia felvételihez) szükséges ismereteket is tartalmazzák. Ilyeneket ti is gyűjthettek más könyvekből, információhordozókból, és előadhatjátok az órán. Világoskék színnel és eltérő betűtípussal az anyaghoz tartozó feladatok, kísérletek leírását jelöltük. Gondolkodj el a felvetett problémán, és igyekezz megoldani! ELLENŐRIZD TUDÁSOD! A tananyagot kérdések zárják. Segítségükkel kipróbálhatod, sikerült-e megértened, elsajátítanod a tananyagot. A fejezetek ismereteinek összefoglalását tesztfeladatok segítik. A felkészüléshez, tudásod elmélyítéséhez a kiegészítő kötetben találsz további összefoglaló táblázatokat, képeket, feladatokat. I. fejezet A SEJTEK FELÉPÍTÉSE ÉS ANYAGCSERÉJE ASEJTEK FELÉPÍTÉSE Mi is az élő rendszer? Erre az egyszerűnek látszó kérdésre mind a mai napig nem tudunk pontos választ adni. A korai próbálkozások csak egy-egy területet emeltek

ki, részigazságokat állítottak, vagy túl bonyolultak lettek. Az élet fogalma az ismeretek bővülésével folyamatosan változott. Claude Bernard (1813-1878): az élet lényege az életjelenségekben van. Herbert Spencer (1820-1903): az élet lényege a folytonos alkalmazkodásban van. A. L Lehninger (1917-1986): az élő rendszer önszabályozó, önreprodukáló, izoterm, szupramolekuláris (molekulák feletti) rendszer, amely környezetével anyag- és energiakicserélődésben áll. Önmaga termelte szerves katalizátorokkal nagyszámú egymással kapcsolatban lévő átalakulási folyamatot valósít meg. Az önreprodukciót lineáris molekuláris kód teszi lehetővé. Ami ma megállapítható: az élő rendszerben több van, mint a fizikai és kémiai törvények szerint felépülő anyagban és az azt felépítő molekulák viselkedésében. Az élet komplex jelenség, amely változatosságával, bonyolult kölcsönhatásaival az alapjelenségeket messze túlhaladja.

Az élet az anyag speciális tulajdonsága, vagyis élet nincs, csak élő rendszer van Az élő és élettelen közötti minőségi különbség a sejteket felépítő molekulák ezreinek, tízezreinek sajátságos kapcsolatrendszerén, belső rendjén alapul. A molekuláknak ez a belső rendezettsége csak megfelelő mennyiségű energia folyamatos felhasználásával tartható fenn, hiszen az anyag önként a rendezetlenség irányába változik (az entrópia növekszik). Entrópia (görög szó - ziláltság, összevisszaság): a rendezetlenség mértéke. Zárt rendszerben maguktól végbemennek azok a folyamatok, amelyek során az entrópia nő. Az élő rendszernek állandó anyag- és energiakicserélődésben kell lennie a k örnyezetével (nyílt rendszer). Ha megszüntetjük az anyag és/vagy az energia a cseréjét, az élőlény elpusztul. A kapcsolat fenntartása mellett az élőlénynek el is kell határolódnia a környezetétől. A sejthártya átenged, sőt átemel

anyagokat, ugyanakkor bizonyos anyagokkal szemben lezár. Ez az elhatárolódás a belső rend fenntartása érdekében elengedhetetlen Vizsgáljuk meg, hogyan épül fel az élő rendszer, milyen atomok, szervetlen és szerves molekulák alkotják! Tekintsük át, mit tudunk az élő rendszer molekuláinak átalakulási folyamatairól (felépítésük, lebomlásuk)! Atom: a kémiai elemek azon legkisebb része, amely kémiai módszerekkel oszthatatlan (fizikai eljárásokkal elemi részecskékre bontható). Molekula: több atom összekapcsolódásával kialakuló rendszer. Elem: azonos rendszámú atomok összessége. Vegyület: különböző elemek atomjainak összekapcsolódásával kialakuló rendszer. A BIOGÉN ELEMEK Az élő rendszert felépítő és az anyagcserében résztvevő elemek összességét biogén elemeknek nevezzük. A természetben előforduló elemek közül sok megtalálható az élő anyagban, néhányuk gyakorisága azonban jóval nagyobb. (101) A Földön

szén alapú élet létezik, az élő rendszer óriásmolekuláinak vázát egymással összekapcsolódó szénatomok sora adja. A szén képes arra, hogy atomjai korlátlan számban egymáshoz rögzítve láncokat, gyűrűket alkossanak. Négy kovalens kötése sok kapcsolódásra ad lehetőséget, így igen változatos molekulák sora jöhet létre. 10.1 Az emberi testben előforduló leggyakoribb elemek Izomerek: azonos összegképletű, de különböző szerkezetű molekulák összessége. Kovalens kötés: közös molekulapályán mozgó kötő elektronpárokkal kialakuló kötés. A szén rendszáma hat (6C), vagyis a neutronok mellett hat proton és hat elektron van az atomban. A6 elektron 1s2 2s2 2p2 elrendeződésű, de tudjuk, hogy a második héj pályái (2s2 2p2) könnyen hibridizálódnak, vagyis a szénatomban 2sp3 vegyértékhéj alakul ki. A négy elektron igyekszik egymástól a legtávolabb elhelyezkedni, így a négy kötés tetraéderesen rendeződik el (a

kötésszög 109,5o-os). (112) A szén elsősorban kovalens kötéseket hoz létre, hiszen az elektronegativitása a különböző atomokra jellemző értékek átlagának felel meg (ENC = 2,5). Ennek az a következménye, hogy más atommal összekapcsolódva a két atom elektronegativitásainak összege nagy, míg különbsége kicsi lesz, ami a kovalens kötés kialakulását eredményezi. A szénatom kötései erősek, mert a vegyértékhéj közel van az atommaghoz. (A szilícium is létrehozhat tetraéderesen elhelyezkedő négy kovalens kötést, de a kötések gyengébbek. A pentaszilán [Si5H12] robbanás közben bomlik, vagyis a szilíciumatom nem képes korlátlan számban összekapcsolódni.) A szén mellett minden élő rendszerben megtalálható az oxigén, a hidrogén, a nitrogén, a kén és a foszfor, melyek kovalens kötéssel vesznek részt a s zervetlen és a szerves molekulák alkotásában. Főleg ionként fordul elő a nátrium, a kálium, a kalcium, a

magnézium, a klór és a vas. Számos elem csak egyes fajokban fordul elő, ott kisebb-nagyobb mennyiségben A szilícium például a kovamoszatban, a zsurlókban, illetve a szivacsokban található meg jelentős mennyiségben, míg a fluor az emberi fog fontos felépítője. 11.1 A legfontosabb biogén elemek helye a periódusos rendszerben 11.2 A szénatom Az élőlényekben nem található egyetlen olyan elem sem, mely ne lenne meg az élettelen természetben is, legfeljebb az előfordulás arányában van különbség. A periódusos rendszerben való elhelyezkedésükből megállapítható, hogy az élő rendszert a kisebb atomtömegű elemek alkotják, sőt a nehezebb elemek gyakran károsak, mérgezőek (lásd higany- és ólommérgezés). (111) Az elemek evolúciója az egyszerűbb, a kisebb (H, He) atomok kialakulásával indult, és a fejlődés során egyre nehezebb elemek alakultak ki. Az élő rendszer kialakulása idején valószínűleg a kisebb atomtömegű, egyúttal

stabilabb elemek voltak többségben, melyek így a kialakuló molekulák felépítőivé váltak. Az élő rendszert felépítő elemeket kémiai reakciókkal kimutathatjuk, sőt mennyiségüket is meghatározhatjuk. A molekulákat alkotó elemeket a kimutatási reakció előtt ki kell oldani, vagy megfelelő formájúvá kell alakítani. Ezután következhet a megfelelő reagenssel történő kimutatásuk. (121) 12.1 A biogén elemek kimutatása ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért a hidrogénből és a héliumból van a legtöbb az Univerzumban? 2. Mi lehet az oka annak, hogy a tengervíz és az élő rendszer ionösszetétele hasonló? 3. A121 táblázat alapján magyarázd meg, mi a sav szerepe a vas kimutatásában, illetve mi a magyarázata a reakció során létrejövő csapadék keletkezésének? 4. Miért volt előnyös a szénalapú élet kialakulása szempontjából, hogy a szén-dioxid vízben oldódik, míg a szilícium-dioxid nem? AVÍZ BIOLÓGIAI SZEMPONTBÓL FONTOS

TULAJDONSÁGAI Az élő rendszer víztartalma átlagosan 60-80%. Legkisebb víztartalma a száraz magvaknak (13-25%), míg a legnagyobb a medúzáknak van (95-99%). Az újszülött szervezete még 9295%, a felnőtt ember szervezete már csak 60-64% vizet tartalmaz A víz nagy mennyisége miatt a sejtekben összefüggő közeget ad, így sajátságai nagymértékben megszabják az élő anyag viselkedését. Részt vesz az anyagok szállításában, oldószerként, reakciópartnerként szerepelhet, képes kötésekkel összekapcsolni molekulákat. A víz poláros, 105o kötésszögű V-alakú molekula. Erősen dipólusos, hiszen poláros kötései a térszerkezettel együtt az oxigén felől negatív, a hidrogének felől pozitív töltéstöbbletet hoznak létre. Négy hidrogénkötés kialakítására képes (131) A szobahőmérsékletű vízben a molekulák 70%-a összekapcsolódik. Ez magyarázza a nagy fajhőt/hőkapacitást, a nagy párolgáshőt, a magas forráspontot és a

sajátságos hőtágulást (+4 oC-on a legnagyobb a sűrűsége). Dipólusossága miatt hidrátburkot képez H-kötés: nagy elektronegativitású atomhoz (O, N, Cl) kapcsolódó hidrogénnek megfelelő távolságra lévő, nagy elektronegativitású, nemkötő elektronpárral rendelkező atommal létrehozott másodrendű kötése. Van derWaals-kötés: gyenge másodrendű kötés, mely létrejöhet poláris és apoláris molekulák között is (orientációs, indukciós és diszperziós kölcsönhatások). Hőkapacitás: megmutatja, hogy mekkora hőmennyiség szükséges az adott mennyiségű anyag hőmérsékletének 1 oC-kal történő emeléséhez. Párolgáshő: az az energia, amely szükséges a folyadék gázzá alakításához. Diszpergálás: az anyagnak kisebb méretű részekre történő darabolása. Diffúzió: olyan (külső hatás nélkül bekövetkező) anyagáramlás, melynek következtében egy anyaghalmazban a kezdetben meglévő koncentrációkülönbségek

kiegyenlítődnek. Ha egy rendszerben az anyag nem egyenletesen oszlik el (pl. a kockacukor egy pohár vízben), akkor a részecskék rendezetlen, lökdösődő mozgása előbb-utóbb magától is egyenletes anyageloszlást fog létrehozni. Oldatok esetén ez a jelenség abban nyilvánul meg, hogy az oldott anyagot a nagyobb koncentrációjú hely felől a kisebb koncentrációjú hely felé látjuk áramlani. (Figyeld meg, hogy az oldószer is éppúgy diffundál: oldószermolekulák kerülnek oda, ahol eddig nem voltak!) (13.2) A víz kiváló oldószere a poláris anyagoknak, ugyanakkor mozgékonysága miatt az apoláris anyagokat eloszlatja (diszpergálja). Jó diffúziós képessége miatt fontos szerepet tölt be az anyagok szállításában. (141) A sejtekben lévő víz döntő többsége hidrátburokként a molekulákhoz, ionokhoz kötött formában van jelen, csak mindössze néhány százalék az ún. s zabad víz Ez a víz reakcióközegként és reakciópartnerként

(hidrolízisben, kondenzációban) is fontos szerepet tölt be. 13.1 A víz molekulája és különböző halmazállapotai 13.2 A diffúzió A víz reakciói a sejtben (14.2): Hidrolízis: nagyobb molekula bomlása víz belépésével. Pl: NH4Cl + H2O (r) NH4OH + H+ + Cl-. Kondenzáció: két vagy több molekula egyesülése melléktermék (itt víz) keletkezésével. Megfigyelhetjük, hogy a sejtek általában rugalmasak, ami jórészt annak köszönhető, hogy a sejt citoplazmájában a víz hidrogénkötéseket alakít ki a fehérjemolekulák között. Az így kialakuló állandóan meglévő, de a kötések gyengesége miatt folytonosan változó térhálós szerkezet biztosítja a rugalmasságot, egyúttal bizonyos belső szerkezetet ad. OZMÓZIS A szabad vízben oldott anyagok koncentrációja megváltoztatja az oldat viselkedését (fagyáspont, forráspont, ozmózisnyomás). Az élő rendszerben az ozmózis jelensége alapvető jelentőségű. Ozmózis: az oldószer

(általában a víz) diffúziója féligáteresztő hártyán keresztül a kisebb koncentrációjú oldat felől a nagyobb felé. A féligáteresztő hártyák (ilyen a celofán, de a sejthártyák is) olyan résekkel rendelkeznek, amelyek csak bizonyos mérethatár alatti részecskéket engednek át (pl. a vízmolekulákat igen, de a s zacharózmolekulákat már nem). Ez azt eredményezi, hogy a hártya a nagyobb molekulák diffúzióját akadályozza, a kisebbekét viszont nem. Ha egy edénybe desztillált vizet teszünk, majd belemerítünk egy féligáteresztő hártyából (pl. "békanadrág" [a béka lehúzott bőre], béldarab stb.) készült zsákot, amelybe szacharózoldatot teszünk, akkor azt tapasztaljuk, hogy a zsákba beáramlik a víz. A jelenség minden olyan esetben bekövetkezik, ha az edény térfogategységeiben több vízmolekula van, mint a zsákban lévő szacharózoldat térfogategységeiben. A szacharózmolekulák nem juthatnak át a féligáteresztő

hártyán. Így - a koncentrációkülönbség csökkentése érdekében - a diffúzió a vízmolekulákat hajtja a z sák belseje felé. A vízbeáramlás miatt a z sák folyadékszintje emelkedik. Az idő előrehaladtával a szintemelkedés lassul, hiszen a folyadékoszlop növekvő nyomása és a bent lévő mind több molekula fokozza a víz kilépését is. Ha megáll a folyadékszint emelkedése, beáll a dinamikus egyensúly. Ekkor a féligáteresztő hártyán át a víz be- illetve kilépési sebessége megegyezik. (143) 14.1 A víz oldószer 14.2 A víz reakciói a sejtben 14.3 Ozmométer Ozmózisnyomás: az a nyomás, amelyet az oldatra kell kifejteni ahhoz, hogy dinamikus egyensúly jöjjön létre (vagyis megakadályozzuk az oldószer beáramlását, az ozmózist) a tiszta oldószerrel szemben. Ha egy oldat ozmotikus nyomása nagyobb, mint egy másiké, akkor az azt is jelenti, hogy nagyobb benne az oldott részecskék koncentrációja. Az ozmózisnyomás tulajdonképpen

az oldatot jellemző mennyiség, és annak koncentrációjával (nem túl tömény oldatok esetén) egyenesen arányos. Az ozmózis külső behatással (pl. a csőben lévő légnyomás növelésével) már a kísérlet elején is (amikor az oldat még töményebb) leállítható. Ez a külsőleg alkalmazott nyomás (p2) felel meg a töményebb oldat ozmotikus nyomásának. Minél nagyobb a koncentrációkülönbség a hártya két oldala között, annál nagyobb nyomást (p2) kell kifejteni a vízkilépés kellő mértékű megakadályozásához. Ha tehát egy oldat ozmotikus nyomása nagyobb, mint egy másiké, akkor az azt is jelenti, hogy nagyobb a koncentrációja (még pontosabban: nagyobb benne az oldott részecskék koncentrációja). Crendszer = Ckörnyezet a környezet izotóniás a rendszerhez viszonyítva; Crendszer < Ckörnyezet a környezet hipertóniás a rendszerhez viszonyítva; Crendszer > Ckörnyezet a környezet hipotóniás a rendszerhez viszonyítva. (C: az

oldott anyag koncentrációja) Fiziológiás oldat (izotóniás oldat): a sejt ozmotikus nyomásával megegyező oldat. Az embernél a 0,9%-os (0,166 mol/dm3) NaCl oldat. Érdekes jelenség (ún. fordított ozmózis) lép fel akkor, ha az ozmózisnyomásnál nagyobb külső nyomást alkalmazunk. Ilyenkor oldószer préselődik ki a hártyán a hígabb oldat felé Ezzel az eljárással lehet pl. tengervizet sótalanítani (ivóvíznyerés céljából), de ez a jelenség az oka annak is, hogy a hajszálerek artériás szakaszán (fehérjementes) vérplazma préselődik ki, itt ugyanis a vérnyomás meghaladja a vérplazma ozmózisnyomását. Az élő szervezetben ozmózissal szívódik fel a víz a növény gyökerén, illetve az állatok bélfalán át, és ozmózissal szívódik vissza a víz a szűrletből a vesében. Hemolízis: a vörös vérsejteket hipotóniás oldatba helyezve megfelelően híg oldat esetén a sejtek megduzzadnak és szétpukkadnak. (151) Plazmolízis:

növényi sejteket hipertóniás oldatba helyezve a sejtből víz áramlik ki, ami miatt a sejt citoplazmája zsugorodik, és a sejthártya elválik a sejtfaltól. (151, 152) 15.1 A hemolízis (1) és a plazmolízis (2) Milyen oldatban következnek be az egyes változások? 15.2 Milyen anyag hatására alakult ki a plazmolízis? KOLLOIDOK Egy folyadékba kevert anyagot a keverés mértékétől függően kisebb-nagyobb részekre oszlathatunk el. Ez a folyamat a diszpergálás, a létrejött elegy a diszperz rendszer Diszperz rendszer: Olyan legalább kétkomponensű rendszer, amelyben az egyik komponens (diszpergáló közeg) részecskékre oszlatott állapotban tartja a másik komponenst (diszpergált anyag). A diszperz rendszerek csoportosíthatók: - a diszpergált részecskék mérete szerint (16.1); - diszpergált anyag és a diszpergáló közeg halmazállapota szerint (16.2) Emulzió: folyadékban folyadék (pl. vízben olaj) eloszlatása Szuszpenzió: folyadékban szilárd

anyag (pl. vízben baktériumok) eloszlatása A16.1 táblázat adataiból is látható, hogy a folyadékban eloszlatott részecskék eltérő mérete az anyag különböző viselkedését eredményezi. Az élő rendszerekben mindhárom mérettartomány előfordul. Az életjelenségek végbemenetelében nélkülözhetetlen fehérjék is kolloid méretűek. Ezért fontos a kolloidok sajátosságait megismernünk, hiszen ezzel számos életjelenség alapját is megérthetjük. Kolloidról tehát akkor beszélünk, ha valamely diszpergált anyag részecskemérete 1-500 nm közé esik. Ezt diszpergálással, de kicsapással (kondenzálással) is elérhetjük A kolloidok részecskéi általában számos atomból vagy molekulából állnak, de túlságosan kicsik ahhoz, hogy közönséges fénymikroszkóppal megfigyelhetők legyenek. A legtöbb szűrőpapíron átmennek, fényszórás, ülepítés és ozmózis révén azonban bizonyítható a jelenlétük. Zsigmondy Richárd (1865-1929)

magyar származású osztrák Nobel-díjas kolloidkémikus, megalkotta a Faraday-Tyndall-jelenségen alapuló ultramikroszkópot, mellyel bebizonyíthatta a kolloid részecskék meglétét. Bugát Pál (1793-1865) magyar orvos, a magyar orvosi és kémiai szaknyelv megteremtője, a magyar kolloidkémia jeles képviselője. A kolloidok fő jellegzetessége az, hogy a részecskék fajlagos felülete (a tömegegységre eső felülete) jóval nagyobb, mint az ugyanolyan tömegű, közönséges állapotú anyagé. Nagy felületük miatt termodinamikailag instabilak, ezért különböző anyagokat köthetnek meg a felületükön (adszorpció), így stabilizálva kolloid állapotukat. Adszorpció: a felületen való megkötés másodrendű vagy elsőrendű kémiai kötésekkel (pl. a fehérjemolekula vizet köt meg és hidrátburok alakul ki). 16.1 A diszperz rendszerek osztályozása a diszpergált részecskék mérete szerint 16.2 A diszperz rendszerek osztályozása a diszpergáló

közeg halmazállapota szerint Abszorpció: az anyagban való megkötés (pl. a klorofill megköti a fény energiáját) Az aktív szén porózus, nagy felületű anyag. Tölcsérbe helyezett szűrőpapírra tegyünk aktív szenet, és öntsünk rá piros színű mikroszkópi festéket (fuxint) tartalmazó híg oldatot. A lecsöpögő szűrlet sokkal világosabb, esetleg színtelen. Milyen jelenség játszódott le? Ha a tölcsérbe az aktív szénre alkoholt (etanolt) öntünk, a lecsöpögő szűrlet piros színű. Mire következtethetünk: a festék szénhez való kötődésére, vagy alkoholban történő oldékonyságára? A kolloidok típusai az oldószerrel való viszonyuk szerint: - hidrofil (liofil) kolloidok: vonzzák a vizet (az oldószert), ezt adszorbeálják a felületükön; - hidrofób (liofób) kolloidok: taszítják a vizet (az oldószert), főleg iont adszorbeálnak. A vizes alapú kolloidrendszerek fajtái a részecskék kölcsönhatásából kialakuló szerkezet

szerint: - szol állapotú kolloidok; - gél állapotú kolloidok. EMLÉKEZZ! Szol állapot: folyékony állapot, a kolloid részecskék önálló hidrátburkukkal egyenként elmozdulhatnak. Gél állapot: kocsonyás, szilárdabb állapot, a kolloid részecskék összekapcsolódnak hidrátburkukkal. Jellegzetes térhálós szerkezet alakul ki Az élő szervezetben a fehérjék mellett a nukleinsavak, sőt a poliszacharidok önálló molekulái is kolloid méretűek, és makromolekulás kolloidokként viselkednek. Nagy felületükön vizet adszorbeálnak. A hőmérséklettől, a kolloid koncentrációjától, az anyagi minőségtől függően szol vagy gél állapotban fordulnak elő. A szol-gél átalakulás bekövetkezhet: A hőmérséklet átalakulásával: a hűtés során csökken a hőmozgás energiája, és a lassuló kolloid részecskéket körülvevő hidrátburok szélén lévő oldószer-molekulák a szomszéd kolloid részecske hidrátburkával létesít kapcsolatot. A

kialakuló gél állapot melegítéssel ismét megszüntethető, mivel a kolloid részecskék növekvő mozgási energiája elszakítja ezeket a kapcsolatokat. A diszpergáló közeg mennyiségének változtatásával: vizes alapú szolokat gél állapotba vihetünk a kolloid részecske hidrátburkának elvonásával, vagy a kolloid mennyiségének növelésével. Az előbbihez jól hidratálódó anyagokat (elektrolitokat - sókat: pl NaCl -, alkohol stb.) használhatunk, melyek hidrátburkának kialakulásával csökken a kolloid részecskék hidrátburkának vastagsága, és ez a részecskék összekapcsolódását eredményezi. A kialakuló gél állapot hígítással ismét szol állapotba vihető. Ezt a módszert használják különböző kolloidok kicsapására: pl. a szappanok kisózásakor (tengervízben a szappan nem habzik, hanem fehér csapadék keletkezik), vagy a fehérjék könnyűfémionok hatására bekövetkező reverzibilis koagulációjakor. Koaguláció: az a

folyamat, mely során a kolloid részecskék durva diszperz rendszerré kapcsolódnak össze. Lehet: Reverzibilis (visszafordítható): pl. a hidrofil kolloidok vízelvonással (dehidratálással) történő kicsapása. Irreverzibilis (visszafordíthatalan): pl. a hidrofób kolloidok szolvátburkának elvonásakor ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen tulajdonsága miatt jó oldószer a víz? 2. Miért veszélyes, ha egy ember gyomorrontás miatt sokat hány és megy a hasa? 3. Melyik oldatnak nagyobb az ozmózisnyomása: az 1%-os, vagy a 3%-os NaCl-oldatnak? Merre történik az oldószer áramlása, ha csak féligáteresztő hártya választja el a két oldatot? 4. Miért iszunk az átlagosnál többet, ha sós ételt ettünk? 5. Miért reped ki esős időben az érő cseresznye? 6. Mivel magyarázható, hogy a csecsemő testének víztartalma 92%, a felnőtt ember testéé pedig "csak" 62%? ASZÉNHIDRÁTOK A szénhidrátok a bioszféra szerves anyagainak fő tömegét alkotják.

Nevüket az alkotó szén, hidrogén, oxigén 1: 2 : 1 arányából hajdan elképzelt képletről [Cn(H2O)m] kapták. A valóságban a szénatomokhoz hidrogén- és hidroxilcsoport kapcsolódik [(H-C-OH)n], és emellett oxocsoportot is találhatunk a molekulákban. Szénhidrátok: polihidroxi-oxovegyületek - polihidroxi-aldehidek (nevük: aldózok) vagy polihidroxi-ketonok (nevük: ketózok), vagy olyan vegyületek, melyek hidrolízisével ilyen molekulák képződnek. A szénhidrátokat felépítésük alapján csoportosíthatjuk: megkülönböztetünk mono-, di- és poliszacharidokat. Elsősorban a sejt vagy a szervezet energiaháztartásában és - szerkezeti egységekként - felépítésében játszanak szerepet. (181) A monoszacharidok egy egységből állnak, nem hidrolizálhatók. Alapvázukat 3-7 szénatom alkotja. Nyíltláncúak, de a nagyobb méretűek gyűrűvé is záródhatnak Szerkezetük általános jellemzői Aldóz: az oxocsoport láncvégi helyzetű

(aldehidcsoport). Ketóz: az oxocsoport láncközi helyzetű (ketocsoport). A természetben előforduló monoszacharidok molekuláiban mindig a második szénatom képezi. Az optikai forgatóképesség és a molekula szerkezetének összefüggése Királis rendszer (molekula): olyan rendszer (molekula), amelynek tükörképe nem hozható önmagával fedésbe. (191) A királis molekulák optikai aktivitást mutatnak, oldataikon áthaladva a polározott fény síkját elforgatják. Azokat az izomereket, melyek tulajdonságai csak a forgatóképesség irányában térnek el, enantiomereknek nevezzük. Az enantiomerek minden fizikai, kémiai tulajdonságban megegyeznek, csak a f ény síkját ellentétesen forgatják (optikai aktivitásuk van). Az enantiomerpároknak ellentétes konfigurációja van! A biológiai rendszerekben a szerves molekulák egy részének (pl. szénhidrátok, aminosavak) van kiralitása. E molekulák egy vagy több kiralitáscentrummal (aszimmetriacentrum)

rendelkeznek. 18.1 A szénhidrátok csoportosítása felépítésük alapján A szénatom királis, ha négy különböző ligandum kapcsolódik hozzá (a láncközi H-C-OH részlet szénatomjai - mivel a molekula két vége eltérő - kiralitáscentrumok). A gyűrűs szerkezet kialakulása Azok a hidroxilcsoportok, amelyek reakciójakor ötvagy hattagú gyűrű alakulhat ki, addíciós folyamat során képesek az oxocsoportot hordozó szénatomhoz kapcsolódni. A folyamatot a lánc utolsó előtti szénatomjához kapcsolódó oxigén nemkötő elektronpárjának az oxocsoport elektronhiányos szénatomjához történő bekötődése indítja el (nukleofil ["atommagot kedvelő"] addíció - datív kötés jön létre). A kialakuló gyűrűs molekulában az oxocsoport hidroxilcsoporttá, ún. glikozidos hidroxilcsoporttá alakul, míg a lánc utolsó előtti szénatomja -Ohcsoportjának oxigénje a gyűrű tagjává válik (éterkötést létrehozva). Ezeknek a molekuláknak

kikristályosítva csak a gyűrűs formájuk, vizes oldatukban pedig a nyílt és a gyűrűs formájuk is előfordul. Az 1. szénatomon az oxocsoportból a gyűrűvé záródás során kialakuló glikozidos hidroxilcsoport helyzete alapján alakul ki az a- és a b -konfiguráció (anoméria). A gyűrűs molekula síkjára merőlegesen elhelyezkedő (axiális helyzetű) hidroxilcsoportot tartalmazó az a-, a síkkal párhuzamos (ekvatoriális) helyzetű -OH-csoporttal rendelkező a b konfigurációjú molekula. (192) A természetben előforduló monoszacharidok utolsó előtti (az oxocsoporttal ellentétes végétől számítva 2.) szénatomja is kiralitáscentrum Ennek meghatározott konfigurációja alapján elkülönítjük a D- és az L-konfigurációt. D-monoszacharid az, amely konfigurációja a D glicerinaldehidre vezethető vissza Az élő szervezetben elsősorban a D-konfigurációjú szénhidrátok fordulnak elő. A legkisebb monoszacharidok a három szénatomos triózok. A

glicerinaldehid az anyagcserefolyamatok egyik legfontosabb köztesterméke, vagyis a folyamatokban képződik, majd továbbalakul. Mint a legtöbb monoszacharidnak, ennek is a foszfátszármazékai a jelentősek (glicerinaldehid- 3-foszfát). (193) Az öt szénatomos pentózok molekulái szintén lehetnek köztestermékek, de - gyűrűvé záródott formában - nagyon fontosak az anyagcserében nélkülözhetetlen nukleotidok és származékaik (koenzimek, nukleinsavak) felépítésében. (193) 19.1 Királis rendszerek: egymás tükörképei, de fedésbe nem hozhatók 19.2 Gyűrűs molekula kialakulása (fent), valamint az a-glükóz és a b-glükóz szerkezete 19.3 A triózok, a pentózok és a hexózok képviselői A hexózok, vagyis a hat szénatomos egyszerű cukrok központi jelentőségűek az élő rendszer szempontjából. Az aldehidcsoportot tartalmazó szőlőcukor (glükóz) a legfontosabb szénhidrát, mert a szénhidrátszállítás ebben a formában történik sejten

belül és a sejtek közötti térben is (20.1) A cukrok lebontása általában ebből indul ki, és a nagy tömegben előforduló poliszacharidok is glükózból, vagy annak származékaiból épülnek fel. Az állatok táplálkozása szempontjából nagyon fontos a legédesebb ízű monoszacharid, a fruktóz. Magyar neve (gyümölcscukor) utal arra, hogy termésekben fordul elő A heterotróf élőlények táplálkozásában betöltött jelentős szerepe mellett az anyagcsere-folyamatok köztestermékeként is gyakran találkozunk foszfátszármazékával. A monoszacharidok vízben jól oldódnak, így könnyen átjutnának a sejthártyán. Ezt jelentősen akadályozza, hogy foszforsavval kapcsolódnak össze (kondenzáció). Foszfátésztereik a szénhidrátanyagcsere köztestermékei, és egyúttal energiát is tárolnak. 20.1 A glükóz 20.2 A monoszacharidok jellemző reakciói DISZACHARIDOK Két monoszacharidból állnak, melyeket éterkötés kapcsol össze. A

kondenzációban legalább az egyik egyszerű cukor glikozidos hidroxilcsoportja részt vesz. A maltóz és a cellobióz lebontási köztestermékként jelentős az élővilágban. A két a-glükózból álló maltózt általában a keményítő vagy a glikogén lebontásakor találjuk meg az élőkben. A cellulóz lebontásakor képződő cellobióz két b-glükózból áll Mindkét esetben az egyik hexóz 1. és a másik hexóz 4 szénatomján lévő hidroxilcsoport reakciójával alakul ki az éterkötés. Alaktóz (tejcukor) és a szacharóz (répacukor, nádcukor) a heterotróf élőlények tápanyagaként tölt be jelentős szerepet. A tejcukor az emlősök tejváladékának fontos alkotója, két hexóza a galaktóz és a glükóz. (211) A szacharóz a növényekben fordul elő, a glükóz és fruktóz alkotja. Nem redukáló hatású diszacharid. A maltóz, a cellobióz és a laktóz redukáló tulajdonságú A szacharóz kialakulásakor a glükóz 1. és a fruktóz 2 s

zénatomján található hidroxilcsoportok glikozidos hidroxilcsoportok kondenzálódnak. Ennek következtében egyik gyűrű sem képes vizes közegben kinyílni. Így nincs szabad aldehidcsoport, vagyis ezért nem redukáló hatású a szacharóz. A maltózban, a cellobiózban és a laktózban azonban a második gyűrű glikozidos hidroxilcsoportja szabad, s ezek képesek redukálni. (211) A diszacharidok is jól oldódnak vízben, és édes ízérzetet keltenek. POLISZACHARIDOK A poliszacharidok több száz vagy több ezer monoszacharid összekapcsolódásával (kondenzációjával) létrejövő makromolekulák. Makromolekula: olyan - általában kolloid méretű polimer - molekula, amelynek molekulatömege nagyobb, mint 10 000. A poliszacharidok monomerje a glükóz. Minden molekula közös jellemzője a monomerek közötti 1-4 glikozidkötés, vagyis a kapcsolódó egyik glükóz 1. és a mellette lévő egység 4 szénatomján lévő hidroxilcsoportok között kialakuló

éterkötés. Az egyes poliszacharidok közötti különbséget a monomerek típusa és száma, valamint összekapcsolódási módjuk adja. A cellulóz molekulája több ezer b-glükózból áll (21.2), amelyek az egységek elrendeződése miatt hosszú, el nem ágazó egyenes láncot alkotnak. A láncon belül az egymás melletti egységek és az egymás mellett fekvő láncok között is kialakulnak hidrogénkötések, amelyek jelentős mértékben stabilizálják a molekulákat. A vízben nem oldódó cellulóz a növények tipikus vázanyaga, a sejtfal alkotója, így Földünk legelterjedtebb összetett szénhidrátja. Jellegzetes szerkezete miatt csak néhány baktérium, illetve egyes alacsonyabbrendű eukarióta képes speciális enzimeivel lebontani. 21.1 A diszacharidok 21.2 Acellulóz molekulaszerkezete (1), a cellulóz szálak szerkezete (2) és a cellulóz a sejtfalban (3) A tartalékszénhidrátok közül a növényekre jellemző a keményítő, az állatokra, valamint a

gombákra a glikogén. Mindkettőre jellemző, hogy sok száz a-glükóz kondenzációjával jön létre. A keményítő a növényi sejtekben a fotoszintézis eredményeként képződik, majd fajra jellemző alakú szemcsék formájában raktározódik. A szemcsék réteges felépítésűek, és bennük az amilóz és az amilopektin szénhidrát-molekulák mellett a szénhidrátot bontó amiláz enzimet is megtaláljuk. A keményítő (amilum) két különböző összetevője az amilóz és az amilopektin (szemcsénkénti arányuk 20 : 80 százalék, 22.1) Az amilóz több száz glükóza az 1-4 glikozidos kötéssekkel el nem ágazó láncot hoz létre. Az a-kötések kötésszögei miatt nem lineáris, hanem spirál (hélix) alakú. A meneteket H-kötések tartják össze Spirális elrendeződése biztosítja a keményítő kimutatásának alapját. A barna színű Lugol-oldat (KI-os I2-oldat: a jodidion lehetővé teszi az apoláros jódmolekula vízben való oldódását, hiszen:

I- + I2 (r) I3 - keletkezik) jódja behatol a hélix belsejébe, a két molekula kapcsolata miatt megváltozik az elektronok energiaszintje, ami a jód elektronburkának fényelnyelését megváltoztatja. Kék szín jelenik meg Ha felmelegítjük a rendszerünket, a kék szín eltűnik, újra megjelenik a Lugol-oldat barna színe, hiszen a hőmozgás fokozódása miatt a jód "kirázódik" a spirálból. Az amilopektinben is jellegzetes a fenti molekulaalak, de 20-25 egységenként 1-6-os glikozidkötésekkel elágazó, ágas-bogas szerkezet alakul ki. A glikogén a keményítő amilopektinjéhez hasonlít. A több ezer a-glükóz egység által kialakított spirál azonban sokkal sűrűbben tartalmaz 1-6-os elágazásokat. A gerincesekben apró szemcsék formájában (22.2), a májban és a harántcsíkolt izmokban tárolódik A szénhidrátoknak is kialakulnak az élő rendszerekben származékaik. Az állatok és a gombák kitinje például fontos vázanyag. 22.1 Az

amilóz és az amilopektin molekulája 22.2 A keményítő "korróziója" ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért nincs két szénatomos szénhidrát? 2. Mi miatt nem lehet gyűrűs molekulája a triózoknak és a tetrózoknak? 3. Mi okozza a monoszacharidok jó vízoldékonyságát? 4. Miért redukáló tulajdonságúak az élő szervezet monoszacharidjai? 5. Miért lehetnek energiatárolók a szénhidrátok? 6. Milyen biológiai jelentősége van az élő rendszerben előforduló diszacharidoknak? 7. Miért nem redukáló hatású a szacharóz? 8. Miért nem oldódnak vízben a poliszacharidok? 9. Miért lehet vázanyag a cellulóz? 10. Miben tér el a keményítő és a glikogén? A LIPIDEK Az életfontosságú szerves vegyületek nagyon heterogén csoportja, melyek közé sokfajta, változatos felépítésű anyag tartozik. Közös tulajdonságuk, hogy apoláris, ún zsíroldószerekben (kloroform, benzol, éter stb.) oldódnak Az apoláris tulajdonság általában a bennük

található számos [-CH2 -] csoportnak, a sok szénhidrogén kötésnek köszönhető. Egyes típusaikban a jellegzetességet az oldalláncok, a bekapcsolódó egyéb molekularészletek módosíthatják. A C-H kötések oxidációjával (főleg a hidrogén vízzé oxidálásával) nagy mennyiségű energia szabadulhat fel, így a lipidek egyik legfontosabb szerepe az energiatárolás (1 gramm lipidből 39,5 kJ energia nyerhető a sejtben, míg ugyanolyan tömegű szénhidrátból 17,2 kJ). A HIDROLIZÁLHATÓ LIPIDEK A neutrális zsírok (gliceridek) háromértékű alkoholnak, a glicerinnek zsírsavakkal alkotott észtere. Minél több a molekulában a telítetlen zsírsav, annál inkább folyékony a molekula halmaza. Bár az egyes molekulák nem fajspecifikusak, de az adott zsírmolekulák megfelelő arányú raktározása fajra jellemzően történik. Így különbség van az egyes fajokból kinyert zsírok, olajok között. A sertészsír fehéres, szobahőmérsékleten szilárd,

a kacsazsír sárgás, ugyanazon a hőmérsékleten folyékonyabb a sertészsírnál. A növények neutrális zsírját olajnak nevezzük, melynek szénláncai sok telítetlen kötést tartalmaznak, ezért folyékonyabbak, mint az állati zsírok. Zsírsavak: hosszú szénláncú (C12-24) telített vagy telítetlen szerves savak (az élő szervezetben páros szénatomszámúak).A leggyakoribbak: palmitinsav: C15H31COOH; sztearinsav: C17H35COOH; olajsav: C17H33COOH; linolsav: C17H31COOH. 23.1 A lipidek különböző típusainak legfontosabb jellemzői A neutrális zsírok legjelentősebb biológiai szerepe az energiatárolás. Tartaléktápanyagként az állatok zsírszövetében, elsősorban a bőraljában halmozódik fel. Mivel a zsír rossz hővezető, így fontos szerepet tölt be az állat hő-, sőt vastagsága miatt mechanikai védelmében is. A zsírrétegben oldódik az apoláros tulajdonságú D-, A-, E- és K-vitamin, ami biztosítja tartós tárolásukat. A növények - bár

főleg keményítő formájában tárolják az energiát - az olajat raktározó alapszövetükben különítik el. Különösen sokat tárol olajból a repce, a napraforgó, a dió, a mogyoró, a mák stb. A felépítés tekintetében a gliceridekhez legközelebb a foszfatidok és a glikolipidek állnak. A foszfatidok molekulájában a glicerin két hidroxilcsoportját észteresíti egy-egy zsírsav, de a harmadik -OH-csoporthoz foszforsav kapcsolódik. Az így kialakult molekula a foszfatidsav, a foszfatidok alapvegyülete. A foszforsavat észteresíti még egy amino- és hidroxilcsoportot tartalmazó molekula, mely a foszforsavval együtt poláros részét képezi a f oszfatidmolekulának. A neutrális zsírokat a foszfatidoktól az oldékonyságuk alapján választhatjuk el. Mindkettő jól oldódik éterben, de a neutrális zsírok acetonban és alkoholban is oldódnak, míg a foszfatidok az éteres oldatukból ezen oldószerek hatására kicsapódnak. A szerkezet

következtében a foszfatidok kettős tulajdonságúak (amfipatikusak), hiszen van poláros és - a zsírsavak miatt - apoláris részük is. Ez a térszerkezetre is hatással van, hiszen a két rész a lehető legtávolabb igyekszik elhelyezkedni egymástól. Az apoláris rész igyekszik a vizes közegtől eltávolodni, míg a poláros rész a vizes közeghez vonzódik. Ebből következik, hogy a felületeken, fázishatárokon - pl. víz felületén - egyrétegű (monomolekuláris) hártyákat képeznek. A folyadékban kolloid méretű micellákat képeznek, sőt képesek kettős rétegben elhelyezkedve ún. liposzómákat kialakítani A sejt belső része, a citoplazma, és a sejt környezete is vizes alapú, tehát poláris. Emiatt a sejthatáron a f oszfatidok apoláris részei kiszorítják a vizet maguk közül, az apoláris részek egymással szembefordulva kettős réteget alakítanak ki, és a biológiai membránok alapját képezik. A liposzómák kettős foszfatidrétege

hasonló a sejtmembránhoz. Ezt használják ki a kozmetikai cégek a liposzómás krémek készítésekor. A liposzómák üregébe építik be a hatóanyagot, majd ezt a liposzóma - könnyen létesítve kapcsolatot a sejtmembránnal - juttatja be a bőr sejtjeibe. A NEM HIDROLIZÁLHATÓ LIPIDEK A szteroidok kiindulási vegyülete, alapváza a szteránváz. A szteránváz alapja a gonán, melyet három hat- és egy ötatomos kondenzált gyűrű alkot. A vázhoz kapcsolódó oldalláncok, funkciós csoportok változatos sajátságú típusokat alakítanak ki. A koleszterin a foszfatidokkal együtt a biológiai membránok alkotója, fokozza a hártyák merevségét. A D-vitamin a normális csontosodáshoz szükséges zsírban oldódó vitamin, melyet a szervezet előanyag (ergoszterin) formájában vesz fel, és a bőralja zsírszövetébe raktározódva a napfény UV-sugarainak hatására válik aktív vitaminná. Az epesavak a májban képződnek, az epe alkotójaként a

tápanyagként bekerült lipidek emészthetőségét segítik. (25.1) A zsírok felületi feszültségét csökkentik, így azokat apró cseppekké alakítva megnövelik a felületüket, lehetőséget biztosítva a lipáz (a zsírokat hidrolizáló) enzimnek a lipidek emésztéséhez. Szerepet játszanak e molekulák felszívásában és a lipidbontó enzim aktiválásában is. 24.1 Zsírsav (1), neutrális zsír (2) és a lecitin (3) molekulájának szerkezete Sok hormon is a szteránvázas vegyületek közé tartozik. Ezek a mellékvesekéregben (pl aldoszteron, kortizon) és az ivarmirigyekben (ösztrogének, progeszteron, tesztoszteron) termelődnek. Fontos szerepük van a belső környezet szabályozásában és a két nem közötti eltérések kialakításában. Képzésük a koleszterinből indul ki A növényekben termelődő szteroidokat gyógyszerként használhatjuk (digitonin). (25.1) Az ötszénatomos izoprén (2-metil-1,3 butadién) különböző számú

molekulájának összekapcsolódásával alakulnak ki az illat- és színadó vegyületek, a t erpének és a karotinoidok. A karotinoidok a növényekben és az állatokban is megtalálhatók. A molekulákban a sok konjugált kettőskötés p-elektronjai delokalizálódnak, így a látható fény fotonjai képesek gerjeszteni. Az elnyelt, illetve kisugárzott energia miatt a molekulák színesek, a szín a sárgától a vörösig változik. A likopin a p aradicsom termésének piros színéért felel, míg a karotin a s árgarépa karógyökerének narancssárga színét adja. A növények fotoszintézisében is fontos szerepe van a karotinnak és oxidált származékának, a sárga xantofillnak. A levelek színtestjeiben a karotinoidok a fényenergia megkötésében, illetve a klorofillok védelmében játszanak szerepet. A szerv elszáradása során a zöld klorofill lebomlik, és egyéb színes vegyületek (antociánok) alakulnak ki. Az eközben kialakuló változatos színek

között láthatóvá válnak a karotinoidok is. Az idő előrehaladásával a karotin eloxidálódik, a levél lassan megsárgul. A karotinoidok közé tartozik az állati és az emberi szervezet számára fontos néhány zsírban oldódó vitamin is. Az A-vitamin bőrvédő hatású, és a szem látóbíborának, a rodopszinnak az alkotásában vesz részt. Karotinszármazék a véralvadási fehérjék (pl. protrombin) képzésében nélkülözhetetlen szerepet játszó K-vitamin, és az E-vitamin is. A lipidek kimutatása az oldékonysági sajátságuk alapján történik. Az apoláris tulajdonságú, ugyanakkor piros színű szerves festék, a Szudán III. a sejtben, vagy oldatban ott halmozódik fel, ahol apoláros a közeg. A piros szín megjelenése utal a lipidek elhelyezkedésére A karotinoidokat antimon-triklorid kloroformos oldatával mutathatjuk ki. Az Sb3+-ion bekapcsolódik a karotinoidba és megváltoztatja a delokalizált elektronrendszer fényelnyelését, ami kék

szín megjelenését eredményezi. 25.1 Szteránvázas vegyületek ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért apolárisak általában a lipidek? 2. Miért jó tartaléktápanyag a lipid? 3. Mi a hasonlóság és a különbség a neutrális zsírok és a foszfatidok között? 4. Miért képezhet határhártyákat foszfatidok tömege? 5. Milyen tulajdonságú festékkel mutathatjuk ki a neutrális zsírok jelenlétét? 6. Mi eredményezi a szteroidok nagy változatosságát? 7. Miért veszélyes, ha sok koleszterin kerül a biológiai membránba? 8. Milyen biológiai szerepet tölthet be egy szteroidmolekula? 9. Miért színesek a karotinoidok? 10. Miért nem hidrolizálhatók a karotinoidok? AFEHÉRJÉK A sejt fehérjéit aminosavak építik fel. Az aminosavak amino- és karboxilcsoportot tartalmazó szerves, kisméretű molekulák. (261) Vizsgáld meg a 26.1 ábrán a fehérjéket felépítő 20-féle aminosavat Mi a közös bennük? Aminosavak: amino- és karboxilcsoportot tartalmazó

molekulák. a-aminosav: a lánc a-szénatomjához kapcsolódik az aminocsoport. Az aminosavak bázikus amino- és a savas jellegű karboxilcsoportja vizes oldatban, de kristályosítva, szilárd állapotban is ikerionos szerkezetűvé alakul: az aminocsoport pozitív, a karboxilcsoport negatív töltésű. Az aminosavak ezért szobahőmérsékleten ionos jellegű rácsot kialakítva szilárd halmaz- állapotúak. Amfoterek, protont képesek felvenni, illetve leadni A glicint kivéve az a-aminosavak rendelkeznek legalább egy kiralitáscentrummal (az aszénatom). A fehérjéket felépítő aminosavak L-konfigurációjúak, ellentétben az élő szervezet szénhidrátjaival. Az a-aminosavak mellett az élő szervezetben fontos szerepe van a balaninnak (a koenzim-a molekulában), és a g-amino-vajsavnak (GABA), mint az idegrendszer ingerületátvivő molekulájának. A természetes eredetű fehérjék a-aminosavai amidkötéssel, peptidkötéssel kapcsolódnak össze. Az egyik aminosav

karboxilcsoportja a másik aminosav aminocsoportjával vízkilépéssel kapcsolódik. Korlátlan számú monomer kötődhet egymáshoz, így polimer molekulák, polipeptidek alakulnak ki. A fehérjék sajátságos térszerkezetű polipeptid óriásmolekulák. (271) 26.1 A 20-féle aminosav Polipeptid: sok aminosavat tartalmazó molekula (pl. inzulin, glukagon, hormonok) Fehérje: a jellegzetes térszerkezettel rendelkező, sajátságos működésű polimer makromolekula. Az építőegységek (aminosavak) összekapcsolódási sorrendje egyediséget kölcsönöz az adott fehérjének. Az aminosavsorrend a polipeptidlánc elsődleges szerkezete Az átlagos méretű fehérje kb. 100 -300 aminosavból áll Ha egy 300 egységből felépülő fehérjében mind a húszféle aminosav előfordulhat, akkor 20300 db különböző aminosavsorrend alakulhat ki. Ez hatalmas változatosságot eredményez A kémiának külön ága - a peptidkémia - foglalkozik a peptidek, a fehérjék kémiai

tulajdonságaival. Az elsődleges szerkezet meghatároz egy térszerkezetet (lánckonformációt), melyet a polipeptidlánc igyekszik felvenni. Az elvileg végtelen sok elrendeződési lehetőség közül a természetben egy adott fehérje csak egy vagy néhány konformációban fordul elő. Ennek oka az összekapcsolódott aminosavak oldalláncainak nagysága és töltése, valamint a környezet kémhatás, hőmérséklet, az ionok koncentrációja - viszonylagos állandósága. A fehérjék lánckonformációja több szinten alakul ki. A másodlagos szerkezet a polipeptidlánc rövidebb-hosszabb részeinek térbeli elrendeződését jelenti. Viszonylag monoton, ismétlődő egységekből kialakuló szerkezete leggyakrabban az a-hélix, illetve a b -redő. Ezeket a szerkezeteket a peptidkötések atomjai között kialakuló másodrendű kötések (főleg hidrogénkötések) tartjákfenn. Az a-hélixre a s pirális szerkezet, a b -redőre az egymás mellé hullámpapírszerűen

rendeződött láncrészek jellemzőek. Bizonyos aminosavak (pl. Glu, Ala, Leu, His) előfordulása kedvez az a-hélix kialakulásának Az aminosav-alapláncok (-NH-CH-CO-) sora - felülről lefelé haladva - az óramutató járásának megfelelő irányban spirálisan rendeződik, vagyis jobbcsavarodású. Egy csavar 3,6 aminosavat tartalmaz, ami miatt a peptidkötések kissé elcsúsztatva kerülnek egymás fölé. Így az egyik peptidkötés oxigénje (karbonil) a föléje kerülő másik -NH (imino)- részletével alakít ki hidrogénkötést, amivel rögzíti a spirált. Az oldalláncok sugár irányban a spirálból kifelé helyezkednek el. A b-redő (főleg Met, Val, Ile, Cys többlet esetén) cikcakkos fonal formájában rendeződik el úgy, hogy polipeptidlánc-szakaszok rendeződnek egymás mellé. Ebben az esetben is a peptidkötések közötti H-kötések rögzítik a szerkezetet. A prolin aminosav lánctörő. Azzal, hogy az oldallánca az alaplánccal kötést

létesít, egyik szerkezet kialakításában sem vehet részt. A fehérjék harmadlagos szerkezetét a teljes polipeptidlánc további térbeli elrendeződése adja. Ez gyakorlatilag a másodlagos szerkezeti elemek egymáshoz viszonyított elrendeződését jelenti. 27.1 A peptidkötés kialakulása és bomlása 27.2 A fehérjék szerkezete A lánckonformációt másodrendű és elsőrendű kémiai kötések rögzítik. Az apoláris oldalláncú aminosavak van der Waals-kötésekkel kapcsolódnak össze (pl. a Leu és Ala oldallánca), kiszorítva maguk közül a vizet. Egyes oldalláncok képesek hidrogénkötések kialakítására is (pl. a S er-Tyr között) A savas és a bázikus aminosav-oldalláncok között a protonvándorlás miatt ionos kötések (pl. Asp-Lys) jöhetnek létre, sőt két cisztein aminosav -SH-csoportja kovalens kötést (diszulfidhíd) képes kialakítani. (281) A harmadlagos szerkezet jellegzetes megjelenési formája a globuláris szerkezet. A globuláris

forma gömbszerű térkitöltésű. A lánc teljes hosszában azonos másodlagos szerkezetű molekulák szálas alakot is felvehetnek. Az ilyen molekulákat fibrilláris fehérjéknek nevezünk Gyakran több fehérjelánc (alegység) alkot egy működő fehérjét. Ilyen esetben az összekapcsolódó két vagy több alegység egymáshoz viszonyított helyzete is jellemzi a fehérjét. A több polipeptidláncból felépülő fehérjék esetén a láncok egymáshoz viszonyított helyzete adja a n egyedleges szerkezetet, melyet az aminosav-oldalláncok közötti kötések stabilizálnak. A fehérjéket hidrolizálva aminosavak keletkeznek. A csak aminosavakból felépülő molekulák az egyszerű fehérjék (proteinek). A fehérjék többségét bontva nemcsak aminosavak keletkeznek, hanem egyéb, nem fehérje molekularészletek is felszabadulnak. Ezek az összetett fehérjék (proteidek). A nem fehérje rész igen változatos megjelenésű Ilyen a hem a hemoglobinban, vagy a

redoxi-reakciókat segítő citokróm-c molekulában, vagy a tej tartalékfehérjéje, a kazein, amely foszfátcsoportot tartalmaz. A név utal a nem fehérje részre: nukleoproteid (a nem fehérje rész nukleotid típusú), lipoproteid (a nem fehérje rész lipid), glükoproteid (a nem fehérje rész szénhidrát) stb. De beszélünk kromoproteidekről (színes vegyületek, pl. a szemünk látásban fontos fehérjéje, a rodopszin), metalloproteidekről (fémion, pl. a fotoszintézis egyik enzimje, a ferredoxin) Egyszerű fehérjék (proteinek): csak aminosavakra hidrolizálható fehérjék (pl. kollagén, aktin, ribonukleáz, fibrinogén stb.) Összetett fehérjék (proteidek): szerves vagy szervetlen nem fehérje részt is tartalmazó fehérjék (pl. mioglobin, mucin, kazein stb) A mioglobin az izmok oxigéntároló fehérjéje. A fehérjelánchoz kapcsolódik egy nem fehérje természetű rész, a piros színű hem. A hem alapját négy pirrolgyűrű összekapcsolódásával

kialakuló porfirinváz és vas(II)ion alkotja (28.2) A porfirinváz konjugált kettőskötésrendszerrel rendelkezik, amely a delokalizáció miatt könnyen gerjeszthető 28.1 A lánckonformációt biztosító kötések (vázlat és képlet) 28.2 A hem és a mioglobin A Fe2+ a porfirinváz nitrogénjeihez kapcsolódik, de a vasionon keresztül kötődik hem is a fehérjelánchoz. A koordinatív kötések lehetővé teszik, hogy az oxigénmolekula is a vashoz kötődjön. Így képes a mioglobin oxigént tárolni az izomban Mivel a molekulát csak egy fehérjelánc építi fel, a mioglobin nem rendelkezik negyedleges szerkezettel. A vörösvérsejtek fehérjéinek döntő többségét a negyedleges szerkezettel is rendelkező hemoglobin adja. A molekula négy alegységből áll, melyek egyenként hasonlítanak a mioglobinhoz. Minden alegységhez van egy-egy hem, amely az oxigénszállításban részt vesz (29.1) A négy egység kapcsolódása adja a molekula negyedleges szerkezetét,

mely a működését is befolyásolja. A térszerkezet kialakításában tehát az aminosavak (peptidkötések, oldalláncok) a meghatározóak. A kötések csak akkor jöhetnek létre, ha olyan oldalláncú aminosavak kerülnek egymáshoz közel, amelyek képesek egymással kapcsolódni. Így az aminosavsorrend, az elsődleges szerkezet a meghatározója a térszerkezetnek, a lánckonformációnak. Az elsődleges szerkezet megváltozása tehát a fehérje térszerkezetének, s ezzel tulajdonságának módosulását eredményezi. Tehát egyetlen aminosav megváltozása is jelentős hatással lehet a fehérje térszerkezetére, s így a működésére. Jól szemlélteti ezt a sarlósejtes vérszegénység (293) kialakulása A betegben szabálytalan (legtöbbször sarló) alakú vörösvérsejtek alakulnak ki. Ezek könnyen összeakadnak, összecsapódnak, s elzárják a vékony ereket. Gyakran az oxigént sem képesek szállítani, ami a b eteg halálához vezet. A betegség

kialakulása a v örösvértest hemoglobinjának hibája miatt következik be. A felnőtt ember hemoglobinjának négy fehérjeláncát (két a- és két b-lánc) összesen 576 aminosav alkotja. A sarlósejtes vérszegénységet okozó hiba mindössze egyetlen aminosav helytelen beépülése miatt következik be: az eg yik b-lánc 6. beépülő aminosava glutaminsav helyett valin. 29.1 A hemoglobin 29.2 A fehérjék csoportosítása szerkezet szerint 29.3 Normális (1) és sarló (2) alakú vörösvérsejtek A térszerkezetet biztosító kötések többnyire másodrendűek, tehát gyenge kötőerőt jelentenek. Nem véletlen, hogy a fehérjék nagyon érzékenyek a k örnyezet változására, a f eladatuknak megfelelő módon és mértékben működni csak optimális körülmények között képesek. A másodrendű kötések nagyon érzékenyek a hőváltozásra, a mechanikai hatásokra, de a hidrátburok meglétére is. A kémhatás változása az ionos kötéseket is tönkreteheti

Mindezek, sőt egyes anyagoknak (ionoknak, "mérgező" anyagoknak) a láncra gyakorolt hatása okozhatja a térszerkezet megváltozását, ezzel a működés módosulását, megszűnését, vagyis a denaturációját. Ahatások gyakran még a fehérje kolloid állapotát is megszüntetik, a f ehérje nemcsak denaturálódik, hanem koagulálódik is. Denaturáció: a fehérjék térszerkezetének olyan megváltozása, melynek eredményeként megszűnik a biológiai aktivitás. Koaguláció: a kolloid állapot durva diszperz rendszerré alakul (kicsapódás). Mind a denaturáció, mind a koaguláció - a változást okozó hatástól függően - lehet visszafordítható (reverzibilis), vagy visszafordíthatatlan (irreverzibilis). A fehérjék alapvető molekulái az élő rendszernek. Bár energiatartalmuk megegyezik a szénhidrátokéval (17,2 kJ/g), elsődleges szerepük mégsem az energiatárolás és -szolgáltatás. Határtalan változatosságuk, specifikusságuk az

élet számos kis részletében megjelenik, hasznosul. Vannak közöttük az élőlények szerkezetét meghatározó fehérjék (elasztin, szaru), a folyamatokat befolyásoló biokatalizátorok (enzimek), hormonok, szállítóanyagok. Az élőlény mozgását is fehérjék biztosítják, és a védekezésben is nélkülözhetetlenek. 30.1 A fehérjék csoportosítása különböző szempontok szerint 30.2 A fehérjék denaturációja 31.1 A fehérjék és az azokat felépítő elemek kimutatása Az egyik leggyakrabban használt módszer a fehérjéket telepítő aminosavak szétválasztására a kromatográfia. A módszer alapja, hogy a szétválasztandó vegyületkeverék anyagai különböző megoszlást mutatnak egy nagy felületű álló fázis és az azon átáramló mozgó fázis között. A hordozó, álló fázis papír, gél és más is lehet, míg a mozgó fázis legtöbbször folyadék, valamilyen oldószer. Az álló fázisra csepegtetjük a szétválasztandó keverék kis

mennyiségét, majd végigfuttatjuk a mozgó fázist. A minta anyagai tulajdonságai alapján hosszabb-rövidebb utat tesznek meg, így a szilárd fázis különböző helyein gyűlnek össze. A 32.1 á brán láthatod a kétdimenziós papírkromatográfia módszerét Miért választhatók el jobban a felvitt keverék anyagai? 32.1 A papírkromatográfia 32.2 Papírkromatográfiás felvétel 1. cukor-foszfát 2. cukor-foszfát 3. glicerinsav-foszfát 4. trióz-foszfát 5. aszparaginsav 6. almasav 7. szacharóz 8. glicin 9. szerin 10. alanin 11. glikolsav ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mi eredményezi a fehérjék változatosságát? 2. Mi jellemzi a peptidkötést? 3. Miért érzékeny a legtöbb fehérje a környezet változásaira? 4. Miért mérgezőek a higanyvegyületek? 5. Milyen szempontból csoportosíthatjuk a fehérjéket? 6. Mi történik az aludttej kialakulásakor a tejben? Miért? 7. Keress különbséget egy poliszacharid és egy polipeptid molekula között! 8. Ismertesd

a fehérjék specifikusságát! A NUKLEOTID TÍPUSÚ VEGYÜLETEK Az élő rendszereket alkotó molekulák egy másik csoportjának közös jellemzője, hogy alapvegyületük nukleotid. Ez az egység maga is összetett vegyület, hiszen egy szerves bázis (egy nitrogéntartalmú heterociklusos molekula), egy öt szénatomos monoszacharid, pentóz (ribóz vagy dezoxiribóz) és egy foszforsav alkotja. A bázis a pentóz 1, a foszforsav pedig az 5. Szénatomját észteresíti (331) A nukleotidban két molekula szénlánca található. A kémiában megállapodás szerint a pentóz szénatomjainak számozásakor - megkülönböztetésül - vesszőindexet használnak. A nukleotidok származékai nagyon fontos szerepet töltenek be az élő rendszer működésében. A kisebb méretű vegyületek az alapvető biológiai folyamatok nélkülözhetetlen résztvevői: egyrészt a sejt anyagcsere-folyamataiban az energiatovábbítás és -tárolás központi vegyületei, másrészt az élő

rendszer kémiai reakcióit katalizáló enzimek alkotórészei (kofaktor). Sok nukleotid összekapcsolódásával pedig makromolekulák, nukleinsavak jönnek létre, melyek a biológiai információtárolás és -átadás feladatát látják el a sejtben. A KISEBB MÉRETŰ NUKLEOTIDSZÁRMAZÉKOK A nukleotidok gyakran trifoszfátok formájában találhatók meg a sejtben, vagyis a nukleotidhoz további foszfátcsoportok kapcsolódnak. A trifoszfátok a foszfát-csoportok közötti nagy energiájú (makroerg) kötéseivel a s ejtek energiaközvetítő vegyületei. Közülük a legfontosabb az ATP (adenozin-trifoszfát), amely nélkülözhetetlen minden élő sejt anyagcseréjében. Felépítését a 332 ábra mutatja Az energiaigényes folyamatok során hidrolizálódik az ATP foszfátjai közötti kötés, a felszabaduló energia jelentős része pedig felhasználódik a lezajló folyamatban. Egy energiafelszabadulással járó biokémiai reakció esetén ATP keletkezik az ADP

(adenozindifoszfát) és a foszforsav kondenzációjával. A kötés a biokémiai reakció energiájával alakul ki. Nagy energiájú (makroerg) kötés: 25 kJ/molnál több energiát tartalmazó kémiai kötés. 33.1 A nukleotidok felépítése 33.2 Az ATP molekulája A trifoszfátok jelentős részében a pentózmolekula ribóz. Csak a DNS nukleotidjaiban van dezoxiribóz. Ezek a nukleotidok is trifoszfátokká alakulnak a DNS képződésekor, közvetlenül biztosítva az energiát a polinukleotid lánc kialakulásához. A többi nukleotid típusú vegyületben, így az RNS nukleotidjaiban is mindig ribózt találhatunk. A nukleotidok származékai az energiaforgalom mellett fontos szerepet töltenek be az anyagforgalomban is, hiszen az anyagok átalakítását végző enzimek segítői, ún. kofaktorai Közös jellemzőjük, hogy a nukleotid mellett vitamin jellegű csoport is megtalálható bennük. ANAD+ (nikotinamid-adenin-dinukleotid) két ribóztartalmú nukleotidból

épül fel, melyekben egy adenin és egy piridinvázú nikotinamid a szerves bázis. (341) Feladata a hidrogén szállítása a lebontó, energiafelszabadító folyamatokban. Mindössze egy foszfátcsoporttal tartalmaz többet a NADP+, amely a hidrogénszállítást a felépítő folyamatokban végzi. Az eltérés azt eredményezi, hogy más fehérjékkel képes összekapcsolódni. Mindkét molekula azonos módon működik: NAD(P)+ + 2H (r) NAD(P)H + H+, vagyis a NAD(P)+ redukálódik, míg a fordított reakcióban a NAD(P)H oxidálódik. A molekula nikotinamid részére kötődik 2 elektron és egy proton, míg a másik proton a molekulával együtt mozog a közegben. (342) A koenzim-A felépítése és működése a 34.4 ábrán látható A molekulában megfigyelhető a nukleotid és a vitamincsoport. A koenzim-A -SH csoportjához bármilyen acilcsoport bekapcsolódhat, amelyet más helyen képes leadni. Leggyakrabban az acetilcsoport (acetilCoA) szállítását végzi Ez a molekula

mind a lebontó, mind pedig a felépítő folyamatok központi vegyülete. 34.1 A NAD+ és a NADP+ 34.2 A NAD+ hidrogénszállítása 34.3 A koenzim szerepe a biokémiai folyamatokban 34.4 A koenzim-A és működése NUKLEINSAVAK A nukleinsavak polinukleotidok, vagyis sok, akár több millió nukleotid kondenzációjával létrejövő makromolekulák. A nukleotid-monomerek egymással 5-3-foszfodiészter kötéssel kapcsolódnak össze. A kialakuló lánc gerincét az egymást követő .pentóz-foszfát-pentóz-foszfát sor alkotja, melyhez oldalláncként tartoznak a bázisok. A pentóz elhelyezkedése ad irányt a polinukleotidláncnak (5- 3 vagy 3- 5). A nukleinsavaknak két típusa - a dezoxiribonukleinsav (DNS) és a ribonukleinsav (RNS) alakult ki az evolúció során. Mindkettő 4-4-féle nukleotid polimerje. A különbséget egyrészt a nukleinsav nevét adó pentóz minősége adja, hiszen a DNS-ben dezoxiribóz, míg az RNS-ben ribóz található. A két makromolekula

bázisaiban közös, hogy a purin vázú adenin (A) és a guanin (G), valamint a pirimidin vázú citozin (C) mindkettőben megtalálható. A negyedik bázis is pirimidin vázú, de a DNS-ben timin (T), az RNS-ben az egy metilcsoporttal kevesebbet tartalmazó uracil (U) található. (351) A pirimidin váz egy hatos gyűrű, két nitrogénnel. Apurin alapváza kilencatomos, egy hatos (pirimidin-) és egy ötös (imidazol-) gyűrű kondenzálódása, mely négy nirogénatomot tartalmaz. Az azonos alapvázú bázisok az oldalláncokban, a funkciós csoportokban térnek el egymástól. A nukleinsavak elsődleges szerkezetét a nukleotidok kapcsolódási sorrendje adja. Miért mondhatjuk, hogy a bázisok sorrendje adja a polinukleotidlánc elsődleges szerkezetét? A nukleinsavak elsődleges szerkezete: a nukleotidok (bázisok) sorrendje a polinukleotid láncban. A dezoxiribonukleinsav (DNS) sok ezer nukleotid összekapcsolódásával létrejött kettős polinukleotid láncból áll. A

két láncot a cukorfoszforsav- lánchoz kapcsolódó bázisok között kialakuló hidrogénkötések kapcsolják össze. Megfigyelhető szabályszerűség, hogy adeninhez mindig timin, a guaninhoz mindig citozin kapcsolódik és viszont. Mivel egy kilencatomos purinvázú molekulával mindig egy hatatomos pirimidinvázú bázis kötődik, így a két lánc párhuzamos lefutású. (352) Ahogy a kapcsolat, úgy a hidrogénkötések száma is a bázisok kémiai felépítéséből következik. Az adenin és a timin között kettős, a guanin és a citozin között hármas hidrogénkötés alakul ki. (Mivel az RNS-ben lévő uracil szerkezete közel áll a timinhez, így az adenin-uracil kapcsolat is kettős H-kötéssel jön létre). A bázisoknak ez a szabályos kapcsolódása azt eredményezi, hogy a két polinukleotid-lánc nem egymás tükörképe, hanem egymás kiegészítője (komplementere). 35.1 A nukleinsavak bázisai 35.2 A DNS szerkezete A bázispárosodás szabálya: a

nukleinsavakban a bázisok kapcsolódása természetes viszonyok között: G o C, A = T, A = U. A hármas hidrogénkötés jóval erősebb (-21 kJ/mol), mint a kettős (-5 kJ/mol), ami befolyásolja a DNSszakasz stabilitását. Minél több egy molekularészletben a G o C pár, annál erősebben kötődik a két lánc egymáshoz. A DNS-ben a két lánc ellentétes lefutású (antiparalel elhelyezkedésű). A szálak irányát a pentóz helyzete szabja meg. Ez a szerkezet a térben rendeződik. Kialakul a kettős a-hélix, vagyis az egymásra csavarodott, összekapcsolt két polinukleotid lánc. (362) Mivel a bázisok hidrogénkötéseit apoláris hatások is befolyásolják, így a bázisok befelé fordulnak. Egy fordulat 10 bázispárból áll, hossza 3,4 nm A molekula erősen savas kémhatású, és mint a legtöbb makromolekula, anionként található meg a sejtben. A két lánc hőhatásra vagy a kémhatás változására elválhat egymástól. Az eredeti viszonyok

visszaállásával azonban a m olekula visszanyeri az eredeti szerkezetét, hiszen a H -kötések kialakulása alacsonyabb energiaszintet eredményez benne. ADNS hatalmas mérete miatt térben további rendezettséget vesz fel: felcsavarodik. Ezt nevezzük szuperhélix szerkezetnek. A DNS ebben az állapotban jóval kisebb helyen elfér, ráadásul védettebb is a különféle hatásoktól. (361 36.1 A DNS térszerkezete 36.2 A prokarióta DNS szuperhélixének kialakulása Az eukarióták DNS-e fehérjékhez kötődik. Ezek a fehérjék bázikus jellegű, ún hisztonfehérjék. A hisztonfehérjék a prokariótákból hiányoznak A hisztonmolekulákból 8 db egy hisztonmagot alkot, amelyre a DNS kétszeresen, egy kb. 140 bázispárnyi hosszúságú szakaszával feltekeredik. Egy fehérjemolekula pedig kívülről rögzíti a DNSszakaszt. Így kialakul a nukleoszóma Egy DNSmolekulán nagyon sok ilyen nukleoszóma alakul ki, melyeket átlagosan kb. 50 bá zispárnyi DNSszakaszok

kötnek össze, így egy gyöngysorhoz hasonló struktúra keletkezik. (372) A DNS-ről 1869-ben Friedrich Mischer német orvos írt először. A gennyben talált sejtekben egy foszforban gazdag, de ként nem tartalmazó anyagot talált. Az örökítő anyag létéről bizonyítékot először F. Griffith (1928) angol bakteriológus szolgáltatott: a tüdőgyulladás kórokozójának két változatát fedezte fel: a betegséget okozó tokot termelő ún. S-vátozatot, és a ritkább, tokot létrehozni képtelen - betegséget nem okozó - R-változatot. Kísérletei során felfedezte, hogy az R-változat S-változattá alakítható (transzformálható). A kísérlete során 1. élő S-variánst oltott be az egérbe (r) az egér megbetegedett és elpusztult; 2. élő R-variánst oltott be az egérbe (r) az egér életben maradt; 3. hővel elölt S-variánst oltott be az egérbe (r) az egér életben maradt; 4. élő R-variánst összekevert hővel elölt S-variánsokkal, ezt oltotta

egerekbe (r) az egerek többsége megbetegedett és elpusztult. (Az egerekből élő S-változatokat tenyészthetett ki!) Mit bizonyít még ez a kísérlet az örökítő anyagról? O. Avery és munkatársai (1944) ezt a kísérletet továbbfejlesztve (a hővel elölt S-baktérium különböző anyagait egyenként enzimekkel emésztette, és így juttatta élő R-rel együtt az egérbe) bizonyították, hogy az átörökítésért nem a sejtmag fehérjéi, hanem a dezoxiribonukleinsav a felelős. Hershey és M. Chase radioaktív izotópot használt a bakteriofág DNS-ének és fehérjéjének jelölésére. Külön kísérletben használva az izotópokat, a 32P a nukleinsavba, a 35S izotóp a fág fehérjéjébe épült be. (371) Hogyan tudták bejuttatni az izotópot a bakteriofágba? A jelölt vírusokkal megfertőztek izotópmentes baktériumokat. Ismeretes volt, hogy a baktériumba csak a vírus örökítő anyaga jut be, a fehérjéje nem. A fertőzést követően

centrifugálással elválasztották a megfertőzött baktériumokat a vírusok kívül maradt fehérjeburkától. Megvizsgálták a baktériumokat, és azt tapasztalták, hogy azok a baktériumok váltak radioaktívan sugárzóvá, amelyeket a foszforizotópot tartalmazó vírusokkal fertőztek meg. Mit tudtak meg a vírusról a kísérlettel? 37.1 Az örökítő anyag létének bizonyítása 37.2 A nukleoszómák A bázisösszetételt vizsgálva E. Chargaff írta le, hogy a DNS-molekulákban a purin/pirimidin arány egy. A szerkezet megismeréséhez jelentősen hozzájárultak M H F Wilkins és R Franklin DNS-ről készített röntgendiffrakciós felvételei is (38.1) Felhasználva az összegyűlt ismereteket F. H C Crick és J D Watson 1953-ban ismertették a DNS térszerkezetimodelljét Felfedezésükért - melyet azóta egyre több bizonyíték igazolt - Nobel-díjat kaptak Ma már tudjuk, hogy a dezoxiribonukleinsav felelős az élő rendszerek (és a vírusok) tulajdonságainak

utódokra történő átörökítéséért, és az élőlény tulajdonságainak meghatározásáért. DNS: az élő rendszer örökítő anyaga és a fehérje képzésének közvetett irányítója (feladata az információtárolás és -továbbítás). A ribonukleinsavak (RNS) biológiai feladata a DNS-ben tárolt információnak a fehérjeképzés helyére történő továbbítása és a fehérjeszintézis közvetlen megvalósítása. (Egyes vírusoknál örökítő anyagként is szerepelhet, sőt a ribozimek biokatalizátorként is működhetnek.) RNS: a fehérjék képzését közvetlenül biztosító nukleinsavak (molekulái az örökítő anyag információját továbbítják a fehérje képzéséhez, és részt vesznek a fehérjeszintézisben). Típusai: - hírvivő RNS; - szállító-RNS; - riboszóma-RNS; - ribozim stb. Felépítésükre jellemző, hogy tömegük jóval kisebb, mint a DNS-é, rövidebbek, és csak egy polinukleotid-lánc alkotja a molekuláikat. Pentózuk

a ribóz, melyhez adenin, guanin, citozin vagy uracil kapcsolódhat. A térszerkezetüket az elsődleges szerkezet, vagyis a bázissorrend alapvetően megszabja, hiszen a polinukleotid-lánc visszahajolhat, és az egyes láncrészletek amennyiben egymás kiegészítői (komplementerei) - bázispárokat képezve hidrogénkötéssel kapcsolódhatnak össze. (382) Az RNS-nek méretben és működésben is több típusa alakult ki. A DNS információjának a közvetítője a hírvivő RNS (mRNS, messenger RNS). 38.1 A DNS röntgendiffrakciós képe 38.2 A ribonukleinsav szerkezete A legkisebb méretű az aminosavat a fehérjeszintézis színhelyére juttató szállító-RNS (tRNS, transzfer- RNS).Asejt citoplazmájában legnagyobb menynyiségben előforduló, egyben a legnagyobb méretű ribonukleinsav a fehérjeszintézis színhelyét adó riboszómában található riboszóma-RNS (rRNS). Vizsgáld meg, milyen különbség van a DNS és az RNS között - a bázisokban? - a pentózban? - a

molekula felépítésében? - a térszerkezetben? Melyik RNS-molekula térszerkezete lehet a legbonyolultabb felépítésű? Miért? A tRNS-t oldható, az mRNS-t labilis RNS-nek nevezték felfedezésük időszakában. Elnevezésükkel vajon milyen tulajdonságukra utalhattak? 39.1 Az RNS osztályozása 39.2 Szállító-RNS-molekula vázlata ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért fontosak az anyagcserében a trifoszfátok? 2. Miért fontosak a vitaminok az anyagcserében? 3. Miben hasonlít az ATP, a NAD+ és a koenzim-A molekula? 4. Milyen szerepe van a koenzimeknek? 5. Vizsgáld meg, összekapcsolódhat-e két nukleotid a megismert szabálytól eltérően! 6. Kialakulhat-e a polinukleotid-lánc hidrolízisekor adenozin-3-foszfát (az adenin tartalmú nukleotidban a 3 szénatomon van a foszfát-csoport), illetve adenozin-2-foszfát? 7. Melyik molekulára igaz az A + G = C + X (T vagy U)? És az A + X (T vagy U) = C + G? 8. Milyen kötések fordulnak elő az RNS-ben? 9. Milyen szerepe van

a DNS-nek, illetve az RNS-nek? 10. Ellentmondásban van-e az energiamegmaradás elvével az ATP-ből AMP, illetve ATP-ből ADP képződés során felszabaduló energia különbsége (vagyis ugyanolyan szerkezetű kémiai kötés szakad fel, azonos szintű energiaváltozás)? ASEJT A Földön megtalálható minden élőlény - függetlenül attól, hogy prokarióta vagy eukarióta az organizmus - sejtes szerveződésű. EMLÉKEZZ! Sejt: az élővilág legkisebb önálló életre képes egysége. Prokarióta: olyan sejt vagy élőlény, melynél a sejt nem tartalmaz elkülönült sejtmagot. Eukarióta: olyan sejt vagy élőlény, melynél a sejt tartalmaz elkülönült sejtmagot, és fejlett önálló belső membránrendszere (maghártya, ER, mitokondrium stb.) van A PRO- ÉS EUKARIÓTA SEJTEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA Az élővilág sejtes szerveződésének ősibb típusaként a prokarióta sejtek jelentek meg. Ezek mérete kisebb, felépítése egyszerűbb. A sejtfalon és a sejthártyán

belül csak egy közös reakcióterű citoplazma található, hiányzik az önálló belső membránrendszer. Az örökítő anyag - egy gyűrű alakú DNS-molekula - szabadon, diffúzan található meg a sejt alapállományában. Az eukarióta sejtben - mivel a bennük kialakult sokféle sejtalkotó számtalan reakcióteret alakít ki - hatékonyabb anyagcsere megy végbe. Az evolúció során ez biztosította a nagyobb méretet, a további differenciálódást. 40.1 A prokarióta és az eukarióta sejtek összehasonlítása A méretnövekedés tette lehetővé az eukarióta sejt számára, hogy a lassabban növekedő prokarióta sejteket bekebelezve létrejöjjön a mitokondrium és a színtest is. Változatosabb működési formák alakulhattak ki, és a sejtek közötti kapcsolatok, az információáramlás fejlődésével a többsejtű élőlény fennmaradása és elterjedése következhetett be. A sok sejt együttműködése pedig újabb lehetőségeket nyitott az élővilág

fejlődéséhez. Az eukarióta sejt mérete fél mikrométertől több centiméterig terjed. Fénymikroszkóppal vizsgálva csak néhány sejtalkotót láthatunk (sejthártya, sejtmag, sejtfal, esetleg a kromoszóma), de az elektronmikroszkópos képen számos egyéb sejtalkotó is megfigyelhető. (41.1) A sejt alapját a citoplazma alkotja, melynek 80%-a víz. Mégsem folyékony, hiszen a benne található anyagok kocsonyássá teszik. Ez elsősorban a fehérjéknek köszönhető A citoplazma fehérjeszálai és -csövei egymással és a vízzel összekapcsolódva egy állandóan meglévő, ugyanakkor - a gyenge kötőerők miatt - folytonosan változó hálózatot, sejtvázat alakítanak ki. Fontos szerepe van a citoplazma anyagainak mozgatásában és a belső rendezettség biztosításában. A molekulák méretéhez képest a ci toplazma hatalmas térfogatú. A benne lezajló számos biokémiai reakciósor anyagai a sejtváz (citoszkeleton) segítségével találkozhatnak. A

váz fehérjecsövei (tubulusok) az anyagoknak, sőt az egyes sejtalkotóknak a sejtplazma megfelelő helyére történő szállításában töltenek be központi szerepet, míg a sejtváz fehérjeszál-hálózata (filamentumok) igyekszik az adott helyen rögzíteni azokat, biztosítva a reakciók sorát. (412) A sejtváz egyes fehérjéinek működése - mozgatva a citoplazma nagyobb részleteit - biztosítja a sejten belüli mozgásokat és az amőboid mozgást is. A fehérjeszálak egymáshoz képest történő elmozdulása is energiaigényes, a szükséges energia az ATPből származik. A fehérjék mellett a citoplazmában kolloidként találjuk a ribonukleinsavakat is. A szervetlen ionok és kismolekulájú hidrofil szerves vegyületek (monoszacharidok, aminosavak stb.) valódi oldatként fordulnak elő. A sejtalkotók, a raktározott szemcsék (keményítő, glikogén, a fehérjetartalmú aleuron), a lipidcseppek, a növényekben a zárványok durva diszperz rendszerként

találhatók meg a citoplazmában. A citoplazma gömb alakot igyekszik felvenni, hiszen a nagy víztartalom hatására nagy a felületi feszültsége. Ugyanakkor rugalmassá teszi a sejtváz, ami a sejt környezeti hatásokhoz történő alkalmazkodását biztosítja. 41.1 A sejt fénymikroszkópos (1), szerkezeti (2) és elektronmikroszkópos (3) képe Melyik képhez tartozik a 10 mm-es lépték? 41.2 A sejtváz vázlata A SEJTMAG FUNKCIÓJA Az eukarióta sejtek névadó sejtalkotója a sejtmag (karion, nucleus). Az önálló belső hártyarendszer egy része, a sejtmaghártya, az örökítő anyagot és az ennek működéséhez szükséges egyéb tényezőket elkülöníti a citoplazma anyagaitól, ugyanakkor a sejtmag anyagcsere-folyamataihoz szükséges kiindulási vegyületek szorosan együtt, egy helyen helyezkednek el. A sejtmag szerepének bizonyítása: Az Acetabularia nevű nagyméretű egysejtű zöldmoszatok megfosztva sejtmagjuktól hamarosan elpusztultak, hiszen

anyagcseréjük megszűnt, a fejlődésük leállt. Ha viszont az eltávolított sejtmagú sejtbe hamarosan egy másik Acetabularia magját ültették, akkor a helyzet rövid idő alatt rendeződött, helyreállt az eredeti működés. (421) A sejtmaghártyán belül találjuk a maganyagot, melyet magnedvre és kromatin(állomány)ra különítünk el. A magnedv a citoplazmához hasonlóan vízben oldott kis molekulákat (ionok, monoszacharidok, nukleotidok stb.) és makromolekulákat (fehérjék, RNS-ek) tartalmaz, melyek a sejtmagban lezajló anyagcsere köztes- vagy végtermékei. A kromatin az elektronmikroszkópos képen világosabb és sötétebb területekként jelenik meg. DNS-molekulákból és fehérjékből áll. Jellegzetesek a bázikus sajátságú (ún hiszton) fehérjék, melyek a DNS-sel összekapcsolódva alkotják a nukleoszómákat. A kromatinállományban világosabb területet (eukromatin) és sötétebb területeket (heterokromatin) figyelhetünk meg. Mindkét

rész nukleoszómákat tartalmaz, de az eukromatinhoz képest a heterokromatinban a DNS többszörösen feltekeredett, szorosabban összecsomagolt. A lazább szerkezetű eukromatinban zajlik az RNS szintézise A prokarióta sejtekben egy gyűrű alakú DNS az örökítő anyag. Ezzel ellentétben az eukarióta sejtekben a DNS mindig több darabban, több molekulaként található meg. A sejtmag állományában két vagy több - a környezetétől sokkal erősebben festődő sejtmagvacskát találunk. A mag azon részén alakulnak ki, ahol az örökítő anyagnak éppen azon szakasza található meg, amely a riboszomális RNS képzését irányítja. A membránnal nem határolt sejtmagvacska az a terület, ahol a riboszómák összeszerelődnek az ott képződő rRNS-ből és a citoplazmából odaszállított fehérjemolekulákból. (422) 42.1 Az Acetabularia és a kísérlet 42.2 A sejtmagvacska ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Az evolúció során miért biztosít nagyobb

differenciálódási lehetőséget az eukarióta sejt? 2. Milyen összefüggés van a citoplazma összetétele (felépítése) és működése között? A SEJT MEMBRÁNJA A sejtek működéséhez egyszerre elengedhetetlen a környezettől való elhatárolódás és a környezettel való kapcsolat kialakítása. A biológiai membránok képesek megfelelni ennek a feladatnak. Alapjukat a lipidekből álló kettős réteg adja, melynek legfontosabb molekulái a kettős oldékonysági tulajdonsággal rendelkező foszfatidok. A hosszú szénhidrogén-láncok apoláris sajátsága jól meggátolja a környezetben és a sejtben is jelentős arányt kitevő apoláris anyagok szabad mozgását, ugyanakkor a poláros részek képesek kapcsolatba lépni a poláris közeggel. Mindez csak úgy lehetséges, hogy a m olekulák apoláris részei egymás felé fordulnak, és van der Waals-kötésekkel rögzülnek egymáshoz. A poláris rész a kettős réteg felszínén helyezkedik el. A kapcsolatot

itt is elsősorban a van der Waals-kötések biztosítják A foszfatidok között a legjelentősebb a lecitin. Az idegsejtekben sok a kefalin is A foszfatidok mellett egyéb lipidek is fontosak, mint például a membrán merevségét fokozó koleszterin. Bár a kettősréteg molekuláris összetétele nem egyezik meg, a lipidek szerkezete miatt csak a másik két felépítő molekulacsoport, a fehérjék és a szénhidrátok teszik specifikussá a membránt. A globuláris térszerkezetű fehérjék átérhetik a kettős lipidréteget, vagy belesüllyednek egyik vagy másik oldalról (integráns fehérjék). A lipidréteg poláris felületéhez is kapcsolódhatnak globuláris vagy fibrilláris fehérjék (perifériás fehérjék). A fehérjék a lipidrétegben nem alkotnak folyamatos réteget, hanem mozaikszerűen helyezkednek el. Molekuláik a poláris anyagok specifikus átjutását, az anyagok megkötését, a membrán mozgását biztosítják. (431) A membránba bemerült fehérjék

azon része, mely a foszfatidok apoláris részével érintkezik, úgy alakítja térszerkezetüket, hogy a hidrofil aminosavoldalláncok a molekulák belsejébe, a hidrofób láncrészletek pedig kifelé fordulnak. Így képes összekapcsolódni (van der Waalskötésekkel) a lipidréteggel 43.1 A biológiai membrán felépítése 43.2 A membránfelület vizsgálata fagyasztva-töréssel A szénhidrátok rövid - néhány monoszacharidból álló - láncai a membrán külső felületén a fehérjékhez vagy a lipidekhez kapcsolódnak. Ezzel aszimmetrikussá teszik a membránt, miközben jelenlétükkel védelmet is biztosítanak. Fontos szerepet töltenek be a sejtek felismerhetőségében (például a vércsoportok "jelei"-t is fehérjéhez kötött szénhidrátláncok adják). A biológiai membránok nem merev képződmények. A molekulák egymáshoz képest a membrán síkjával párhuzamosan elmozdulhatnak, hiszen a kapcsolatot kialakító kötések gyengék (a

mozgás hasonlít a f olyadékrészecskék egymáshoz viszonyított elmozdulására, ezért nevezik folyékony-mozaik membránmodellnek). A membránalkotók kiszakítása viszont nehéz a sok kapcsolat miatt. A BIOLÓGIAI MEMBRÁNOK MŰKÖDÉSE A prokarióta sejtekben a s ejthártya számtalan betüremkedéssel (mezoszóma) növeli a membrán felületét. A membránok biztosítanak felületet sok biokémiai folyamat számára Az eukarióta sejtekben viszont fejlett belső membránrendszer jött létre az evolúció során. Az egyes membránrészletek különböző működésű sejtalkotókat alakítottak ki. A felületbiztosítás mellett a membránok jelentősek az anyagok (pl. ionok), illetve a folyamatok (pl emésztés az enzimekkel) egymástól való elhatárolásában is. Minden élő sejt citoplazmáját sejthártya borítja. A védelem és a megfelelő anyagok cseréjén (felvétel-leadás) kívül a sejtek egymással történő kapcsolataiban, az információ felvételében és

átadásában is nélkülözhetetlen szerepe van. (441) Az eukarióta sejten belül található membránrendszerek közül a legnagyobb felületű az endoplazmatikus hálózat. A sejtmag körül, annak membránjával közvetlen kapcsolatban lévő, párhuzamos membránlemezekből és -csövekből áll. A legjellegzetesebb típusán (rögös endoplazmatikus retikulum; RER) fehérjeszintetizáló szemcsék, riboszómák találhatók, így a membrán felületet ad a fehérjék képződéséhez. (442) A riboszómák lejöhetnek a RER felületéről, így alakul ki a sima endoplazmatikus retikulum (SER). Ennek feladata az anyagok tárolása, a t ermelt fehérjék segítségével a k áros anyagok elbontása, a méregtelenítés, sőt felületet biztosít egyes lipidek képzéséhez is. A Golgi-készülék is minden eukarióta sejtben megtalálható (45.1) Az ER körül található, ahonnan az ott képződött fehérjék membránhólyagok közvetítésével kerülnek át a G

olgikészülékbe. Egy sejtben annál több van, minél erőteljesebb annak váladéktermelése, hiszen a sejtben a fehérjeláncok átalakítását és membránhólyagokba "csomagolva" a rendeltetési helyükre történő irányítását, a fehérjék leadásának előkészítését végzi. 44.1 Sejtkapcsolatok az érintkező sejtek sejthártyáján 44.2 Az endoplazmatikus hálózat Az eukarióta sejteket felépítő sejtalkotókat - a vizsgálati módszerek fejlődésével párhuzamosan - számos kutató munkájának eredményeként ismerhettük meg. R. Brown (1773-1838) felfedezte a növényi sejtmagot és sejtmagvacskát G. E Palade (1912-) az endoplazmatikus hálózat leírója, az elektronmikroszkópos kutatások úttörője, a sejt szerkezetének és működésének feltárásáért Nobel-díjat kapott (1974). A. Claude (1899-1983) differenciáló ultracentrifugálás alkalmazásával a s ejtalkotókat különítette el (Nobel-díj: 1974). C. De Duve (1917-) a

lizoszómák felfedezője (Nobel-díj: 1974) C. Golgi (1844-1926) 1898-ban fedezte fel a r óla elnevezett membránsejtalkotót Tanulmányozta az idegrendszert, az általa leírt két idegsejt és az alkalmazott festési eljárás a nevét viseli (Nobel-díj: 1906). Az eddigiekből is kiderült, hogy a membránhólyagok, a lizoszómák nagyon fontosak az anyagok sejten belüli mozgatásában, egyúttal a citoplazma anyagaitól történő elkülönítésében. A nevét (hasító testecske; lízis = hasítás; szóma = test;) azonban a benne jellegzetesen lezajló lebontásról, hidrolízisről kapta, melyet enzimek végeznek. Lizoszómák képződhetnek nagyobb méretű (kolloid vagy durva diszperz) részecskék sejtbe kerülésével (endocitózis - ld. később), például a bekebelezéskor A kialakult emésztő űröcske is egy lizoszóma, mint ahogy ilyen membránhólyag képződik a sejt egyes elöregedett sejtalkotóinak lebontásakor. A pusztulásra ítélt sejtösszetevőt az ER

membránrészlete veszi körül. Az így kialakult lizoszómát - a Golgi-készülékről lefűződött enzimtartalmú hólyagokkal együtt - elsődleges lizoszómának nevezzük. Az elsődleges lizoszóma emésztést nem végez, hiszen vagy az enzim, vagy a bontandó anyag hiányzik belőle. Ha viszont egy enzimtartalmú és egy anyagot tároló membránhólyag egyesül, megindul a hidrolízis. Ez a tipikus, ún másodlagos lizoszóma A hidrolízis eredményeként létrejött kisebb méretű molekulák közül a hasznosíthatók felszívódnak, átkerülnek a citoplazmába. A felesleges, felhasználhatatlan anyagok maradnak csak a hólyagban. A kialakult harmadlagos lizoszóma a sejtből a sejthártyán keresztül kiüríti a tartalmát (exocitózis - ld. később) (452) Az eukarióta sejt sejtmaganyagát is membrán, a két membránrétegű sejtmaghártya borítja. Különlegessége nemcsak abban áll, hogy kettős membrán, hanem abban is, hogy rajta - akár a felület 10%-ában is

- pórusok találhatók. Ezek nem egyszerű lyukak, hiszen fehérjékből álló nyitó-záró egység biztosítja a maganyag és a citoplazma aktuális kapcsolatát. 45.1 A Golgi-készülék 45.2 A lizoszómák A maghártyán keresztül makromolekuláknak (pl. RNS, fehérje) kell nagy mennyiségben áthaladniuk. Az átjutást a pórusok biztosítják, hiszen a zárórendszer nyitásával a nyílásokon a kolloid méretű molekulák is könnyebben átkerülhetnek. (461) A különböző sejtalkotók membránjának felépítése alapvetően megegyezik. Egymástól általában a fehérjetartalmukban térnek el. Nem meglepő, hogy képesek egyikből a másikba átalakulni, miközben megváltozik a működésük. A sejt növekedése során a növekvő felületet egy nagyobb sejthártyának kell fednie. A sejthártya anyagai az endoplazmatikus membránon jönnek létre. Az így növekvő ER membránrészlete átkerülhet a G olgi-készülék membránjába, majd abból lizoszóma alakulhat

ki. A lizoszóma a benne lévő anyag kiürítése (exocitózisa) során beépül a sejthártyába, növelve annak felületét, méretét. A sejtosztódáskor feldarabolódó maghártya endoplazmatikus hálózattá alakul, és endoplazmatikus membránból alakul ki a sejtosztódás befejeztével. Nem meglepő, hogy a maghártya felületén is találunk riboszómákat. (462) A SZÍNTESTEK ÉS A MITOKONDRIUM Membránok alkotják ezt a két jellegzetes eukarióta sejtalkotót is. Mindkettőt egy feszes külső membrán határol kívülről, míg belül egy sokkal nagyobb felületű - ebből adódóan jellegzetesen begyűrődött - belső membrán található. A belső membrán által határolt teret a citoplazmához hasonló szerkezetű alapállomány (mátrix) tölti ki, míg a két membrán között a membránközi tér található. A két sejtalkotó eredetét az endoszimbionta elmélet magyarázza (a mitokondrium bekebelezett baktériumnak, a s zíntest bekebelezett

kékbaktériumnak a g azdasejttel létrejött szimbiózisa során alakult ki). Ennek bizonyítékát a sejtalkotók felépítésében jól megfigyelhetjük. A külső membrán összetétele a gazdasejt, míg a belső membrán a prokarióta sejthártyájához áll közel. A prokarióta sejt mezoszómái a belső membrán betüremkedéseihez hasonlíthatóak. Az alapállományban mind a mitokondriumban, mind pedig a színtestben gyűrű alakú DNS irányítja a sejtalkotó bizonyos működéseit, így a saját fehérjeképzést is. Ez azt is jelenti, hogy a mátrixban riboszómákat találunk, amelyek a prokarióta riboszómáknak felelnek meg. A méretük is a sejtmagnélküli sejteknek megfelelő. (471, 472) 46.1 A maghártya keresztmetszetének rajza, illetve felületi képe (a számok egy-egy fehérjét jelölnek) 46.2 Az eukarióta sejt belső membránjainak kapcsolata A színtestek és a mitokondriumok szerkezetének számos hasonlósága mellett fontos eltérések is

megfigyelhetők. A belső membrán elrendeződése jellegzetesen különbözik egymástól A mitokondrium betüremkedései ujjszerűen, csövek, vagy többé-kevésbé párhuzamos lemezek formájában növelik a felületet (csöves, illetve lemezes mitokondrium). A színtestek belső membránjának felépítésében pénzérmeszerűen egymásra helyezett membránkorongokból álló egységeket, gránumokat, és azokat összekötő lemezeket figyelhetünk meg. A mitokondriumban lebontó anyagcserefolyamatok (a biológiai oxidáció közös útja: a citromsavciklus és a terminális oxidáció - ld. később) zajlanak le A biokémiai reakciók során az anyagok eloxidálásából felszabaduló energia felhasználásával ATP képződik. A sejtben előállított ATP legalább 80%-a a mitokondriumban keletkezik, ezért a sejt energetikai központjának tekintjük. A lebontáskor szén-dioxid képződik, és a légzéssel felvett oxigén használódik fel. A színtest a fotoszintézis,

tehát felépítő folyamatok színhelye. A gránumok membránjában találhatók meg a fényenergia megkötésének és átalakításának anyagai (fotoszintetikus pigmentek, enzimek), míg az alapállományban a képződő energiával szén-dioxidot megkötő és redukáló szervesanyag-képző folyamatok enzimei vannak. A színtesteknek három típusa alakult ki. Képesek osztódni, és a kialakuló új színtestek először színtelenek. A fénytől elzárt helyeken megmaradva, az anyagok raktározásában játszanak szerepet (leukoplasztisz). Fény hatására bennük klorofillmolekulák képződnek, kialakul a tipikus növényi sejtalkotó, a zöld színtest (kloroplasztisz). Ha a burgonyanövényt nem töltik fel talajjal, akkor a képződő gumókat fény érheti. Megfigyelhető, hogy a gumók azon része, melyet ért a fény, bezöldül. Az ilyen burgonya már nem tárolható tartósan, tápértéke sem megfelelő. A termésekben, a virágtakaró levelekben gyakran

találunk színes színtestet (kromoplasztisz). Ezekben a klorofill helyett karotinoidok halmozódnak fel, általában piros vagy sárgás színt biztosítva a szervnek. 47.1 A mitokondrium felépítése 472 A színtest felépítése EMLÉKEZZ! Egyes sejttípusokon sejtalkotó lehet az ostor és a csilló. Az egy sejten csak egy vagy néhány példányban előforduló hosszabb ostor, és a sok rövidebb csilló felépítése azonos (fonál és alapi test). A kör keresztmetszetű, a sejtből kinyúló fonalat kívülről sejthártya borítja Belül kilenc kettős, összehúzódásra alkalmas fehérjecső (perifériás tubulus) hengerpalástszerűen helyezkedik el. A középen található két fehérje (centrális tubulus) pedig az információt továbbítja az összehúzódás ingerét kialakító alapi testből. A sejtek középső részében, a sejtmag körül található a sejtközpont (citocentrum), melynek szerkezete szinte megegyezik az alapi testtel. A kilenc csőszerű

fehérjeegység (mindegyik három fehérjecsőből épül fel) ebben is hengerpalástszerűen helyezkedik el, de középen nem található meg a két központi fehérjecső. Egy sejtközpont két egységből áll Képesek megkettőződni és a sejtosztódáskor kettéválni. A sejtközpont a sejten belüli mozgások irányításáért felelős. A sejtalkotókat a sejt "aprítása" után centrifugálással különíthetjük el. A centrifugálás az anyagok fizikai szétválasztása a gyors forgatással megnövelt erő felhasználásával. (A mosócentrifuga 500-1500, míg a tudományban használt ultracentrifuga 104-105 percenkénti fordulatszámmal működik. Ez utóbbi akár 500 000 g-t is létrehozhat) Minél nagyobb erő hat a részecskékre, annál gyorsabb a kiülepedésük. A sejtalkotókat tartalmazó szuszpenzió centrifugálásakor először a sejtmagok, majd a mitokondrium méretű részek ülepednek ki. Fokozva az ultracentrifuga fordulatszámát, a

membrántöredékek, majd a riboszómák különülnek el. Az aktuálisan kiülepedett részt eltávolítva szétválaszthatjuk az anyagokat. Jobb elkülönítést tesz lehetővé a sűrűséggrádiens- centrifugálás. Első lépésben nagy sűrűségű anyagot (pl. CsCl, szacharóz stb) centrifugálunk, aminek következtében az oldatban folyamatos sűrűségnövekedés alakul ki. Ekkor az oldat felszínére cseppentve a sejtszuszpenziót, majd centrifugálva az elegyet, az adott sűrűségű anyagok a velük azonos sűrűségű rétegben halmozódnak fel, így azokat könnyen elválaszthatjuk egymástól. (481) 48.1 A sűrűséggrádiens-centrifugálás ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen szerepe van a membrán egyes molekulatípusainak a membrán működésében? 2. Milyen szerepe van a membránok aszimmetriájának a sejt működése szempontjából? 3. Miben tér el a maghártya a sejthártyától? 4. Miért a sejtmaghártyán találhatunk pórusokat? 5. Mi a feladata az

endoplazmatikus hálózatnak a sejtben? 6. Milyen célt szolgál a Golgi-készülék? 7. Miből képződhetnek a lizoszómák? 8. Mi a hasonlóság, illetve a különbség a színtest és a mitokondrium között? 9. Miért nevezik a mitokondriumot a sejt energetikai központjának? 10. Melyik sejt helyezkedhet el a centrifugacső alján: a baktériumsejtek, vagy az ember fehérvérsejtjei? A SEJTEK ANYAGCSERE-FOLYAMATAI Az élőlények nyílt rendszerek, melyek fennmaradásához nélkülözhetetlen az állandó anyagés energiacsere a környezetükkel. A szervezet, illetve sejt anyagot vesz fel, hasznosítja (átalakíthatja, nagyobb molekulákba beépítheti, raktározhatja, lebonthatja), míg a számára szükségteleneket, károsakat leadja, kiüríti. A működéséhez szükséges energiát az anyag eloxidálásából, vagy a fényenergiából nyeri. Egyes anyagok egyszerű jelenléte is képes információt szolgáltatni az élő rendszernek, ami lehetővé teszi a

szabályozott működést, a környezethez való folytonos alkalmazkodást. Anyagcsere: az élő rendszer és a környezete között lezajló anyagfelvétel, az anyagok átalakítása és az anyagleadás hármas egysége, mely az élő számára megfelelő anyagot, energiát és információcserét biztosít. A sejt és a többsejtű élőlény szintjén is megjelenik az anyagcsere hármas egysége három alapfeladatával. A lezajló anyagcsere-folyamatok tartják fenn a szervezet, a sejt egyensúlyát (dinamikus állandóságát) a változó hatások között. EMLÉKEZZ! Homeosztázis: a szervezet belső környezetének (a testfolyadékok mennyiségének, ionösszetételének, ozmotikus nyomásának, kémhatásának, hőmérsékletének) szabályozott állandósága, dinamikus egyensúlya. A sejtek membránon keresztül zajló anyagfelvételét és -leadását transzportfolyamatnak nevezzük. A kettő közötti anyagátalakítás biokémiai folyamatainak összessége az intermedier

anyagcsere. Transzportfolyamatok: a membránokon keresztül végbemenő anyagfelvétel és anyagleadás. Intermedier anyagcsere: a s ejtben az anyagfelvétel és a l eadás között lezajló biokémiai folyamatok összessége. A szervezetben a s ejt intermedier anyagcseréje a s zervezet többi sejtjének működésével összhangban zajlik. Annak ellenére, hogy az anyagcsere-folyamatoknak több mint tízezer biokémiai reakcióját ismerjük az élő rendszerekben, és a viszonylag egyszerű sejtekben is lezajlik ezekből több száz különböző folyamat, a kémiai reakciótípusok száma nem nagy, és a fő anyagcsereutak lényegében minden élő rendszerben azonosak. Az élővilág anyagi egységét támasztja alá az anyagcserefolyamatok e nagymértékű egyezése. A sejtben folyó anyagcsere jellegzetes reakcióútjai: 1. A kémiai energia kinyerése, felszabadítása az anyagcsere során képződött molekulákból vagy a táplálékból. 2. A makromolekulák felépítő

egységeinek, monomerjeinek létrehozása 3. A sejtek, illetve a szervezet specifikus feladatait ellátó molekulák (hormonok, információtovábbító anyagok, enzimek, koenzimek, tartalék tápanyagok stb.) képzése, illetve lebontása. 4. Az anyagcsere-végtermékek, illetve a mérgező anyagok leadásra alkalmas formába hozása (biotranszformáció). 5. A transzportfolyamatok A biokémiai folyamatok közös jellemzője, hogy legtöbbjük rendkívül gyors, és nagyon szabályozott körülmények (állandó hőmérséklet, kémhatás, nyomás stb.) között megy végbe A folyamatok szinte kivétel nélkül biokatalizátorok, enzimek segítségével zajlanak le. EMLÉKEZZ! Az összetett molekulák bomlása hidrolízissel, míg képződésük kondenzációval történhet. Egyik során sincs oxidációszám-változás, nem redoxi-reakciók. A BIOKATALIZÁTOROK (ENZIMEK, RIBOZIMEK) Az élő szervezetben, sejtben lezajló biokémiai folyamatok ugyanolyan szabályok szerint mennek

végbe, mint az élettelen környezet kémiai reakciói. EMLÉKEZZ! A kémiai reakciókhoz a reagáló anyagoknak találkozniuk kell. A találkozás - ütközés azonban csak akkor vezethet reakcióhoz, ha a kapcsolat megfelelő irányból következik be, és van annyi energia, ami a meglévő kötéseket fellazítja, az újakat pedig létrehozza. A megfelelő irányú találkozáshoz és a kötések átrendezéséhez szükséges energiát aktiválási energiának nevezzük. A reakció lezajlásához szükség van az aktiválási energiára, a megfelelő körülményekre (pl. hőmérséklet, nyomás anyagkoncentráció stb.) Aktiválási energia: az az energiamennyiség, amely ahhoz kell, hogy a k émiai reakció elinduljon. (501) A glükózt oxigéndús környezetben elégetve széndioxid és víz képződik: C6H12O6 + 6O2 3/4(r) 6CO2 + 6H2O QR = -2856 kJ A folyamat beindításához igen sok energiát kell adnunk, vagyis nagy mennyiségű aktiválási energiára van szükség. A

szénhidrátok szimmetriájuk, szerkezetük miatt nagyon stabil vegyületek, nehéz reakcióba vinni a molekulákat. Ez az aktiválási energia szükséges a glükóznak az élő szervezetben lezajló oxidációja során is. A kellően magas hőmérséklet azonban a hőérzékeny molekulákat, főleg a fehérjék zömét denaturálná, sőt koagulálná. Az evolúció során kialakultak azonban olyan molekulák, melyek segítségével csökkenthető az aktiválási energia, ezzel elősegítik a folyamatok sejtekben történő lejátszódását. Katalizátorok: a kémiai reakciók végbemenetelét elősegítő anyagok. Az élő rendszerben ezek a fehérjék (enzimek) és ribonukleinsavak (ribozimek). Ribozim: katalizátor hatású RNS az élő rendszerekben. Enzim (biokatalizátor): olyan fehérje, amely segíti egy adott biokémiai reakció vagy reakciótípus végbemenetelét. Hosszú ideig biokatalizátorként csak a fehérje természetű enzimeket ismerték a biológusok. T Cech

és S. Altman az 1989-es kémiai Nobel-díjat éppen azért kapták, mert a 80-as években egyes RNSmolekulák enzimatikus szerepét mutatták ki. Az RNS-enzimek (ribozimek) megismerésének óriási jelentősége van az élet eredetének vizsgálatában. A földi élet kezdetén (csupán a molekulák egymásra hatásával) hosszú DNS-molekulák nélkül nem jöhettek létre összetett fehérje-enzimek. Ezen enzimek híján pedig csak rövid DNS-molekulák képződhettek. Az RNS-molekulák viszont enzim és információhordozó szerepet is elláthattak Egyre több sejtben fedeznek fel olyan RNS-eket, melyek katalizátorként működnek. 50.1 A kémiai reakció energiaviszonyai Sok emberben a tejfogyasztás emésztési zavarokat okozhat. Puffadás, görcsös hasi fájdalom, hasmenés, émelygés, rossz közérzet alakulhat ki. A tejcukor-érzékenységért a laktáz nevű enzim hiánya, illetve csökkent termelődése felel. A tejcukor lebontatlanul kerül tovább a vékonybélből. A

laktózt végül a vastagbél baktériumai bontják el rövid szénláncú zsírsavakká és gázokká. Attól függően, hogy a túlérzékenység milyen mértékű, vagy teljesen kerülni kell a tej/tejtermékek fogyasztását, vagy csak kis mennyiségben fogyasztható! Miért csökken a tünetek súlyossága, ha a tejet/tejtermékeket az étkezések végén fogyasztja a csökkent enzimtermelésű ember? A legtöbb biokémiai lépést azonban a fehérje természetű enzimek katalizálják. Az enzimek globuláris fehérjék. Jellegzetes térszerkezetük van, mely lehetővé teszi, hogy az enzimek specifikusak legyenek. Vagy egy reakciótípust (pl hidrogénelvonás, peptidkötés-hasítás), vagy csak egy bizonyos anyag átalakulását (pl. ATP-képzés ADP és Pi összekapcsolásával) katalizálják. Érdekes azonban, hogy a r eakció lebonyolításában csak a molekula egy - az aminosav-oldalláncok által kialakított - sajátságos része, az aktív centrum vesz részt. Aktív

centrum: az enzimnek az a része, ahol a katalizált reakció végbemegy. Az aktív centrum térszerkezete általában olyan, hogy csak adott szerkezetű molekulák (szubsztrátok) képesek belekapcsolódni, kialakítva az enzim-szubsztrát komplexet. Szubsztrát: a katalizált reakcióban szereplő kiindulási anyag. Az enzimhez kötődő szubsztrát vagy szubsztrátok a fehérje aktív centrumával létrejövő kapcsolat specifitása miatt csak megfelelő irányból képesek bekötődni. Emiatt a reagáló anyagok csak a reakció szempontjából megfelelő irányból találkoznak. Gyakori, hogy az enzim-szubsztrát komplex kialakulásával az enzimfehérje térszerkezete is megváltozik, ekkor válik aktívvá. Az enzimhez kerülés, a megfelelő irányban történő bekötődés és egyéb hatások miatt csökken a reakció lezajlásához szükséges energia, az aktiválási energia. 51.1 Egy egyszerű enzim működése 51.2 Az aktiválási energia enzimmel és anélkül Az enzim

segítségével a r eakció lezajlásához szükséges aktiválási energia mennyisége jelentősen csökken. A kötések átrendeződésével alakul ki a termék, amelynek a szerkezete eltér az alkotó szubsztrátokétól, így leválik az aktív centrumról. Az enzimet maradéktalanul visszakapjuk, vagyis újabb átalakítást végezhet. (511) Ahogy a fehérjék többsége nagyon érzékeny a környezet hatásaira, úgy az enzimek is csak megfelelő körülmények között képesek megfelelően működni. Az enzimek rendelkeznek hőmérséklet- és pH-optimummal, illetve különböző anyagok is serkenthetik vagy gátolhatják a működésüket. Látható, miért fontos a s ejt, a s zervezet számára a homeosztázis, a s zabályozott állandóság. Már kis hőmérsékleti változás (pl. tartós magas nyári hőmérséklet, láz stb), vagy a kémhatás módosulása (pl. gyors légzés, vagy gyakori hányás miatt) is jelentős működési zavarokat okozhat az enzimeknél, ami

akár összeegyeztethetetlen is lehet az élettel. (521) A gátlások az enzimműködés szabályozásában is szerepet játszhatnak. Az enzimműködés gátlása azt jelenti, hogy az aktív centrum nem képes a szubsztrátot átalakítani termékké. Ennek az lehet az oka, hogy egy - a szubsztrát felépítésével részben megegyező szerkezetű molekula bekapcsolódva a szubsztrát helyére erősebben rögzül az enzim aktív centrumához, amivel megakadályozza a szubsztrát bekötődését. A szubsztrát és az anyag "versenyeznek" az aktív centrumhoz való kötődésért, ezért ezt kompetitív gátlásnak nevezzük. Lehet olyan anyag is az élőben, amely ugyan nem képes az aktív centrumhoz kötődni, de hozzákapcsolódik az enzim más részéhez. Amennyiben a bekapcsolódás azzal jár, hogy a fehérje térszerkezete megváltozik, és az enzim aktív centruma nem képes a szubsztrátot befogadni, akkor elmarad a katalízis. Ez az allosztérikus gátlás Hasonló

módon aktiváló anyagok is kapcsolódhatnak az enzimekhez. (522) Ismert, hogy a mérgek mennyire veszélyesek az élőlényekre. Mérgezés esetén legtöbbször a sejt, az élőlény enzimjét befolyásolja a méreg, és gátolja annak működését. 52.1 Az enzimhatás hőmérséklet- és pH-függése 52.2 Az enzimek gátlása Milyen összefüggés lehet az egyes anyagok mérgező hatása és az enzimműködés között? Az enzimek kis része csak aminosavakból épül fel (egyszerű enzimek). Jelentős részük a fehérjelánc mellett valamilyen nem fehérje természetű anyagot is tartalmaz, a k ét rész csak együtt lesz aktív, működő enzim. Ezeket nevezzük összetett enzimeknek A nem fehérje részek - ún. kofaktorok - egy része szabadon leválhat a fehérjéről, majd visszakapcsolódhat Vannak azonban olyanok is, melyek leválasztása az összetett enzim végleges tönkretételét eredményezik. Az előbbi kofaktorok a már megismert koenzimek, az utóbbiak a

prosztetikus csoportok. Általában mindkettő részt vesz az enzim aktív centrumának kialakításában, így közvetlenül befolyásolja a reakció végbemenetelét. (531) Egyszerű enzim: csak aminosavakra hidrolizálhatók. Összetett enzim: fehérje (apoenzim) + nem fehérje rész (kofaktor). A kofaktor lehet koenzim (leválasztható a fehérjéről és visszakapcsolódhat) pl. NAD+, NADP+, Koenzim-A stb., vagy prosztetikus csoport (az enzim tönkremegy a leválasztásával) pl. hem, fémionok stb A koenzimek szerepe: a k oenzim a fehérjéhez kapcsolódik, majd az enzimfehérje specifikusságának megfelelő szubsztrátot köt meg. Az ismert módon lezajlik a katalizált reakció, közben a koenzim is átalakul: felvesz, vagy lead anyagot. Ezután a termék az átalakult koenzimhez hasonlóan leválik az enzimfehérjéről. Egy másik enzimfehérjéhez kötődve, az előzővel ellentétes reakcióban vehet részt. Az enzimek először triviális nevet kaptak, melyekből ma is

használatos néhány: pl. pepszin, tripszin stb. A tudományos nevet úgy képezzük, hogy az átalakuló anyag vagy a reakció nevét, esetleg mindkettőt -áz végződéssel kapcsoljuk: pl. amiláz, lipáz, hidroláz, fruktofoszfo-kináz, amino-transzferáz 53.1 Egy összetett enzim működése 53.2 Az alkohol-dehidrogenáz enzim ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mit nevezünk anyagcserének és intermedier anyagcserének? 2. Milyen jellegzetességei vannak az anyagcserének? 3. Mik a biokatalizátorok? Mi a közös sajátságuk? 4. Milyen tényezők befolyásolhatják az enzimek működését? 5. Miért módosítja az enzimhatás sebességét a s zubsztrát és a t ermék koncentrációja a sejtben? A SEJTEK ANYAGFELVÉTELE ÉS LEADÁSA A membrán - mint láttuk - felépítése miatt képes elhatárolni a sejtet a környezetétől, de egyidejűleg a megfelelő anyagok átjutását, az információ áramlását is biztosítja. A membránokon keresztüli anyagmozgás elsősorban a sejt

saját energiájának, az ATP-nek a felhasználásával történik. Olyan transzportfolyamatokra is van azonban lehetőség, melyek ATP felhasználása nélkül következnek be. PASSZÍV TRANSZPORT A membrán kettős foszfatidrétege a belső részén apoláris tulajdonságú. A kisméretű, kevéssé poláris molekulák (karbamid, glicerin stb.) vagy az apoláris molekulák (szteroidok, oxigén stb.) - szinte átoldódva - akadálytalanul jutnak át ezen a membrán lipidrétegen A kisméretű poláris anyagok (víz) és az ionok egy része a membrán fehérjéi által kialakított csatornákon keresztül hatolnak át, az anyagmozgást passzív diffúziónak nevezzük. Az élő rendszer számára talán a legveszélyesebb vegyületek az apoláris oldószerek (benzol, a széntetraklorid, a különböző éterek stb.) Bekerülve a szervezetbe (az illékonyak akár a légzőszervrendszeren keresztül is), oldékonyságuk miatt a membrán apoláris rétegébe kerülve feloldják azt, és

ez a sejt pusztulásához vezet. Mivel az idegrendszerben különösen nagy a membránok lipidtartalma, ezért romboló hatásuk először itt jelentkezik. A membránban találunk olyan csatornaképző fehérjéket is, melyek - általában - a sejt nyugalmi állapotában zártak. Ezek különböző hatásokra megváltoztatják térszerkezetüket, megnyílnak. Ezzel utat biztosítanak az adott ion számára A hatás lehet feszültségváltozás (Na+-, K+-, Ca2+- csatorna), vagy olyan kémiai hatás (valamilyen molekulának a fehérjéhez kapcsolódása: hormon, ingerületátvivő stb.), amely az energetikai viszonyokat módosítja. Vannak olyan szállító folyamatok, melyeknél a membránfehérje térszerkezet-változása segíti át az anyagot a másik oldalra. A hordozó fehérje működése gyorsabbá teszi a transzportot A mozgatást biztosító konformáció-változást a szubsztrát bekötődése eredményezi. A folyamat a segített (facilitált) diffúzió, mely fontos szerepet

tölt be pl. egyes gyógyszerek, illetve a ketontestek és a kis szénatomszámú zsírsavak membránon való átkerülésekor. A fenti folyamatok a sejttől energiabefektetést (ATP) nem igényelnek, emiatt ezeket passzív transzportnak nevezzük. Az anyag a koncentrációkülönbségnek megfelelően a nagyobb koncentrációjú hely felől a kisebb felé mozog, vagyis a diffúzió jellemzi. AKTÍV TRANSZPORT Az aktív transzport - a segített diffúzióhoz hasonlóan - a membrán egyes fehérjéinek működésével jön létre. Ezek a hordozó molekulák - mint enzimek - az aktív centrumukkal megkötik a szállított anyagot. Az ATP hidrolízise hatására, az abból származó energia a fehérje (hordozó) molekula térszerkezetének időszakos megváltozását eredményezi. A térszerkezet-változás során a s zállított anyag a m embrán másik oldalára kerül. Mivel az energiaszint az eredetire áll vissza, a f ehérje is az eredeti térszerkezetet veszi fel. Ezzel

képessé válik az újabb anyag szállítására. (541) A fehérjék aktív centrumának specifitása miatt egy hordozó molekula csak egy vagy néhány (többnyire két) szubsztrátot tud átjuttatni a m embránon. Az energia felhasználásával a hordozó molekula általában a kisebb koncentrációjú hely felől a nagyobb felé szállítja az anyagot. Az egyszerre két anyagot szállító hordozó molekulák között ismerünk olyat, amely a két anyagot azonos irányba szállítja (synport). Ilyen módon veszik fel a Na+-ionnal együtt a glükózt az emberi sejtek. Van olyan hordozó molekula is, mely az anyagokat ellentétes oldalra juttatja (antiport). Ilyen pl. a Na+-K+-pumpa nevű hordozó 54.1 Az aktív transzport folyamata (Na+-K+-pumpa) A Na+-K+-pumpa egyszerre juttat a sejtből Na+-ionokat kívülre, és K+-ionokat a sejtközötti térből a citoplazmába. Egy ATP felhasználásával 3Na+-ot és 2K+-ot szállít az ellentétes oldalra. (551) A sejtekre jellemző, hogy

milyen fajtájú - passzív és aktív transzportot biztosító - fehérjéket, milyen számban tartalmaznak. A különböző ioncsatornák, hordozó molekulák kombinációja is hozzájárul a sejtek eltérő működéséhez. MEMBRÁNÁTHELYEZÉSSEL JÁRÓ TRANSZPORT Gyakran előfordul, hogy makromolekulákat, folyadékcseppeket, anyaghalmazokat kell a membránon átjuttatni. Ezek transzportját az exocitózis és az endocitózis biztosítja A két folyamat azonos módon valósul meg, de ellentétes anyagmozgást jelent: az exocitózis az anyag sejtből történő leadása, míg az endocitózis a felvétele. (552) Ezek a membránáthelyezéssel járó transzportfolyamatok a sejttől ATP-t igényelnek, csakhogy - ellentétben az aktív transzporttal, ahol az energia a h ordozó molekula térszerkezetének a megváltoztatásához kell - az ATP itt a membrán átrendezéséhez szükséges. Enzimek segítségével a membrán felületi feszültsége csökken, ami a membránszerkezet

megváltozását eredményezi. Ezt követi az újrarendezés Az endocitózis eredményeként a sejten kívül található anyagot a sejthártya körbeveszi, így az átrendeződés miatt az anyag egy lizoszómába zárva kerül a sejtbe. Az egysejtű eukarióták vagy az emberi fehérvérsejtek bekebelezése jellegzetes endocitózis. Az exocitózis során viszont a lizoszómában lévő anyag kerül a külvilágba úgy, hogy a lizoszómamembrán az átrendeződés következtében beépül a sejthártyába. A mirigysejtek által termelt váladékok, az idegsejtek ingerületátvivő anyagai exocitózissal ürülnek a sejtekből. 55.1 Az aktív transzport típusai 55.2 Exo- és endocitózis ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hogyan valósulhat meg az anyagok felvétele, illetve leadása a szervezet szintjén? 2. Miért kerülhet át nagyméretű apoláris anyag a membránon, miközben a jóval kisebb méretű szervetlen ion erre képtelen? 3. Miért csak kisméretű anyagok kerülhetnek át a

membránon aktív transzporttal? 4. Mi a különbség az aktív transzport és az endo-, illetve exocitózis között? 5. Milyen szerepe van a membránfehérjéknek a transzportfolyamatokban? AZ ANYAGCSERE-FOLYAMATOK ÁTTEKINTÉSE Az élőlények önálló rendszerek, melyek a változó környezetben viszonylagos állandóságot mutatnak. Ehhez a környezet anyag- és energiaforrásait használják fel Az élő és a környezete között ezért állandó anyag- és energiakicserélődés zajlik, vagyis az élőlények állandó anyagcserét folytatnak. Az anyagcsere biztosítja az élőlény számára szükséges anyagokat, az életműködésekhez az információt és annak tárolását, valamint a folyamatokhoz szükséges energiát. A három tényező egymástól elválaszthatatlan, mindegyik az anyaghoz kötött. A földi élet elsődleges energiaforrása a Nap sugárzó energiája. A fényenergiát a prokarióták egy része, a növényszerű alacsonyabbrendű eukarióták és a

növények tudják megkötni, majd a sejt számára felhasználhatóvá alakítani (fotoszintetizálók). Mennyiségi szempontból jóval kisebb jelentőségű a szervetlen anyagok eloxidálásával nyert energia. A prokarióták egyes képviselői, a kemoszintetizálók képesek ilyen módon energiát nyerni. Mindkét esetben az elsődleges energiát először kémiai energiává alakítják a s ejtek, majd azt szervetlen molekulák (szén-dioxid, víz stb.) redukálására használva szénhidrátokat alakítanak ki (autotrófia). Felépítő folyamatok: Autotróf anyagfelépítés: az a folyamat, mely során az élőlény (a sejt) szervetlen anyagból építi fel saját szerves anyagait (monoszacharidok, aminosavak, zsírsavak stb.) - Fotoszintézis: az a folyamat, mely során fényenergia (kémiai energiává alakítva) felhasználásával építi fel az élőlény szervetlen anyagokból a saját szerves anyagait. - Kemoszintézis: az a folyamat, mely során az élőlény a

szervetlen anyagok eloxidálásából nyert kémiai energia felhasználásával szervetlenből szerves anyagokat állít elő. Heterotróf anyagfelépítés: az a folyamat, mely során az élőlény szerves anyagból képes előállítani saját szerves anyagait. Köztestermék: az az anyag, mely a biokémiai folyamat során képződik, majd továbbalakul. Végtermék: a folyamatsor végén keletkezett anyag. Az autotrófokban képződött szerves anyagok szolgálnak táplálékként a heterotróf élőlényeknek. A szerves molekulák (főleg a C-C, C-H) kötéseiben tárolt - elsősorban a fényből származó - kémiai energiát nyerik ki a sejtek a lebontó anyagcsere-folyamatokkal. Ennek során az oxidációval nyert energia jelentős része az ATP nagy energiájú kötéseibe kerül. Lebontó folyamatok: Biológiai oxidáció: aerob (oxigéndús) környezetben lezajló lebontó folyamat, mely a szerves anyagok szénatomjait szén-dioxiddá, hidrogénjeit vízzé oxidálja.

Részfolyamatai: - glükolízis és a hozzá kapcsolódó folyamatok; - citromsavciklus; - terminális oxidáció. Összefoglalása (glükózból kiindulva): C6H12O6 + 6O2(r) 6CO2 + 6H2O + 38ATP. Erjedés (fermentáció): anaerob körülmények között lezajló anyaglebontás, melynek végterméke a részleges oxidáció eredményeként létrejövő szerves anyag. Részfolyamatai: - glükolízis; - erjedéses lépés. Típusai: alkoholos erjedés C6H12O6 (r) 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP; tejsavas erjedés C6H12O6 (r) 2CH3-CHOH-COOH + 2ATP. A lebontás végterméke függ a s ejtek oxigéntartalmától, esetleg az enzimkészlettől. Amennyiben elegendő oxigén áll rendelkezésre - aerob körülmények között - a szerves anyagokból biológiai oxidáció során szén-dioxid és víz keletkezik. Ha egy sejtben az oxigén hiányzik vagy kevés (anaerob körülmények között), akkor erjedés (fermentáció) zajlik le. Ebben az esetben végtermékként valamilyen szerves anyag keletkezik

(etanol, tejsav), mert a kötések teljes eloxidálása nem következhet be. A lebontás során keletkező ATP mennyisége az oxidáció mértékétől függ, hiszen a részleges oxidáció miatt a kisebb szerves vegyületekben marad még kinyerhető energia. A felépítő folyamatok eredményeként az anyag redukálódik. Az elektront a NADPH szolgáltatja. A lebontó folyamatok során az anyag oxidálódik A leadott elektronok a NAD+ra kerülnek, redukálva azt A SEJTEK ENERGIAFORGALMA Az energiaáramlás a s ejtekben egyirányú, célja a sejten belüli rendezettség fenntartása. A folyamat a n agy energiatartalmú, redukált szénatomokat tartalmazó vegyületek oxidálásának irányába hatnak. Az oxidációval nyert energia felhasználásával ATP szintetizálódik Az ATP a központi - általánosan résztvevő - energiahordozó, mely az ATP - ADP + Pi átalakulással adja át az energiát valamilyen anyagcsere-folyamatnak. A sejtekben ATP képződhet a fényenergia vagy egyes

anyagok eloxidálásából nyert energia felhasználásával. A földi élet energiaszükségletét elsődlegesen a napfény energiája biztosítja, hiszen annak segítségével állítják elő a fotoszintetizálók azt a szerves anyagot, amelynek eloxidálásával más sejtek energiát nyerhetnek. A keletkező ATP hidrolíziséből származó energiát használhatják fel a sejtek a saját anyagaik felépítéséhez (felépítő anyagcsere-folyamatok), a transzportfolyamatokhoz, a mozgáshoz stb. A folyamatok során létrejött köztestermékek kiléphetnek a reakciósorból, majd egy másikban alakulhatnak tovább. Amennyiben a sejt energiafelhasználása kisebb, mint az aktuális energiaigény, akkor a sejt az energiát szerves vegyületek kötéseiben elraktározza (tartaléktápanyagok). Ezt szükség esetén visszanyerheti, újra felhasználhatja. A folyamatok során elkerülhetetlen az energiaveszteség, mely hőenergia (reakcióhő) felszabadulását jelenti. Emiatt

szükséges az élőlény fenntartásához az állandó energiabevitel 57.1 Az anyagcsere-folyamatok összefoglalása ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen körülmény befolyásolhatja a lebontó folyamatokat? 2. Milyen különbségek vannak a lebontó és a felépítő folyamatok között? 3. Miért nélkülözhetetlen a földi élet számára a napfény? A FELÉPÍTŐ FOLYAMATOK A fotoszintézis a földi élet alapja. A folyamat állítja elő a heterotrófok fennmaradását biztosító szerves anyagot, valamint az aerob élőlények számára a légzési oxigént. A fotoszintézis két fő része a csak fényben lezajló fényszakasz, és a fényt nem igénylő sötétszakasz (enzimatikus szakasz). A fényszakaszban történik a f ényenergia megkötése és kémiai energiává alakítása. Aföldi élethez szükséges energia a Nap sugaraival érkezik a bolygónkra. Az energiát a fényelnyelő (fotoszintetikus) pigmentek, a klorofillok és a karotinoidok képesek felvenni úgy, hogy a

látható fény fotonjai gerjesztik a molekulák delokalizált elektronjait. A FOTOSZINTETIKUS PIGMENTEK A molekulák közös jellemzője a delokalizált elektronrendszer. A konjugált kettőskötések pelektronjainak gerjeszthetősége így - gyengébb kötöttségük következtében - megnő, képesek a látható fénysugarak fotonjainak energiáját átvenni. A gerjesztett molekulák a gerjesztő hatás megszűnésével visszakerülnek alapállapotukba, miközben energiát adnak le. (582) A növényekben a kékeszöld színű klorofill-a, a zöld klorofill-b, a n arancssárga karotin és a sárga xantofill elektronrendszere végzi a fényenergia megkötését. (584) 58.1 A fotoszintetikus festékek felépítése 58.2 A fotoszintetikus pigmentek gerjesztése 58.3 Az elektromágneses sugarak 58.4 A fényelnyelő pigmentek fényelnyelése A FOTORENDSZEREK A fényelnyelő pigmentek csoportokban, fotorendszerekben működnek. A molekulák szorosan egymás mellett rögzítve helyezkednek

el, így átadhatják egymásnak az általuk megkötött energiát, gerjesztve ezzel a szomszédot. (591) A pigmentek egymás melletti elrendeződését a színtest gránumjai biztosítják. A gránum membránjában vannak rögzítve a molekulák. A fotoszintetizáló zöld élőlényekben két különböző molekula-összetételű fotorendszer alakult ki. Az I fotorendszert - először ezt fedezték fel - klorofill-a, klorofill-b és karotin alkotja, míg a II. fotorendszerben a klorofill-a és a klorofill-b mellett xantofill található A molekulák aránya sem azonos, így nem meglepő, hogy a két fotorendszer fénymegkötő képessége eltér egymástól. Egy fotorendszer 300-1000 db fényelnyelő pigment együttműködésével alakul ki. Az I a nagyobb hullámhosszúságú fénysugarakat is elnyeli (P700), míg a II. (molekuláris összetétele miatt) főként a rövidebb hullámhosszúságú sugarakat nyeli el (P680). A fotorendszer molekulái többségének - az ún.

antennamolekuláknak - feladata, hogy megkössék a fény energiáját, és a gerjesztő energiát továbbadják a szomszédoknak. A megkötött energia néhány (8-10 db) - fehérjéhez kötött - központi helyzetű klorofill-a molekulára kerül. Együttes nagyságuk már elegendő ahhoz, hogy azokról elektront szakítson le. AZ ELEKTRONSZÁLLÍTÓ RENDSZEREK Az elektronokat a gránum membránjában található fehérjemolekulák kötik meg, melyek továbbítják azokat egy elektronszállító rendszerbe. Az elektronszállító rendszer tagjai enzimek, melyek meghatározott sorrendben, térben rendezetten helyezkednek el, és képesek redoxi reakciókat végrehajtani (az elektronokat felvenni, majd leadni). A rendszer jellegzetes molekulái a hemet tartalmazó citokróm vegyületek. Acitokrómok hemje nem a vason keresztül, hanem a porfirin vázzal kapcsolódik a fehérjéhez. Ez a kapcsolódási mód teszi lehetővé a vasion redoxi reakcióját (Fe2+"Fe3+), mivel

koordinatív kötéseinek egy része szabadon marad. A FÉNYSZAKASZ MŰKÖDÉSE A gerjesztés hatására az elektronját elvesztett festékmolekula az elektront a víz molekulájából pótolja. Így a II fotorendszerhez tartozó enzimek a fényelnyelő pigmentek által megkötött energiával a vizet protonra, elektronra és molekuláris oxigénre bontják. A folyamat a fotolízis Az oxigén felhasználódhat a lebontó folyamatokban, vagy a légkörbe kerülhet. Fotolízis: fény segítségével történő vízbontás (II. fotorendszerhez kötött) A légkör oxigéntartalma elsősorban a fotolízisből keletkezett. 59.1 A fotorendszer molekuláinak kapcsolata és elrendeződése a gránumban A fotoszintézis során felszabaduló oxigén kimutatható akváriumi növény felhasználásával. Ha megvilágítjuk a növényt, tapasztalhatjuk, hogy buborékok keletkeznek. Minél nagyobb a fényerősség - egy határon belül -, annál több gázgömb szabadul fel. A keletkező gázt

kimutathatjuk pirogallol vagy színtelen indigó reakciótérbe juttatásával. A pirogallol nyomokban reagál az oxigénnel, barna szín jelenik meg. Alkalmas-e a buborékszám a gázmennyiség összehasonlítására? Milyen fiziko-kémiai oka van ennek? Az elektronok pótolják a II. fotorendszer központi klorofilljainak - a gerjesztés miatt leszakadt - elektronjait. A II fotorendszerből kikerülő elektronok végighaladnak az elektronszállító rendszeren, és pótolják az I. fotorendszer központjából egy másik elektronszállító rendszerbe került elektronokat. Ez az enzimsor az elektronokat a NADP+-re juttatja, redukálva azt (60.1) Az elektronnak a m embrán túloldalára juttatásához - egyúttal a g ránum belsejében maradó H+- ionoktól való elválasztásához - energia szükséges, melyet a fény fotonjai biztosítanak. A fotonok energiája az elektronokba kerül a központi helyzetű klorofill-a molekulák gerjesztésekor. A gránum membránjában

elhelyezkedő fényszakasz működésének eredményeként jelentős töltéskülönbség alakul ki a gránum membránkorongjainak belseje és a külső tér között. E feszültség hatására a gránummembrán egy enzimjének térszerkezete megváltozik, aminek következtében csatornát alakít ki. Ezen a csatornán keresztül a protonok a külső térbe áramolnak - kialakítják a már odakerült elektronokkal együtt a NADPH-t -, miközben az enzim ADP-ből és foszforsavból létrehozza az ATP-t. Kemiozmotikus elmélet: Aszíntestben és a mitokondriumban az elektronszállító rendszer membránfehérjéinek működése következtében képződik ATP. A fehérjék a megfelelő elrendeződésük következtében - a reakciósorba kerülő elektronok energiáját felhasználva töltéskülönbséget létrehozva a membrán két oldala között az elektronokat elválasztják a protonoktól. A kialakuló feszültség hatására kinyílnak a membráncsatornák (ATP-áz enzimek), melyek

járatain a protonok átáramlása során felszabaduló energiát a fehérjék ADP + Pi - ATP átalakulásra fordítják. 60.1 A fényenergia megkötése és átalakítása 60.2 A fotoszintézis sötétszakaszának lényege A FÉNYT NEM IGÉNYLŐ SÖTÉTSZAKASZ A fotoszintézis sötétszakaszának biokémiai folyamatai működésükhöz ATP-t és NADPH-t igényelnek. Ezek a fényszakaszban a fény energiájából és a vízből keletkeznek A sejt a sötétszakaszban az ATP energiájával a s zén-dioxidot megköti és a NADPH hidrogénjeivel szerves anyaggá redukálja. A képződő szerves anyag monoszacharidokká, lipidekké, aminosavakká, nukleotid típusú vegyületekké alakulhat tovább. Ehhez már nem szükséges közvetlenül fényenergia. A szén-dioxid egy körfolyamatba lép be, melyet a szén-dioxid redukciós ciklusának (Calvinciklus) nevezünk. Bevezető lépése a szén-dioxid megkötéseACO2 öt szénatomos pentóz-difoszfát molekulára kapcsolódik, ami azonnal két

három szénatomos molekulára, a glicerinsav-foszfátra bomlik. A molekulák redukálódnak a vízből származó hidrogének és a fényből képződött kémiai energia hatására, és glicerinaldehid-foszfát alakul ki. A folyamat több irányban mehet tovább, hiszen a glicerinaldehid-foszfát a körfolyamatban maradva pentóz-foszfáttá, majd ATP felhasználásával pentóz-difoszfáttá alakul (vagyis energiával telítődik), amely ismét képes újabb szén-dioxid megkötésére. Ugyanakkor lehetőség van arra, hogy a glicerinaldehid-foszfát glükózzá alakulva kilépjen a körfolyamatból, és poliszacharidokká kapcsolódjon össze. (602) A trióz-foszfátokból nem csak glükóz alakulhat ki. Több alternatív lehetőség is adódik aszerint, hogy a növénynek milyen monoszacharidra van szüksége. Koenzimhez kapcsolódva két szénatomos csoport is kialakul, mely felhasználódhat zsírsavak, aminosavak képzésére. A Calvin-ciklus lépéseit radioaktív izotópokkal

vizsgálták. A növénynek 14C izotóppal jelzett széndioxidot adtak, és megvizsgálták a sejtek anyagösszetételét: milyen molekulák tartalmaznak radioaktív izotópot. Egyperces fotoszintézis után számos cukor-foszfát, -difoszfát, glicerinsav-foszfát, és számos más molekula jelölődött. Hogyan lehetett eldönteni, hogy melyik lehetett az első jelölődő termék? A leggyakrabban jelölődő molekulák egyes szénatomjainak százalékos izotóptartalmát a következő táblázat tartalmazza. A legelőször jelölődő termék a glicerinsavfoszfát volt Hogyan magyarázható a fruktóz, majd a hét szénatomos molekula jelölődése? Milyen folyamat okozhatja a ribulóz sajátos izotópeloszlását? A fotoszintézis CO2 igénye a 61.1 ábra 1 részén látható egyszerű kísérlettel bizonyítható Előnyös akváriumi növényt használni. Miért? Négy növényt négy kémcsőbe, vízbe helyezünk, melyek különböző koncentrációban tartalmaznak NaHCO3-ot.

A folyadékra étolajat rétegezünk. Mi a szerepe az olajnak? Mind a négy kémcsövet megvilágítjuk, közben számoljuk a felszabaduló buborékokat. Amelyik kémcsőben a legnagyobb koncentrációban volt a hidrogén-karbonát ion, ott szabadul fel a legtöbb oxigén (a legtöbb buborék), vagyis ott a legintenzívebb a fotoszintézis. Fontos-e, hogy mind a négy kémcsövet azonos fényviszonyok között tartsuk? Mit bizonyít a forralt vízben tartott növény gyér oxigéntermelése? A 2. r ész az oxigén kimutatásának egy módját mutatja be Az indigó szerves festék, mely redukált állapotban színtelen, oxidálva kék színű. Elegendő oxigén felszabadulásakor megpróbálhatjuk a kimutatást izzó gyújtópálcával is. Mi lehet az oka annak, hogy a forralt vízben is termelődik a növényben oxigén? 61.1 A fotoszintézis szén-dioxid igényét kimutató kísérlet A környezet szén-dioxid-tartalmának növekedése 0,03% fölött nem, vagy csak alig jár együtt a

fotoszintézis intenzitásának emelkedésével. Mi történne, ha a levegő szén-dioxid-tartalma megváltozna? Hevesy György (1885-1966) magyar származású, Dániában, majd Svédországban élő és dolgozó kémikus elsőként használt radioaktív izotópot az orvosi kutatásban. 1944-ben Nobeldíjat kapott A szén-dioxid redukciós ciklusa az eukarióta sejtek színtesteinek alapállományában, a prokarioták esetén a citoplazmában zajlik le. A képződő anyagok itt raktározódhatnak, de átkerülhetnek a sejtplazmába is. Kemoszintézis A kemoszintézis során az energiát (ATP-t) és a redukáláshoz szükséges hidrogéneket (NADPH-t) a szervetlen anyagok oxidálása biztosítja. Például a talajban megtalálható nitrifikáló baktériumok az alábbi folyamatból nyerik az anyagokat: A képződő ATP és a NADPH a szén-dioxid megkötését és szerves anyaggá redukálását biztosítja a sejtben végbemenő Calvin-ciklusban. A glükóz képződése szerves

anyagból (glükoneogenezis) A glükóz ATP felhasználásával előállítható anyagcsere köztestermékekből is. A különböző folyamatokban keletkező acetil-csoport, glicerinaldehid, tejsav, piroszőlősav stb. kiindulópontja lehet a glükóz lebontásához hasonló, de azzal ellentétes irányú folyamatnak. A lipidek bioszintézise A cetil-csoportokból kiindulva a sejtek egy része képes lipideket felépíteni ATP és NADPH segítségével. A C2-es egységek redukálásával külön képződnek a zsírsavak, a glicerin pedig a köztestermékként képződött glicerinaldehid redukálásával jön létre. (621) C2-es egységek redukálásával alakul ki a szteránváz és az izoprén váza is. 62.1 A zsírsavak bioszintézise ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért jó a konjugált kettős kötésrendszer a fényenergia megkötésére? 2. Melyik fotorendszerre lehet igaz, hogy a klorofill-a/klorofill-b aránya 1:1, illetve melyikre a 2:1? Miért? 3. Hogyan mutatható ki, hogy a

fény serkenti a fotoszintézist? 4. Mi a szerepe a gránum membránjának a fényszakaszban? 5. Van-e kémhatáskülönbség a gránumon belül/kívül? 6. Mire használódik fel a fényszakaszban képződött ATP? 7. Miért fontos a pentóz-foszfát (r) pentóz-difoszfát átalakulás a Calvin-ciklusban? 8. Milyen tényezők befolyásolják a fotoszintézist? 9. Mi lehet az oka annak, hogy - bár a sötétszakasz nem igényel fényt - a növények sötétben mégsem vesznek fel szén-dioxidot? 10. Miért kötött a membránhoz a fényszakasz, és miért nem a sötétszakasz? A LEBONTÓ FOLYAMATOK A szerves anyagok lebontása a s ejtekben - függetlenül attól, hogy a kiindulási molekula felvett vagy saját anyag - biológiai oxidációval vagy erjedéssel történhet. A biológiai oxidáció csak oxigéndús (aerob), az erjedés viszont oxigénhiányos (anaerob) környezet esetén játszódik le. Ezek a lebontó folyamatok a szerves anyagból energiát szabadítanak fel, amely

felhasználódik a sejt, a szervezet más folyamataiban. A lebontás során keletkező köztestermékek ki is léphetnek a folyamatsorból, és felépítő folyamatokba átkerülve más szerves molekulák képződhetnek belőlük. (631) A BIOLÓGIAI OXIDÁCIÓ A biológiai oxidáció első szakasza a legkülönbözőbb szerves vegyületek két szénatomos (C2) molekulákká bontása. Az összetett szénhidrátok monoszacharidokra, a lipidek glicerinre és zsírsavakra, a fehérjék aminosavakra, a nukleinsavak nukleotidokra hidrolizálódnak. A molekulák nitrogéntartalmú részeit (NH2-, purin- és pirimidinbázis) az enzimek leválasztják, majd ezek felhasználódnak a felépítő folyamatokban, vagy kiürülnek a szervezetből (ammónia vagy karbamid, illetve húgysav formájában). A monoszacharidok bontása a glükolízis folyamatában zajlik. A sejtek citoplazmájában lezajló reakciósor bevezető szakasza a glükóz - ATP energiájával történő - aktiválása. (632) A

monoszacharidok gyűrűs molekulái igen stabil vegyületek, nehezen vihetők reakcióba. A glükóz kötéseit az ATP-től a foszfátcsoporttal együtt átkerült energia lazítja, a reakcióképességét növeli, miközben glükóz-foszfát jön létre. Az újabb ATP energiájának hatására fokozódik a reakciókészség, miközben fruktóz-difoszfát alakul ki. Enzim segítségével a hexóz-difoszfát (fruktózdifoszfát) két három szénatomos (glicerinaldehidfoszfát) molekulára bomlik, amely - természetesen egy enzim katalizáló hatására - oxidálódik (glicerinsav-difoszfát alakul ki). A molekula második foszfátcsoportja az oxidáció során keletkező energia segítségével a citoplazma szervetlen foszfátjai közül épül be. A felszabaduló hidrogének a NAD+-ot redukálják. 63.1 A biológiai oxidáció és az erjedés 63.2 A glükolízis A glükolízis végén piroszőlősav keletkezik, miközben a molekulák foszfátcsoportjai több lépésben az ADP-re

kerülnek. A kötésekben felhalmozott energia fordítódik az ATPképződésére. A glicerinsav-difoszfát - miután az egyik foszfátcsoportját leadta - átrendeződik, majd egy molekulán belüli redoxireakció zajlik le. Ez a változás (glicerinsav-2-foszfát(r)foszfoenolpiroszőlősav) teszi lehetővé a másik foszfátcsoport kinyerését A glükolízis összefoglalása: glükóz piroszőlősav C6H12O6 (r) 2CH3-CO-COOH + + 2(NADH + H+) + 2ATP A folyamat színhelye: a sejtek citoplazmája. Eddig a folyamatsort nem befolyásolta a sejt oxigéntartalma. Mind aerob, mind anaerob körülmények között végbemehet a glükolízis. A folyamat minden sejtben lezajlik, a sejtek mindegyikére jellemző. A piroszőlősav továbbalakulása függ a körülményektől: oxigéndús környezetben az enzimek a piroszőlősav oxidációját katalizálják, C2 (acetil-) csoport és széndioxid képződik. Oxigénhiányos közegben viszont redukció zajlik le, amely a sejt enzimkészletétől

függően vagy tejsavat, vagy etanolt és szén-dioxidot eredményez. Erjedés: az anyagok (elsősorban a szénhidrátok) lebontása oxigénhiányos (anaerob) közegben. Típusai: Tejsavas erjedés (64.1) C6H12O6 (r) 2CH3-CHOH-COOH + 2ATP (Pl. az izomzatban oxigénhiányos közegben, mikroorganizmusok) Alkoholos erjedés (64.2) C6H12O6(r)2CH3-CH2-OH + 2CO2 + 2ATP (Pl. gombák, sörélesztő, gyökércsúcs) A piroszőlősav oxidációjakor újabb NADH + H+ jön létre, míg a redukció hidrogénszükségletét az a NADH + H+ fedezi, mely a glükolízisben keletkezett. Oxigéndús közegben a szénhidrátok mellett a többi szerves anyag is oxidálódhat. A lipidek lebontásából származó glicerin oxidálódva alakul glicerinaldehid- foszfáttá, amely beléphet a glükolízisbe. A zsírsavak is oxidálódnak, két szénatomos molekulák, acetil-csoportok képződnek, melyeket a koenzim-A molekula szállít el a különböző folyamatokba. Hasonlóan acetil-csoportra bomlanak le

(ún. b-oxidációval) az aminosavak nitrogénmentes szénláncai is, míg a nukleinsavak pentóz-foszfátjai egy - a Calvin-Benson ciklushoz hasonló, de azzal ellentétes irányban zajló lebontó - körfolyamatba (pentóz-foszfát ciklusba) kerülve vagy széndioxidra bomlanak, vagy glicerinaldehid-foszfáttá alakulva belépnek a glükolízisbe, és acetil-csoportra bomlanak. Az aminosavakból és a nukleotidokból származó nitrogéntartalmú részletek vagy a felépítő folyamatokban újra felhasználódnak, vagy az élőlényre jellemző módon kiürülnek a sejtből, az élőlényből (ammónia-, karbamid-, és/vagy húgysavként). 64.1 A tejsavas erjedés vázlata 64.2 Az alkoholos erjedés vázlata Aerob körülmények között az életfontosságú szerves vegyületek szinte mindegyike végső soron acetil-csoportokká oxidálódik. További lebontásuk - hiszen a csoportban van még C-C és C-H kötés, így további energiát nyerhet belőlük a sejt - közös úton

mehet tovább, a citromsavciklus és a terminális oxidáció folyamatsorában. Figyeld meg a 65.1 á brán, hogy a sejtben hogyan kerülnek a lebontás közös útjára az életfontosságú szerves vegyületek! CITROMSAVCIKLUS (SZENT-GYÖRGYI-KREBS CIKLUS) Szent-Györgyi Albert (1893-1986) magyar biokémikus 1935-ben kimutatta, hogy kis mennyiségű dikarbonsav (almasav, fumársav, borostyánkősav) izomba juttatása fokozza az izom oxigénfogyasztását és a szén-dioxid termelését. Foglalkozott a B2- és a C-vitamin állati szervezetbeni előfordulásával, az izomösszehúzódás biokémiájával, a csecsemőmirigy működésével is. A citromsavciklusról leírt vizsgálati eredményeit H. A Krebs használta fel a ciklus teljes felderítéséhez. Kimutatta az oxálecetsavat és a citromsavat is 1953-ban ő is Nobel-díjat kapott. Az acetil-csoport a mitokondrium alapállományában lezajló citromsavciklusban oxidálódik tovább. Egy négy szénatomos oxodikarbonsav

(oxálecetsav) molekulához kapcsolódik, így alakul ki a folyamat névadója, a hat szénatomos trikarbonsav, a citromsav. Acitromsav hidrogéneket a k oenzimeknek leadva - oxidálódik, és egy-egy szén-dioxid kilépésével öt, majd négy szénatomos molekulává alakul, kialakítva a kiindulási dikarbonsavat (oxokarbonsavat). (661) A citromsavciklus (Szent-Györgyi-Krebs ciklus) jellemzői: - körfolyamat; - oxidáló jellegű (négy helyen hidrogén lép ki); - a felszabaduló energia közvetetten hasznosítható; - a belépő két szénatom nem azonos a körből kilépő két szén-dioxid szénatomjával; - a mitokondrium alapállományában (prokariótákban a citoplazmában) zajlik le; - C2 - 2CO2 + 4 ´ 2H (~ 4NADH). 65.1 Az aerob lebontó folyamatok vázlata A hidrogéneket a folyamat három oxidációs lépésében a N AD+ veszi fel, egy helyen egy másik koenzimre, a FAD molekulájára kerül. A különbség a végső anyag- és energiamérlegben - a keletkező egy

molekula GTP miatt - lényeges változást nem eredményez. Az oxidációs lépések során felszabaduló energia nagy része nem közvetlenül az ATP makroerg kötéseibe kerül, hanem a hidrogénszállító koenzimek által felvett elektronok viszik a biológiai oxidáció utolsó szakaszába, a terminális oxidációba. TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ Az aerob körülmények között lezajló glükolízisben és a hozzá kapcsolódó lebontó folyamatokban, valamint a citromsavciklusban keletkezett NADH + H+ molekulák elektronjainak energiáját a mitokondrium belső membránjában lévő elektronszállító rendszer alakítja az ATP energiájává. Az elektronszállító rendszer legjellemzőbb molekulái a citokrómok. Mint ahogyan a fotoszintézis fényszakaszában megismert elektronszállító molekulák, ezek is fehérjéből és hemből épülnek fel. A hem vasionja az elektronokat felvéve redukálódik (Fe3+(r)Fe2+), majd továbbadja a következő molekulának, miközben

oxidálódik (Fe2+ (r) Fe3+). (662) A reakciósor eredményeként a N ADH protonjai a mitokondrium külső és belső membránja közé, míg az elektronok az alapállományba, a légzési oxigénre kerülnek, vagyis az elektronok energiája a töltések elválasztására fordítódik. 66.1 A citromsavciklus vázlata és folyamata 66.2 A terminális oxidáció A belső membrán két oldala között töltéskülönbség, feszültség alakul ki, melyet enzimek által képezett csatornák megnyitásával a mitokondrium egyenlít ki. A protonoknak a kinyílt fehérjecsatornákon történő átáramlásakor felszabaduló energiát az enzim az ATP képzésére használja fel. A NADH által átadott két elektron végighaladásával 3 ATP képződik. A sejtek által megtermelt energiamennyiség 80-90%-a a mitokondriumban keletkezik. A citokrómok szerkezete és működése a fotoszintézis fényszakaszában megismert elektronszállító molekulákhoz nagyon hasonló. A citokróm-c talán a

legismertebb közöttük, hiszen ez a molekula perifériás fehérjéje a mitokondrium belső membránjának, azaz viszonylag egyszerűen kivonható, elkülöníthető. Szinte minden aerob élőlény sejtjében megtalálható. Az aminosavsorrendjét illetően kisebb-nagyobb eltérések tapasztalhatók az egyes élőlényekben. Viszonylag kisméretű, mindössze 107 aminosav alkotja A citokróm-c aminosavsorrendje alapján következtethetünk az élőlények rokonságára. A biológiai oxidációt és az erjedést egyszerű kísérletekkel vizsgálhatjuk. A 671 ábra 1 része a biológiai oxidációt folytató állat és növény lebontó folyamatát vizsgálja. Oxigént használnak fel, miközben szén-dioxid és víz keletkezik. Mi a szerepe az üvegcsőben lévő NaOH-oldatnak? Mit jelez a folyamat során a fenolftalein? Miért mozdul el befelé (a kémcső ürege felé) a fenolftaleines NaOH-csepp? Mi miatt változik meg a folyadékcsepp mozgása (olaj) a harmadik kémcső

csövében? Mi az oka? A 67.1 ábra 2 része a kenyérélesztő erjedési folyamatát vizsgálja A glükóz és a borkősav az anyagcsere-folyamathoz szükségesek. Mi lehet a s zerepe az üvegedénynek és az azt borító alufóliának? Hogyan változhat az Erlenmeyer-lombikban a hőmérséklet? Miért vattadugót használunk? Mit bizonyít az egyre erősödő habzás? Milyen vegyületet mutathatunk ki a lombikban maradt folyadékból a reakció végén? A FELÉPÍTŐ ÉS LEBONTÓ FOLYAMATOK ÖSSZEFÜGGÉSE A különböző anyagcsere-folyamatok a s ejtekben egymás mellett, ugyanakkor térben egymástól elhatárolva, gyakran egyidejűleg mennek végbe. Ezek összerendezését a folyamatok szabályozása biztosítja. Egy reakció végbemenetelét befolyásolja a s zükséges enzimek és energia megléte vagy hiánya, a kiindulási anyagok, a köztes- és végtermékek jelenléte a reakciótérben. A felépítő és a lebontó folyamatok szorosan összekapcsolódnak, mégis

egymástól viszonylag függetlenül zajlanak le. A kapcsolatot elsősorban az ATP és néhány köztestermék biztosítja A lebontó folyamatokban keletkező ATP a felépítő és egyéb (mozgás, ingerlékenység, emésztés stb.) - energiaigényes - folyamatokban használódik fel A folyamatokban kialakuló molekulák kiléphetnek a reakciósorból, és átkerülhetnek más folyamatba, ott alakulva tovább (pl. acetil-csoport, a glicerinaldehid-foszfát) 67.1 A biológiai oxidációt (1) és az erjedést (2) bemutató kísérlet A többsejtű élőlényeken belül az egyes sejtcsoportokban, de az egyes élőlénycsoportokban is eltérő anyagcsere-folyamatok mehetnek végbe. A növényi típusúak anyagfelépítésének alapja a fotoszintézis, lebontó folyamata az oxigéndús környezetben lezajló biológiai oxidáció. A heterotróf élőlények a táplálékkal felvett szerves molekulák anyagcseréjével nyert köztestermékek és energia felhasználásával építik fel

saját szerves anyagaikat. A lebontó folyamataik minősége függ a környezet - így a sejt - oxigéntartalmától. (681) 68.1 A felépítő és a lebontó folyamatok kapcsolata ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért oszthatjuk három szakaszra a glükolízis folyamatát? 2. Mi a szerepe a glükolízisben felhasznált ATP-nek? 3. Milyen molekulákba kerül az anyagok oxidációjából felszabaduló energia? 4. Miért fontos köztestermék a glicerinaldehid-foszfát molekula? 5. Mely sejtek képesek a glükolízis folyamatára? 6. Előnyös-e a sejtek számára, hogy a különböző anyagok lebontása közös úton történik? 7. 1 m ol glükóz 38 A TP-t szolgáltat, ha biológiai oxidációval, 2 mol ATP-t, ha erjedéssel bomlik le a sejtben. Mi a különbség oka? 8. Mi a s zerepe a légzési oxigénnek a sejtekben? Milyen folyamatokban használódik fel közvetlenül? 9. Hol mennek végbe a lebontó folyamatok egyes szakaszai a sejtben? 10. Miért szükséges, hogy az elektonszállító

rendszerek (a fotoszintézis fényszakasza, a terminális oxidáció) membránhoz kötötten működjenek (színtest gránumjában, mitokondrium belső membránjában)? Miért nem szükséges ez a körfolyamatok (Calvin-ciklus, citromsavciklus) esetében? ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK A sejtek felépítése és anyagcseréje I. Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 1. Melyik igaz a plazmolízisre? 1. az ozmózison alapul 2. a sejt környezetének kisebb koncentrációja esetén alakul ki 3. a diffúzió kifelé irányul 4. a vérsejtek változása 2. Milyen szerepe van a biogén elemeknek? 1. életfontosságú szerves vegyületek alkotói 2. a csontot is alkotják 3. a biokémiai folyamatokban részt vesznek 4. csak az élő rendszerben találhatók meg 3. Mi alkothatja a nukleotidokat? 1. ribóz 2. purin bázis 3. foszforsav 4. pirimidin bázis 4. Milyen szerepe van a fehérjéknek? 1. enzimként működnek

2. szerkezeti molekulák is lehetnek 3. egyes hormonok is fehérjék 4. a szervezet védelmét biztosíthatják 5. A keményítőre jellemző, hogy 1. szemcsék formájában tárolódik 2. minden molekulája elágazó 3. az amilóz és az amilopektin is glükózból épül fel 4. jelentős mennyisége tárolódik a májban és az izomban Ötféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) glükóz (szőlőcukor) B) maltóz (malátacukor) C) glikogén D) mindhárom E) egyik sem 6. a keményítő lebontásának köztesterméke 7. az ezüsttükör-próbával nem mutatható ki 8. fruktóz alkotja 9. tartalékszénhidrát az állatokban és a gombákban 10. hat szénatom, vagy annak egész számú többszöröse építi fel 11. hidrolízissel nem bonthatók egységeire 12. egyszerű szénhidrát 13. nitrogéntartalmú poliszacharid Ötféle választás A válaszok közül egy helyes. 14. amino- és karboxil-csoportot tartalmaz 15. a szacharózt is felépítheti 16.

olyan trióz, melynek foszfátszármazéka anyagcsere-köztestermék 17. a nemi hormonok is ilyen szerkezetűek 18. peptidkötéssel összekapcsolódva a fehérjéket képezik 19. hexóz 20. aldehid molekula 21. a nukleotidok egyik alkotója Asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) szol állapot B) fiziológiás oldat C) ozmózisnyomás D) emulzió E) szuszpenzió F) gél állapot G) adszorpció H) koaguláció I) denaturáció J) nagy energiájú kötés 22. folyadékban folyadékot oszlatunk el 23. folyadékban szilárd anyagot oszlatunk el 24. az a nyomás, amelyet az oldatra kell kifejteni ahhoz, hogy dinamikus egyensúly jöjjön létre 25. a kolloidrészecskék durva diszperz rendszerré alakulása 26. a sejt ozmotikus nyomásával megegyező tulajdonságú oldat 27. folyékony, a kolloidrészecskék egyenként, önálló hidrátburkukkal elmozdulhatnak a rendszerben 28. a fehérjék biológiai aktivitásának, jelentőségének elvesztése 29. kocsonyás

rendszer, melyben a kolloidrészecskék hidrátburkukkal összekapcsolódnak 30. 25 kJ/mol-nál több energiát tartalmazó kémiai kötés 31. a felületen való megkötés másodrendű vagy elsőrendű kémiai kötésekkel Mondatkiegészítés Az alábbi kiegészítendő mondatokból hiányzó, számmal jelölt kifejezéseket kell leírni. A lipidek közös sajátsága, hogy . 32 j ól oldódnak Lehet bennük olyan funkciós csoport is, mely . 33 t ulajdonságúvá tehetik az adott molekulát Ilyen molekulák lehetnek a szteroidok és a . 34 A lipidek közül a 3 5 tartaléktápanyagok A bennük található nagyszámú . 36 a tom 37 -kor sok 38 s zabadul fel A lipidek másik csoportja a . 39 , m elyek delokalizált elektronrendszerét a fény könnyen gerjeszti A leadott energia miatt ezek a molekulák . 40 , ugyanakkor fontos szerepük van a 41 folyamatában Táblázatkiegészítés Adjuk meg a táblázatban szereplő sorszámoknak megfelelő meghatározásokat!

ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Melyek az életfontosságú szerves vegyületek csoportjai? 2. Milyen szerepe van a víznek a sejtben? 3. A lipidek és a szénhidrátok is szénből, hidrogénből és oxigénből épülnek fel Azonosak-e a tulajdonságaik? Miért? 4. Mely molekuláknak van elsődleges szerkezete a sejtben? 5. Mi a feladata a lipideknek, a szénhidrátoknak, a fehérjéknek illetve a nukleinsavaknak az élőlényekben? ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK A sejtek felépítése és anyagcseréje II. Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 1. Melyik jellemző az enzimekre? 1. fehérjék építik fel 2. a molekulának csak kis része vesz részt a működésben 3. csökkentik az aktiválási energiát 4. csak aminosavak építhetik fel 2. Melyik nem igényel energiát a sejt részéről? 1. endocitózis 2. aktív transzport 3. exocitózis 4. passzív transzport 3. Melyik a biológiai membrán alkotója? 1. a

fehérje 2. a szénhidrát 3. a foszfatid 4. a koleszterin 4. Melyik sejtalkotó vesz részt fehérje képzésében? 1. endoplazmatikus hálózat 2. sejtközpont 3. Golgi-membrán 4. lizoszóma 5. Mi a közös a mitokondriumban és a színtestben? 1. elektronszállító rendszer működik benne 2. van benne DNS-molekula 3. két membrán alkotja 4. minden eukarióta sejtben megtalálható Négyféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) felépítő folyamatok B) lebontó folyamatok C) mindkettő D) egyik sem 6. folyamatában bekövetkezik ATP-felhasználás 7. energiaigényes folyamat 8. kiindulhat szervetlen anyagból is 9. része a glükolízis 10. a szervetlen anyag redukálása jellemzi 11. a NADP fontos az elektronok közvetítésében 12. oxidáló jellegű 13. ATP keletkezik a folyamat során A) I. fotorendszer B) II. fotorendszer C) mindkettő D) egyik sem 14. molekuláiban könnyen gerjeszthető elektronok vannak 15. része a fotoszintézis sötét

szakaszának 16. hozzá kapcsolódik a fotolízis 17. a klorofill-a molekuláinak egy része fehérjéhez kötődik 18. karotinoidja a xantofill 19. központjában klorofill-a molekulák találhatók 20. narancssárga pigment is alkotja 21. kapcsolatban van elektronszállító rendszerrel Asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) zsírsavszintézis B) a fotoszintézis fényszakasza C) glikolízis D) glükóz újraképzése (glükoneogenezis) E) a fotoszintézis sötétszakasza (Calvin-ciklus) F) aminosavszintézis G) terminális oxidáció H) kemoszintézis I) kondenzáció J) citromsavciklus 22. acetil-csoportból CO2 és NADH képződik 23. monoszacharidokból piroszőlősav jön létre 24. NADH-ból kiinduló ATP- és vízképződés 25. vízbontás után O2 és NADPH keletkezik 26. CO2-ből ATP és NADPH felhasználásával monoszacharid alakulhat ki 27. szervetlen anyag eloxidálása után CO2-ból szerves anyag képződik 28. piroszőlősav a reakciósor

végén glükózzá alakul 29. acetil-csoportból NADPH és ATP felhasználásával zsírsav keletkezik 30. kis molekulájú szerves anyagból aminosav képződik 31. hat szénatomos molekulák glikogénné kapcsolódnak össze Struktúra-funkció Nevezd meg az ábra betűkkel jelölt részeit, és válaszolj a kérdésekre! 32. az anyagcserénk egyik központi jelentőségű aldehidje 33. oxidációval glicerin-aldehiddé alakul 34. hidrolízissel bomló makromolekula 35. nitrogénje karbamiddá alakul 36. oxidálódva redukálhat anyagokat 37. a légzéssel távozik 38. húgysav is lehet közötte 39. C2-es acetil-csoporttá oxidálódó szerves sav 40. az izom összehúzódásakor is felhasználódhat 41. az oxigénből hidrogénfelvétellel alakul ki Problémafeladat Röviden válaszolj a kérdésekre! A lekváros bukta készítésének bevezető lépése a kovász elkészítése. Ehhez élesztőt kell morzsolnunk a tejbe. Egy biokémiai folyamat indul be a folyadékban 42. Mi

az élesztő? Meleg helyre tesszük. 43. Miért fontos a meleg? Rövid idő múlva megnő a rendszer térfogata. A folyadékszint emelkedése buborékképződés miatt jön létre. 44. Mit jelez a buborék keletkezése? 45. Mely vegyület van a buborékban? 46. Milyen folyamat indulhatott be? 47. A tej melyik alkotójából indulhat ki a folyamat? 48. A buborékot alkotó anyag mellett milyen vegyület keletkezik még a folyamat során? 49. Miért előnyös a lezajló folyamat az élesztőnek? 50. Miért előnyös a lezajló folyamat az embernek? ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Van-e különbség lebontó folyamat és lebontás között? 2. Sorolj fel oxidáló jellegű anyagcserefolyamatokat! 3. Milyen szakaszokra osztható a fotoszintézis? 4. Miért központi jelentőségű az anyagcserében az acetil-CoA? 5. Hogyan kapcsolódhatnak össze a felépítő és a lebontó folyamatok? II. fejezet AZ ÖRÖKÍTŐANYAG AZ ÖRÖKLŐDŐ INFORMÁCIÓ MEGJELENÉSÉNEK KÉMIAI ALAPJAI A

nukleinsavak és a fehérjék anyagcseréjének szerepe alapvetően eltér a szénhidrátok és a lipidek anyagcseréjétől. Amíg az utóbbiak elsősorban energiaszolgáltatók és a sejtek felépítésében vesznek részt, addig a nukleinsavak és a fehérjék az információtárolásban és továbbításban játszanak elsődleges szerepet, amit specifikus szerkezetük tesz lehetővé. A dezoxiribonukleinsavnak a fehérjeszintézis közvetett irányítása mellett alapvető feladata a szaporodás és az öröklődés biztosítása. Saját szaporodásának irányítása a sejtosztódás során, a sejt genetikai információjának továbbadása a DNS megkettőződésével, bioszintézisével valósul meg. A sejtben DNS tárolja a genetikai információt, és azzal, hogy a róla képződő RNS másolását (RNS-bioszintézis) megszabja, felelős a tulajdonságok kialakulásának közvetett - az RNS közvetítésével történő - irányításáért is. A ribonukleinsavak a

fehérjeszintézis közvetlen irányítói és enzimekkel együtt a végrehajtói. A fehérjeszintézis színhelyére, a riboszóma- RNS-ekből és fehérjékből felépülő riboszómára a DNS információtartalmát a hírvivő RNS, az aminosavakat pedig a szállító-RNS juttatja. A CENTRÁLIS DOGMA, A GÉN ÉS ALLÉL FOGALMA A sejtek, az élőlények működése, a tulajdonságaik a fehérjék térszerkezetével függenek össze. Például: az enzimek aktív centruma a polipeptidlánc elrendeződése miatt köti meg a szubsztrátot, az izom összehúzódása a fehérjék lánckonformációjának megváltozásával jön létre, mint ahogy a sejtek aktív transzportja is ilyen változásnak köszönhető. A szemünk színét is az oda beépülő fehérjemolekulák alakítják ki. A fehérjék térszerkezetét a molekulák aminosavsorrendje szabja meg. Az aminosavak sorrendjének kialakulását - közvetve - a viszonylag stabil DNS bázissorrendje határozza meg. Az örökítőanyag

négyféle bázisa és a fehérjék 20-féle aminosava között egy közvetítő molekula, a ribonukleinsav tart kapcsolatot úgy, hogy nukleotidláncának sorrendjével megszabja a fehérjék elsődleges szerkezetét, ezzel a molekula térszerkezetét, vagyis az adott tulajdonságot. (741) A DNS információtartalma, azaz bázissorrendje a nukleotidok bázispárosodási szabályának érvényesülésével kerül át a képződő RNS-molekulába (transzkripció). Az RNS-molekulák irányításával, illetve működésével kerül sor a fehérjeszintézisre (transzláció). Ez a centrális dogma A centrális dogma minden ma ismert élőben érvényes, csak egyes, RNS-tartalmú vírusok gazdasejten belüli folyamatában van ettől eltérés. Az RNS-vírusok képesek RNS-ről DNS-t képeztetni, amit egy, a sejtbe a nukleinsavval együtt bekerülő enzim (reverz-transzkriptáz) képes egyedülállóan katalizálni. Ha a vírusinformációt tartalmazó DNS elkészült, akkor már a

centrális dogma szerint zajlik a tulajdonságok meghatározása, kialakítása. A sejtek DNS-tartalma a genotípus, mely a tulajdonságok kialakítását egy-egy szakaszának működésén keresztül valósítja meg. Egy fehérje szintézisét biztosító DNS-szakasz a g én A génnek lehetnek változatai, melyeket alléloknak nevezünk. A gének szabályozott működésével és a környezet befolyásoló hatásának eredményeként alakul ki a fenotípus, az élőlény megjelenő tulajdonságainak összessége. 74.1 A centrális dogma: a tulajdonság meghatározásának egyirányú menete az élőben A gén, mint például az ember AB0-vércsoportját meghatározó génje, tulajdonságot szab meg. Ez a DNS-szakasz az em ber 9-es kromoszómájának rövid karján található (lokusz: a gén fizikai helye a DNS-en). Az egyedek vércsoportja különböző lehet, hiszen vércsoportunk génjének három változata, allélje is kialakult. Az A-s, a B-s és a 0-s allél eltérő

jelenléte eredményezi az emberek különböző vércsoportját (A, B, AB, 0), az egyednek a másiktól elütő fenotípusát. Centrális dogma: az élő rendszerekben a genetikai információ áramlása egyirányú, a DNS RNS - fehérje - tulajdonság folyamatban valósul meg. Genotípus: a DNS (az örökítőanyag) összessége. Gén: egy fehérjét meghatározó DNS-szakasz (tágabb értelemben: hasznosuló RNS-t meghatározó DNS-szakasz). Allél: a gén változata. Fenotípus: a megjelenő tulajdonságok összessége, a genotípus és a környezet együttes hatása alakítja ki. A gének és a fehérjék (enzimek) kapcsolatára G.W Beadle és E L Tatum kísérletei mutattak rá. Biokémiai vizsgálatokból ismerték, hogy az anyagcseresorban az arginin aminosavszintézise két elővegyület (X: ornitin; Y: citrullin) átalakulásával következik be Azt is tudták, hogy az X anyag Y-ná, és az Y argininné alakulását más-más enzim katalizálja. A kenyérpenész (Neurospora

crassa) olyan egyedeit fedezték fel, amelyek a növekedésükhöz ezek közül egyes anyagokat igényeltek a táptalajukból. Közös jellemzőjük volt, hogy az egyes típusoknak mindig csak egy, de más-más plusz tápanyag kellett. A következőket tapasztalták: Beadle a k ísérlet tapasztalataiból jutott arra következtetésre, hogy a DNS egy szakasza egy polipeptidlánc képzéséért felelős. Ezt hívjuk "egy gén, egy enzim" elméletnek Mi okozhatja a kísérletben tapasztalt eltérést az A, B és C gomba fejlődésében? Melyik változatnak volt hibás az X anyag (ornitin) kialakulását katalizáló enzimjének génje? Milyen gén hibás az A változatban? Az emberi test 10 a mínusz tizennegyediken db sejtjének mindegyikében - az ivarsejtek kivételével - ugyanaz a 4 6 DNS szál található meg. Minden sejt a t eljes szervezet kialakításához és működtetéséhez szükséges génállományt tartalmazza. Hogyan lehet különbség a szervezet két sejtje

között (pl. a májsejt epét, az idegsejt ingerületátvivő anyagot termel, míg a harántcsíkolt izomsejt aktint és miozint hoz létre)? 75.1 A HIV-vírus felépítése ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Lehet-e információtároló egy poliszacharid molekula, pl az amilóz? 2. Mi miatt képes információt tárolni a DNS? 3. Milyen szerepet tölt be a DNS, illetve az RNS a sejtben? 4. Mit fejez ki a centrális dogma? 5. Mi a különbség a gén és az allél között? A GÉNMŰKÖDÉS Ahhoz, hogy a DNS-ben rögzített információ érvényre jusson, a génnek ki kell fejeződnie. A génkifejeződés egy sor kémiai változást jelentő folyamat, melyet két nagy szakaszra bonthatunk. Az első szakaszban a gén bázissorrendje alapján RNS-molekula képződik. A második szakaszban ezen RNS nukleotidsorrendje alapján a sejt aminosavakat meghatározott sorrendben összekapcsolva fehérjét szintetizál. Egy RNS-molekula a DNS egy szakaszáról másolódik. Az enzimek által felnyitott

DNSszakasz egyik - ún. aktív v t emplát - lánca mintaként szolgál az aktivált RNSnukleotidok sorba kapcsolására A bekapcsolódó nukleotidok között a foszfoészter kötéseket az RNS-polimeráz enzim hozza létre. Az elkészülő - az aktív (templát) szállal komplementer RNS az RNSpolimeráz segítségével leválik a DNS-ről, így az örökítőanyag eredeti állapotába alakulhat vissza. (761) Az átírást egyes antibiotikumok megakadályozzák, ami a mikroorganizmus pusztulásához vezet. Ezért ezek a vegyületek gyógyszerként használhatók Az RNS bioszintézise (átírás - transzkripció): a genetikai anyag átírása DNS-ről RNS-re. Szükségesek: minta DNS, RNS-nukleotidok, energia (ATP), enzim (RNS-polimeráz). Helye: ahol van DNS (sejtmag, színtest, mitokondrium, prokariótákban a citoplazmában). Lépései: 0. Nukleotidaktiválás ATP felhasználásával 1. A gén kezdő helyének a megkeresése (a DNS-nek csak egy szakasza másolódik!) 2. ADNS

lecsavarása és szétnyitása az RNSszintézis helyén 3. Az aktivált nukleotidok beépülése a bázispárosodás szabálya alapján a DNS aktív (templát) szál szerint (egy adott génben mindig ugyanaz az aktív szál!). 4. A beépült nukleotidok összekapcsolódása az RNS-polimeráz segítségével 5. Az RNS másolása addig, amíg az enzim a záró (terminációs) jelhez ér 6. Aképződött RNS leválása a DNS-ről, és a DNS-molekula eredeti szerkezetének visszaállása (a DNS-szakasz többször is átíródhat!). 76.1 Az RNS szintézise A transzkripció során mindig a DNS egy szakasza másolódik, ezért szükség van a szintézis kezdetének és a végének a jelzésére. Ennek információját a gén előtt található rövid DNSszakaszok (promoter régió) bázissorrendje adja Ezek a szakaszok nagyobb arányban tartalmaznak adenin és timin bázisokat, ezért itt a D NS két lánca gyengébben rögzül egymáshoz (TATA-régió, CAAT-régió). Ezt ismeri fel az

RNS-polimeráz enzim Az enzim a kezdőponttól kb. 17 bázispárnyi szakaszt kinyit a DNS-ből, az így kialakult dudor a képződő RNS-sel együtt alkotja a transzkripciós hólyagot. Az RNS mindig G- vagy Atartalmú nukleotiddal kezdődik Az aktív RNS-nukleotidok beépítése gyorsan (50 nukleotid/sec sebességgel) halad. Az RNS-polimeráz nem képes a javítására, de a bázispárosodás pontossága miatt kevés hiba jön létre (1 hiba/104-105 bázispár). A lánc zárását az aktív DNS-lánc palindrom GC-gazdag, majd AT-gazdag régiói jelzik, az RNSpolimeráz leválik, az RNS pedig leesik. A tRNS-ek és az rRNS-ek is a fenti módon képződnek, de ezek a DNS-ről történt leválás után még ribonukleázok hatására módosulnak, átalakulnak, újraszerkesztődnek (splicing). Az átalakító biokatalizátorok között ribozim is van. Miért előnyös, hogy csak egy rövid szakaszon nyílik ki a DNS az átírás során? Miért esik le a képződő RNS a DNS-ről? A

génműködés szabályozása Az élőlény vagy a sejt számára fontos, hogy a gének működtetése - azaz az mRNS- és arról a fehérjeképződés - ne véletlenszerűen, hanem szabályozottan (időben, szövettípusonként eltérő hatékonysággal) valósuljon meg. A génműködésszabályozás alapelveinek megismerése a közönséges bélbaktérium (E. coli) vizsgálatával történt A bélbaktériumot olyan táptalajon nevelve, melybe glükózt adtunk tápanyagként, megfigyelhetjük a baktériumok jellegzetes szaporodási ütemét (1. kísérlet) Amennyiben áttesszük tejcukor- (laktóz)tartalmú táptalajra, a szaporodás leáll (2. kísérlet) Miért nem szaporodnak a baktériumok? Rövid idő után azonban megfigyelhetjük, hogy a baktériumok újra szaporodnak, és a szaporodási ütemük megegyezik a glükóztartalmú táptalajon tapasztaltakkal. Összehasonlítva a glükóz-, illetve a tejcukortartalmú táptalajon nevelt baktériumok kémiai összetételét,

három olyan enzimet, új fehérjét találtak a második kísérlet baktériumaiban, amelyek a glükóztartalmú táptalajon fejlődőknél hiányzik. Ezek a fehérjék a laktóz sejtbe történő bejuttatását és a hidrolizálását végzik. Enzimindukció: a környezet hatására új enzimek szintézisének megindulása. A kísérlet eredményei alapján Jacob és Monod fogalmazta meg az RNS-szintézis szabályozásának ún. operonmodelljét Az operon a regulátorgénből, az indító és az operátor régióból, valamint a struktúrgénekből áll. Régió: olyan DNS-szakasz, mely nem határoz meg fehérjét. A regulátorgén génről képződő mRNS meghatároz egy fehérjét, a represszorfehérjét (gátlófehérjét), amelynek olyan a térszerkezete, hogy megfelelő körülmények között az operátor régióhoz kapcsolódik. 77.1 A tejcukor operon Az operátor régió az RNS-polimerázt megkötő indító régió és a fehérjéket meghatározó struktúrgének között

helyezkedik el, ami azt eredményezi, hogy a represszorfehérje bekötődése megakadályozza az RNS-polimeráz DNS-hez kötődését és azon való végighaladását, vagyis a struktúrgének nem termelnek RNS-eket, így fehérje sem képződik. Amennyiben megjelenik a tejcukor a környezetben, onnan a sejtbe jutva hozzákapcsolódik a gátlófehérjéhez, amelynek - a bekapcsolódó molekula hatására - megváltozik a térszerkezete, így lekerül az operátor régióról. Az RNS-polimeráz bekapcsolódhat az indító régióhoz, és megkezdheti a s truktúrgének átírását mRNS-sé. A szabályozás lényege, hogy a l aktóz mennyiségének gyarapodásával a gátló hatás csökken. Ha elfogy a l aktóz, a g átló fehérje visszakapcsolódik az operátor régióhoz, és megakadályozza a gének további működését. (77.1) A tejcukor operon előbbiekben leírt szabályozásának lényege, hogy ha nincs tejcukor, akkor a gátló fehérje megakadályozza, hogy a tejcukor

lebontásához szükséges enzimek feleslegesen - termelődjenek. Számos operonban - közöttük a tejcukor operonban is - másfajta szabályozó molekulák jelenléte azt biztosítja, hogy az RNSpolimeráz még hatékonyabban működik. Ilyen szerepet tölt be pl a cAMP Fehérjéhez (CAP) kötődve képes az indító régióhoz kapcsolódni, meggörbíti a DNS-molekulát, aminek eredményeként az RNSpolimeráz jobban kötődik, így gyorsabbá válik az RNS-szintézis. Az eukarióták génműködésének szabályozása Az eukariótákban az RNS-képzés a ci toplazmában lezajló fehérjeszintézistől elkülönítve, elsősorban a sejtmagban zajlik le. A térben és időben való elválasztás miatt a génkifejeződés (génexpresszió) sokkal összetettebb. A gén átírása hasonló a fentebb megismert folyamathoz, de a képződő RNS a sejtmagban enzimek és ribozimek hatására átalakul, újraszerkesztődik. Az átíráskor képződött RNS polinukleotidláncból darabok

(intronok) vágódnak ki, a molekula végére pedig jellegzetes nukleotidok kapcsolódnak. Az így kialakult mRNS gyakran csak tizede az eredeti RNS-nek. Az újraszerkesztődés különböző formákban mehet végbe, ami növelheti az eukarióta sejt fehérjéinek a számát. (78.1) Intron: az RNS és a DNS olyan része, amely nem vesz részt a fehérje meghatározásában. Exon: az RNS-nek és a DNS-nek az a része, amely fehérjék meghatározásában részt vesz. Az eukarióta sejtek örökítőanyaga a sejtjeikben képződő fehérjékhez képest - összehasonlítva a prokarióta sejtek DNS/fehérje arányával - aránytalanul nagyobb mennyiségű. Ez több tényező együttes hatásának köszönhető. Az egyik éppen az újraszerkesztő mechanizmus, de a sok ismétlődő szekvencia is nagymértékű DNS-mennyiségnövekedést okozott az evolúció során. ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mit nevezünk génnek? 2. Mi a genotípus és a fenotípus? 3. Hogyan lehetséges az, hogy a

szervezet minden sejtje azonos genotípusú, az egyes sejtek mégis eltérő működésűek? 78.1 Egy eukarióta gén átírása A FEHÉRJESZINTÉZIS (TRANSZLÁCIÓ) A fehérjeszintézis az aminosavaknak az mRNS elsődleges szerkezete szerinti sorrendben történő összekapcsolása. A folyamat a riboszómák (792) felületén zajlik le, ha a két alegysége, a fehérje és a riboszóma RNS összekapcsolódott (a kis alegység a hírvivő RNS-t köti meg, míg a nagy alegység az aminosavat szállító két tRNS-t rögzíti). Így válik lehetővé az RNS-ek megfelelő találkozása. Az összekapcsolódva 17-20 nm-es testecskék, a r iboszómák a citoplazmában, a mitokondriumok és a színtestek alapállományában fordulnak elő. A prokarióta sejtek riboszómái kisebbek, mint az eukariótáké. Milyen lehet a mitokondrium, illetve a színtest riboszómája? A tRNS közvetítő szerepet tölt be az mRNS és az aminosav között. Jellegzetes bázishármasával, az antikodonnal

(79.3) a bázispárosodás szabálya alapján képes az mRNS bázishármasához, a kodonhoz rögzülni, míg az antikodonnal ellentétes karjához a megfelelő aminosavat kapcsolja az aminosav-aktiváló enzim ATP segítségével. (791) A fehérje képzéséhez szükséges energia egy része az aminosavak aktiválására használódik el. Az aminosav-aktiváló enzim az ATP felhasználásával az aminosavkötő kar 3hidroxilcsoportjához kapcsolja az enzim aktív centrumában megkötött aminosavat. Azt, hogy egy tRNS-re mindig ugyanaz az aminosav kapcsolódjon, az aminosav-aktiváló enzimek specifitása biztosítja. Hány különböző aminosav-aktiváló enzim szükséges egy sejtben? Már az eddigiekből is látszik, hogy a fehérjeszintézishez a különböző RNS-ek (mRNS, tRNS és a riboszóma alkotójaként az rRNS), enzimek, energia és aminosavak szükségesek. A folyamat a lánckezdéssel indul, a riboszóma a mRNS első AUG, ún. lánckezdő kodonjának megfelelő

antikodonú tRNS-t építi be. A mRNS bázissorrendje (az egymást követő kodonsor) szabja meg a beépülő aminosavakat. A riboszómán közel kerülő aminosavak amino- és karboxil-csoportjai között jön létre a peptidkötés. A szabad riboszóma lépésenként végighalad az mRNS-en, miközben egyre növekszik a polipeptidlánc. A riboszómák jelentős része az endoplazmatikus hálózat felületén, a nagy alegységükkel rögzítetten találhatók meg (kötött riboszómák). A riboszóma ennek következtében nem mozdulhat el, így az mRNS tovább csúszik rajta. A folyamatot a stopkodon zárja le. A riboszómáról lekerülő polipeptidlánc felveszi a megfelelő térszerkezetét. 79.2 A riboszóma felépítése 79.1 Az aminosavak aktiválása 79.3 A tRNS szerkezete A riboszóma a mRNS-láncot az 5-végénél köti meg. Sorba haladva az AUG kodonig jut A lánckezdés az ún. lánckezdő tRNS-nek a riboszóma nagy alegysége első helyére, az AUG-hez való kötődését

jelenti. Egyedül ez a szállító-RNS képes az első helyre beépülni, és olyan metionint szállít, melynek aminocsoportját egy formil-csoport lezárja. Mi miatt lényeges, hogy a r iboszóma az 5 -végével köti meg a mRNS-t? Miért lényeges a csoport "blokkolása"? A láncnövekedés során a riboszóma második kötőhelyére beépül a megfelelő antikodonú tRNS, mely egy adott aminosavat szállít. A riboszóma térszerkezete úgy rögzíti a molekulákat, hogy az első aminosav karboxilcsoportja közel kerül a második aminosav aminocsoportjához. Miközben létrejön a peptidkötés, az első aminosav leválik a tRNS-éről, melyet az enzimek eltávolítanak. Az üres első hely lehetővé teszi, hogy energia segítségével a riboszóma "odébbcsússzon" a mRNS-en, az eddig második helyen lévő tRNS az első helyre kerül, felszabadul a második kötőhely. Oda beépülhet a megfelelő antikodonú új tRNS A folyamatsor percenként 100-120

aminosav beépítésével addig ismétlődik, amíg a riboszóma egy stopkodonhoz nem érkezik. 80.1 A fehérjeszintézis menete A lánczáródás három olyan mRNS kódnak köszönhető (UGA, UAA, UAG), amelynek nincsen megfelelő antikodonú tRNS-e. Mivel a f olyamat így megáll, az enzimek szétválasztják a rendszert. Az elkészült polipeptidláncról katalizátorok segítségével hidrolizál a formil-metionin, majd felcsavarodik, kialakul a megfelelő térszerkezet, az összetett fehérjék esetén bekapcsolódnak a nem fehérje részek, vagyis elkészül a fehérje. A sejtekben gyakran alakul ki a poliriboszóma. Egyetlen mRNS-re több riboszóma kapcsolódhat egymás után. Ezzel időegység alatt több fehérje képződhet (811) A riboszómák jelentős része, az ún. szabad riboszómák a sejtvázhoz rögzítve a citoplazmában találhatók. Ezeken képződik a sejt saját fehérjéinek többsége Ugyanakkor az endoplazmatikus hálózatok fehérjéihez nagy

alegységükkel kapcsolódott kötött riboszómákon elsősorban a sejtből leadandó fehérjék (a mirigyváladék, immunfehérjék, szerkezeti fehérjék stb.) és a membrán fehérjéi jönnek létre A leadandó molekulák az endoplazmatikus hálózat üregrendszerébe kerülnek, ahol tárolódnak, átalakulnak, vagy átkerülnek a Golgi-membránba, majd a lizoszómákba. Végül a lizoszómák exocitózissal kiürítik a sejtből őket. A membránfehérjék polipeptidláncai a membrán foszfatid-rétegébe épülnek be. A GENETIKAI KÓD A hírvivő RNS bázisai és a polipepidlánc aminosav- sorrendje közötti információs kapcsolatot, a jelrendszer a genetikai (biológiai) kodonszótár tartalmazza. (812) A genetikai kód adja meg, hogy az egy-egy mRNS kodon ( triplet = bázishármas) melyik aminosav fehérjébe épülését határozza meg. Az RNS négy bázisa egyenként egyértelműen csak négy aminosavat képes meghatározni. Legalább három bázis együttese ad annyi

jelet (43 = 64 különböző jel), amivel a 20 aminosav beépülését egyértelműen megszabhatja az RNS. A három stopkodonhoz nem tartozik tRNS, az AUG kodonhoz pedig két különböző tRNS beépülése is lehetséges. A riboszóma első kötőhelyére csak a lánckezdő tRNS képes bekapcsolódni, míg a második kötőhelyre a láncközi metionint szállító tRNS kapcsolódhat. Miért van csak két különböző bázissorrendű riboszómakötő kar a tRNS-ekben? Lehet-e 21féle aminosav-aktiváló enzimfelismerő karja a különböző tRNS-molekuláknak? Hányféle antikodon alakul ki egy sejtben? 81.1 A poliriboszóma szerkezete és elektronmikroszkópos képe Pro- vagy eukarióta sejtről készülhetett a kép? 81.2 A biológiai kodonszótár (*: lánckezdő) A genetikai szótár egyértelmű, hiszen egy kodon mindig ugyanazt az aminosavat határozza meg. Ugyanakkor degenerált is, mert egy aminosavat több (akár 6) kodon is meghatározhat A degeneráltságnak egyik

következménye, hogy egy gén bázissorrendjének megváltozása nem minden esetben vezet a fehérje aminosavsorrendjének megváltozásához is. A kodonszótárt megvizsgálva láthatjuk, hogy a degeneráltság elsősorban a triplet 3. bázisának különbségével függ össze. A kodonok 3 he lyén a bázisképződés szabályai nem olyan szigorúak. Pl. a CCU és a CCC kodonok ugyanannak az aminosavnak a beépülését határozzák meg A 3 nukleotid (bázis) hibás megjelenése (cseréje) nem okozza a fehérje megváltozását. Az mRNS csak akkor képes egyértelműen megszabni a polipeptidlánc aminosavsorrendjét, ha a kód leolvasása kihagyásmentes (vesszőmentes). A riboszómára bekapcsolódó két tRNS elhelyezkedése biztosítja, hogy minden bázis beletartozzon egy kodonba, nem maradhat ki egy sem. Egyúttal a kód leolvasása átfedésmentes is, hiszen a riboszóma azt is megakadályozza, hogy egy bázis egyszerre két kodonba tartozzék. Mindkét esettől való

eltérés más aminosavsorrendű polipeptidláncokat, így eltérő tulajdonságok megjelenését eredményezné. A genetikai kódszótár általános érvényű (univerzális) az élővilágban, a vírusoktól az emberi agysejtekig ez érvényesül a fehérjeszintézisben. A kódszótárban a mitokondrium esetében találhatunk egy pici eltérést. A normál esetben stopkodon UGA-nak a mitokondriumban megtalálható a tRNS-e, ami triptofánt építtet be. 82.1 A genetikai információ átadásának és kifejeződésének folyamatai ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen tényezők biztosítják az egyértelmű információt a DNS-től a fehérjék tulajdonságának megjelenéséig? 2. Az antibiotikumok közül több (sztreptomicin, tetraciklinek, eritromicin, kloramfenikol) a mikroorganizmus fehérjeszintézisének gátlásával hat. A szintézis mely lépését, lépéseit akadályozhatják meg a hatásukkal? 3. A genetikai kodonszótárból megtudhatod, hogy a leucinnak, az argininek és a

szerinnek a legnagyobb a "degeneráltsági foka". Milyen összefüggést fedezel fel e tény és aközött, hogy ezek az aminosavak a leggyakoribbak a fehérjékben? 4. Mi biztosítja, hogy az mRNS információjának leolvasása átfedésmentes, illetve kihagyásmentes legyen? 5. Mit bizonyíthat a genetikai kodonszótár általános érvényessége az élővilágban? A SEJTCIKLUS ÉS A DNS BIOSZINTÉZISE A sejt dezoxiribonukleinsav-tartalma felelős az élőlény öröklődő tulajdonságainak meghatározásáért, de e molekulák biztosítják a másolatuknak az utódokba juttatását is, lehetővé téve az átörökítést. Ehhez a D NS-molekula elsődleges szerkezetében, a bázissorrendben tárolt információnak a sejt osztódása előtt meg kell kettőződnie. A sejt életfolyamatai ciklusosságot mutatnak. A működő, életjelenségeket mutató sejt - az osztódás szempontjából - nyugalomban van (G1 szakasz). (831) A sejtekben, az örökítőanyagban rögzített

program szerint befejeződik a nyugalmi szakasz, és a sejt megkezdi a felkészülést a sejtosztódásra. Erre az ingert a sejt belső állapota szolgáltatja A növekedéssel a sejt fajlagos felülete egyre csökken, ami az anyagfelvétel esélyét csökkenti. A felület/térfogat arány romlása beindítja a sejt osztódási folyamatait, amelynek befejeztével megnövekszik az utódsejtek összfelülete. A következő szakaszban az örökítőanyag megkettőződése zajlik le (S szakasz). Enzimek hatására a sejtmag kromatinja fellazul, a nukleoszómákról lecsavarodnak a DNS-szakaszok. A prokarióták DNS-e nem kapcsolódik fehérjékhez, vagyis nincsenek nukleoszómák. A másik eltérés, hogy amíg az eukariótákban egyszerre több ezer helyen, addig a prokariótákban csak egy helyen indul meg a DNS megkettőződése. A folyamathoz szükséges energia egy része a DNS-nukleotidok ATP felhasználásával történő aktiválódására fordítódik, azaz a nukleotidok

trifoszfátokká alakulnak. A nukleoszómákról lekerült a-hélixeket lecsavaró enzimek és hidrogénkötéseket felszakító enzimek kinyitják, kialakul a replikációs villa. A bázispárosodás szabálya alapján az aktivált DNS-nukleotidok hidrogénkötésekkel a szabad bázisokhoz kapcsolódnak, és egy DNS-polimeráz enzim végighaladva a l áncon - miközben lehasítja a pirofoszfátokat - a felszabaduló energiával az egyik nukleotid foszforsavját a mellette lévő nukleotid dezoxiribózának 3 szénatomja hidroxil-csoportjához kapcsolja. Kialakulnak az 5-3 foszfodiészter kötések. A létrejött új polinukleotid láncrészletet javító enzimek ellenőrzik, a hibásan beépült nukleotidokat a megfelelőkre cserélik ki. Az elkészült DNSszakaszok fehérjékre csavarodnak, kialakulnak a nukleoszómák. A folyamatsor újabb szakaszokkal folytatódik, megismételve a fenti lépéseket. A képződő mindkét DNS-molekula egyik polinukleotidlánca az eredeti

molekulából származik, míg a vele komplementer lánc újonnan képződött. 83.1 A sejtciklus 83.2 A sejtciklus szabályozása A DNS bioszintézise (szemikonzervatív replikáció) (84.1) Szükségesek: minta DNS, DNS-nukleotidok, energia (ATP), enzimek. Helye: ahol van DNS (sejtmag, színtest, mitokondrium, prokariótákban a citoplazmában). Lépései: 1. A nukleotidok aktiválása az ATP felhasználásával 2. A DNS lecsavarása (a replikációs villa kialakulása) 3. Az aktivált nukleotidok beépülése a bázispárosodás szabálya alapján 4. ADNS-polimeráz - lehasítva a két foszforsavat - összekapcsolja a beépült nukleotidokat (53 irányban!) 5. A javító enzimek az esetleges hibákat megszüntetik 6. Az utód-DNS-ek felcsavarása A folyamat a teljes DNS-en lejátszódik. Azt, hogy a DNS megkettőződése szemikonzervatív, vagyis a képződő új DNS-láncok mindegyikének az egyik polinukleotid lánca a régi, és csak a másik az új, az alábbi kísérlettel

bizonyították. Baktériumokat nehéznitrogént (15N) tartalmazó táptalajon nevelve a baktérium minden nitrogénje kicserélődik, ami a nitrogéntartalmú molekuláinak tömegét jelentősen megnöveli. A baktériumot visszahelyezve normál nitrogént (14N) tartalmazó táptalajra és megvizsgálva az első utódnemzedék sejtjeinek DNS-ét, azt tapasztalták, hogy a DNS molekulatömege a nehéz és a normál nitrogént tartalmazó DNS molekulatömege közé esett ("félnehéz" DNS). A következő nemzedék DNS-einek viszont már csak a fele félnehéz, fele pedig normál nitrogént tartalmazó ún. könnyű, a harmadik nemzedékben pedig 25-75%-ban oszlott meg a félnehéz és a könnyű DNS. (842) Milyen DNS-eket, milyen arányban várhatunk a harmadik és a negyedik utódnemzedékben? Miért nem magyarázhatjuk a k ísérlet eredményét azzal, hogy a minta-DNS keresztben feleződik meg, és azután épülnek be az új nukleotidok? 84.1 A DNS bioszintézise 84.2 A DNS

megkettőződésének bizonyítása (Messelhson-Stahl kísérlet) A szintézis eredményeként két, bázissorrendjükben egymással és a kiindulási DNS-sel is megegyező utód-DNS jön létre. A k ét DNS nem válik el egymástól, hanem ezek alkotják a sejtosztódáskor kialakuló kromoszómát. A SEJTCIKLUS ÉS A SEJTOSZTÓDÁS ADNS megkettőződésével befejeződik a szintetikus (S) szakasz, és megfelelő enzimek segítségével a sejt ismét nyugalmi szakaszba (G2) kerül. Természetesen ekkor is csak mikroszkopikusan látszik nyugalmi állapotúnak a sejt, hiszen ekkor képződnek azok az enzimek, membránalkotók és egyéb molekulák, amelyek a sejt osztódásához szükségesek, vagyis a sejt felkészül a megkettőződött DNS kettéosztására, az utódsejtek kialakítására. L. H Hartwell, P M Nurse és T Hunt orvosi Nobel-díjat vehettek át 2001-ben a sejtciklus szabályozásának felfedezésért. E viszonylag rövid idejű állapot azzal fejeződik be, hogy a

sejtmag állományában "eltűnnek" a sejtmagvacskák, és a kromatinban egyre vastagabb fonalak jelennek meg. Megindul a kromoszómák kialakulása, vagyis kezdetét veszi a sejtosztódás folyamata. Kromoszóma: a sejt kromatinállományának egymástól különálló egységei. A sejtosztódáskor a sejtmag állományából kialakuló jellegzetesen festődő testecskék, úgynevezett kétkromatidás (transzport) kromoszómák jönnek létre. (851, 852) A kromoszómák DNS-ből és fehérjéből állnak. A sejtosztódáskor kialakuló minden kromoszóma két kromatidából épül fel. Az egyre inkább tömörödő, két teljesen azonos DNSmolekulát tartalmazó kromatida a befűződésnél kapcsolódik össze, melynek helye jellemző az adott kromoszómára. A faj testi sejtjeire jellemző a kromoszómaszám, de a 861 táblázat adataiból is látható, hogy a kromoszómaszám nem függ össze az élőlény evolúciós fejlettségével. Az ember 46 kromoszómájának

mindegyike 48-240 millió bázispár hosszúságú lineáris kettős spirál. Egy ilyen DNS kettős spirál hossza kiterítve 1,6-8,2 cm (0,34 nm/bázispár) Egyetlen sejtünkben a DNS-hélixek teljes hossza kb. 1,83 m A sejtosztódáskor megfigyelhető kromoszómák hossza viszont 1,3-10 mm között van, vagyis kb. 8000 -szer kisebb helyen férnek el, mint az eredeti DNS. Ennek oka az, hogy a kromoszómákban a DNS fehérjékkel együtt szorosan összecsomagolt állapotban van. 85.1 A kromoszóma szerkezete 85.2 A kromoszóma mikroszkópos képe A kromoszómákat egy fajon belül a méretük, a befűződés helye alapján és a kromoszóma DNS-ében megtalálható gének alapján azonosíthatjuk. Milyen következtetéseket vonhatunk le a kromoszómaszámról a táblázat adatai alapján? Csak a közel rokon fajok esetében figyelhető meg kapcsolat az evolúciós fejlettség és a kromoszómaszám között: pl. az alakor búza 14, a durum búza 28, a ma termesztett búza pedig 42

kromoszómaszámú. Ha azonosítjuk a sejtmagból kialakult kromoszómákat, ezeket sorokba rendezhetjük úgy, hogy minden típusból egyet-egyet emelünk ki. Ezt nevezzük kromoszómaszerelvénynek, ami szintén fajra jellemző. Azokat a sejteket, amelyekben a kromoszómákat csak egy sorba rendezhetjük, azaz amelyekben minden kromoszóma típusa csak egy példányban van jelen, haploid sejteknek nevezzük. Azok a sejtek, amelyek kromoszómáiból két sor állítható össze, vagyis minden kromoszómájukból két-két példányt található meg, diploid sejteknek nevezzük. Kromoszómaszerelvény (n): kromoszómák egyszeres sora a sejtben, melyek száma, megjelenése és géntartalma fajra jellemző. Genom: a faj összes génje (haploid kromoszómaszám). Haploid: egyszeres kromoszómaszerelvényű sejt, vagy egyszeres kromoszómaszerelvényű testi sejtekből felépülő élőlény (pl.: ivarsejtek, spórák, növényi protiszták testi sejtjei) Diploid: kétszeres

kromoszómaszerelvényű sejt, vagy kétszeres kromoszómaszerelvényű testi sejtekből felépülő élőlény (pl.: a spóraanyasejt, a zigóta, az állati protoctisták, a növények és az állatok testi sejtjei). Poliploid: sok kromoszómaszerelvényt tartalmazó sejt, vagy ilyen testi sejtekből felépülő élőlény (tri-, tetra-, hexaploid stb.) Homológ kromoszómák: az azonos méretű, alakú, és adott helyein (lokusz) azonos géneket tartalmazó kromoszómák. Homozigóta: a homológ kromoszómák adott helyein azonos allélokat tartalmazó sejt, illetve ilyen testi sejtekkel rendelkező élőlény. Heterozigóta: a homológ kromoszómák adott helyein különböző allélokat tartalmazó sejt, illetve ilyen testi sejtekkel rendelkező élőlény. 86.1 Egyes fajok testi sejtjeinek kromoszómaszáma (vastagítva a ma ismert két szélsőség) ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért nélkülözhetetlen a minta-DNS a DNS szintézise során? 2. Milyen lépésekhez használhatnak fel

ATP-t a DNS-bioszintézist katalizáló enzimek? 3. Mi okozza, hogy a két utód-DNS azonos bázissorrendű? 4. Hogyan valósul meg, hogy a DNS-nek a szintézis során le kell csavarodnia, ugyanakkor a molekulák lecsavarodva nagyon nagy méretűek? 5. Milyen következménye volna, ha a szintézis iránya 3(r) 5 lenne? 6. Miben tér el az RNS szintézise a DNS képződésétől? 7. Miben térnek el egy faj kromoszómái egymástól? 8. Mi történik a sejtmagban, amikor a kromatinból láthatóvá válnak a kétkromatidás kromoszómák? 9. Miért előnyösebb bizonyos esetekben az öröklődés vizsgálatához a haploid élőlény? A SEJTOSZTÓDÁS TÍPUSAI ÉS BIOLÓGIAI JELENTŐSÉGÜK A MITÓZIS A szintetikus szakaszban megkettőződött DNSmolekulák alkotják az osztódás előszakaszában (profázis) kialakuló kétkromatidás kromoszómákat. Ezek kromatidáit választja el egymástól két utódsejtbe juttatva - a mitózis folyamata (871, 881) A mitózis elnevezés a

mitosz = fonal görög szóból származik, ami utal a folyamat során megjelenő fonalakra, a kromoszómákra. A kromoszómák kialakulása közben a sejtközpont kettéosztódik, és miközben a sejt két pólusára vándorol, létrehozza a kromoszómákat mozgató húzófonalakat (magorsófonalak). A középszakasz (metafázis) kezdetén a maghártya eltűnik (endoplazmatikus hálózattá alakul), így a kiszabaduló, egyre rövidülő kromoszómák befűződéseihez mindkét oldalról húzófonalak kapcsolódnak, kialakul a magorsó. Mivel a húzófonalak megrövidülve a pólusok felé húzzák a kromoszómákat, ezért ezek a sejt középsíkjába rendeződnek. A középszakaszban a legrövidebbek a kromoszómák, ekkor az alakjuk jellemző, ezért ebben a szakaszban vizsgálhatók a legjobban. Az őszi kikerics (Colchicum autumnale) alkaloidja, a kolhicin, a sejtosztódást a középszakaszban állítja meg, mivel a húzófonalak működését gátolja. Az utószakasz

(anafázis) kezdetén a megrövidülő húzófonalak a kromoszómák kromatidáit elválasztják egymástól, majd a pólusokra húzzák. A végszakasz (telofázis) során kialakulnak a sejtmagok, majd elválik egymástól a két utódsejt. Csíráztatott kukorica vagy vöröshagyma gyökércsúcsát kárminecetsavas oldatban áztatjuk egy órán keresztül, majd ecetsavval leöblítjük. Tárgylemezre téve vizet cseppentünk rá, és fedőlemezzel lefedjük. A kezelés során felpuhult gyökércsúcsokat egy határozott, de óvatos mozdulattal függőleges irányból megnyomjuk. Az osztódó szövet szétlapult sejtjei között a mitózis különböző állapotában lévő sejteket, kromoszómákat láthatunk. A mitózis eredménye két sejt, melynek DNStartalma, genotípusa megegyezik, és a kiindulási sejt genetikai állományával is azonos. Az osztódás mind haploid, mind pedig diploid sejtekből kiindulhat. Így osztódnak a testi sejtek és a spórák A mitózis

eredményeként testi sejtek és a növényi ivarsejtek alakulnak ki. 87.1 A mitózis vázlata 87.2 Az osztódás előszakasza A sejtosztódás során a kétkromatidás kromoszómák génműködése gátolt. Vannak azonban olyan sejtek, amelyek rövid ideig (akár 1-2 órát) sem engedhetik meg ezt. Ezeknél a megkettőződés különböző egyéb típusai alakultak ki. A prokarióták hasadással, kromoszómák nélkül kettőződnek. Az egysejtű élőlényeknél és a többsejtűek bizonyos állandóan működő sejtjeinél az amitózis zajlik le. E folyamat során az S szakasz után nem alakulnak ki kromoszómák, hanem a kromatint az enzimek kettéosztják, majd a sejtmag befűződik és elkülönül a két sejtmag, amit a sejt kettéválása követ. A MEIÓZIS FOLYAMATA A fajra jellemző kromoszómaszám biztosítása érdekében szükség van számfelező sejtosztódásra, a meiózisra. A folyamat kezdetén a megkettőződött DNSekből kialakuló kromoszómák közül a

homológok párba állnak négykromatidás rendszereket alakítva ki. A kromatidák véletlenszerűen átkereszteződhetnek, majd enzimek segítségével törnek, és újraegyesülnek. A folyamat a c rossing over, melynek eredményeként - amennyiben a letört darab az eredeti helyre forr vissza - a kromoszómák változatlanok maradhatnak, de a kromatidadarabok ki is cserélődhetnek, összekeverve a homológ kromoszómákon található gének alléljeit (allélkicserélődés, 88.2) Az előszakasz többi változása megegyezik a mitózis előszakaszában lezajló eseményekkel. A középszakaszban a homológ kromoszómapárok állnak a sejt középsíkjába, majd a húzófonalak megrövidülve eltávolítják azokat egymástól. 88.1 A mitózis képekben 88.2 A llélkicserélődés a meiózis során (egyszeres és többszörös átkereszteződés) 89.1 A meiózis folyamata A középszakaszban a homológ kromoszómapárok elrendeződése a középsíkban véletlenszerű. Az éppen

adott helyzetük szabja meg, hogy a kromoszómához melyik oldalról kapcsolódik húzófonal. Ez a véletlenszerű elrendeződés újabb lehetőséget ad - ebben az esetben a különböző kromoszómákon lévő - gének, tulajdonságok keverésére, a változatosság fokozására. A kromoszómapárok lehetséges elrendeződéseinek számát a 2n képlettel adhatjuk meg, ahol n a sejt kromoszómapárjainak száma. Az ember esetében a különböző lehetőségek száma 223, azaz 8388608. A folyamatsor végén kialakuló két sejt fele kromoszómaszámú, mint a kiindulási sejt volt, de a kromoszómák még kétkromatidásak. A kromatidák elválása a DNS újabb megkettőződése nélkül meginduló második osztódási folyamat során zajlik le, amely megegyezik egy mitózissal. A két sejt kettéosztódása négy sejtet eredményez, melyek mindegyikének génállománya feleannyi, mint a kiindulási sejté, és az allélkicserélődés miatt ezen utódsejtek genetikai állománya

egymással sem egyezik meg. Amennyiben az első osztódási folyamat középszakaszában a kromoszómák véletlenszerű szétválása az előzőektől eltérő kombinációt eredményez, akkor a kialakuló négy sejt információtartalma is újabb kombinációban jelenik meg, azaz az előzőektől eltérő négy haploid sejt jön létre. Az első osztódási folyamat előszakaszában lezajló allélkicserérődés és a középszakaszban a kromoszómák véletlenszerű szétválása az utódsejt génállományának keveredését, rekombinációját biztosítja. A rekombináció fokozza a faj egyedeinek változatosságát A meiózis diploid sejtekből indulhat, hiszen az osztódáshoz nélkülözhetetlenek a homológ kromoszómapárok. Az osztódás szerepe a génállományok keverése, a változatosság fokozása Ugyanakkor a kromoszómaszám megfelezésével kialakult utódsejtek (az állati ivarsejtek és a spórák) lehetővé teszik a fajra jellemző kromoszómaszám

megőrzését. A GENETIKAI INFORMÁCIÓ VARIÁLÓDÁSA A MEIÓZIS ÉS A MEGTERMÉKENYÍTÉS SORÁN Az élőlények számára nagyon fontos, hogy a tulajdonságaik változatlanul kerüljenek az utódokba. Ezt teszi lehetővé a DNS-molekula stabilitása, ellenálló képessége és megkettőződésének "konzervativizmusa". A fajok alkalmazkodóképessége ugyanakkor nagymértékben függ a faj egyedeinek változatosságától, melyhez a génállomány módosulása, átalakulása szükséges. E kettős - egymással ellentétes - igény a mitózis állandóságot biztosító módjával, valamint a meiózis során és a m egtermékenyítéskor bekövetkező véletlenszerűséggel valósul meg. (90.1) A meiózis során lehetőség van a génállomány keverésére, ugyanakkor az ivaros szaporodás során bekövetkező megtermékenyítés hozza létre az új tulajdonságú egyedeket. A létrejövő ivarsejtek haploidok (n). A két gaméta összeolvadásával, a

megtermékenyítéssel alakul ki egyetlen sejt, a zigóta (2n). Megtermékenyítés: a petesejt és a hímivarsejt összeolvadása. Zigóta: a megtermékenyített petesejt. A zigóta a két ivarsejt genetikai információját együtt tartalmazza, így mindkét szülő tulajdonságait hordozza. A zigóta mitózissal osztódik, diploid testi sejteket alakítva ki Ahhoz, hogy a következő nemzedék fajra jellemző kromoszómaszáma az utódokban is azonos maradjon, szükséges, hogy az ivarsejtek csak feleannyi kromoszómát tartalmazzanak, mint a faj testi sejtjei. Ezt a számfelezést valósítja meg a meiózis Amíg az állatokban a m eiózis az i varsejteket eredményezi, a n övények egyes csoportjaiban, számos gombában a haploid spórákat hozza létre. A spórák azután mitózissal alakítják ki az élőlény - szükségszerűen haploid - testi sejtjeit, melyek az ivarsejteket már csak mitózissal hozhatják létre. A megtermékenyítéssel, a s ejtek összeolvadásával

kialakuló diploid sejt, a spóraanyasejt génállományának megfelezésével alakul ki a spóra. 90.1 Az élőlények fejlődésének vázlata Hasonlítsd össze az egyes élőlények fejlődését az ábra alapján! Az allélkicserélődés - genetikai rekombináció - az élő szervezetek változékonysága és az alkalmazkodóképesség megőrzéséhez olyan fontos, hogy annak valamilyen módja az élőlények minden csoportjában megfigyelhető (92.1) Azoknál az élőlényeknél is nyílik lehetőség az allélkicserélődésre, ahol nem következik be meiózis. A baktériumok ivaros szaporodása (konjugációja) során az egyik egyed örökítőanyagának másolata átkerül a másik baktériumsejtbe, ahol bekövetkezhet a rekombináció. Az ivartalan kettéosztódás utódsejtjei a két szülő tulajdonságait már keverten tartalmazzák. A fonalas gombáknál a haploid csúcsi sejtmagok egyesülnek, diploid sejtet alakítva ki. A homológ kromoszómákkal lezajlik a meiózis,

a kialakuló spórák a két gombafonal tulajdonságait tartalmazzák. 91.1 A többsejtű élőlények fejlődése Sejthalál Természetes, hogy a s ejtek nemcsak keletkeznek, hanem pusztulnak is. A sejthalál kóros formája a n ekrózis. Nekrózis esetében a s zövetek sejtjeinek egy nagy csoportját kóros hatás éri, nem tudják fenntartani szerkezetüket, elveszítik ion- és vízháztartásuk egyensúlyát, hirtelen szétesnek, kipukkadnak, tartalmuk kiömlik, gyulladást váltanak ki. Az elhalás passzív. Ha mindez egyszerre sok sejttel történik, az az életet fenyegetheti, szerencsés esetben viszont a folyamat hegképződéssel végződik. Klasszikus példája ennek a szívinfarktus, amikor a szívizom vérellátása és ezzel oxigénellátása megszűnik, a szívizomsejtek nekrózissal elhalnak. Az élő szervezetek azonban elengedhetetlen feltétele az akár naponta sok milliárd sejt elvesztését is jelentő természetes sejthalál (apoptózis: a görög

"falevelek hullása"). Ez programozott módon történik. A folyamat főként az embrió fejlődésekor jelentős Az életünk során sok esetben tapasztalhatjuk, hogy a félig elhalt sejteknek életfontosságú funkciója van. Ilyen többek között a bőr védőfunkciójának biztosításában az elszarusodás folyamata. Az elhalást elindító jel jöhet a külső környezetből a sejthalálreceptorokon át, de kiindulhat a sejtmagból, belső membránokból is. A folyamatot ún sejthalálgének és -fehérjék irányítják, és sejthalált gátló molekulák tartják állandó ellenőrzés alatt, biztosítva az életfunkciókhoz szükséges sejtek túlélését. A természetes sejthalál folyamatának megismerése új gyógyítási lehetőségeket teremt az olyan súlyos betegségcsoportokban, amelyekben az elhalásra ítélt sejtek nem halnak el (daganatok), illetve olyanok is elhalnak, amelyek funkciója az egyed számára elengedhetetlen (AIDS, idegrendszeri

leépülések). Keress példákat a természetes sejthalálra! 92.1 A llélkicserélődés baktériumnál és fonalas gombánál ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért egyezik meg a kiindulási sejt genotípusa az utódsejtekével? 2. Mi okozza, hogy a két utódsejt genetikai állománya azonos? 3. Miért nem tekinthető önálló sejtosztódásnak a meiózis második osztódási folyamata? 4. Milyen események biztosítják az utódsejtek változatosságát? 5. Mikor következik be a meiózis során a számfelezés? 6. Miért nincs gyakorlatilag esélye annak, hogy az egypetéjű ikrektől eltekintve két egyforma genetikai állományú ember szülessen? A MUTÁCIÓK TÍPUSAI ÉS KÖVETKEZMÉNYEI A faj fennmaradását a változó körülmények között a faj egyedeinek változatossága biztosítja. Az utódok tulajdonságainak megváltoztatásához a meglévő géneket átcsoportosító rekombináció mellett az új tulajdonságokat létrehozó mutációk is hozzájárulnak. Mutáció: a

DNS öröklődő, egyik nemzedékről a másikra történő megváltozása. A változás vagy a génekben, vagy a kromoszómákon következik be. A génen belüli változás a gén- vagy pontmutáció, mely a DNS bioszintézise során jöhet létre. (931) Pontmutáció: a génen belül bekövetkezett molekuláris változás (a nukleotidsorrendben történik változás a DNS szintézise során). A nukleotidok beépülése során felesleges monomerek épülhetnek be. Ezekkel szembe helyesnek vélve jelenlétüket - a javító enzimek beépíthetik a komplementer párokat Előfordulhat, hogy javításkor a minta-DNS "felesleges" nukleotidjait vágja ki, ha nem épül be mindegyik bázissal szembe nukleotid. Mindkét öröklődő változás (az első esetben több, a másodikban kevesebb bázispár alkotja a gént) megváltoztathatja a fehérje aminosavsorrendjét. A sejtosztódáskor tömörödő örökítőanyag kromoszómákat alakít ki. Ezeknek a szerkezeti illetve számbeli

változása kromoszómamutáció. A kromoszómák kromatidái különböző hatásokra eltörhetnek, majd a letört darabbal különböző változások következhetnek be. Kromoszómamutáció: a kromoszómákon, kromoszómákkal bekövetkező - általában mikroszkóppal is megfigyelhető - változások. Típusai: - Kromoszómatörések: kiesés (deléció), megfordulás (inverzió), kettőződés (duplikáció), áthelyeződés (transzlokáció); - Kromoszómaszám-változás: egy kromoszómával bekövetkező változás (aneuploidia), kromoszómaszerelvény-sokszorozódás (poliploidia). 93.1 A pont- (1, 2, 3) és kromoszómamutációk (4, 5, 6, 7) A letört darab általában az enzimek hatására lebomlik, ami az adott gének elvesztését jelenti. A jelenséget kiesésnek hívjuk. Előfordulhat, hogy a letört kromatidadarab a letört helyre kapcsolódik vissza, de megfordulva. A megfordulás esetén a gének megmaradnak, de a sorrendjük, elhelyezkedésük megváltozik. A

letört rész más kromoszómákhoz is kapcsolódhat. Ennek egyik lehetősége, hogy a kromoszóma homológ párjára kerül Ekkor azok az utódsejtek, amelybe ezek a kromatidák kerülnek, duplán tartalmaznak bizonyos géneket. Ez nevezzük megkettőződésnek Amennyiben nem a homológ párra, hanem a kromoszómakészlet bármelyik másik kromoszómájára rögzül a letört kromatidadarab, áthelyeződés alakul ki. A mutációk e típusai nem változtatnak meg géneket, nem hoznak létre újakat. Megváltozik viszont a gének egymáshoz viszonyított helyzete, mennyisége, ami a tulajdonságok megváltozását eredményezheti. Mozaicizmus: egy többsejtű egyednek az a különleges állapota, amikor testének különböző sejtcsoportjai eltérő genotípusúak. Az eltérés általában e sejtekben bekövetkező gén- vagy kromoszómamutáción alapul. A mutációk az utódsejtekben jelennek meg. Az egyedben kialakuló hibák közül azonban csak az ivarsejtek vagy a spórák

kialakulása során létrejövő mutációk jelentősek az evolúció szempontjából, hiszen ezek jelenhetnek meg az utódnemzedékben. A testi sejtekben bekövetkező mutációk az egyedben okozhatnak eltéréseket. A zigótából kialakuló szedercsíra sejtjeiből az egyedfejlődés során egy-egy sejtvonal alakul ki. Amennyiben ezen sejtek közül valamelyikben a mitózis során mutáció következik be, az a belőle kialakuló utódsejtekben is megjelenik. Ezek öröklöttsége eltér a környező sejtekétől, ami gyakran a megjelenésben is megfigyelhető. Egyes emberek szemének szivárványhártyája, haja nem egységes színű. Az eltérő foltok a mozaikosság eredményeként jönnek létre Lehetséges-e, hogy egy sejtcsoportban eltérő a genotípus, mégsem figyelhető meg az eltérés? Okozhatja-e az egyed pusztulását egy sejtcsoportban bekövetkező mutáció, a mozaicizmus? A sejtosztódás során előfordulhat, hogy meghibásodnak a kromoszómák mozgatását

biztosító húzófonalak, vagy a kromoszómák a megfelelő helyen nem válnak el egymástól (nondiszjunkció). Ebben az esetben az utódsejtekben a fajra jellemzőtől eltérő kromoszómaszám alakulhat ki. Ez érinthet egy kromoszómát, de egész kromoszómaszerelvényt is Az egyik lehetőség, hogy csak egy kromoszómapárnál következik be hiba. Ekkor egy adott kromoszómából több vagy kevesebb lesz, ami az egyed tulajdonságait módosítja. Aneuploid sejt alakul ki. Ilyen hiba következményeként alakul ki a Downkór, mely esetén az ember testi sejtjeiben a 21. kromoszómából kettő helyett három van, azaz a testi sejtekben 47 kromoszóma található. A rendellenesség elsősorban a 35 év feletti nők petesejtjeiben jelentkezik. (941) Aneuploid: a sejt kromoszómáinak száma több vagy kevesebb, mint a faj jellemző kromoszómaszáma. A Klinefelter-szindróma (XXY) és a Turnerszindróma (X0) az ivari kromoszómák rendellenes száma miatt alakul ki. A hibák az

ivarsejtek képzése során, a meiózis első osztódási folyamata középszakaszában alakulnak ki, ami a m egtermékenyítés után a 46-tól eltérő kromoszómaszámot eredményez. 94.1 Down-szindrómás gyermek és a hibás kromoszómaszerelvénye A sejt genetikai állománya úgy is megváltozhat, hogy a sejtciklus szintetikus szakaszában megduplázódott örökítőanyagot a sejtosztódás nem osztja ketté. A hiba a DNS-állomány megtöbbszöröződését okozhatja. Ez a kromoszómaszerelvény sokszorozódása a poliploidia jelensége. Poliploidia: a sejtosztódás során bekövetkező hiba eredményeként a kromoszómaszerelvény (kromoszómaszám) sokszorozódás. Új faj kialakulását eredményezheti (951) A poliploidia típusai: - autoploidia: a sejtosztódás során nem válnak el a kromoszómaszerelvények, a faj kromoszómaszerelvényéből található kettőnél több. - alloploidia: az egyedek különböző eredetű kromoszómaszerelvényeket tartalmaznak, a

két vagy több faj által létrehozott hibridek kromoszómaszáma a keresztezés előtt vagy után többszöröződik. A ma termesztett hexaploid búza három különböző fajból származik, egyenként hét-hét kromoszómából álló kromoszómaszerelvényt tartalmaz. Először két diploid faj (az egysoros búza [A genom] és egy másik ős [B genom]) spontán hibridje keletkezett, s ennek kromoszómaszáma megkettőződött. A tetraploid [4n = 28, AABB genom] búza és egy vele rokon kecskebúza [D genom] keresztezéséből létrejött hibrid hexaploid utódokat hoz létre. A növényeknél - különösen változékony környezetben élőknél - gyakori a poliploidia, de az állatoknál a megsokszorozódott, többszörös kromoszómakészlet tartósan nem képes fennmaradni. AZ EMBERT ÉRŐ MUTAGÉN HATÁSOK ÉS EZEK KÖVETKEZMÉNYEI A mutációk valamilyen hatásra a DNS szerkezetében bekövetkező változások. Ha az okokat nem ismerjük, spontán mutációról beszélünk.

Spontán mutáció: az a mutáció, amely kiváltó tényezőit közvetlenül nem ismerjük. A mutációk bekövetkezési esélyét a mutációs rátával jellemezzük. Mutációs ráta: az egy generáció alatt a génállományban vagy egy génben megfigyelhető mutációk gyakorisága. A mutáció esélyét befolyásolhatja a gén vagy a génen belüli mutációs hely természete, a genetikai háttér, a fejlődési stádium és az érvényesülő indukáló hatás. A mutációkat létrehozó anyagok, illetve hatások a mutagének. Ezek lehetnek kémiai anyagok, vagy adott tulajdonságú fizikai tényezők. Mutagén: a mutációt okozó kémiai anyagok vagy fizikai hatások. Mutagének típusai: - fizikai mutagének: az elektromágneses sugárzások (röntgen-, UV-), a r észecskesugárzások (béta-, alfa-, neutronsugárzás); hatásuk alapján: az ionizáló sugarak (röntgen- és gammasugarak) (r) kromoszómatörések, gerjesztő hatás (UV) (r) génmutáció; - kémiai

mutagének: egyes kémiai anyagok (pl.: akridinfestékek, nitrogénmustárok, pörkanyagok) génmutációt okozhatnak bázispár-helyettesítéssel vagy leolvasásikeretelmozdítással (frame shift mutáció). A mutációt okozó hatások elsősorban az osztódó, illetve az intenzív anyagcserét folytató sejtekre hatnak. Az embert élete során számtalan mutációt okozó tényező éri Az atomfegyverkísérletek hulladékai, a nukleáris erőművekből származó környezetszennyeződés, az ipari és az orvosi röntgenvizsgálatok, a színes televízió (ha túl közelről figyeljük), a radioaktív izotópok közelsége, a kvarclámpák UV-sugarai, a kozmikus sugarak stb. mindmind veszélyforrás De még a túlzottan megsütött kenyérhéj vagy a füstölt kolbász héjának fogyasztása sem veszélytelen. 95.1 2n (balra) és 8n kromoszómaszámú gyümölcsök Különleges veszélyt jelent a sok vegyipari termék: rovarirtók és növényvédő szerek, számos gyógyszer és

kábítószer, kozmetikum, ételkonzerváló anyag, oldószer, festék, ragasztó, cigarettafüst és még sorolhatnánk. Számos természetes anyag, köztük pl. többféle növényi alkaloid, illetve egyes gombák toxinja is rendkívül mutagén, rákkeltő. Védelmünk érdekében ezért nagyon körültekintőnek, megfontoltnak kell lennünk. Mutációk okozzák a modern kor emberének egyik leggyakoribb halálos megbetegedését, a rákot is. Az a folyamat, amely során egy normális sejt rákossá válik, onkogén transzformációnak nevezzük. A rákos sejtek általában gyorsabban osztódnak, mint az egészséges sejtek, és nem a szokásos módon, hanem több rétegben rendeződnek el. A rákos sejtek leválhatnak az eredeti helyükről, és a test bármely részébe elkerülhetnek. Arák kiváltójaként több tényezőt is feltételeznek a tudósok. Rákkeltő (karcinogén) hatásúak lehetnek a mutagének, melyek a testi sejtekben alakíthatnak ki mutációkat. Rákot

okozhatnak vírusok is, melyek megváltoztathatják a gazdasejt DNS-ét, így okozva gyors osztódást, daganatot. A mutagénekkel kísérleti körülmények között is létrehozhatunk hibákat a s ejt örökítőanyagában, ez az indukált (mesterséges) mutáció. Az új tulajdonságok kialakítása érdekében az ember igyekszik változást kialakítani az élőlényben. Nagyon kevés olyan módszer van azonban, amellyel célzottan, csak egy-egy génben vagy a kromoszóma adott pontján idézhetünk elő mutációkat. A kísérletek során sok előnytelen, a célok szempontjából nem megfelelő változás keletkezik. 96.1 Mutációs betegség: rövidlábú törpeség 96.2 Mutációs betegség: xeroderma pigmentosum A kezdeti szeplők fokozatosan átmennek bőrrákba. A betegség kifejlődésében szerepet játszik a napsütés is ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen módon változhat meg az örökítőanyag? 2. Hogyan jöhet létre mutáció? 3. Megjelenik-e minden esetben a mutáció

hatása a fenotípusban? 4. Miért nem érinti a géneket a kromoszómamutáció? 5. Általában miért ismerhetők fel könnyebben a mutációk a haploid szervezetekben? 6. Miért okozhatnak a nitrogéntartalmú vegyületek pontmutációt? 7. Mi indokolja, hogy ne szennyezzük felelőtlenül a környezetünket? 8. Miért nem irányítható pontosan az indukált mutáció? ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 1. Mely anyagok szükségesek az RNS képzéséhez? 1. RNS-polimeráz 2. energia 3. DNS-lánc 4. aktív DNS nukleotidok 2. Mi jellemzi a mozaicizmust? 1. mitózis során létrejövő változás 2. pontmutáció okozhatja 3. az egyed pusztulását is okozhatja 4. kromoszómamutáció okozhatja 3. Melyik pár hatása azonos? 1. a kromoszómák véletlenszerű szétválása - allélkicserélődés 2. mitózis - meiózis 3. rekombináció - mutáció 4. meiózis -

megtermékenyítés Négyféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) pontmutáció B) kromoszómamutáció C) mindkettő D) egyik sem 4. csak a meiózis első főszakaszában jöhet létre 5. a DNS egyik nemzedékről a másikra történő megváltozása 6. sugárzások eredményezhetik 7. megváltoztatja a gének mennyiségét az utódsejtben 8. N-tartalmú vegyületek is okozhatják 9. az ember előidézheti 10. egyik típusa a megfordulás 11. a kor előrehaladtával esélye - különösen a nőkben - növekszik 12. rákkeltő anyagok is kialakíthatják 13. a poliploidia is ennek eredményeként alakulhat ki Ötféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) RNS-szintézis B) fehérjeszintézis C) DNS-szintézis D) mindhárom E) egyik sem 14. ezzel a folyamattal alakulnak ki az antikodonok is 15. információáramlás történik 16. a bázispárosodás szabálya nem érvényesül a folyamata során 17. megelőzi a monomerjeinek

aktiválása 18. folyamatában nem működik polimeráz enzim 19. javító enzimek is működnek 20. két szál egyidejű másolása következik be 21. a sejtciklus S-szakaszában lezajlik Mennyiségi összehasonlítás A) a > b; B) a < b; C) a = b. 22. a) a DNS-molekulák száma egy sejtben a meiózis első osztódásának utószakaszában b) a DNS-molekulák száma egy sejtben a meiózis második osztódási szakaszának utószakaszában 23. a) a DNS-molekulák száma az S-szakasz végén b) a DNS-molekulák száma a nyugalmi szakaszban Döntsd el, hogy igazak-e a következő állítások! 24. A meiózis során nő genetikai változatosság 25. Az eukarióta sejtnek több fehérjéje van, mint a prokariótáknak Asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) kromoszómaszerelvény B) diploid C) homozigóta D) fenotípus E) allél F) centrális dogma G) homológ kromoszóma H) húzófonal I) operon J) intron 26. A gén változata 27. Az információ áramlásának

elve az élő rendszerekben 28. Kromoszómák egyszeres sora a sejtben, melyek száma, megjelenése és géntartalma fajra jellemző. 29. Az azonos méretű, alakú, és adott helyein (lokusz) azonos géneket tartalmazó egységek a sejtben. 30. A megjelenő tulajdonságok összessége, a genotípus és a környezet együttes hatása alakítja ki. 31. A kromoszómák mozgatását biztosító fehérjék 32. Kétszeres kromoszómaszerelvényű sejt 33. Azonos allélok találhatók az azonos kararányú kromoszómák megadott helyein 34. Gének és szabályozó régiók együttese 35. Információtartalma nem kerül a fehérjébe A kodonszótár Válaszolj az alábbi kérdésekre! 36. Milyen jeleket tartalmaz a kodonszótár? 37. Miből állapítható meg, hogy nem a DNSmolekula tripleteit láthatjuk benne? 38. 64 jelpár látható a szótárban Mi indokolja a 64 különböző triplet meglétét? 39. Mely aminosavakat határoz meg hat triplet? 40. A tirozin-cisztein-triptofán

aminosav-sorrend hányféle bázissorrenddel jöhet létre? Írd le ezeket az mRNS jeleivel! 41. Töltsd ki a táblázat hiányzó részleteit! 42. Mi indokolja a 2 és 3 oszlop aminosavainál megfigyelhető jelenséget? 43. Hogyan nevezzük ezt? 44. Mi az előnye a jelenségnek? 45. Mit tudsz a 4 oszlopban megfigyelhető jelenségről? III. fejezet A SZABÁLYOZÁS A SZERVEZET BELSŐ KÖRNYEZETE A BELSŐ KÖRNYEZET ÉS A HŐSZABÁLYOZÁS EMLÉKEZZ! A szervezet működési területei: 1. Az önfenntartó működés a szervezet fennmaradását biztosítja Kapcsolatot teremt a környezettel, de egyúttal elhatárolja, védi az élőlényt (kültakaró, mozgás). Az anyagokat felveszi, feldolgozza, a károsat, a feleslegeset leadja, vagyis szervezetszintű anyagcserét bonyolít le (táplálkozás, légzés, anyagszállítás, kiválasztás). 2. Az önszabályozó működés összehangolja a szervezet életműködéseit (ingerlékenység hormon- és idegrendszer a receptorokkal) 3. Az

önreprodukáló működés során az élőlények önmagukhoz hasonló utódokat hoznak létre (növekedés, egyedfejlődés, szaporodás, öröklődés). Zsigeri szervek: az anyagcsere és az önreprodukáló működés szolgálatában álló szervek. Lehetnek üregesek és tömöttek. EMLÉKEZZ! Belső környezet: a testfolyadékok állománya. Homeosztázis: a belső környezet dinamikus állandósága. Dinamikus egyensúly (dinamikus állandóság): különböző jellegű és irányú folyamatok egymást befolyásolva egyenlő mértékben zajlanak le (a vizsgált tényező folyamatosan változik, de a változás egy adott érték körül mozog). A testüreges állatoknál - így az embernél is - a testet alkotó több billió sejt közül a többség nem érintkezik a külső környezettel. A megfelelő működéshez szükség van a sejtek körül lévő környezet - a testfolyadékok - dinamikus állandóságára, amit a belső környezet biztosít. Az emberi szervezet

folyadéktartalma három részre különül el. A sejteken belüli (intracelluláris) tér folyadéka, a s ejtek, szövetek közötti (intersticiális) tér folyadéka és a keringési rendszeren belüli (intravazális) tér folyadéka nem keveredik egymással. Egyes anyagok képesek a határfelületeken kicserélődni, biztosítva ezzel a sejtek belső környezetének dinamikus állandóságát. Ezt a dinamikus egyensúlyi állapotot az önfenntartó működések összehangolt tevékenysége tartja fent. A táplálkozás, a l égzés, az anyagszállítás, a k iválasztás, a k ültakaró szervrendszerének együttműködése biztosítja a tápanyag-ellátottságot, a légzési gázok szükséges mennyiségét, a testfolyadékok megfelelő térfogatát, ozmózisnyomását, megfelelő ionösszetételét, kémhatását, a védekezési módok meglétét, ezek egyensúlyi állapotát. A homeosztázist kialakító működéseket és a leglényegesebb feladatokat a 100.1 kép mutatja be.

100.1 Az önfenntartó működések kapcsolata és a test folyadékterei A HŐSZABÁLYOZÁS A hőszabályozás a test hőtermelésének és a hőmennyiség leadásának megfelelő arányú beállítását jelenti. Az, hogy az ember állandó testhőmérsékletű, viszonylag egyenletes anyagcseréje, keringése és légzése mellett a hipotalamuszban elhelyezkedő hőszabályozó központnak köszönhető. Az ún fűtőközpont felelős a test hőtermeléséért, a hűtőközpont pedig a hőleadást szabályozza (101.1) A nyugalomban lévő test is termel hőt, ami a sejtekben zajló biokémiai folyamatok reakcióhőjéből származik. Ehhez járul az izom-összehúzódásból felszabaduló nagy mennyiségű hő (az izom által felhasznált ATP energiájának 50-60%-a hő formájában szabadul fel). Minél nagyobb a test tömege, annál nagyobb mennyiségű hőt képes termelni Az anyagcsere-folyamatok intenzitását a környezet hőmérsékletének 10 oC-os növekedése közel

kétszeresére fokozza. Figyeld meg, milyen hőtermelési folyamatok zajlanak le a testedben, ha hideg környezetbe kerülsz! A test fokozott hőtermelése során a sejtek anyagcseréjének gyorsulását nehéz érzékelnünk, de jól követhető az izmok működésfokozódása. Megjelenik a "libabőr", ami a bőr szőrmerevítő izmainak összehúzódása következtében jön létre. Amennyiben még így sem áll elegendő energia a test rendelkezésére, akkor megindul a didergés, a vacogás. A végső lehetőségként a nagy tömegű vázizmok akaratlagos mozgatása marad. A testfelület nagysága alapvetően befolyásolja a szervezet hőleadását (hővesztését). A környezettel közvetlenül érintkező bőr vezetéssel (átadás, áramlás) és infravörös sugarak kibocsátásával jelentős hőmennyiséget ad le (közvetlen hőleadás). Figyeld meg, milyennek érzed a környezeted hőmérsékletét! Legyen a levegő alacsonyabb hőmérsékletű, mint a bőröd,

várj mozdulatlanul! Rövid idő után mozdítsd meg a vizsgált testrészed, vagy fújj rá! Miért érzed hidegebbnek a környezetet az utóbbi esetekben? Mi okozhatja, hogy a tüdődből kifújt levegő meleg, mégis a bőröddel hűvösebbnek érzékeled? Nedvesítsd meg a bőrödet! Mit tapasztalsz? Miért fázol jobban, ha még vizes a tested? Miért "fakóbb" az ember bőre, ha fázik? Keress példákat annak igazolására, hogy a testünk hősugarakat (infravörös sugarakat) bocsát ki! Jelentős hőtől szabadul meg a test egyéb, más feladatot is betöltő életműködés során (közvetett hőleadás). Ezek közül a verejtékezés, a verejtékmirigyek által leadott folyadék elpárolgása befolyásolja leginkább a hőleadást. Különösen jelentős e szerep a magasabb környezeti hőmérséklet esetén. A légzés és a salakanyagok eltávolítása is hővesztést eredményez. (1012) 101.1 A hőleadás fontosabb lehetőségei: hősugárzás (1),

hővezetés és hőáramlás (2), párolgás (3) 101.2 A hőleadás százalékos megoszlása Nagyítóval figyeld az ujjad! Még hűvös időben is megfigyelhetők az ujjbegy bőrén megjelenő, majd "eltűnő" folyadékcseppek. Mi a j elenség lényege? Hogyan tudod egyszerű módon igazolni, hogy a párolgás (1g víz elpárolgása 2,43 kJ) hőt von el a bőrödtől? Miért fázol jobban, amikor kilépsz a zuhany alól, mint a tusolás előtt? Egy gramm víz elpárologtatásakor mintegy 2,5 kJ hőmennyiség távozik el. Bizonyos mennyiségű víz (emberben óránként 50 ml) folyamatosan elpárolog. Verejtékezéskor ez akár 1600 ml-re is növekedhet. Miért érezzük a nedves, nyirkos környezetet melegebbnek, mint a kisebb páratartalmút? Vizsgáld meg az emberi test különböző pontjainak hőmérsékletét! Mi indokolja a különböző testrészek eltérő hőmérsékletét? Az állandó testhőmérséklet nem azt jelenti, hogy ez a test minden pontjára érvényes.

A 37,1 oC-os testhőmérséklet csak az ún. belső magra (szív, agy, tüdő, belek, máj, vese) vonatkozik A test többi része, a "köpeny" különböző mértékben eltérő, gyakran nagyon változó hőmérsékletű (102.1) Állapotuk függ a környezettől, a magtól való távolságtól, a munkavégzéstől stb. A belső maghőmérséklet normálisan 0,5-0,7 oC napi (cirkadián) ingadozást mutat. A testhőmérséklet hajnalban a legalacsonyabb, az esti órákban a legmagasabb. A nőkben a nemi ciklussal összefüggésben (a petesejt kilökődésekor megemelkedik) havi ciklus is megfigyelhető. A hőszabályozási folyamatok vegetatív, szomatikus, belső elválasztású és magatartási folyamatokat is magukba foglalnak. A szabályozó ingerek a külső és a belső környezetből származnak. (1022) A bőr hőreceptorai, különösen a hidegérző receptorok jelzik a környezet, a hipotalamusz hőérzékeny sejtjei pedig az ott átáramló vér hőmérsékletét. A

hatásokhoz alkalmazkodva a hipotalamusz két központja megfelelően módosítja a hőtermelés és a hővesztés arányát. Láz: a hipotalamusz hőszabályozó magjainak elállított érzékenysége következtében kialakuló, a normálisnál magasabb testhőmérséklet. Befolyásoló tényezők hatására a "kell" érték megnő, így a testhőmérséklet egy magasabb szinten állandósul. Miért didereg (hidegrázás) a beteg a lázas állapot kialakulása során? Mi az oka a láz oldódása során jelentkező verejtékezésnek, az arc kipirulásának? A hipotalamusz sejtjeinek megváltozott érzékenységét a kórokozó ellen védekező fehérvérsejtekből felszabaduló lázkeltő (pirogén) anyagok okozzák. 102.1 Az emberi test hőmérséklete 102.2 A szervezet hőháztartását befolyásoló tényezők Semleges hőmérsékleti zóna: a környezet hőmérsékletének az az intervalluma, amely esetén a test hőtermelése és hőleadása együttesen a lehető

legkisebb (a szervezet a legkevesebb energiát használja el az állandó testhőmérséklet fenntartásához). Ez nyugalomban ruhátlan test esetén 27-30 oC, felöltözve 21-23 oC. (1031) A láz feltételezhetően előnyös (egy határig) a szervezet számára, mivel az evolúciója során a fertőzésekkel és más betegségekkel szembeni válaszként fejlődött ki, és fennmaradt. A kialakuló magasabb hőmérséklet sok mikroorganizmus növekedését gátolja, illetve fokozza a kórokozók elleni fehérjék (immunglobulinok) termelését. A tartósan 41 oC feletti maghőmérséklet azonban maradandó agyi károsodást, 43 oC fölött hőgutát okoz, és beáll a halál. A téli álom (hibernáció) Azok az állatok, amelyek nem képesek megbirkózni a környezet hőváltozásaival, időszakosan téli álomba merülhetnek. Ez a biológiai alkalmazkodás elsősorban a klímaviszonyoktól függ Az ingerekre idegi és hormonális hatások alakulnak ki, melyek jellegzetes folyamatsort

szabályoznak. A téli álomba merülés kezdetén a bőrerek kitágulnak, fokozott hőleadás következik be. A testköpeny hőmérséklete jelentősen csökken, a hőváltozása először gyors, majd fokozatosan lelassul. A lehűlés a belső magot nem érinti, az megőrzi az állatra jellemző testhőmérsékletet. Az anyagcserét a rendkívül alacsony oxigénfogyasztás jellemzi Az élőlény ebben az állapotban vészeli át a hideg időszakot. Az ébredés rövid periódusa alatt igen erősen nő az oxidáció, amely gyorsan növeli a testhőmérsékletet (pl. a denevér testhőmérséklete 14 perc alatt 11-ről 33 oC-ra emelkedik), aminek eredményeként felébred az állat. (1032) Milyen tényezők eredményezhetnek téli álomba merülést a hőmérséklet-csökkenés mellett? Milyen hatásra következik be a téli álomba merülés kezdetén a bőr lehűlése? Egyes sivatagi állatok a nagy meleg időszakára nyári álomba merülnek. Mi lehet a szerepe a nyári nyugalmi

időszaknak? Hipotermia: a normálisnál alacsonyabb testhőmérséklet. A test lehűlésével, hűtésével az anyagcsereés az életfolyamatok lelassulnak. A légzésszám lecsökken, a szívműködés lassul, csökken a vérnyomás. Az ember testhőmérsékletének 28 oC-ra való lehűtése eszméletvesztést okoz, a spontán felmelegedés lehetősége megszűnik, de a szervezet betegség és károsító hatás nélkül elviseli a 21-24 oC-ra történő lehűtést is. Az orvostudomány e tapasztalatot a sebészetben alkalmazza. Miért előnyös az alacsonyabb hőmérsékletű testen végezni a műtétet? 103.1 A testhőmérséklet, a hőtermelés és a hőleadás változása a környezet hőmérsékletének függvényében 103.2 Az anyagcsere és a testhőmérséklet változása a hibernáció során ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért veszélyes a magas láz a szervezet számára? 2. A testhőmérsékletünk jellegzetes napi ingadozást mutat egy szűk határon belül Mi indokolja,

hogy a legalacsonyabb hajnalban, a legmagasabb pedig 16 óra körül? 3. A hőtermelés a semleges hőmérsékleti zóna maximuma felett növekszik Mi eredményezi ezt? A SZABÁLYOZÁS ALAPJAI, A NYUGALMI ÉS AZ AKCIÓS POTENCIÁL A SZABÁLYOZÁS ÉS VEZÉRLÉS A többsejtű élőlények sejtjeinek annak érdekében, hogy a környezet változó hatásai mellett is biztosítani tudják a belső környezet állandóságát - szerveződésüktől függően - együtt kell működniük. Ennek alapfeltétele a k apcsolattartás A fejlettebb állatok sejtjei egyre differenciáltabbak, kialakulnak olyan sejtcsoportok, melyek feladata a többi irányítása. Az irányítás két típusa a vezérlés és a szabályozás. (1041) A vezérlés során az irányító központ utasítása határozza meg a rendszer működését, úgy, hogy a vezérlő hatás független a rendszer állapotától, vagyis nem teszi lehetővé a változó körülményekhez történő folyamatos alkalmazkodást. A

környezet hatásai ("zavaró jelek") azonban befolyásolhatják a rendszer működését, emiatt előnyös, ha az irányító központ képes figyelembe venni a rendszer aktuális állapotát ("VAN" érték), melyet összehasonlít a rendszer működéséhez szükséges optimális értékkel ("KELL" érték). Az összehasonlítás eredményeként a központ "hibajelet" képez, mely a "KELL" és a "VAN" érték közötti különbség. Ezt az irányítási módot szabályozásnak nevezzük Amennyiben a rendszer működésnövekedésére a központ a hibajelnek megfelelő további növekedést okoz a szabályozott rendszerben, a hatás a pozitív visszacsatolás. A növekedésre a központ a hibajelnek megfelelő csökkenésre is "utasítást adhat", ami a rendszer működési értékeit állandó szinten tartja. Ezt a dinamikus állandóságot biztosító szabályozási módot nevezzük negatív visszacsatolásnak. A

szabályozást az állatok többségében az ideg- és a hormonrendszer végzi. A két rendszer kialakítva a neuroendokrin rendszert - együttműködik, egymás hatását kiegészíti Az idegrendszer általában gyorsan reagál, de hatása rövidebb idejű. A hormonrendszer szabályozó anyagai, a hormonok általában lassabban hatnak, de hatásuk tartósabb. Vezérlés: a központ egyértelműen irányítja a rendszer működését (az élőlényekben nem jellemző). Szabályozás: a központ irányító hatása a rendszer állapotának visszajelzése alapján történik. Negatív visszacsatolás: a hibajellel ellentétes előjelű hatással módosítja a rendszer működését (növekedésre csökkentés, csökkenésre növelés). Például: a vérnyomás szabályozása Pozitív visszacsatolás: a hibajelnek megfelelő, azonos előjelű hatással módosítja a rendszer működését (növekedésre növelés, csökkenésre csökkentés). Például: a petesejt kilökődésének

irányítása. 104.1 Az irányítás típusai A NYUGALMI ÉS AZ AKCIÓS POTENCIÁL EMLÉKEZZ! Az idegszövet idegsejtekből (neuronok) és támasztósejtekből (gliasejtek) épül fel. Az idegsejteket nyúlványaik (egynyúlványú, kétnyúlványú és soknyúlványú) alapján és működésük (érző-, mozgató- és interneuron) szerint csoportosíthatjuk. (Ld Biológia 10 osztályos tankönyv.) Ha egy nyugalomban lévő sejtbe - akár idegsejtbe - beszúrunk egy mikroelektródot, míg a másikat a sejt közelébe helyezzük, a két pont között feszültséget mérhetünk. Ez a nyugalmi potenciál. A mért feszültség értéke jellemző az adott sejtre, az idegsejteknél átlagosan -70 mV (-30 és -90 mV közötti) érték. A negatív előjel arra utal, hogy a sejtmembrán belső felülete a negatív. (1052) Mikroelektród: nagyon vékony üvegelektród elektrolitoldattal feltöltve. Üvegkapillárist felhevítve nagy vékonyságúra húznak ki. Az így kialakuló

"tölcsér" csúcsa vékonyabb, mintha fémből készülne. Benne az elektrolitoldat ionjai vezetik az elektromosságot A nyugalmi potenciál kialakításában a membrán tulajdonságai (féligáteresztő, szelektív áteresztőképesség), valamint a membrán két oldala közötti egyenlőtlen ioneloszlás (Na+-K+pumpa, ioncsatornák) játszanak szerepet. (1051) Az egyenlőtlen elrendeződés következtében (a fehérjeanionok túlsúlya miatt) a sejt belülről negatív. Mivel a K+ kiáramlását nem követik az anionok, a nátriumionok pedig nem juthatnak be, ezért a membrán kívülről pozitív töltésű. Nyugalmi potenciál: a nyugalomban lévő sejt membránjának két oldala között kialakuló feszültség (potenciálkülönbség). 105.1 A nyugalmi potenciál kialakulása 105.2 A nyugalmi potenciál mérése A fehérjék anionként találhatók meg a citoplazmában. A membrán féligáteresztő képessége miatt nem képesek a koncentrációkülönbségüknek

megfelelően kiáramlani a sejtből. A Na+K+-pumpa a sejtből aktív transzporttal távolít el nátriumiont (3 db/ATP), ezzel együtt káliumiont (2 db) szállít a sejtbe. Ezek okoznak feszültséget a membrán két oldala között A sejtmembránon a Na+-, a K+-, a Ca2+- és a Cl--ionnak is külön csatornája van. A K+-ionok a csatornákon koncentrációkülönbségüknek megfelelően igyekeznek kijutni a sejtből, ami a Na+-ionok és a nagyméretű anionok számára gyakorlatilag nem lehetséges. Ez a membránnak belülről negatív, kívülről pozitív töltéstöbbletet ad. Az így létrejövő feszültség a két oldal között a nyugalmi potenciál. Az inger (ha energiatartalma elér vagy meghalad egy adott szintet: az ingerküszöb értékét), kiváltja a sejt válaszát, kialakul az ingerület. Az akciós potenciál, azaz az ingerület a membrán áteresztőképességének megváltozását jelenti, melynek következtében az ionok áramlása a

koncentrációkülönbségüknek megfelelően indul meg. Ingerküszöb: a m embránnak az a l egkisebb változása (depolarizációja), amelyik kiváltja az akciós potenciált. Küszöbinger: az a l egkisebb energiamennyiség, amely hatására már kialakul az akciós potenciál. Minden vagy semmi törvénye: ha az inger nagysága eléri az ingerküszöböt, mindig ugyanolyan nagyságú és irányú potenciálváltozás jön létre, ellenkező esetben nem alakul ki akciós potenciál. A megfelelő energiatartalmú inger hatására a membrán nyugalomban zárt Na+-csatornái megnyílnak, és a hatalmas koncentrációkülönbség következtében a Na+-ionok beáramlanak a sejtbe. Ez a membrán depolarizációjához, sőt a belső oldal pozitívvá válásához vezet (túllövés). Az akciós potenciálnak ezt az első szakaszát depolarizációs fázisnak nevezzük A szakasz végén mérhetjük a cs úcspotenciált és a t úllövést. A csúcspotenciál értéke a nyugalmi

potenciál és a csúcsérték közötti feszültség, míg a túllövés a membrán pozitívvá válásának a mértéke. A depolarizációs fázis átlagosan 0,1 ms alatt lezajló folyamata végén a N a+-csatornák bezárulnak, ugyanakkor az inger hatására lassan megnyílnak a K+-csatornák is. A kiáramló K+ csökkenti a belső oldal pozitív töltéstöbbletét, melynek hatását fokozza a Na+-K+-pumpa működése is. A folyamatot repolarizációnak nevezzük, hiszen eredményeként visszaáll a nyugalmi potenciál. Mi bizonyítja, hogy a depolarizációs szakaszt elsősorban koncentrációkülönbsége, és nem csak a töltésviszonyok eredményezik? a Na+-ionok Az akciós potenciál ideje alatt a m embrán ingerelhetetlen, hiszen az inger vagy nem képes áteresztőképesség- változást okozni (depolarizáció), vagy még nem állt vissza a nyugalmi ioneloszlás. Akciós potenciál: a membrán két oldala között az inger hatására kialakuló feszültségváltozás.

Szakaszai: depolarizációs és repolarizációs fázis. (1061) Egy sejtre kapcsoljunk egyenáramot. Először a feszültség legyen 7 mV alatti, majd egy idő után 7-15 mV közötti. Az első esetben a feszültség csak passzívan hat a membránra, míg a második esetben már a membrán aktívan részt vesz a depolarizációban. 106.1 Az akciós potenciál görbéje Milyen töltésű elektródát tegyünk a membrán külső felületéhez, ha depolarizációt szeretnénk kiváltani? Mit jelenthet, hogy a "membrán aktívan részt vesz a depolarizációban"? Mi történik a membránban, ha 15 mV vagy nagyobb feszültséget adunk? Milyen hibát követhettünk el a kísérletben, ha a növelt feszültség a d epolarizáció helyett a m embrán túlpolarizálását (hiperpolarizáció) eredményezte? A. L Galvani (1737-1798) vizsgálta az idegsejtek és az izomsejtek viselkedését az elektromosság hatására. L. E Overton 1902-ben bebizonyítja, hogy az akciós potenciál

kialakulásához Na+-ion szükséges. J. Bernstein az izom és az idegsejt külső és belső tere közötti feszültséget a K+-ionok eltérő eloszlására vezeti vissza (1902-1910 között). J. C Eccles, A L Hodgkin és A F Huxley az idegsejtek membránjában működő ioncsatornák leírásáért kaptak 1963-ban Nobel-díjat. J. Axelrod, U S von Euler, B Katz 1970-ben Nobel-díjat kaptak az ingerületvezetés folyamatának felderítéséért. 107.1 Az akciós potenciál és az ioncsatornák működése ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért a negatív visszacsatolás vált általánossá az élőlények működésszabályozásában? 2. Keress példákat a környezetedben vezérlésre és az élőlények szabályozási folyamataira! 3. Mi indokolhatja, hogy az idegrendszer tölti be az irányító, összerendező szerepet a neuroendokrin rendszerben? 4. Miért nevezték a nyugalmi potenciált sértési potenciálnak? 5. Mi okozza, hogy a nyugalmi potenciál, illetve az akciós

potenciál jellemző az adott sejtre? 6. Miért előnyös az élő sejtnek az, hogy a nyugalmi állapotának fenntartásához használ folyamatosan energiát, míg az ingerre bekövetkező válasz esetén többségben passzív folyamatok zajlanak? AZ INGERÜLET TERJEDÉSE ÉS A SZINAPSZIS Az ideg- és az izomsejtek képesek a membránjukon kialakuló akciós potenciált továbbvezetni. Ennek alapja, hogy az ingerület során bekövetkező erőteljes ionáramlás ingerként hat a mellette nyugalomban lévő membránterületre, és néhány m/s sebességgel végighalad, amerre elindult. Egy átlagos, 30 mm átmérőjű, velőshüvely nélküli axon 5 m/s sebességgel vezeti az ingerületet. A tintahal óriás axonja - melynek átmérője közel 500 mm - is csak mindössze 2030 m/s vezetési sebességet érhet el A számokból jól látható, hogy az evolúció során nem volt előnyös az axonátmérőt fokozni. Sokkal gyorsabb vezetést biztosít az ugrásszerű (szaltatórikus)

ingerületterjedés. Azzal, hogy a gliasejtek a velőshüvely kialakításával leszigetelik az axont, a befűződések közötti szakaszokon a sokkal csekélyebb ioneloszlás miatti gyors depolarizáció eredményeként az ingerületvezetés jelentősen felgyorsul. (1081) Mindkét vezetési mód sebessége függ az axon átmérőjétől, amely minél nagyobb, annál gyorsabb az ingerület terjedése. A SZINAPSZIS Az idegrendszer az idegsejtek összekapcsolódásával alakult ki. Irányító hatása is jelentős részben úgy valósulhat meg, hogy idegsejtjei kapcsolatokat alakítanak ki más sejtekkel. Ezek az összeköttetések a szinapszisok. Akét sejt - egy idegsejt axonja és a másik sejt sejthártyája azonban nincs közvetlen érintkezésben, csak működésükben "kapcsolódnak" össze (1091) Szinapszis: idegsejtnek idegsejttel vagy más sejttel kialakított működésbeli kapcsolata. Az egyik idegsejt axonja a másik idegsejt dendritjével, a sejttest

membránjával, vagy ritkán annak axonjával létesíthet kapcsolatot. 108.1 Az ingerület terjedése: pontról-pontra (1) és ugrásszerűen (2) Ritkán fordul elő olyan kapcsolat két idegsejt között, amelyben a két sejt membránja csak 2-3 nm távolságra van. Ekkor az érkező akciós potenciálsorozat egyszerűen "átugrik", depolarizálva a másik sejt membránját. Ez az elektromos szinapszis, mely mindkét irányban képes továbbítani az ingerületet. A leggyakrabban olyan kapcsolatokat találunk az idegrendszerrel rendelkező élőlényekben, amelyekben a két sejt közötti információ átadását kémiai anyag, az ún. ingerületátvivő anyag biztosítja. Az ingerületátvivő anyagok a végfácskában vagy a sejttestben képződnek. Utóbbi esetben az axon fehérjéinek segítségével szállítódnak a praeszinaptikus membránhoz. Ott membránhólyagokban, az ún. szinaptikus hólyagokban tárolódnak úgy, hogy egy-egy ilyen egységben azonos

mennyiségű anyag található. Az érkező akcióspotenciál-sorozat frekvenciájának megfelelő számú szinaptikus hólyag exocitózissal ürül a szinaptikus résbe. A fogadó sejt szinaptikus membránjához (posztszinaptikus membrán) diffúzióval kerülnek a molekulák, ahol a membrán fehérjéinek aktív centrumához kötődnek, megváltoztatva annak térszerkezetét, és lehetővé teszi az ioncsatorna megnyitását, így ionáramlás, feszültségváltozás indul meg. Egy szinapszisban - általában ugyanaz az - egy ingerületátvivő anyag biztosítja a kapcsolatot, melyre a fogadómembránban (posztszinaptikus membrán) található fehérjék specifikusak. Így a fogadómembrán csak az adott vegyülettel ingerelhető. A membrán ingerlése folyamatos is lehet, ha hosszabb ideig érkeznek az ingerületátvivő molekulák. Akialakuló potenciálváltozás arányos az ingerületátvivő anyag mennyiségével. A legtöbb kémiai szinapszis működése a szinapszismembrán

polaritásának megváltozását váltja ki. Az ingerületátvivő anyag leggyakrabban aminosav, aminosav-származék vagy peptid. A központi idegrendszerben a leggyakoribb ingerületátvivő anyag a glutaminsav. Fontos szerepet tölt be a tanulás és az emlékezés folyamatában, illetve az epilepszia kialakulásában. Az acetilkolin a központi és a környéki idegrendszerben egyaránt megtalálható. A szerotonin a normális magatartási folyamatok, az alvás-ébrenlét, vagy az étvágy szabályozásában játszik szerepet. Az információ a szinapszishoz akciós potenciálsorozat formájában érkezik. Ez a frekvencia adja a j el azon tartalmát, ami a szinapszisban "átfordítódik" kémiai energiává, hiszen az ingerületátvivő anyag mennyisége szolgáltatja a másik neuron számára az információt. A posztszinaptikus membrán fehérjéinek az ingerületátvivő anyagok bekapcsolódásával létrejövő változása eredményezi, hogy ismét elektromos

potenciálváltozás alakul ki, azaz akcióspotenciál-sorozat jön létre. 109.1 A szinapszisok A kémiai szinapszisoknak két működési típusát különíthetjük el aszerint, hogy a fogadómembránban milyen változást alakít ki az ingerületátvivő anyag. A serkentő szinapszis a membrán polaritását a depolarizáció felé mozdítja el azáltal, hogy a fogadómembrán Na+és K+-csatornáit nyitja meg. A válasz nem éri el az ingerküszöböt, tehát csak helyi változás alakul ki. A membrán polaritásának csökkenése miatt - csökken az ingerküszöb -, az érkező újabb, akár a szokásosnál kisebb inger is kiválthat tovaterjedő akciós potenciált. A serkentő hatást kiváltó ingerületátvivő anyagok között a glutaminsav és az acetilkolin a leggyakoribb. A g-aminovajsav (GABA) vagy a glicin a membránreceptorokhoz kötődve a K+- és a Cl -csatornák kinyílását váltja ki, aminek következménye a membrán polaritásának fokozódása. Ezzel a

fogadósejt az átlagos ingerekre nem reagál, nem alakul ki tovaterjedő akciós potenciál, hiszen a membrán túlpolarizálása (hiperpolarizáció) az ingerküszöb növekedését eredményezi. Ez a kapcsolat a gátló szinapszis Hatását akkor érheti el, ha ezek a szinapszisok az axon eredésénél, esetleg az axon végfácskájánál helyezkednek el. Egy-egy idegsejt nagyon sok - az agykéregben akár 10000 - másik idegsejttel van szinaptikus kapcsolatban. A serkentő és gátló szinapszisok hatása erősítheti vagy gyengítheti, akár ki is olthatja egymás hatását, lehetővé téve az idegrendszer differenciált működését. (1102) A szinapszisok megszűnhetnek, és újak képződhetnek. A tanulás során az idegsejtek között nagyon sok új kapcsolat alakul ki. C. Bernard 1852-ben kimutatta, hogy a kurare hat az ideg és az izom közötti kapcsolatra J. N Langley elsőként tételezte fel, hogy az ingerületáttevődés kémiai természetű (1892) O. Loewi 1921-ben

felfedezte a szinapszisok ingerületátvivő anyagait 1936-ban Nobel-díjat kapott. Ch. S Sherrington (1857-1952) angol fiziológus, derítette fel a szinapszist és működési törvényszerűségeit. H. H Dale (Nobel-díj 1936), W Feldberg fedezték fel az acetilkolint J. C Eccles (Nobel-díj 1963) 1950-től munkatársai segítségével kidolgozta a szinapszisok működésének elektromos élettanát. 110.1 A szinapszisok összefoglalása 110.2 A serkentő és a gátló szinapszis hatása ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mi okozza a szinaptikus késést? Ez miért nincs az elektromos szinapszisban? 2. Milyen sajátságai miatt specifikus a kémiai szinapszis? 3. Miért a serkentő szinapszis működésének eredményeként jöhet létre akciós potenciál? A REFLEXÍV ELVE Camillo Golgi olasz kutató az idegrendszer kutatásáért 1906-ban Nobel-díjat kapott. Lenhossék József (1818-1888) magyar anatómus, antropológus, a gerincvelőt és a nyúltagyat vizsgálta. C. Wernicke 1876-ban

feltételezte, hogy az érző és a mozgató központok együttműködnek az agyban. Paul Broca 1878-ban leírta a "limbikus lebeny" összehasonlító anatómiáját és a beszédmozgató központot. I. P Pavlov írta le a feltételes reflexet (1900-as évek eleje) Lenhossék Mihály (1863-1937) Lenhossék József fia, orvos, anatómus, az idegsejtek kapcsolatainak, az idegrendszer működésének kutatója volt. Santiago Ramon Y Cayal spanyol orvos és hisztológus, az idegrendszer kutatásáért 1906-ban Nobel-díjat kapott. W. B Cannon 1925-ben írta le a fájdalom, az éhség,a félelem, a düh során jelentkező szimpatikus reakciókat. Ch. S Sherrington angol fiziológus, vezette be az adekvát inger fogalmát, a r eflex és az idegsejt működésének tanulmányozásáért E. D Adriannal közösen Nobel-díjat kapott 1932ben W. R Hess a köztiagy, E Moniz a homloklebeny rostjainak tanulmányozásáért kapott Nobeldíjat 1949-ben B. Rexed írta le 1952-ben a

gerincvelő szürkeállományának szerveződését Szentágothai János és J. C Eccles 1967-ben összegezték a kisagy működéséről szerzett tapasztalataikat. Roger Sperry az agyféltekék működési specializálódását kutatta (Nobel-díj: 1981). A szinapszissal összekapcsolódó idegsejtek idegrendszert alkotnak. Az idegrendszer működési egysége a reflexív, melyet az ingert felfogó érzékelő (receptor), a bevezető vagy érzőidegsejt, a központi idegsejt (interneuron), a mozgatóidegsejt és a végrehajtó sejt vagy szerv alkotja. A reflexíven valósul meg a reflex, az ingerre adott válasz (1112) A reflexív legegyszerűbb felépítése esetén csak egy szinapszis valósítja meg a végrehajtó sejt működtetését (monoszinaptikus reflexek). Gyakoribb azonban, hogy az érző- és a mozgatóneuron között egy vagy több interneuront találunk (poliszinaptikus reflexek). Megfigyelhetjük, hogy a központ a végrehajtó állapotáról tájékoztatást kap,

visszajelzés jut a központba. Ugyanakkor a központi neuron irányító akciós potenciálokat küld a receptorhoz, beállítva annak ingerküszöbét, szabályozva működését. Így alakul ki a reflexkör A reflex az idegrendszer működésének alapját képezi. A legritkábban történik azonban, hogy egyszerű ingerekre egyszerű válaszok alakuljanak ki. Gyakoribb a reflexek egyidejű, bonyolult működése. A receptorok információi a különböző központokba jutnak, amelyek feldolgozzák, továbbítják, és a magasabb központok összerendezik. A központok együttműködése eredményeként a megfelelő válasz a mozgató rendszerben válik teljessé. A kialakuló potenciálváltozás e rendszer működéseként jut el a végrehajtókhoz. 111.1 Camillo Golgi (balra) és Ivan Petrovics Pavlov 111.2 A reflexív (reflexkör) AZ EMBER IDEGRENDSZERE, A KÖRNYÉKI ÉS A KÖZPONTI IDEGRENDSZER Az ember idegrendszere, mint minden gerincesé, csőidegrendszer. Felépítése

alapján központi és környéki (perifériás) idegrendszerre osztható. A csőidegrendszer a test hátoldalán az ektoderma betüremkedésével alakul ki. A létrejövő velőlemez, majd velőbarázda velőcsővé módosul, majd leválva alakul ki a csőidegrendszer. A feji vég tágulatából, az agyhólyagból az agy (agyvelő), a többi részéből a gerincvelő fejlődik ki. (1121) A központi idegrendszert az agy (agyvelő) és a gerincvelő alkotja. A központi idegrendszerben az idegsejtek csoportokban, rétegekben helyezkednek el úgy, hogy az idegsejtek hosszú nyúlványai, az axonok biztosítják a kapcsolatokat közöttük. Mag: az idegsejtek sejttestjeinek csoportja a központi idegrendszerben. Pálya: az idegrostok kötegei a központi idegrendszerben. Idegrost: velőshüvelyes axon. A központi idegrendszer és a test - szabályozandó - érzékelő- és végrehajtó-rendszerei között a környéki (perifériás) idegrendszeri terület tart kapcsolatot. Az axonok

kötőszövettel körülvett csoportokat, idegeket alkotnak. A periférián a környezetétől általában kötőszövettel elválasztott idegsejtcsoportokat is találunk. Ezek a dúcok fontos átkapcsolási, kapcsolatteremtő helyei az idegrendszernek. 112.1 A csőidegrendszer kialakulása 112.2 Az ember idegrendszerének felépítése: a központi és a környéki idegrendszer 112.3 Magok és pályák a központi idegrendszerben: az agytörzs (1), a dúc(2) és az idegrostok keresztmetszete (3) Dúc: idegsejtcsoportok a környéki idegrendszerben. Ideg: kötőszövettel elkülönített idegrostok a környéki idegrendszerben. Az idegrendszerünk működésében is két eltérő részre osztható. Az egyik a belső szerveket - a mirigyeket és a simaizmokat, a szívizmot - akarattól nagymértékben függetlenül szabályozza. Ez a vegetatív idegrendszer. A szomatikus idegrendszer viszont akaratlagosan, automatikusan irányítja a vázizomzatot. Vizsgáld meg az ábrát! Keress

idegrendszeri központokat a gerincvelőben! A környéki idegrendszer mely elemei vesznek részt a vegetatív idegrendszer működésében? 113.1 Az ember idegrendszerének vázlata ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen sejtek alkotják a reflexívet? 2. Mi a reflexkör? 3. Kialakulhat-e reflexkör a diffúz idegrendszerben? 4. Milyen különbség van a pálya és az ideg között? 5. Mi az azonosság és a különbség az inger és az érzet között? 6. Milyen különbség van a központi és a környéki idegrendszer felépítése között? 7. Milyen dúcok alakultak ki az ember idegrendszerében? 8. Mi a szerepe a vegetatív idegrendszernek? A GERINCVELŐ A központi idegrendszer ősibb része a gerincvelő, amely a csigolyák által kialakított gerinccsatornában foglal helyet. Az első nyakcsigolyától a farokcsigolyákig húzódik A központi idegrendszert az agyhártyák borítják. A külső - az ún durva - agyhártya rögzíti az agyat a koponyán, illetve a gerincvelőt a

gerinccsatornán belül a csontokhoz. Az agy és a gerincvelő felületére tapad a lágy agyhártya, melynek dús érhálózata (pókhálóhártya) a központi idegrendszer sejtjeinek táplálását biztosítja. Az erekből a hártyák közé és az agykamrákba agyfolyadék (liquor) kerül. Az agyfolyadék felhajtóereje bizonyos védelmet biztosít a laza szerkezetű idegszövet számára, szükség esetén összetételéből következtethetünk a központi idegrendszer állapotára. A gerincvelő szelvényezett felépítését a csigolyák között kilépő 31 pár gerincvelői ideg eredése jelzi. A gerincoszlop részeinek megfelelően az idegek kilépése alapján elkülönítünk nyaki, mellkasi, ágyéki és keresztcsonti szakaszt. (1141) A gerincvelői idegek idegrostjai a gerincvelő közelében gyökérszerűen szétválnak egymástól. A perifériáról bevezető érző idegrostok a hátsó, illetve az elöl kilépő - az akciós potenciált kifelé vezető -

velőshüvelyes axonok az elülső gyökeret képezik. Vizsgáld meg a gerincvelő hosszanti felépítését! Jól látható, hogy a 2. ágyéki csigolyától kezdve rostos szerkezetű a terület. Ez a rész a "lófarok" Magyarázd meg, hogy miért az ágyéki szakaszról veszik leggyakrabban az agyfolyadékot! A gerincvelő keresztmetszeti képén jól elkülöníthető a belső, lepke formájú szürke- és a külső fehérállomány. A szürkeállomány fő tömegét az idegsejtek sejttestei alkotják, míg a fehérállományban a velőshüvelyes axonok futnak le- és felszálló pályákat alakítva ki. A tájékozódás érdekében a szürkeállományt szarvakra, a fehérállományt kötegekre osztjuk. Szarv: a gerincvelő szürkeállományának területe (hátsó, oldalsó, elülső, középső rész). Köteg: a gerincvelő fehérállományának területe (hátsó, oldalsó, elülső). Gyökér: a gerincvelői idegeknek közvetlenül a gerincvelő melletti rostjai

(hátsó, elülső). 114.1 A gerincvelő (1), a gerincvelő szövettani metszete (2), a gerincvelő elhelyezkedése (3), a központi idegrendszert borító hártya (4) és idegsejt a gerincvelőben (5) A gerincvelő kétoldali kapcsolatot biztosít az agy és a periféria között. A felszálló érzőpályák juttatják el az agyba a receptorok által felfogott jelzéseket, míg a leszálló mozgató- és vegetatív információkat szállító rostok a végrehajtók irányába közvetítik az utasításokat. A gerincvelő másik fontos szerepe a reflexműködések lebonyolítása. A reflexek két típusa az idegrendszer kettős működésének megfelelően alakult ki. A vegetatív (zsigeri) reflexek receptora a belső szervek falában és a bőrben (elsősorban a fájdalom- és a hőérzékelők) helyezkedik el. A hátsó gyökéren található érződúc (csigolyaközti dúc) kétnyúlványú idegsejtjeinek gerincvelőbe vezető nyúlványai a gerincvelő hátsó szarvába

szállítják az ingerületet. Az interneuron az oldalsó szarv vegetatív idegsejtjéhez - miközben az agy irányában is mehet információ - juttatja a potenciálváltozást. A gerincvelői vegetatív neuron axonja az elülső gyökéren keresztül csatlakozik a gerincvelői ideghez. Típusától függően rövidebb-hosszabb távon együtt fut az érző- és a mozgatórostokkal, majd kiválva a gerincvelői idegből, a vegetatív dúcban egy vegetatív mozgatóidegsejtnek adja át az ingerületet. E neuron idegzi be és ezzel szabályozza a végrehajtó működését A szomatikus (vázizom) reflexek lefutása sokban hasonlít a másik reflexműködéshez. A receptorok a szervekben (izomban, bőrben) találhatók. A csigolyaközti dúc érzőidegsejtje a hátsó szarv interneuronjaihoz juttatja az ingerületet, melyet az elülső szarvban található mozgatóneuronnak ad át (természetesen sok más kapcsolata lehetővé teszi az összetettebb, bonyolultabb szabályozást is). A

mozgatóneuron az elülső gyökéren, a gerincvelői idegen jut el a v égrehajtóhoz, ahol az ideg-izom szinapszissal összehúzódásra készteti az adott harántcsíkolt izmot. A receptorok elhelyezkedése alapján a s zomatikus reflex két típusa különíthető el. Az izom eredetű reflex receptora az izomorsó (izomrostra rácsavarodott idegvégződés), mely az izom megnyúlásakor alakít ki ingerületet. A reflex mozgatóneuronja a feszítőizmot idegzi be, biztosítva ezzel az izom állandó feszítettségét, ezzel a normál testtartást. A reflex interneuronja az azonos oldali végtag hajlítóizmát beidegző mozgatóneuronnal is szinaptizál. Ennél azonban gátló szinapszis működik, amely megakadályozza, hogy potenciálváltozás jusson a hajlítóizomhoz. Így érvényesülhet a feszítőizom végtagot stabilizáló hatása. A szervezetet veszélyeztető behatások jelentős részben a bőr receptorait ingerlik. Az ekkor kialakuló szomatikus reflex - a

receptorok elhelyezkedése alapján - a bőr eredetű reflex. A lefutása a fentiekkel megegyezik, de a végrehajtó az ingerelt végtag hajlítóizma. Ennek összehúzódása a káros hatást küszöböli ki. A káros ingerre adott egyszerű válasz a test nyugalmi helyzetét veszélyeztetné. A reflex szerves része az ellentétes oldali testrészen a test megtámasztását biztosító feszítőizmok összehúzása, mely az interneuronok segítségével valósul meg (keresztezett hajlító-feszítő reflex). 115.1 A reflexek felépítése és tulajdonsága ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. A gerincvelő mely területén helyezkednek el érzőidegsejtek? 2. Tapasztaljuk, hogy egy-egy belső szervünk fájdalma "kisugárzik" a bőrfelületre Ismerve a gerincvelő szerkezetét, mi lehet ennek oka? AZ AGYVELŐ RÉSZEI I. Az agy egyedfejlődése Az egyedfejlődésünk kezdetén kialakuló csőidegrendszer feji végén megjelenő agyhólyag falában egyre inkább gyarapszik az idegsejtek

száma. Egyre differenciálódva továbbfejlődik, melynek eredményeként kialakul az elő-, közép- és utóagy. Az előagyból a nagyagy és a köztiagy, az utóagyból pedig a híd, a nyúltagy és a kisagy alakul ki, míg a középagy megmarad egy egységként. (1161) Agykamrák Az agyhólyag üregének maradványaként az idegrendszer fejlődése során agykamrák alakulnak ki. A nagyagyban találjuk az I és a II kamrát, a köztiagyban a III és az agytörzs és a kisagy között a IV. agykamrát, melyek összefüggő üregrendszert alkotnak Az utóbbi vékony csatornával kapcsolódik a gerincvelőben lévő gerincvelői csatornához. A kamrák falának érfonataiból folyamatosan termelődik az agyfolyadék, amely a gerincvelői csatornán keresztül távozik. Az agyfolyadék túlzott felszaporodása esetén nyomást gyakorol az agyra és a koponyára. Csecsemőkorban, míg a koponyacsontok eltávolodhatnak egymástól, a koponya hatalmasra tágulhat, kifejlődhet a

vízfejűség. Milyen következménye van a felnőttkorban jelentkező agyfolyadék- felszaporodásnak? A központi idegrendszer védelme Az agyhártyák sajátságos védelmet biztosítanak az idegrendszer számára. Az erek egyrétegű laphámja, az endothel és a gliasejtek (astrociták) együttműködése a vér-agy gát. A vér-liquor gát az eltérő vérplazma- és agyfolyadék-összetétel következtében alakul ki. E védelmi vonalakra nagy szükség van, hiszen az idegszövetbe nem hatolnak be a fehérvérsejtek, vagyis a bejutott kórokozók ellen már hatékony védelem nincs (a gliasejtek egyes típusai megpróbálnak védekezni). A mikroorganizmusok fertőzése esetén agyhártyagyulladás alakulhat ki, melynek következtében magas láz, fejfájás, hányinger, súlyosbodás esetén tarkómerevség, eszméletvesztés következhet be. 116.1 Az agy fejlődése 116.2 A gliasejtek típusai 116.3 Az agykamrák (1), az agyidegek eredése és az agy artériái (2) valamint

az agy érrendszere (3) Az agy vérellátása Az agy idegsejtjei a szervezet legintenzívebb anyagcseréjével rendelkező sejtek, ugyanakkor nem képesek sem a glükóz, sem az oxigén tárolására. Így nem meglepő, hogy az agy 10-20 másodperces vérkeringési zavara eszméletvesztéssel, a 4 -5 perces hiánya pedig halállal jár. Az agykoponyába 4 fő artéria lép be, 2 nyaki verőér és 2 gerincartéria, amik az agy alapján gyűrűvé egyesülnek. Ebből a körartériából a jobb és a bal oldal irányába 3-3 végartéria ered A végartériák között további kapcsolat nincs, elzáródásuk az általuk ellátott terület elhalásához vezet. Az agy kapillárisaiból a vénák gyűjtik össze a szén-dioxidban dús vért Miért előnyös a körartéria, majd a végartéria kialakulása? A koponyaalapi törés életveszélyes, halálos. Mi lehet ennek az oka? Az emberi agy a viszonylag kisméretű agytörzsből (nyúltagy, híd, középagy), a köztiagyból (talamusz,

hipotalamusz), a kisagyból és a többihez képest hatalmasra fejlődött nagyagyból áll. Az agytörzsben keveredik a szürke- és a f ehérállomány. Magokat találunk, melyeket hosszabbrövidebb idegrostok kötnek össze. Ezzel létrejött a szervezetünk egyik legnagyobb neuronhálózata, az agytörzsi hálózatos állomány, melynek elemei egy rendszerként működnek. A gerincvelőből érkező felszálló érzőpályák az agytörzs háti oldalán, míg a leszálló pályák a hasi oldalán futnak. A hálózatos állomány nincs közvetlen kapcsolatban a pályákkal, de oldalágakkal (kollaterálisok) megkapja az információikat, illetve sajátjával befolyásolhatja azok tartalmát. E felépítés eredményeként a h álózatos állomány "tudomást szerez" a szervezet pillanatnyi állapotáról, ezért fontos összerendező, koordináló szerephez jut a szabályozásban. A felszálló pályákon keresztül döntő szerepe van például az agykéreg

alvás-ébrenlét kialakításában. (1172) Miért alakul ki kóma, ha az agytörzs középagyi területe nem működik? Az agytörzs középagyi területe képes nem specifikus (az agykéreg nem egy meghatározott pontjával kapcsolatot tartó) idegrostok közvetítésével serkentő vagy gátló hatást küldeni az agykéreg idegsejtjeinek, melynek hatására megváltozik azok tevékenysége. Figyeld meg, mi z ajlik ébredéskor benned! Amennyiben önállóan ébredsz, először a környezeted néhány, majd egyre több ingerét érzékeled, melynek eredménye az éber állapot kialakulása. Az elalváskor fordított a helyzet Az agytörzsi hálózatos állomány gátló impulzusokat küld az agykéreg sejtjeihez, melyek fokozatosan, egyre kiterjedtebb területen kezdenek szinkron (egyszerre) működni. A 10-15 perces folyamat során megfigyelheted, hogyan kerül nyugalomba az agykérged, hogyan érzékelsz egyre kevesebbet a külvilág ingereiből annak ellenére, hogy a

receptorok folyamatosan jeleznek. Előfordult már, hogy szüleid ébresztettek. Ekkor látszólag kifogástalanul reagálsz, válaszolsz, de ha újra elalszol, sok esetben nem emlékszel az eseményre. Mi lehet a jelenség alapja? Mit jelent a köznyelvben a "holdkóros", az "alvajáró" kifejezés? Alvás Az idegrendszer két egymást váltó működési állapota az ébrenlét és az alvás. A szakaszok váltakozása az embernél az életkörülményektől, az ökológiai viszonyoktól és az életkortól függ. Egy felnőtt esetén az egybefüggő éjjeli alvás (átlagosan 6-8 óra) után szintén egybefüggő nappali ébrenlét a biológiailag szabályos. Milyen különbség van az újszülött, a kisgyermek és a felnőtt alvási szokásai között? 117.1 Az agy részei 117.2 Az agytörzsi hálózatos állomány Az alvás alapvető életszükséglet. Nem az idegrendszer működésének felfüggesztése, hanem aktív, öröklött idegrendszeri funkció. Az

agytörzsből érkező gátló (szerotonin) hatásokra bekövetkező elalvástól a természetes ébredésig tartó időszak alatt az alvás mélysége nem egyenletes, mély és felületes alvási periódusok váltják egymást. Az alvás során ciklusosan 3-6 ún. REM-fázis (paradox alvás) is kialakul A REM-alvás során az alvó személy külső ingerekkel csak nehezen ébreszthető fel, ugyanakkor gyakori a spontán ébredés. Az izomtónus lecsökken, de intenzív szemmozgások jellemzik (angol elnevezése innen származik). Az álomképek elsősorban a REM-szakaszban jelentkeznek Az alvás során történik a szervezet energiáinak feltöltése, és a zavartalan vérkeringés által a felesleges anyagcseretermékek eltávolítása. Az alvás mégis az idegrendszer számára a legfontosabb, hiszen ebben az időszakban lehetőség van a sejtek, a szinapszisok fehérjéinek, anyagainak képzésére, cseréjére, új szinapszisok létrehozására. Az alvás vizsgálatára az

idegsejtekben a működésük során kialakuló feszültségváltozások a legalkalmasabbak. Ezek az agy felületéről elvezethetők, és megfelelő erősítéssel láthatóvá tehetők. Ez az elektroenkefalogram (EEG): az agy felületéről elvezethető elektromos potenciálváltozások összessége. A működéstől függően különböző jellegű görbék jeleníthetők meg, amelyek felhasználható az alvás, illetve az agy vizsgálatára: - béta (b)-hullám: az éber; - gamma (g)-hullám: a figyelő; - alfa (a)-hullám: a nyugodt (csukott szem, az alvás bevezető szakasza); - delta (d)-hullám: a mélyen alvó; - alfa és theta (q): szendergő, álmos ember állapotáról ad információt. Az ember alvó szervezetének működését álom formájában megjelenő, sajátos eseménysorként éli át. A főleg a REM-ben kialakult álom jön létre az objektív szervezeti és agyi történések új kombinációba helyezésével, melyet az éber emlékezet is megőrizhet. A

szervezet különböző élettani és magatartási funkciói napi (cirkadián), napszaki, évszakos, sőt éves ritmusokat mutatnak. Ezeknek a ciklusosságát a szervezet belső szabályozó rendszere alakítja ki, melyet a környezet ingerei befolyásolnak. A biológiai ritmusok rendszerint a szervezet egészét érintik. Keress példákat az egyes ritmusokra! A leszálló pályák pontos beállításával részt vesz az izmok működésének, az izomtónus, a testtartás, az egyensúlyozás, a járás koordinálásában. Az agytörzs középagyi területén összpontosulnak az információk a helyzetérzékelő szervből, a szemből és az izmok állapotáról. Ezek alapján a kisagy befolyásával alakul ki az a h atás, amely automatikusan szabályozza, beállítja a nagyagyból érkező mozgatópályák által továbbított ingerületet. 118.1 Az EEG görbék, az alvás periódusai és a lezajló vegetatív változások 118.2 Az agy felületéről elvezethető

potenciálváltozások Ahhoz, hogy az éber állapotban a testhelyzet megmaradhasson és az izmok gyorsan tudjanak reagálni az ingerekre, szükség van a vázizmok állandó kisfokú összehúzott állapotára, az izomtónusra. Ennek szabályozásában részt vesz az agytörzs hálózatos állománya úgy, hogy a nagyagy és a kisagy felől érkező izomtónust gátló hatásokat az agytörzs serkentő, illetve gátló ingerületei pontosítják. Az izomtónus a t esttartás kialakításához is hozzájárul, ami a j árás alapját, az egyensúlyozás szabályozását is biztosítja. Fontosak az agytörzsben található vegetatív központok, hiszen a hálózatos állomány magvai a táplálkozás, a légzés és a vérkeringés elsődleges vagy másodlagos irányítói. A nyúltagyi terület magjai rendezik össze a táplálkozásunk egyes működéseit, a harapás, a rágás, nyelés, nyálelválasztás stb. reflexeit A légzés elsődleges (belégző, kilégző) központja is itt

található, melyeknek az összerendezett működését a híd másodlagos (belégzést serkentő és belégzést gátló) központja biztosítja. A vérkeringés szabályozása a szívműködés, a véreloszlás és a vérnyomás szabályozását jelenti. E bonyolult irányító tevékenységet igénylő rendszer elsődleges (érszűkítő, érszűkítést gátló) központja is a nyúltagyhoz kötődik. Az agytörzs a gerincvelőhöz hasonlóan egyszerűbb reflexek központja is. A nyúltagyban találjuk a n yálkahártya reflexek (receptoraik a nyálkahártyában találhatók - pl. köhögés, tüsszentés, hányás), míg a középagyban a rágás és a szem pupilla reflexének központi neuronjait. Az előagyból differenciálódó köztiagyban is keveredik a szürke- és a f ehérállomány. Benne az alsó, kisebb méretű hipotalamuszt és a felette található nagyobb talamuszt különíthetjük el. A III. agykamra alatt található hipotalamusz számos le- és felszálló

pályával tart kapcsolatot Magcsoportjai szabályozzák a vegetatív működéseket, az állandó testhőmérséklet beállítását, a táplálékfelvételt. Szoros kapcsolata van az agyalapi miriggyel, amelyen keresztül a hormonrendszer irányítását végzi. Egyes magjainak ingerlésével dühkitörés váltható ki, ami bizonyítja, hogy a magatartás szabályozásában is részt vesz. Az idegrendszer irányítja a hormonrendszer működését, kialakítva az együttműködés eredményeként a neuroendokrin rendszert. Ahipotalamusz az agyalapi miriggyel (hipofízis) közvetlen és közvetett kapcsolatban is van (hipotalamo-hipofízis rendszer), melyeken keresztül számtalan belső elválasztású mirigy működését befolyásolhatja. Ahipotalamusz szoros kapcsolatban van a nagyagy egyik neuronhálózatával, a limbikus rendszerrel (hipotalamo-limbikus rendszer). Az együttműködés eredményeként ez a rendszer a vegetatív működések legfelső szabályozó központja.

Ahipotalamusz egy-egy magja a szimpatikus-paraszimpatikus hatások arányát, szervezetszintű összerendezését biztosítja, miközben ugyanezen magok a szervezet hőtermelését (fűtőközpont), illetve hőleadását (hűtőközpont) is szervezi (hőszabályozó központ). Középső területén találjuk a táplálékfelvétel központját. Ezen magok egyike a vér glükóztartalmának csökkenésére, illetve az üres gyomor fokozott mozgására jön ingerületbe. A hatás eredményeként az élőlény igyekszik táplálékot felvenni (éhségközpont). A mellette lévő mag ingerlésére jóllakottsági érzet alakul ki az agyban, az egyed nem kíván táplálékot felvenni (jóllakottsági központ). A folyadékfelvételt a szomjúságközpont ingerületbe kerülése irányítja. A hipotalamo-limbikus rendszer más területei a magatartás szabályozásában töltenek be fontos szerepet. A hipotalamusz ezen területének ingerlése a kísérleti egyedből dühkitöréseket

váltanak ki. Egyes magcsoportok a szexuális viselkedésben töltenek be fontos szerepet Atalamusz a hipotalamusz felett található magcsoport. Közrefogja a III agykamrát, magjai különböző rendszerek működésében vesznek részt. Az érzőműködés fontos átkapcsoló, elemző központja, de csatlakozik a nagyagy nagy neuronhálózatához a limbikus, sőt a mozgatórendszerhez is. Aszagingerek kivételével valamennyi a környezetből származó hatás ingerülete átkapcsolódik a talamuszban. A beérkező információkat előzetes feldolgozás után továbbítja az agykéreg megfelelő helyére. ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Melyek az agy részei? 2. Milyen különbségek vannak az egyes területek felépítésében? 3. Milyen feladata van a köztiagy részeinek? AZ AGYVELŐ RÉSZEI II. Az evolúció során növekszik a nagyagy központi idegrendszeren belüli aránya - agyiasodás (kefalizáció) - és az ember esetében ez ugrásszerű. A nagyagy két féltekéből áll,

melyet a több mint egy millió idegrost kötege, a kérgestest kapcsol össze. A gerincvelőhöz hasonlóan jól elkülönül a szürke- és a f ehérállománya, de a nagyagyban kívül helyezkedik el a szürkeállomány, az agykéreg. A központi idegrendszer sejtjeinek több mint 90%-a az agykéregben található. Az agykéreg több mint 9 milliárd (egyes adatok szerint 90 milliárd) idegsejtje hat sejtrétegben helyezkedik el. Mind a hat réteg számtalan interneuront tartalmaz Az ember evolúciója során az emlősállatokhoz képest elsősorban ezek száma növekedett meg. Az egyes rétegekben azonban - a működésnek megfelelően - a rétegre jellemző, jellegzetes idegsejteket is találunk. A 2. és 4 rétegre a szemcsesejtek jellemzők (külső és belső szemcsesejtek rétege) Ide futnak be közvetlenül a nem specifikus, és közvetve a specifikus felszállópályák, így ezek a rétegek érzőműködésűek. A 3 és az 5 sejtréteg jellemző sejtjei a piramissejtek,

melynek csúcsi dendritje merőlegesen fut az agykéreg felszínére. Ezek a mozgató- és az asszociációs működésben játszanak szerepet. Az 5 réteg piramissejtjeinek axonjai alkotják a leszálló mozgatópályákat. Aszürkeállomány mindössze 2-4 mm vastag. Mindenütt a 6 sejtréteg alkotja, de az egyes rétegek vastagsága eltérő, hiszen az egyes agykéregterületek más-más működésűek (érző, mozgató, asszociációs). (1202) A felületen viszonylag vékony rétegben felszaporodott idegsejtek következtében a nagyagy felülete hatalmas (2200 cm2). Ez a nagy felszín az agykoponyában csak felgyűrődve férhet el A féltekék felületén hasítékok, barázdák találhatók. A nagyagy területeit a f elettük elhelyezkedő agykoponyacsontok szerint lebenyekre osztjuk: homlok-, fali, halánték-, valamint nyakszirti lebeny. (1211) Az agykéreg sejtoszlopok formájában működik. A mind a hat sejtréteget átérő oszlop több mint 5000 sejtből, ezen belül

400-500 piramissejtből áll. E sejtek a beérkező ingerület hatására egyszerre jönnek ingerületbe. A sejtek oldalirányban is létesítenek szinapszisokat más oszlopok sejtjeivel. 120.1 Az agyiasodás (kefalizáció) 120.2 Az agykéreg szövettani felépítése: asszociációs sejtek rétege (1), szemcsesejtek rétege (2), piramissejtek rétege (3), szemcsesejtek rétege (4), piramissejtek rétege (5) és asszociációs sejtek rétege (6) Ezek gátolhatják a szomszédos oszlopokat, melynek következtében mintázat jön létre az agykéreg felületén. Sejtoszlopok: az agykéreg szerkezeti és dinamikus működési egységei. (1213) Hány sejtoszlop működhet egyszerre az ember agykérgében, ha egyenként 0,25 mm átmérőjűek? A szürkeállomány alatt találjuk a fehérállományt, melynek fő tömegét az idegrostok alkotják. Benne három különböző pályatípus alakult ki: a féltekén belüli területeket összekötők, a két félteke részarányos pontjai

között kapcsolatot létesítők, valamint az agykéregbe bevezető felszálló érzőpályák és az onnan kiinduló leszálló pályák, melyek a leghosszabbak. Ez utóbbiak a központi idegrendszer más területeivel tartanak kapcsolatot. (1212) 121.1 A nagyagy lebenyei 121.2 A nagyagy pályái 121.3 A sejtoszlopok szerveződése Afehérállományon belül idegsejt-csoportokat, a törzsmagvakat (pl. farkosmag, lencsemag) találunk, melyek fontos átkapcsolóhelyek. Az agykéreg egyes részletei és a kéreg alatti területek nagy neuronhálózata a limbikus rendszer. Anagyagy állományában egy külső és egy belső (kérgestest körüli) köre alakult ki. A külső kör szoros kapcsolatban van a hipotalamusszal, és vele közösen szabályoz (ld. fent) Elvégzi a beérkező ingerek és a saját viselkedés minősítését és kiválogatását, felelős a belső késztetésekért. A belső kör a tanulás folyamatában játszik szerepet. Ez a t erület irányítja, hogy milyen

emléknyomokat hol és hogyan rögzítsen az agykéreg. Anyakszirti lebeny alatt található kisagy is két féltekéből áll, melyeket kívülről a szürke-, belülről a fehérállomány alkot. Feladata a bonyolult, pontos, gyors mozgások beállítása (122.2, 1223) A kisagykéreg nagy felülete miatti "gyűrődése" sajátságos megjelenést biztosít ("életfa"). A kéreg három sejtrétegű, jellemző sejtje a Purkinje-sejt. Fehérállományának rostjai között is találunk magokat (mély kisagyi magvak). A kisagy három pár kisagykarral kapcsolódik az agy többi részéhez, melyeken a test izmainak állapotáról kap érző információkat, illetve az agytörzs magjait befolyásoló hatásokat ad le. Ezzel egy-egy mozgás teljes programjának bekövetkeztét szabályozza. Mit állapíthatunk meg a beszéd kialakulásáról, ha tudjuk, hogy a kisagy sérülése esetén a járás, a testtartás, a kéz félautomatikus mozgásainak kiesése mellett a

sérült egyén beszéde is pontatlanná válik? 122.1 A limbikus rendszer 122.2 A kisagy keresztmetszete 122.3 A kisagy szövettani képe a Purkinje-sejtekkel ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért találunk az agy minden területén neuronhálózatokat? 2. Milyen szerepe van a limbikus rendszernek? 3. Mi a hasonlóság illetve a különbség a nagyagy és a kisagy között? 4. Miben tér el a limbikus rendszer külső és belső körének működése? 5. Mi a szerepe a nagyagy pályáinak? A KÖRNYÉKI (PERIFÉRIÁS) IDEGRENDSZER A központi idegrendszer és a test szervei, szövetei között a kapcsolatot - a testet behálózva - a környéki idegrendszer teremti meg. Láthattuk, hogy a reflexek érzőneuronjai a periférián lévő érződúcban találhatók. E dúcok a gerincvelő két oldalán a csigolyák között, míg az agyi szakaszon különböző helyeken fordulnak elő. A vegetatív működések vegetatív dúcai a szervek közelében vagy a gerincvelő mellett helyezkednek el.

Az idegeket eredésük alapján két csoportra oszthatjuk. A 31 pár gerincvelői ideg egy hátsó érzőgyökérrel és egy elülső mozgatógyökérrel lép elő a gerinccsigolyák közül a gerincvelő mindkét oldalán. Az idegek befelé vezető érző-, kifelé vezető szomatikus mozgató- és - a nyaki szakasz idegeit kivéve - vegetatív rostokat is tartalmaznak. Az agyidegek az agy alapjáról lépnek ki vagy be. Jelölésük eredésük alapján fentről lefelé számokkal történik, de latin és magyar nevük is van. Ellentétben a gerincvelői idegekkel melyek mindegyike kevert -, a 12 pár agyideg között találunk tisztán érző- (I, II, VIII) és tisztán mozgatóidegeket (III., IV, VI, XII) is (1231) AZ IDEGRENDSZER MŰKÖDÉSI TERÜLETEI Eddig megismerhettük az idegrendszer felépítését és az egyes területekhez köthető működéseket, ellátott feladatokat. Az idegrendszer azonban nagy egységként működik, ami az egyes területek szoros kapcsolatát,

egymásrahatását igényli. Az idegrendszer működésének területei: az érzőműködés, a mozgatóműködés, a vegetatív működés és a magasabbrendű idegtevékenység. 123.1 Az agyidegek AZ ÉRZŐMŰKÖDÉS R. Descartes 1637-ben ismerteti, hogyan alakul ki a retinára vetített kép Ernst Henrich Weber (1795-1878) német anatómus, fiziológus, főként a tapintás és a hallás vizsgálatával megteremti a később megfogalmazott Weber-Fechner-törvény (az érzékelés erőssége az inger erősségével logaritmikusan arányos) alapját, mely a pszichofizika alaptörvénye. Alfonso Corti 1851-ben mikroszkópos vizsgálatai alapján leírja a belső fül elemeit, melyet ma Cortiféle szervnek nevezünk. H. L F von H elmholtz 1868-ban ismerteti a dobhártya és a hallócsontok működését, majd ismereteivel kiegészíti T. Young színlátásról szóló trikromatikus elméletét (YoungHelmholtz-elmélet) A. Gullstrand a szem optikai viselkedését tanulmányozta

(Nobel-díj: 1911) Bárány Róbert az egyensúlyozás szervének működését, élettanát vizsgálta. Megállapításai ma is érvényesek (Nobel-díj: 1914). Ch. S Sherrington angol fiziológus bevezeti az adekvát inger fogalmát, vizsgálta a reflex és az idegsejt működését (Nobel-díj: 1932). S. Kuffler (Kuffler István) 1953-ban felderíti a retina idegsejtjeinek működését W. R Hess a köztiagy, E Moniz a homloklebeny rostjait tanulmányozta (Nobel-díj: 1949) A. Granit, H K Hartline, G Wald a látás élettanát és kémiáját vizsgálták (Nobel-díj: 1967) A. Crawford, R Fettiplace, A Hudspeth az 1980-as években tisztázzák a szőrsejtek működését. J. Nathans és munkatársai 1986-ban meghatározzák a s zínérzékeny pigmentek génjeit az emberi kromoszómákon. Az érzőműködés az inger hatására kialakuló potenciálváltozás központi idegrendszerbe történő juttatását és feldolgozását jelenti. A legfelső központok az agykéregben vannak,

ahol kialakul az érzet. Az ingerületek egy része tudatosul, és emlékkép formájában rögzülhet A limbikus rendszeren keresztül érzelmi (affektív) válaszok is kialakulhatnak (kellemes, kellemetlen stb.) Az érzőműködés az analizátoron keresztül valósul meg. Analizátor: az érzőműködés egysége, a receptor, a bevezető ideg, a bevezető pálya és az agykérgi központ működési együttese. Szeretnénk felderíteni az analizátor felépítését, az egyes részek elhelyezkedését. Mit gondolsz, hogyan valósítható ez meg? Akülvilágból és a belső környezetből származó információk a különböző receptorok közvetítésével jutnak el az idegrendszerbe. A receptorok olyan jelátalakítók, amelyek a környezet különböző energiáinak hatására akciós potenciálsorozatot képeznek. Receptor: olyan jelátalakító, amely a jellegzetes hatást specifikus válasszá alakítja át. Ide tartoznak az érzőreceptorok és - tágabb értelemben - a

membránok hormonokra, ingerületátvivő anyagokra stb. specifikus fehérjéi Ha erőteljes ütés éri a szemünket, a fájdalom mellett gyakran észlelünk felvillanásokat ("csillagokat" látunk). Ugyanakkor ez az érzékszervünk már a fény egy fotonjának kis energiájától is ingerületbe kerül. A receptorok által átalakított energiaformák a mechanikai (tapintás, nyomás), a hő-, a fényés a kémiai energia közül kerülhetnek ki (szag, íz, a vér O2-tartalma). Minden receptor valamely sajátos energiaformára nézve jóval kisebb ingerküszöbű. Ezt a hatást nevezzük adekvát ingernek. Adekvát (a receptornak megfelelő) inger: az az energiaforma, amellyel szemben legkisebb a receptor ingerküszöbe. A környező szöveteket károsító, bármilyen ártalmas inger a fájdalomérző receptorok működését váltja ki. Ezeknek nincs adekvát ingerük Érzékszerv: az érzékelést végző receptorsejtek és a működést segítő egyéb sejtek,

szövetek együttműködésével létrejött szerkezeti egység. Areceptorok által kialakított akciós potenciálsorozatok - nem specifikus információkként - az idegek közvetítésével jutnak be az érzőközpontokba. A beérkezett és a tárolt információk elektromos változássorozatait legtöbbször az idegsejtek sokasága dolgozza fel, melynek következménye az agykéregben az - akár adekvát - érzet. Adekvát érzet: a beérkező akciós potenciálsorozat hatására az agykéreg adott központjában kialakuló specifikus válasz. ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mi tartozik a környéki idegrendszerbe? 2. Milyen típusai vannak a receptoroknak? 3. Mire utal az adekvát jelző az inger és az érzet esetén? A SZEM FELÉPÍTÉSE EMLÉKEZZ! A fényérzékelés törzsfejlődése során először elszórtan jelennek meg fényérzékelő sejtek. Ezek csoportosulásával alakul ki a látófolt, majd ennek besüllyedésével a cs észe- vagy a gödörszem. Ez utóbbiak már nem csak

a fény jelenlétét és intenzitását, hanem az irányát is érzékelik. A legfejlettebb a hólyagszem, mellyel már az alakfelismerés is lehetséges Az emberi szem hólyagszem, mely bonyolult érzékszerv. A külső védőréteget - a szaruhártyát és az ínhártyát - fő tömegében kötőszövet alkotja. A szaruhártya átlátszó, benne idegek találhatók, de az erek hiányoznak. A fehér ínhártyához három pár harántcsíkolt izom kapcsolódik, melyek a külső szemmozgató izmok. A szemgolyót a hátrafelé zárt szemüreg védi. Elölről - elsősorban a szaruhártyát - a sérülésektől és a kiszáradástól a könnymirigyek váladéka és a szemhéjak óvják. A külső réteg alatt az érhártya helyezkedik el, mely biztosítja a szem szöveteinek tápanyag- és oxigénellátását. Az érhártya a szaruhártya mögötti szivárványhártyában, illetve a sugártestben folytatódik. A szivárványhártyában az erek mellett az egyénre jellemző festékeket,

simaizmot, valamint az ezeket szabályozó idegeket találjuk. A szivárványhártya közrefogja a fényreteszként működő pupillát. Apupillát szűkítő simaizmok gyűrű alakban, az azt tágítók sugárirányban helyezkednek el, szabályozva ezzel a szembe jutó fény mennyiségét. Kezeddel takard le az egyik szemed! Társad nézze meg a szabadon lévő pupilládat, majd a másikról vedd le a kezed. Mit tapasztalt a társad? Melyik simaizomcsoport biztosítja a pupilla tágítását, illetve szűkítését? 125.1 A hólyagszem metszete és felépítése 125.2 A fényérzékelés fejlődése Az érhártya elülső része egy másik képződményben is folytatódik, ez a sugártest. A kötőszövetből és a gyűrű alakban elhelyezkedő simaizomból álló test az elülső és a hátsó szemcsarnokot kitöltő csarnokvizet termeli, izomzata pedig a szemlencsét mozgatja a lencsefüggesztő rostok közreműködésével. A sugárizom elernyedése a lencsefüggesztő rostokat

megfeszíti, aminek következtében a lencse lapul. A szemlencse szabályosan elrendeződő fehérjékből épül fel. E szerkezetből adódó nagy rugalmassága a lencsét domborítani igyekszik. (1261) Miért akkor domborodik a szemlencse, ha a sugárizom összehúzódik? A szemgolyót belülről a gélszerű üvegtest tölti ki, amely biztosítja a fény ideghártyára való jutását. Az ideghártya (retina) alkotja a szem legbelső szövettani rétegét Legjellemzőbb sejtjei a receptorsejtek. A RETINA ÉS A SZEM MŰKÖDÉSE A szemben több mint százmillió receptorsejt található. Ezek felépítésében jól megfigyelhető az idegsejteredet, de fényérzékeny külső részük a színtestek gránumjaihoz hasonló membránrendszerrel rendelkezik. A hosszabb pálcikák már egy foton hatására is ingerületbe kerülnek, érzékelik a fény jelenlétét. A kisebb csapok kevésbé érzékenyek, ingerküszöbük magasabb (5-7 fotont igényelnek), de alkalmasak a

színérzékelésre. Három típusuk van, amelyek a fény hullámhosszától függően a piros, a zöld, illetve a kék színre reagálnak. (126.2) A pálcikában található rodopszin egy A-vitaminszármazékból és az opszin nevű fehérjéből épül fel. A karotinoid delokalizált elektronrendszere köti meg a fény energiáját, melynek hatására konformáció- változás következik be. Ennek hatására egy láncreakció indul meg a pálcikában, amelynek eredménye a pálcika hiperpolarizációja és az ingerületátvivő anyag felszabadulása. 126.1 A sugárizom és a szemlencse kapcsolata 126.2 A szem receptorsejtjei A csapokban jodopszin található, amely csak abban tér el a rodopszintól, hogy az A-vitamin származékához az alapszínre való érzékenységük szerint más-más fehérje kapcsolódik. Miért okoz eltérő fényelnyelést a különböző fehérjerész? A színtévesztés a csapok nem megfelelő működése miatt alakul ki. Vizsgáld meg a 1271 ábrát!

Miért alakul ki a leggyakrabban a piros-zöld színtévesztés? A pálcikák és a cs apok elhelyezkedése nem egyenletes az ideghártyában. Az "éleslátás" helyén, a sárgafolt közepén csak csapok találhatók. Ettől távolodva rohamosan csökken a számuk, és nő a pálcikák mennyisége, majd azoké is fokozatosan csökkenni kezd. Mi lehet a m agyarázata: ha egy sötét szobában az asztalon keresünk valamit, akkor nem a keresett tárgyra nézünk, hanem kissé mellé? Vizsgáld meg a 127.3 grafikont! Mit állapíthatsz meg a csap és a pálcika sötétadaptációjáról? Areceptorsejtek működése csak az ideghártya többi sejttípusával együtt lehetséges. A különböző sejtrétegek között leglényegesebb - kívülről befelé haladva - a pigmentsejtek, a már megismert receptorsejtek, a kétnyúlványú idegsejtek és a dúcsejtek rétege. 127.1 Az emberi csapok fényelnyelése 127.2 Az ideghártya felépítésének vázlata és a receptorsejtek

mennyisége 127.3 A receptorsejtek alkalmazkodása 127.4 A pálcika és a csap összehasonlítása A pigmentsejtek szerepe a szembe érkező, de a receptorsejteket el nem érő fény elnyelése, a visszaverődés megakadályozása. Ez a réteg a gerincesek hólyagszemében nélkülözhetetlen, hiszen ezen élőlényeknél a retina "fordítva" helyezkedik el, vagyis a receptorsejtek távolabb vannak a fénytől, mint a retinát alkotó többi idegsejt. A fénynek végig kell jutnia a retina jelentős részén ahhoz, hogy a fényérzékeny sejtek ingerületet képezzenek. Ugyanakkor a keletkező potenciálváltozás a legbelül lévő - az üvegtesthez legközelebbi - sejtréteg felé, a d úcsejtek irányába halad. E sejtek axonjai a látóideget alkotva vezetik a központi idegrendszerbe az ingerületet. A látóideg kilépési helye a vakfolt. Az ide eső fénysugarak nem keltenek ingerületet a szemben, hiszen itt nincs receptor. Egy dúcsejthez közel száz receptorsejt

tartozik. Az ezek által kialakított potenciálváltozás egy jelként fut a központi idegrendszerbe. A látóideg egy rostjához tartozó receptorok összessége a receptormező. Vizsgáld meg a vakfoltra érkező fényingerek hatását saját szemeden! Bal szemed takard le, és tartsd a jobb szemed elé a 128.1 ábrát! Folyamatosan figyelve a keresztet, mozgasd az ábrát a szemed felé! Egy adott távolságban a foltot nem érzékeled. Mi ennek az oka? Hol helyezkedik el a vakfolt a sárgafolthoz viszonyítva? A látás feltétele, hogy a külvilág képe megjelenjen a szem ideghártyáján. A fénytörő közegekben végighaladó, és a fénytörő felszíneken megtörő sugarak fordított állású, kicsinyített valós képet vetítenek a retinára. (1282) Fénytörés akkor jön létre, ha a fény egy adott törésmutatójú közegből egy másik törésmutatójú közegbe lép. A fénytörés a törésmutatók különbségétől és a határfelület geometriai

adottságától függ. Dioptria: a fénytörés egysége, a méterben kifejezett fókusztávolság reciproka, mértékegysége a m-1. Pl egy 1 dioptriás lencse fókusztávolsága 1 m Olvasáskor hány dioptriájú az egészséges szem? (Tegyük fel, hogy a könyv 33 cm-re van a szemtől.) 128.1 A vakfolt kimutatása 128.2 A szem képalkotása és a képnek az agykéregben jelentkező tulajdonságai Aszemünkben négy fénytörő közeg és három fénytörő felszín alakult ki. A legnagyobb fénytörés a levegő és a szaruhártya határfelületén alakul ki (42 D), melynek értéke nem változtatható. Szemünk éleslátásához az szükséges, hogy a tér egy pontjáról érkező sugarak a retina egy pontján találkozzanak. Ezt a szemlencse fénytörésének változtathatósága biztosítja A szem közelre történő alkalmazkodásakor a sugárizom összehúzódik, a lencsefüggesztő rostok lazulnak, és a lencse rugalmassága következtében domborodik, és fénytörése

nő. A közeli tárgyról érkező, erősen széttartó fénysugarakat a domborúbb szemlencse fokozottabban gyűjti össze, amelynek eredményeként azok az ideghártyán találkozhatnak. Távolra nézéskor az elernyedő sugárizom megfeszíti a lencsefüggesztő rostokat, és a húzóerő következtében a szemlencse ellapulva kevésbé töri meg a sugarakat. Látótér: a külvilágnak az a szelvénye, melynek fényingereit a mozdulatlan szem egy időben érzékeli. A látótér nagysága azonos fénymennyiség esetén függ a megvilágítás színétől is. Fehér fényben a legnagyobb, sárgában, vörösben, zöldben és kékben pedig kisebb. Mi indokolhatja, hogy az orvosi műtők kék vagy zöld színárnyalatúak? 129.1 Távol- és közellátás 129.2 A távol- és közellátás összehasonlítása 129.3 A szem fénytörő közegei és felületei 129.4 A látótér és annak vizsgálata periméterrel Egy adott tárgyról eredő fénysugarak által a két szem

ideghártyájában keltett ingerületek az agykéregben egyetlen képbe olvadnak össze. Ezzel válik lehetővé a térérzékelés (mélységérzékelés). Rajzolj a t áblára egy pontot, majd takard le az egyik szemed! Oldalról, a t áblával párhuzamosan nyúlva a pont felé próbáld a krétával eltalálni! Mi a magyarázata annak, hogy pontosan csak akkor tudod eltalálni, ha lassan, óvatosan, koncentrálva mozgatod a kezed? A receptorok által kialakított potenciálváltozás a retina kétnyúlványú idegsejtjeihez, majd a dúcsejtekhez kerül. A dúcsejtek axonjai a látóideget alkotva hátrafelé hagyják el a szemgolyót, (II. agyideg) Az információt a retina belső, orr felőli területéről szállító rostok az agy alapján, az agyalapi mirigy előtt átkereszteződnek, míg a retina külső, halánték felé eső területeiről kiinduló idegrostok az azonos oldalon maradnak. A talamusz magvaiban átkapcsolódnak, majd az ingerület az azonos oldali

látókéregbe jut. A látókéreg a nagyagy nyakszirti lebenyében található. Atalamuszban és az agykéreg sejtoszlopaiban megfigyelhető a pontszerű vetülés, ami lehetővé teszi a feldolgozó, elemző tevékenységet. Pontszerű vetülés: a receptornak (vagy receptormezőnek) mindig ugyanaz a központi idegsejtje. Miért előnyös az élőlény számára a rostok ilyen lefutása és a pontszerű vetülés? 130.1 A látás analizátora ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen szövetek építik fel a szemet? 2. Miben játszhat szerepet a csarnokvíz és az üvegtest? 3. Lehet-e vérér a szemlencsében? Miért piros az albínó ember szeme, habár nem alakult ki benne festékanyag? 4. A szaruhártyának vagy a szemlencsének nagyobb a törésmutatója? Miért? 5. Miért fárasztóbb az olvasás, mint a táj tanulmányozása? 6. Miért nem lát távolra a rövidlátó szem? 7. Mihez alkalmazkodik a szemünk működése során? 8. Miért alakul ki a "hármas alkalmazkodás"

közelre nézéskor? (A hármas alkalmazkodás a szemtengelyek közelítése, a pupilla szűkítése és a szemlencse domborítása.) A HALLÓSZERV FELÉPÍTÉSE ÉS MŰKÖDÉSE, AZ EGYENSÚLY ÉRZÉKELÉSE A HALLÁS A hallószerv a levegő longitudinális rezgésének, a hangnak az érzékelésére szolgál. Hang: a levegő longitudinális rezgése, a közeg sűrűsödése és ritkulása. Hullámhossz: a hullám két legközelebbi, azonos fázisban lévő pontjának távolsága (m). Frekvencia (rezgésszám): az időegység alatt létrejövő rezgések száma (Hz). Amplitúdó (hangintenzitás): a levegőoszlop legritkább és legsűrűbb pontja közötti nyomáskülönbség. A törzsfejlődés során csak kevés állatnál alakult ki a hallás, ám ezeknél az élőlényeknél az fennmaradásuk feltétele. Az ember számára nem is annyira az életbenmaradásban, mint inkább a társadalmi beilleszkedésben van kiemelt szerepe. A hallás szervrendszere a fül, mely három részből,

a külső, a közép- és a belső fülből áll. A külső fül a jellegzetes formájú fülkagylóval kezdődik. A fülkagyló - bár nem feltétlenül szükséges a halláshoz - a hangforrás helyének meghatározásában nyújt segítséget. A külső hallójárat továbbítja a levegő rezgését a külső és középfül határán található dobhártyához, melynek fő tömegét a kötőszövet alkotja. A külső hallójárat falában található mirigyek váladéka - a fülzsír - védi a cs atorna hámját. Túlzott felszaporodása halláscsökkenést, esetleg a járat gyulladását, dugulását okozhatja. A dobhártya középfül felé domborodó belső felületéhez kapcsolódik az első hallócsont, a kalapács, ehhez pedig az üllő, majd a kengyel ízesül. E három apró csont emelőként továbbítja a rezgést a belső fül ovális ablakára. Aközépfülbe nyílik a fülkürt, amely lehetővé teszi - a garaton át - a nyomáskiegyenlítést a dobhártya két oldala

között. Miért adnak cukorkát a repülőgép felszállásakor? A katonáknak megtanítják, hogy ki kell nyitniuk a szájukat ágyúlövéskor. Mi ennek a magyarázata? 131.1 Az emberi fül 131.2 Longitudinális hullám A hallócsontokhoz harántcsíkolt izmok kapcsolódnak. Közöttük találjuk a szervezet legkisebbik harántcsíkolt izmát. Összehúzódásukkal, illetve elernyedésükkel módosul a csontok feszítettsége, így változik az emelő erő- és teherkarjának aránya, ami a r ezgés (1,3szeres) erősítését teszi lehetővé. A dobhártya és a kengyel talpának felületaránya (17: 1) újabb erősítést biztosít, így együttes hatásaként a kengyel talpán akár 22-szer nagyobb nyomáshullám jelentkezhet. A koponya halántékcsontjának belsejében találjuk a belső fül üregét. Itt helyezkedik el a csontos labirintus, melyet a hallószerv elöl elhelyezkedő csigája és a hátrafelé álló helyzetérzékelő szerv alkot. A hangok nem csak a külső

fül és a hallócsontok közvetítésével juthatnak el az ovális ablakhoz. A koponya csontjai is képesek a belső fülhöz vezetni a hullámokat (csontvezetés) A vadnyugati filmekben gyakran láthatjuk, hogy a hősök a vasúti sín által közvetített hangot használták. Miért hallhatták előbb az érkező szerelvény zaját e módon? Üsd meg a hangvillát, és tedd a fülkagylódhoz! Ha már nem érzékeled a hangot, érintsd a hangvilla nyelét a homlokcsontodhoz, vagy a felső fogsorod egyik fogához. Mit tapasztalsz? Amennyiben egy hangforrásból halljuk saját hangunkat, másnak, "idegennek" érzékeljük. Mi lehet az oka? 132.1 A középfül és a hallócsontok 132.2 A csiga szövettani metszete (1), a csiga keresztmetszete (2), a C orti-féle szerv szövettani metszete (3) és a Corti-féle szerv keresztmetszete (4) 132.3 A labirintus elhelyezkedése a koponyában Az emberi csigában található felcsavarodó hosszanti üreget egy kötőszövetből

felépülő alaphártya két részre, egy felső és egy alsó járatra osztja. A csúcsnál egymással közlekedő két üreget folyadék tölti ki. A kengyel talpa a felső járatot lezáró ovális ablak hártyájára tapad, amely a lökéshullámot a kitöltő folyadéknak adja át. A csiga csúcsánál a hullám átterjed az alsó járatba, majd a kerek ablakon nyelődik el. Milyen következménye lenne, ha elveszne a kerek ablak rugalmassága? A hallószervnek a n yomáshullámot elektromos jellé átalakító része a Corti-féle szerv. Az alaphártyának a felső járat felé eső felületén végig támasztó- és szőrsejtek helyezkednek el. Ezekre borul rá az egyik szélén rögzített fedőhártya. Az alaphártya a cs iga csúcsa felé szélesedik, amit a csiga szűkülő csontos járatában az üregeket elkülönítő fal egyre kisebb mértékű benyomódása tesz lehetővé. A szőrsejtek négy sorban helyezkednek el. A legbelső, különálló sor felelős a

hangmagasság érzékeléséért, míg a három sorban elhelyezkedő ún. külső szőrsejtek a hangolásban és az erősítésben játszanak szerepet. Ez az elrendezés biztosítja, hogy a folyadék nyomásváltozásának hatására a fedőhártya eltérő ütemben mozdul el, mint a mindkét szélén rögzített alaphártya, így a szőrsejtek nyúlványai hozzányomódnak a fedőhártyához. Az ember hallástartománya 20-20000 Hz között van. A csiga működési elve, hogy egy adott frekvencia mindig ugyanott kelt ingerületet (helyelv). A rövid hullámhosszú, magasabb hangok a csiga alapjához, a nagyobb hullámhosszú, mély hangok a csúcshoz közeli szőrsejteket ingerlik. A hangerősség érzékelésekor az adott frekvenciát érzékelő szőrsejtek mellett a környezők is ingerületbe jönnek. Ennek oka, hogy az alaphártya a növekvő hangnyomástól nagyobb területen jön rezgésbe, és a vándorló hullám szélessége nagyobb lesz. A szőrsejtek által

kialakított ingerületeket a kétnyúlványú idegsejtek axonjai szállítják a nyúltagyba, kialakítva a VIII. agyideget A felszálló érzőpályák a középagyon keresztül a talamuszba, innen az agykéreg halántéklebenyében lévő hallóközpontba juttatják a potenciálváltozást. Az adott fül által kialakított ingerület az ellentétes oldalra is átkerül 133.1 A hangok hatása a szervezetre 133.2 Adott hangra keletkező nyomáshullám a csigában 133.3 A különböző hangfrekvenciák érzékelési helye AZ EGYENSÚLY ÉRZÉKELÉSE A testtartáshoz, a térben történő, nehézségi erőnek megfelelő elhelyezkedéshez alapvető információt a belső fül labirintusának hátsó része szolgáltat. A fej térbeli elhelyezkedését a tömlőcske és a zsákocska (otolithszerv), gyorsuló, lassuló mozgását pedig a három félkörös ívjárat érzékeli. A tömlőcske és a zsákocska hártyás üregét folyadék tölti ki. Falukban egy-egy receptorsáv

található. A hosszú plazmanyúlványokkal rendelkező szőrsejteket kocsonyás anyag borítja, melyben apró kalcium-karbonát kristályok vannak. E szemcséknek a tömegvonzásnak megfelelő nyomóhatását és elmozdulását érzékelik a szőrsejtek. (1341) A kristályok sűrűsége nagyobb, mint a folyadéké, illetve a kocsonyás anyagé. Mit gondolsz, jelez-e ez a r endszer, ha a t ested rázkódásmentesen egyenes vonalú egyenletes mozgást végez? A jobb és a bal tömlőcskéből 3-3 félkörös ívjárat indul ki és vezet vissza. Ezek a tér három irányának megfelelően helyezkednek el, síkjaik 90o-os szöget zárnak be. A csöveket folyadék tölti ki, mely a tömlőcske folyadékával közlekedik. Ennek elmozdulása szolgáltatja a fej mozgásának ingerét. Az asztalon mozdíts el adott sebességgel egy pohár vizet! Figyeld meg, mi történik a folyadékkal! A folyadék az edény elmozdulásához képest lemarad. Ez zajlik le a f élkörös ívjáratokban is. Az

ívjátok mindegyikének egyik vége kiöblösödik (ampulla). Itt helyezkednek el a szőrsejtek, melyekhez egy, a cső üregét átérő kocsonya rögzül. A folyadék elmozdulása sodorja a kocsonyás testet, amely így deformálja a r eceptorsejtek plazmanyúlványait, azaz ingerli a szőrsejteket. A helyzetérzékelő szervből az ingerületet a kétnyúlványú idegsejtek axonjai - a VIII. agyideg rostjaiként - juttatják a nyúltagyon és a hídon keresztül a középagyba. Középagyi magja kapcsolatban van a gerincvelőn keresztül a vázizmokkal, a szemmel és a kisaggyal is. Így válik lehetővé az egyensúly megtartása, a szemmozgások és a fej mozgásának kiegyenlítése. A talamuszból az agykéreg fali lebenyének elülső-alsó részébe kerül az információ. 134.1 A helyzetérzékelő szerv felépítése (1), a félkörös ívjáratok (2) és a tömlőcske működése (3) ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen részei vannak a fülnek? 2. Mi a szerepe a

fülkagylónak? 3. Hogyan szabályozza a hangerősséget a hallócsontok működése? 4. Igaz-e, hogy a 3 ívjárat a fej bármilyen irányú elmozdulását jelzi? Miért? 5. Miért csak a fej gyorsuló-lassuló mozgásáról szolgáltat információt a félkörös ívjárat? 6. Jelezheti-e a tömlőcske a fej egyenes vonalú gyorsuló mozgását? 7. Milyen ideg juttatja a központba a belső fülből származó információkat? 8. Hol van az agykérgi központja a hallásnak, illetve a helyzetérzékelésnek? AZ ÍZLELÉS ÉS A SZAGLÁS A szaglás és az ízérzékelés azokkal a k émiai receptorokkal történik, melyek a külvilág ingereit fogják fel. Közös jellemzőjük egyrészt az, hogy működésükhöz szükséges az érzékelt anyagok oldódása, másrészt, hogy az általuk keltett érzet csak ritkán közömbös. Élettani szempontból szorosan összefüggenek a gyomor-bél rendszer működésével, szerepük a táplálék megkeresésében és azonosításában

elsődleges. A gázokat érzékelő szaglóreceptor távolsági receptor, míg az ízérzékelés a test közvetlen közelében lévő ingerforrás anyagait érzékeli. AZ ÍZÉRZÉKELÉS Az ízérzékelés elsődleges szerepe a helyes táplálék kiválasztása. Receptorai a n yelv (és a garat, valamint a gégefedő) nyálkahártyájában található ízlelőbimbók, melyeket a támasztósejtek és az érzékelő szőrsejtek alkotnak. A legtöbb ízlelőbimbó a nyelv felületén lévő ízlelőszemölcsök körüli mélyedésekben helyezkedik el. (1351) Mai ismereteink szerint alapízeket érzékelünk. Ezek az édes, a sós, a savanyú és a keserű Az utóbbi időben elkülönítettek aminosavakat, nukleotidokat érzékelő és vízre érzékeny receptorokat is. Édes ízérzetet keltenek általában a h idroxivegyületek, így a mono- és diszacharidok, az alkoholok, de egyéb vegyületek (pl. szacharin, glicin) is ingerületbe hozhatják ezeket a receptorokat. Egyes aminosavak

(pl glutaminsav) és a nukleotidok az ún umami ízt okozzák, mely hasonlóan kellemes, mint az édes íz. A sós érzetet a kis koncentrációban lévő kis atomtömegű fémionok (Na+, K+ stb.) okozzák A szerves és a szervetlen savak eredményezik a savanyú ízérzetet. Érdekes, hogy a kémiailag gyengébb szerves savak hatására erősebb érzet alakul ki az agykéregben. A keserű érzetet általában a szervezetet károsító anyagok hozzák létre. Az alkaloidok, a nehézfémionok bármilyen mennyiségben, míg a kis atomtömegű fémionok nagyobb koncentrációja is ezt a kellemetlen hatást eredményezi, gátolva ezzel felvételüket. Vizsgáld meg a 135.2 ábrát! Mit állapíthatsz meg a legfontosabb ízek hatásáról? Hogyan függ ez össze a mindennapi életünkkel? A szőrsejtek kétnyúlványú idegsejtekkel állnak kapcsolatban, melyek az agyidegek (VII., IX, X.) érzőrostjaiként juttatják az akciós potenciált a nyúltagyba A felszálló érzőpályákon a

talamuszba, onnan a nagyagy fali lebenyének elülsőoldalsó agykérgi területére kerül az ingerület. Az agykéregben komplex ízérzet alakul ki, vagyis az egyes receptorok ingerületeit az agy összegzi, és tanult érzőműködésként rögzíti. Ha ismeretlen ízt érzékelünk, arra a kérdésre, hogy mit kóstoltunk, gyakran így válaszolunk: "Olyan, mint a ." Vajon miért? 135.1 Az ízlelőszemölcs (1), az ízlelőbimbó (2) rajza és a nyelv különböző ízlelőbimbóinak elhelyezkedése (3) 135.2 A relatív ingeranyag-koncentráció A SZAGÉRZÉKELÉS A szaglás receptorsejtjei az orrüreg felső részén elhelyezkedő szaglóhámban találhatók. Az oldott gázokat az érző idegsejtek rövid, dendriteknek tekinthető nyúlványaikkal kötik meg. Az anyagok vagy a membrán fehérjéihez kötődnek, vagy beoldódva a sejten belül indítanak el láncreakciókat. Ezek hatására jön létre potenciálváltozás, mely az I agyidegen keresztül jut a

nagyagyba. Központja az agykéreg homloklebenyének kérgestest körüli részén található (136.2) Aszaglóhám az emberben viszonylag kicsi, mindössze kb. 5 cm2, így nincs jó szaglásunk Az érzősejtek (idegsejt eredetű) primer érzéksejtek, melyek a támasztósejtek között találhatók. A nyálkahártya számtalan mirigysejtet, mirigyet is tartalmaz, melyek folyamatosan nedvesen tartják a felületet. Feltételezik (bár egyértelmű bizonyítékok még nem állnak rendelkezésre), hogy alapszagokat érzékelünk. Ezek kombinációjaként legalább 2000 szagot tudunk megkülönböztetni Az érzősejtek különböző érzékenységűek az egyes anyagokkal szemben. Képesek akár az anyag 10-8 g/dm3 koncentrációját is érzékelni. (A fokhagyma egyik illatanyagát, a metilmerkaptánt már 0,0000004 mg/dm3 koncentrációban is érzékeljük a levegőben.) Az orr működésének jellegzetessége, hogy nagyon gyorsan alkalmazkodik (adaptálódik) a szagokhoz. Ez részben a

receptorokban, részben pedig a központban lezajló jelenség A szaglóhám a szaganyag koncentrációjának legalább 30%-os változását tudja csak érzékelni. Minden egyes szagnak megvan az általa a központban aktivált neuronmintázata. Az azonban, hogy a szag milyen szagérzetet kelt, attól függ, hogy milyen egyéb érzőműködések kerülnek egyidejűleg ingerületbe. Nagyon szoros a kapcsolat az ízérzékeléssel A kémiai ingerek által kiváltott érzeteknek nagy élettani jelentőségük van. Számtalan feltételes reflex épül ezekre. A hatások kellemes vagy kellemetlen közérzetet, étvágytalanságot, étvágyat stb. kelthetnek A szag-, illetve ízérzékenység hiánya, a receptorok csökkent működése, esetleg minőségi zavara betegségként jelentkezhet. A kapszaicin alkaloida, mely a p aprika erejét adja. Miért nem érzékeljük az ízeket a megszokott módon, ha erős paprikát fogyasztunk? 136.1 A szaglóreceptor válasza a szagingerre 136.2 A

szaglóhám ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mi lehet a s zerepe az illatszerek használatának? Hogyan függhet össze a n emek közötti szagérzékelési különbség azzal a jelenséggel, hogy a nők több illatszert használnak? 2. Mi lehet az oka annak, hogy a fémet megnyalva azt mondjuk, hogy fémes ízű, ugyanakkor ilyen rövid idő alatt a fém nem oldódik a nyálban? 3. Miért érezzük kevésbé a szagokat, ha náthásak vagyunk? 4. Egy tanterembe belépve - a szüneti szellőztetés elmaradása miatt - erős szagot érzünk Alig egy perc után ez az érzet azonban megszűnik. Mivel magyarázod ezt? 5. Mi a különbség az íz és a zamat között? A BŐR ÉRZŐMŰKÖDÉSE A bőrünk minden területén - ha nem is egyenletesen eloszolva - nagyon sok mechanikai (tapintás, nyomás), hő- és fájdalomérzékelő receptort találunk. Így a bőr szervezetünk legnagyobb receptorának tekinthető. A receptorok információit az érzőrostok vezetik az agytörzsbe, illetve a

gerincvelőbe. (1372) Vizsgáld meg a 137.1 ábrát! A kétpontküszöbtérkép készítésekor azt vizsgálják, melyik az a legkisebb távolság, amelynél az azonos időben ható két ingert a vizsgálati alany még két hatásnak érzi. Mi lehet a magyarázata annak, hogy az ennél kisebb távolságban ható két inger már egyként érzékelhető? Mit állapíthatsz meg a bőr egyes területein elhelyezkedő receptorok eloszlásáról? Mely bőrterületeken legnagyobb a receptorok sűrűsége? Ez milyen kapcsolatban van az ember mindennapi életével, viselkedésével? A bőr jellegzetes sávjairól (dermatóma) érkeznek be a potenciálváltozások a gerincvelőbe, mutatva a h ajdani szelvényezettséget. A sávok széli részei átfedik egymást, nem élesen elhatároltak. A bőr felső rétegében található mechanikai, hő- és fájdalomérző receptorok jelzései a hátsó szarvba jutva átkapcsolódnak, majd átkerülve az adott szelvény ellentétes oldalára, az oldalsó

kötegben haladnak a nyúltvelőbe. A bőr mélyebb rétegében lévő mechanikai receptorok, és az izom receptorainak ingerületei a hátsó szarvba érkezve közvetlenül a gerincvelő azonos oldali hátsó kötegében haladva jutnak az agytörzs nyúlvelőjébe. Átkereszteződés után - az itt felszálló egyéb érzőpályákkal együtt a rostok a talamuszba futnak (1373) 137.1 Az emberi bőr kétpontküszöbtérképe Mit jelenthet az ábra alapján a kétpontküszöb? 137.2 Az emberi bőr mechanikai és hőreceptorai 137.3 A bőrérzékelés analizátora és az agykérgi központok A talamusz adott magjából a rostok az agykéreg szomatikus érzőkérgébe futnak, amely a két félteke fali lebenyének elülső részén található. Mit állapíthatsz meg az egyes testrészek agykérgi képviseletének egymáshoz viszonyított méreteiről (137.3 ábra)? Mitől függhet a képviselet mértéke? A receptorok központi képviseletét a pontszerű vetülés jellemzi. A receptor

információja egy agykérgi sejtoszlophoz kerül, csak ezután terjed szét a p otenciálváltozás. Ennek következtében az egyes testrészekről érkező ingerületeket fogadó kérgi részlet kiterjedése arányos a képviselt testrészen található receptorok számával. A FÁJDALOM A fájdalomérző szabad idegvégződések - a központi idegrendszert kivéve - a test szinte minden pontján megtalálhatók. A fájdalomérző receptor a külső hatásra megsérült szövetekből felszabaduló fájdalomkeltő anyagokkal (a sérült sejtekből felszabaduló K+, az aktivált vérlemezkékből felszabaduló szerotonin, a hízósejtekből kikerülő hisztamin, szöveti bradikinin) hozható ingerületbe. A fájdalomreceptor akciós potenciálja a gerincvelőből az agytörzsi hálózatos állományba, majd a talamusz magjaiban történő átkapcsolódás után párhuzamos pályákon kerül az agykéregbe. Az agykérgi központ elsősorban a homloklebenyben található, de a

pontszerű vetülés nem mutatható ki. A fájdalomról a középagyi területen keresztül a hipotalamusz és a limbikus rendszer is információt kap. (1382) A bőrből és a zsigeri szervekből befutó érzőrostok konvergálnak, azaz több területen is hatást keltenek, melynek következménye a k isugárzás. A fájdalom érzése nem a m egtámadott szervben jelentkezik: pl. a szív oxigénhiányát a bal karban, a húgyvezetékét a herezacskóban érzi az ember. A fájdalomérzet a központi idegrendszerben különböző szomatikus és vegetatív reflexeket válthat ki. A várt hatásra bekövetkező hajlító reflexet csak a felsőbb központok határozott akaratlagos működtetésével akadályozhatjuk meg. A testtartás, az ízületek helyzetének megváltozását a tartósan rögzült testhelyzet által okozott, vagy a mozgások közben keletkező fájdalom is kiváltja, megvédve ezzel a szervezetet a káros hatástól. Éles fájdalomra idegi hatásként általános

szimpatikus izgalom jön létre. A túl nagy fájdalom akár eszméletvesztéshez is vezethet. 138.1 Az analizátorok összefoglalása 138.2 Az agykérgi központok PET (pozitron-misszióstomográfiás képe ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen receptorok érzékelik a fájdalmat? 2. Hol találhatók a fájdalomérző idegvégződések? AZ ÉRZÉKSZERVEK VÉDELME ÉS BETEGSÉGEI A SZEMMEL KAPCSOLATOS BETEGSÉGEK Aszemünk igen bonyolult érzékszerv. Számtalan tényező - a helytelen életmód, a kor stb veszélyezteti működését A szemhéjat és a szem elülső felszínét borító kötőhártya gyulladása szempirosságot, fokozott könnyezést, viszkető érzést, erős duzzadást eredményez (139.2) Kialakulhat vírusos vagy bakteriális fertőzés is, de hasonló tüneteket okozhat az UV-fény, esetleg mechanikai hatás is. Aszemhéj bőrén árpa alakulhat ki. Ezt faggyúmirigyeinek gyulladása okozza A két szemnek együtt kell működnie ahhoz, hogy a tárgyak térbeli

elhelyezkedését pontosan érzékelhessük. Minél távolabbra nézünk, annál párhuzamosabb a két szem nézővonala, szemtengelye. Abban az esetben, ha ez nem párhuzamos, kancsalságról beszélünk Ezt a szemmozgató izmok működési zavara vagy a szem fénytörési hibája okozza. Utóbbi esetben a szem a fénytörési hiba miatt keletkező homályos képet igyekszik kiküszöbölni a kancsalítással. (1393) Az éleslátáshoz a s zaruhártya fénytörése is nélkülözhetetlen. Az asztigmia a s zaruhártya szabályos gömbszeletének elváltozása, fénytörési zavara. A pontos képalkotást teszi lehetetlenné azzal, hogy a különböző irányokból nem azonos módon jut át a fény a szaruhártyán. (1391) 139.1 Asztigmiavizsgáló gyűrűk 139.2 Kötőhártya-gyulladás 139.3 Ép szem (1), befelé (2) és kifelé (3) kancsal szem A csarnokvíz felszaporodása, a vérnyomás fokozódása a szem belső nyomását jelentősen megnövelheti. Ez a szaruhártyát

belülről érő hatás megváltoztatja annak fénytörését, ezért a fehér fény sugarait színeire bontja. A kialakuló zöld hályog (glaukóma) miatt a látott kép szélső részén színes gyűrűket lát a beteg. Súlyosabb esetben vakulást okozhat A szürke hályog a szemlencse teljes vagy részleges elszürkülése, opálossá válása. A hiba kiküszöbölése a szemlencse műtéti eltávolításával, új műanyag lencse behelyezésével lehetséges. Az egyik leggyakoribb, egyben leginkább ismert hiba a rövidlátás és a távollátás. Ilyen esetekben a tárgy távolságához való alkalmazkodás válik pontatlanná vagy lehetetlenné a szem anatómiai tengelyének a szabályostól eltérő hossza (a szaruhártyától a retináig mért távolság: " 24 m m), vagy a szaruhártya domborúságának módosulása miatt. Ekkor a fénysugarak - a szemlencse szokásos működtetése mellett - nem találkoznak a retinán, az éles kép az ideghártya előtt, illetve

mögött keletkezik. (1401) A rövidlátó szem hibáját szóró (homorú), a távollátóét gyűjtő (domború) lencsével igazíthatjuk ki. A szemüveg mellett ma már a szaruhártyára helyezett, oxigént átengedő kontaktlencsét is használhatunk. 140.1 A szem fénytörő rendszerének hibái 140.2 A rövidlátás és a távollátás összehasonlítása A tárgy távolságához történő alkalmazkodást veszélyezteti az öregkori távollátás. A lencse legnagyobb fénytörése 5-6 éves korban akár a 20 dioptriát is meghaladja. 40 éves kor fölött azonban az olvasáshoz szükséges 3 dioptria beállítása is gondot okozhat. Ennek oka, hogy a kor előrehaladtával a szemlencse vizet veszít, rugalmassága csökken, egyre kevésbé képes domborodni, és a közeli tárgy képét a retinára irányítani. Az ideghártya működésében is számtalan zavar jelenhet meg. A csapokban kialakuló hibák különböző színtévesztési problémákat (pl. piroszöld

színtévesztés), illetve színvakságot eredményezhetnek. (1411) A farkasvakság vagy szürkületi vakság az A-vitamin hiánya miatt alakul ki. Ekkor a pálcikákban a szükségesnél kevesebb rodopszin képződik, ezért sötétedéskor a beteg rosszul lát. Aretinaleválás vakságot eredményez. Durva ütődés vagy az üvegtest felhígulásának következményeként az ideghártya eltávolodik a helyéről, így lehetetlenné válik a látás. A FÜL MŰKÖDÉSI HIBÁI, BETEGSÉGEI A halláscsökkenés, nagyothallás lehet veleszületett betegség, de a k örnyezet hatására megjelenhet az élet későbbi időszakában is. Miért akadályozhatja a hallást a fülzsír felszaporodása? A veleszületett elváltozások lehetnek öröklöttek, de a terhesség alatt bekövetkezett kóros helyzet (kémiai anyagok, vírusfertőzés) is kialakíthatja. Aszerzett elváltozások balesetek, agyhártyagyulladás, mérgezések, gyógyszermellékhatások stb. következtében vagy erős

zajok hatására következhetnek be A tartós erős zaj előbb-utóbb zajártalomhoz vezet, vagy akár süketséget is okozhat. Régebben a gyárakban gyakori betegségként jelentkezett a szelektív süketség, amikor az ember egy adott hangmagasságot nem hall. A gépek folyamatos, erős - azonos frekvenciájú hangja mindig ugyanazokat a szőrsejteket ingerelte, melyek ennek következtében elpusztultak. Miért hordoz veszélyeket a walkman, discman stb. utcai használata? A fül egyik leggyakoribb megbetegedése a külső hallójárat, illetve a középfül gyulladása. Ez a külső hallójárat sérülése, túlérzékenysége, bakteriális fertőzése miatt alakul ki. Középfülgyulladás esetén a fertőzés következtében a dobüreg nyálkahártyája megvastagodik. A fájdalom és a láz mellett fokozódik a v áladéktermelés, ami gátolja a hallást, és gyakran vezet fülfolyáshoz. Mit jelent a fül felszúrása? Mi a célja ennek? Gyermekeknél gyakori a garatmandula

túlzott megnövekedése, ami elzárhatja a fülkürtöt. Miért járhat ez halláskárosodással? A fül felépítésének és működésének ismeretében magyarázd meg, miért eredményez halláskárosodást a - a hallócsontok összecsontosodása? - a csiga alaki eltérése? - a csiga folyadékának túlnyomása? - a szőrsejtek anyagcseréjének zavara? Általában ötven év felett természetes körülmények között is - bár nem azonos mértékben megjelenik az öregkori halláscsökkenés. Ezt a s zöveti öregedés, az elhasználódás eredményezi. 141.1 A színtévesztés vizsgálata ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hasonlítsd össze az érzőrendszerek felépítését! Mi alkotja az idegüket, milyen központokban van átkapcsolás, hol találhatók az agykérgi központok? 2. Milyen hátrányokkal járna a receptorok hiánya, megbetegedése? 3. Mi a különbség a zöld és a szürke hályog között? 4. Kialakulhat-e a helyzetérzékelés zavara valamilyen látásprobléma

következtében? A MOZGATÓMŰKÖDÉS A vázizmok működtetését az agytörzsi és a gerincvelői reflexek biztosítják. A receptorokból a központba érkező ingerületek a mozgatóidegsejtekhez jutnak, melyek axonjai elhagyva a központot, az idegekben a harántcsíkolt izmokhoz futnak. Az információ az ideg-izom szinapszison keresztül jut az izomrostok membránjára. (1421) Az axon az izomhoz érve elveszti velőshüvelyét és számos végbunkóra ágazik. Ezek sok apró szinaptikus hólyagot tartalmaznak, amelyekben az ingerületátvivő anyag, az acetilkolin található. A végbunkók bemélyednek az izomrostba, az izom membránja megvastagodik, kialakítja a véglemezt. Az idegizom szinapszis működésének hatására létrejön az izomösszehúzódás A szomatikus reflexek összerendezését a felsőbb központok végzik. Az agykéreg homloklebenyének hátsó részét ingerelve kiváltható a test vázizmainak működése. A mikroelektródos vizsgálatokkal

kiderült, hogy ebben a központban annál nagyobb egy testtáj képviselete, minél több izom működteti a területet. E kéregrészlet piramissejtjeinek axonjai a nagyagy fehérállománya felé futnak. A törzsmagvakban átkapcsolódnak, majd a potenciálváltozás a középagyon keresztül a nyúltagyba kerül. Az átkapcsolódások lehetőséget nyújtanak arra, hogy a talamusz és a kisagy információi is befolyásolják a továbbított ingerületet. A rostok többsége a nyúltagyban átkereszteződik, kikerülve a piramisterületet Ezért a pályarendszert extrapiramidális pályának ("piramison kívüli") nevezzük. A többi leszálló rost is - a középagyban vagy a gerincvelőben - az ellentétes oldalra jut. A pályák a gerincvelő adott szelvényében a szürkeállomány elülső szarvának mozgatóneuronjain végződnek. Az extrapiramidális pálya a durvább mozgások és a megtanult automatikus mozgások irányítója. Felelős az érzelmeknek az arcon,

a gesztusokban való megjelenéséért Fontos szerephez jut a vegetatív működésekhez szükséges izommozgások koordinálásában. E rostok továbbítják az izomtónust gátló hatásokat. Hasonlítsd össze a 137.3 és a 1422 ábra segítségével az érző- és a m ozgatókéregben az egyes testrészek képviseletét! Milyen különbségeket tapasztalsz? Felismerheted-e közeli ismerőseidet a járásukról? Magyarázd meg, mi eredményezi ezt! Keress osztálytársad mimikájában, gesztusaiban rá jellemző mozgásokat! Miért nehéz leszokni olyan felesleges, gyakran illetlen mozgásokról, mint a körömrágás, orrpiszkálás stb.? Egy másik mozgatópálya is kiindul a homloklebenyből. Ennek piramissejtjei a hátsó rész mellett a l ebeny más, nagyobb területén is megtalálhatók. A korábban felfedezett piramisrendszer rostjai átkapcsolás nélkül a nyúltagyba futnak, ahol többségük átkereszteződik, kialakítva a pálya nevét adó piramisterületet. Az

ellentétes oldalra átkerülve a pálya rostjai a (nyúltagyi és) gerincvelői mozgatóneuronokkal képeznek szinapszisokat. 142.1 Az ideg-izom szinapszis rajza 142.2 A szomatikus mozgatóközpont és a területek képviselete az agykéregben Természetesen már előbb átkereszteződnek a pálya azon rostjai, melyek információi a középagyi területről kiinduló valamely agyideggel hagyják el a központi idegrendszert. A rostok néhány százaléka viszont csak a gerincvelőben kereszteződik át, így szabályozza az ellentétes oldal vázizomzatát. A rendszer a pontos, finom mozgások irányítója, és a mozgások beindítója. Felelős az új mozgások megtanulásáért. Figyeld meg, hogyan tanulnak írni a kisgyerekek! Az első körök rajzolásakor teljesen belefeledkeznek a munkába, szinte "vésik" a papírt. Maximálisan koncentrálnak, "nem hallanak, nem látnak", gyakran még a nyelvük is kilóg, hiszen a piramisrendszer működése az agy

nagy területét igénybe veszi. Az izmok feszesek, ami lehetővé teszi a pontos mozgáskoordinációt. Megfelelő gyakorlás után észrevehető, hogy könnyedebbé válik a betűformálás, kevésbé kell a pontosságra figyelni. Hosszú idő után kialakul az egyénre jellemző íráskép. A piramisrendszer működése során elsajátított, begyakorolt mozgások irányítását átveszi az extrapiramidális rendszer. Mozgásunkat a piramispályák indítják be, majd az extrapiramidális rostok automatikusan megvalósítják, vagyis szorosan együttműködve szabályozzák. A Parkinson-kór a végtagoknak, esetleg a fejnek - akár nyugalmi helyzetben is bekövetkező kóros remegésével, a mimika csökkenésével járó betegség, melyet az extrapiramidális rendszer hibája eredményez. A rendszer melyik feladatának kiesése eredményezi a fokozott izomfeszülés következtében létrejövő remegést? 143.1 Az extrapiramidális rendszer 143.2 A piramisrendszer ELLENŐRIZD

TUDÁSOD! 1. Keress példákat az automatikus mozgásokra! 2. Miért mondják, hogy valaki akkor vezet jól, ha a vezetés közben képes beszélgetni? 3. Milyen kapcsolatot találsz az extrapiramidális rendszer talamusszal való kapcsolata és a rendszer működése között? 4. Milyen vegetatív működések kialakításában vesz részt az extrapiramidális rendszer? 5. Részt vesz-e a szem működésének szabályozásában a piramisrendszer? 6. Milyen következményei lehetnek a piramispálya sérülésének? AZ IDEGRENDSZER VEGETATÍV MŰKÖDÉSE Az embert szomatikus idegrendszere - különösen az agykéreg - teszi emberré, gondolkodó lénnyé. Életképességének fenntartásához azonban szükség van a szervezetet karbantartó, javító, az energiákat mozgósító vagy tartalékoló, a belső szerveket működtető rendszerre. Vegetatív idegrendszer: az idegrendszer azon része, mely akaratunktól nagymértékben függetlenül irányítja a belső szervek működését

(simaizmok, mirigyek). A vegetatív idegrendszert a n yelvújítás idején Bugát Pál "tengélet" idegrendszernek nevezte el. A"tengő élet" összevonásával kialakított szó jelzi, hogy a szomatikus idegrendszer nélkül is képes az életbemaradást biztosítani. A vegetatív idegrendszer több, egymással szorosan összefüggő egység együtteseként biztosítja a szervezet működését a változó környezetben. Az egyik - a szimpatikus idegrendszer - a szervezetet aktiválja, erőit mozgósítja. Ezzel biztosítja a táplálék megszerzéséhez szükséges belső állapotot, de megteremti a támadás elleni védekezés alapját is. Amásik rendszer - a paraszimpatikus idegrendszer - a pihenést, a regenerálódást, a szervezet erőinek tartalékolását segíti elő. Az alvás, az emésztés, az ürítések és a nemi működések irányításával biztosítja a szervezet megújulását. E két rendszer működését egészíti ki a tápcsatorna

falában elhelyezkedő enterális idegrendszer. Szimpatikus idegrendszer (hatás): a vegetatív idegrendszernek az a része, amely a gerincvelő mellkasi és ágyéki szakaszán kilépő idegek által közvetített hatásokkal az egész szervezet erőtartalékait mozgósítja. Paraszimpatikus idegrendszer (hatás): a vegetatív idegrendszernek az a r észe, amely az agytörzsből és a gerincvelő keresztcsonti szakaszán kilépő idegek által közvetített hatásokkal a szervezet lokalizált területein tartalékolja a szervezet energiáit. Enterális idegrendszer: a bélfalban elhelyezkedő idegsejtek komplex működési együttese, mely a tápcsatornában jelentkező ingerekre adott helyi reflexekkel szabályozza a szervrendszer működését. A vegetatív idegrendszer befelé vezető, működéséhez információt szolgáltató rendszere (afferens rostok) lefutásában, felépítésében nem tér el a szomatikus idegrendszerétől. A receptorok elsősorban a belső szervek

falában találhatók (interoceptorok). Nyomást, hőváltozást, kémiai hatásokat és ozmotikus nyomást érzékelőket találhatunk közöttük. A bevezetőszárat az érződúcok kétnyúlványú idegsejtjei képezik, melyek a gerincvelői ideg részeként a gerincvelőbe vagy az agyidegek alkotóiként (VII., IX, X érzőrostjai) az agytörzsbe juttatják a receptorok ingerületeit. A vegetatív központok működését a szigorú egymás fölé rendeltség jellemzi, vagyis egy központ az alatta lévőt befolyásolja. A gerincvelői és agytörzsi egyszerű vegetatív reflexeket a nyúltagyi elsődleges vegetatív központok rendezik össze (táplálkozás, légzés, vérkeringés). Az elsődleges központok szabályozó hatása már lehetővé teszi az ember életben maradását. A légzésnek a hídban másodlagos vegetatív központja is van, amely rendezi a nyúltagyi légzőközpontok szabályozó működését. Vegetatív központok találhatók a középagyi területen

is. A fő vegetatív központ a hipotalamo-limbikus rendszer Aköztiagy hipotalamuszának egyegy magja rendezi össze a s zimpatikus és paraszimpatikus hatásokat, szabályozza a kettő arányát. E központok működéséhez járul hozzá a vele szoros kapcsolatban lévő nagy neuronhálózat, a limbikus rendszer. Megfigyelheted, hogy bizonyos esetekben az agykéreg felől is érkezhetnek a vegetatív hatásokat módosító tényezők. Az érzelmi reakciók - pl a sírás, az öröm - hatására a légzés, a szívműködés megváltozik. Sőt, ha egy-egy ilyen dologra visszagondolunk, akkor is vegetatív változások következnek be. Ez természetesen nem azt jelenti, hogy az agykéreg közvetlenül részt vesz a vegetatív működések szabályozásában! A környezet hatásai is módosíthatják a vegetatív működéseket: például a hőmérséklet, nyelés stb. hatására módosul a légzés Figyeld meg, hogyan viselkedsz, amikor hideg zuhany alá lépsz! A rendszer kivezető

(efferens) szára gerincvelői és agyidegekkel hagyja el a központi idegrendszert. A vegetatív központi neuronok axonjai a vegetatív dúcokban átkapcsolódnak a vegetatív mozgatóneuronokra. A dúcok elhelyezkedése eltérő. A szimpatikus rostok a gerincvelő mellkasi és ágyéki tájékából lépnek ki, és az átkapcsolások közvetlenül a gerincvelő két oldalán egymással is összekapcsolódó szimpatikus dúclánc tagjaiban és három hasüregi dúcban történik. A paraszimpatikus rostok az agyidegekkel és a keresztcsonti tájékról kilépő gerincvelői idegekkel hagyják el a központi idegrendszert. A dúcok közvetlenül a szervek közelében vagy azok falában találhatók. A dúcokban található vegetatív mozgatóidegsejtek rostjai beidegzik a végrehajtókat. A szinapszisok ingerületátvivő anyagaiban is eltérés van. A szimpatikus rendszerben a noradrenalin, a paraszimpatikusban az acetilkolin a közvetítő anyag. Avegetatív mozgatórostok

axonjai a szerv előtt nagyon sok ágra oszlanak, és egy véghálózatot képeznek. A hálózatszerűség az egész vegetatív idegrendszerre jellemző, a nagyobb rostok is szövevényes lefutásúak, sőt - ellentétben a szomatikus idegrendszer rostjaival - átléphetik a test középvonalát is. A szervek kettős vegetatív beidegzésűek (kivétel a mellékvese velőállománya, ami csak szimpatikus beidegzésű), mind a szimpatikus, mind pedig a paraszimpatikus hatás érvényül. A szimpatikus idegrendszer feladata a belső környezet állandóságának (homeosztázis) biztosítása. Ennek veszélyeztetése, illetve izgalom esetén kialakul egy tünetegyüttes, a Cannon-féle vészreakció. Az egész szervezetre kiterjedő hatás célja az energia mozgósítása a védekezéshez vagy a támadáshoz. A szimpatikus hatásra a máj glikogénlebontása fokozódik, a vércukorszint emelkedik. A szív erei tágulnak, ami lehetővé teszi az intenzívebb működést, a vérkeringés

fokozódását. Mély belégzés alakul ki, miközben a tüdő hörgőcskéi tágulnak. A kitágult vázizomereken keresztül sok vér kerül az izmokba, ezért más szervekben szűkíteni kell az ereket. A tápcsatorna és a bőr ereinek szűkülése miatt a bél perisztaltikája csökken, az ember "elfehéredik". A pupilla tágulása miatt több fény jut a retinára, biztosítva ezzel a mozgások fokozott érzékelését. A mellékvesében fokozott adrenalintermelés indul meg. A vészreakciót tehát az úgynevezett szimpatiko-adrenális rendszer alakítja ki, hiszen a felszabaduló adrenalin hasonló hatású, mint a noradrenalin. Mi okozza a száj nyálkahártyájának szárazabbá válását a szimpatikus hatás alatt? Milyen előnye származik a szervezetnek abból, hogy a szimpatikus hatás alatt "libabőr" alakul ki, emlősállatoknál a szőr felborzolódik? Amikor a veszély elhárul, a paraszimpatikus hatás kerül túlsúlyba, ami elsősorban a

tápcsatorna működésének fokozásával biztosítja a test tartalékainak felhalmozását. Atáplálkozással megindul az emésztőnedvek elválasztása, a tápcsatorna mozgása és a tápanyagok felszívása fokozódik. Az emésztőkészülék ereinek tágulása lehetővé teszi e terület jó oxigén- és tápanyag-ellátottságát, a felszívott anyagok májba való juttatását. A májban fokozódnak a felépítő folyamatok, tárolva a felvett anyagokat. A bőr ereinek tágításával fokozódik a szimpatikus hatás alatt megnövekedett hőmennyiség leadása. Szükségszerűen szűkülnek a szív- és az izomerek. A szívműködés lassul, a légzés egyenletessé válik, a pupillák szűkülnek. A folyamat fokozódása, a paraszimpatikus túlsúly szétterjedése elalváshoz vezethet. 145.1 A szervezetet beidegző vegetatív rostok 146.1 Avegetatív idegrendszer és hatásai (nincs lényeges hatás: 0, működés fokozása: +, működés csökkentése: -) 146.2 A

szimpatikus és a paraszimpatikus hatás összehasonlítása Emlékezz vissza, mit tapasztaltál, mikor nagyon megijedtél! Talán érezted, hogy izmaid vérrel teltek, a vérnyomásod fokozódott. Tapasztaltad azt is, hogyan változik tested állapota elalvás előtt. Melyik állapot szüntethető meg pillanatok alatt? A szimpatikus hatás tartós, nem szüntethető meg rövid időn belül. Veszély esetén a paraszimpatikus hatás azonban azonnal megszűnik. Milyen evolúciós előnye volt a két rendszer ilyen működésének? A paraszimpatikus hatás gyors megszűnését az teszi lehetővé, hogy az acetilkolin lebomlását eredményező acetilkolin-észteráz enzimből nagyon sok van a szervezetben. Ugyanakkor a szimpatikus hatást közvetlenül okozó közvetítő anyagok (noradrenalin, adrenalin) csak lassan inaktiválódnak. A vegetatív idegrendszer harmadik része az enterális idegrendszer. A szimpatikus és paraszimpatikus rendszerrel ellentétben ennek nincs központi

idegrendszeri része. Idegsejtjeinek száma nagyjából annyi, mint a gerincvelő idegsejtjeié, eléri a 108 darabot. Ezek mindegyike a periférián, a nyelőcsőtől a végbélnyílásig a tápcsatorna falában helyezkedik el. Az enterális idegrendszer szabályozó tevékenysége is reflexívek működésével valósul meg; receptor, érző-, inter- és mozgatóneuronok alkotják. Szabályozza a tápcsatorna simaizmait, hámsejtjeit, mirigysejtjeit és a benne futó erek simaizmait. (1472) A VEGETATÍV MŰKÖDÉSEK SZABÁLYOZÁSA A vegetatív működések szabályozása a vegetatív reflexek összerendezésén alapul. A vegetatív reflexeket belső, esetleg a külső környezetből érkező ingerek váltják ki. Az önfenntartó szervrendszer ezeket megfelelő sorrendben, ritmusban működteti. Az egyszerű reflexeket a nyúltagyi elsődleges központok szabályozzák. Ezekre hathatnak a másodlagos központok (híd, középagy). A szervezet egészére a hipotalamo-limbikus rendszer

rendezi össze a vegetatív szervek működését, a szimpatikus és a paraszimpatikus hatás arányát, az enterális idegrendszer hatását. Az idegi hatások mellett a vegetatív működéseket hormonális tényezők is befolyásolják. Ez érvényes a táplálkozásra, a légzésre, az anyagszállításra, míg a kiválasztás elsősorban hormonális szabályozás alatt áll. A működések szabályozásának érdekességeire az egyes szervrendszerek tárgyalásakor térünk ki. Példaként vizsgáljuk meg a légzés szabályozását 147.1 Avegetatív idegrendszer két ingerületátvivő anyagának simaizomra gyakorolt hatása Milyen következtetést vonhatunk le az ingerületátvivő anyagok működéséről? Honnan származhat a kísérletben felhasznált simaizom? 147.2 A gyomor körüli idegrosthálózat - hasonlít a diffúz idegrendszerre A LÉGZÉS SZABÁLYOZÁSA A légzés szabályozása során a belégzést és a kilégzést a szervezet igényeihez kell igazítani. A

belégzés ingere a v ér szén-dioxid-tartalmának növekedése, illetve oxigéntartalmának csökkenése. A vér szén-dioxid-többlete közvetlenül ingerli a nyúltagyat Az oxigéntartalmat az aortaív és a nyaki verőér falában található kemoreceptorok érzékelik, és a bolygóideg (X.) közvetíti a nyúltagyi belégzést irányító idegsejtcsoportba (belégzőközpont). Ez a mag a leszálló extrapiramidális pályák közreműködésével a légzőizmok (bordaközti izmok, rekeszizom) összehúzódását váltják ki, ami a belégzést eredményezi. A belégzéskor a tüdőfal megfeszül, a b enne található nyomásérzékelő receptorok ezt érzékelik, és ingerületeiket a bolygóideg (X.) a nyúltagy kilégzést irányító sejtcsoportjába (kilégzőközpont) juttatja Ennek hatására a légzőizmok elernyednek. Végezzünk egy elméleti kísérletet! A kísérleti állat vérébe a belégzés végén juttassunk hidrogén-karbonát-ionokat tartalmazó oldatot

(természetellenesen növeljük meg a vér CO2koncentrációját). Hogyan reagál az élőlény? Ne felejtsd el, hogy mind a kilégző-, mind a belégzőközpont kap ingerületet! A nyúltagyi központok biztosítják a légzés elsődleges irányítását. Szükség van azonban arra, hogy a zavaró tényezők közepette is megfelelő ritmusban következzen egymás után a be-, illetve a kilégzés. Mindezt a híd belégzést serkentő, és belégzést gátló idegsejtcsoportja biztosítja. A receptorok ingerületei a nyúltagyi központok mellett a híd megfelelő magjait is befolyásolják, melyek hatnak az elsődleges központokra, biztosítva a pontos működést. A híd központjainak neve utal a működésükre. Mi történhet a kísérleti állatban? Szerepelhet-e a vegetatív rostokat nem tartalmazó nyaki gerincvelői ideg a légzés szabályozásában? Ha megijedünk, légzésünk gyorsul, nyugodt körülmények között viszont a hipotalamolimbikus rendszer hatására

egyenletessé válik. Az agykéreg, illetve a környezet adott hatásai képesek a fő vegetatív központot befolyásolni. Mi történik, ha belépsz a hideg zuhany alá? Mit tapasztalsz, ha olyan eseményre gondolsz, ami mély érzelmeket vált ki benned? 148.1 A légzés szabályozása ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hasonlítsd össze a szimpatikus és a paraszimpatikus idegrendszer felépítését! 2. Miért fontos a kettős beidegzés a belső szervek szabályozásában? 3. Van-e vegetatív érződúc? 4. Hol találhatók vegetatív központok? 5. Milyen ingerületátvivő anyagok szerepelnek a vegetatív idegrendszer működésében? 6. Miért van szükség a légzés szabályozásában a híd működésére? 7. Mi a különbség a szomatikus és a vegetatív idegrendszer felépítése és működése között? 8. Milyen különbségek vannak az agy- és a gerincvelői idegek között? 9. Igaz-e, hogy minden kevert ideg tartalmaz vegetatív rostot is? AZ EMBERI MAGATARTÁST

KIALAKÍTÓ TÉNYEZŐK Az emberi magatartás a környezethez való alkalmazkodás legbonyolultabb formája. Ezt - az öröklött viselkedési módok mellett - az állatokhoz képest sokkal jelentősebb mértékben megjelenő új, az egyedi élet során megszerzett magatartásformák, a tanult elemek eredményezik. Az emberi viselkedés a külső megnyilvánulásokból, a viselkedés hátterét biztosító tényezőkből (érzelmek, motivációk, az aktivitási szint szabályozása), a belső tényezőkből (tanulás, gondolkodás) és az ehhez kapcsolódó információátadásból tevődik össze. A külső megnyilvánulások az emberre ható ingerektől és a belső tényezőktől függenek. Az ingerekre adott választ az érzelmi reakciók alapvetően befolyásolják. Az érzelmeknek pszichés és vegetatív összetevői vannak. Ezek az észlelés (az érzékelés okának a tudatosulása), az affektus (az érzelem tudatosult szubjektív megítélése), a késztetés (a

válaszadás igénye) és a bekövetkező vegetatív változások. Melyik agyterület felelős az agy aktivitási szintjének beállításáért? A viselkedés hátterének biztosításában központi szerepet játszik a limbikus rendszer, mely a vegetatív szabályozásnak is egyik fontos szabályozó központja (hipotalamo-limbikus rendszer). A limbikus rendszer a nagyagy ősi, kérgi és kéregalatti területeinek nagy neuronhálózata, melynek kevés kapcsolata van az agykéreg más területeivel. Akaratlagosan nem befolyásolható. Feladata a külvilágból érkező hatások értékelése, melyeknek az előzetes tapasztalatokat figyelembe véve érzelmi színezetet ad. Mindezek alapján befolyásolja a h ipotalamusz működését. A neuronhálózat egy külső és egy belső körre osztható. A külső kör szerepet játszik a vegetatív működések, az ösztönös és az érzelmi reakciók szabályozásában, és a hipotalamuszon keresztül befolyásolja a hormonrendszert is. A

vegetatív működések közül elsősorban a táplálékfelvételben, a vérnyomás és a légzés koordinálásában vesz részt. Szabályozza a szexuális magatartást, a h ipotalamusz "fékentartásával" csökkenti a f élelemérzést (menekülési vagy elhárítási reakció) és a d üh (küzdő vagy támadó reakció) megjelenését, beállítja a düh és a szelídség egyensúlyát. Részt vesz az ember belső késztetéseinek, motivációjának kialakulásában. Bizonyos területei a kellemetlen hatások csökkentésében, mások pedig a kellemes érzés kialakításában vesznek részt. Régóta ismert a szaglásban betöltött szerepe A belső kör - elsősorban a halántéklebeny hippokampusz területe - végzi a környezet ingerei közötti válogatást (szűrőfeladat). Fontos feladata van az emléknyomok rögzítésének irányításában is. Az érzelmi-motivációs állapotoknak a környezettel való harmonikus kapcsolat megteremtésében, így az egyén

boldogulásában óriási jelentősége van. A limbikus rendszer működési zavaraként az idegrendszer túlzott aktivációnövekedése hatására kialakulhat szorongás, a beérkező ingerek pontatlan értékelése következtében felléphet a frusztráció. A szűrőfunkció nem megfelelő működése szórakozottságot eredményez, súlyosabb esetben pedig az egyén képtelen összefüggő tevékenységeket végezni. A limbikus rendszer sérülése az új információk rögzítését, a tanulást is lehetetlenné teheti. Az agyműködés optimális belső állapotának kialakulásában az ingerületátvivő anyagoknak van nagy jelentősége. A pozitív megerősítésekben a noradrenalin, az összetett tudati tevékenységekben, a gondolkodás fenntartásában a dopamin tölt be központi szerepet. 149.1 A limbikus rendszer TANULÁS Az idegrendszer legmagasabb szinten szervezett tevékenysége biztosítja, hogy a környezetből érkező információkat megszűrjük,

rögzítsük és a megfelelő válaszreakciókat kialakítsuk. A tanulás révén képesek vagyunk reakcióinkat rögzíteni, módosítani, egyúttal képesek vagyunk a rögzített információkat előhívni, azaz emlékezni. (1502) Tanulás: a m agatartás tapasztaláson alapuló megváltoztatásának képessége, melynek alkalmazkodási értéke van. Emlékezés: a múltbeli tapasztalatok tudatos vagy tudatalatti szintű visszaidézésének képessége. EMLÉKEZZ! A tanulási módok legegyszerűbbike a megszokás (habituáció) és az érzékenyítés (szenzitizáció). Ezek agykéreg nélkül is megvalósulhatnak Bonyolultabb az aktiválás, a belső tanító mechanizmuson alapuló tanulás. A legbonyolultabb a társításon alapuló feltételes reflex, az operáns és a belátásos tanulás. Az emberi tanulás az agykéreghez kötött, ugyanakkor a folyamatban az agy mint egész vesz részt. Azt, hogy milyen emléknyomot, hol és milyen módon rögzítsen az agy, azt a limbikus

rendszer belső köre irányítja. A memória, az információtárolás módja lehet rövid távú (5-15 percre kiterjedő), vagy hosszú távú. Az agyműködésnek fontos sajátsága a felejtés képessége is, mely lehetővé teszi a felesleges, nem használt információk (elsősorban a rövid távú memóriában tárolt emléknyomok) törlődését. Az inger hatása rögzülhet csak néhány másodpercre is. Ez az echó memória Mind az echó, mind pedig a rövid távú memória (néhány perces rögzülés) az idegsejtek ingerületi állapotának (ionáteresztő-képességének) rövid időre bekövetkező megváltozásával kapcsolatos. Elképzelhető, hogy az inger több idegsejten áttevődve visszajut az eredeti neuronhoz, fenntartva annak működését (reverberációs körök). A tartós, hosszú távú memória stabil, a súlyos hatásoknak is általában - kb. a 6 naptól kezdve - ellenáll. Kialakulása során a DNS egyes génjei aktiválódnak, és a képződő RNS-ek

olyan fehérjék képződését irányítják, melyek lehetővé teszik új szinapszisok létrejöttét. A rendszeres ingerlés hatására az idegsejtekben bekövetkező biokémiai változások hatására az ingerületátvivő anyagok mennyisége megnő. Valószínű, hogy a rövid távú memóriában rögzített emléknyomok a halántéklebeny és a köztiagy segítségével kerülnek át a hosszú távú memóriába. Az Alzheimer-kór az emlékezés és a gondolkodási képesség leromlása. Ez az agykéreg és a tanulást irányító limbikus terület szinapszisainak, illetve idegsejtjeinek a pusztulása következtében alakul ki. Az emberi emlékezés sajátosságai: 1. Abevésés könnyebb, ha a rögzítendő információnak az egyén számára is jelentése van 2. A tárolás jellemzője, hogy a megtanult ismeret jobban visszaidézhető, ha az jól szervezett (Az egyik módszer a rögzítési helyek visszakeresése. Ez jól működik a képi és a hangzásbeli hasonlóságok

esetén.) 3. Könnyebb a t árolás és a v isszaidézés, ha az emléknyom összefüggést mutat más tényezőkkel (kulcsingerek). 4. Az érzelmi hatások könnyíthetik a rögzítést 5. Egymásra hatás (interferencia) nehezítheti a rögzítést és a tárolást (pl a r égi telefonszám rögzülése gátolhatja az új megjegyzését, vagy az újonnan tanult nagytömegű információ akadályozza a tartósan tárolt, de nehezen visszaidézhető régi előhívását). 150.2 Az emberi emlékezés vázlata 150.1 Akülönböző időtartamú emléknyomok kialvásának időviszonyai GONDOLKODÁS Gondolkodás: az az elvont tevékenység, amely többnyire valamilyen probléma megoldására irányul, célirányos és eredményeként valamilyen döntés születik. Képzelet: belső képek segítségével a már megtörtént dolgok, események felidézése, újbóli átélése a jelenben. Fantázia: olyan belső folyamat, amelynek lazább a kapcsolata a v alósággal, a tevékenységet

nem a céljelleg, hanem az adott pillanat érzelmi, hangulati elemei irányítják. Intelligencia (értelmi színvonal): az új helyzetekhez való szellemi alkalmazkodás képessége. Figyeld meg, mi tö rténik az agyadban, a gondolkodásodban, ha azt hallod: virág! Gondolataidban valószínűleg megjelenik egy virág képe, esetleg egy virágos rét, vagy a leírt virág szó. Egy elvont fogalomra is, mint például a "boldogság", általában megjelenik valamilyen kép. Az agykéregben rögzülő emléknyomok a külső környezet belső megjelenítésének foghatók fel. Az agyunk a gondolkodás során a legtöbb esetben képeket jelenít meg (gondolati kép) Az agyban tükröződő képek azonban leegyszerűsítettek, a valóság leglényegesebb részeit tartalmazó modellként jelennek meg. A külvilág modellezése az agykéreg működése során a sejtoszlopok serkentett-gátolt állapotváltozásaival alakul ki. A beérkező ingerületek hatására mintázatok

jönnek létre, melyek a tanulás során az új kapcsolatok kialakulásával rögzülhetnek. (1511) A modell milyenségét nemcsak a beérkező információk szabják meg, hanem az agyban már korábban tárolt emléknyomok is. Ez eredményezi, hogy az egyes emberekben azonos ingerek hatására eltérő modellt alakíthat ki az agy. Pszichológiai vizsgálatok során gyakran használják a tintafoltokat ábrázoló képeket. A szabálytalan foltokban a vizsgált személy lát valamit, amit elmondva a pszichológus elemez. Miért használható az egyén megismerésére ez a vizsgálat? A tudat az emberi psziché működési állapota, mely magában foglalja az irányított figyelmet, az elvonatkoztató képességet, a szavakba foglalás képességét, az önismeretet, az értékítéletet és sok mást. Lehetővé tesz olyan alkalmazkodást, amelyekhez a reflexek már nem elegendőek. Az emberi tudat kialakulása hosszú evolúciós fejlődés eredménye, melyben az emberi közösség

és a szerszámhasználat fontos szerepet játszott. A társas kapcsolatok megfelelő kommunikáció nélkül nem működhetnek. Az emberi kommunikáció a beszédre épül. A beszéd élettani folyamat, amely egyrészt a h angok képzéséből, másrészt a hangingerek érzékeléséből, a hallásból tevődik össze. Az ember megszületésekor közel 200 különböző biológiai eredetű hangot képes kialakítani. A társadalmi környezet (a nép, a nemzet) hatására azonban ezek közül csak 25-45-félét használ. Keress és képezz a magyarban nem használt hangokat! Mit bizonyít az, hogy az angol "th"val jelölt hangot is képes vagy kiejteni, megtanulni? Beszéd: az emberi kommunikáció egyik eszköze, mely hangképzési és hallás-élettani folyamatokkal valósul meg. Jelei: a hangok 151.1 Az agykéreg sejtoszlopainak mintázata 151.2 Tintafoltok: mit látsz a képeken? Nem csak a beszédet használja az ember kommunikációs eszközként, hanem a b eszéd

képi megjelenését, az írást és a beszédet kísérő mozdulatokat (metakommunikációs eszközöket) is. Ezeknek az eszközöknek azonban csak akkor van jelentőségük, értelmük, ha a jelnek a másik fél számára is jelentése van. A tartalmat a nyelv biztosítja, melynek jelrendszerét a közösség alakítja ki. A nyelv kialakulásának folyamatát jól szemlélteti a gyerekek közötti "titkos" jelrendszer vagy a titkosírás. A barátok egymás között megállapodnak, hogy az egyes jelek mit jelentenek a másik számára. Így alakítanak ki egy saját jelrendszert, saját nyelvet Az embert érő hatásokra, érzéki benyomásokra megjelenő gondolati képeket az agy a nyelv gondolati jeleivé alakítja. Ezek a szavak, a mondatok, amelyeket a nyelvi szabályok betartásával korlátlan számban képezhetünk. Nyelv: a társas tevékenység során kialakult jelrendszer, amely az emberi kommunikáció alapja. Jelei: a szavak és a mondatok A beszélő agyában

kialakult gondolati képek átalakítását az emberek többségében (> 85%) a bal nagyagyfélteke homloklebenyében található beszédmozgató központ végzi. Itt születik meg a szó, a mondat, amely már nem tisztán a külvilág képe, hanem az agy belső állapotát is kifejezi. A mozgatókéreg a képezett gondolati jeleknek megfelelően szabályozza a hangképzés szerveit. Ott képződnek a hangok, vagyis a nyelv jelei átkerültek a kommunikációs eszközre. A hangot a másik egyed hallószerve érzékeli. Az akciós potenciál a hallóközpontba jut, majd szétterjedve átkerül a halántéklebeny beszédértő központjába. Az esetek döntő többségében szintén a b al féltekében található központ a jeleket gondolati képekké alakítja. Így megtörténhet az elvonatkoztatás, az asszociáció, kialakulhatnak a fogalmak. A fogalmak az emberi gondolkodás alapjai, hiszen a logikai műveletek, a belső világ kifejezése, a tudatos cselekvés csak fogalmi

rendszerben valósulhat meg. Milyen folyamatok zajlanak le, milyen központok működnek, ha a kommunikációs eszköz az írás? Miért nem érthetjük meg a másik embert, ha más nyelven beszél? Mi lehet ennek az oka? 152.2 Az agy kapcsolatai a beszéd során 152.1 A nyelv és a beszéd kapcsolata 152.3 A fontosabb beszédközpontok elhelyezkedése Aszimmetria Akét félteke sem szerkezetében, sem működésében nem teljesen szimmetrikus. Az emberek nagy részénél nem csak a beszédközpontok elhelyezkedése, hanem a "hangulat" (depresszió, eufória) is aszimmetrikus. A féltekék nem egymást elnyomó, hanem sokkal inkább egymás működését kiegészítő rendszerek: míg az egyik a beszédfunkciókért és a következtető-elemző tevékenységért (kategorikus félteke), addig a másik a térbeli-időbeli összefüggésekért (reprezentációs félteke) felelős. Ez az aszimmetria a nők esetén kevésbé kifejezett Az agyféltekék eltérését Sperry

kísérletén keresztül jól láthatjuk. Az epilepsziás betegek elhatalmasodó tüneteinek csökkentése érdekében átvágják a kérgestestet, vagyis megszüntetik a kapcsolatot a nagyagy két féltekéje között. 153.1 Az agyféltekék összehasonlítása 153.2 Az agyféltekék felépítési és az agykéreg működési aszimetriája 153.3 Az átvágott kérgestestű agy A vizsgáló berendezésben szavakat vagy tárgyak képét a j obb, illetve a b al látótérbe vetítik egy ernyőre. A vizsgált személynek szóban vagy végtagjai mozgatásával kell azonosítania a kivetített képnek megfelelő tárgyat. A vizsgálattal bizonyítható a beszédmozgató központ elhelyezkedése, a látórendszer lefutása, és a mozgás ellentétes oldali irányítottsága. (1541) A bal látótérbe a kocka szót vetítjük. Mit válaszol a vizsgált személy arra kérdésre, hogy mit lát? Mit tesz a vizsgált személy arra a kérésre, hogy bal kezével fogja meg az ernyő alatt

található - a kivetített szónak megfelelő - tárgyat? Mit tesz a vizsgált személy arra a kérésre, hogy jobb kezével fogja meg az ernyő alatt található - a kivetített szónak megfelelő - tárgyat? Mit tesz a vizsgált személy, ha szóban arra kérjük, hogy bal kezével fogja meg az ernyő alatt található - megnevezett - tárgyat? Mit tesz a v izsgált személy, ha szóban arra kérjük, hogy jobb kezével fogja meg az ernyő alatt található - megnevezett - tárgyat? Milyen eltérést tapasztalunk a f enti kísérletsort végrehajtva, ha a jobb látótérbe vetítjük a golyó szót? Magyarázd meg a jelenségeket az idegrendszerről tanultak alapján! Az ember idegrendszerét a közösségben jelentkező társas hatások befolyásolják, fejlesztik. A nyelv, a beszéd biztosítja azt, hogy - eltérően az állatok kommunikációjától - az ember ne csak a pillanatnyi állapotot közölje társaival, hanem a múlt ismereteit is átadhassa, a jövő várható

történéseit megvitathassa, és azt is lehetővé teszi, hogy a valóság közvetlen tapasztalatszerzés nélkül is megismertethető legyen, így az ismereteket, a szerteágazó tudást könnyebb és gyorsabb legyen megszerezni. A nyelv használata tette lehetővé az emberi kultúra kialakulását, ami alapvetően felgyorsította mind a társadalom mind az egyén a fejlődését. Az embert személyiséggé a beszélt, megértett, gondolt nyelv teszi Az idegrendszer egyre gyorsuló fejlődésével az ember egyre inkább képessé vált a környezetének alakítására. Az evolúció során fontos lépés volt az eszközhasználat olyan szintre emelkedése, mely lehetővé tette a szerszámkészítést. A szerszámok használata is visszahatott az agy fejlődésére, hiszen ezzel tovább javult az ember alkalmazkodóképessége. Mindezen folyamatok az emberi magatartás változását eredményezték, amely következtében az ember egyszerű biológiai egyedből társadalmi lénnyé

vált. Ez a változás az egyed fejlődése során is megfigyelhető: az újszülött mint biológiai egyed közösségi, társadalmi hatásokra válik társadalmi lénnyé, felnőtté. Szocializáció: az embernek egyedfejlődése során biológiai egyedből közösségi, társadalmi hatásokra társadalmi lénnyé történő alakulása. 154.1 A két félteke működését külön-külön vizsgáló berendezés ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért fontos, hogy szókincsünket minél jobban fejlesszük? 2. A beszéd képessége, a nyelvhasználat az emberi tudat egyik lényeges eleme Miért? 3. Hogyan segíthető elő a szocializáció? AZ IDEGRENDSZER ISMERETEK MŰKÖDÉSÉVEL KAPCSOLATOS EGÉSZSÉGÜGYI Az életműködések fenntartásának, az egészség megőrzésének feltétele az, hogy a szervezet képes legyen alkalmazkodni a változó körülményekhez. E feltétel hiányában betegség alakul ki. Ennek oka lehet a körülmények szélsőséges mértéke, illetve annak

jelentős minőségi megváltozása, vagy pedig az alkalmazkodásban szerepet játszó szabályozó rendszerek zavara, kóros működése. A betegség kialakulását természetes és mesterséges tényezők eredményezhetik. Míg a természetes hatások (pl. táplálék, ivóvíz, szellemi igénybevétel, embertársaink) csak szélsőséges esetekben okoznak betegséget, addig a mesterséges tényezők semmilyen formában sem kívánatosak. Ezek közé tartoznak a drogok Drog: minden olyan anyag, amelynek használata függőséghez vezet. A növényi alkaloidok között sok szerepel gyógyszeralapanyagként, ugyanakkor élvezeti cikkekben is megtalálhatók. Az izgatószerek a szinapszisok vagy a központok befolyásolásával fokozzák az idegrendszer érzékenységét. Gyakran fogyasztott izgatószer a kávéban és a teában lévő koffein, illetve a kakaóban található teobromin. Felvételük jobb közérzetet, frissebb gondolkodást eredményez, hiszen az agyi erek

tágításával jobb vérellátást biztosítanak. Ezek az alkaloidák veszélyt is jelenthetnek, mert túlzott fogyasztásuk előnytelen idegrendszeri izgalmat, alvászavart válthat ki. A mindennapok során jelentkező feszültségeket a narkotikumok csökkentik. Hatásukat az idegrendszer egyes területeinek (a receptorok, az ingerületvezetés, a s zinapszisok vagy az idegsejtek működésének) gátlásával fejtik ki. Tartós fogyasztásuk mindenképpen káros! Narkotikum: altató, fájdalomcsillapító, nyugtató anyag. Az alkoholos italok fogyasztása társadalmi szokássá vált. Bár kis mennyiségben nincs kimutatható hatása, nagy adagban heveny mérgezést okoz, rendszeres fogyasztása pedig hozzászokáshoz vezet. Az etanol a központi idegrendszerre narkotikumként hat, gátolja egyes agykérgi idegsejtek működését. Az alkohol szervezetbe történő kerülése a reakcióidő csökkenését, gátlástalan viselkedést, a mozgáskoordináció zavarát, gyengülő

kontaktust a környezettel, majd öntudatlanságot vált ki. Végül az agytörzsi vegetatív központok bénulása miatt halál is bekövetkezhet. Ha az alkohol egyéb narkotikumokkal együtt kerül a szervezetbe, hatásuk hatványozódik, és ez súlyos következményekkel járhat. A kábítószerek (ópiátok: pl. morfin, heroin; stimulánsok: kokain; hallucinogének: LSD, marihuana, heroin stb.) is az idegrendszerre hatnak azzal, hogy az idegsejtek receptoraihoz kötődve befolyásolják azok működését. 155.1 Mindennapos izgatószerek 155.2 Drogok összehasonlítása függőség alapján Az ópiátok közül a morfint fájdalomcsillapításra használják a gyógyíthatatlan rákbetegeknél. Fájdalmat mérséklő vagy teljesen megszüntető hatás érhető el egyes - a fájdalom ingerületét szállító felszálló érzőpályákat gátló - leszálló pályák ingerlésével. A morfin molekulája egyes gátló idegsejtek ópiátreceptoraihoz kötődve megakadályozza a

sejt ingerületátvivő anyagának (GABA) felszabadulását. Ezzel a l eszálló pályák felszabadulhatnak a g átlás alól, megakadályozva ezzel a felszálló érzőpályák ingerületvezetését. Az agy maga is termel olyan ingerületátvivőként szereplő peptideket (enkefalinok, endorfin), amelyek ugyanolyan hatást alakítanak ki, mint az ópiátok. Így a fájdalmat csökkentő hatások magában az agyban is kialakulhatnak. Kritikus helyzetekben, felfokozott érzelmi állapotban komoly szöveti sérülések esetén egy ideig nem alakul ki fájdalomérzet. A kábítószerek minden szerv tevékenységét befolyásolják annak szabályozó rendszerén keresztül. Hasonló hatásuk van a mesterségesen előállított szintetikus alapú kábítószereknek is (mint pl. a stimuláns amfetamin) Legnagyobb veszélyük mégis az, hogy a hozzászokás miatt - a kívánt hatás eléréséhez - egyre nagyobb adagok felvétele szükséges, ami testi, szellemi leépüléshez vezet.

Korunkban a szervezetet érő fizikai és pszichikai megerőltetés ellen a stressz állapotával védekezik az emberi test. A stressz fokozott szimpatikus hatás eredményeként alakul ki, melyhez jelentősen hozzájárul a mellékvese hormonjainak (pl. adrenalin) fokozott termelődése. Elméletét Selye János magyar származású orvos biológus dolgozta ki A tartós stressz állapotában a szervezet normális működése nem biztosított, és ez számtalan betegség megjelenését vonhatja maga után. A szervezet sejtjei igyekeznek védekezni a k áros hatások ellen. Kialakulnak bennük a stresszfehérjék, melyek legfontosabb szerepe, hogy más fehérjék működőképességét biztosítják azzal, hogy megfelelő módon segítik a feltekeredésüket, térszerkezetük kialakulását. Innen az elnevezésük: chaperon (gardedám) vagy "dajkafehérje" Főleg stresszhatások idején nő meg a mennyiségük. Egy sejt számára azonban szinte minden stressz, ami a környezet

változásaként jelentkezik (pl. stressz az, ha elfogy az oxigén, de stressz az is, ha újra megjelenik). Ezek a fehérjék teszik lehetővé az élőlények életben maradását a változó körülmények között. Működésük megismerése és megértése választ adhat sok kérdésre, akár a kémiai evolúcióval, az élet keletkezésével és fennmaradásával, akár a szívinfarktus vagy a rákos gócok kialakulásával kapcsolatban. 156.1 Az amfetaminok különböző formában jelenhetnek meg 156.2 Akábítószer-függőség már az első használat után kialakulhat! Az emberi teljesítőképességet meghaladó követelmények neurózishoz vezethetnek. A meg nem oldott, vagy meg nem oldható feladatok állandó feszültséget okoznak, ami a fokozott ingerlékenység mellett fáradékonyságot, álmatlanságot, a k oncentráció- és teljesítőképesség hiányát eredményezi. A kiegyensúlyozott életkörülmények, a változatos napirend, a környezet bizalma segít a

megelőzésben és a gyógyításban. A depresszió a hangulatzavar egyik formája, amely az érdeklődés beszűkülésével, a testműködések lassulásával jár. Lehetnek valós okai is, de kialakulhat akkor is, ha nincs megfogható külső ok. Megszüntetésében a megértő bánásmód is nélkülözhetetlen a gyógykezelés mellett. A paranoia az egyik leggyakoribb elmebetegség. A betegek a valóságot darabokban érzékelik, mint amikor egy törött tükörben látjuk a képet. Üldözöttként menekülnek, állandó félelem gyötri őket. A tudathasadásos (skizofrén) beteg azt hiszi magáról, hogy ő valaki más (hasadásos elmebaj). Az idegrendszer szervi problémái között az egyik leggyakoribb a fejfájás. Számtalan betegség kísérő tüneteként jelentkezhet. Így okozhatja idegesség, a szem túlerőltetése, a rossz szemüveg, agyhártyagyulladás, de a v ércukorszint csökkenése, a vérnyomás megváltozása, agyi vérszegénység (oxigénhiány) és

még számtalan egyéb tényező is. A migrén rohamszerű fejfájás, mely általában az egyik féltekére kiterjedő fájdalom. Az idegsejtek oxigén- és glükózellátási zavara a működés leállását, néhány perces kiesése pedig az idegsejtek végleges pusztulását eredményezi, ezért az idegrendszer bármilyen vérellátási zavara súlyos következménnyel jár. Az agyvérzés (gutaütés) az agyi erek elmeszesedése és a magas vérnyomás miatt bekövetkező érfalsérülés. Az agyi erekben keletkező vérrög agytrombózist alakíthat ki. A vérrög a szűkülő érbe beszorulva elzárja azt, megakadályozva az agyterület oxigénés tápanyagellátását. Az agyi érgörcs - az erek simaizomzatának gyors, túlzott összehúzódása - hirtelen eszméletvesztést vagy bénulást okozhat. A kóma a tápagyagok és az oxigén hiánya mellett az agytörzs serkentő (ébrenléti) hatásának kiesése vagy fejsérülések következtében is kialakulhat. A kóma az

agykéreg - általában átmeneti - ingerelhetetlen állapota, mely akár évekig is eltarthat. Az epilepszia hirtelen, váratlanul jelentkező eszméletvesztés, amelyet rángógörcs, szájhabzás kísér. Kialakulását a mozgatóközpont rohamszerű ingerülete okozza Fizikai hatások is okozhatnak idegrendszeri károsodást. Az agyrázkódás eszméletvesztéssel, fejfájással, hányingerrel járhat. Többszöri ismétlődése maradandó agykárosodáshoz vezethet Bénulás (akaratlagos mozgások elvesztése) következhet be az agyi központok vagy a mozgatópályák, illetve az idegek sérülésével. A lumbágó az ágyéki tájékon kilépő idegek becsípődése következtében kialakuló izomgörcsök miatt okoz nagy fájdalmat. Fájdalmas, gyakran súlyos következményekkel jár az idegek, az idegrendszer egyes területeinek vagy a burkoknak a gyulladása. Az ideggyulladás (neuritis) egyik gyakori típusa az isiász ("ülőideg-gyulladás"). Az

agyvelőgyulladás általában vírusfertőzés következtében alakul ki. Gyakori kiváltója a szájherpeszt okozó vírus A legtöbb beteg a kezelés eredményeként felépül, de súlyos esetben agykárosodás, halál is bekövetkezhet. Az agyat és a gerincvelőt körülvevő buroknak vírus vagy baktérium általi fertőződése okozhatja az agyhártyagyulladást. A betegséget fejfájás, hát- vagy nyakmerevedés, magas láz, hányás, fokozott fényérzékenység kíséri. Neurológia: az orvostudománynak az az ága, mely az idegrendszer érző-, mozgató- és vegetatív működéseinek szervi betegségeivel foglalkozik. Pszichiátria: az orvostudománynak az a t erülete, mely a szellemi, értelmi és lelki működés zavaraival foglalkozik. ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen tényezők veszélyeztetik az ember idegrendszerét? 2. Hogyan csökkentheted, illetve küszöbölheted ki a veszélyforrásokat? 3. Miért nehéz gyógyítani a lelki betegségeket? A HORMONÁLIS

SZABÁLYOZÁS ALAPELVEI A többsejtű szervezetek sejtjei kémiai közvetítők segítségével teremtenek egymással kapcsolatot. Az információk átadása különböző módon lehetséges, melyek egyik típusát a szinapszisok működésében már láthattuk. A receptorok sejtmembránbeli száma összefügg az ingerek mennyiségével. Mi okozhatja, hogy a megfelelő fájdalomcsillapítás eléréséhez az orvosnak egyre nagyobb mennyiségű morfint kell adagolnia a betegnek? A kémiai közvetítők (hírvivők) eljutva a célsejthez, annak - a hírvivőre specifikus receptorához kötődik. A kapcsolat megváltoztatja a receptor térszerkezetét, amely ezáltal aktivál egy vele kapcsolatban lévő molekulát, a G-fehérjét. A G-fehérje konformációváltásának következtében különböző folyamatok indulhatnak be a sejthártyában, illetve a s ejten belül. A változások eredményeként fehérjék aktiválódnak, ami valamilyen közvetítő anyag kialakulását teszi

lehetővé. Az egyik legjelentősebb sejten belüli közvetítő az ATP-ből képződő ciklikus-AMP (cAMP), de a Ca2+, esetleg a ci toplazma egyes fehérjéi is módosíthatják a sejt folyamatait. Bármelyikük megjelenése enzimet aktivál, amely a citoplazmában egy-egy biokémiai folyamatsor beindulását, leállását, gyorsulását vagy lassulását eredményezi. Amennyiben a hormonmolekula (pl. adrenalin, ACTH, TSH, FSH, LH, parathormon, kalcitonin) bekapcsolódott a receptorba, a mellette lévő G-fehérje képessé válik GTP-t GDP + Pi-vé hidrolizálni. A változás módosít egy inaktív állapotban lévő enzimet, az adenilát-ciklázt, amely az ATP-ből cAMP-t alakít ki, az pedig egy másik enzimre (protein-kináz-A) hat. Ez különböző enzimeket aktiválhat (foszforilálva azokat) módosítva számos folyamat kialakulását. A válasz specifitását az adott sejtben megtalálható foszforilálható fehérjék minősége és mennyisége adja. Más hormonok (pl. az

acetilkolin, a vazopreszszin, az oxitocin, a szerotonin) a sejt Ca2+szintjének növelésével módosítja a működést A hormon receptorba való kötődésével módosuló G-fehérje ioncsatornát nyit, amelynek következtében a sejt környezetéből - a koncentrációkülönbség miatt - ionok kerülnek a sejtbe. Az ionokat a citoplazma kalciumkötő fehérjéi veszik fel, és ezek aktiválódva különböző élettani hatást fejtenek ki. Hírvivő lehet az inozitol-trifoszfát (IP3) és a diglicerol (DAG) is. Ezek közvetítésével termelődik a belső elválasztású mirigyekben nagyobb mennyiségű adrenalin, aldoszteron, inzulin, növekedési hormon, tesztoszteron, parathormon stb. A szteroidhormonok és a pajzsmirigy hormonjai kémiai tulajdonságuknak megfelelően képesek a sejthártyán átjutni. A citoplazmában vagy a sejtmagban lévő belső receptormolekulákhoz kötődve közvetlenül a célsejt sejtmagjára, az RNS szintézisére hatnak. A kialakuló új fehérjék

módosítják a sejt működését. Hormon: sejtekben, szövetekben vagy belső elválasztású mirigyekben termelődő olyan szerves vegyület, amely befolyásolja az életműködéseket. Az állati hormonok jellemzői: - hatás- és - legtöbbször - fajspecifikusak; - nem a termelődés helyén hatnak; - közvetve befolyásolják a folyamatokat; - a hatás során felhasználódnak. 158.1 A hormonhatás típusai A hormonok termelését több tényező szabályozza. A testfolyadékban található anyagok mennyisége - a belső környezet egy tényezője - módosíthatja a mirigy működését (pl. hasnyálmirigy szigetei, mellékpajzsmirigy stb.) A testfolyadékkal jut el a célmirigyhez egy másik belső elválasztású mirigyben képződött hormon is. Az agyalapi mirigy serkentő hormonjai a pajzsmirigy, a mellékvese kéregállománya az ivarmirigyek hormontermelését szabályozza. A neuroendokrin rendszer működését az idegsejtek által képezett neuroszekrétumok

irányító hatása és a közvetlen idegi szabályozás is biztosítja. A hipotalamusz egyes idegsejtjei által termelt neuroszekrétumok serkentik vagy gátolják az agyalapi mirigy hormontermelését. A mellékvese velőállománya pedig szimpatikus hatásra termel és ad le a vérbe több hormont. Vizsgáld meg a hormontermelés szabályozását a 159.2 ábrán! Milyen szabályozási típusokat figyelhetsz meg? Sorolj fel olyan zavaró jeleket, melyek - eddigi ismereteid alapján befolyásolják a hormonrendszer működését! Milyen módjai alakultak ki a visszacsatolásnak? A változó környezetben a hormontermelés negatív visszacsatolásos szabályozása biztosítja a szervezet működésének megfelelő egyensúlyát, az állandóságot. A bonyolult szabályozókörök pontos tevékenységének megzavarása, a h elytelen beavatkozás súlyos következményekkel járhat. 159.1 Az ember belső elválasztású mirigyei 159.2 A hormontermelés szabályozása ELLENŐRIZD

TUDÁSOD! 1. Milyen típusú kapcsolat alakult ki a szervezet sejtjei között? 2. Miért jelentős a G-fehérje? 3. Milyen hormonhatást közvetítő anyagokat ismersz? 4. Mi biztosítja a hormonok hatásspecifitását? A HIPOTALAMUSZ-AGYALAPI MIRIGY RENDSZER Az agyalapi mirigy az agy alapján a hipotalamusz alatt, a látókereszteződés mögött található belső elválasztású mirigy. A fejlettebb gerincesekben, így az emberben is egy elülső és egy hátsó lebenyből áll. Mindkettő egy nyélen keresztül tart kapcsolatot a hipotalamusszal A két lebeny felépítésben és működésben is eltér egymástól. Az elülső lebeny garathám eredetű, jellegzetes endokrin mirigy. A mirigy működését a hipotalamusz kisméretű idegsejtjei által termelt neuroszekrétumok közvetve szabályozzák. Az agyalapi mirigy nyelének érhálózatán keresztül érkező neuroszekrétumok serkentik vagy gátolják a mirigy adott hormonjának termelődését és vérbe kerülését. Az

elülső lebenyben többféle fehérje vagy polipeptid hormon termelődik, melyek másmás belső elválasztású mirigy (célmirigy) működését befolyásolják. Ilyen a mellékvese kéregállományára ható hormon (ACTH), a pajzsmirigyserkentő hormon (TSH), az ivarmirigyek ivarsejttermelését irányító, tüszőérést serkentő hormon (FSH), az ivarmirigyek hormontermelését szabályozó, sárgatestserkentő hormon (LH) és az emlők tejtermelését irányító, tejelválasztást serkentő hormon (LTH). Az elülső lebeny egyes hormonjainak képzési hiánya vagy túltermelése a célmirigy pontatlan működését eredményezi. A tünetek olyanok, mintha a célmirigy hormonjának hiánya vagy túltermelődése következett volna be. Az elülső lebeny sejtjei termelik az egész szervezetre hatást gyakorló növekedési hormont (STH, GH). Ez serkenti a csontok megnyúlását, a porcok fejlődését, miközben együttműködve az ACTH-val - fokozza a fehérjeszintézist,

emeli a vércukorszintet, elősegíti a szénhidrátok felhalmozását, ugyanakkor növeli a lipidek energiatermelés céljából való lebontását. 160.1 A hipotalamo-hipofízis rendszer 160.2 Az agyalapi mirigy helye és szerkezete A növekedési hormon a vércukorszint emelését a glükóz májból történő kiáramlásának fokozásával éri el. Összességében csökkenti a s ejtek glükózfelhasználását A lipidek hidrolízisével emeli a szabad zsírsavszintet, elősegíti a zsíroxidációt, energiaforrást biztosítva a sejteknek. Serkenti továbbá a vörösvérsejtek képzését is A növekedési hormon a sejtek fehérjeképzését, a porcokra, a növekedésre gyakorolt hatását nem közvetlenül fejti ki. A GH a májban és egyéb szövetekben polipeptid növekedési faktorok termelődését váltja ki. Szomatomedin molekulák egész sora termelődik (idegnövesztő faktor, relaxin stb.), melyek közvetlenül hatnak a folyamatokra A növekedési hormon fiatalkori

túltermelődése óriásnövést (gigantizmust), míg csökkent termelődése arányos törpeséget alakít ki. A csontosodási folyamatok lezárulása után, a felnőttkorban bekövetkező túltermelődés már csak a test kiálló részeire - a porcos orra és fülre, valamint az állra, a k ézre és a l ábra - gyakorolhat hatást, és okozhatja ezek túlzott megnagyobbodását (akromegália). Bár a növekedési hormon termelését elsősorban a hipotalamusz serkentő, illetve gátló neuroszekrétumai szabályozzák, emellett számos egyéb tényező is befolyásolja termelődését: az éhezés, az izommunka fokozza, de az elalvás során is több GH szabadul fel. A hátsó lebeny idegi eredetű és a hipotalamusz nagyméretű idegsejtjeinek axonjai a nyélen keresztül lenyúlva alkotják. Két hormonja - az oxitocin és a v azopresszin - is az idegsejtek sejttestjeiben termelődő neuroszekrétum, mely a hátsó lebenyben tárolódik. Az oxitocin simaizom-összehúzó

hatású, a méh és az emlők simaizomzatára hat. A vazopresszin (ADH) a vesére hat, a víz szűrletből történő visszaszívását serkenti. Mindkettő néhány aminosavból felépülő peptid. Megfigyelhetjük, hogy több vazopresszin szabadul fel, ha a vérben csökken a víz mennyisége. Ugyanakkor, ha nő a glükóz, az aminosavak vagy az ionok aránya, akkor is nagyobb számú hormonmolekula szabadul fel. Mi az ADH termelődésének ingere? Avazopresszin elnevezés a felfedezésekor végzett kísérlet eredményéből ered. Agyalapi mirigy kivonatát patkányba fecskendezve vérnyomásemelkedést tapasztaltak az erek összehúzódása miatt (vaso = ér; press = összenyomni). Kiderült, hogy nem ez a jellemző hatása. A vér ozmotikus nyomásának növekedésére termelődik, serkenti a vesében a víz visszaszívását a vér ozmotikus nyomását csökkentve. Hatására a vizelet mennyisége csökken, innen származik a másik elnevezése: antidiuretikus hormon, ADH

(diurézis = vizelés). 161.1 Óriásnövés és arányos törpeség 161.2 Akromegáliás férfi és a megnövekvő női kéz ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen szabályozás érvényesül a vazopresszin termelésekor? 2. Miért nem ismerünk az STH felnőttkori csökkent termeléséből származó működési hibákat? 3. Vizsgáld meg a 1592 ábrán, hogy mi szabályozza az agyalapi mirigy elülső lebenyének működését? A PAJZSMIRIGY, A MELLÉKVESE ÉS A HASNYÁLMIRIGY A PAJZSMIRIGY A pajzsmirigy a gége előtt található belső elválasztású mirigy (162.1) A mirigyállomány végkamráinak ürege nagy, benne kolloid fehérjét találunk. Ennek hormonjai itt képződnek és tárolódnak a fehérjéhez kapcsolódva. Ezek közül legfontosabb a tiroxin, mely jódtartalmú aminosav. Termelődését az agyalapi mirigy elülső lebenyének hormonja, a pajzsmirigyserkentő hormon (TSH) serkenti. A tiroxin (T4) és a másik termelt hormon, a trijódtironin (T3) is a tirozin

aminosav jódtartalmú származéka. A tirozin a pajzsmirigysejtben termelődő, majd onnan exocitózissal az üregbe kiürülő kolloidokban található. A végkamrában a képződés során a tirozin módosuló oldalláncára kapcsolódik 4, i lletve 3 jódatom. A kolloid leadáskor hidrolizálódik, a hormon leválik a fehérjéről, és a vérbe jut. Ott a vérplazma egyes fehérjéihez (globulinokhoz) kapcsolódik, tehát a tiroxin nemcsak fehérjéhez kötve képződik, tárolódik, de így is szállítódik. A pajzsmirigy sejtjeinek nyugalmi potenciálja -50 mV. Milyen folyamattal kerülhet be a jodidion (I-) a vérből a sejtekbe, illetve a pajzsmirigysejtekből a kolloidba? A tiroxin a szervezet oxigénfelhasználását serkenti, ezzel a biológiai oxidációt fokozza. Fontos szerepet tölt be a sejtek differenciálódásban, az egyedfejlődés irányításában. Így a szervezet minden sejtjére hatást gyakorol. A biológiai oxidáció serkentését a mitokondriummembránok

áteresztőképességének növelésével éri el. A fokozódó lebontó folyamatok energiát (ATP) szabadítanak fel Miért vizsgálható a pajzsmirigy működésének intenzitása a szervezet oxigénfelhasználásának mérésével? Lefogyhat-e az ember, ha normális táplálkozás mellett több tiroxin termelődik a szervezetében? A tiroxin hatására fokozódik a szervezet hőtermelése. Mi ennek a magyarázata? A tiroxin az agy oxigén- és glükózfelhasználását nem módosítja, mégis befolyásolja az agy működését. Hatására a gondolkodás gyorsul, sőt ingerlékenység, nyugtalanság alakulhat ki Rövidül a feszítési reflexek reakcióideje is. Szorosan együttműködik az adrenalinnal, fokozza a szív, az erek, az agy vele szembeni érzékenységét. Fokozza a szénhidrátfelszívást a tápcsatornából, míg a glükóz raktározását csökkenti, így annak ellenére, hogy fokozza a glükóz lebontását, mégis emeli a vércukorszintet. Túltermelődése

esetén a fehérjék fokozott lebontása (glükoneogenezis serkentése) miatt izomgyengeség jelentkezik. A tiroxin nélkülözhetetlen a normális növekedéshez és a vázizomzat éréséhez. Fokozza a növekedési hormon szövetekre gyakorolt hatását, támogatva az élőlényre jellemző testarányok kialakulását. Elősegíti az agy fejlődését, az idegsejtek kapcsolatainak gyarapodását. Az állatvilágban fontos szerepet tölt be az átalakulás szabályozásában, serkentésében. A kétéltűek ebihalait két csoportra osztva, az egyiket hús-, a másikat pajzsmirigypéppel táplálták. A pajzsmiriggyel etetett állatok sokkal rövidebb idő alatt fejlődtek békává Ezek testmérete azonban jóval kisebb volt a másik csoport - később átalakult - tagjainál. Vajon mi az oka ennek? Mi történne, ha az ebihalakban nem termelődne tiroxin? 162.1 A pajzsmirigy a gége előtt A pajzsmirigy csökkent tiroxintermelése a pajzsmirigy kötőszövetes állományának

megnövekedésével jár (golyva, vagy strúma). Felnőttben emellett az ún myxoedema tünetegyüttest alakítja ki. A bőr felpuffad, sárgás árnyalatú, száraz tapintású Az alapenergiaforgalom jelentősen csökken. A gondolkodás lelassul, fáradtság, tunyaság jelentkezhet. Amennyiben a pajzsmirigy már a születéstől kezdve csökkent működésű, kreténizmus alakul ki. A kretének aránytalan törpék, szellemileg visszamaradottak, nyelvük nagy, kilóg a szájukból, hasuk kidomborodó. A tiroxin túltermelődésének jellemző tünetei az idegesség, a kapkodó mozgás, a fogyás, az alapenergiaforgalom akár duplájára való fokozódása, a mirigyállomány megnövekedése. A betegség legáltalánosabb formája a Basedow-kór. A fenti tüneteket a szem mögötti kötőszövet megnagyobbodása miatt a szem kidülledése kíséri. A pajzsmirigy kötőszövetében találunk olyan sejteket, melyek a vér kalciumion-szintjét csökkentő polipeptidet, a kalcitonin

hormont termeli. A vér Ca2+-koncentrációjának növekedésére termelődik, gátolja a csontok sejtközötti állományának lebontását, és a vesék Ca2+-visszaszívását. A felnőtt egyedekben nincs fontos szerepe A 163.1 á bra a vér tiroxinszint-változásának függvényében mutat működés- vagy termelésmódosulást (y). Mit jelölhet az y tengely? Minek a termelődése, vérben megfigyelhető koncentrációja módosulhat így? Vizsgáld meg a 163.2 ábra három grafikonját! A változások alapján állapítsd meg, melyik a túlműködésű, a csökkent működésű, illetve a normális pajzsmiriggyel rendelkező emberben mért eredmény! Miért alkalmas a 131-es jódizotóp (131I)-izotóp a pajzsmirigy működésének vizsgálatára? 163.1 Kísérlet: a vér tiroxinszintjének változása 163.2 Kísérlet: a pajzsmirigy működésének vizsgálata 163.3 Myxoedema (1), Basedow-kór (2) és megnövekedett kötőszövetes állományú pajzsmirigy (3) A MELLÉKPAJZSMIRIGY

Amellékpajzsmirigy a pajzsmirigy mögött található négy borsószem nagyságú mirigy, hormonja a parathormon. Ez a polipeptid a vér és a szövetközötti folyadék Ca2+-szintjét emeli. Növeli a csontokban a Ca2+ leadását, a vesében annak visszaszívását, a bélben pedig a felszívását. A folyamatokat a D -vitamin segíti, mely nélkülözhetetlen a felszíváshoz Termelődését negatív visszacsatolással a testfolyadékok Ca2+-szintje szabályozza. Aparathormon a vér foszfátion-szintjét is befolyásolja, hiszen a csontok sejtközötti állományában a kalciumfoszfát származéka található. Azzal, hogy a vesében gátolja a foszfátionok visszaszívását, szerepet játszik a v ér Ca2+/PO4 3--koncentrációviszonyának szabályozásában is ([Ca2+] ´ [PO4 3-] = állandó a testfolyadékban). Milyen szerepe van a testfolyadék Ca2+ tartalmának a szervezetben? A parathormon túltermelődése esetén megnövekszik a testfolyadékok Ca2+-szintje, ami a

kalciumsók kiválásához vezet: a lágy belső szervek elmeszesednek. Acsontok a fokozott Ca2+-leadásuk miatt felpuhulnak, meghajlanak. Ezzel együtt a foszfátszint jelentősen csökken. Csökkent termelődéskor a testfolyadékok Ca2+- jának alacsony szintje az ideg-izom ingerlékenység fokozódását eredményezi, hiszen az ion ingerküszöbemelő hatása kiesik. A vázizmok és a gége izmainak görcse a beteg fulladásos halálához vezethet. Az angol-kór D-vitamin hiányában alakul ki. A bélből történő Ca2+-felszívás csökken, ami miatt a testfolyadék Ca2+-szintje alacsonyabb lesz. (1643) Milyen következménye van ennek a mellékpajzsmirigy működésére? A kalciumhiány miatt az újonnan képződő csontok nem meszesednek el. Ennek eredményeként a fiataloknál a csontok elgörbülnek, ezáltal a mozgásuk károsodik. Okozhatja a D -vitamin elővitaminjának a hiánya, a kevés UV-sugárzás, mely aktív D3vitaminná alakítja az elővitamint, de a

veseelégtelenség is. 164.1 A mellékpajzsmirigy elhelyezkedése a pajzsmirigy hátoldalán és a szövettani képe 164.2 A Ca-háztartás és a csontok anyagcseréje (1), valamint a D-vitamin aktív formája (2) 164.3 Angolkóros gyermek röntgenképe (A D3-vitamin aktív molekulája, az 1,25-hidroxikolekalciferol a vesében az elvezető csatornák kezdetén képződik. Onnan kerül a bélhez, a csontokba és a vesébe A folyamatot a parathormon serkenti.) A megszületéstől 6-7 éves korig a gyermekek rendszeresen D-vitamin kapnak. Vajon miért? A MELLÉKVESE A mellékvese a vese csúcsán található belső elválasztású mirigy. Egy külső kéregállományra és egy - a mirigy állományának csak 1/10-ét kitevő - velőállományra különül el. A két rész működése teljesen független egymástól, gyakorlatilag két önálló mirigyről beszélhetünk. A kéregállományon belül három jól elkülöníthető szövettani réteg található (165.1) Mindhárom rész

szteroid típusú hormonokat termel, de ezek más-más szerepet töltenek be a szervezetben. A legkülső réteg a vér Na+-szintjét emeli úgy, hogy serkenti a vese nátriumvisszaszívását Hormonjai - pl. az aldoszteron - testfolyadékok nátriumkoncentrációjának a csökkenésére termelődnek. Hatásukra a vese elvezető csatornáiban és a verejtékmirigyek sejtjeinél fokozódik az ion visszaszívása. Befolyásolja a vese Na+-K+ és Na+-H+ cseréjét Milyen ionokból marad több a kiürülő vizeletben a hormon hatására? Az agyalapi mirigynek a mellékvese kéregállományára ható hormonja (ACTH) egyes adatok szerint a legkülső réteget is szabályozza, mégis elsősorban a második és a harmadik kérgi terület hormontermelését serkenti. A kéreg középső (második) területének hormonjai a szénhidrát-anyagcserére hatnak. Serkentik a m áj glükózraktározását és a l ipidek, fehérjék glükózzá alakítását (glükoneogenezis), de gátolják a

cukrok lebontását, eloxidálását. Ezek eredményeként emelkedik a vércukorszint. Ezek a hormonok nagy adagban gyulladáscsökkentő és antiallergiás hatásúak. A sejtekből felszabaduló hisztamin hatásait csökkentik. Enyhítik a gyulladt terület duzzadtságát, pírját Használatuk kockázattal jár, hiszen a kívülről bevitt nagy adag hormon tartósan gátolja az ACTH termelését, ami mellékvesekéreg-elégtelenséget alakíthat ki. A mellékvese kéregállományának legbelső rétegében nemi hormonok, mindkét nemben elsősorban hím nemi hormonok termelődnek. Serkentik a fehérjeszintézist és a növekedést A férfias másodlagos jellegek kialakulását alig befolyásolják. A hormonmolekulák egy része a vérben női nemi hormonná, ösztrogénné alakul, melynek mennyisége olyan kevés, hogy kimutatható hatása nincs. 165.1 A mellékvese felépítése 165.2 A mellékvesekéreg hormonjai A nemi hormonok túltermelődése esetén a férfi nemi jellegek

túlzott megjelenése következik be a nőknél is (kopaszodás, férfias szőrzet, vaskos végtag). Cushing-kór a szénhidrát-anyagcserére ható hormoncsoport túlzott termelődésekor alakul ki. Jellemzői a holdvilágarc, a törzs jellegzetes elhízása, a bőr bíborszínű sávozottsága, a magas vérnyomás, a fokozott fehérjeleépülés. Addison-kór a mellékvesekéreg részleges pusztulása következményeként alakul ki. A betegség jellemző tünetei az alacsony Na+-koncentráció, a bőr jelentős pigmentációja, a szívkisebbedés, a krónikus alacsony vérnyomás, a kis perctérfogat, a hirtelen kollapszus (gyakran ájulással járó, rohamszerű vérkeringési zavar). A mellékvesekéreg működésének teljes kiesése gyors halálhoz vezet. A mellékvese velőállománya valójában szimpatikus idegdúcból alakult ki. A hajdani idegsejtek elvesztették nyúlványaikat, a termelt anyagokat közvetlenül a vérbe juttatják. A velőállomány működését a

gerincvelőből kilépő szimpatikus idegrostok szabályozzák. Legfontosabb hormonja az adrenalin, mely aminosav-származék. Serkenti az idegrendszer működését, fokozza az energiaforgalmat, emeli a vércukorszintet. Részt vesz a C annon-féle vészreakció kialakításában (szimpatiko- adrenális rendszer). A mellékvese velőállománya az adrenalintól csak egy metil-csoportban eltérő noradrenalint és a dopamint is termeli. A noradrenalin a szimpatikus idegrendszer szerveket beidegző szinapszisainak is az ingerületátvivő anyaga. Hormonhatása abban tér el, hogy gyakorlatilag minden szerv erét tágítja, míg az adrenalin a szív koszorúerei mellett csak a vázizom és a máj ereit tágítja, a többit (bőr, tápcsatorna stb.) szűkíti A veszélyes helyzetek, az izgalmat adó, a f eszültséget biztosító filmek hatására adrenalin szabadul fel. Miért nem álmosodunk el ekkor? A HASNYÁLMIRIGY SZIGETEI A hasnyálmirigy kettős elválasztású mirigy. A

külső elválasztású része az emésztőenzimeket tartalmazó hasnyálat termeli. A belső elválasztású 1-2 millió apró sejtcsoport - a Langerhansszigetek - a mirigyben szétszórva találhatók meg (166.2) Hormonjai közül kiemelkedik az inzulin, mely csökkenti a vércukorszintet. Serkenti a glükóz, a zsírsavak és az aminosavak raktározását, elősegíti a sejtek glükózfelvételét. Ennek az 51 aminosavból álló polipeptidnek a termelődését a vércukorszint emelkedése fokozza. Másik hormonja a glukagon, mely az inzulinnal ellentétesen befolyásolja egyes anyagok raktározását, a vérbe juttatja a glükózt, a zsírsavakat és az aminosavakat. A szomatosztatin a Langerhansszigetek sejtjeinek hormonelválasztását befolyásolja. A cukorbetegség (diabetes mellitus) inzulin hiányában alakul ki. Fokozott étvágy, fokozott folyadékfelvétel ellenére is súlyvesztés, gyengeség jelentkezik. A beteg vércukorszintje magas, a vizeletében glükózt ürít.

Az anyagcsere zavarai miatt a vér kémhatása savassá válik, amely kómához, majd halálhoz vezet. Ezek alapvető oka egyrészt a s zövetek glükózfelvételének csökkenése, másrészt - a glukagon túlsúlya miatt - a máj fokozott glükózleadása. A sejtek elsősorban glükózból tudnak közvetlenül energiát nyerni Inzulin hiányában nem képesek a vérből glükóz felvenni, így más anyagok (lipidek, aminosavak stb.) lebontásával igyekeznek energiát nyerni. A felgyorsuló lipidbontás eredményeként aceton, ecetsav, acetaldehid ("ketontestek") stb. képződnek, melyek csökkentik a vér pH-ját Csökken a fehérjeképzés is, a fellépő fehérjehiány pedig gyengeséget okoz. 166.1 Cushing-kór (1), Addison-kór (2, 3) 166.2 A hasnyálmirigy Mi okozza a cukorbeteg fokozott folyadékfelvételét? A cukorbetegeket az acetonos lehelet jellemzi. Mi miatt jelenik meg az aceton a kilélegzett levegőben? A vér milyen megváltozott jellemzői eredményezik az

idegrendszer károsodását, a kómát? Az inzulin túltermelődése a vércukorszint drasztikus csökkenését eredményezi. Mivel az agy egyetlen energiaforrása a glükóz, így az ATP hiánya az agykéreg működését korlátozza. Zavartság, gyengeség, szédülés, majd kóma alakul ki. Tartós hatásra a nyúltagyi vegetatív központok működése is zavart szenved, amelynek eredményeként beállhat a halál. A cukorbetegség súlyosabb formájában a beteg inzulint fecskendez a testébe. Miért kell kiszámolnia az i nzulin és a t áplálék mennyiségi viszonyait? Az oltáskor kockacukrot készítenek elő. Vajon miért? Az ivarmirigyek termelik a nemi hormonokat. A nemi éréstől kezdve termeli a here a tesztoszteront, a p etefészek az ösztrogént és a p rogeszteront E hormonok befolyásolják a másodlagos nemi jellegek kialakítását, részt vesznek a nemi működések szabályozásában (ld. Még A szaporodás és az egyedfejlődés c. fejezetet) Egyéb endokrin

szervek A bélfal számtalan szöveti hormonja a tápcsatorna működését befolyásolja. A csecsemőmirigy a nyiroksejtekre hatást gyakorló szabályozó anyagot hoz létre. A szív pitvarizomzata is termel hormont. A pitvar nátriuretikus peptid (ANP) fokozott nátriumürítést eredményez a vesében, befolyásolva a szűrletképzést. Fontos szerepe van a só és vízháztartás, valamint a vérnyomás szabályozásában. A vese által termelt hormon az eritropoetin, mely a vörös csontvelő vörösvértestképzését serkenti. A szervből a vérbe kerülő renin vérnyomásemelő hatású (a vér egy fehérjéjének átalakulásával megindítva egy folyamatsort). 167.1 Glükózteszt következményei egészséges és cukorbeteg emberben 167.2 Az inzulinhiány ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hasonlítsd össze az adrenalinnak és az inzulinnak a vér glükóztartalmára kifejtett hatását! 2. Az inzulint a bőség hormonjának nevezik Milyen hatása miatt kaphatta ezt a

nevet? 3. Mire hatnak a nemi hormonok? 4. Keress példákat a hormonok együttműködésére! 5. Milyen oka lehet a pajzsmirigy csökkent működésének? 6. A diabetes mellitus esetén nagy mennyiségű cukortartalmú vizelet ürül Egy másik betegség - a diabetes insipidus - kialakulásakor is sok, de cukormentes vizelet távozik a szervezetből. Melyik mirigy milyen hormonjának hibás működése okozhatja e betegséget? 7. Melyek a szervezet minden sejtjét befolyásoló hormonok? 8. Milyen hormonok szabályozzák a vércukorszintet? 9. Miért nem hiányozhat a szervezetből az inzulin? ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK A szabályozás I. A következő oldalon látható ábra segítségével válaszolj a kérdésekre! Asszociáció Párosítsd a megnevezéseket az ábra számaival! A) vegetatív dúc B) hátsó gyökér C) gerincvelő D) szemcsesejt (látókéreg) E) piramis F) érződúc G) pálcika H) nagyagy I) agyvelő J) bipoláris idegsejt K) gerincvelői ideg L) kérgestest

M) vegetatív központi sejt N) vakfolt O) szomatikus mozgatóneuron Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 1. Melyik része a központi idegrendszernek? 1. az 5-ös idegrost 2. a 6-os terület 3. a 2-es rostok 4. a 8-as terület 2. Melyik mozgatóidegsejt? 1. a 2-es 2. a 7-es 3. az 5-ös 4. a 4-es 3. Melyik jelöl receptort? 1. minden 1-essel jelölt 2. a 9-es 3. az 5-ös 4. két 3-as 4. Melyik agyterület van jelölve az ábrán? 1. a nagyagy homloklebenye 2. a nyúltagy egy része 3. a talamusz 4. a gerincvelő 5. Melyik szám jelölhet velőshüvelyes axont a periférián? 1. az 5-ös rost 2. az 1-es rost 3. a 2-es rostok 4. a 10-es rost Döntsd el, hogy igazak-e a következő állítások! 6. Az ábrán a fény megszűrését végző pigmenteket találunk 7. Az ábrán a test bal oldalának harántcsíkolt izmát láthatjuk 8. Az ábrán látható szemcsesejtek a nyakszirti lebeny agykérgének 2 és 4

rétegében találhatók meg. 9. A 6-os és az 5-ös idegsejt a gerincvelő szürkeállományának azonos területén található meg 10. A 4-es mozgatósejten a k álium- és a k lorid-csatornák nyitásával gátló szinapszisok is hathatnak. 11. Az 1-es szám jelöl simaizmot vagy mirigyet, a látóideg kilépési helyét, a hátsó gyökeret és a retinát is. 12. A 9-es és a 3-as számú reflex a gerincvelő mellkasi szakaszának idegében futhat 13. A 3-as szinapszisnál az ingerületátvivő anyag a noradrenalin lehet 14. Minden érzőműködés információja befut a 6-os agyterületre, ahol pontszerű a vetülése 15. Az 5-ös és a 10-es idegsejtrészleten 5-20 m/s sebességgel halad az ingerület 16. A 4-es sejt a nyelv használatában is részt vesz 17. A 3-as reflex bőreredetű és izomeredetű is lehet 18. Az ábrán nem láthatunk a gerincvelő oldalsó szarvában elhelyezkedő neuront 19. A 8-as képletben érző és mozgató rostok egyaránt átkereszteződnek 20. A

neuronoszlopok működésében az agykéreg kettessel és négyessel jelölt sejtje is részt vesz. Táblázatkiegészítés Adjuk meg a táblázatban szereplő sorszámoknak megfelelő meghatározásokat! Egyszerű választás A válaszok közül egy helyes. A) reflexív B) vegetatív idegrendszer C) központi idegrendszer D) dúc E) pálya F) köteg G) nyugalmi potenciál H) szinapszis I) akciós potenciál 36. Az agy és a gerincvelő építi fel 37. A környéki idegrendszer idegsejtcsoportja 38. Az idegrendszer működési egysége 39. A gerincvelőben pályák futnak benne 40. Akaratunktól függetlenül szabályozza a belső szervek működését 41. A központi idegrendszer idegrostjainak kötege 42. A nyugalomban lévő sejt membránjának két oldala között kialakuló feszültség 43. Idegsejtnek egy másik sejttel kialakult működési kapcsolata 44. Inger hatására létrejövő válasz Négyféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A)

rövidlátó szem B) távollátó szem C) mindkettő D) egyik sem 45. a szem tengelye általában normális hosszúságú 46. a szem tengelye többnyire hosszabb, mint normálisan 47. fénytörése saját hossztengelyéhez képest túl kicsi 48. domború lencsével javítható a látása 49. a retinán kicsinyített, fordított állású kép jöhet létre 50. közelre jól lát szemüveg nélkül is Táblázatkiegészítés Adjuk meg a táblázatban szereplő sorszámoknak megfelelő meghatározásokat! Serkentő szinapszis Gátló szinapszis ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen idegeket különíthetünk el? 2. Sorolj fel a látással kapcsolatos betegségeket! 3. Hasonlítsd össze az agy és a gerincvelő felépítését! 4. Milyen tényezők miatt alakul ki a nyugalmi potenciál? 5. Mi a különbség a serkentő és a gátló szinapszis között? ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK A szabályozás II. Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4

helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 1. Milyen idegrendszeri terület szabályozza a tápcsatorna szerveinek működését? 1. enterális idegrendszer 2. paraszimpatikus idegrendszer 3. szimpatikus idegrendszer 4. szomatikus idegrendszer 2. Mely hatása alakulhat ki a drogoknak? 1. izgatószerként hathatnak 2. hozzászokás megjelenhet 3. narkotikumként hathat a szervezetre 4. az idegsejteket befolyásoló kábítószerként hat 3. Mi igaz az emléknyomok rögzítésére? 1. könnyebb, ha a rögzítendő információnak az egyén számára is jelentése van 2. az összefüggéstelen emléknyomokra nehezebb emlékezni 3. a megtanult ismeret jobban visszaidézhető, ha az jól szervezett 4. az érzelmi hatások nem befolyásolják az emlékezést 4. Mi érvényes a vegetatív idegrendszerre? 1. mirigyek is lehetnek a végrehajtó szervei 2. nincs az agykéregben központja 3. az utolsó átkapcsolás a központi idegrendszeren kívül van 4. az emeletszerű egymásra épülés jellemzi a

központok működését 5. Milyen központok találhatók a homloklebeny mindkét felében? 1. beszédmozgató központ 2. szomatikus érzőközpont 3. olvasóközpont 4. szomatikus mozgatóközpont Asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) gondolkodás B) képzelet C) fantázia D) intelligencia E) beszéd F) nyelv G) tanulás H) emlékezés I) tudat J) szocializáció 6. A magatartás tapasztaláson alapuló megváltoztatásának képessége, melynek alkalmazkodási értéke van. 7. Belső képek segítségével a már megtörtént dolgok, események felidézése, újbóli átélése a jelenben. 8. Az emberi kommunikáció egyik eszköze 9. Az új helyzetekhez való szellemi alkalmazkodás képessége 10. A múltbeli tapasztalatok tudatos vagy tudatalatti szintű visszaidézésének képessége 11. Az emberi psziché működési állapota, mely lehetővé teszi az olyan alkalmazkodást, amelyhez a reflexek már nem elegendőek. 12. Az a folyamat, mely során

az ember biológiai egyedből közösségi hatásokra társadalmi lénnyé alakul. 13. Valamilyen probléma megoldására irányuló, célirányos elvont tevékenység, amelynek eredményeként valamilyen döntés születik. 14. Az adott pillanat érzelmi, hangulati elemei által irányított, valósággal lazább kapcsolatban lévő agykérgi belső folyamatok. 15. Az emberi kommunikáció alapja, a társas tevékenység során kialakult jelrendszer Négyféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! C) mindkettő D) egyik sem 16. kapcsolata van a kisaggyal 17. pályái a gerincvelő fehérállományában is futnak 18. rostjai főleg a középagy piramisterületén kereszteződnek át 19. rostjai csak a homloklebeny hátulsó területéről indulnak ki 20. új mozgásokat tanulunk működésével 21. vázizmokat szabályoz 22. a pálya a gerincvelő mozgatóneuronjait is befolyásolja 23. vegetatív mozgatásokban is részt vesz 24. a durvább mozgások automatikus

végrehajtója 25. az ellentétes agyféltekéből indulnak ki a harántcsíkolt izmot mozgató ingerületek A) mögötted váratlanul nagy csattanással eldől egy szék B) ebéd után a szobádban újságot olvasol, de a cikkek nem túl érdekesek C) mindkettő D) egyik sem 26. sok noradrenalin és adrenalin szabadul fel a testedben 27. a hatás az egész szervezetedre hat 28. az emésztés, az anyagfelépítés, a tápanyag raktározása intenzív 29. szimpatikus hatás érvényesül 30. a működés során az utolsó - két idegsejt közötti - átkapcsolás a gerincvelő mellett van 31. akár elalvás is létrejöhet 32. stresszhelyzet alakulhat ki 33. a légzés lassul 34. az izomerek szűkülnek, a vérnyomás csökken 35. a hipotalamuszod idegsejtjei működnek ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Keress reflexműködéseket a szervezeted viselkedésében! 2. Hasonlítsd össze az érző- és a mozgatóműködést! 3. Mi a közös a légzés és a vérnyomás szabályozásában? 4.

Miért előnyös az ember számára a nyelv és a beszéd? 5. Milyen betegségei alakulhatnak ki az idegrendszernek? 6. Mi a Cannon-féle vészreakció? 7. Melyik agyfélteke irányítja a jobb lábad mozgatását? Hogyan valósul meg? 8. Milyen lehetőségek vannak az információk rögzülésére? 9. Mi a következménye az ember homloklebenyének jelentős fejlettségének? 10. Mi a szerepe a kérgestestnek? ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK A szabályozás III. Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 1. Melyik termelődik a belső környezet egy tényezőjének megváltozására? 1. az adrenalin 2. az aldoszteron 3. a növekedési hormon 4. az inzulin 2. Melyik polipeptid vagy fehérje? 1. a sárgatestserkentő hormon 2. a parathormon 3. a növekedési hormon 4. az inzulin Négyféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) vércukorszint B) fehérjeszintézis C) mindkettő D) egyik sem 3. hat

rá a tiroxin 4. befolyásolja a növekedési hormon 5. a tesztoszteron szabályozza 6. a mellékvesekéreg hormonjai részt vesznek a szabályozásában 7. az inzulin növeli 8. a kalcitonin is módosítja 9. a mellékvese sejtjei számára gátlólag hat Többszörös hibakutatás A) 1., 2, 3 hamis; B) 1, 3 hamis; C) 2, 4 hamis; D) 4 hamis; E) 1, 2, 3, 4 hamis 10. 1 Az inzulin befolyásolja a vér zsírsavszintjét 2. Az inzulin a mellékvesében termelődik 3. Az inzulin csökkenti a vércukorszintet 4. Az inzulin szteránvázas hormon 11. 1 A parathormon túltermelődése a belső szervek elmeszesedéséhez vezethet 2. A szénhidrát-anyagcserére ható hormoncsoport a mellékvese velőállományában termelődik 3. A tiroxin fokozza a biológiai oxidációt 4. A hím nemi hormon csak a herében termelődik 12. 1 A tiroxin fehérjéhez kötve raktározódik 2. A tiroxin nélkülözhetetlen az egyedfejlődéshez 3. A tiroxin lepke formájú szervben termelődik 4. A tiroxin

termelődését a vércukorszint szabályozza Táblázatkiegészítés Adjuk meg a táblázatban szereplő sorszámoknak megfelelő meghatározásokat! Ábraelemzés Nevezd meg a betűkkel jelölt mirigyeket, majd a megadott fogalmakkal párosítsd a megfelelő betűjeleket! 21. a szervben szétszórtan találhatók a polipeptid hormonokat termelő sejtcsoportok 22. vércukorszintet csökkentő hormont is termel 23. a végkamrák üregében fehérjéhez kötődik a hormon 24. simaizom-összehúzó hatású hormon is ürül belőle 25. hormonja serkenti a vese Na+-ion visszaszívását 26. a mirigy hormonjának csökkent termelődésekor golyva alakulhat ki 27. hormonjai célmirigyekre is hatnak 28. minden hormonja részt vesz a másodlagos nemi jellegek kialakításában 29. négy apró szerv a testben 30. a vese csúcsán elhelyezkedő szerv 31. hormonjának hiánya arányos törpeséghez vezethet 32. túlműködésekor a belső szervek elmeszesedhetnek Mondatkiegészítés Az alábbi

kiegészítendő mondatokból hiányzó, számmal jelölt kifejezéseket kell leírni. A hormonok . 33 hatnak a szabályozott folyamatra Akkor tudnak egy sejtre hatást gyakorolni, ha annak membránjában megtalálható a specifikus . 3 4 E nnek kémiai felépítése . 35 melynek aktívcentrumába kötődik a hormonmolekula A térszerkezetváltás eredményeként a G -fehérje aktiválódik, és befolyásolhat . 36 vagy 37 A hormonhatás sejten belüli leggyakoribb következménye a . 38 képződése, mely a mitokondriumban termelődő . 39 -ből alakul ki A több gyűrűt tartalmazó 6 i naktív enzimhez kötődik, mely ennek hatására . 40 , és biokémiai folyamatsort indít el Problémafeladat A képen egy Basedow-kóros nőt látsz. 41. Milyen tüneteket figyelhetsz meg? 42. Mi okozza ezek kialakulását? 43. Mond el, mit tapasztalunk a beteg anyagcseréjében, mi jellemzi a betegséget? ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hogyan szabályozható a belső elválasztású mirigyek

hormontermelése? 2. Milyen módokon kapcsolódhat össze a hormon- és az idegrendszer? IV. fejezet A VÉR ÉS A KERINGÉSI RENDSZER A VÉR ÖSSZETÉTELE, ALKOTÓI A vegetatív szervrendszerek közül a keringési rendszer biztosítja a többsejtű szervezet sejtjei között a kapcsolatot. A benne áramló testfolyadék tápanyagokat, légzési gázokat, bomlástermékeket és egyéb anyagokat szállít a test különböző részei között. A keringési rendszerbe a vérkeringés és a nyirokkeringés tartozik. A sejtekből és a vérből kikerülő anyagok alkotják a szövetek közötti folyadékot, melyet a nyirokkeringés juttat vissza a vérbe. Az emlősök, így az ember vérkeringése is zárt. A benne áramló folyadék a vér Vér: folyékony sejtközötti állományú kötőszövet. Alakos elemei a vörösvértestek, a fehérvérsejtek, a vérlemezkék. Sejtközötti állománya a vérplazma (víz, ionok, fehérjék, egyéb szerves anyagok). Az ember vértérfogata 5-5,6

dm3. Ennek jelentős részét a víz és a fehérjék alkotják Az alakos elemek térfogata közel fele a vértérfogatnak. A vízben mozoghatnak az alakos elemek, a vízzel áramlanak a fehérjemolekulák, benne szállítódnak a különböző sejtekből (pl. bél-, mirigy-, idegsejtekből stb) bekerült ionok, anyagok. A vérplazma fehérjéi az albuminok, a g lobulinok és a f ibrinogén. Az erek fala a fehérjék számára átjárhatatlan, így a fehérjék - különösen az albuminok - jelentős szerepet játszanak a vér ozmotikus nyomásának kialakításában, a kémhatás dinamikus állandóságának biztosításában. A vér optimális pH-ja 7,4. N agyon sok hatás módosíthatja, viszont a sejtek optimális működéséhez csak igen szűk határok között - kevesebb, mint 0,05 pH -egységet - változhat. Keress a szervezeted működése során fellépő olyan tényezőket, melyek a vér kémhatásának megváltozását eredményezhetik! Az állandóság biztosítására

több tényező (puffer rendszer) is működik. Ilyenek a fehérjék, melyek karboxil- és az am inocsoportjaik módosulásával (ionizálódásával) segítik a pH állandóságát. Milyen egyensúlyra vezető reakciók zajlanak le? 176.1 A vérplazma összetétele 176.2 A vér összetétele A vérben pufferként szereplő fehérjék (a plazmafehérjék és a hemoglobin) az R-NH3 +"RNH2 + H+ és az R-COOH "H+ + R-COO- folyamatok egyensúlyaként biztosítja a pH dinamikus állandóságát. A másik pufferrendszer a szénsav-bikarbonát rendszer, amely H2CO3"H+ + HCO3 - reakció egyensúlyának a vérben aktuálisan jelenlévő H+-ion koncentrációjától függő eltolódásával alakítja ki az egyensúlyt. Puffer: olyan oldat, mely egy határon belül képes állandó kémhatást biztosítani. Alkothatja gyenge sav erős bázissal alkotott sója és a gyenge sav, vagy gyenge bázis erős savval alkotott sója és a gyenge bázis. A vérben főleg anionként

megtalálható fehérjék szerepet játszanak a szervezet védekezésében és a véralvadás folyamatában. Sok, a vízben rosszul oldódó anyag fehérjéhez kötve szállítódik, de ez az állapot akadályozza meg a szervezetből való kiürülésüket is. E fehérjék a májban és egyes fehérvérsejtekben termelődnek. Amíg az albuminok egyszerű fehérjék, addig a globulinok több fehérjeláncához általában szénhidrát is kapcsolódik. Kisózással a két csoport elválasztható egymástól. (NH4)2SO4, vagy Na2SO4 telített oldatával az albuminok, hígabb oldatban pedig a globulinok választhatók le reverzibilisen. Elektromos töltésük alapján elektroforézissel is elválaszthatók egymástól. Ekkor a globulinok több frakcióra válnak szét. Az ionok közül a magas Na+- és Cl --koncentráció a legjellemzőbb. Ezek mellett - bár jóval kisebb mennyiségben - a K+-, a Ca2+-, a Mg2+-, illetve a HCO3 --, a HPO4 2-- és a SO4 2-ionok a jellemzőek. A vérben

szállított egyéb szerves anyagok közül a glükóz, az aminosavak és a zsírsavak egyensúlya pontosan szabályozott. Annak ellenére, hogy a táplálkozás eredményeként mennyiségük a táplálék összetételétől függően növekedhet, egyúttal a szervezet igényeinek megfelelően elhasználódhat, mégis a szervezet sok hormonjának (pl. inzulin, glukagon, adrenalin stb.) együttes hatásaként kialakul az anyagok dinamikus egyensúlya A VÖRÖSVÉRSEJTEK Az alakos elemek legnagyobb mennyiségét a vörösvérsejtek adják. A jellegzetes, behorpadt koronghoz hasonló, "fánk" alakú sejtek a vörös csontvelőben képződnek (177.1) Beérésük előtt sejtmagjuk lebomlik ("horpadás"). A néhány mikrométeres sejtekből a vér egy köbmilliméterében átlagosan 4,5-5,5 millió található. Számuk a környezet oxigénkoncentrációjától függően módosulhat, hiszen feladatuk a légzési gázok - elsősorban az oxigén - szállítása. Az érés

során a v örösvérsejt nem csak a s ejtmagját, így a D NS- és RNS-tartalmát veszti el, hanem a mitokondriumokat és a Golgi-készülékeket is. A szükséges transzportfolyamatokhoz csak a glükolízisből nyerhet energiát. Képződésük a vér alacsony oxigéntartalmának hatására fokozódik. Hormonális szabályozás (a veséből felszabaduló eritropoetin) serkenti a vörös csontvelő működését. A képzéshez nélkülözhetetlenek a vitaminok, a B12 és a folsav a nukleinsavszintézishez, a B6 a porfirinváz képzéséhez, a C-vitamin pedig a folsav működőképességéhez szükséges. Bolíviában, az Andok 4000 m-es hegyein élő emberek vérében akár 6 millió vörösvérsejt is lehet köbmilliméterenként. Mi okozza az átlagostól való eltérést? Miért előnyös magaslati edzőtáborban készülni egy sportversenyre? Számítsd ki, hány darab vörösvérsejt van egy felnőtt emberben (a vértérfogat: 5 dm3, a vörösvérsejtszám: 5 millió/mm3)! Az

ember vérében a hemoglobinkoncentráció: 2,5 mmol/dm3. Egy hemoglobinmolekula 4 molekula oxigént képes egyszerre szállítani. Hány dm3 standard állapotú oxigéngázt szállít el az ember vére, miközben egyszer minden vérsejt körbeáramlik? Egy vörösvérsejt 3,1´10-11 g hemoglobint tartalmaz. Relatív molekulatömege: 6,6 ´ 104 g/mol. Hány molekula van átlagosan egy vörösvérsejtben? 177.1 A vörös csontvelő és az emberi szervezet fiatalkori és felnőttkori vörös csontvelője A vörösvérsejt fő tömegét a citoplazmájában található hemoglobin adja. A tüdőből a vérbe kerülő oxigén a vörösvérsejt sejthártyáján át kerül a hemoglobin hemjére. Leszorítja a hemoglobint eddig redukáló H+-iont, ami a HCO3 --ionnal szénsavat alkot. A képződő szénsav azonban vízre és széndioxidra bomlik. A CO2 parciális nyomása miatt passzívan a tüdőbe vándorol. A sejtben a folyamat során felhasználódó HCO3 --ionok folyamatosan pótlódnak a

vérplazmából, miközben a sejtből kloridionok lépnek ki, fenntartva ezzel a sejt és a vérplazma közötti töltésegyensúlyt. A CO2 vérplazmában elkeveredve is szállítódik, oldódik. Jelentősebb azonban, hogy reagál a vízzel, kialakítva a HCO3 --iont. Kismértékben ugyan, de képes a hemoglobin hemjéhez (az oldallánchoz) is kötődni, így szállítódni. Szállítódhat-e az oxigén a vérplazmában fizikailag oldódva? A vörösvérsejtek 100-120 napig életképesek. Pusztulásuk természetes körülmények között a lépben és a májban következik be. (1802) Az elöregedett vörösvérsejtek a megváltozó ozmotikus viszonyaik miatt a lépben szétesnek, bekövetkezik a hemolízis. A kiszabaduló hemoglobin fehérje része leválik, a porfirinváz felhasad, és a vasion kiszabadul. A lép- és a májsejtekben a porfirin vázból zöld, illetve vöröses színű festékanyag (biliverdin, bilirubin) alakul ki. Ezek az epe alkotójaként (epefestékek) a

bélcsatornába ürülnek, befolyásolva a széklet színét. 178.1 Avörösvérsejt hemoglobinjának oxigénszállítása a vér hőmérsékletének (1), a vér CO2parciális nyomásának (2) és a vér kémhatásának (3) függvényében 178.2 A vörösvérsejt gázszállítása ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Jelenthet-e előnyt az emlős számára, hogy az érett vörösvérsejtnek nincs sejtmagja? 2. Egészségesnek mondható-e az a 70 kg testsúlyú ember, akinek a vérében összesen 3 ´ 1013 db vörösvérsejt található? 3. Milyen formában szállíthat oxigént, illetve szén-dioxidot a vér? 4. Hogyan lehet mikroszkóppal a vér alakos elemeit megszámolni? 5. Mitől függ a vörösvérsejtek gázszállítása? A VÉRLEMEZKÉK ÉS A FEHÉRVÉRSEJTEK A VÉRLEMEZKÉK FUNKCIÓJA, A VÉRALVADÁS Avérlemezkék a vörös csontvelő őssejtjének citoplazmájából leválva alakulnak ki. Apró (2-4 mm), sejtmag nélküli sejtek. Számuk a vér egy köbmilliméterében kb 300 ezer

Jellegzetességük a "kitapadási készség": képesek érdes felülethez, sérült érfalhoz rögzülni. E kapcsolódás hatására belőlük anyagok szabadulnak fel, melyek a véralvadás folyamatának elindításában játszanak szerepet. (1791) Az ér sérülése esetén az érfal simaizomzata összehúzódik (érspazmus). Ez a m echanizmus elsősorban apró sérülések, horzsolások esetén zárhatja el a vér útját. Ezzel egy időben megindul a vérlemezkék kitapadása, amely vérrög (trombus) kialakulását eredményezi, a rög pedig elzárhatja a sérült részt. A véralvadást egy belső és/vagy egy külső hatás indíthatja be. A belső tényező az érfal sérülése (a szabaddá váló kollagénrostokhoz kapcsolódnak a vérlemezkék), vagy az (érpályából kikerülve) elektronnegatív, nedvesítő felszínnel történő érintkezés (pl. az üveg felülete). Külső tényezőként a sérült szövetből felszabaduló enzim szerepel Többlépcsős

reakciósorok - a vérplazma inaktív enzimjeinek az aktiválódása - eredményeként alakul ki az aktiváló komplex. Az aktiváló komplex a kalciumion jelenlétében aktiválja a vérplazma inaktív protrombinját. A véralvadás alapreakcióját, a fibrinogén (r) fibrin átalakulást a protrombinból kialakuló aktív enzim, a trombin katalizálja. A vízben oldható fibrinogén polimerizációjával vízben oldhatatlan fibrin alakul ki. E molekulák kezdetben egy összekapaszkodó, laza hálót képeznek, majd ez egyre tömöttebb - kovalens kötésekkel is erősített - szoros kötésű rendszerré alakul. Eközben a hálóba egyre több sejtes elem akad, melynek eredményeként kialakul a vérlepény. (1792) A lezajló bonyolult folyamatsor eredményeként létrejön a vérlepény, mely elzárhatja a sérült részt, és a sejtek megfelelő időn belül regenerálódva helyreállítják a szöveteket. (1793) 179.1 A véralvadás vázlata 1793 A vérlepény 179.2 Az ér

sérülésekor lezajló folyamatok: érösszehúzódás, kollagén rostok megjelenése (1), vérrög képződése (2) és véralvadás (3) A véralvadási időt a vér érpályából való kikerülésétől az első fibrinszálak megjelenéséig eltelt idővel jellemezhetjük. Átlagosan 2-10 perc alatt jelennek meg ezek, majd mennyiségük gyorsan gyarapszik. Hogyan akadályozható meg a véralvadás? A véralvadás feltételei közül bármelyik hiánya megakadályozza a v érlepény kialakulását. A legkönnyebb a Ca2+-ion eltávolítása. Miért a szerves sókat (Na-oxalát, Na-citrát) részesítjük előnyben a szervetlenekkel szemben a folyamatban? Az átalakulási folyamatsorba avatkozik be a heparin és a piócában termelődő hirudin is, megakadályozva ezzel a vér megalvadását. Két óraüveg közül az egyikre csepegtess megolvasztott paraffint úgy, hogy befedje a felületet. Mindkettőre önts néhány csepp vért. Figyeld meg, mennyi idő alatt következik be a

véralvadás? Mi okozza a tapasztalt eltérést? A vérlepény állás közben "ülepedik", miközben egy sárgás folyadék nyomódik ki belőle. Ez a vérszérum vagy vérsavó. Vérszérum (vérsavó): a fibrinogén-/fibrinmentes vérplazma. Amennyiben vérlemezkék nem vesznek részt véralvadási folyamatban, akkor 8-9 nap múlva a májban vagy a lépben lebomlanak. A FEHÉRVÉRSEJTEK A szervezet fehérvérsejtjeit felépítésük és a védekezésben betöltött szerepük alapján két fő csoportra osztjuk. A vörös csontvelőben létrejövő nagyobb méretű falósejtek amőboid mozgásra és bekebelezésre képesek. Könnyen kijuthatnak a szövetek közé, a vérben egyszerre csak néhány százalékukat találjuk. 180.1 A vörösvérsejt képződésének szabályozása 180.2 A vörösvérsejtek pusztulása A falósejtek közé a monociták és a granulociták tartoznak. A sejtek alakja mozgásuk miatt változatos. A monociták (makrofágok) a legnagyobb

fehérvérsejtek Fontos szerepük van a bekerült antigének a limfocitáknak való bemutatásában, az endocitózis utáni lebontásában. Alizoszómában a monocita a szuperoxidon keresztül hidrogénperoxidot, majd hipokloritaniont képez, amivel elpusztítja a baktériumokat. A granulociták (mikrofágok) valamivel kisebb, karéjos magvú sejtek. Nevüket a citoplazmájukban található sajátságosan festődő szemcsékről kapták. Nagyon érzékenyek a limfocitákból, illetve a kórokozókból felszabaduló kémiai anyagokra. Kemotaxissal közelítenek az an yag felszabadulásának helyéhez, ahol kilépnek a kapillárisokból. A feladatuk a sejtek, a mikroorganizmusok bekebelezése A nyiroksejtek (limfociták) kisebbek, nagy kerekded sejtmaggal rendelkeznek. Őssejtjeik a vörös csontvelőben alakulnak ki, de még embrionális korban átkerülnek a nyirokszervekbe. Nevüket arról kapták, hogy a sejtek az ember megszületése után már csak a nyirokrendszerben termelődnek.

A fehérvérsejtek rövid életidejük (1-2 hét) és viszonylag kis számuk (6000-8000 db/mm3) ellenére nélkülözhetetlenek a szervezet védekezésében, az immunitásban. 181.1 Az emberi vér alakos elemeinek összehasonlítása 181.2 A fehérvérsejtek típusai: granulocita (1), monocita (2) és nyiroksejt (3) A VÉRKÉPZŐRENDSZER BETEGSÉGEI Amennyiben a bonyolult véralvadási rendszer egyik tagja hiányzik, akkor kóros vérzékenység (hemofília) alakul ki. Ekkor a vérlepény kialakulása az átlagos véralvadási időnél sokkal lassúbb vagy elmarad, így a szervezet homeosztázisa állandó veszélyben van. Ennek ellentéte kóros túlműködés esetén, ha fokozott véralvadási készség jelentkezik. Fellép a trombózis állapota, vérrög képződik az érpályában. Vérszegénységről (anémia) akkor beszélünk, ha a vörösvértestek mennyisége, az oxigénszállítás lehetősége csökken. Jelentős vérveszteség a vörös vérsejtek fokozott pusztulása

vagy azok képződési zavara következtében alakulhat ki. Vashiányos vérszegénység következik be, ha az elfogyasztott táplálék vastartalma kisebb a szükségesnél. Nőknél kialakulhat menstruációs zavarok hatására is Jellegzetes tünete a fáradtság, az étvágytalanság, a f ejfájás. Mivel a vas nehezen szívódik fel a t ápcsatornából, sokat el kell belőle a táplálékkal fogyasztani. A hiányzó vasat az állati belsőségekből (máj, szív, vese stb.), a tojásból, a növények közül - bár jóval kisebb mennyiségben tartalmaznak vasat - a spenótból, a burgonyából vagy a savanyú káposztából lehet pótolni. A B12-vitamin és a folsav nélkülözhetetlen a vörösvérsejtek képződéséhez. E vitaminok hiánya vészes vérszegénységet eredményez. Öröklődő betegség a hemoglobin hibás térszerkezete miatt kialakuló sarlósejtes vérszegénység. A sarló alakú vörös vérsejtek rossz oxigénszállítása, az oxigénhiány a b eteg

halálához vezet. Fehérvérűség (leukémia) esetén a vörös csontvelő sejtjei a szükségesnél jóval több fehérvérsejtet hoznak létre. Aszervezetben zajló gyulladásos folyamatok esetén is jelentősen megnőhet a fehérvérsejtszám, de a fehérvérűség kialakulásakor akár százezer fehérvérsejt is lehet 1 mm3 vérben. A sejtek éretlenek, nem működnek megfelelően, és más vérsejtek képződését is gátolják. Érdemi segítséget jelenleg csak a sikeres csontvelő-átültetés nyújthat A születéskor az utód köldökvénájából vett sejtek (őssejtek) lehűtve hosszú ideig eltarthatók. Mivel e sejtekből elvileg a szervezet bármely sejtje kialakulhat, beültethetők a kémiai anyagokkal elpusztított csontvelő helyére is. Ez az új kísérleti program nagy lehetőséget adhat számos más betegség gyógyításához is. 182.1 Leukémiás ember vérképe 182.2 Sarlósejtes vérszegénység ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen különbség van a vér

alakos elemeinek megjelenésében? 2. Megalvad-e állás közben az alakos elemektől elkülönített vérplazma? 3. Megalvadhat-e a vér az érpálya sérülése nélkül? 4. Milyen betegségek jelenhetnek meg a vérrel kapcsolatban? 5. Okozhat-e vérképzési zavart a helytelen táplálkozás? AZ ÉRTÍPUSOK ÖSSZEHASONLÍTÁSA, A HAJSZÁLEREK MŰKÖDÉSE Az ember vérkeringésének központja a négyüregű szív, mely két vérkörrel tart kapcsolatot. A zárt keringési rendszer vérköreit az artériák, a vénák és a l egkisebb artériákat a l egkisebb vénákkal összekötő kapillárisok alkotják. Artéria (verőér, ütőér): a szív kamráiból a szervek felé vezető rugalmas falú ér. Véna (gyűjtőér, visszér): a szív pitvaraiba vezető tágulékony falú ér. Kapilláris (hajszálér): a kisartériát és a kisvénát összekötő vékonyfalú ér. - artéria-véna kapilláris: a kisartériát és a kisvénát összekötő, simaizom-elemeket is tartalmazó

kapilláris. - valódi kapilláris: az artéria-véna kapillárisból kiágazó kapilláris. Mindhárom értípus belső felületét egyrétegű laphám alkotja. Az artériák laphámját a kötőszövet mellett jelentős mennyiségű simaizom borítja, mely tartást kölcsönöz az artériáknak. Az eret savós hártya rögzíti a környező szövetekhez Az érfal rugalmassága biztosítja, hogy a szív ritmikus működése ellenére az artériában a véráramlás - ha nem is egyenletes, de - folyamatos legyen. A vénák felépítése hasonló az artériákhoz, de falában nagyobb a kötőszövet aránya a simaizomhoz képest. Ez kisebb rugalmasságot, azonban sokkal nagyobb tágulékonyságot kölcsönöz az érnek. Könnyen befogadja a vért, ugyanakkor benne a vérnyomás alacsony Mivel a vékonyabb fal nem biztosít megfelelő tartást, ezért a véna keresztmetszete általában ovális. A vér áramlása lassú, ennek ellensúlyozására billentyűk alakultak ki (1831)

Figyeld meg, mi ta pasztalható a két értípus nyomás-térfogatváltozásának összefüggésben (183.3)! Milyen következtetést vonhatsz le az aorta viselkedése és a szervezetben betöltött szerepe között? Miben tér el ettől a nagyvéna működése? Előnyös-e ez a szervezet számára? 183.1 Az artéria (1) és a véna (2) szövettani felépítésének összehasonlítása 183.2 A test érrendszere 183.3 Kísérlet: a két értípus viselkedése az értérfogatvérnyomás összefüggésében Nem minden vénánkban van billentyű. Amíg a végtagok visszereiben jelentős a számuk, addig a gerincoszlop közelében futó, függőleges nagyvénákból hiányoznak. A felegyenesedett emberben a közel vízszintes bordák között futó vénákban viszont szintén megtalálhatók. Mi a jelenség magyarázata? A kapillárisok falát csak laphámsejtek alkotják, legfeljebb az eredésüknél találunk simaizomelemeket. Ezek összehúzódása és elernyedése szabályozza a vér

kapillárisba történő áramlását. Vizsgáld meg a 184.3 ábrát! Milyen összefüggés van az erek összkeresztmetszete és a véráramlás sebessége között? A kapillárisok szerepe a vér és a szöveti folyadék közötti anyagkicserélődés biztosítása. A szervek hajszálereinek összkeresztmetszete ugrásszerűen megnő, ami nagy felületet eredményez, a vér lassuló áramlása pedig megfelelő időt ad az anyagok kicserélődéséhez. A hajszálereket alkotó sejtek membránja féligáteresztő hártyaként működik, melyen csak bizonyos méretnél kisebb anyagok juthatnak át. Az anyagok diffúzióval, a koncentrációkülönbségnek (parciális nyomáskülönbségnek) megfelelően jutnak át a membránon. Egyes kapillárisok - a bélfal, a belső elválasztású mirigyek és a vese egyes részeinek kapillárisai - falán a működést szolgálva akár a 10 nm-nél nagyobb anyagok is átjuthatnak. Ugyanakkor az agy hajszálerei fokozott szűrőhatással védik az

idegszövetet (vér-agy gát). A diffúzió mellett sokkal erőteljesebb hatások is érvényesülnek. A kapillárison átfolyó vér és szöveti folyadék között ugyanis hidrosztatikai és ozmotikus nyomáskülönbség is van. E két nyomáskülönbség eredője szabja meg a hajszálér falán át bekövetkező folyadékmozgást. 184.1 A kapillárisok 184.2 A véráramlás jellemzői a nagyvérkörben 184.3 A kapillárisban lezajló folyamatok A vér hidrosztatikai nyomása a kapilláris artériás végén magasabb (4 kPa), mint a szöveti folyadék nyomása (0 kPa). A különbség a víz és a kisebb méretű anyagok (ionok, glükóz, aminosavak, O2 stb.) egy részének kinyomódását eredményezi, ami csökkenti a hidrosztatikus nyomáskülönbséget. A vérplazma fehérjéi maradnak a kapillárisban, így a vérből kinyomódó folyadék gyakorlatilag fehérjementes vérplazma, szűrlet. Szűrlet: a fehérjementes vérplazma. A vérplazma és a szövetnedv között

ozmózisnyomás- különbség (kb. 2,7 kPa) tapasztalható Ezt a vérben található fehérjék jelenléte eredményezi, hiszen a szöveti folyadék gyakorlatilag fehérjementes. A kapilláris középső részéig a szűrlet képződése olymértékben csökkenti a hidrosztatikus nyomáskülönbséget, hogy innen az ozmotikus nyomás hatása is érvényesülhet. Az ozmózisból adódó vízmozgás a szövet felől a vérbe irányul, és megindul az anyagok visszaáramlása. A vérbe kerül a s ejtek által leadott CO2, a b omlástermékek, a f elesleges anyagok, és visszakerül a víz jelentős része is. A víz teljes mennyisége nem képes visszaáramolni a hajszálér vénás szakaszán. Vajon miért nem? Milyen következménye lehet ennek? A víz ki- és visszaáramlásának különböző mértéke a szövetnedv felszaporodását okozná. Ezt a vérkeringést kiegészítő nyirokrendszer erei küszöbölik ki. A szövetekből vakon eredő nyirokkapillárisok felveszik a felesleges

szövetnedvet, és a szív előtt visszajuttatják a vérbe. Így a szövetek és a vér között dinamikus egyensúly alakul ki. A fehérje-anyagcsere zavara miatt csökkenhet a v érplazma fehérjéinek koncentrációja. Milyen következménye lehet e betegségnek a szervezet működésére? 185.1 Az értípusok összehasonlítása ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hogyan függ össze az egyes értípusok felépítése működésükkel? 2. Mi okozza a szűrlet kialakulását a szövetekben? A SZÍV SZERKEZETE ÉS MŰKÖDÉSE Az érrendszerben áramló vér mozgását elsősorban a szív pumpáló mozgása biztosítja. Az ember szíve a mellüreg felső részén, középen van felfüggesztve. Balra elhajlik, hiszen négy ürege (bal pitvar, bal kamra, jobb pitvar, jobb kamra) közül a bal kamra fala a legvastagabb. A szív nagysága megközelítően akkora, mint az egyén ökle, tömege testsúlykilogrammonként 4 g, azaz egy 80 kg-os férfinek kb. 320 grammos szíve van Kinek nagyobb a

szíve: egy 180 cm magas és 75 kg testsúlyú, vagy egy 180 cm-es és 105 kgos embernek? Miért? Szövettani felépítése hasonló az erekéhez. Az üregeket belülről egyrétegű laphám és vékony kötőszövet, vagyis a szívbelhártya béleli. A szív fő tömegét az eltérő vastagságú szívizomszövet adja. A szervet kívülről borító szívburok savós folyadékot termelve biztosítja a szív könnyű elmozdulását a környező szervekhez képest. (1862) Hogyan épül fel a szívizomszövet? Mi jellemzi a működését? A szív automatikus működésű, saját ingerkeltő és -vezető rendszere van, amely speciális szívizomsejtekből épül fel. E sejtek mérete kisebb a m unkaizomzat sejtjeinél, és lényegesen nagyobb a N a+áteresztőképességük. Ez utóbbi tulajdonság miatt alakulhat ki ciklusos változássor a membránpotenciálban, ami lehetővé teszi a szabályozó rendszerek nélküli működést (automácia). Az összehúzódás végén az akciós

potenciál repolarizációja során visszaáll a s ejt nyugalmi állapota, az ionok visszarendeződnek. A membrán két oldala között nő a feszültség, ami az ingerkeltő rendszer sejtjeire ingerként hat, és a membrán Na+- csatornái ismét kinyílnak, kialakul az akciós potenciál. A folyamat ciklusosan ismétlődik 186.1 A szív felépítése és izomzata 186.2 A szív szövettani felépítése A jobb pitvar falában lévő szinuszcsomó percenként átlagosan 72-szer kelt ingerületet, ami a jobb, majd a bal pitvar munkaizomzatára terjed. Működését idegi és hormonális hatások módosíthatják. Az izmoktól az ingervezető rendszer további tagjai juttatják a k amrák csúcsi részének izomzatához. A pitvarok - szinte egyszerre - föntről lefelé húzódnak össze, továbbítva a kamrákba a vért. A pitvarok és a kamrák találkozásánál található a szinuszcsomóval azonos felépítésű pitvarkamrai csomó. Ez az ingerületet a His-kötegbe továbbítja,

ami a potenciálváltozást a kamrák közötti válaszfalba juttatja. A pitvarok összehúzódásának hatása különben nem juthatna át a kamrák izomzatára, mert a pitvarokat és a kamrákat kötőszövet választja el egymástól. A Hisköteg elágazik, és a két Tawara-szár vezeti tovább a s zív csúcsa felé az ingerületet Ezek a csúcsnál nagyon vékony szálakra oszlanak (Purkinje-rostok), melyek a kamra munkaizomzatát ingerlik. Ennek következtében a kamrák izomzata a csúcstól a pitvarok irányában húzódik össze, így az artériákba pumpálódik a vér. Egy kamra összehúzódásakor 70-80 ml vért képes kilökni (kamratérfogat). Keringési perctérfogat: a b al kamrából egy perc alatt kilökött vértérfogat. Az egy összehúzódáskor kilökött vértérfogat (akár 1,5-szeresére fokozható) az egy perc alatti összehúzódások számának (akár 2,5-szeresére fokozható) szorzata. Az edzett emberekben fokozott energiaigény esetén a k eringési

perctérfogat növekedése elsősorban az egyszerre kilökött vértérfogat (kamratérfogat) növelésével következik be. Miért előnyösebb ez az összehúzódások számának fokozásánál? Az összehúzódó izomzat működése során elektromos áram keletkezik. A test szövetei jól vezetik az elektromosságot, így a bőrfelületről is elvezethető a szívben kialakult feszültségváltozás. Ennek grafikus megjelenítésével egy jellegzetes görbét, az EKG-t (elektrokardiogram) kapjuk. 187.1 A szív ingerkeltő és vezető rendszere 187.2 A szív működése (a szívciklus) 187.3 A szívműködés és az EKG elvezetési módja Azt, hogy a kamrából ne az éppen elernyedő pitvarokba kerüljön a vér, a pitvarok és a kamrák között található vitorlás billentyűk akadályozzák meg. Az üregeket egymástól a kötőszövetes vitorlák zárják el, melyek széléhez ínhúrok kapcsolódnak. Ezek a kötőszöveti rostok rögzítik a vitorlákat a kamra

izomzatának kidudorodásaihoz, a szemölcsizmokhoz. A pitvar összehúzódása közben a kamra izomzata elernyed. A pitvarban megemelkedő nyomás miatt a kamra felé préselődik a vér, egyúttal az ellapuló szemölcsizmok - az ínhúrok közvetítésével - meghúzzák a vitorlákat. A pitvarok felőli nyomóerő és az ínhúrok húzása miatt kinyílnak a vitorlák, és a vér a kamrába áramlik. A szívciklus következő szakaszában a kamraizomzat összehúzódik, miközben a pitvarfal elernyed. A vitorlás billentyű bezáródva megakadályozza a vérnek a pitvarba történő visszaáramlását. Mi zárhatja be a billentyűt? A kamrákból kivezető artériák kezdetén a félhold alakú (zsebes) billentyűket találjuk, melyek a vér kamrákba történő visszaáramlását akadályozzák meg. A félhold alakú vagy zsebes billentyűt a vér nyomásviszonyainak változása mozgatja. A kamra összehúzódásakor a növekvő nyomás széttolja a kötőszövetes zsebeket, így

a vér az artériába kerülhet. Az érfal kitágulását annak összehúzódása követi, ami a vér egy részét visszafelé préselné az éppen táguló kamrába, azonban a f olyadék "beleakad" a z sebekbe, melyek a felépítésük miatt összezárulnak, és ezzel megakadályozzák a visszaáramlást. A nyomáskülönbség hatására létrejövő egyirányú folyadékmozgás a szív billentyűinek köszönhető. Vizsgáljuk meg a szívizom összehúzódását és közben lezajló akciós potenciálját! Az akciós potenciál eltér az idegsejteknél megfigyelhető változássortól. A Na+-csatornák záródása után a várhatónál lassabban áll vissza a n yugalmi potenciál, ún. pl ató iktatódik be Ez a szívizomsejtmembrán Ca2+-csatornáinak megnyílása miatt következik be. Merre áramlik a Ca-ion? A folyamat végén visszaáll a n yugalmi potenciál, de ekkorra már az izom elernyedése is bekövetkezik. Ingerelhető-e a s zívizom az i zom-összehúzódás

ideje alatt? Mi a következménye ennek? 188.1 A szívbillentyűk 188.2 A szív akciós potenciálja Figyeld meg, hogyan dobog a szíved! Két hangot - egy erősebbet és egy gyengébbet - hallunk. A kamrák összehúzódásakor (szisztole) a vitorlás billentyűk nagy erővel csapódnak be, ez adja az első, erősebb hangot. A második, gyengébb hang a kamrák elernyedésekor (diasztole) becsapódó félhold alakú billentyűktől származik. Megfelelő műszerrel másik két szívhang is megfigyelhető. Vajon ezek mi miatt érzékelhetők? A szív az ember egész életében működik. Ehhez rengeteg energiát kell felhasználnia, nélkülözhetetlen a jó oxigén- és tápanyag-ellátottság. Egy felnőtt, átlagos tömegű ember teste nyugalomban 7000-7600 kJ energiát használ el naponta, melynek 20%-a a szívműködéshez használódik fel. Az aortából kiágazó koszorúér-rendszer biztosítja a szívizom anyagokkal való ellátását. A két fő ág dúsan elágazik, és

az egyre kisebb artériák számtalan kapillárisra oszlanak. Az összeszedődő koszorúvénák a jobb pitvarba vezető testi nagyvénákba torkollanak. A szív megbetegedése lehet veleszületett, de gyakoribbak az egyedi élet során jelentkező elváltozások. Ezek lehetnek gyulladásos megbetegedések, de az ingerkeltő- és vezetőrendszer vagy a koszorúerek működésével összefüggő problémák is nagyon gyakoriak. A hüllőknél a kamrák közötti válaszfal csak a krokodiloknál zárt. Az ember egyedfejlődése során előfordulhat, hogy a két szívfél közötti válaszfal bezárulása nem következik be. Ez egy atavisztikus - "ősökre való visszaütés" - jelleg. Gyulladásos megbetegedés kialakulhat a szívbelhártya, a szívizom és a szívburok kisebbnagyobb területén. Ezek oka elsősorban a reumás láz, mely más betegségek (pl ismétlődő mandulagyulladás) következtében alakulhat ki. A szívbelhártya-gyulladás a billentyűk működésében

okoz zavart. Következményeként a billentyűk zsugorodnak, ami rossz záródást eredményez, és keringési elégtelenséget okozhat. A megbetegedés időben történő felderítése - a szívkatéterezés, a kontrasztanyagok használata - javíthatja a gyógyulás esélyét. A szívbelhártya-gyulladás következtében leggyakrabban a szervezet teljesítőképessége gyengül, fáradékonyság, légszomj jelentkezik. Miért? A szívritmuszavar rontja a szívműködés hatékonyságát. Ez egy elektromos ingerkeltő (pacemaker) beültetésével javítható. (1892) A koszorúerek megbetegedése is súlyos veszélyeket rejt. Ezek szűkülete múló szívtáji szorító fájdalmat (angina pectoris) okoz. Az erek hirtelen elzáródása hosszan tartó, tűrhetetlen, erős fájdalmat okozó, gyakran halálos szívinfarktushoz vezet. Nagyon sok vizsgálat bizonyította, hogy a kevés mozgás, a rendszertelen, sok izgalommal járó életvitel, a dohányzás, a túlzott elhízás a szív-

és érrendszeri betegségek legkomolyabb rizikófaktorai. Elkerülésük legcélravezetőbb módszere az egészséges életmód, a megelőzés 189.1 A szív koszorúerei 189.2 Szívpacemaker ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért jobb a betegséget megelőzni, mint kezelni? 2. Miért a keringési rendszer betegségei veszélyeztetik leginkább a magyar népességet? A KIS ÉS A NAGY VÉRKÖR FUNKCIÓJA Az érrendszerben kis és nagy vérkört különítünk el. A szív jobb kamrájából kilépő artéria - a tüdőartéria - a testből a jobb pitvarba érkezett, szén-dioxidban dús vért vezeti a tüdőbe. A tüdőben a dúsan elágazó erek egyre kisebb artériákra, végül hajszálerekre oszlanak. A tüdő légzőfelületét behálózó számtalan kapillárisban áramló vér és a beszívott levegő között kicserélődnek a gázok. Ugyanekkor a tüdő szövetei tápanyagot kapnak, és bomlástermékeiket a kapillárisokba adják le. A kisebb visszerek összegyűjtik a

hajszálerekből a vért, ami a tüdővénán keresztül a bal pitvarba jut. Ez a kis vérkör A szív bal kamrájából kilépő aortával kezdődik a nagy vérkör. A főverőérből, az aortából kiágaznak a koszorúerek, valamint az agy és a szív alatti területek felé vezető artériák. Az egyes szervekhez egy-egy artéria fut, ellátva azokat oxigénnel, tápanyagokkal. A szervek - a szív, a b elek, a v esék, a m áj stb. - egymással párhuzamosan kapcsoltak A szívből kilökött vértérfogat a szükségletnek megfelelően oszlik el a szervek között. A vér eloszlását a hormon- és idegrendszer szabályozza. A szervekben a kisartériák kapillárisokra oszlanak. A nagy felületen az anyagok a koncentrációkülönbségnek megfelelően kicserélődnek, majd a hajszálerek kisvénákba szedődnek össze. A szervekből kilépő egy-egy véna a testi nagyvénában egyesül, mely a szív jobb pitvarába vezet. A szív feletti szervekből távozó vér is egy közös

nagyvénába kerül, ami szintén a jobb pitvarba juttatja az összegyűjtött testfolyadékot. Vizsgáld meg a táblázatot és a grafikont! Milyen összefüggés van az erek összkeresztmetszete és a véráramlás sebessége között? Miért előnyös a szervek kapillárisainak hatalmas összkeresztmetszete, és a bennük lévő lassú véráramlás? 190.1 Az ember keringési rendszere 190.2 Véreloszlás a nagy vérkörben A felnőtt ember testében a kapillárisok összes felülete 6300 m2. Számuk több mint 6 millió Ezekbe a t eljes vértérfogat elférne. Mi történne, ha valóban egyszerre nyílna meg az összes kapilláris? A szív összehúzódása és elernyedése periodikusan löki a vért az artériákba. Ez azt eredményezné, hogy a szervek a szívkamrák elernyedésekor nem kapnának vért, ami például az agy számára végzetes lenne. A bal kamrából kivezető aorta, a testi nagyartéria rugalmassága a szakaszos szívműködés hatását folyamatos - de nem

egyenletes - véráramlássá alakítja. A kamrából távozó vér nyomására az aorta kitágul és befogadja az adott vértérfogatot. Miközben a szív elernyed, az aorta simaizomzata az erő hatására összehúzódik, ami - a szívösszehúzódáshoz képest kisebb nyomással - továbbpréseli a folyadékot az egyre kisebb átmérőjű artériák felé (az aorta rezervoár funkciója). Az artériák összességét nevezzük artériás rendszernek. Az artériákban a vér gyors áramlását a szív által létrehozott nagy nyomáskülönbség eredményezi. Az áramlást az összkeresztmetszet növekedése és a szövetek ellenállása lassítja. A vénás rendszerbe a vénák összessége tartozik. Bennük az érfal sajátosságai és a kis vérnyomáskülönbség miatt további, áramlást segítő tényezők is hatnak. A billentyűk jelenléte biztosítja a vér egyirányú mozgását. Ezek hatása a végtagok vénáiban a legjelentősebb A vékony érfal nem tud ellenállni

a vázizmok összehúzódásakor ráható nyomóerőnek, így az izom összehúzódásai alkalmával az érből kipréselődik a vér, elernyedéskor viszont fokozott beáramlást tapasztalunk. Ez a jelenség az izompumpa, mely nagymértékben elősegíti a véráramlást. Jelentős még a vénák tágulékony fala miatt a jobb szívfél elernyedésekor, a mellüregben pedig a belégzéskor létrejövő szívóhatás is (negatív mellűri nyomás). Mindezekhez kismértékben hozzájárul a véna saját izomzata is. 191.1 Az érrendszer elemeinek összehasonlítása 191.2 A nagy vérkör nyomásváltozásai 191.3 Az izompumpa A keringési rendszerben áramló testfolyadék nyomást gyakorol az erek falára. Ez a vérnyomás. Mérése több módon történhet Az általánosan használt módszer elve, hogy a bal felkar köré egy rugalmas, légmentesen zárható gumimandzsettát csavarunk. A mandzsettához futó két cső egyikére nyomásmérőt kapcsolunk, ami méri a gumizsákban

uralkodó nyomást, míg a másikon keresztül a levegőt pumpáljuk. A zsákban a növekvő nyomás elszorítja a felkar belső részén futó artériát, megáll a véráramlás. Kezdődhet a mérés! A könyökhajlaton az artéria fölé hallgatót (fonendoszkópot) helyezve hallgatjuk a véráramlás hangját, miközben lassan kiengedjük a levegőt a mandzsettából. A nyomást addig csökkentjük, amíg az érben jelentkező nyomás átlöki a vért az elzárt érszakaszon. Ezt az áramló vér surranó hangja jelzi Ekkor mérhető az érben uralkodó legnagyobb nyomás (szisztolés nyomás). Mikor alakul ki az érben a legnagyobb nyomás? Tovább csökkentve a mandzsettában a nyomást, a zúgó hang adott nyomásértéken ismét megszűnik. Ez az a legkisebb nyomás, ami megszünteti az ér összenyomott állapotát, és amely a bal kamra elernyedésekor mérhető az érben (diasztolés nyomás). A vérnyomást e két értékkel jellemezzük. A fiatal szervezetben 120/80

(Hgmm-ben), illetve 16/11 (kPa-ban) az ideális vérnyomás. Miért szerepel két érték? Fontos-e a két érték közötti megfelelő különbség? A vérnyomás értéke függ a keringési rendszerben lévő vér mennyiségétől, a szívműködés intenzitásától (keringési perctérfogat) és az erek rugalmasságától. Régebben miért kezelték piócáknak testre helyezésével a "gutaütött" (a magas vérnyomás következtében agyvérzést kapott) embert? Miért nő a korral az ember vérnyomása? A VÉRKERINGÉS SZABÁLYOZÁSÁNAK LÉNYEGE A szervezet folyamatosan alkalmazkodik a k örnyezet változásaihoz. Így a s zervek működéséhez tápanyagot és oxigént juttató, onnan a bomlástermékeket elszállító vérkeringés is szinte percrőlpercre változik. A vérkeringés szabályozását a hormonrendszer és az idegrendszer vegetatív működési része biztosítja. E szabályozás három - egymással szorosan összefüggő - területen jelentkezik Az

idegi és hormonális szabályozás a szív működésében módosíthatja az összehúzódások számát, erejét, a kilökött vér mennyiségét, míg a szervezet egészét tekintve befolyásolja a vérnyomást és a vér egyes szervek közötti eloszlását. 192.1 A vérnyomás mérése 192.2 Az egyes szervek vérellátása nyugalomban és terheléskor (1), illetve a szerv tömegére vonatkoztatva (2) A szív automatikus működésű, de ezt a szervezet aktuális állapotának megfelelően módosítani kell. A nyúltagyban található központ szimpatikus hatásával, a gerincvelő mellkasi szakaszának 1-5. idegén keresztül gyorsítja, míg a bolygóideg paraszimpatikus rostjain keresztül lassítja a szívet. A hormonok közül az adrenalin növeli az összehúzódások számát A véreloszlás szabályozása az erek átmérőjének megváltoztatásával és a valódi kapillárisok nyitásával/zárásával valósul meg. Az agy és a v ese vérellátása viszonylag

állandó, viszont a bőr, a tápcsatorna, a vázizomzat érrendszerében jelentős vértérfogati változások következhetnek be a szervezet állapotától függően. Ezeket a neuroendokrin rendszer szimpatikus, paraszimpatikus és enterális idegi hatásokkal, valamint hormonokkal (pl. adrenalin) szabályozza. A vérnyomás elsősorban az erek átmérőjének a változtatásával szabályozható. A vér CO2 tartalmának növekedése közvetlenül ingerli a nyúltagy érszűkítő központját. Ugyancsak itt fejtik ki hatásukat az aortaív és a nyaki verőér falában található, a vér oxigéntartalmának csökkenését érzékelő kemoreceptorok jelzései is. A kialakuló potenciálváltozás-sort a bolygóideg (X.) juttatja a nyúltagyba (közvetett ingerlés) Az érszűkítő központ a leszálló vegetatív pályák, majd az idegek vegetatív rostjainak közvetítésével az erek simaizomzatának összehúzódását váltja ki. Az ér szűkülése következtében emelkedik a

vérnyomás. Amennyiben a vérnyomás túl magas, azt az erek falában található nyomásérzékelő (baro-) receptorok jelzik a X. agyideg közvetítésével, a nyúltvelői érszűkítést gátló központnak, ami az érszűkítő központ működését gátolja. Ennek eredményeként a simaizmok összehúzódását kiváltó hatás csökken, az erek simaizmai elernyednek, és a vérnyomás csökken. VESZÉLYEK A PERIFÉRIÁS KERINGÉSI RENDSZERBEN Az egészséges emberek vérnyomása is változik, kisebb mértékben ingadozik. Az állandó idegfeszültség, az izgalom, a f élelem az agykérgen keresztül befolyásolja, megzavarja a vérkeringés szabályozó központját, és kialakulhat a magasvérnyomás-betegség. Kiváltó okai lehetnek még a szervi elváltozások, az érelmeszesedés, sőt akár a fokozott konyhasóbevitel is. Gyakran más betegségekhez is társul. A vesegyulladást, a m ellékvese, az agyalapi mirigy megbetegedését rendszerint magas vérnyomás kíséri.

193.1 A szívműködés és a vérnyomás szabályozása Az alacsony vérnyomás tünetei - a szédülés, a f ejfájás, az ájulásérzés - gyakran hirtelen helyváltoztatás esetén, felálláskor jelentkeznek. Ilyenkor a p ontatlan szabályozás következtében a keringés nem tud alkalmazkodni. A vérnyomás nagymértékű csökkenése ájulást okoz. Ennél súlyosabb keringési elégtelenség a sokk. Ekkor a vérnyomásesést a keringő vér gyors csökkenése kíséri, mert a hajszálerek testszerte megnyílnak. A szívbe kevés vér jut és a k eringési rendszer összeomlik A nyomásesést kiváltó ok megszüntetésének és szívserkentő, érszűkítő gyógyszereknek a hatására a keringés rendeződik. A vénák vékonyabb fala - különösen az álló munkát végzők alsó végtagjaiban - kevésbé képes ellenállni a nagyobb terhelésnek. Visszértágulat alakulhat ki, ami gyakran gyulladásossá válhat. Az erek megbetegedései között az érgyulladás és az

érsérülések mellett az érelmeszesedés az egyik leggyakoribb. Ilyenkor az érfal rugalmassága csökken, egyenetlenné válik, a vérből zsírok rakódnak rá, így szűkül az ér keresztmetszete. Az elpusztult szövetek helyén a betegség kifejlődésének második fázisában mész rakódhat az ér laphámjára. A szűkületek következtében vérrögök akadhatnak fel, bekövetkezhet a trombózis. Amennyiben a vérrög elzárja az eret, meggátolja a mögötte lévő terület vérellátását. 194.1 Érelzáródás (1) miatti szövetelhalás (2) és annak szövettani képe (3) a szívben 194.2 Visszértágulat 194.3 Egészséges (1) és elmeszesedett (2) artéria ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért jár együtt az érelmeszesedés a magas vérnyomással? 2. Miért eredményez ájulást a nagymértékű vérnyomáscsökkenés? 3. Az érelmeszesedés nem pontos megjelölése a betegségnek Vajon miért? A NYIROKRENDSZER ÉS AZ IMMUNITÁS A vérkeringés kapillárisainak feladata a

szövetek számára hasznosítható anyagok leadása és a felesleges anyagok felvétele. A kapillárisból távozó anyagok mennyisége mindig több, mint az oda bejutóké. A sejtek között így egyre nő a szövetközti folyadék mennyisége A sejtközötti folyadék visszajuttatására alakult ki a nyirokkeringés. Aszövetekből vakon kezdődő nyirokkapillárisok indulnak, melyek összegyűjtik a felesleges folyadékot, mely mint nyirok áramlik a szív felé. A nyirokkapillárisok egyre nagyobb nyirokerekbe szedődnek össze, melyek áthaladnak a nyirokcsomókon és a nyirokszerveken. A nyirokcsomók a test hajlataiban és a szervek mentén található kerekded rendszerek. Kötőszöveti tok veszi őket körül, melyről válaszfalak indulnak befelé. A nyirok egyirányú áramlását billentyűk biztosítják. A nyirokcsomóba a több nyirokéren kívül artéria is belép, melyből fehérjék kerülhetnek a nyirokba, valamint fehérvérsejtek cserélődhetnek ki. Minden

nyirokcsomókból egy vastagabb nyirokér és egy véna vezet kifelé A válaszfalak által elkülönített térrészekben recés kötőszövetben találjuk a nyiroktüszőket. A falósejtek és a limfociták a nyirokban lévő idegen anyagok ellen védekeznek, és "megszűrik" azokat. Miért vizsgálja az orvos a betegség gyanújával jelentkező egyén nyirokcsomóit? A test szív alatti területéről érkező nyirokerek a mellvezetékbe kapcsolódnak, ami a jobb pitvar előtt a testi nagyvénába torkollik, vagyis a nyirok (szövetközti folyadék egy része és fehérjék) visszajut a vérbe. A szív fölötti területen képződő folyadékot is - a mellvezetéknél jóval kisebb átmérőjű - nyirokér szállítja a nagyvénába. A nyirokkeringésben a nyirok nagyon lassan áramlik annak ellenére, hogy több tényező is segíti a mozgatást. Nyomáskülönbséget okoz a vázizmokban jelentkező izompumpa, az áramlást segítik a n yirokerek falában szétszórva

található simaizomelemek, valamint a szívóhatás is. Az ödéma a szövetközti folyadék felszaporodása a szervben. Ödémásodás esetén miért vizsgálják meg a szív működését is? Elsődleges nyirokszervnek tekinthető a csontokban található vörös csontvelő és a szegycsont alatt elhelyezkedő csecsemőmirigy. A vörös csontvelő a vér sejtes elemei képződésének a színhelye. Itt jönnek létre a limfociták őssejtjei, melyek átkerülhetnek más nyirokszervekbe is A két lebenyből álló csecsemőmirigy (tímusz) mérete életünk előrehaladtával csökken. Fő feladata a fehérvérsejtek egyik típusának, a T-limfocitáknak a létrehozása. Az elsődleges nyirokszervekből az érett, de a közvetlen védekezésre még képtelen limfociták a másodlagos nyirokszervekbe kerülnek. Ezek fő feladata a testidegen anyagoknak a szervezetből való kiszűrése. A másodlagos nyirokszervekben és a nyirokszövetekben ismerik fel az antigénkötő

receptorral rendelkező limfociták a nem saját anyagokat, sejteket. A lép a hasüreg baloldalán, a gyomor mögött található hosszúkás szerv, melybe nyirokerek nem lépnek. Míg a nyirokhálózat a nyirokban, addig a lép a vérben lévő idegen anyagokat "szűri ki". Részt vesz az elöregedő vérsejtek lebontásában A lép kötőszövetes burkán belül kétféle rendszert találunk. A vörös pulpa üregeiben a vörös vérsejtek és a falósejtek tárolódnak. Itt történik az elöregedő sejtek lebontása A fehér pulpa tüszőiben - ahogy a nyirokcsomókban is - limfocitákat találunk. 195.1 A nyirokrendszer és a nyirokcsomó A nyirokrendszer legfontosabb feladata a szövetközötti folyadék visszajuttatása a vérbe. Emellett a s zervezet védekezésében és a f elszívott lipidek szállításában is nélkülözhetetlen szerepet tölt be. AZ IMMUNITÁS A szervezet homeosztázisát sok tényező veszélyezteti, melynek védelmére különböző

rendszerek alakultak ki. Az egyik legfontosabb a szervezetet a kórokozóktól, a veszélyes molekuláktól óvó immunrendszer. A biológiának az immunrendszer működésével, a szervezetben lejátszódó védekező folyamatokkal foglalkozó tudományága az immunbiológia (immunológia). Edward Jenner angol orvos 1796-ban a tehénhimlő váladékát az emberi himlő elleni mesterséges védekezésre használta, majd kidolgozta a himlő elleni védőoltást. Ilja Iljics Mecsnyikov orosz mikrobiológus mikroszkópján elsőként ismerte fel a fagocitózis jelenségét, és ennek alapján megalkotta a sejtes védekezésre vonatkozó elméletét (Nobel-díj: 1908). Paul Ehrlich német bakteriológus egyebek között megalkotta a valóban csak korunkban aktualitást nyert receptorelméletét, mely szerint a szervezetbe kerülő kórokozók anyagai a sejtek megfelelő struktúráihoz (receptoraihoz) kötődnek, melynek hatására a sejtek újabb és újabb receptorokat termelnek. A

sejtekről levált és a vérpályába kerülő szabad receptorok alkotják a tulajdonképpeni ellenanyagokat. Ezzel Ehrlich lényegében azt fogalmazta meg, hogy az antigént felismerő receptor és az ellenanyag szerkezetileg azonos (Nobel-díj: 1908). Karl Landsteiner osztrák immunológus és patológus 1900-ban leírta az AB0-, majd később az RH-vércsoportrendszert (Nobel-díj: 1930). Louis Pasteur (1822-1895) francia kémikus és bakteriológus rakta le a mikrobiológia tudományágának alapját, kimutatta a lépfene kórokozó-képességét, illetve elkészítette ellene az első vakcinát. Fodor József (1843-1901) orvos számolt be a vérsavó baktériumölő hatásáról, lerakva ezzel a komplementrendszer kutatásának egyik alapkövét; kezdeményezte az iskolaorvosi hálózat kialakítását. Detre-Deutsch László (1874-1939) bakteriológus a tuberkulózisfertőzés vizsgálata során kidolgozta az antigénelméletet. P. B Medawar angol orvos biológus a

szervátültetés után fellépő immunreakciók felderítéséért 1960-ban orvosi Nobel-díjat kapott. Az immunitás szó mentességet, védettséget jelent. Az immunrendszer alapfeladata, hogy különbséget tegyen a saját és nem saját (idegen) anyagok között, egyúttal védekezzen az idegen anyagok ellen. Embrionális korban dől el, mely jelzőmolekulát fogadja el az immunrendszer sajátnak. Életünk során bekerülhetnek a szervezetbe, de jelzőmolekuláink megváltozásával is képződhetnek sajáttól eltérő, idegen anyagok vagy sejtek. Az "idegen" felismerése a molekulák kis részletei, illetve a sejtek membránján meglévő molekularészletek, az antigének alapján történik. Antigén (immunogén): olyan molekula-, vagy sejtrészlet, amely immunválaszt vált ki. A kórokozó szervezetbe jutásakor azonnal működésbe lépnek a természetes immunreakciók. Az immunrendszernek vannak olyan védekező egységei, melyek bármilyen sajáttól eltérő

anyagra reagálnak. Ilyenek a b ekebelezésre képes falósejtek (monociták és granulociták), valamint a testfolyadékokban megjelenő egyes fehérjemolekulák. Ezek a természetes (veleszületett) immunitás alkotói. A természetes immunitás mellett a fejlettebb állatokban - a puhatestűektől kezdve - kialakult az adaptív (szerzett) immunitás rendszere. Ez biztosítja az egyedi élet során a specifikus védekezést, ami egyúttal az immunológiai memória kialakulásával jár. ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hogyan épül fel a nyirokrendszer? 2. Milyen szerepe van a nyirokrendszernek a szervezetben? 3. Mit nevezünk immunitásnak? 4. Milyen típusai vannak az immunitásnak? AZ IMMUNRENDSZER MŰKÖDÉSE Mind a természetes, mind a szerzett immunitás igyekszik a szervezetet megvédeni az idegen anyagoktól, kórokozóktól, sőt a szervezetben kialakuló káros és felesleges tényezőktől is. A TERMÉSZETES IMMUNITÁS A természetes immunitás az immunrendszer ősibb része. A

fehérvérsejtek amőboid mozgásra képes típusai, a monociták és a granulociták a vérben és az erek körüli kötőszövetekben bármilyen idegen anyagot bekebeleznek. Az endocitózissal felvett nem saját anyagot a lizoszómáikban enzimekkel hidrolizálják. A szervezet egyik legfontosabb védekező rendszere a komplementrendszer. Ennek az enzimrendszernek a tagjai a vérben és a nyirokban is megtalálhatók. Molekuláit főként a máj termeli. A komplementrendszer működése során az enzimek egymásra hatása esetén egy reakciósor indul be. Ennek eredményeként a bekerült kórokozók jelölődhetnek, ami elősegíti a bekebelezésüket. A komplementek bizonyos fehérjéi közvetlenül okozhatják a baktériumok pusztulását, lízisét. Ezt az idegen sejtek membránáteresztő képességének megváltoztatásával érik el, ami túlzott anyagbeáramlást okoz, így a sejt szétesik. Az enzimek aktivációja során az eredeti molekuláról lehasadva - kis

molekulatömegű peptidek keletkezhetnek Mivel e levált peptidek a fertőzés helyére vonzzák és védekezésre késztetik a fehérvérsejteket, fontos szerepet töltenek be a gyulladás előidézésében. A vérben egy másik fontos fehérjecsoport is található. A citokinek szabályozó szerepet töltenek be az érett védekező sejtek irányításában, serkentenek, aktiválnak és hatnak a szervezet hormonrendszerére is. A természetes immunválaszt azonban számos baktérium "kijátssza": ellenállnak a lizoszómális emésztőenzimeknek, vagy a külső falukat alkotó poliszacharidok meggátolják a komplementek sejthez való kötődését (pl. a tüdőgyulladást okozó baktérium) és aktiválódását Ugyancsak aspecifikusan védekeznek a természetes ölősejtek, amelyek közvetlen kölcsönhatásban, enzimekkel pusztítanak el bizonyos sejteket. A SZERZETT IMMUNITÁS Az immunreakciók kialakulásának öröklött tényezői a hisztokompatibilitás-komplex

(MHC) génjeinek köszönhető. A gének működésének eredményeként az immunrendszer képes az immunválasz beindítására és az antigének elleni védekezésre. Az adaptív immunrendszer működésében a nyiroksejtek (limfociták) és az általuk kialakított nagy fajlagossággal reagáló antitestek (immunglobulinok) játsszák a központi szerepet. Antitest (ellenanyag, immunglobulin): az immunválasz során a B-limfociták által termelt összetett fehérje, mely specifikusan kapcsolódik az adott antigénhez. 197.1 A komplementrendszer működése Az adaptív immunrendszer fehérvérsejtjeinek, a limfocitáknak az ősei embrionális korban elsősorban a csontvelőben jönnek létre. Innen kerülnek át a nyirokszövetekbe, a nyiroktüszőkbe, melyekről a nevüket is kapták. Itt alakulnak antigénérzékeny (naív) sejtekké Az érzékenység azt jelenti, hogy képesek felismerni az idegen anyagokat jelző molekularészleteket. A felismerés általában az idegennel való

összekapcsolódás eredményeként következik be, de gyakori az is, hogy egy másik sejt bemutatja a limfocita számára az idegen jelzőmolekulát. A folyamat során sajátságos változás következik be a limfocitában, antigénspecifikussá, aktívvá válik. Ettől kezdve már csak azt az antigént érzékeli, és csak arra válaszol, amire specifikussá vált. A T-sejtek az összetett fehérjemolekulákat nem képesek felismerni. Ezeket egyes antigénbemutató sejtek először peptidekre bontanak, amelyeket az MHC-molekulák komplex formában megkötnek. Így a T-sejtek felismerhetik és védekezést indíthatnak ellenük A sejtaktiválódás (198.1) számos molekula által közvetített és szabályozott folyamat, ami mind a T-, mind a B-sejtekben nagyjából hasonlóképpen megy végbe. A citoplazmában található molekulák külső hatásra aktiválódnak, és egy összetett biokémiai reakciósorozatot indítanak el. Ennek eredményeként a sejtmagban a DNS bizonyos

génjeinek (ún aktiválódási géneknek) átírása indul meg, új fehérjék képződnek, melyek a sejt felszínén is megjelennek (aktiválódási antigének, citokinreceptorok), így a sejt antigénspecifikussá válik. Az antigénspecifikus sejtek a nyirokszövetekben gyorsan osztódnak, klónozódnak. A létrejött nagyszámú, azonos tulajdonságú sejt már eredményes védekezésre képes, ami az antigén semlegesítéséhez, elpusztításához és eltávolításához vezet. A klónozódott limfociták közül néhány ugyanakkor ún. m emóriasejtként megmarad, a védekezésben nem vesz részt Ezek hosszú ideig életben maradnak a nyirokrendszerben, ami lehetővé teszi, hogy az antigén ismételt megjelenésére azonnal megindítsák az immunválaszt. A sejtaktiválódás során a makrofágok vagy a már korábban aktívvá vált B-sejtek az antigént az MHC-molekulákkal alkotott komplexben bemutatják az antigénérzékeny T-sejteknek, amelyek ennek következtében

aktiválódnak és citokineket termelnek. A védekező sejtek elszaporodását (klónozódás), illetve a differenciálódását ezek a citokinek (limfokinek) irányítják. A nyiroksejtek (T- és B-sejtek) a citokinek hatására osztódnak, elszaporodnak, majd differenciálódnak, és kialakulnak a különböző működésű nyiroksejttípusok. A csontvelőből kikerülő őssejtek egyik csoportja a csecsemőmirigyben (tímusz) telepszik meg. Az őssejtekből itt kialakuló nyiroksejtek az antigénérzékeny T-limfociták A sejtek kikerülnek a nyirokcsomókba és a vérbe. Fontos szerepük a védekezés szabályozása, de képesek - az antigénnel összekapcsolódva - enzimekkel elpusztítani azt. Főleg sejtes antigéneket pusztítanak, hatásukat közvetlenül fejtik ki. A kialakuló memóriasejtek mindaddig nyugalomban maradnak, amíg az adott antigén ismét meg nem jelenik a szervezetben. Ekkor aktiválódnak és osztódnak. Így rövid időn belül képesek a hatékony

védekezésre 198.1 Egy nyiroksejt molekuláris aktiválódása: a DNS megváltoztatása 198.2 Acsecsemőmirigy elhelyezkedése (1) és szövettani képe (2) Az antigénspecifikus T-sejtek védekezésük során megkötik az antigént vagy a fertőzött sejt MHCfehérjéjén megjelenő antigén-mintázatot. Mindkettő eredménye azonos, enzimekkel bontják le. Ezek a citotoxikus T-sejtek Az idegen szövetek eltérő membránjeleit (antigének) is ezek a sejtek ismerik fel, támadják meg, így a beültetett szervek kilökődéséért is ezek a Tsejtek a felelősek. A segítő T-sejtek a többi fehérvérsejt működését szabályozzák A nyiroksejtek másik csoportja a bél mentén található nyirokszervekbe és nyirokcsomókba vándorol, ahol osztódva alakulnak antigénérzékennyé. E sejtek az idegen anyaggal találkozva, vagy a segítő T-sejtek hatására válnak az adott antigénre specifikussá. A B-limfociták azonban sosem védekeznek közvetlenül. Visszavonulnak a

nyirokrendszerbe, és ott klónozódnak. A létrejött nagyszámú utódsejt többségének citoplazmájában fehérjéket képező endoplazmatikus hálózat alakul ki. Ezek a p lazmasejtek sok összetett fehérjét, antitestet (immunglobulint) termelnek. A testfolyadékba kerülve összekapcsolódnak az adott antigénnel, és semlegesítik azokat. A kialakuló antigén-antitest komplexet a falósejtek bekebelezik. A plazmasejtek mellett néhány olyan B-sejt is kialakul, mely nem vesz részt a nagy mennyiségű antitest termelésében. Ezek memóriasejtekként hosszú ideig megőrzik az antitest aminosavsorrendjének információját. Amennyiben az antigén újra bekerül a szervezetbe, ezek klónozódva rövid időn belül nagyszámú plazmasejtet hoznak létre, így azonnal megindulhat a hatékony védekezés. A B-limfociták elsősorban az idegen molekulák elleni védekezésben hatékonyak. A 199.4 grafikonon két különböző antigén szervezetbe kerülésének

következményét láthatjuk. Milyen változások zajlanak le a testben az A-antigén bekerülésétől kezdve? 199.1 Segítő T-sejt (1) és B-sejt (2) térhatású képe 199.2 Az antitest (immunglobulin) felépítése 199.3 A B-sejtek kialakulása 199.4 Az antitest termelődése az antigén hatására Látható, hogy a védekezés során a t ermészetes és a szerzett immunitás szoros együttműködésben végzi tevékenységét. A falósejtek a bekebelezett idegen anyagok jeleit bemutatják a T- és a B-limfocitáknak, vagy azok közvetlenül találkoznak az antigénnel (korai szakasz). A limfociták specifikussá (aktívvá) válnak, a T- és a B-sejtek egymásra hatásának eredményeként klónozódnak, kialakulnak különböző működésű sejttípusaik (differenciálódási szakasz). Ezek után indul a végrehajtó szakasz, mely során az immunrendszer elpusztítja és kiküszöböli a szervezet számára idegen anyagokat, sejteket. A humorális immunválasz során a

plazmasejtek által termelt ellenanyagok védekeznek. Ezek elsősorban vírusok, illetve a sejtes szerkezetű antigének ellen irányulnak. A vírusok elleni védekezésben jutnak szerephez a neutralizáló ellenanyagok, amelyek a kórokozóval reagálva mintegy lefedik azt, s így gátolják annak fertőzőképességét. Az ellenanyagok az antigénnel komplexeket alkotnak, s az így keletkezett immunkomplexek képesek aktiválni a komplementrendszert. Sejtes antigén esetén a komplement által közvetített sejtlízis következik be. Képesek hatékonyan kötődni a fagociták membránjához, mellyel serkentik a fagocitózist. Afagociták a bekebelezett komplexeket enzimek segítségével lebontják. Az immunglobulinok paraziták elpusztítását is előidézhetik. A hízósejtekhez és a granulocitákhoz kötődő ellenanyagok az azonnali típusú allergiás reakciók kiváltásáért is felelősek. A hízósejt, illetve a granulocita közvetítő anyagokat (például hisztamint)

szabadít fel. Ezek hatására értágulat jön létre, a hajszálvénák áteresztővé válnak plazmafehérjék és sejtek számára, s mindez allergiás tünetek kialakulásához vezet. A képződött közvetítő anyagoknak kemotaktikus hatása is van, így elősegítik más fagocitáló sejtek helyszínre toborzását. Ez a r eakció az allergénnel való találkozás után néhány perc múlva kialakul. 200.2 Az immunválaszok végrehajtói A sejtes immunválasz, amelyet az antigénspecifikus T-sejtek közvetítenek, főként sejten belüli kórokozók, vírussal fertőzött sejtek és tumorsejtekel pusztítására irányul, és a citotoxikus sajátságú sejtek aktiválódásával jár. A sejtes immunválasz végrehajtói lehetnek citotoxikus 200.1 A sejthez és az ellenanyaghoz kötött immunválasz T-limfociták, a természetes ölősejtek és makrofágok. A differenciálódott citotoxikus T-sejtek ölő hatásukat egyrészt a már ismertetett módon, másrészt a célsejt

örökítőanyagának szétdarabolásával (apoptózis) fejtik ki. A természetes ölősejteknek és a makrofágoknak a sejtpusztító funkció kifejtéséhez nincs szükségük differenciálódásra, ezek a sejtek receptoraikon keresztül ismerik fel a vírussal fertőzött vagy a tumorsejteket. A sejtes immunválasz végrehajtó funkciója valósul meg a g yulladási folyamatban. Ennek során a bőr egyes sejtjei jelzik a sérülést, hisztamint adnak le. A molekulák a terület kapillárisaihoz diffundálnak, ahol az érfal átjárhatóságát fokozzák, így több vér, több fehérvérsejt jut a veszélyeztetett területre. Aktiválódnak a segítő T-sejtek, melyek citokineket termelnek. Ezek hatására a ci totoxikus T-sejtek osztódnak, és sejtpusztító funkciójuk aktiválódik. A gyulladás létrejöttében monociták és granulociták is részt vesznek, hiszen a hisztamin és a T-sejtek által termelt citokinek hatására megnő az érfal áteresztőképessége. A

vérből kijutó komplementek vonzzák a makrofágokat, melyek kilépnek az érből. Az aktivált citotoxikus T-limfociták és a makrofágok együttesen fejtik ki sejtpusztító hatásukat. (2011) A genny az elpusztult kórokozókból, a szétesett szövetelemekből és a védekezésben elhalt fehérvérsejtekből kialakuló folyadék. Az aktivált makrofágok a mikroorganizmusok sejten belüli elpusztítása mellett tumorsejteket is pusztíthatnak, és közvetítő molekulák felszabadításával elősegítik a heveny gyulladás létrejöttét. Mindezek a folyamatok a fertőzött szövetek lebontásához vezetnek 201.1 Védekezés a kórokozók ellen a bőrben 201.2 Falósejt ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mi a különbség a természetes és a szerzett immunitás között? 2. Milyen sejtek működnek a két rendszerben? 3. Hogyan védekeznek a nyiroksejtek (limfociták)? AZ IMMUNRENDSZERREL ÖSSZEFÜGGŐ TÉNYEZŐK Az orvostudomány fejlődésével, az immunrendszer működésének

megismerésével az ember képessé vált az immunitás befolyásolására. A VÉDŐOLTÁSOK Az ember által kialakított mesterséges immunitás az immunizálás eredményeként alakul ki. Ha legyengített vagy elölt kórokozót juttatunk a szervezetbe (vakcináció), az immunrendszer beindítja ellenük a védekezési folyamatot. Bár e védekezés könnyebb, az immunrendszer mégis végrehajtja a megfelelő, teljes feladatsort. Kialakulnak a T - és a B-memóriasejtek, melyek képesek a specifikus védekezésre. A testfolyadékban megjelenik a megfelelő ellenanyag, vagyis ettől kezdve a szervezet gyors és eredményes védekezésre lesz képes. Ez az aktív immunizálás, mely a betegség megelőzését, a védettség kialakítását szolgálja. 202.1 Védekezés a kórokozók ellen a bőrben 202.2 Védőoltások BCG: Bacillus Calmette-Guerin (tuberkulózis elleni oltóanyag), HiB: Haemophilus influenzae B, DiPerTe: diftéria+pertusszis+tetanusz, IPV: inaktivált

poliovírusvakcina, OPV: orális poliovírusvakcina, MMR: morbilli+mumpsz+rubeola Aktív immunizálás: a mesterséges immunizálásnak az a típusa, mely során a bevitt antigének ellen az immunrendszer maga alakítja ki a védekezés módját. Előfordul olyan eset, amikor a szervezet immunrendszere nem képes a megfelelő védekezés kialakítására. Ilyen esetben segít a passzív immunizálás Olyan antitesteket juttatunk a beteg szervezetbe, melyek egy másik szervezetben alakultak ki az adott antigén ellen. A bevitt fehérjék antigén-antitest komplexeket kialakítva semlegesítik az idegent, így a szervezet meggyógyulhat. Passzív immunizálás: a mesterséges immunizálásnak az a típusa, mely során az idegen anyag ellen más élőlényben kialakult antitestekkel (ellenanyagokkal) védekezik a s zervezet. Az immunrendszer feladatát pótolja, kiegészíti. Évről évre jelentkezhet az influenzajárvány. Átesve a betegségen a vérünkben megjelennek az

antitestek. Milyen védekezés eredményeként? Mivel magyarázható, hogy az egyik évben megszerzett védettségünk a következő időszak influenzavírusával szemben nem biztosít védettséget? A VÉRCSOPORTOK A vérsejtek felületén is megtalálható a szervezet sejtjeire jellemző jelzőmolekula-sor. Mivel a szöveteink közül a vér vihető át legkönnyebben egy másik élőlénybe, így nem csoda, hogy már a múlt század elején felfedezték az első vércsoportrendszert, az AB0-t. Azóta még több mint tíz vércsoport létére derült fény. A vércsoportok is az immunitáson alapulnak. A vörös vértestek felületén találjuk az egyedre jellemző vércsoportantigént, míg a vérplazmában az antitestek fordulhatnak elő. A vércsoportokat az antigének alapján nevezzük el. Ennek megfelelően az AB0-rendszerben elkülönítünk A, B, AB és 0-ás vércsoportot. 203.1 A vércsoportok jellemzői 203.2 A vércsoport meghatározása Érdekes különbség, hogy amíg

az AB0-rendszerben újszülött korban kialakul az egyedekben az adott vércsoportra jellemző antitest is, addig az Rhrendszerben ez nem következik be. Az Rh-negatív egyedbe kerülő Rh-pozitív vér immunreakciót vált ki. A védekezés eredményeként természetesen T- és B-memóriasejtek is keletkeznek. A B-sejtek ettől kezdve folyamatosan termelik a vérplazmába az anti-D ellenanyagot. A vércsoportoknak a vérátömlesztéskor van jelentőségük. Vért a vörösvértestek pótlására adnak egy embernek, ezért vérátömlesztéskor azt kell elérni, hogy az adó (donor) vörösvértestjeit a k apó (recipiens, akceptor) antitestei ne csapják ki. Ez a v érátömlesztés alapszabálya. Természetesen vércsoportazonos vért kell adni, de veszély és vérhiány esetén eltérhetünk ettől. Ebből következik, hogy a 0 és Rh-negatív vércsoportú vért beadhatják bármilyen AB0és Rh-vércsoportú embernek Miért nevezik az AB-vércsoportú embereket általános kapó

egyedeknek? Adhatunk-e Rhpozitív vérű embernek Rh-negatív vért? Kaphat-e Rh-negatív vércsoportú egyén Rh-pozitív vért? Az emberek 85-87%-a Rh-pozitív vércsoportú. E vércsoport D-allélje elnyomja az Rhnegatív fenotípust kialakító D-allélt, ezért ha egy Rh-negatív vércsoportú nőben Rh-pozitív vércsoportú utód fejlődik, bekövetkezhet az Rhösszeférhetetlenség. Ilyen esetben az első terhesség normál módon zajlik, hiszen az u tód vére a m éhlepényen át nem tud az anyába kerülni. A szüléskor viszont az Rh-pozitív antigéneket tartalmazó vörös vértestek az anya vérébe juthatnak. Mivel az anya számára idegenek ezek a s ejtek, az immunrendszere védekezik ellenük. Kialakulnak azok az antitestek (g -globulin), amelyek specifikusak a Dantigénekre Amennyiben az anya új terhességekor ismét Rh-pozitív vércsoportú utód fogan, az anti-D fehérjék átjutnak a méhlepényen. Ennek tragikus következménye az agglutináció, az utód

vörösvérsejtjeinek kicsapódása, ezzel az embrió abortálódása. Önként jelentkező Rh-negatív vércsoportú férfiakat vagy ugyanilyen vércsoportú klimax (már befejeződött a petesejt-érés) utáni nőket "immunizálnak" Rh-pozitív vérrel. A bennük termelődött anti-D-t injektálják a szülés időszakában az anyába. Ezzel lehetővé válik, hogy következő Rh-pozitív vérű gyermeke is kifejlődhessen. Hogyan nyerhetik ki az anti-D-t az emberekből? Miért szülhet Rh-pozitív vérű gyermeket az anti-D beadása után az Rh-negatív vérű anya? 204.1 Az Rh-összeférhetetlenség ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mi a különbség az aktív és a passzív immunitás között? 2. Hogyan biztosítható, hogy egy Rh-negatív vércsoportú anyának több Rh-pozitív gyermeke is születhessen? 3. Milyen esetben van jelentősége a vércsoportoknak? AZ IMMUNITÁSSAL ÖSSZEFÜGGŐ BETEGSÉGEK ÉS A RÁK Ha a szervezet saját anyagaival és sejtjeivel szemben nem

indít immunválaszt, érvényesül az immuntolerancia. Előfordul azonban, hogy az immunrendszer egyes sejtcsoportjai felszabadulnak a gátlás alól. Ekkor primer immunbetegség alakul ki A hibát többnyire vírusfertőzés vagy nem specifikus, sejtosztódódást kiváltó anyag okozza. Megváltozhatnak a s zervezet saját anyagai is. A megváltozott szövet vagy anyag ellen irányuló immunreakció akkor válik veszélyessé, ha az immunrendszer már nem képes az elváltozott szövetet az eredetitől megkülönböztetni, és az utóbbiakat is megtámadja. A szemlencse és az ivarsejtek anatómiai korlátokkal vannak elválasztva az immunrendszertől, hiszen anyagaik, sejtjeik idegennek számítanak a szervezet számára. Milyen következménye lehet annak, ha a határoló korlátok megsérülnek? Az immunbetegségek akkor alakulhatnak ki, ha a rendszer túlzott mértékben vagy elégtelenül működik vagy ha rosszindulatú folyamatai vannak. A túlérzékenységet jelentő

immunbetegségek létrejöhetnek más faj, saját faj más egyede és a s zervezet saját anyagai ellen is. Ezek származhatnak gombáktól, lehetnek növényi vagy állati eredetűek, baktériumok vagy különböző vegyszerek. Afelesleges immunreakció következtében alakulnak ki a klasszikus allergiák. Allergia: az ártalmatlan antigének ellen irányuló túlzott mértékű immunreakció okozta betegség. Az allergiás túlérzékenység kialakulásához rendszerint ismételten találkozni kell az azt kiváltó anyaggal. A helytelen reakciót a sejtes elemek, de az antitestek is okozhatják A sejt által közvetített allergiás immunreakció legismertebb formája az ekcéma és a kontakt bőrgyulladás. Az antitestek által kiváltott allergiás folyamat a csalánkiütés, a szénanátha, a tüdőasztma és sok más betegség is. A reakció legsúlyosabb következménye az anafilaxiás sokk. Az anafilaxiás sokk az antigén és ellenanyag találkozásakor kialakuló

túlérzékenység, melyet rendkívül heves allergiás reakció kísér, és az egész szervezetben igen nagy mennyiségű hisztamin szabadul fel. A sokk a v érkeringés összeomlásával, akár az egyed halálával is járhat. A bőr legelterjedtebb megbetegedése és egyúttal a l eggyakoribb allergia a csalánkiütés. Sokszor csak kevés piros pötty jelenik meg a bőrön, máskor a bőrpirosodás nagy területekre vagy az egész testre kiterjedhet. Súlyosabb formában duzzadással jár, és ha az ilyen gyulladás a gégén és környékén alakul ki, életveszélyes is lehet (gégevizenyő, gégeödéma, fulladás). 205.1 Allergiát okozó tényezők: állatszőr (1), táplálék (2), virágporszem (3) és vegyszerek (4) 205.2 Nikkelérzékenység (1) és ödémás allergiás reakció (2) A legtöbb ember számára a virágpor (pollen) allergiát kiváltó antigént jelent. Mivel a virágpor az év nagy részében jelen van a levegőben, a betegség szinte bármelyik évszakban

kialakulhat. A legsúlyosabb allergiás panaszokért a parlagfű a felelős Nagyon sok kellemetlenséggel jár a házi porban lévő poratka allergén hatása is. Ennek az állatnak az elporló testanyaga és a széklete okoz allergiát. Hasonló hatásúak lehetnek a p enészgombák spórái vagy az állati szőrök is. A bélcsatornában is létrejöhetnek allergiás betegségek. Ilyen a tejfehérje-túlérzékenység és a lisztérzékenység. Az ételek (tej, tojás) között is akadnak olyanok, melyek egyes emberek számára allergiát okoznak. Nemcsak csalánkiütés vagy ekcéma jöhet létre, hanem hasi fájdalmak, hányás, hasmenés is. A beteg emberek baját gyakran tetézi a gyógyszerallergia. Különösen a penicillin és annak újabb, szintetikus változatai okozhatnak allergiát. A méh- és darázscsípés némelyeknél köhögést, fulladást okoz, másoknál kiütések és duzzanatok jelentkezhetnek, különösen heves reakció esetén pedig gégeödéma is

keletkezhet. Gyakori betegség a reuma, ami a mozgásszervek fájdalommal járó betegségeinek gyűjtőneve. E sokféle betegség közül a gyulladásos reumatikus betegségek az immunrendszer túlérzékenységével kapcsolatosak. Ha a faj egyik egyedéből ültetünk át szövetet, szervet (fajazonos antigének kerülnek a szervezetbe), akkor is kialakulhat allergiás reakció. Ilyen lehet a vérátömlesztés után fellépő csalánkiütés, asztma, ízületi bántalom, veseelégtelenség, sőt az esetleg halálos kimenetelű sokk is. Hasonló reakció következhet be a csontvelőátültetések során is Végül ezekhez az immunbetegségekhez sorolhatók azok a kilökési reakciók is, amelyek a beültetett szervek pusztulását okozzák. A túlérzékenységen alapuló immunbetegségek harmadik csoportját a s aját anyagok ellen irányuló immunreakciók jelentik. Az autoimmun reakciók célpontja mindig egy ártatlan szövet vagy sejt. A leggyakrabban érintett szervek a bőr, a

vese és az ízületek Az immunhiányos betegségek kialakulhatnak az immunrendszer hibájából, de a kedvezőtlen körülmények az immunválasz elmaradását is eredményezhetik. Elsődleges immunhiánynak nevezzük azokat a betegségeket, amelyeket az immunsejtek hibás működése okoz. Ezek fő tünete a fertőződésre való hajlam Különleges esetet jelent az AIDS, mely normális körülmények között nem veleszületett, hanem ép immunrendszerből fejlődik ki. Az AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome) szerzett immunhiányos betegség. Az 1980-as évek közepétől ismert. Világszerte járványszerűen terjed, ma Afrikában, Indiában és DélkeletÁzsiában a legnagyobb mértékű a megbetegedettek számának növekedése. A betegség jelenleg gyógyíthatatlan. Vírusa szinte bizonyosan Afrikából származik. A nyolcvanas évek elején kezdett járványszerűen terjedni az Egyesült Államokban és Nyugat- Európában. Eleinte a homoszexuális férfiak és a

közös fecskendőt használó kábítószer-fogyasztók betegségének tartották. 206.1 Virágzási naptár Lappangási ideje rendkívül hosszú, a felnőtteknél átlagosan 10 év, ami egyúttal azt is jelenti, hogy a nyilvántartott AIDS-es betegeknél valószínűleg tízszer több a vírusfertőzött, ma még nem beteg emberek száma. Sajnos a betegség nem csak a felnőtteket, hanem a fertőzött anyák gyerekeit is fenyegeti. Az AIDS-betegséget a HIV (Human Immunodeficiency Virus) okozza, amely sok más vírushoz hasonlóan rendkívüli szerkezeti változatosságot mutat. A HIV vírus leginkább a nyiroksejteket, közülük is főleg a T-limfocitákat támadja meg, de elpusztítja a falósejtek egyes típusait is. A beteg ember kórokozók elleni védekezőképessége nagymértékben csökken, ezért az egyébként enyhe lefolyású fertőző betegségek is halálossá válhatnak számára. A fertőzés emberről emberre terjed, de csakis a fertőzött egyén testnedveivel,

illetve váladékaival. Vírusát legnagyobb koncentrációban a vér, az ondó, a hüvelyváladék és az anyatej tartalmazza. Fertőzés esetén először magas láz, fáradékonyság, ízületi fájdalmak és foltos kiütések jelentkeznek, a nyirokcsomók pedig megduzzadnak. Ezek a tünetek 1-2 hét után megszűnnek, és tünetmentesség jön létre, de fokozatosan csökken a T-limfociták száma. Ez az állapot már alkalmas a fertőzés átvitelére. A fertőzöttek 40-50%-ában7-9 éven belül kifejlődik az AIDS betegség. A HIV-fertőzés előrehaladásával újra tünetek jelennek meg, ezúttal 3 hónapnál tovább fennálló, több testtájon jelentkező, fájdalmat nem okozó nyirokcsomó-megnagyobbodások, melyet fáradékonyság, testtömegvesztés és láz kísérhet. Az immunrendszer további károsodásával kialakul az AIDS-betegség. Ekkor már olyan mértékű a védekezőképesség hiánya, hogy a bőrön, a nyálkahártyákon, a belső szervekben és az

idegrendszerben különböző fertőző, illetve daganatos betegségek jönnek létre, melyek egyike végül a beteg halálához vezet. A HIV-fertőzöttel vagy AIDS-es beteggel kialakított nemi kapcsolat során csak gumi óvszerrel előzhető meg a fertőzés. A legjobb megelőzés természetesen a körültekintő partnerválasztás és a nemi hűség. Ha kétség merül fel a saját vagy a partner fertőzöttségét illetően, akkor leghelyesebb azonnal az AIDS-tanácsadó és a szűrővizsgálatokat végző szervekhez fordulni. Itt a vizsgálatokat titkosan, név nélkül (anonim) végzik el 207.2 Láncot alkotó HIV vírusok (1) és HIV vírus a fehérvérsejt felületén (2) 207.1 Az AIDS okozta halálozások aránya és a fertőzések gyarapodása Ha az ember bizonyos szervei megbetegednek, akkor az ép immunrendszer mellett is kialakulhatnak olyan gátló hatások, amelyek másodlagos immunhiányt okozhatnak. Ezek a már kiala- kult immunrendszernél jelennek meg, sokszor

rosszindulatú folyamatok hatására. Ilyen elváltozást okozhatnak a különböző sejtmérgek, mint például a rák gyógyításának hagyományos kemoterápiás anyagai vagy a besugárzásos terápia. Az immunbetegségektől eltérően a rák biológiai eszközökkel látszólag befolyásolhatatlan, és úgy tűnik, hogy az immunrendszer állapotától teljesen függetlenül alakul ki. Egyaránt létrejöhet allergiában szenvedőkben vagy attól mentesekben, fertőzésre hajlamosakban és az azzal szemben ellenállókban is. Ennek ellenére mégis kapcsolat van az immunrendszer és a rák között. Az orvosi nyelv a rosszindulatú daganatok azon típusait nevezi ráknak, amelyek hámsejtekből indulnak ki. A köznyelv tágabb értelemben használja, általánosságban a rosszindulatú daganatokat nevezi ráknak. Sokak szerint az immunrendszernek nincs is esélye a d aganat (tumor) leküzdésére, ennek ellenére néha beszámolnak egyértelműen rosszindulatú tumorok

spontán gyógyulásáról is. Ha az emberi szervezetből immunszervet távolítanak el (garatmandula, tímusz, lép, féregnyúlvány), akkor az immunrendszer károsodhat. Különösen a tímusz korai eltávolítása veszélyes. Az immunrendszer sejtjeinek kóros átalakulása és korlátlan szaporodása okozza a nyirokrendszer rosszindulatú daganatait. Ezek közé tartoznak például a különböző limfómák 208.1 A HIV vírus elszaporodása és az AIDS kifejlődése 208.2 Bőrrák (1) és ajakrák (2) ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mi az AIDS és a rák lényege? 2. Miért alakulhat ki az allergia? Mi okozhat allergiás reakciókat a szervezetben? 3. Véleményed szerint, hogyan védekezhetünk az allergia kialakulása ellen? ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 1. Mely anionok fontosak a vérben? 1. HCO32 Na+ 3. HPO4 24 Ca2+ 2. Melyik igaz a nyirokcsomóra? 1. általában a

testhajlatokban található kötőszövetbe ágyazott nyiroktüszők csoportja 2. a nyirok egyirányú áramlását billentyűk segítik 3. artériája és vénája is van 4. több nyirokér lép ki belőle 3. Mi a közös az artériák, a vénák és a szív felépítése között? 1. több-kevesebb simaizom található a falában 2. belső felületük egyrétegű laphám 3. bennük kapillárisok vannak 4. üreges zsigeri szervek 4. Mit kell szabályozni a vérkeringés pontos működésében? 1. a szív működését 2. a vér eloszlását az erek között 3. a vérnyomást 4. az erek rugalmasságát 5. Melyik érvényes a vércsoportokra? 1. kialakulásuk az immunitáson alapul 2. a vérplazmában található antigénjei fehérjék 3. a vérátömlesztéskor lényeges 4. a vörösvérsejtek antitestjei a jelzőmolekulák Mennyiségi összehasonlítás A) a > b; B) a < b; C) a = b. 6. a) a vörösvérsejtek száma a vérben mm3-ként b) a fehérvérsejtek száma a vérben

mm3-ként 7. a) a vénák rugalmassága b) az artériák rugalmassága 8. a) az albuminok mennyisége a felnőtt ember vérében b) a globulinok mennyisége a felnőtt ember vérében Ötféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) véralvadás B) a légzési gázok szállítása C) sejtes immunitás D) mindhárom E) egyik sem 9. összefügg a vérrel 10. a fehérvérsejtek végzik 11. csak sejtek fontosak a végrehajtásban 12. a fibrinogén fehérje nélkülözhetetlen a folyamatban 13. a vérlemezke lényeges résztvevője 14. a mandulák nyiroktüszőiben kialakult vérsejtek is végzik 15. az éren belül létrejöhet 16. a parciális nyomásviszonyok befolyásolják 17. a vörösvérsejtek nagy felülete fontos a folyamatban 18. a Ca2+ hiánya gátolja a bekövetkeztét A) vérplazma B) vérszérum C) szűrlet D) mindhárom E) egyik sem 19. bomlástermékeket is tartalmaz 20. a kapillárisokból kerül a sejtek közé 21. fehérjét nem tartalmaz 22.

fibrinogén van benne 23. folyékony sejtközötti állomány 24. a véralvadás következtében alakul ki 25. K+ és Ca2+ ionok is vannak benne 26. glükózt tartalmaz Asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) T-limfocita B) B-limfocita C) makrofág D) vörösvérsejt E) vérlemezke F) komplement G) artéria H) véna I) aktív immunizálás J) passzív immunizálás 27. a szív pitvaraiba vezető tágulékony falú ér 28. a természetes védekezésben résztvevő amőboid mozgásra képes sejt 29. az idegen anyag ellen más élőlényben kialakult antitestekkel (ellenanyagokkal) történő védekezési mód 30. a véralvadás mag nélküli alakos eleme 31. a sejtes immunitás csecsemőmirigyben termelődő sejtje 32. az ember vértérfogatának közel felét kitevő vörös csontvelőben kialakuló sejt 33. a vér egyes fehérjéit termelő sejt 34. a máj által termelt védekező fehérje 35. a s zervezetbe jutott antigének ellen az immunrendszer maga alakítja

ki a v édekezés módját 36. a szív kamráiból a szervek felé vezető rugalmas falú ér Döntsd el, hogy igazak-e a következő állítások! 37. A T-limfociták enzimekkel pusztítják az idegen anyagot 38. A T-limfociták specifikus immunválaszra képesek 39. A B-limfociták sejtjeiben sok endoplazmatikus hálózatot találunk, hiszen a B-limfociták antitesteket termelnek. 40. A keringési rendszer szervei közül a kapillárisokban a legkisebb a vér nyomása Mondatkiegészítés Az alábbi kiegészítendő mondatokból hiányzó, számmal jelölt kifejezéseket kell leírni. Az önálló működésű munkaizomzat között . 41 szövet található Ennek sejtjei kisebbek, és membránjának . 42 a 43 áteresztőképessége A jobb pitvar falában található a 44. , m ely nyugalomban percenként átlagosan 45 -szer kelt ingerületet A pitvar munkaizomzatára átterjedő hatásra az üregek izomzata összehúzódik, melynek hatására a . 46. kinyílnak Ezt segíti a

kamrák izomzatának elernyedése is A pitvarokból a kamrák 47. -hoz vezetik az ingerületet, ami a falban található izomzat összehúzódását eredményezi A . 48 is kinyílnak, a vér az 49 -ba áramlik Az ingerkeltő- és vezető rendszert 50 . hatások befolyásolják, gyorsítva vagy lassítva a szív működését ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hogyan alkalmazkodott a szív a szervezetben betöltött szerepéhez? 2. Milyen szerepe van a vérplazmának a szervezetben? 3. Mi a jelentősége a kapillárisok nagy számának és vékony falának? 4. Mitől függ a vérnyomás értéke? 5. Milyen kapcsolat van az immunrendszer sejtjei között? V. fejezet A TÁPLÁLKOZÁS ÉS A LÉGZÉS AZ EMBER TÁPLÁLKOZÁSA Táplálkozás: az élőlények anyagcseréjéhez szükséges tápanyagok megszerzése, felvétele. Az ember heterotróf táplálkozású, mindenevő élőlény. Táplálkozási szervrendszere három szakaszra osztható, melyeket üreges és tömör zsigeri szervek

építenek fel. Az előbél szájüregre, garatra, nyelőcsőre és gyomorra tagolható. A középbélhez a vékonybél, míg az utóbélhez a vakbél, a vastagbél és a végbél tartozik. Ezek az üreges szervek hasonló felépítésűek: kívülről savós hártya, izomzat, kötőszövet, belül pedig - általában redős nyálkahártya alkotja. A tápcsatornához mirigyek csatlakoznak A három pár nyálmirigy, a hasnyálmirigy és a máj a megtermelt emésztőnedvüket kivezető csöveiken át a tápcsatornába ürítik. A szervezet fenntartásához, fejlődéséhez szükséges anyagokat, a tápanyagokat táplálék formájában vesszük fel. A tápcsatornába került táplálék zömét az enzimek kisebb részekre bontják, megemésztik. Ezzel lehetővé válik a felszívás A tápcsatornában maradt anyagok egy idő múlva eltávoznak a testből. Tápanyagok: az életjelenségek fenntartásához szükséges anyagok összessége. Táplálék (élelmiszer): a tápanyagok és az

emészthetetlen salakanyagok együttese. Az állatok mindig táplálékot vesznek fel. A táplálkozás folyamata: a t ápanyagok felvétele, emésztése, felszívása és a s alakanyagok ürítése. A TÁPANYAGOK Tápanyagaink közé tartoznak a lipidek, a szénhidrátok és a fehérjék. Ezek a szerves anyagok (elsősorban a lipidek és a szénhidrátok) az energiát és a testünk felépítéséhez, működéséhez szükséges szerves anyagokat biztosítják. Mellettük zsírban és vízben oldódó vitaminokat, ásványi sók ionjait és vizet veszünk fel táplálkozásunk során. 212.1 A tápcsatorna felépítése elöl- (1) és oldalnézetben (2) 213.1 A fontosabb vitaminok jellemzői Az egészséges táplálkozás feltételezi a megfelelő táplálékválasztást, az ételkészítést, a megfelelő étkezési ritmust és étkezési körülményeket. A legfontosabb azonban az, hogy a táplálék energiatartalma, a tápanyagok minősége, aránya a szervezet igényeinek

megfeleljen. A felvett tápanyagok minősége és mennyisége is meghatározó, hiszen szerepük a szervezetben eltérő. A testünk számára szükséges szerves anyagok közül nem vagyunk képesek mindegyiket előállítani, ezeket táplálkozásunk során más élőlények anyagaiból készen - vesszük fel. Ilyen esszenciális (nélkülözhetetlen) anyagok a t elítetlen zsírsavak, egyes aminosavak és a vitaminok. Az egészséges táplálkozáshoz szükséges a szerves anyagok megfelelő arányú felvétele. Testtömegkilogrammonként 1-1 g fehérje és lipid, 5-6 g szénhidrát fedezi naponta a test energiaszükségletét. Mivel a fehérje a felépítéshez is szükséges, ezért leginkább a szénhidrátok - fehérjék - lipidek 10:2:1 tömegarányú felvétele a legelőnyösebb. Ha az esszenciális tápanyagok a szükségesnél kisebb mennyiségben kerülnek szervezetünkbe, az anyagcserezavarokhoz vezethet, és hiánybetegségek alakulnak ki. Minőségi éhezés: akkor

jelentkezik, ha a felvett tápanyagok minősége és/vagy aránya nem megfelelő a szervezet számára. A tápanyagokkal energia jut testünkbe. Ha a s zervezet többet használ fel, mint ami a táplálékkal bekerült, saját tartalékait használja fel. Ekkor mennyiségi éhezésről beszélünk Mennyiségi éhezés esetén fogyás következik be. Lehet-e enélkül fogyni? Mennyiségi éhezés: akkor jelentkezik, ha a szervezet kevesebb energiához jut, mint amennyi a test fenntartásához szükséges. A szervezet fenntartásához és működéséhez nagyon sok energia kell. A felhasznált energia mennyisége függ a test méretétől, korától, a nemtől, de egyetlen egyed esetében is jelentős különbségek jelentkezhetnek a végzett tevékenységtől függően. Alap-energiaforgalom (alapanyagcsere): a nyugalomban lévő szervezet fenntartásához szükséges napi energiamennyiség. Ez egy 70 k g-os, felnőtt, mezítelen, "átlagos" emberi test esetén 7100 kJ/nap

(testtömegre vonatkoztatva: 4,2 kJ × kg-1 × h-1; testfelületre vonatkoztatva: 160 kJ × m-2 × h-1). Mitől függ az alap-energiaforgalom mértéke? Miért hízik el egy 25-30 éves ember, ha ugyanannyit eszik, és ugyanannyit mozog, mint 16-20 éves korában? A táplálékkal felvett szerves anyagok között a vitaminok különleges helyet foglalnak el, emésztés nélkül szívódnak fel. A bélből a vízben oldódó vitaminok (B-, C-vitamin stb) a vérbe, a zsírban oldódók (A-, D-, E- és K-vitamin) pedig a nyirokerekbe jutnak. (2131) Milyen kémiai szerkezetű vitaminokat ismersz? Milyen táplálékban van sok egy-egy vitaminból? Miért fontosak a vitaminok a szervezet számára? A 213.1 t áblázat alapján válaszolj: milyen vitamin hiánya esetén jelentkezik vérképzési zavar? Miért befolyásol sok folyamatot a C-vitamin hiány? ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen eredetűek a tápcsatornát felépítő szövetek? 2. Milyen szerepe van a felvett tápanyagoknak az

ember szervezetében? 3. Használhat-e több energiát egy nő, mint egy ugyanolyan korú férfi? Válaszodat indokold meg! 4. Lehet-e beteg az ember, ha valamelyik ionból nem képes elegendő mennyiséget felvenni? 5. Sorolj fel olyan táplálékokat, melyekben több féle vitamin is előfordul! 6. Legyengülhet-e az olyan ember, aki csak szénhidráttal táplálkozik? 7. Milyen vitaminok túladagolása okoz hipervitaminózist? Miért? 8. Milyen szempontokat kell figyelembe venni a megfelelő táplálkozáshoz? AZ ELŐBÉL FELÉPÍTÉSE ÉS MŰKÖDÉSE Az ember szájüregét elöl az ajkak határolják. Ezek fogják közre az izomgyűrűvel zárható szájnyílást. A szájüreget felülről a kemény és a lágy szájpad zárja el az orrüregtől Alulról a szájfenék határolja, oldalsó falait pedig a pofák alkotják. Mederben ülő, gyökeres fogaink vannak, melyek alapanyaga a csontszövethez hasonló dentin. A fognak az ínybe merülő gyökerét szintén csontszövet, a

cementréteg fedi, míg koronáját az igen kemény mészsókból (például CaF2) álló zománcréteg borítja. A belső üreget erekkel és idegekkel átszőtt fogbél tölti ki. A gyökér csúcsán belépő erek táplálják a sejteket, az ugyanitt kilépő vénák elszállítják a felesleges anyagokat, az idegek pedig jelzik az esetleg fellépő veszélyt. (2152) Életünk során fogaink két sorozatban fejlődnek ki. Előbb a tejfogaink (6 hónapos kortól), majd a maradandó fogaink (6 éves kortól) jelennek meg. A széttartó fogívben elhelyezkedő 20, majd 32 fogunk nem egyforma. A felnőtteknek a fogív egyik oldalán a középvonaltól haladva 2 metszőfoga, 1 szemfoga, 2 kisőrlő (előzáp-), 3 nagyőrlő (utózáp-) foga van. (2151) A metszőfogak koronája lapát alakú. Hajdan harapásra szolgáltak Mára már csak a lágy táplálékot igyekszünk ezekkel megszerezni, hiszen a keményebbeket inkább oldalt, a kisőrlőkkel harapjuk le. A szemfogaink sem túl

fejlettek, szinte besimulnak a fogsorunkba. A kisőrlők a rágás és a harapás, míg a nagyőrlők a rágás szolgálatában állnak. A vegyes táplálék fogyasztásához való alkalmazkodást a zápfogak gumós felülete mutatja. A nyál a három pár nyálmirigyben termelődik. A fültő-, az állkapocs alatti és a nyelv alatti mirigyek váladéka ugyanazokat az összetevőket tartalmazza, csak az alkotók arányában van eltérés. A nyál vizet, szervetlen sók ionjait, mucint, a-amilázt és más fehérjéket tartalmaz Nedvesíti, védi a nyálkahártyát és a fogakat. A benne lévő amiláz enzim a keményítőt és a glikogént maltózra bontja, így a szénhidrátok emésztése már a szájban megkezdődik. Az amiláz enzim a s záj enyhén lúgos, de - a táplálék változatossága miatt - viszonylag tág határok között változó kémhatása közepette is képes megfelelően működni. Jelentős szénhidrátbontásról azonban a táplálék gyors továbbhaladása,

lenyelése miatt nem beszélhetünk. A nyállal elkevert és a nyelőcső felé továbbított "falatban" az amiláz enzim mindaddig kifejti hatását, míg a gyomornedv savas közege az enzim aktivitását nem gátolja. 215.1 A tejfogak és a felnőttkori fogsor 215.2 A fog felépítése 215.3 A nyálmirigyek A mucin összetett fehérje. A nem fehérje részét szénhidrát (glükoproteid) alkotja A tápcsatorna teljes hosszában termelődik a nyálkahártya mirigyeiben és az emésztőnedvet termelő mirigyekben. Ez a semleges kémhatású anyag sav hatására könnyen koagulálódik, kicsapódik. Ez a tulajdonsága teszi lehetővé, hogy a tápcsatorna falát - kicsapódva a felületre - megvédje a kémhatásváltozásoktól és az emésztőenzimek károsító hatásától. Fontos szerepet tölt be még a falattá ragasztásban és a béltartalom továbbcsúszásának elősegítésében. A fültőmirigy által elválasztott nyál jelentős mennyiségű amiláz enzimet

és sok vizet tartalmaz (szerózus nyál). A nyelv alatti mirigyek viszont kisebb térfogatú, nagy mucintartalmú nyálat hoznak létre (mucinózus nyál). Milyen szerepe lehet a különböző összetételnek? Milyen körülmények között termelődhet a szerózus, illetve a mucinózus nyál? A nyál egyéb fehérjéi között lizozim enzimet és immunglobulinokat is találunk. Ezeknek fontos fertőtlenítő, bakteriosztatikus hatása van, gátolják a szájban élő baktériumok elszaporodását. A nyál szerepe igen fontos az ízérzékelésben, hiszen csak az oldott állapotú anyagok ízét érzékeljük. Ugyancsak oldószerként játszik szerepet egyes nyálkahártyán keresztül felszívódó anyagok (bizonyos gyógyszerek, nikotin stb.) felvétele során A szájfenék hatalmas, bonyolult lefutású izmok által alkotott kiemelkedése a nyelv. Feladata sokrétű: elkeveri a nyállal a táplálékot, a rágáshoz a fogak alá helyezi a falatot, részt vesz a nyelésben és a

beszédhangok képzésében. Felszínének mélyedéseiben helyezkednek el az ízérzékelést biztosító ízlelőbimbók. Harapj le egy falat kenyeret! Figyeld meg a n yálelválasztásodat! Mikor indul be a f okozott nyálürítés? Rágd a falatot. Igyekezz nem lenyelni! Ez bizony nem egyszerű feladat! Miért nyelnéd le a falatot? Pár perces rágás után érezheted a falat megjelenő édes ízét. Mit bizonyít a kísérlet? A szájüreg hátsó, beszűkülő része a torok, mely a garatba vezet. Oldalfalában ülnek a torokmandulák, a nyirokrendszer alkotórészei. Ugyanennek a rendszernek tagjai a garatmandulák is, melyek az orr-garat-járatnál töltenek be védelmi szerepet. A garatot a középfüllel a nyomáskiegyenlítő szerepet játszó fülkürt (Eustach-féle kürt) köti össze. A garat alsó részén elöl nyílik a légcső, mögötte a nyelőcső. Ez az elrendeződés eredményezi, hogy a garatban kereszteződik a táplálék és a levegő útja. Az anyagok

nyelőcsőbe juttatását a nyelés bonyolult reflexsora biztosítja. (2162) 216.1 A nyálmirigyek szövettani képe: fültőmirigy (1), állkapocs alatti mirigy (2) és nyelv alatti mirigy (3) 216.2 A nyelés folyamata Tedd a k ezed a gégédre (az ádámcsutkára). Nyelj egyszer, majd még egyszer, esetleg harmadszor is! Figyeld meg, mit tapasztalsz! A nyelés során a megőrölt, nyállal elkevert falatot a nyelv és a szájüreg izmainak rendezett mozgása a l ágy szájpadnak nyomja. A lágy szájpad a g arat hátsó falához hajolva elzárja az orrüreg felé vezető járatot. Eközben a garatemelő harántcsíkolt izmok megemelik a gégét, így a háztető formájú gégefedő elzárja a gége nyílását - a levegő útját -, és a táplálék a nyelőcsőbe kerül. Mikor a falat bejut a nyelőcsőbe, a felső garatizmok elernyednek, míg a garat alsó részén lévők összehúzódnak. Ezzel válik lehetetlenné a falat visszakerülése a garatba A nyelőcsőben a falat

a gravitáció hatására mozog, de a nyelés folyamata kiváltja a nyelőcső izmainak perisztaltikus mozgását is. (2171) A perisztaltika a bélcsatorna jellemző mozgása. Adott helyen a csatorna összeszűkül, majd miközben ez a részlet ellazul - tőle a szájjal ellentétes irányban -, a szomszédos szakaszon jön létre gyűrűszerű összehúzódás. Így a szűkület a szájjal ellentétes irányba "vándorol", maga előtt tolva a csatorna tartalmát. A gravitáció hatását tapasztalhatjuk, ha fejjel lefelé nyeljük le a falatot. A nyelőcső felső harmadában akaratlagos mozgást lehetővé tevő harántcsíkolt izmokat találunk, míg az alsó harmadtól egészen a végbélnyílásig csak simaizomzat fordul elő. Ez a tápcsatorna akarattól független működését teszi lehetővé. A szilárd falat kb 6-9 másodperc alatt halad végig a nyelőcsövön. A nyelőcső áthatol a rekeszizmon (ez a testfelületre merőlegesen elhelyezkedő harántcsíkolt

izomlemez választja el a mellüreget a hasüregtől) és a nyelőcső perisztaltikus mozgáshullámának hatására kinyílik a gyomor nyílásánál lévő izmos zárógyűrű. A mikor a nyelőcső újra nyugalomba kerül (a táplálékot továbbította a gyomor felé, nyelés nincs), a záróizom összehúzódik, így megakadályozza a gyomortartalom visszajutását a nyelőcsőbe. A gyomorperisztaltika a nyelőcsőbe csak rendellenesen nagy, rángásszerű összehúzódás esetén tudja visszanyomni a gyomor tartalmát (hányás). A gyomor a tápcsatorna ívben hajlott, tágulékony szerve, mely a baloldalon, a rekeszizom alatt helyezkedik el. A nyelőcső betorkollásának környéke a gyomorszáj A legszélesebb része a gyomortest, míg átmenete a középbél felé a szintén zárható gyomorvég. (2172, 2173) 217.1 A perisztaltikus mozgás 217.2 A gyomor felépítése 217.3 A gyomor szövettani felépítése A gyomrot kívül savós hártya borítja, mely alatt a simaizom

három (körkörös, ferde, hoszszanti) rétegbe rendeződik. Belül erősen redőzött, mirigyekben gazdag nyálkahártya fedi A redők mélyedéseiben találjuk a gyomor mirigyeit, melyek a gyomornedvet termelik. A gyomornedv jellegzetes alkotói az erősen savas közeget kialakító sósav, a fehérjéket polipeptidláncokra emésztő pepszin és a gyomor belső felületét védő mucin. Ezeket az anyagokat a mirigy különböző sejtjei termelik. A fősejtek képezik a gyomornedv tipikus enzimjét, a pepszint. Ez - mint minden tápcsatornába kerülő fehérjebontó enzim inaktív formájában (pepszinogén) termelődik, és egy peptidlánc lehasadásával válik aktívvá a gyomor üregében. E folyamat a sósav, vagy a már aktív pepszin hatására következik be A sósavat a fedősejtek hozzák létre. A fedősejtek aktív transzporttal adják le a H+-t, kicserélve K+-ionra (a K+-ion passzívan visszamehet). A Cl--ion egy másik hordozó molekula segítségével aktívan

kerül a gyomor üregébe. Pótlása a vérből történik passzívan, miközben helyet cserél a HCO3 --ionnal. A gyomor artériás vérében nagyobb a CO2 mennyisége, mint a gyomrot elhagyó vénás vérben, ráadásul lúgosabb, mint a beérkező vér. Mi okozhatja az eltérést? Milyen következtetést vonhatunk le a működéséről? A sósav által kialakított 1-2 pH megfelelő közeget biztosít a pepszin működéséhez, és fontos szerepet tölt be a táplálékkal a gyomorba kerülő kórokozók elpusztításában is. Mind a savas közeg, mind pedig a pepszin tönkreteheti a gyomorfal anyagait. Ettől véd a melléksejtek (nyálkasejtek) által termelt mucin. A gyomornedv elválasztása a falat szájba kerülésével indul meg (feltétlen reflex), illetve már akkor is, amikor még csak gondolunk az ételre (tanult viselkedés, feltételes reflex). A gyomor izomzata elernyed, amikor a f alat belekerül. Utána azonban - percenként kb 3 - keverő és perisztaltikus mozgás

indul meg, aminek következtében a táplálék elkeveredik a gyomornedvvel, és a gyomortartalom pépessé válik. Leáll a szénhidrátok emésztése, és megindul a fehérjék polipeptidekké bontása. Az emlősök újszülöttjeinek gyomornedvében kimutatható a kimozin nevű enzim, amely a tejemésztésben játszik szerepet. A sósav koagulálja a tej fehérjéit, így az enzim megkezdheti az emésztést. Felnőtt emberben a kimozin már nem termelődik A gyomortartalom fizikai állapotától és kémiai összetételétől függően hosszabb-rövidebb ideig zajlik a pépesítés. A nagy felületű nyálkahártyán a víz, az ionok egy része, és alkalomtól függően az alkohol is felszívódhat. A felszívódást nagymértékben segíti a szén-dioxid. A pezsgő alkoholtartalmának hatása ezért fokozottabb. A béltartalom megfelelő állapotának elérésekor a gyomorvég izomzata elernyed, és belőle időről időre egy-egy adag a középbélbe jut. A fehérje- és

szénhidráttartalmú táplálék ürülése gyorsabban, a z sírtartalmú anyagoké valamivel lassabban következik be. Mivel magyarázható a jelenség? 218.1 Agyomorszáj (1) és a gyomorvég (2) endoszkópos képe ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért nincs felszívás a nyelőcsőben? 2. Milyen szerepe van a baktériumoknak a szájüregben? Miért nem pusztítja ki teljesen a nyál a baktériumokat? 3. Mi indokolja a gyomorban a három simaizomréteg létét a többi tápcsatornaszakasz körkörös és hosszanti izomzatához képest? A KÖZÉPBÉL A középbelet a vékonybél alkotja. Felépítése eltér a többi szakasztól A rögzítő savós hártya, a két simaizomréteg mellett a redős nyálkahártyán található bélbolyhok tovább növelik a belső felületet. A vékonybél belső felszínét tovább sokszorozzák az egyrétegű hengerhám sejtjein lévő citoplazma-nyúlványok (mikroboholy, kefeszegély), amelyek a bélbolyhokat, ezeket az ujjszerű nyúlványokat

borítják. Ha a vékonybél egy egyszerű cső lenne, belső felülete 0,5 m2 lenne. A redők, a bélbolyhok és a plazmanyúlványok jelenléte azonban a kb. 4-6 méteres vékonybél belső felszínét 200 m2-re növeli. A bélbolyhok nem egyszerűen passzív felületnövelő képződmények. Megfigyelhető, hogy percenként 4-5-ször harmonikaszerűen összehúzódnak. Ezt a belsejükben a kötőszövetbe ágyazott simaizomzat biztosítja. Természetesen itt a simaizom működését irányító idegfonatokat is megtalálhatjuk. A bolyhok megrövidülése nyomást gyakorol a bennük található kapillárisokra és a vakon kezdődő nyirokhajszálerekre. Miért előnyös a bélboholy időnkénti összehúzódása? A bélbolyhok között a bélfalban jellegzetes, egyszerű csöves mirigyeket találunk, melyek a vékonybél emésztőnedvét, a vékonybélnedvet termelik. Egyes sejtek olyan szöveti hormonokat hoznak létre, amelyek a működésszabályozásban töltenek be fontos

szerepet. A vékonybelet három - tulajdonságaiban bizonyos mértékig eltérő - szakaszra oszthatjuk. A rövid patkóbél az éhbéllel folytatódik. A hasüreg alsó részében kanyarog a leghosszabb szakasz, a csípőbél. Apatkóbélben jelentős emésztés zajlik Itt kezdi meg működését a vékonybélnedven kívül a hasnyál és az epe is, hiszen kivezető csövein át ide önti váladékát a hasnyálmirigy és a máj is. 219.1 A belek a hasüregben 219.2 Avékonybél felépítése és a bélbolyhok mikroszkópos képe 219.3 A patkóbél, a hasnyálmirigy és a máj A HASNYÁLMIRIGY Apatkóbél kanyarulatában található hasnyálmirigy kettős elválasztású mirigy. A mirigy tömegének néhány százalékát kitevő Langerhansszigetek sejtjei termelik az inzulint és a glukagont. Az összetett bogyósmirigynek a külső elválasztású része állítja elő az emésztőnedvet, a hasnyálat. A hasnyál enyhén lúgos kémhatású folyadék, amely többféle enzimet

tartalmaz. A fehérjebontó enzimjei (tripszin, kimotripszin) a pepszin által kialakított polipeptideket kisebb peptidekre hidrolizálják. A tripszin fehérjebontó enzim (pH-optimuma 6,5-8,0 között van), mely inaktív tripszinogén formájában termelődik. A vékonybélben, a bélnyálkahártya által termelt enzim (enterokináz) hatására egy peptidlánc lehasadásával válik aktívvá. Az aktív tripszin a továbbiakban maga is katalizálja a tripszinogén-tripszin, valamint a kimotripszinogénkimotripszin átalakulást is. A hasnyál fehérjebontó enzimjei - a gyomor pepszinjével ellentétben - a peptidkötéseket csak meghatározott aminosavak mellett bontják. A tripszin a bázikus (arginin és lizin) aminosavak, míg a kimotripszin az aromás oldalláncú aminosavak peptidkötéseinek hasadását katalizálja. A hasnyál zsírbontó enzimje a lipáz. Ahosszú láncú, telített zsírsavakat tartalmazó zsírokat monogliceridre és zsírsavakra, esetleg glicerinre

és zsírsavakra bontja. Hatását az epesavak és a bélnedv segíti. A lipideket hidrolizáló enzimek is inaktív formában termelődnek. Aktiválódásuk az epesav és az enzimek hatására történik. Bár a tápanyagaink között nem szerepel, sejtekből álló táplálékunkban mindig van nukleinsav is. A hasnyál tartalmaz RNS-t és DNS-t bontó enzimeket is, melyek hatására a nukleinsavak nukleotidokra bomlanak. A hasnyálmirigy amiláz gyakorlatilag azonos a nyálmirigy enzimjével. A gyomorban leállt szénhidrátbontást kezdi újra, a glikogén és keményítő maltózzá hasadását katalizálja. A hasnyálban található másik szénhidrátbontó enzim a maltáz, amely a maltózt glükózmolekulákra hidrolizálja. A MÁJ A hasüreg jobb felső részén elhelyezkedő máj a szervezet legnagyobb mirigye. Alsó részén a májkaput találjuk, melyen keresztül a májartéria, a májkapuér és az idegek lépnek be, egyúttal itt vezet ki a májvéna, a nyirokér és az

epevezeték. Két lebenyét belül kötőszövetbe ágyazott, jellegzetes szerkezetű májlebenykék alkotják. A májlebenykét körülvevő kötőszövetben a májartéria, a májkapuér és az epecsatornák hármas egységeket alkotnak. A vér a májartériából és a májkapuérből a lebenyke sejtjei között áthaladva kerül a középen található vénába. Ezek testfolyadéka szedődik össze a májvénába A sejtek közötti epecsatornácskák gyűjtik össze a sejtek által termelt epét, melyek a lebenyke falában lévő epevezetékekbe torkollanak. (2202) 220.1 A hasnyálmirigy szövettani képe 220.2 A májlebenyke felépítése A máj számos feladatot lát el. Képes energiát tárolni, hiszen glikogént raktároz Ugyanakkor hidrolizálva azt - glükózt juttat vissza a vérbe Nélkülözhetetlen, hiszen a test anyagait a szervezet szükségleteinek megfelelően átalakíthatja (glükóz, tejsav "lipidek; lipidek "nem esszenciális aminosavak stb.) Jelentős

szerepet tölt be a fehérjeképzésben Itt alakul ki a vérplazma fehérjéinek jelentős része (albuminok, a globulinok többsége, véralvadási fehérjék). A máj sejtjeiben lezajló lebontó folyamatok a szerves anyagok eloxidálásával jelentős mennyiségű energiát szabadítanak fel. A lebontás során - akár a test többi sejtjében keletkező nitrogéntartalmú részeket karbamiddá vagy húgysavvá alakíthatja, előkészítve ezzel a szervezetből való leadásukat. A méregtelenítés, a szervezet számára káros anyagok lebomlása is a májban zajlik le. A lépben széteső vörös vérsejtek anyagai egy részének átalakítása is a m ájban következik be, mely során epefesték keletkezik. Ez a s zintén itt képződő epesavakkal, a vízzel és az ionokkal együtt alkotja az epét. A máj jellegzetes sejtjei a makrofágok közé sorolható Kupffer-sejtek, melyek a májlebenykék járatai felé helyezkednek el. Feladatuk, hogy a vér lebontásra váró,

felesleges anyagait és nem működő enzimjeit kemotaxis hatásra kiszűrjék, bekebelezzék. Az elöregedett vörös vérsejtek lebontásából származó hemoglobin hemje és a máshol lebomlott hem maradványai is így kerülnek be. A hem lebontása során a porfirinváz felnyílik A felszabaduló vasion további sorsát a máj szabályozza. A porfirinvázból zöldes színű biliverdin képződik, majd belőle redukcióval alakul ki a vöröses bilirubin. Ezeket a f estékeket a K upffer-sejtek a k ialakuló epébe juttatják, megadva az epe jellegzetes színét, illetve a széklet jellemző barnás megjelenését is. Az epesavak koleszterinből képződnek a máj sejtjeiben. Az epe a májsejtek váladéka, amely vezetékrendszeren keresztül jut az epehólyagba. Atárolás közben töményedik, majd innen kerül a vékonybélbe, ahol az ott lévő zsírcseppeket szétoszlatja (emulgeálja), megnövelve ezzel a lebontandó "zsírfelületet". Az epesavak a lipázt

aktiválják, és biztosítják az enzim könnyebb kölcsönhatását a zsírmolekulákkal. A magasabb olvadáspontú telített zsírokat tartalmazó zsírok szétoszlatása nagyobb energiát igényel. Elsősorban ezzel magyarázhatjuk, hogy a vaj és az olaj könnyebben emészthető, mint a sertészsír. 221.1 A májban lezajló folyamatok ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hasonlítsd össze a hasnyálat és az epét! 2. Milyen különbség van a gyomor és a vékonybél szövettani felépítése között? 3. Milyen feladata van a gyomornak? 4. Miért nélkülözhetetlen a máj a szervezet számára? 5. Milyen kapcsolat van a hasnyálmirigy és a máj között? A VÉKONYBÉL ÉS A VASTAGBÉL A gyomorból erősen savas kémhatású tartalom kerül a vékonybélbe, ahol a lúgos bélnedvvel, a hasnyállal és az epével keveredik. A béltartalmat a p erisztaltikus mozgás egyre lúgosabb területek felé továbbítja, ahol az enzimek hatékonyan működhetnek. A hasnyál és a vékonybélnedv

enzimjei végzik a táplálék emésztésének végső lépéseit. Működésüket az epeváladék segíti elő. A szájüregben kezdődik meg a keményítő és a glikogén maltózzá bontása. A gyomor savas közegében leállt folyamat a vékonybélben újrakezdődik. A hasnyál amiláza a maradék poliszacharidok maltózzá hidrolizálását végzi. A vékonybélnedv az emésztést folytatva, a maltózt és a táplálékkal bekerülő többi diszacharidot monoszacharidokra bontja. Milyen diszacharidok találhatók a táplálékunkban? Milyen monoszacharidok jönnek létre az emésztésük során? A fehérjék felszívható formába hozása a gyomorban kezdődik. A kialakult polipeptideket a hasnyálmirigy enzimjei peptidekre, majd a vékonybélnedv fehérjebontó enzimjei (erepszinjei) aminosavakra bontják. A hasnyálmirigy és a bélfal mirigyeinek enzimjei végzik a nukleinsavak nukleotidokra, esetleg nukleozidokra való bontását. A hidrolizálható lipideket a lipáz

emészti, mely mindkét mirigyben termelődik. Hogyan lehetséges, hogy a patkóbél számtalan fehérjebontó enzimje nem emészti meg egymást? FELSZÍVÁS A VÉKONYBÉLBEN Az emésztési folyamatok során a táplálék tápanyagai egyszerű építőköveikre (monomereikre) bomlanak. E kisméretű, viszonylag egyszerű szerves molekulák (monoszacharidok, aminosavak, nukleotidok, nukleozidok, monogliceridek, zsírsavak) a vékonybél nagy felületén szívódnak fel. A szájüreg nyálkahártyáján - egyes gyógyszerektől és kis molekulájú hatóanyagoktól eltekintve - jelentős felszívódás nem történik. A gyomorban sem jelentős a felszívás, a víz, az alkohol és egyes vitaminok (pl. B12) a vérbe kerülhetnek A bélfal sejtjei a tápanyagokat a vérbe, vagy a nyirokkapillárisokba juttatják. A poláris molekulák a vérbe, az apoláris lipidek a nyirokrendszerbe szívódnak fel. Amíg a víz passzívan, diffúzióval kerül a bélfal kapillárisaiba, addig az

ionok többsége és a szerves anyagok hordozómolekulák és energia segítségével (aktív transzport) szívódnak fel. AZ UTÓBÉL FUNKCIÓI A vékonybél utolsó szakasza, a csípőbél a hasüreg jobb alsó részén torkollik az utóbélbe. A csatlakozástól lefelé eső bélrészlet a vakbél. A növényevő állatok esetében a vakbél mérete megegyezhet a gyomoréval. Valószínűleg a benne élő baktériumok részt vesznek a cellulóz emésztésében. 222.1 A tápcsatorna emésztő folyamatai A vakbélhez kapcsolódik a féregnyúlvány, amely a nyirokrendszer tagja. A vastagbél szakaszai a felszálló, a vízszintes, a leszálló és a szigmabél. Az utóbél végső része a végbél Az 1-1,5 méteres utóbél belső felszíne is redős, de bélbolyhok már nem növelik a felületet. A nyálkahártyában található mirigysejtek mechanikus ingerlésre (nyomás, súrlódás) síkos, mucintartalmú váladékot termelnek, amelynek szerepe elsősorban a béltartalom

csúszóssá tétele, előrehaladásának biztosítása. Emésztőenzimet nem tartalmaz, a vékonybélből átkerült, még emésztetlen anyagokat az ember már nem képes hasznosítani. A vastagbélben sok baktérium él, éppen a béltartalomban található szerves anyagokat - akár a cellulózt is - hasznosítva. Az emberi szervezet számára az az együttélés (szimbiózis) előnye, hogy a baktériumok B- és K-vitamint termelnek, ami a bélfalon keresztül felszívódik. Testünk sejtjei nem képesek cellulózbontó enzimet termelni. Ezért a táplálékkal bekerült cellulóz (növényi sejtfal) a vastagbélben megfigyelhető kismértékű bakteriális lebontástól eltekintve változatlan formában ürül ki. Az emésztőcsatornában a táplálék le nem bomlott, felszívásra nem kerülő részei a végbélen át kiürülnek. A végbél a vastagbél leszálló ágának végső szakasza, amelyet gyűrű alakú záróizom zár a külvilág felé. A béltartalom

továbbításában a bél perisztaltikája és a hasizom által létrehozott "hasprés" segít. 223.1 Az emésztőnedvek összehasonlítása ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. A vékonybél 3-4 méteres az élő testben Élettelenül 6-7 méter Mire következtethetsz ebből? A LÉGZŐRENDSZER FELÉPÍTÉSE ÉS MŰKÖDÉSE Az emberi szervezet a működéséhez szükséges energiát a szerves anyagok lebontásából nyeri. A sejtekben aerob úton végbemenő lebontó biokémiai folyamatok összessége a sejtlégzés (biológiai oxidáció). Az ehhez szükséges oxigént, és a folyamatok során keletkező - a szervezetre káros - szén-dioxid leadását a gázcsere biztosítja. Az egymást követő be- és kilégzések során fizikai tényezők, a nyomáskülönbségek szabják meg a gázok áramlását. Miért káros a s zervezetünk számára a s zén-dioxid? Milyen változásokat eredményez a felszaporodása a szervezetben, a sejtekben? A sejtlégzés a következő általános

egyenlettel jellemezhető: CxHyOz + (x + y/4 - z/2)O2 (r) xCO2 + y/2 H2O és energia szabadul fel Attól függően, hogy a szerves anyagban milyen a felépítő elemek aránya, más lesz a leadott széndioxid és a felvett oxigén mólaránya, a légzési hányados (RQ). Vizsgáld meg, milyen a légzési hányados értéke glükóz, illetve palmitinsav esetén! Add meg az x, az y és a z arányát ezekben a molekulákban! Milyen összefüggést látsz az RQ és az arányok között? Mit gondolsz, egy aminosav oxidációjakor kapott RQ-érték milyen lenne? A gázcsere egyik része a légcsere, mely a környezet és a légzőszerv között zajlik. A légzőszerv és a testfolyadék között a légzőfelületen át bekövetkező gázkicserélődés a külső gázcsere. A vér a sejtekig szállítja az oxigént, ahol megtörténik a belső gázcsere, kicserélődik az oxigén és a széndioxid. Az oxigén a sejtek felé, míg a szén-dioxid a külvilág felé mozog A LÉGUTAK SZAKASZAI A

belégzéskor a levegő az orrüregen át a garatba, majd a gégébe áramlik. A légzőszervrendszer e szakaszai a felső légutak. Feladatuk az áramlási út biztosítása mellett a levegő előkészítése, a hangképzés és a légzőszervrendszer védelme. A légutak dúsan erezett, csillós hengerhámmal borított nyálkahártyája felmelegíti és párával telíti a levegőt, kiszűri a finom szennyeződéseket, amiket az orrnyílás irányába sodor. Az orrüreg bejáratánál található szőrök megakadályozzák a nagyobb szennyeződések bejutását a légzőrendszerbe, a felső részén elhelyezkedő szaglóhám pedig az érzékelésben játszik szerepet. Miért nem tudjuk érzékelni a környezetünkben előforduló valamennyi gáz jelenlétét? A garat a tápcsatornának és a légzőszervrendszernek is része, hiszen a táplálék és a levegő útja itt kereszteződik. A gége a légcső kezdetén található porcos vázú szerv. Feladata egyrészt a falat légcsőbe

jutásának megakadályozása, másrészt a két hangszalag segítségével a hangképzés. 224.1 Az ember légzőszerve A gége alapján helyezkedik el a gyűrűporc. Ezen elöl a pajzsporc, hátul a két kannaporc található. A pajzsporc két lemeze a n emi érést követően a nőkben tompa-, míg a férfiakban hegyesszöget zár be. Ezért a férfiak ádámcsutkája jobban kiemelkedik a nyak síkjából A porcokat kötőszövet és harántcsíkolt izomszövet fogja össze. A gége nyílásánál helyezkedik el a nem mozgatható gégefedő porc. A gége üregébe nyomulnak jobb és bal irányból a pajzsporc és a kannaporcok között feszülő hangszalagok. A HANGKÉPZÉS A hangszalagok fogják közre a hangrést. Légzéskor a gége izmai elernyednek, így a hangrés nyitott. Hangadáskor megfeszítjük a gége izmait, a hangrés zárul, ami miatt a kiáramló levegő feltorlódik a hangszalagok mögött. A növekvő nyomás szétfeszíti a szalagokat, a levegő átjut a

hangrésen, így a nyomás lecsökken. A szalagok ismét záródnak, és növekedhet a nyomás Ez ciklusosan ismétlődik, amíg levegő áramlik ki a tüdőből. (2252) A szalagok a levegő longitudinális rezgését hozzák létre. A levegőoszlopban kialakuló sűrűsödések és ritkulások gyakorisága a hangszalagok mozgásától függ. Minél nagyobb a feszítettségük, és/vagy minél rövidebbek, annál gyorsabban térnek vissza eredeti állapotukba, vagyis annál nagyobb lesz a kialakuló hang rezgésszáma. Képezz egyenletes, mély zümmögő hangot! Közben tedd az ujjad a gégédre. Ugyanígy képezz jóval magasabb hangot. Milyen rezgéseket tapasztalsz? Fogj meg - nem meghúzva, de kifeszítve - egy befőttes gumi 7 centiméteres darabját! Húzd ki 10 cm hosszúságúra, és pengesd meg! Figyeld meg a kialakuló hangmagasságot! Milyen hangmagasságot érzékelsz, ha 15 c entiméteresre húzod ki a gumit? Ezután fogj meg egy 4 centiméteres darabot, és 10 cm-re

kihúzva pengesd meg. Mivel magyarázhatjuk a magasabb hangot? Miért szükséges a nők és a férfiak különböző hangmagasságairól beszélni (szoprán, mezzoszoprán, alt; tenor, bariton, basszus)? A hangerő a kiáramló levegő mennyiségétől függ. A rezgés amplitúdója akkor nő meg, ha sok levegőt nagy sebességgel fújunk ki. Igyekezz azonos hangerővel és hangmagasággal folyamatosan beszélni, majd tovább beszélve fogd be az orrod! Tapasztalhatod, hogy megváltozik a hangod színezete. A hang színezetét a felhangok határozzák meg. Ezek kialakításában az ún rezonátor üregek, akadályok (orrüreg, pofák, fogak stb.) vesznek részt 225.1 A gége és a légcső 225.2 A hangszalagok helyzetének változása hangadáskor A gége folytatása a légcső, mely az alsó légutak első szerve. Ezt az üreges zsigeri szervet a nyelőcső felé nyitott, C-alakú porcok merevítik, hogy megakadályozzák összeesését. A légcső kettéágazva a főhörgőkben

folytatódik, melyek a két tüdőfélbe vezetnek. A TÜDŐ FELÉPÍTÉSE A tüdő a mellüregben található páros szerv. A jobb oldali három, míg a bal két lebenyre oszlik. Világos rózsaszín, de minél idősebb, minél több szennyeződés kerül bele, annál több sötét folt jelenik meg rajta. Állománya szivacsszerű, hiszen a belépő főhörgő fokozatosan kb 23-szor - egyre kisebb csövekre ágazik el A tüdőkapun keresztül az elágazó főhörgő, a tüdőartéria, a tüdővéna, valamint nyirokér és ideg vezet be illetve ki. A bolygóideg vegetatív rostjai és a gerincvelő mellkasi szakaszáról kilépő szimpatikus rostok lépnek be a tüdőbe. Mire következtethetsz ebből a tüdő szövettani felépítésére vonatkozóan? A tüdő vázát rugalmas kötőszövet alkotja. Ezek között találjuk az egyre kisebb részekre ágazó hörgőket, majd a hörgőcskéket. Falukban porc, simaizom, belső felületükön csillós hám van A legkisebb csövek

léghólyagokban végződnek, melyeket egyrétegű laphám (epithél) alkot. Itt történik meg a gázcsere, hiszen a léghólyagok felületét kapillárisok hálózzák be. (2261) 226.1 A tüdő szövettani felépítése és szerkezete 226.2 A tüdő erei A GÁZCSERE A léghólyagok együttes felülete hatalmas, akár 100 m2 is lehet. A gázcsere a léghólyag és a kapilláris hámján keresztül, a gázok parciális nyomáskülönbsége alapján zajlik le. Az oxigén a vérbe, a szén-dioxid a léghólyag üregébe kerül. A léghólyagok belső felületén mindig vékony folyadékréteget találunk. Ez nélkülözhetetlen mind a gázcseréhez, mind a léghólyag formájának megtartásához. A felület vízvesztése esetén köhögés, légszomj is jelentkezhet. Miért fontos az orrüreg páradúsító szerepe? Mi miatt köhögnek többen a panelházak lakói közül? 227.1 A léghólyag és a gázcsere 227.2 A hörgők endoszkópos képe ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. A légutakat

csillós hám borítja Milyen szerepe van ennek? 2. Hogyan kerülhet morzsa a középfülbe? 3. Miért ismerheted fel a társadat a hangjáról? Miben tér el két ember hangja? 4. Miért fárasztóbb magasabb hangon beszélni, mint mélyebben? 5. Megfulladhat-e a falánk ember, ha túl nagy falatot akar lenyelni? 6. A tüdő milyen tulajdonságára következtethetsz abból, hogy nincs benne harántcsíkolt izom? 7. Mi a következménye annak, hogy sok a rugalmas rost a tüdőfalban? 8. Miért előnyös az egyrétegű laphám a léghólyagok falában? 9. Ha a tüdő szöveteinek egy része tönkremegy, mindig nagyobb üregek képződnek Milyen hatással van ez a légzésre? A LÉGZŐMOZGÁSOK A gázcseréhez biztosítani kell az oxigéndús levegő tüdőbe való áramlását, egyúttal a nagyobb szén-dioxid-tartalmú gáz eltávolítását is. Ezt a légcserét a légzőmozgásokkal érjük el A tüdő önálló mozgásra nem képes. A mozgatását a bordaközti izmok és a

rekeszizom, vagyis a légzőizmok végzik. (2281) A bordák külső felületéről eredve az alattuk lévő bordák belső felszínére tapadva futnak a külső bordaközti izmok. Ha ezek összehúzódnak, a bordák felfelé és kifelé mozdulnak el Ezt segíti az is, hogy az izomrostok kissé hátulról előre irányba állnak. A rekeszizom választja el a mellüreget a hasüregtől. Elernyedt állapotban beboltosul a mellüregbe, hiszen a hasi szervek felfelé nyomják. Az összehúzódásakor ellapul, így növeli a mellüreg térfogatát. A légzőizmok összehúzódásának az a következménye, hogy a mellüreg térfogata megnő, melyet a mellhártya miatt a tüdő követ. Ennek az az oka, hogy a tüdő felületén és a mellüreg belső felületén lévő savós hártya az általuk termelt folyadék tapadása, adhéziója miatt összekapcsolódik. Egy mikroszkópi tárgylemezre cseppents vizet, és boríts rá egy másikat! Fogd meg a k ét üveglapot, és próbáld meg őket

elválasztani egymástól! Miért nehéz széthúzni őket, ugyanakkor miért csúsznak el könnyen egymáshoz képest? A kitágult tüdőben lecsökken a nyomás, így a levegő a szabad légutakon át beáramlik a tüdőbe. Belégzésünk aktív folyamat Az anyaméhben a magzat fejkörfogatához képest a m ellkas jóval kisebb. A tüdő összeesett állapotban van, a magzat nem használja. A születéskor az első légvételkor a mellkas a mellhártya külső részével együtt kitágul. A tüdő azonban nem "akarja" követni, ezért a mellhártya két lemeze között csökken a nyomás. Mivel a mellkas az első légvétel után többé már nem kerülhet vissza eredeti helyzetébe, a tüdő viszont rugalmasságából adódóan szeretne visszakerülni alaphelyzetébe, ezért a születést követően a mellhártya két lemeze között mindig alacsonyabb a nyomás, mint a tüdőben, illetve a légkörben. A kilégzés passzív folyamat, mert ekkor a légzőizmokat

elernyesztjük. A bordák saját súlyuk, a rekeszizom pedig a h asüregi szervek nyomása miatt tér vissza eredeti helyzetükbe. A tüdőben megnő a nyomás, így a levegő kiáramlik a tüdőből. 228.1 A tüdő és a légzőizmok a mellkasban 228.2 Atüdő és a mellhártya lemezei között lezajló nyomásváltozások a légzőmozgások során Mekkora a tüdőben a levegő nyomása a kilégzés végén? Lehet-e a belégzés alatt nagyobb a levegő nyomása a tüdőben, mint a környezetben? Ha sokat ettél, teli a gyomrod, nehezebb lélegezni. Miért? Figyeld meg, milyen a légzésed, ha "fejen állsz"! A légzőmozgások következményeit a Donders-féle tüdőmodell szemlélteti. Vizsgáld meg a tüdőmodellt bemutató ábrát! A kísérleti berendezés mely elemei modellezik a m ellkast, a rekeszizmot, a tüdőt és a légutakat? Mi történik, ha a gumihártyát kihúzzuk? Mi történik, ha az A csapot megnyitjuk? A kétféle légzőizmunkat nem egyformán

használjuk. Ha a rekeszizom működik intenzívebben, hasi légzésről beszélünk. A bordaközti izmaink hatékonyabb működtetése a mellkasi légzés. Az oxigénellátás szempontjából előnyösebb a hasi légzés Miért hatékonyabb a hasi légzés? Használd a mellkas felépítéséről rendelkezésedre álló ismereteidet! A nők inkább mellkasi, a férfiak hasi légzéssel lélegeznek. Mi indokolja a nők mellkasi légzését? Nyugodt légzéskor egy felnőtt ember percenként átlagosan 16-szor lélegzik. Egy légvételkor körülbelül 0,5 dm3 levegő cserélődik ki. Ez a légzési levegő Légzési perctérfogat: az egy perc alatt kicserélt levegő mennyisége. Az életműködéseinkhez sokszor több oxigénre van szükségünk. Ilyenkor meg kell növelni a légzési perctérfogatot. Ezt a légzésszám fokozásával, és/vagy a légvételkor kicserélt levegő mennyiségének növelésével érhetjük el. Melyik az előnyösebb a szervezetünk számára, ha

figyelembe veszed, hogy az izomműködéskor felhasznált energiának 80%-a hő formájában távozik el? Erőltetett belégzéssel további 2,5 dm3 levegőhöz juthatunk. Ez a belégzési tartalék Növelhetjük a kicserélt levegő mennyiségét erőltetett kilégzéssel is (1,1-1,5 dm3 kilégzési tartalék). A legnagyobb térfogat, amit egy légvétellel kicserélhetünk, a vitálkapacitás (2292) Vitálkapacitás: az erőltetett belégzés utáni erőltetve kilélegzett levegő térfogata, vagy az erőltetett kilégzés utáni erőltetve belélegzett levegő térfogata. Átlagosan 4,5 dm3 Erőltetett belégzéskor a bordaközti izmok fokozott összehúzása mellett az ún. járulékos légzőizmokat is működtetjük. Ezek a mellkas felső részén található vázizmok (pl a mellizom, a csuklyásizom stb.) Mély légzéskor miért előnyös a belégzéskor a karjainkat is megemelni (pl. testnevelés órán)? 229.1 Donders-féle tüdőmodell 229.2 A tüdőben kicserélt

levegőtérfogatok mérése A mikor kiabálunk, vagy ha elfújjuk a gyertyát, erőltetett kilégzést végzünk. A belső bordaközti izmok és a hasizmok által kialakított hasprés biztosítja a fokozott levegőkiáramlást a tüdőből. Hasfaladra helyezve a kezet, jól érzékelhető kiáltáskor a hasizmok megfeszülése. A kárhogyan is erőltetjük a kilégzést, soha nem sikerül kilélegezni a tüdőből a teljes levegőmennyiséget. A felnőtt emberben bennmaradó 1-1,1 dm3 a maradék levegő Avitálkapacitás és a maradék levegő térfogatának összege adja a tüdő teljes térfogatát. A maradék levegő az első légvételt követően végig megtalálható a tüdőben. Szén-dioxid és vízgőztartalma nagyobb, míg oxigéntartalma kisebb, mint a légkörből bekerülő gázelegyé. Mi okozhatja az eltérést? A maradék levegő jelenléte egyértelmű bizonyítéka az élveszületésnek, melyet az igazságügyi orvostan is használ. Miért bizonyíték ez? A

légköri levegő összetétele módosul, mire a belégzés során a léghólyagok felületére érkezik. Az oxigéntartalom kissé csökken, a s zén-dioxid parciális nyomása nő. A jellemző gázösszetételt a 230.1 ábra mutatja Az oxigén parciális nyomása elegendő ahhoz, hogy a léghólyag és a kapilláris falán át bekerüljön a vérbe. A vörösvérsejtbe jutva a redukált állapotú hemoglobinról leszorítja a H+-t. Az ion a vérplazmából bekerülő HCO3 --nal szénsavat alkot, miközben a töltésviszonyok fenntartása érdekében Cl- lép ki a vérplazmába. A szénsav pillanatszerűen vízre és széndioxidra bomlik. A felszabaduló CO2 parciális nyomáskülönbsége miatt a tüdő léghólyagocskáiba diffundál. (2301) A szövetekhez érve az oxigén a parciális nyomáskülönbséget követve leválik a hemoglobinról, és a szövetek közötti állományba, majd a sejtekbe jut. A sejtekből viszont a keletkező szén-dioxid bekerül a vérbe, a

vörösvérsejtekbe. A bennük található vízzel szénsavat alkot, melynek kialakulását, és a H +-ra és HCO3 --ra bomlását egy enzim a többszörösére fokozza. A HCO3 - átkerül a vérplazmába, miközben helyet cserél a Cl--dal 230.1 A légzési gázok szállítása A LÉGZÉSI FOLYAMATOK SZABÁLYOZÁSÁNAK LÉNYEGE A légzés vegetatív működés, melyet az idegrendszer szabályoz. Az automatikus szabályozás lényege az, hogy amikor a belégző izmok serkentés alatt állnak, akkor a kilégző izmok gátoltak, és fordítva. Elsődleges központjai a nyúltvelőben, míg az ezt összerendező másodlagos központok a hídban találhatók. A nyúltvelői belégzőközpont, illetve a hídi belégzést serkentő központok működésének ingere a vér szén-dioxid-koncentrációjának növekedése (így pH-jának csökkenése), valamint a vér oxigéntartalmának csökkenése. A központ ingerülete a leszálló mozgatópályák (extrapiramidális pályák)

közvetítésével jut a gerincvelő elülső szarvának mozgató neuronjaihoz. Ezek idegzik be a légzőizmokat, összehúzódást alakítva ki bennük. Az agytörzsi belégzőközpontok aktivitásának szabályozását elsősorban a vér kémiai jellemzői befolyásolják. Az ezeket érzékelő kemoreceptorok egy része a nyúltvelőben találhatók, így a CO2 és a pH közvetlenül hat a központra. A nyúltagyi receptorok képesek az agyfolyadék és az agyi sejtek közötti folyadék pH-jának változását is érzékelni. Az oxigénkoncentrációt érzékelő kemoreceptorok az aortaív és a nyaki verőér falában találhatók. Az ingerületeiket a bolygóideg érző rostjai juttatják a nyúltagyba Az említett hatások légzést serkentő idegimpulzusokat okoznak. A belégzés következtében a tüdő fala megfeszül, melyet az ott található nyomásérzékelő receptorok érzékelnek. Az akciós potenciált a bolygóideg juttatja a nyúltvelő kilégzőközpontjába,

ugyanakkor a híd belégzést gátló központja is ingerületbe jön, mely gátolja a nyúltvelő belégzőközpontját. Gátlódnak a légzőizmok, és bekövetkezik a kilégzés Ha a hídi központok tevékenysége kimarad, akkor a légzés szabálytalanná és zihálóvá válik, de ritmusa nem szűnik meg. A hídi légzőközpontok tehát a légzés ritmusának finom szabályozását végzik. Mivel a légzőmozgásokat harántcsíkolt izmok hajtják végre, így lehetőség van a légzés akaratlagos szabályozására. Az agykéreg homloklebenyéből induló idegimpulzusok a leszálló pályákon át jutnak a légzőizmok mozgató neuronjaihoz. Így az akaratlagos hatások elkerülik az agytörzsi automatikus légzésszabályozás központjait, azonban az agytörzs képes ezt veszély esetén felülbírálni (áttörési pont). Az akaratlagos tényezőkön kívül a fájdalom és az érzelmi hatások szintén módosítják a légzést. Ilyen esetben a limbikus rendszerből és a

hipotalamuszból jutnak impulzusok az agytörzsi légzőközpontokhoz. Légzésünket ezeken kívül más vegetatív hatások is képesek befolyásolni. A légzés reflexes gátlása valósul meg a nyelés és a hányás alkalmával. Ez és a gége záródása az étel vagy a hányadék légcsőbe jutását akadályozza meg. A csuklás is kapcsolatban van a légzőműködéssel: a rekeszizom görcsös összehúzódása olyan belégzést hoz létre, amelynek végén a gége hirtelen zárul. Az ásítás egyfajta mély belégzés, élettani alapját és jelentőségét nem ismerjük pontosan. Feltételezik, hogy ásítás hatására fokozódik a léghólyagocskák feszülése. A légzés szabályozása alvás közben kevésbé pontos, mint éber állapotban. Rövid légzésmentes periódusok egészséges alvó felnőttnél is előfordulhatnak. Ez néha reggeli fejfájást vagy fáradtságot eredményezhet. Az alvási légzéskimaradás speciális formája a hirtelen csecsemőhalál

szindróma, mely során a látszólag egészséges újszülött légzése megáll, és bekövetkezik a halál. 231.1 A légzés idegi szabályozásának vázlata ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért veszélyes, ha megsérül a mellhártya? 2. Hány dm3 standard állapotú oxigén gáz kerül egy felnőtt ember vérébe, ha egész nap nyugalomban van, és kilélegzett levegőjének oxigéntartalma 16%? 3. Hogyan változtatható meg a légzési perctérfogat? Melyik az előnyösebb? 4. Hogyan lélegeznek a rendszeresen sportolók? 5. Mire használják a spirométert? A LÉGZŐSZERVEKKEL KAPCSOLATOS EGÉSZSÉGÜGYI ISMERETEK A légzőszervi megbetegedések a leggyakoribbak a mindennapos betegségek között. A kórokozók jelentős része a légzőszerveken keresztül juthat a szervezetbe. A torokfájással, köhögéssel, orrváladékozással járó nátha a meghűléses betegségek egyik leggyakoribb típusa. A "meghűlést" nemcsak a hideg, a test lehűlése, hanem

cseppfertőzéssel terjedő baktériumok vagy vírusok is okozhatják. Az influenza sokkal súlyosabb következménnyel járhat. A rossz közérzet levertséggel, magas lázzal és heves végtagfájdalmakkal jár együtt. Az influenza nem gyógyítható antibiotikumokkal. Miért nem hat ilynekor az antibiotikum? A betegnek vitaminok és lázcsillapító mellett antibiotikumot is felír az orvos. Vajon miért? Miért szükséges a beteg szervezet számára a bőséges folyadékfogyasztás és az ágynyugalom? A nyálkahártya védekezése a f okozott váladéktermelés. Az arc és a h omlok csontjainak üregeiben is felhalmozódhat a nyálka. Az ekkor jelentkező fájdalom annak a következménye, hogy a melléküregek nyílásai elzáródnak, és a váladék nem képes kiürülni. Az arcüreg- és homloküreggyulladás esetén a fej helyzetváltoztatásakor fokozódik a fájdalom. A kórokozók "támadásának" következtében rendszerint mandulagyulladás is kialakul. Nem

csak a fájdalom és a láz miatt kell kezelni a beteget, hanem mert (főleg gyermekkorban) szövődmények (szív- és vesemegbetegedés) jelentkezhetnek. A mandulák védik az alsó légutakat a fertőzések ellen. E nyirokszervek eltávolítása csak akkor indokolt, ha túl gyakran begyulladnak. A légutak gyulladása lejjebb is terjedhet. A gége, a h angszalagok betegsége esetén még a nyelés, a b eszéd is fájdalommal jár. Életveszélyes lehet a gége kialakuló duzzanata, hiszen megakadályozhatja a légzést. Légcsőhurut alakulhat ki a gyulladás továbbterjedésével A hangszalagok működésében fellépő hiba a rekedtség. Ez nemcsak fertőzés következtében kialakuló gyulladás hatására jöhet létre, hanem a hangszalagok túlterhelése miatt is. A hörghurut meghűlés, de az erősen szennyezett levegő hatására is megjelenhet. Tünetei között gyakran előfordul láz, fulladás, sárgásfehér váladék ürülésével együtt járó fájdalmas

köhögés is. A dohányfüst több mint tízezerszer töményebb, mint a legszennyezettebb városi levegő. Az 1950-es évek óta már közismert, hogy a dohányzás nagymértékben károsítja a szervezetet. A cigarettafüstben eddig több mint 4000-féle károsító anyagot mutattak ki, amelyek közül 300ról igazolták, hogy rákkeltő hatású. Mivel a füst anyagaival a legközvetlenebb kapcsolatban a légzőszervek állnak, a károsítás ezekben a szervekben a legnagyobb. Az újabb adatok szerint a tüdőrák, az ajak, a szájüreg, a nyelv és a garat rákos megbetegedésének keletkezéséért 90%-ban, a krónikus hörghurut és a tüdőtágulás kialakulásáért 80%-ban a cigarettafüst a felelős. A gégerákosok 95%-a az erős dohányosok közül kerül ki. A füst nemcsak magukat a dohányzókat károsítja, hanem a passzív dohányosokat is, akik a cigarettázókkal egy helyiségben tartózkodnak, és mások cigarettafüstjét kénytelenek belélegezni. A dohányzás

károsító hatása olyan egyértelművé vált, hogy az USA-ban a dohányipari mamutvállalatoknak magas összegű kártérítést kell fizetniük, amelyet a dohányzás okozta megbetegedések gyógyítására fordítanak. 232.1 Az egészséges (1) és a vírus által megtámadott (2) csillós hám a légutakban Az aktív és a passzív dohányzás a t erhesség egész ideje alatt különösen veszélyes. Nemzetközi adatok szerint a koraszülés a dohányzó anyáknál 1,7-2,8-szor gyakoribb, újszülöttjeik testtömege pedig átlagosan 250 grammal kisebb, mint a nem dohányzó anyáké. Már napi 10 szál cigaretta is 100 grammal csökkenti az újszülött testtömegét. A dohányzás igazán súlyos következményei csak évek múlva jelentkeznek, azonban jó néhány károsító környezeti tényező hatását azonnal vagy rövid időn belül észlelni lehet. (233.3) A környezet károsító hatásának egyik megdöbbentő példája a londoni szmogkatasztrófa volt. 1952

decemberében egyre sűrűbb köd alakult ki, mely a füst felkeveredésével (füstköd) egy nap alatt több ezer hörghurutos ember halálát okozta. Mindez olyan sokkoló hatású volt, hogy az ezt követő szigorú intézkedések után London ma az egyik legtisztább levegőjű város. A krónikus hörghurut tünetei hasonlóak az akut hörghurutéhoz. A tünetek gyakoribbá válnak, végül egész éven át tartanak. Különösen a dohányosok hajlamosak e megbetegedésre Az idő múlásával a köhögés egyre kínzóbb lesz, a felköhögött nyák egyre sűrűbb. A késői stádiumban többnyire légszomj is kialakul, illetve tüdőtágulás következik be. Az asztma köhögési rohamokkal és nehézlégzéssel jár. A légcsőhuruttal ellentétben a tünetek rohamszerűen lépnek fel, és kezeléssel általában gyorsan megszüntethetők. A roham többnyire kínzó köhögéssel kezdődik, és súlyos nehézlégzéssel folytatódik. A hörgi asztma vagy tüdőasztma a

hörgők nyálkahártyájának fokozott érzékenysége. Az asztmás rohamok többnyire kínzó köhögéssel kezdődnek, súlyos nehézlégzéssel folytatódnak, végül sűrű, szívós-, tapadós váladékot köhög fel a beteg. A kilégzés nehezített, a levegő áramlása sípoló-búgó zörejekkel jár. Valószínűleg öröklött hajlam is szerepet játszik a betegség kialakulásában. Az esetek mintegy felében a rohamot a felső légutak fertőzése váltja ki. Mintegy 20%-ra tehető az allergiás asztmások aránya Vannak olyan betegek, akiknél testi megerőltetés, vagy idegi megterhelés (stressz) váltja ki a rohamot. Az asztmás beteg kezelésre szorul, mert súlyosabb esetben életveszélyes állapot alakulhat ki. 233.1 Hőkép a kézről a dohányzás előtt (1) és a dohányzás után 14 perccel (2) 233.2 Szennyezett tüdőről készült fénymikroszkópos felvétel 233.3 A dohányzás következményei A sztmás rohamot okozhat a vérkeringés elégtelensége is.

Ezt szívasztmának is nevezik, mert ilyenkor a bal kamra elégtelen működése következtében a tüdőben felszaporodó víz okozza az asztmatikus légzést. A jelenséget tüdővizenyőnek hívják, és mivel oxigénhiányos állapotot hoz létre, a szívműködés erősítésével minél előbb meg kell szüntetni. Vérkeringési betegség a vénás trombózis nyomán kialakult vérrögnek a tüdő érrendszerébe kerülése is, mely elzárhatja a tüdő egyik verőerét, és tüdőembóliát okozhat. Ha az elzárt ér kicsi, akkor mikroembólia jön létre. Heves mellkasi fájdalmat érez a beteg, fulladni kezd, és vért köp. Ha nagyobb eret érintett az embólia, akkor hasonló tünetek jelentkeznek, de azok ritkán múlnak el maguktól. A tüdő főverőerének elzáródása a legveszélyesebb A beteg rendkívül erős mellkasi fájdalmat érez, pulzusa felgyorsul, eszméletét vesztheti, ijesztő mértékben fulladni kezd, de azonnali halál is bekövetkezhet. Ha krónikus

légcsőhurut során tartósan gyenge a kilégzés, ez alapvetően veszélyezteti a tüdő szerkezetét. Ilyenkor a tüdő léghólyagocskái közötti falak átszakadnak, nagyobb légzsákok jönnek létre. Megnövekedik a holttér aránya, kisebb lesz a külső gázcsere felülete A be- és kilégzés nehezebbé válik, a légzési munka jelentősen megnő. A mellkas megnagyobbodik, és hordó alakúvá válik. Ez a tüdőtágulás (emphysaema), a megnövekedett kis vérköri vérnyomás, a jobb szívfél megnagyobbodása, majd elégtelen működése miatt potenciálisan halálos kimenetelű betegség. Leggyakrabban az erős dohányosoknál alakul ki Ha a légúti fertőzés a tüdő területére is átterjed, akkor heveny tüdőgyulladás jön létre. Magyarországon évente mintegy százezren betegszenek meg benne. Egyes esetekben a beteg panaszmentesen vészelheti át, máskor súlyos tünetek jönnek létre: magas láz, oldalszúrás,nehézlégzés, köhögés, köpetürítés. A

betegség során a tüdő léghólyagocskái megtelnek gyulladásos izzadmánnyal, és néhány nap alatt nagy tüdőterületeket is eláraszthat a folyadék. A legyengült, károsodott immunrendszerű szervezetben ez szövődményekkel járhat, például letokolt, gennyel kitöltött üregek (tüdőtályogok) keletkezhetnek. A tüdőgyulladást általában baktériumok okozzák, ezért antibiotikumokkal jól kezelhető. A tüdőgyulladás gyakran továbbterjed, és mellhártyagyulladást okoz. A száraz mellhártyagyulladás különbözó tüdőbetegségek vagy egyéb vírusos légúti megbetegedés, például influenza következménye lehet. Ilyenkor a légzés fájdalmas, a beteg mozgás közben fullad. Előfordulhat, hogy a betegség gyorsan gyógyul, és a tünetek néhány nap alatt elmúlnak. A nedves mellhártyagyulladás esetén a fájdalom ugyan elmúlik, de egyre nagyobb mennyiségű folyadék gyülemlik fel. A beteg egyre jobban fullad, mely már nemcsak mozgás, hanem

fekvés közben is jelentkezik. A nedves mellhártyagyulladás mindig valamilyen másik betegség következményeként jön létre. Ez lehet tüdőgyulladás, tüdődaganat, tüdőembólia Előfordul, hogy az alapbetegség nem is a légzőrendszerben, hanem a szívben vagy a keringésben van. Ez utóbbi esetben eleinte csak vérsavó szűrődik át a mellüregbe, sokszor nem is jön létre gyulladás, így helyesebb mellkasi folyadékgyülemről beszélni. A gümőkór, más néven tuberkulózis (tbc) baktériumok (főként a Mycobacterium tuberculosis) által okozott fertőző betegség. A baktériumok a tüdőn kívül a vesét, a csontokat vagy a nyirokcsomókat is megtámadhatják. Az utóbbi esetekben a beteg nem fertőz, ugyanis a kórokozókat csak cseppfertőzéssel lehet átadni. Nem terjed a beteg ruháival, ágyneműjével, tárgyaival, csak annak köpetével, amely hemzseg a kórokozóktól. Nagyobb a cseppfertőzés veszélye a zsúfolt, sötét, ritkán szellőztetett

lakásokban, és a fertőzöttek családján belül. (235.1) A gümőkórbaktériumok elpusztítják a tüdőszövetet, mely helyén üreg keletkezik. Ha a betegséget nem kezelik, akkor az tovaterjed. Eleinte nem okoz panaszt, és az is előfordulhat, hogy a beteg meggyógyul anélkül, hogy tudott volna a betegségéről. A legtöbbször azonban tartós köhögés, esetleg vért is tartalmazó köpetürítés, hőemelkedés vagy láz jön létre. Magyarországon a II. világháború óta a tüdőgümőkór gyógyítható betegség A lakosságot 1952 óta a kötelező BCG-oltás védi. Az oltás előtt meg kell győzódni arról, hogy a gyermek fertőződött- e már tbc-baktériumokkal. Ezt tuberkulinpróbával végzik, mely során olyan kórokozókivonatot juttatnak a bőrbe, ami bőrpírt okoz, ha a gyermek már átesett a fertőzésen. llyenkor ugyanis már nincs szükség védőoltásra. A tüdőgümőkór még a XIX. században is a legelterjedtebb és legpusztítóbb

népbetegség volt Magyarországon a betegek száma 1990-ig csökkent, azóta sajnos újra emelkedik. E folyamat nemcsak nálunk, hanem a világ más tájain, gazdag országokban is megfigyelhető. Ennek egyik oka az AIDS megjelenése lehet, hiszen a l egyengült betegek gyakran megkapják a tüdőgümőkórt. Egy másik ok az lehet, hogy a szegényebb országokból érkező menekültáradatban egyre több a gümőkóros beteg, aki újabb fertőzési forrást jelent. Magyarországon a betegség újabb terjedésének okát a romló életszínvonalban, a hajléktalanok számának növekedésében kereshetjük. Vizsgáld meg a 235.2 grafikont! Milyen okai lehetnek a tbc csökkenésének az ábrázolt időszakban? Miért kisebb a változás a 14 éven aluliak között? Az utóbbi néhány évben ismételten emelkedik a regisztrált új betegek száma. Véleményed szerint milyen okok vezethettek ehhez? Ha egy hörgő vagy hörgőcske elzáródik, akkor az elzáródás mögötti

léghólyagocskák gáztartalma felszívódik, és ez a tüdőrész összeesik. Az összeesés oka lehet az is, ha a léghólyagocskák felületi feszültségét csökkentő lipidmolekulákból túlságosan kevés termelődik. A tüdő akkor is összeesik, ha levegő jut a mellkasfal és a tüdő közé. Ez általában sérülések esetén következik be. Ha nyílás marad a külvilág és a tüdő felszíne között, akkor nyitott légmell, ha a nyílás elzáródik, akkor zárt légmell alakul ki. Az utóbbi esetben a levegő később felszívódik, és a légmell megszűnik. Mesterséges légmell kialakítását kiterjedten alkalmazták a tbc kezelésére, mert a működés nélküli tüdőrész gyógyulása gyorsabb. A tüdő legsúlyosabb betegsége a tüdőrák. Leggyakrabban 50 éves kor felett alakul ki A férfiak körében négyszer olyan gyakran fordul elő, mint a nők körében. Kialakulásáért leginkább a levegőszennyeződés, és főleg a dohányzás felel. Ma már

egyértelmű, hogy a dohányzás hatására egyre fiatalabb korban és egyre nagyobb gyakorisággal alakul ki. A levegőbe került - különösen zárt helyiségben felgyülemlett - szén-monoxid belélegezve súlyos mérgezést okoz, hiszen a hemoglobin szén-monoxid iránti affinitása 210-szer nagyobb, mint az oxigén iránti. Ha a hemoglobin 70-80%-a szén-monoxid-hemoglobinná alakul át, bekövetkezik a halál. Aszervezetben egyéb okok miatt is kialakulhat hypoxia. Oka lehet az artériás vér parciális nyomásának alacsony szintje, a hemoglobinhiány miatt szállított kevesebb oxigén, de a szövetek túlságosan lassú véráramlása is. Az oxigénhiányos hemoglobin mennyiségének fokozódását jelzi a körömágyak, a nyálkahártyák, a fülcimpák, az ajkak és az ujjak sötétkékes elszíneződése - ez a cianózis. 235.1 Egészséges (1) és tbc-s (2) tüdőszövet 235.2 Az új tbc-s betegek számának változása ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. A légzőrendszer mely

részeit támadhatják meg kórokozók? Sorolj fel néhány példát! 2. Milyen következményei lehetnek a dohányzásnak? ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK Döntsd el, hogy igazak-e a következő állítások! 1. Az alap-energiaforgalom minden emberben azonos értékű 2. A zsírban oldódó vitaminok közé tartozik az A-, a B- és a D-vitamin is 3. Az emésztés a tápanyagok felszívható formába hozása energia segítségével 4. A felső légutakhoz tartozik a légcső 5. Az orrüreg nyálkahártyája szűri és felmelegíti a levegőt 6. A légzési gázok a parciális nyomásuk különbsége miatt mozognak a vér és a léghólyagok között. PROBLÉMAFELADAT Válaszolj a következő mondattal kapcsolatos kérdésekre! Izidor parizeres, margarinos kenyeret reggelizett. Többszörös hibakutatás A) 1., 2, 3 hamis; B) 1, 3 hamis; C) 2, 4 hamis; D) 4 hamis; E) 1, 2, 3, 4 hamis 7. 1 A rágás során a nyelve a fogak alá helyezte a falatot 2. Nyeléskor a gégéje felemelkedett 3.

A nyála összeragasztotta a falatot 4. A rágásban a metszőfogak, a szemfogak és a kisőrlők is részt vettek Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 8. Milyen tápanyagok voltak Izidor szájában? 1. ásványi sók ionjai 2. zsírban oldódó vitaminok 3. víz 4. fehérjék Korrelációs vizsgálat A) a) növelésekor b) nő; B) a) növelésekor b) csökken; C) a) növelésekor b) nem változik. 9. a) a rágás mértéke (ideje, alapossága) b) a fehérjék emésztése a szájüregben Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 10. Mi volt a szerepe Izidor nyálának? 1. amiláza emészti a fehérjéket 2. megakadályozza a baktériumok elszaporodását 3. kazeinje falattá ragasztja a táplálékot 4. védi a száj nyálkahártyáját Többszörös asszociáció A) a), b), c) helyes; B) a), c) helyes; C) b), d) helyes; D) d) helyes; E)

a), b), c), d) helyes. a) a parizer húsának fő tápanyaga b) a margarin fő tápanyagtartalma c) a kenyér fő tápanyaga d) a margarin vitamintartalma 11. a hasnyál enzimje emészti 12. emésztése után elsősorban a vérbe szívódik fel 13. mindig emésztetlenül kerül felszívásra 14. passzívan szívódik fel 15. a vékonybélnedv emészti 16. az epe segíti a felszívódását 17. Izidor szerves tápanyaga Döntsd el, hogy igaz-e a következő állítás! 18. A gyomor pépesíti a táplálékot, hiszen a gyomorfal három simaizomrétege keveri a táplálékot. Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 19. Hol szívódhat fel a szendvics víztartalma? 1. a gyomorban 2. a vékonybélben 3. a vastagbélben 4. a nyelőcsőben Döntsd el, hogy igazak-e a következő állítások! 20. Izidor vastagbele nem termel emésztő enzimet 21. A székletürítés ingere akkor jelentkezik Izidorban, ha a végbelét

nyomja, feszíti a salakanyag. Ábraelemzés A máj egy részletét láthatod a rajzon. Nevezd meg a betűjellel jelölt részleteket, és azonosítsd a meghatározásokkal! 22. Képesek a hemből epefestéket (biliverdint, bilirubint) készíteni 23. Elhatároló, rögzítő, összekötő szerepű szövet 24. A mirigy működési egysége 25. Oxigént, lipideket, egyéb anyagokat hoz a szív felől 26. A bélből tápanyagot szállító véna 27. A vért összegyűjti a májból és a szívbe juttatja 28. Az általa összegyűjtött epe az epevezetéken keresztül a patkóbélbe jut Ábraelemzés A grafikon az emberi légzés során a tüdőben és a mellhártya két lemeze között lévő nyomásváltozásokat mutatja. Az ábra alapján válaszolj az alábbi kérdésekre! Négyféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) I. szakasz B) II. szakasz C) mindkettő D) egyik sem 29. ekkor történik a rekeszizom összehúzódása 30. ebben a szakaszban

térfogatváltozás következik be a tüdőben 31. ekkor a bordák csaknem vízszintesen helyezkednek el 32. az erőltetett légzés során ebben a szakaszban a hasfal is jelentősen összehúzódik 33. nyugodt légzés esetén ebben a szakaszban a gravitáció játssza a fő szerepet 34. a nyomásváltozást a hörgők izomzatának aktív mozgása idézi elő 35. folyamata során közel fél liter gáz van a tüdőben 36. a mellhártya két lemeze távolodik egymástól Mennyiségi összehasonlítás A) a > b; B) a < b; C) a = b. 37. a) a mellkas térfogata az I szakasz végén b) a mellkas térfogata a II. szakasz végén 38. a) a mellhártya két lemeze közötti nyomás értéke a nyugodt légzés I szakaszában b) a mellhártya két lemeze közötti nyomás értéke köhögés alatt Döntsd el, hogy igazak-e a következő állítások! 39. A kétoldali légmell azonnali fulladást okoz 40. A tüdőnek nincs saját izomzata 41. A hasi légzés előnyösebb, mint a mellkasi

légzés 42. A tbc baktériuma csökkenti a tüdő légzőfelületét 43. A belégzés ingere a levegő szén-dioxid tartalma 44. A hang erősebb, ha a hasizmot hirtelen összehúzzuk 45. A hangszalagok feszítésével magasabb hangot képezhetünk Táblázatkiegészítés Sorold fel a gége (46.) és a gégefő (47) részeit, majd töltsd ki a táblázatot! ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen szervek építik fel az ember tápcsatornáját? 2. Mi a különbség, illetve a hasonlóság a szervek felépítésében? 3. Milyen folyamatok zajlanak le a szájüregben? 4. Mi a feladata a gyomornak? 5. Miért fontos tápcsatorna szakasz a középbél első része, a patkóbél? 6. Mi a következménye, ha a vastagbélben túl hosszú ideig marad a bélsár? 7. Sorolj fel néhányat a tápcsatorna betegségei közül! 8. Milyen kapcsolat van a tápcsatorna és a légzőszerv között? 9. Miből vehető észre a légcső hurutos megbetegedése? 10. Miért fontos a rendszeres tüdőszűrés?

VI. fejezet A KÜLTAKARÓ, A MOZGÁS ÉS A KIVÁLASZTÁS A BŐR FELÉPÍTÉSE Az emberi bőr a szervezetünk első védelmi vonala. Felépítése és szerepe gyakorlatilag megegyezik az emlősállatoknál megismert sajátságokkal. Három réteg építi fel: a hám, az irha és a bőralja. Mint minden kültakaró, fontos szerepet játszik az elhatárolásban, de egyúttal a kapcsolatteremtésben is. Vizsgáld meg az emberi bőrről készült rajzot! A hámréteg milyen sajátságai biztosítják az elhatároló szerepet? A bőr többrétegű elszarusodó laphámjának mélyebb rétege az élőhám. Ezek a sejtek állandó osztódással termelik az újabb és újabb sejteket, melyek kifelé tolódva egyre távolabb kerülnek a hám alatt található irharétegtől, ami a lassú pusztulásukhoz vezet (elszarusodó réteggé válnak). E folyamat közben ellaposodnak, és a védelmet biztosító szaru halmozódik fel bennük, végül pedig lekopnak. Az élőhám sejtjei - amennyiben

fokozott UV-sugárzás éri őket - sötét színű festéket (melanin) termelnek, mely védi a sugárzástól az élőhám alatti sejteket. A festékek felszaporodásával alakulnak ki az anyajegyek, a szeplők, ritkábban a májfoltok. Az anyajegy a hám pigmentsejtjeinek helyi elszaporodásával alakul ki, így többé-kevésbé kiemelkedik a felszín síkjából. A szeplő a napfény hatására kialakuló apró, körülírt festékfolt, és inkább a világosabb bőrűekre jellemző. Az általában a fejen, a nyakon kialakuló májfolt jóval nagyobb. Kialakulásához valószínűleg belső okok vezetnek A sötétebb bőrpigmentáltságú emberek bőrének sejtjei öröklötten több festéket tartalmaznak. Itt a melanin nem csak a hám alsó rétegében található meg, hanem minden sejtjében, sőt az irhában is. Megfigyelhető-e a bőr megvilágítástól függő alkalmazkodása a negrid vagy a mongolid típusú embereknél? Az elszarusodó hám sejtjei szoros

záródásukkal, a felszaporodó szaruval megakadályozzák a kórokozók (vírusok, baktériumok, egysejtűek) behatolását, de kiválóan védenek a savak és a lúgok ellen is. Csak néhány kémiai anyag - például a h alogénelemek, a higany, az éter képesek rajta keresztül behatolni A halogének oxidálni képesek, így a kórokozókat is elpusztítják. Mire használjuk a jód alkoholos oldatát, a jódtinktúrát? Miért nem jó, ha a jódtinktúra a sebbe jut? A bőr felszíne jellegzetes, egyénre jellemző mintázatot mutat, különösen a végtagokon. Az ún. ujjbegyen látható bőrlécek alkotják az ujjlenyomatot, mely személyazonosításra is alkalmas. A minta három alaptípusa akár egy ember kezén is előfordulhat (2403) 240.1 Az emberi bőr a szőrökkel 240.2 Az emberi bőr szövettani metszete 240.3 Abőrléc alaptípusai: ív (1), hurok (2), örvény (3) A bőr középső rétege az irha. Alapja lazarostos kötőszövet, melyben számtalan vérér

található. Ezek a tápanyagellátás mellett a hőszabályozásban is nélkülözhetetlen szerepet töltenek be. Mivel igazolhatod a bőröd ereinek hőszabályozó szerepét? Az irhában főleg kollagén rostot találunk. Ez alól az arcunk bőre a kivétel, ahol elsősorban rugalmas rost fordul elő. A kültakarónk különböző területein az irhában szőrtüszőket találunk (241.1) A bőrből kiemelkedő, elszarusodó hámsejtekből felépülő szőrszálat az erekkel körülvett szőrhagyma képezi, melynek anyaga elsősorban egy fehérje, a keratin. A szőrtüszőbe nyílnak a faggyúmirigyek, melyek zsíros váladékukkal védik, fényezik a szőrszálat. A szőrtüszőhöz simaizmok kapcsolódnak. Ezek a szőrmerevítő izmok képesek a bőrfelszínről megemelni a szőrt. (2412) A szőrmerevítő izmok összehúzódásukkor jelentős hőmennyiséget termelnek, mely fontos a szervezet hőszabályozásában. Sűrűbb szőrzet esetén a megemelkedő szőrszálak közé

szoruló levegőréteg hőszigetelő szerepű. Vajon miért? Az ujjakon a hám felső rétege képezi a körmöt, ami a körömágy hámsejtjeiből kialakuló lapos szaruképződmény, és egész életünkön át növekszik. (2414) 241.1 A szőrtüsző keresztmetszete (1), a szőrhagyma (2) és a szőrszál eredése (3) 241.2 A hőszabályozó szerep 241.3 A szőrszál szerkezete 241.4 A köröm A bőr irhájában található másik mirigy a verejtékmirigy (242.1) Ez az egyszerű csöves, külső elválasztású mirigy a vérből vizet, ionokat, sőt kismolekulájú szerves anyagokat is kiválaszt, melyet a bőr felszínére ürít. Azzal, hogy a leadott víz elpárologása jelentős mennyiségű hőt von el a testtől, fontos szerepet játszik a szervezet hőszabályozásában. A sportolók általában nem csak vizet isznak az izzadás során elvesztett folyadék pótlására. Izotóniás (sót is tartalmazó) oldatot fogyasztanak. Miért hasznosabb ez, mint a tiszta víz

felvétele? Az emberi bőrben illatmirigyek is találhatók, melyek - bár az emlősállatokhoz képest kisebb mértékben - a nemek egymásratalálásában játszanak szerepet. A bőr módosult verejtékmirigyei a tejmirigyek, melyek az emlőket alkotják. A bőr érzékszervként is működik. A hámban, és főleg az irhában található mechanikai és hőreceptorok fontos információkat szolgáltatnak a külvilágról. Ezek az idegvégtestek a különböző irányú tapintásokat, a mélyebb rétegeket érintő nyomást jelzik az idegi központoknak. Külön receptor érzékeli a szövet hőmérsékletének csökkenését (hidegreceptor) és a hőmérséklet növekedését (melegreceptor). A bőr minden részében találunk fájdalomérzékelő szabad idegvégződéseket, melyek bármilyen károsító hatásra ingerületet alakítanak ki. A legmélyebben a bőralja helyezkedik el. A lazarostos kötőszövetben több-kevesebb zsírszövetet találunk. Ennek mennyisége függ az

adott bőrterülettől, a nemtől és az elhízás mértékétől is. A faron, a combon és a hason általában vastagabb a zsírszövet, míg a fül vagy a szemhéj bőraljából hiányzik. Másodlagos nemi jelleg, hogy a nőknél inkább a combok és a fenék, a férfiaknál inkább a has zsírszövete vastagszik a hízás során. A bőralja feladata a tápanyagok és a zsírban oldódó vitaminok raktározása, valamint a mechanikai és a hővédelem. 242.1 A verejtékmirigy 242.2 Az emlő szerkezete ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Sorold fel, milyen szerepet tölt be bőrünk a szervezetünkben! 2. Milyen felépítési sajátságok biztosítják a bőr mechanikai védőszerepét? 3. Milyen szerepet tölt be a bőr a hőszabályozásban? 4. Hogyan vesz részt a bőr a kiválasztásban? 5. Miért tekinthetjük a bőrt a szervezet legnagyobb érzékszervének? 6. Milyen különbség van a faggyú- és a verejtékmirigy között? 7. Mi befolyásolja a bőralja vastagságát a test egy adott

területén? 8. Mit tudsz a tejmirigyről? A BŐR EGÉSZSÉGE A bőr egészsége alapvető a szervezet működése számára. Sérülése esetén a felületén található számtalan kórokozó könnyen bekerülhet a testbe. Mirigyváladékainak túlzott felszaporodása a kellemetlen szag mellett növeli a gyulladások, a fertőzések esélyét. Ráadásul korunkban a környezet szennyezése, a kemikáliák elterjedése újabb és újabb veszélyeket rejt. A bőr tisztántartásának legegyszerűbb eszköze a víz. Tisztító hatását zsíroldó tulajdonsága miatt a szappan fokozza. Ugyanakkor a védőréteg túlzott eltávolítása szárazzá, sérülékennyé teheti bőrünket. Ilyenkor testápolókkal pótolhatjuk a hiányzó lipidréteget és az esetleg elvesztett nedvesség egy részét is. A törölközés során ügyeljünk arra, hogy először az arcot, legvégén a nemi szerveket, majd a lábakat töröljük szárazra. A nedvesen maradt bőrön, különösen a rosszul

szellőző hónaljban, testhajlatokban, a lábujjak között felmaródás, gombás fertőzés jelenhet meg. A kéz és lábápolás alapvető higiéniás követelmény. A körömkefés, melegvizes, szappanos kézmosást étkezés előtt, WC-használat után és minden olyan esetben ismételjük meg, amikor tevékenységünk ezt szükségessé teszi. Az elhanyagolt köröm berepedezhet, rosszul nő, gombás fertőzés jelenhet meg rajta. A köröm állapota hiánybetegségekre utalhat. A rövidre vágott, tiszta köröm az önmagára gondot fordító, ápolt külsejű ember jellemzője. A köröm alatti piszokréteg nem csak visszataszító látvány, hanem különböző kórokozóknak nyújt táptalajt. A túl hosszú köröm nemcsak akadályozza a munkát, hanem könnyen beszakadhat, sérülést is okozhat. A hajat a szennyeződéstől, illetve a zsírosodástól függően kell mosni. Óvatosan kezeljük, hiszen a hajszálak mind kémiai, mind mechanikai hatásokra is töredezhetnek.

(2432) Minden - a divat érdekében - bőrre felvitt nem természetes anyag (körömlakk, szemfesték, hajfesték stb.) magában is veszélyt rejt A megfelelő öltözködéssel elősegítjük bőrünk megfelelő védettségét. A természetes anyagokból (pamut, gyapjú) készült ruhák kellemes érzést keltenek, egyben megfelelően szellőznek és nedvszívók. Az öltözékünk tisztasága mellett lényeges, hogy az időjárásnak is megfeleljen, és egyúttal kényelmes legyen. A BŐR BETEGSÉGEI A bőr fertőzései közé tartozik a gennykeltő baktériumok által okozott ótvar, mely leggyakrabban a legérzékenyebb bőrrel rendelkező csecsemőket veszélyezteti. Rossz higiénés körülmények között különösen könnyen terjed. 243.1 Hol mossuk kezünket? 243.2 Az egészséges (1) és a töredezett hajszál (2) Elsősorban a serdülőknél jelentkezik a mitesszer és a pattanás. A hormonális változások miatt fokozottan működő faggyúmirigyek váladéka - sokszor a

felhalmozódó szennyeződésektől megreked, és a szőrtüsző eltömődik. Fekete pontok, mitesszerek jelennek meg Ezek enyhe nyomással, ügyelve a tisztaságra, könnyen eltávolíthatók. Ha tartósan megmaradnak, a lezárt szőrtüszők fertőződhetnek, gyulladt csomók, pattanások keletkeznek. (2441, 2443) Súlyosabb esetben nagyobb, mélyebbre terjedő csomók, furunkulusok keletkeznek, melyek csak hegesedéssel gyógyulnak. Hasonló következménye lehet a s zakállgyulladásnak, mely a borotválkozás következtében kialakuló szőrtüszőgyulladás. A bőr bakteriális fertőzésével alakul ki az orbánc. Nyomásra igen érzékeny, fénylő vörös, duzzadt foltokként jelenik meg, és a nyirokrendszerrel továbbterjedhet. A kültakarónk mélyebb, lazább szerkezetű rétegeire terjedő, baktériumok által keltett gyulladás a narancsbőr (cellulitisz). Elsősorban esztétikai problémát okoz, hiszen lázzal, komolyabb következménnyel nem jár. A vírusbetegségek

között leggyakrabban a herpesz fertőz. Megjelenhet az ajak környékén, míg a másik típusa a nemi szerveket támadhatja meg. A vírus aktiválódásakor apró hólyagok jelennek meg, melyek egyesülve fekélyes sebekké alakulnak. Sajnos a sejtekben maradva, újra aktiválódva ismételten problémát okozhat. A bárányhimlő, a kanyaró és számtalan más - a bőrön is megjelenő - betegségünket is vírus okozza. Ilyenek lehetnek egyes szemölcsök, melyek kezelés nélkül évekig megmaradhatnak, növekedhetnek, szaporodhatnak, de nyom nélkül el is tűnhetnek. A kórokozó a sérült bőrön keresztül jut a szervezetbe. Az anyajegy a bőr festéktermelő sejtjeinek felszaporodásából származik. 244.1 Mitesszer és pattanás 244.2 Vírus okozta, a bőrön is megjelenő betegségek: kanyaró (1) és bárányhimlő (2) 244.3 A mitesszer és a pattanás kialakulása 244.4 A narancsbőr (1) és a kullancs által terjesztett Lyme-kór hatása (2) Különböző

nagyságú, színű és alakú lehet, akár szőr is nőhet rajta. A legtöbb ártalmatlan, ám egyes anyajegyekből rosszindulatú festékes bőrdaganat fejlődik ki. Ezért ha az anyajegy növekedni kezd, elsötétedik, begyullad, elfekélyesedik, vérzik, vagy viszket, orvoshoz kell fordulni! Korai stádiumban a betegség csaknem 100%-ban gyógyítható! Bőr alatt növekedő, kerek vagy ovális, zsírszövetből álló csomó a zsírdaganat. A testen bárhol kifejlődhet, de leggyakrabban az alkaron, törzsön és tarkón alakul ki. Sebészi úton, vagy zsírleszívással viszonylag könnyen eltávolítható. A tyúkszem szemölcsszerű szarumegvastagodás, mely a rendszeres nyomás hatására főleg a lábujjakon alakul ki. A megvastagodott szaruréteg az alatta fekvő csontot nyomja, ezért általában nagy fájdalommal jár. A bőrkeményedés a kültakaró bármely gyakran használt, nyomásnak kitett területén megjelenhet. Ezek a képződmények kimetszhetők, lekaparhatók,

puhító kenőcsökkel kezelhetők, de előnyösebb a megelőzés. A bőr intenzív dörzsölésekor vízhólyag, súlyosabb esetben - pl. ütéskor - vérhólyag alakulhat ki Nem szabad a kidomborodó bőrt kiszúrni, hiszen a felszaporodó folyadék védi az újraképződő hámréteget. Mi lehet a különbség a kétféle hólyag kialakulásában? Gombás betegségek a bőrön bárhol előfordulhatnak. A bőr vörös, viszket, és ehhez gyakran égő érzet is társul. A gomba elterjedésekor a fertőzött terület szélén szegélyszerű hámlás alakul ki. A bőr parazitái között ízeltlábúak is előfordulnak. A rühatka a közvetlen testi érintkezéssel fertőzi a szervezetet. A szarurétegbe rágja magát, ott járatokat alakít ki Viszketés, vöröses kiütések, és a bőrön látható rajzolat jelzi jelenlétét. Az allergiás betegségek a bőrbetegségek speciális csoportját alkotják. A viszketéssel járó csalánkiütések gyógyszerek, egyes élelmiszerek

hatására jelennek meg. A bőrfelszínnel érintkező anyagok (kozmetikumok, fémek stb.) ekcémát okozhatnak A divatot követve mind többen tetováltatják a bőrüket. A valódi tetoválás során a festéket tűvel a bőrbe juttatják, és csak lézerrel távolíthatók el. Helyette a tetoválófilc terjed, melytől könnyebb "megszabadulni". 245.1 Szemölcs (1) és tyúkszem (2) 2452 Gombával fertőzött bőr lábon (1) és kézfejen (2) ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért fontos a rendszeres tisztálkodás? 2. Milyen paraziták veszélyesek a bőrünkre? 3. Hogyan kerülheted el a bőrbetegséget a közös zuhanyozókban? 4. Mi az allergiás bőrbetegségek alapja? 5. Mi a különbség a szemölcs és a tyúkszem között? 6. Megelőzhető-e a mitteszer és a pattanás kialakulása? A CSONTOK SZERKEZETE ÉS KAPCSOLÓDÁSA Az ember mozgási szervrendszerének aktív része az izomzat, passzív pedig a csontváz. Aváz fő tömegét a csontszövet adja, de porc- és

kötőszövet is megtalálható a csontok kapcsolódásánál. Az ember vázát több mint 200 csont alkotja A lakjuk, felépítésük szerint megkülönböztetünk csöves (246.1) és lapos csontokat Mindkettő fő tömegét a tömör csontállomány alkotja. A már megismert jellegzetes csontszöveti szerkezet itt figyelhető meg. A tömör csontállományon belül találjuk a szivacsos állományt, mely a csonton jelentkező erőhatásoknak megfelelően kialakuló és elrendeződő csontlemezekből épül fel. A csontgerendák jelentősen fokozzák a csont teherbíró képességét Mi tölti ki általában a szivacsos csontállományt? Mi a feladata a vörös csontvelőnek? A csontlemezek tartósan megváltozó erőhatások (pl. begipszelt láb, tartós fekvés) esetén akár néhány hét alatt is átrendeződnek. Milyen csontszöveti sejtek játszanak szerepet az átrendeződésben? Amíg a lapos csontok belső terét teljesen kitölti a szivacsos állomány, addig a csöves

csontoknak csak a végén találjuk meg. A csöves csontok nevüket a csont középső részén lévő csontüregről kapták, melyet a sárga csontvelő tölt ki. 246.1 A csöves csont szerkezete (1), a csontkapcsolatok (2) Mi a szerepe a sárga csontvelőnek? A csontok felszínét erekkel, idegekkel dúsan átszőtt csonthártya borítja. Az erek innen lépnek be a csontszövetbe. A csonthártya az üvegporccal borított csontvégeken már nem folytatódik. Mindezt megfigyelheted, ha a jól kifőzött csirkecsont végeiről leválasztod a porcot. A csontvázban a csontok összekapcsolódnak. A folyamatos csontkapcsolatban két vagy több csont között nincs üreg, rés. Ilyen az összenövés, a varratos kapcsolat, de ide soroljuk azt is, amikor közvetlenül porc köti össze a csontokat. Az első két kapcsolat mereven rögzít, a porcos csontkapcsolat azonban bizonyos elmozdulást engedélyez. A merev csontkapcsolatok a váz adott részének stabilitását biztosítják. Az egy,

két vagy többirányú mozgás lehetőségét az ízületes kapcsolatok biztosítják. Az ízületben a kapcsolódó csontok végeit ízületi porc borítja. Ez az üvegporc a súrlódás csökkentése miatt fontos. A csontokat az ízületi tok rögzíti egymáshoz úgy, hogy a csontok között ízületi rés marad. A tok által bezárt üreget az általa termelt ízületi nedv tölti ki A kapcsolatot a tokon kívül, esetleg a tokon belül is elhelyezkedő ízületi szalagok erősítik tovább. (2472) A csontvégek különböző alakúak. Az egyik vég gyakran homorú, amit ízületi vápának nevezünk. A másik kapcsolódó csontvég felülete lehet domború (ízületi fej), ami jól beleillik a vápába. Előfordulnak olyan ízületek is, melyekben egyik csontvég sem domború Ilyen a térdízület, melynek stabilitását speciális porc (meniszkusz) és belső szalagok fokozzák. Az ízületek különböző mozgási irányokat biztosíthatnak a csontok számára. Az

egytengelyű ízületek a t ér egy adott irányában való mozgást teszik lehetővé (henger- és forgóízület). Kéttengelyű a tojás- és a nyeregízület. Bal kezeddel fogd meg a csuklód alatt az alkarod úgy, hogy az ott lévő csontok ne mozdulhassanak el! Körözz a jobb kézfejjel! Figyeld meg a csuklóízületben kialakuló mozgást! A soktengelyű ízületek a tér több irányába való mozgást biztosítják. Vállunk gömbízülete rendelkezik ízületeink közül a legnagyobb mozgásterjedelemmel, de csípőnk dióízületének mozgása is csak kevéssé kötött. Vizsgáld meg a 247.2 ábrát! Mi az oka az ízület rögzítettségének? 247.1 A csontkapcsolatok csoportosítása 247.2 Az ízület felépítése Az ember vázrendszerét embrionális fejlődése során - a többi gerinceshez hasonlóan - először a gerinchúr helyén kialakuló porc alkotja. A porcos váz azután egyedfejlődésünk folyamán egyre inkább csontosodik. A hosszú, csöves csontok

először teljes méretükben kifejlődnek, és csak ezután csontosodnak el teljesen, míg a lapos csontok folyamatosan alakulnak át csontossá. A porc a csont közepén bomlik le először, majd a végek közelében - egy-egy csontosodási korongból kiindulva - fokozatosan, a növekedési hormon hatására alakul át csonttá. Amíg a korong sejtjei nem alakulnak csontsejtekké, addig lehetőség van a növekedésre. (2481) Nézz utána, meddig növekszik az ember csontozata! Mit nevezünk csontosodási kornak? 248.1 A csontosodás folyamata (1) és a csontosodási központ (2) 248.2 Az ember koponyájának oldalnézete 248.3 Az ember koponyájának alulnézete A CSONTVÁZ Az ember csontvázát a fejváz, a törzsváz és a végtagváz alkotja. A fejvázat a szemöldököt és csecsnyúlványt összekötő egyenes két részre osztja. A nagyobb méretű agykoponya foglalja magában az agyat. Páros és páratlan lapos csontok alkotják, melyeket varratos csontkapcsolatok

rögzítenek egymáshoz. Elöl a páratlan homlokcsont, a fejtetőn a két falcsont, hátul pedig a páratlan nyakszirtcsont található. A nyakszirtcsont az agykoponya alapjára is kiterjed, és közrefogja az öreglyukat, melyen keresztül az agy a gerincvelőhöz kapcsolódik. Az öreglyuk jobb és bal oldalán két ízületi bütyök emelkedik ki, melyhez ízülettel kötődik az első nyakcsigolya. Az agykoponya két oldalán a halántékcsontok vannak, melyekről egy-egy nyúlvány indul előre. A nyakszirtcsont előtt, a koponya alapján találjuk a lepke alakú ékcsontot, melynek egy-egy része a homlokcsont és a halántékcsontok közé "szorult". (A hétköznapi szóhasználatban a fej halántéka!) Az ékcsont az agykoponya ürege felé alakítja ki a töröknyereg nevű képződményt, melyben az agyalapi mirigy helyezkedik el. (248.2, 2483) Az arckoponya jellegzetes csontja - a koponya egyetlen ízülettel kapcsolódó csontja - az állkapocscsont. Az

embernél megjelent rajta az állcsúcs, mely fontos izomtapadási hely, és nélkülözhetetlen a tagolt beszédhez. A benne kialakult ívelt fogmederben helyezkedik el az alsó fogsor. A felső fogsor fogai a felső állcsontban rögzülnek A páros járomcsont nyúlványa kapcsolódik a h alántékcsont nyúlványához. Ez a járomív, melynek alakja az arc szélességét befolyásolja. Megtaláljuk még a páros orrcsontot, a könnycsontot, a páratlan rostacsontot, az orrüregeket elválasztó ekecsontot, az állcsont egy részével a kemény szájpadot kialakító szájpadcsontot. A nyelv az arckoponyával csak szalagokkal kapcsolatot tartó nyelvcsontról ered. A törzsváz, és egyben a teljes vázunk központja a gerincoszlop, melyet lefelé haladva egyre nagyobb és erőteljesebb csigolyák építenek fel. A csigolya fő tömegét legtöbbször a csigolyatest adja. Az egyedfejlődésünk korai szakaszában róla indul két irányba a csigolyaív fejlődése, mely egy idő

után bezáródik. Kialakul a csigolyalyuk, mely így körülveszi a gerincvelőt. A csigolyaívről hátra a tövisnyúlvány, két oldalra pedig a harántnyúlványok erednek. A tövisnyúlvány izomtapadási helyül szolgál, és megakadályozza a gerincoszlop túlzott hátrahajlását. Izmok tapadhatnak a harántnyúlványokon is, de a mellkasi szakaszon ezekhez (ízülettel) bordák is kapcsolódnak. A csigolyákon fel- és lefelé is ízületi nyúlványok találhatók, így a csigolyatestek közötti porcos kapcsolat mellett ízületesen is kapcsolódnak. (2491) A gerincoszlop a cs igolyák felépítése, valamint a s zakasz szerepe alapján szakaszokra osztható (249.2) A nyaki szakasz 7 csigolyából épül fel A koponya két ízületi felszínéhez kapcsolódik a fejgyám (atlas). A két ponton történő rögzítés azt eredményezi, hogy a fej a gerincoszlopon csak előre-hátra képes elmozdulni. A fejgyám jellegzetessége, hogy csigolyateste hiányzik. A második

nyakcsigolya a forgó (epistropheus) Pici csigolyatestéről egy nyúlvány felfelé áll, mely beleillik a fejgyám nyílásába. Az első nyakcsigolyaezen képes elfordulni, biztosítva ezzel a fej jobbra-balra mozgatását. (2501) A gerincoszlop következő része a háti (mellkasi) szakasz. Ehhez a 12 csigolyához kapcsolódik a 12 pár borda, melyek az elöl elhelyezkedő szegycsonttal a mellkast alkotják. Az ágyéki szakasz 5 na gy csigolyából áll. Ezeknél is nagyobb a keresztcsonti tájék 5 csigolyája, melyek egymással és a medencecsonttal is összecsontosodtak. Az utolsó szakasz a 3-5 apró, csökevényesedett csigolyából álló farki szakasz. 249.1 A csigolya felépítése 249.2 A gerincoszlop felépítése és az első két nyakcsigolya Nevezd meg a betűvel jelzett részeket! A bordák közül a felső 7 pár közvetlenül porccal kapcsolódik a szegycsonthoz. Ezeket tekintjük valódi bordáknak. A következő 3 pár - az álbordák - a felettük elhelyezkedő

borda porcához kötődnek. A két pár lengőborda nem kapcsolódik a szegycsonthoz Az ember mellkasa hát-hasi irányban lapított, ellentétben a többi emlősnél tapasztaltakkal. Egyes embereknél atavisztikus (ősökre visszaütő) jellegként 6 vagy több farokcsigolya is kialakulhat. Az ülés során jelentkező kellemetlenségek elkerülése miatt általában műtéttel el kell távolítani ezeket. A csecsemők gerincoszlopa - mint a majmoké is - ívelt. A felegyenesedés, a j árás megtanulása során fokozatosan alakul ki a gerincoszlop kettős S-alakja. A nyaki homorulat, a háti domborulat után az ágyéki homorulat, majd a keresztcsonti domborulat következik. Ez a forma bizonyos rugózást biztosít a felegyenesedés következtében alátámasztott koponya és az agy számára. (2502) A porckorongok rugalmas összenyomódása is bizonyos mértékű mozgást tesz lehetővé. Ezek sérülésükkor befelé a gerincvelőt, kifelé az idegeket veszélyeztetik. A

végtagváz a függesztő övre és a szabad végtagra osztható. A függesztő öv kapcsolja a törzshöz az ötujjú végtagot. A felső végtag a vállövvel rögzül A lapockacsontot izmok tartják, így csak a vállat a szegycsonttal összekötő kulcscsont biztosít viszonylag stabil elhelyezkedést. Az alsó végtag jóval erősebben kötődik a törzshöz. A két medencecsont összecsontosodik a gerincoszlop keresztcsonti szakaszának csigolyáival és együtt alkotják az alsó végtag függesztő övét, a medencét. Maga a medencecsont 3 csontból, a széles, lapát alakú csípőcsontból, elöl a szeméremcsontból és a hátul elhelyezkedő ülőcsontból nő össze. A medence elöl a két szeméremcsonti rész porcos, szalagos kapcsolódásával zárt gyűrűt alkot, így az ember zárt medencéjű. A medencén másodlagos nemi jellegek mutatkoznak. A nőknél a csípőcsont jobban kiszélesedik, elősegítve a méh, az utód tartását. A csípő szélessége miatt a

két oldal szeméremcsontjai tompamíg a férfiaknál hegyesszöget zárnak be. A felső végtag a felkarcsonttal kapcsolódik a vállövhöz. Ez a könyökízületen keresztül a hüvelykujj felől található orsócsonttal és a kisujj felőli singcsonttal ízesül. A következő kapcsolat a csuklóízület, melynek az alkar két csontján kívül a 8 kéztőcsontból több is a részét képezi. Az öt ujjnak megfelelően az 5 kézközépcsonthoz ízesülnek az összesen 14 ujjpercből álló ujjaink. Vizsgáld meg, hány ujjperc alkotja az egyes ujjaidat! 250.1 Az első két nyakcsigolya 250.2 A gerincoszlop fejlődése A szervezetünk leghosszabb csontja a medencecsonthoz ízesülő combcsont. Az emberi test viszonylag szabályos arányai miatt ennek hosszából következtethetünk az ember testmagasságára. A térdízülettel kapcsolódik hozzá a lábszár két csontja, a vastagabb sípcsont és a vékonyabb szárkapocscsont. Az ízület stabilitását fokozza az elöl

elhelyezkedő térdkalácscsont. A sípcsont a belső, a szárkapocscsont a külső bokát alakítja ki A bokaízület alkotásában a 7 lábtőcsont egy része is részt vesz. A lábtőcsontok közül méretével kiemelkedik a s arokcsont. A lábközépcsontok és az ujjpercek száma megegyezik a k éznél tapasztaltakkal. Az alsó végtagok csontjai jóval erősebbek, hiszen ezeknek kell járás közben a teljes testtömeget tartani. 251.1 Az ember fontosabb csontjai ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hogyan épülnek fel az ember csontjai? 2. Mi a szerepe a csonthártyának? 3. Milyen csontkapcsolatok alakultak ki az ember csontvázában? 4. Hogyan épül fel egy ízület? 5. Milyen típusú ízületek vannak? 6. Miért előnyös a csöves csont kialakulása? 7. A koponyát főleg lapos csontok alkotják Mi ennek az előnye? 8. Miért válik járásképtelenné az angolkóros ember? 9. Milyen következménye lenne, ha a gerincoszlop összes csigolyája összenőne? 10. A felső vagy az

alsó szabad végtagot alkotja több csont? A VÁZIZOMZAT A mozgás aktív szervrendszere a vázizomzat, mely kiegyénült izmokból áll, azaz a harántcsíkolt izomrostok kötegeit a környező szervektől kötőszövet különíti el. A testben jellegzetes alakú izmokat találunk: az orsó alakúak elsősorban a végtagokon, a lapos izmok a törzsön, míg a gyűrű formájúak a testnyílásoknál fordulnak elő. (2521) Minden izmot kötőszöveti pólya vesz körül. Ez az erekkel, idegekkel átszőtt szövet táplálja, védi az izmot, és biztosítja az elcsúszást az összehúzódás során. Belül kötőszöveti hüvellyel körülvett izomnyalábok vannak, melyeket a megfőzött húsban elválaszthatunk egymástól. A nyalábokat izomrostok alkotják, melyek hossza általában megegyezik az izom hosszával. Az izomrostok végeit ínszövet kapcsolja a csontokhoz vagy a bőr szöveteihez. Az inakat az ínhüvely védi. (2522, 2523) Mi jellemzi az ínszövetet? Az izmok

kapcsolódásának jellemzésére az eredés és a tapadás kifejezést használjuk. (2524) Eredés: az izomnak az a vége, mely az összehúzódás során nem mozdítja el a hozzákapcsolt csontot (közelebb esik a törzs középvonalához). Tapadás: az izomnak az a vége, mely az összehúzódás során elmozdítja a hozzárögzült csontot (távolabb van a törzs középvonalától). 252.1 Az izmok alakja 252.2 Az izom felépítése 252.3 Az izomrost felépítése 252.4 Az izom eredése és tapadása Vannak olyan izmok is, melyek nem a csontokhoz kapcsolódnak. A fej izmai általában csonton erednek, de a bőrben tapadnak, sőt a mimikai izmaink eredése és a tapadása is a bőrben van. A több mint hatszáz izmunkat elhelyezkedésük alapján is csoportosíthatjuk. A koponya izmai közül a legkönnyebben megfigyelhető az állkapocscsonton tapadó rágóizom. A mozgásokról azonosíthatók a külső szemmozgató és a mimikai izmok. (2531) Mit tudsz a szemmozgató izmokról?

Milyen szerepük van a mimikai izmoknak? Nyakunk izmai a fej egyensúlyozását és mozgatását biztosítják. Ilyen a fejbiccentő izom és a nyakat a törzzsel összekötő csuklyás izom. A törzs izmai a testünk felületén helyezkednek el. Az egyetlen kivétel a rekeszizom, hiszen ez merőleges a testfelületre. A izmok ezen a testtájon általában szélesek és laposak Feladatuk a törzs (hátizmok, hasizmok, fűrészizmok, bordaközti izmok stb.) és a végtagok mozgatása A felső végtagnál a deltaizmok, a mellizmok és egyes hátizmok, míg az alsó végtagnál a farizmok jelentősek. (2532) A végtagjainkat mozgató izmok két csoportja, a hajlító és a feszítő izmok egymás antagonistái, azaz ha elmozdulásakor az egyik összehúzódik, a másiknak el kell ernyednie. Ilyen a karunkon a kétfejű karhajlító izom, és a vele ellentétesen ható háromfejű karfeszítő izom. (2533) Hajlítóizom: a csontokat közelíti egymáshoz. Feszítőizom: távolítja

egymástól az általa összekötött csontokat. 253.1 A fej és a nyak felületi izmai 253.2 A törzs izmai 253.3 Az antagonista izmok A lábon működő izmok jóval erőteljesebbek (pl. a combfeszítő és a combhajlító izmok), hiszen általában nagyobb tömeget kell mozgatniuk. A lábszár háromfejű izma a szervezet legnagyobb inával, az Achilles-ínnal kapcsolódik a sarokcsonthoz, így összehúzódásakor a lábfejet lefeszíti. Figyeld meg a végtagjaid hajlító- és feszítőizmainak elhelyezkedését! Milyen jellegzetességet tapasztalsz? Összefügg-e az izmok elhelyezkedése az ember felegyenesedett testtartásával? Elsősorban a kezünkön, az arcunkon találunk sok olyan izmot, melyek szinte ugyanazt az elmozdulást hozzák létre az adott testrészen. Ezeket hívjuk egymást segítő (synergista) izmoknak. A mozgás pontosságához az izom megfelelő arányú feszességét kell szabályozni Mind az antagonista, mind a synergista izmok ezt biztosítják. (2542)

Melyik testtájunkon található a legtöbb izom, figyelembe véve a fentieket? 254.1 A kar izmai 254.2 Egymást segítő izmok a kézen 254.3 A láb izmai ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért fáj az ínhüvelygyulladás? 2. Vannak-e egymást segítő (synergista) izmok a törzsön? 3. Melyik csonton található a rágóizom tapadása? 4. Hol helyezkednek el a mutatóujjunkon a hajlítóizmok? 5. Mi miatt erősödött meg a láb izomzata? 6. Hogyan épül fel egy izom? 7. Mi a különbség az eredés és a tapadás között? 8. Az izmot inak kapcsolják a vázhoz vagy más szervekhez Az inak milyen tulajdonsága teszi lehetővé e feladat ellátását? A MOZGÁSI SZERVRENDSZER MŰKÖDÉSE Hogyan húzódik össze a harántcsíkolt izom? Mi jellemzi az izomfonalak elrendeződését az izomrostban? Milyen izomfehérjéből áll az izomfonal? Melyek az összehúzódáshoz szükséges ionok? A vázizom csak akkor húzódik össze, ha külső inger éri. Az izmot közvetlenül ingerelhetjük

elektromos árammal, mechanikai vagy hőingerekkel. Természetes körülmények között azonban az idegeken keresztül (közvetett ingerlés) jut el az akciós potenciál az izomrost membránjára. (2551) Mit tudsz az ideg-izom szinapszisról? Az izomrost sejthártyáján továbbhalad az ingerület, és a rost adott helyein kialakuló csőszerű membránbetüremkedéseken jut be a citoplazma mélyebb rétegeibe. Az ingerületre megnő az endoplazmatikus membrán Ca2+-áteresztőképessége, így az endoplazmatikus hálózatban tárolt ionok a koncentrációkülönbség miatt a citoplazmába kerülnek. A Ca2+-ionok az izomfonalakhoz jutva felszabadítják az aktin szálak (vékony fonalak) kötőhelyeit, ide bekapcsolódhatnak a miozinok, amik a Ca2+- ionok hatására ATP-t hidrolizálnak. A felszabaduló energia következtében a miozinmolekulák nyaki része konformációt vált, ami a fej elmozdulásához vezet, így a vastag fonalak közé becsúsznak a vékonyak, az izomrost

megrövidül. Az összehúzódáshoz az energiát biztosító ATP elsősorban az izomrostban lezajló lebontó folyamatokból származik. Az izom a biológiai oxidáció során elsősorban szénhidrátot, esetleg lipidet bont, melyek egyrészt a citoplazmában tárolt glikogénből, másrészt a vérből származnak. Az izom jó vérellátása fontos az oxigénellátottság miatt is Az izomösszehúzódáskor az erek összenyomódnak, akadályozva a vérellátást, ezért fokozott igénybevétel esetén az izom biológiai oxidáció helyett kénytelen erjeszteni a glükózt. Mi képződik erjedéskor az állati, így az emberi sejtekben? Az erjesztés során adott mennyiségű glükózból kevesebb ATP képződik, mintha teljesen oxidálná a szerves anyagot. Ezen felül tejsav is képződik, ami felszaporodva izomlázat okoz Az izomláz feltételezett oka az izom belső nyomásának növekedése, illetve az, hogy a tejsav ingerli a fájdalomérző idegvégződéseket is.

Megfigyelhető ilyenkor, hogy a nyugalomban lévő izom hőmérséklete magasabb a belső magnál, ami a felesleges tejsav oxidációjából származik. A tejsav a vérrel a májba kerül, ahol vagy lebomlik, vagy glükózzá alakul Az izom, a vér és a máj ezen működési kapcsolata a Cori-kör. Miért segíti az izomláz gyorsabb megszűnését az, ha az izmot dolgoztatjuk? A vázizom gyors reagálásához szükséges az ATP, ami tudjuk, hogy nem tárolható. Ennek áthidalására izmainkban kialakult a kreatin molekula, mely képes reagálni az ATP-vel: ATP + kreatin (r) ADP + k reatin-foszfát. Az átalakulással 31 kJ/mol energia is átkerül A kreatinfoszfát képes hosszabb ideig megtartani az energiát, és szükség esetén a v isszaalakulás könnyen és gyorsan bekövetkezik, biztosítva az ATP-t az összehúzódáshoz. (2552) A vázizom összehúzódása inger hatására következik be. Ha akciós potenciál éri az izomrostot, az összehúzódik, majd elernyed. Ez az

izomrángás, melynek időtartama az adott izomrostra jellemző. 255.1 Az izomrost beidegzése 255.2 Az izom-összehúzódás biokémiája Vizsgáld meg a 256.1 ábrát! Hogyan mutatja a szerkezet az izom összehúzódását? Miért szükséges az ellensúly? Ha az izmot összehúzódása alatt újabb inger éri, azt tapasztaljuk, hogy jobban összehúzódik. Egyre sűrűbben ingerelve a rostoknak nincs idejük elernyedni, így elérhető az izom maximális megrövidülése. Ez a tartós izom-összehúzódás, a tetanusz, mely addig marad fenn, amíg az ingerek érik. Milyen különbséget tapasztalsz az idegsejt és az izomsejt akciós potenciál alatti ingerelhetősége között? Komplett tetanusz során az izom egyáltalán nem ernyed el. Ritkítva az ingereket, inkomplett tetanusz alakul ki, az izom feszülése dinamikusan változik. Melyik összehúzódás lehet a fárasztóbb? Gondolj arra, hogy a vér biztosítja az oxigént és a tápanyagot az izom számára!

Szervezetünkben éber állapotban a vázizmok állandó kisfokú feszülése jellemző. Ez az izomtónus, ami előnyös egyrészt a hőtermelés, másrészt a gyors reakcióképesség szempontjából. Tegyél az asztalra egy 10 kg-os súlyt! Állj az asztalhoz és nyújtott karral indulva, a karod behajlításával emeld fel! Figyeld meg, hogy emelés közben meghajlítod-e a törzsed! Izmaink erőkifejtése az összehúzódás során az aktin- és a miozinfonalak között egyszerre kialakuló hidak számától függ. Ezt pedig az izom izomrostjainak száma, az egy rostban található izomfehérjék mennyisége, és az aktuálisan létrejövő összekapcsolódások befolyásolják. A rostok száma öröklött, a fehérjék mennyisége pedig edzéssel növelhető Próbáld megemelni a súlyt majdnem teljesen behajlított karral! Vigyázz, a törzseddel ne segítsd az emelést! Mit tapasztalsz? Ha nagyobb erőt akarunk kifejteni, végtagunkat, törzsünket kissé behajlítjuk, fokozzuk

a "hidak számát". Azt is megfigyelhetjük, hogy túlzottan behajlítottan sem vagyunk képesek erőt kifejteni, mert az egymáshoz túl közel kerülő aktinszálak taszítják egymást, így újabb "hidak" nem tudnak kialakulni. Az emelés kezdetén a kétfejű karhajlító izmod kezdett megfeszülni, de még nem rövidült meg. Mi történhet ekkor az izmodban? Mikor kezd megrövidülni az izmod, vagyis mikor kezded emelni a s úlyt? Hogyan változott az i zmod feszülése a f olyamat során? Ezt legkönnyebben úgy ellenőrizheted, ha a másik kezed ujjait a kísérlet során a karhajlító izmodra helyezed. Az izmunk az inger hatására összehúzódik. Ha azonban - és szinte mindig - ellensúly, ellenerő hat az izomra, az nem tud azonnal rövidülni. Ilyenkor fizikai értelemben nem végez munkát (W = F ´ s), ám biológiai szempontból annál inkább. Ilyenkor csak feszül (izometriás kontrakció), és az egyre növekvő feszülés mind nagyobb

erőkifejtést eredményez. Ha ez legyőzi az ellenerőt, megindulhat a rövidülés, amely során a feszülés közel állandó marad (izotóniás kontrakció). Mozgásunk során szinte mindig tartós izomösszehúzódás jön létre, melyek néhány másodperctől akár több percig is eltarthatnak. Ha egy izom folyamatosan, egyenletesen összehúzott állapotban van, statikus izomműködésről beszélünk. A dinamikus izomműködés során az összehúzódás és az elernyedés ritmusosan követi egymást, ezért kevésbé fárasztó, mint a statikus működés. 256.1 Az izom-összehúzódás regisztrálása ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Svájci kutatók egy ideig úgy gondolták, hogy az izomláz nem a tejsav felszaporodása miatt alakul ki, hanem a fájdalmat egyes izomrostoknak a megerőltetés miatt bekövetkező szakadása okozza. Milyen tapasztalataiddal cáfolhatod ezt az elképzelést? 2. Milyen összehúzódási típusai vannak a vázizmainknak? 3. Mi a különbség az

izomtónus és a karod mozgatása között? 4. Keress példákat a statikus izomösszehúzódásra! 5. Mi az oka az izom fáradásának? Mi miatt alakul ki görcs az izomban? A MOZGÁSSZERVI ISMERETEK BETEGSÉGEKKEL KAPCSOLATOS EGÉSZSÉGÜGYI A mozgás nagyon összetett életjelenség, ezért mind a fejlődésünk, mind maga a mozgás során számtalan hátrányos, káros elváltozás jelentkezhet. Ha fiatal korban nem figyelünk testtartásunkra, ha túlerőltetjük magunkat, ha nem vigyázunk eléggé testi épségünkre, akkor akár egész életünkre kiható következmények befolyásolhatják mozgásunkat. A körültekintő, céltudatos életmód azonban nem elegendő. Anyagcserénk és testfelépítésünk öröklött sajátságai is elváltozásokat okozhatnak. A csontjaink szerkezete jelentősen változik mind a növekedés, mind a mindennapos anyagcsere során. A fiatal szervezet fejlődésénél, a járás megtanulásával együtt járó felegyenesedéskor az izmaink

és csontjaink elnyerik az emberre jellemző, az egyed testalkatának legjobban megfelelő formát. Ha ekkor testtartásunkat elhanyagoljuk, izmainkat nem erősítjük, testtartási problémák jelentkeznek. A hajlott tartás hátfájáshoz vezethet, a "csámpás" lábtartás elsősorban felnőttkori járási nehézséget eredményezhet. (2571) A tizenéves gyerekek mintegy négy százalékának gerincferdülése van. A gerinc e k óros görbülete a lányoknál gyakoribb. Lehet veleszületett fejlődési rendellenesség, de kialakulását elősegítheti akár a nem megfelelő szék vagy ágy is. Az enyhe gerincferdülés általában tünetmentes. Sok ülés vagy állás után a b eteg háta elfárad, és izomfájdalom jelentkezik Rendszeres testedzéssel jelentős mértékben csökkenthetjük a betegség kialakulásának esélyét. (257.2) A lábfej betegsége a lúdtalp. A láb boltozata ellapul, s így a láb belső szélén, a rendes lábon észlelhető ív eltűnik, a

bokaízület előtt a talp szélesen ellapul, és egész felületével éri a talajt. Ez a talp az izmok nem megfelelő feszítettsége miatt a test terhének viselésére kevésbé lesz alkalmas. A lúdtalpas egyének nem képesek sokáig járni vagy állni, gyorsan elfáradnak, sőt fájdalmat éreznek a bokaízület tájékán, illetve a lábszár begörcsölhet, bedagadhat. Milyen szerepe lehet az egészséges láb boltívének a járásban? (A 258.1 á bra segít a válaszadásban.) 257.1 Testtartási hibák Melyik rossz testtartás kialakulását segíti elő a magas sarkú cipő? 257.2 Gerincferdülés A lábfej ívének zsírpárnái miatt minden kisbaba lúdtalpasnak tűnik, ám lábujjhegyre állításkor jól kivehető az egészséges talpív. A lúdtalp már korán, a járás tanulása során kifejlődik Az öröklött tényezők mellett ennek az lehet az oka, hogy a boka szalagjainak ellenálló képessége nincsen arányban a test okozta megterheléssel. Fiatal korban

az izmok, a szalagok erősítésével előzhetjük meg. A későbbiekben lúdtalpbetét, súlyosabb esetben pedig csak gyógycipő enyhítheti a tüneteket. A csont- és izomrendszerünk gyakori - általában sérülésből adódó - elváltozása a rándulás, a szakadás, a ficam és a csonttörés. (2582) A rándulás az ízület - külső behatásra történő - erőteljes elmozdulásakor alakul ki. Ekkor az ízületi tok és a szalagok túlzottan megfeszülnek, és az erek megsérülhetnek. A felszaporodó vér és nyirok miatt az ízület beduzzad, és jelentős fájdalom jelentkezik. A behatás mértékétől függően az izmok és az inak is sérülhetnek. Ezek szakadásakor a gyógyulás hosszadalmas, általában - mozgatás nélkül eltöltött - 5-6 hét. Az erőteljes behatás az ízület csontjait elmozdíthatja egymáshoz képest, és a csontvégek kóros helyzetben rögzülnek. Ez a ficam, ami együtt járhat az inak húzódásával, esetleg szakadásával is.

Csecsemőknél, különösen a lányoknál fokozott a csípőízület ficamának, a csípőficamnak a veszélye. Megfelelő tornáztatással, esetleg a lábak tartós terpesztett állapotban való tartásával általában megelőzhető. Vizsgáld meg a csípőízület felépítését a 258.3 ábrán! Mi okozhatja a csípőficamot? Miért segíthet a torna, illetve a terpesz? 258.1 A lúdtalp 258.2 Egyes sérüléstípusok 258.3 A csípőízület A csonttörés súlyosabb balesetek során következik be. Ilyenkor a megfelelő gyógyulás érdekében a csontokat - általában gipszkötéssel - rögzíteni kell. Milyen csontszöveti sejtek játszanak szerepet a csont "összeforrásában"? Szerepet játszik-e a folyamatban a csonthártya? A gerincoszlop, az ízületek, de az izmok, sőt testünk egyes lágyrészeinek is jellegzetes betegsége a r euma. Ennek során fájdalom, az ízület duzzanata, illetve gyulladás jelentkezik Okozhatja bakteriális fertőzés, gyakran azonban

az immunrendszer működési pontatlansága miatt alakul ki. A betegségre való hajlamot örökölhetjük, de a mozgás hiánya és az elhízás elősegíti megjelenését. Az időjárásnak megfelelő helyes öltözködéssel akadályozhatjuk fokozódását, hiszen a reumás testrészek érzékenyek a hidegre, a huzatra. Vannak olyan betegségeink, amelyek csak összefüggenek a mozgással. Ilyen például a sérv A hasfalsérv, a lágyéksérv, a köldöksérv az izomzat és a kötőszövet meggyengülése esetén, nagy erőkifejtéskor alakulhat ki. Az erőlködéskor jelentkező nagy belső nyomás miatt a hasfal különböző területén megreped, amibe a belső szervek részletei vagy zsírszövet türemkedik. A rés egyre növekszik, amely súlyos következménnyel (pl. bélkizáródással) járhat Gyógyítása műtéttel történik. Aporckorongsérv a gerincre ható túlzott erők hatására alakulhat ki. Ekkor a csigolyák közötti porc elmozdul, és nyomást gyakorol a

gerincvelőre vagy az idegekre. (2591) Milyen következményei lehetnek a porckorongsérvnek, ismerve a gerincvelő és a gerincvelői idegek szerepét? A gerinccsigolyák meszesedésük, kopásuk miatt nyomhatják a kilépő gerincvelői idegeket. Ez az izmok görcsös összehúzódását eredményezheti, mely komoly fájdalommal jár. A deréktáji izomgörcsöket lumbágónak nevezzük. Az anyagcserében bekövetkező problémák is gyakran okozhatnak mozgásszervi betegségeket. Ilyen például az angolkór kialakulása. Mi okozza az angolkórt? Milyen tünetei vannak? Hogyan előzhetjük meg a kialakulását? (Emlékezz a hormonoknál tanultakra!) A nukleotidok lebontásából származó húgysav anyagcseréjének öröklött zavara miatt alakul ki a köszvény. Ez főleg férfiakra jellemző betegség A húgysav nem ürül ki a szervezetből, hanem az ízületekben, a vesében és a bőr alatt kikristályosodik. Emiatt az ízületek megduzzadnak, fájnak. Kialakulását

elősegíti a fokozott hús- és alkoholfogyasztás, de kiválthatják egyes gyógyszerek is. A kiváltó okok csökkentése mellett gyógyszeres kezelés is szükséges. Főleg idősebb korban bekövetkező csontrendszeri betegség a csontritkulás. Csökken a csontok szervetlen anyag tartalma, sűrűsége, és ezért azok elgyengülnek (260.1) A csontsűrűség harmincéves korunkig nő, ezt követően lassan csökkenni kezd. Ha a szervezet nem jut elég ásványi anyaghoz (Ca2+, PO4 3-), vagy az anyagcseréje rosszul szabályozott, a csontok egyre törékenyebbek lesznek. A betegség kialakulása gyakran visszavezethető a veseelégtelenségre, esetleg a mozgásszegény életmódra is. Megfigyelhető, hogy az idősödő nőknél sokkal gyakoribb a csonttörés (például a combnyaktörés). Ezt a menstruációs ciklus befejeztével (klimax) az ösztrogén hormon szintjének csökkenése okozza. 259.1 A porckorongsérv 259.2 Reumás ízületi gyulladás (1) és köszvény (2) A

csontritkulás eleinte nem okoz tüneteket, legfeljebb fájdalom jelentkezik a háton, a derékban. Gyakran csak a csigolya, a combnyak vagy a csukló törése az első komolyabb tünet. A betegség ma már időben kimutatható Megelőzése sikeresebb, mint kezelése, melyhez ajánlatos kalciumban gazdag italokat fogyasztani (két pohár tej tartalmazza például a napi szükségletet). Az erősítő-terhelő tornagyakorlatok, a lépcsőmászás és a séta is segít, de az orvos javaslatára szedett hormonpótló készítmények és D-vitamin is hasznos. A MINDENNAPOS TESTMOZGÁS JELENTŐSÉGE A rendszeres, mértéktartó testmozgás minden szempontból előnyös a szervezet számára. Erősödik izomzatunk, stabilabbá válik a csontozatunk. Miért vagy éhesebb a kiadós sportolás után? Könnyen megfigyelhetjük, hogy a test anyagcseréje is megváltozik a mozgás hatására. Megnő a táplálékfelvétel, a máj fokozza működését (még a méregtelenítő feladata is

erősödik), gyorsul a perisztaltika, a salakanyagok kevesebb ideig maradnak a testben. Az izomzat működése javítja a vérkeringést, a szív alkalmazkodik a nagyobb terhelésekhez. Befolyásolhatja-e a vérképzést a mozgás? A keringéssel együtt a légzés is fejlődik. Tökéletesebb lesz a szervezet oxigénellátása, így az izomzat gazdaságosabban dolgozhat, a légzőszervek könnyebben állnak át a fokozott teljesítményre, illetve gyorsabban állhat vissza a nyugalmi állapot. (2602) Emlékezz vissza: hogyan változott egy edzett és egy keveset mozgó ember pulzusszáma 2020 guggolás-felállás után! Mennyi idő után állt vissza a két esetben az eredeti pulzuszám? A mozgás, a sport nemcsak a testünket, hanem az idegrendszerünket, a lelkünket is pozitívan befolyásolja. A sport kiegyensúlyozottá, terhelhetőbbé tesz, és számtalan más olyan hatás is éri a szervezetet, amelyet a mindennapokban jól hasznosíthatunk. Láthatjuk, hogy az aktív mozgás

szükséges a szervezet egészséges működéséhez, de arra is ügyelni kell, hogy az ne váljon mértéktelenné. Az aktív sportolás megkezdésekor fokozatosságra kell törekedni, abbahagyni azonban sohasem érdemes! 260.1 Egészséges és csontritkulásos szivacsos állomány 260.2 Edzetlen és edzett ember O2-felvétele terheléskor ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mi okozhat mozgásszervi megbetegedést? 2. Miért fontos a testedzés a mozgásszervi megbetegedések megelőzésében? 3. Milyen tényezők okozzák az idősödő szervezet sérülékenységét? 4. Mely okok miatt célszerű figyelned a testtartásodra? 5. Keress példákat arra, hogyan befolyásolja a mozgás az izomzatot! 6. Hogyan befolyásolja a légzést a sportolás? 7. Miért válik nagyobbá az edzett ember szíve? A KIVÁLASZTÓ SZERVRENDSZER FELÉPÍTÉSE ÉS MŰKÖDÉSE A szervezetben az anyagcsere során számtalan káros és felesleges anyag képződik. Ezek eltávolításában a tápcsatorna, a

légzőszervrendszer és a bőr is aktívan részt vesz. A legfontosabb szerepet a szervezet számára szükségtelen anyagok kiürítésében, a homeosztázis szabályozásában a kiválasztó szervrendszer tölti be. A szükségtelen anyagok között szerepelhet a feleslegben lévő víz, ionok, a szervezetbe bevitt gyógyszerek, festékek. Ezek eltávolítása mellett nélkülözhetetlen az anyagcserében keletkező bomlástermékek kiürítése is, hiszen azok felszaporodva káros hatásúak. Ezek közül a legfontosabbak a nitrogéntartalmú karbamid és a húgysav. Ezek az anyagok a májban alakulnak ki. A karbamid a fehérjék aminosavainak lebontása során, míg a húgysav a nukleotidok bázisaiból jön létre. (2612) A vérből az eltávolítandó anyagokat a gerincoszlop ágyéki tájékának két oldalán, a hashártyán kívül a zsírszövetbe ágyazódott vesék (261.4) különítik el A képződő vizelet a szintén páros húgyvezeték segítségével jut a

páratlan húgyhólyagba, ahonnan az összegyűlt folyadék a (páratlan) húgycsövön át a külvilágba jut. (2613) A vesét kívül kötőszöveti tok burkolja. Befelé haladva a néhány milliméter vastagságú kéregállományt, és a fő tömeget adó velőállományt találjuk. A bab alakú szerv homorulata - a vesekapu - környékén van a vesemedence, ahová a kész vizelet kerül. A vesekapun keresztül erek és idegek lépnek át, és itt lép ki a húgyvezeték is. 261.1 A vese kéregállományának mikroszkópos képe 261.2 Atápanyagok lebontása során keletkező legfontosabb bomlástermékek 261.3 A kiválasztó szervrendszer felépítése 261.4 A vese felépítése A vese működési egysége a nefron, melyből egy-egy vesében több mint kétmillió található. Két fő része a vesetestecske és az elvezető csatorna. A vesetestecskék többsége a kéregállományban található. A vese artériás rendszere dúsan elágazik, és egy-egy kisartéria a

vesetestecskébe lép. Ott kapillárisokra oszlik, kialakítva a jelentős anyagátadáshoz szükséges nagy felületet. Az így létrejövő érgomolyagot egy (egyrétegű hám alkotta) kettősfalú tok (Bowman-tok) veszi szorosan körül. Az érgomolyag és a tok által kialakított vesetestecske szűri át az anyagokat a vérből. Ezt az érgomolyagban uralkodó 8 kPa-os és a tokban lévő 3kPa-os nyomás különbsége teszi lehetővé. A szervezet kapillárisaiban a nyomás 2-4 kPa között változik. Az érgomolyagban megfigyelt nagyobb nyomásérték egyik leglényegesebb oka a kilépő kisartéria szűkebb keresztmetszete. Végezzünk el egy kísérletet! Vízcsapra szereljünk egy viszonylag merev gumicsövet. Megnyitva a vízcsapot a folyadék adott nyomással távozik a csövön át. Szűkítsük a kivezető nyílást! Mit tapasztalunk? Mi történik szűkítéskor, ha a csövön nagyon apró pórusok vannak? A vesetestecske egyrétegű hámján a 4 nm-nél kisebb molekulák

- mint a víz a cső pórusain átjuthatnak. A membránokat alkotó fehérjék negatív töltésűek Mi a következménye ennek az átjutást tekintve? 262.1 A nefron elhelyezkedése 262.2 A nefron 262.3 A vesetestecske felépítése 262.4 Az elvezető csatorna működése A tok falán a kisméretű molekulák a nyomáskülönbségnek megfelelően passzívan kerülnek át a tokba. Az így kialakuló folyadék a szűrlet Szűrlet: a fehérjementes vérplazma. Az ember két veséjében naponta képződő 180 dm3 szűrlet az elvezető csatorna kezdeti szakaszába kerül. A velőállományba futó csatornát az érgomolyagból kilépő kisartéria veszi körül. A vér nagyobb ozmotikus nyomása miatt a szűrletből a víz jelentős része passzívan visszaszívódik. Az ionok - főleg a Na+ - túlnyomó többsége aktív transzporttal, a szervezet számára fontos kismolekulájú szerves anyagok szintén energia felhasználásával kerülnek vissza a vérbe. A glükózt szállító

hordozó molekula a szubsztrát növekvő mennyiségére fokozza a működését, de egy adott szint fölött (pl. cukorbetegség esetén) már nem képes visszaemelni a molekulákat a vérbe. A csatorna további szakain már nincs lehetőség a glükóz visszaszívására, ezért túl magas vércukorszint esetén az ezen a t erületen vissza nem szívott glükózt a szervezet elveszíti, az a vizelettel kiürül. A kezdeti szakaszon a bomlástermékek közül például a karbamid egy része is passzívan visszaszívódik. Mi lehet ennek az oka (gondolj a víz jelentős visszaszívódására!)? Az elvezető csatorna sejtjei aktív kiválasztást is végeznek. Egyes gyógyszerek, festékek, szteroidok - melyek az átszűréssel nem kerülhetnek a szűrletbe - itt hagyják el a szervezetet. A következő csatornaszakasz a Henle-kacs, melybe a szűrlet eredeti mennyiségének csak tizede jut. Ez a vékonyabb cső befut a velőállományba, majd visszafordul, és szorosan a leszálló

ághoz simulva a kéreg felé vezet. A leszálló ág a víz, míg a felszálló ág az ionok számára átjárható. A két szakaszban ellentétes irányban mozgó folyadék anyagai fokozatosan átrendeződhetnek, ezért a kacs visszafordulásánál a legtöményebb a szűrlet. Az ellenáramlás elvét az orvostudomány is használja. Azok a betegek, akiknek a veséje nem működik megfelelően, dialíziskezelést kapnak. Vérüket egy készülékben lévő féligáteresztő hártya egyik oldalán vezetik végig, míg a másik oldalon vele ellentétes irányba dializáló oldat folyik. A felesleges anyagoktól megszabadított vért visszavezetik a testbe Milyen oldatot célszerű dializálóként használni azért, hogy a bomlástermékek kikerüljenek a vérből? 263.1 Az ellenáramlás elve, a dializálás vázlata Hol az ellenáramlás a dializálás során? 263.2 Az elvezető csatorna folyadékának anyagai 263.3 Pufferhatás az elvezető csatornában Eddigiekben a k iválasztás

folyamatát a s zabályozó rendszer nem befolyásolta. A homeosztázis beállítása az elvezető csatorna távolabbi szakaszán történik. Itt is zajlik visszaszívás és kiválasztás, de azt különböző hormonok befolyásolják. Szabályozódik a testfolyadékok térfogata: ha csökken a vértérfogat, fokozódik a víz visszaszívása. A víz visszakerülése a vér ozmózisnyomását is befolyásolja. Az ionösszetétel a nátrium- és a káliumionok cseréjével, a kalcium visszaszívásával módosulhat. Fontos a vér kémhatásának pontos beállítása. E terület sejtjeinek hordozó molekulái az oxóniumionokat igény szerint cserélik ki nátriumionokra. Mindezekből látható, hogy a homeosztázis leglényegesebb tényezői közül csak a testfolyadék hőmérsékletének beállítását nem végzi a vese. Hol van a hőszabályozás központja? Mi történik annak az embernek nefronjaiban, akinek a vére kémhatása valamilyen okból lúgos irányba tolódott el?

Milyen kémhatású vizeletet fog üríteni? A pH szabályozás a H+ és a Na+ kicserélésével történik. A folyamat lezajlik az elülső szakaszon is, de a lényeges változások a csatorna végső szakaszán jellemzők. Természetes, hogy a H+-koncentráció változását szükséges pufferolni, melyet a vér anionjainak (HCO3 -, HPO4 2-) megfelelő átalakulása biztosít. Több nefron elvezető csőrendszeréből közös gyűjtőcsatornába kerül a visszamaradt folyadék. A vizelet itt nyeri el végső összetételét. Naponta 1-1,5 dm3 vizelet kerül a vesemedencékbe, majd onnan a húgyvezetékeken keresztül a húgyhólyagba. A húgyvezeték nemcsak egyszerűen átengedi a vizeletet, hanem a falában található simaizomzat (264.1) perisztaltikus mozgással továbbítja a folyadékot A húgyhólyag fala igen tágulékony. Térfogata a vizelet kiürülésekor csak néhány köbcentiméter, de képes 300-350 cm3 folyadékot is befogadni. Eközben fala egyre inkább

feszül, melyet a nyomásérzékelő receptorok jeleznek az agynak, így a vizelési inger megjelenik, majd mindinkább fokozódik. A húgyhólyag is üreges zsigeri szerv. Szövettani felépítésére jellemző a belső, többmagsoros hengerhám. Ez a szövet biztosítja elsősorban a jelentős térfogatváltozást A hám alatti kötőszövetben simaizmot is találunk, míg kívülről savós hártya rögzíti a medence alsó részében. A vizelet a húgycsövön keresztül távozik a külvilágba. Ennek eredésénél egy belső sima- és egy külső harántcsíkolt izomgyűrű található, melyek nyitásával a vizelet kiürülhet. 264.1 A húgyvezeték mikroszkópos képe ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Melyek a kiválasztórendszer szervei? 2. Milyen részei vannak a nefronnak? Mi jellemzi ezek működését? 3. Hogyan képződhet 180 dm3 szűrlet naponta, ha csak alig több, mint 5 dm3 vér kering a szervezetben? 4. Miért fontos az energiafelhasználással történő transzport az

elvezető csatornában, ha az anyagok passzívan kerülnek a tokba? 5. Mi a különbség a húgyvezeték és a húgycső felépítése és működése között? 6. Mikor jelentkezik a vizelési inger? 7. Miért gazdag, illetve egyenletes a vese vérellátása? A KIVÁLASZTÁS SZABÁLYOZÁSA ÉS EGÉSZSÉGÜGYI ISMERETEK A kiválasztás, a v izelet képzése csak hormonális szabályozás alatt áll, az idegrendszer mindössze a vizelet ürítésében és a veszély jelzésében (fájdalomérző receptorok) játszik szerepet. (2651) Milyen hormonok hatnak a vese kiválasztó működésre? A hormonok az elvezető csatorna távolabbi szakaszát alkotó és a gyűjtőcsatornák sejtjeinek hordozó molekuláira hatnak. Az agyalapi mirigy hátsó lebenyében tárolódó vazopresszin (antidiuretikus hormon) a víz visszaszívását, a mellékvese kéregállományában keletkező sóés vízháztartásra ható hormonok (pl. az aldoszeron) a nátriumion vérbe juttatását serkentik Az

aldoszteron termelése szöveti hormonok közvetítésével valósul meg. A vesében képződő renin átalakul, és ez befolyásolja a mellékvese só- és vízháztartására ható hormonjának képzését. A hipotalamusz mely területe játszik még szerepet a testfolyadék térfogatának növelésében? A vizeletürítés szabályozása hasonló a székletürítéshez. A húgyhólyag feszülését nyomásérzékelő receptorok jelzik a gerincvelő keresztcsonti szakaszának, mely a reflex végrehajtó szárán keresztül elernyeszti a simaizom zárórendszert. Az erősödő feszülés ingere eljut az agykéregbe is, mely - megfelelő körülmények között - a harántcsíkolt záróizmokat ernyeszti el, és a vizelet kiürül. A gerincvelő mely részében találhatók a simaizmok elernyedését irányító neuronok? Melyik mozgató pályarendszer szabályozza a harántcsíkolt izmokat? Normál mennyiségű folyadékfelvétel esetén (napi 2-3 dm3) naponta 3-4 alkalommal

ürítjük a vizeletet. Ha valaki naponta 6 -8 alkalomnál többször vizel, annak ajánlatos orvoshoz fordulni, hiszen vizelettartási rendellenesség tünetéről van szó. A tünet mögött krónikus gyulladás, akár vesekő vagy daganat állhat fenn, de olyan betegségek is, amelyek neurológiai vagy nőgyógyászati eredetűek. Például a gyakori vizelés oka lehet a gyulladás okozta hólyaggyengeség, ami következtében a h ólyag érzékenyebbé válik a nyomásingerekre. Idegrendszeri megbetegedés, ha a hólyag vizeletürítő mechanizmusa már kisebb vizeletmennyiségnél is automatikusan beindul. A gyulladásokat (pl. a vesemedence- és hólyaggyulladást) általában bakteriális fertőzések okozzák. Megjelenésüket a vizeletürítési zavarok mellett hidegrázás, láz, csípőkörnyéki fájdalom, a vizeletben lévő genny jelzi. Rendszeres, súlyosabb fertőzések esetén a szövetek zsugorodása, a vese végleges működészavara is bekövetkezhet. 265.1 A

kiválasztás szabályozásának vázlata A vesekövek (266.2) a vizelet különböző anyagainak a kicsapódásával alakulnak ki A kisebb kövek elindulhatnak a húgyhólyag felé, de ha a vesemedencében maradnak, heves fájdalom jelentkezik. A húgyutakba beszorult kő hirtelen jelentkező éles vagy tompa fájdalmat, "vesegörcsöt" okozhat. A megakadt követ el kell távolítani, melyet különböző törési eljárásokkal (pl. ultrahanggal) vagy sebészi úton hajtanak végre A kőképződést elősegítik a húgyutak - esetleg örökölt - elfolyási akadályai, a fertőzésekkel bejutó nagy mennyiségű baktérium, de a táplálkozás során bevitt túl sok kőképző anyag is. Mint szinte minden szervünkben, a vesében és a húgyutakban is kialakulhatnak daganatok. Ezek első jele a vizeletben megjelenő vér. Korai stádiumban a kezelés végigvitele - mint a legtöbb daganat esetében - eredményes lehet. A vesében gyakran jelentkeznek ciszták. Ezek a

szövetben kialakuló üregek, hólyagok általában nem okoznak komolyabb problémát, és szükség esetén műtéti beavatkozással gyógyíthatók. A fenti betegségek többsége súlyos esetben veseelégtelenséghez vezethet. Ilyenkor a v ese nem működik megfelelően, szinte csak a vizet távolítja el. A felszaporodó bomlástermékek egyre kritikusabb anyagcserezavarokat okoznak, melyek egy idő után összeegyeztethetetlenné válnak az élettel. Ilyenkor elkerülhetetlen a művesekezelés (2661), esetleg a szervátültetés 266.1 Művesekészülék 266.2 Kövek a kiválasztórendszerben ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Miért jelenhetnek meg ugyanolyan jellegű betegségek a kiválasztó rendszerben is, mint máshol? 2. Mi az oka annak, hogy e betegségek szervezetre gyakorolt hatása viszont eltérő? 3. Miért nem élhetünk tartósan a kiválasztás, a vese nélkül? 4. Miért csak a végső esetben kerül sor veseátültetésre? 5. Mire következtethetünk, ha a vizeletben

glükóz vagy fehérje jelenik meg? ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 1. Mely csontok között nem alakul ki varratos csontkapcsolat? 1. a két falcsont között 2. a homlokcsont és a nyakszirtcsont között 3. a halántékcsont és az ékcsont között 4. a járomcsont és az állkapocscsont között 2. Melyik található meg a vázizomban? 1. az izomnyaláb 2. az izomfonal 3. az izomrost 4. a kötőszöveti pólya 3. Milyen feladatot lát el a bőr? 1. az irha erei hőszabályozó szerepet töltenek be 2. az élőhám képes UV-sugarak ellen védeni a testet 3. a bőralja zsírszövete hő- és mechanikai védelmet biztosít 4. érzékeli a külvilág kémiai ingereit Ötféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) vállöv B) csukló C) gerinccsigolyák D) mindegyik E) egyik sem 4. találunk benne ízületes csontkapcsolatot 5. az orsócsont és a

szárkapocscsont kapcsolata 6. a porcos csontkapcsolat jellemző 7. egyik csontja a lapocka 8. a törzs izmai nem mozgatják 9. felépítésében fontos az ízületi tok 10. csak csöves csontok alkotják 11. ízületi porc is megtalálható benne 12. kéztőcsontokat találunk itt 13. csontjának ízületi nyúlványához kapcsolódik a másik csont Ábraelemzés Nevezd meg az ábra betűkkel jelölt részeit, és válaszolj a kérdésekre! 14. szaruképződmény, mely a hozzá kapcsolódó idegek segítségével az érzékelésben is részt vesz 15. zsíros váladéka fontos szerepet tölt be a védekezésben 16. az érzékelést szolgálják 17. egyre kevesebb tápanyag is hozzájárul pusztulásához, fontos szerephez jut a védekezésben 18. kollagént és rugalmas rostokat tartalmaz 19. folyamatos osztódásával biztosítja a sejtek utánpótlását 20. D-, vagy A-vitamin is felhalmozódhat benne Mondatkiegészítés Az alábbi kiegészítendő mondatokból hiányzó, számmal

jelölt kifejezéseket kell leírni. Az emberi koponya két ízületi fejjel kapcsolódik az első nyakcsigolyához, az . 21 -hoz Itt találjuk a nyakszirtcsont által közrefogott . 22 -at, mely az evolúció során a koponya 23 . tolódott Ennek a következménye, hogy a gerincoszlop alátámasztja a koponyát Mondatkiegészítés Az alábbi kiegészítendő mondatokból hiányzó, számmal jelölt kifejezéseket kell leírni. Megszületéskor a gerincoszlop alakja még . 24Az ember gerincoszlopa a 25 da rab csigolyából áll. A járás megtanulása során azonban kialakul a 26 görbület, melynek fontos védelmi szerepe van. A koponyában elhelyezkedő agyat védi a járás során jelentkező rázkódás fokozott hatásától. ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen bőrbetegségeket ismersz? 2. Sorolj fel hármat-hármat a fej-, a törzs- és a végtagvázat alkotó csontok közül! 3. Mondj példát lapos és csöves csontokra! 4. Hogyan kapcsolódhatnak össze a csontok? 5. Milyen

szerepe van a vörös csontvelőnek? 6. Vázunk mely részén figyelhetünk meg a felegyenesedéssel összefüggésben jelentkező alkalmazkodást? 7. Miért fontos, hogy a serdülő- és az ifjúkor során különösen figyeljünk a helyes testtartásra? 8. Milyen következménye lehet felnőttkorban a rossz testtartásnak? 9. Mely hormonok befolyásolják a csontrendszer fejlődését? 10. Milyen porcsérüléseket ismersz? VII. fejezet A SZAPORODÁS ÉS AZ EGYEDFEJLŐDÉS. EGÉSZSÉGÜGYI ISMERETEK AZ EMBER SZAPORODÁSA AZ IVARSEJTEK Az ember a többi gerinceshez hasonlóan ivaros szaporodással hozza létre utódait. Váltivarú, ivari kétalakúság jellemzi. A férfiben és a nőben eltérő ivari kromoszómák (2701) találhatók (XY, XX - ez a k romoszómális nem), melyek génjei megszabják, hogy az egyedben hím-, vagy női ivarszerv képződik (elsődleges nemi jelleg). Aférfiben a here, a nőben a petefészek termel az ivarra jellemző nemi hormonokat, melyek - a

többi szervre hatva - kialakítják a másodlagos nemi jellegeket. Az egyedfejlődés későbbi szakaszában, a hormonok és a környezet hatására jelenik meg a p szichoszexuális nem, mely érzelmi, viselkedésbeli különbségeket jelent. Az ember ivarsejtjei az ivarmirigyekben alakulnak ki. A két sejttípus felépítése jelentősen eltér egymástól. A petesejt a s zervezet legnagyobb sejtje, önálló mozgásra képtelen A hímivarsejt, melynek mérete ezzel szemben a legkisebb a testben, ostorával mozgásra képes. A petesejt a petefészek tüszőjében alakul ki. Az őstüsző sejtje osztódva egyre több sejtet hoz létre, melyek egy része elfolyósodik, de egy sejtcsoport, a petedomb megmarad. Ennek egyik sejtje lesz a sok tartaléktápanyagot tartalmazó petesejt. A női ivarsejtet a sejthártyáján kívül még egy burok (fénylő hártya vagy szikhártya) vesz körül, ami a megtermékenyítés során fontos szerepet tölt majd be. A tüszőből kilökődött

petesejtet a petedomb hámsejtjei védik, és bizonyos mértékig táplálják, de ezzel együtt is csak 6-24 (72) óráig marad életképes. (2702, 270.3) Az őssejtek embrionális korban osztódnak a petefészekben. A közel négyszázezer létrejött sejt számfelező osztódással alakul tovább. A meiózis első osztódásának végén (a homológ kromoszómák már elváltak egymástól) a folyamat megáll, és csak a serdülőkortól folytatódik tovább egyesével. A meiózis második nagy szakasza a m egtermékenyítés pillanatában fejeződik be, vagyis ekkor fejlődik ki a petesejt. A meiózis négy haploid sejtje közül csak egy alakul petesejtté, a többi elsorvad (sarki sejtek). 270.1 A nő és a férfi kromoszómái 270.2 A petefészek és a petesejt felépítése 270.3 A petesejt képzése A petesejtek képzése a nemi éréstől 45-50 éves korig (klimax, változókor) zajlik. A hímivarsejtek a herecsatorna nagy, tápanyagdús sejtjeinek segítségével, és azok

által védve, meiózissal jönnek létre, 60-70 nap alatt. Termelődésük a nemi éréstől gyakorlatilag a halálig folyamatos. (271.1) A herecsatorna szélén helyezkednek el a mitózissal szaporodó őssejtek. A két utódsejt egyike kezdi a m eiózist, a m ásik képes marad újabb számtartó osztódásra. A számfelező osztódás eredményeként négy - még farok nélküli - sejt, spermida alakul ki, melyek egy érési folyamattal alakulnak hímivarsejtekké, spermiumokká. A hímivarsejten elkülöníthető a fej, a nyak és a farok. A fejben van a jelentősen összetömörödött haploid génállomány, az örökítő anyag. A csúcsi részen egy enzimekben gazdag sapkát találunk, melyből hormonszerű anyagok is felszabadulhatnak. A nyak igen rövid, ez a sejtközpontot tartalmazza. A farok kezdeti részén helyezkedik el az energiát biztosító mitokondrium, majd a mozgást létrehozó ostor. A szervezetből kikerült ivarsejtek körülbelül 48 óráig

életképesek. A HÍM IVARSZERVEK Az ember nemi szerveit ivarmirigyekre, kivezető járatokra, járulékos szervekre és párzószervekre különíthetjük el. (2712) A férfi ivarmirigye a páros here. Fő tömegét a több száz méter hosszúságú herecsatorna adja, melyet a kötőszövet egy közel galambtojás nagyságú szervvé kapcsol össze. A vese mellett alakul ki, de a születés időszakában levándorol a h erezacskóba, mert a h ímivarsejtek képződéséhez a 34-35 oC az optimális hőmérséklet. A herezacskó falában simaizmokat találunk, melyek a here hőmérsékletének szabályozásában játszanak szerepet. Felmelegedésekor az izom elernyed, a herezacskó kitágul, így több hőt ad le. Ellentétes esetben az izmok összehúzódásával csökken a felület, és ezzel a hőleadás is A herecsatornák közötti kötőszövetben találjuk a hím nemi hormont, a tesztoszteront termelő sejteket (Leydig-sejtek). A beérő hímivarsejtek a herecsatornák

üregéből a herére boruló csőrendszerbe, a mellékherébe kerülnek, ahol tárolódnak. (2713) A hímivarsejtek a mellékherében legfeljebb két hétig tartózkodnak. Ha addig nem ürülnek ki, lebomlanak, anyagaikat a szervezet újra hasznosítja. 271.1 A hímivarsejt termelődése és felépítése 271.2 A férfi ivarszervei 271.3 A here és a herecsatorna A következő szakasz, az ondóvezeték, a mellékherét köti össze a húgycsővel. Falában simaizom található, így perisztaltikája segíti a hímivarsejtek szervezetből való kiürítését. A húgyhólyag mellett csatlakozik hozzá az ondóhólyag, mely fruktóz tartalmú lúgos váladékot termel. A két ondóvezeték a húgyhólyag alatt szájadzik a páratlan húgycsőbe A találkozást körbeveszi a dülmirigy (prosztata), mely az ondó legnagyobb részét termeli. Lúgos váladéka védi és aktiválja a hímivarsejteket. Ondó: a hímivarszervből ürülő váladék, melyet a hímivarsejtek, az ondóhólyag

és a dülmirigy váladéka alkot. A húgycső a férfiakban az egyedfejlődés során a hímvessző aljához rögzül. Az ondó szabad útját a cső körül kialakult képződmény, az önálló barlangos test biztosítja. A férfi párzószerve a hímvessző. Külső nemi szerv, aminek fő tömegét a két barlangos test adja. Ez a kötőszövetes szerkezetű rendszer képes sok vért befogadni, ami jelentős térfogatnövekedéssel, merevedéssel (erekció) jár. A merevedés során a hímvessző végének kiszélesedő része, a makk is duzzad. Ezt az idegvégződésekben gazdag területet a párzószervet borító bőr laza, elülső vége, a fityma burkolja. A makk mögött található barázda és a fityma találkozásánál lévő mirigyek faggyúszerű anyagot termelnek, melynek felhalmozódása gyulladásba hozhatja a f itymát, ami annak szűkületéhez vezethet. A HÍM IVARI MŰKÖDÉSEK SZABÁLYOZÁSA A hímivarsejtek termelését hormonok szabályozzák. Az agyalapi

mirigy tüszőérést serkentő hormonja (FSH) a h erecsatornákra hat, így a d ajkasejtek (Sertoli-sejtek) fokozzák működésüket, több ivarsejt képződik. Ezzel azonos hatást fejt ki a hím nemi hormon, a tesztoszteron. A herecsatornák közötti Leydig-sejtek működését a sárgatest serkentő hormon (LH) gyorsítja, így azok több hormont állítanak elő. A férfi szervezetében az FSH és az LH a nemi éréstől a halálig - ha nem is egyenletesen, de - folyamatosan termelődik, így az ivarsejtképzés is folyamatos. (2721) A közösüléssel kapcsolatos folyamatok idegi szabályozásúak. Gerincvelői reflexek működnek a hímvessző merevedésekor és az ondó kilövellésekor (magömlés, ejakuláció) is. Az erekció a nemi izgalom hatására következik be. A hímvessző felső részén található két artéria kitágul, megnövekszik a beáramló vér mennyisége. A duzzadó barlangos testek összenyomják az elvezető vénát, így a vér elfolyása egyre

gyengül, a párzószerv megmerevedik. A reflex központi sejtjei a gerincvelő keresztcsonti szakaszán találhatók Az ejakuláció során az ondóvezeték és az ondóhólyag simaizomzata reflexesen összehúzódik. A mellékherében tárolt hímivarsejtek az ondóvezeték perisztaltikus mozgásának következtében kifelé nyomódnak. Az ondóhólyag váladéka is az ondóvezetékbe kerül, így az ivarsejtek megkezdhetik önálló, aktív mozgásukat. A dülmirigy csatornába került váladékával kialakult ondó 2,5 -3,5 cm3-e néhány lökéssel a húgycsövön át a külvilágba ürül. Mivel a kilövellésben az altest harántcsíkolt izmai is részt vesznek, így a m agömlés akaratlagosan késleltethető. A folyamat végső szakaszát orgazmus (gyönyörérzet) kíséri, melynek kialakulásában a hipotalamusz játszik szerepet. 272.1 A férfi nemi működésének szabályozása A NŐI IVARSZERVEK Az ivarszervek fejlődése az embrionális élet kezdetén mindkét nemnél

hasonlóan történik, csak a méhen belüli fejlődés második hónapjától, a külső és belső ivarszervek kialakulásával válik ketté. A nők ivarmirigye a páros petefészek. A méhhez kötőszövettel kapcsolódó, galambtojás nagyságú szervben érnek - serdülőkortól - a tüszők, melyekben egy-egy petesejt képződik. A tüszőkben és a petesejt kilökődése után a helyén kialakult sárgatestben nemi hormonok termelődnek. A petevezeték kiszélesedő része, a méhkürt ráborul a petefészekre, bár nincs vele közvetlen kapcsolatban. Ennek nyúlványai az ovuláció időszakában fokozottan mozognak, és a hasüregbe kilökődő petesejteket besodorják a páros petevezetékbe. Az önálló mozgásra képtelen petesejtet, illetve megtermékenyítés esetén a fejlődésnek indult zigótát a petevezeték csillós hámja és a simaizmainak perisztaltikája juttatja a méhbe. A méh nyugalomban 10-12 cm nagyságú, körte alakú szerv. Belül jelentős

vastagodásra képes nyálkahártya borítja, melyet több rétegben elhelyezkedő simaizom vesz körül. Kívülről savós hártyájával rögzül a medence alsó részében. Felső részén szájadzanak be a petevezetékek, alsó részén pedig az izmos méhnyakat találjuk, melynek nyílása a méhszáj. A női párzószerv, a hüvely, rugalmas, izmos falának belső felszínét mirigyekben gazdag nyálkahártya borítja. Ennek savas váladéka a baktériumok elleni védelem mellett a hímvessző bejutását is elősegíti. A hüvely nyílását a külső nemi szervek védik. A külső, zsírszövetben gazdag nagy- és a beljebb elhelyezkedő kis szeméremajkak alakítják ki a szeméremrést. Ennek elülső részén helyezkedik el a csikló, mely megfelel a hímvessző barlangos testjeinek, így nemi izgalom hatására ugyanúgy merevedésre képes. Mögötte található a h üvely nyílása, melyet egy bőrredő, a szűzhártya zár le. Ezt szakítja át kisebb vérzés

mellett az első közösüléskor a hímvessző. (2731) 273.1 A női ivarszervrendszer felépítése 273.2 A női nemi működés szabályozása A NŐI NEMI CIKLUS HORMONÁLIS SZABÁLYOZÁSA A női nemi működés is hormonális szabályozású, az agyalapi mirigy tüszőérést serkentő (FSH) és sárgatest serkentő (LH) hormonjának befolyása alatt áll. Amíg ezek a férfiaknál folyamatosan termelődnek, addig a nőknél 28 napos ciklusosság jellemzi a képződésüket. A női nemi ciklus igen bonyolult, szabályozásában az agyalapi mirigy mellett a p etefészek nemi hormonjai, sőt terhesség esetén a méh falában termelődő hormonok is részt vesznek. (273.2) A menstruáció kezdetét tekintjük a ciklus első napjának. Ettől kezdve a vérben emelkedik az FSH szintje, melynek hatására megindul egy tüsző érése, folytatódik az őspetesejt embrionálisan megkezdődött meiózisa. A hormon ezen felül stimulálja az LH termelését, melynek hatására az érő

tüszőben fokozódik az ösztrogéntermelés. Az ösztrogén regenerálja a menstruáció után a méh nyálkahártyáját, gátolja az FSH, ugyanakkor pozitív visszacsatolással fokozza az LH termelődését. A vérben gyarapodó ösztrogén serkenti a sárgatest serkentő hormon előállítását, ami viszont továbbfokozza az ösztrogén képzést. Ennek eredménye a vér nagy LH-koncentrációja, ami kiváltja az ovulációt. A petesejt kilökődése a ciklus 14 napján következik be. Menstruáció: a méh nyálkahártyájának vérzés közbeni lelökődése. Ovuláció: a tüszőrepedés következtében a petesejt kilökődése a petefészekből. A kilökődött petesejt helyén a tüsző megmaradt sejtjeiből az LH hatására sárgatest képződik, ami progeszteront termel. A vérben a növekvő progeszteronszint hatására a méh nyálkahártyája megvastagszik, mirigydússá, érdússá válik, ami alkalmassá teszi a megtermékenyítés következtében kialakuló utód

befogadására. Fontos feladata még, hogy megőrizze a méh nyálkahártyáját, ezért terhességvédő hormonnak nevezzük. A vér magas progeszteronszintje gátolja az FSH és az LH termelődését. Az LH szint csökkenése a sárgatest elsorvadásához vezet, így a 28. napra lecsökkenő progeszteronszint miatt megindul a méh nyálkahártyájának vérzés közbeni lelökődése, a menstruáció. A kialakult alacsony progeszteronszint miatt fokozódik az FSH termelődése, ezzel újabb tüsző kezdheti meg érését; új ciklus kezdődik. A termelődött ösztrogén és progeszteron befolyásolják a többi szerv működését is, és szerepet játszanak a másodlagos nemi jellegek kialakításában. A hormonszintek ingadozása hat az anyagcserére, ami pl. az ébredési testhőmérséklet ciklus során tapasztalt ingadozásán is látszik. 274.1 A női nemi ciklus változása ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen módon határozhatjuk meg az ember nemét? 2. Hogyan alakul ki és

hogyan épül fel egy hímivarsejt? 3. Mi a különbség a petesejt és a hímivarsejt képződése között? AZ EMBERI SZEXUALITÁS ÉS A FOGAMZÁSGÁTLÁS "Nem valamennyi, hanem csak az erkölcsi széppel párosult gyönyört kell választanunk." (Demokritosz) Az ember szexuális élete egy nagyon fontos tényben eltér a többi emlősétől, célja nem kizárólag az utód létrehozása, hanem annak "örömszerző funkciója" is meghatározó. Minden egészséges ember alkalmas a n emi életre. A szexualitás teljességgel csak akkor valósulhat meg, ha a partnerek megfelelő érzelmi háttérrel rendelkeznek, szellemileg és biológiailag is megfelelően fejlettek. Az egyedfejlődés során az ivarérettség elérése a folyamat első része. Eközben szükségszerűen zajlik az egyén pszichikai fejlődése is. A szexuális identitásnak ki kell alakulnia, képessé kell válni a szeretetre, ami a megfelelő viszonyok között szerelemmé módosulhat. A

biológiai és pszichikai fejlettség teszi lehetővé, hogy a partnerrel való együttlét kiteljesedjen. Az egyén képessé válik arra, hogy ne csak magára, hanem a t ársra is figyeljen. A legtöbb ember számára nélkülözhetetlen, hogy kialakuljon a megfelelő érzelmi háttér, a partnerrel való tökéletes egybetartozás érzése. A szexuális kapcsolatban a két nem orgazmusa alapvetően eltér egymástól. A férfi gyorsabban jut el a gyönyörig. A nőknek szüksége van a megfelelő előjátékra és az utójátékra Mindkét félnek - különösen a férfinek - meg kell tanulnia az összehangolódás módját. A szexuális viselkedést hormonális tényezők és reflexek szabályozzák, azonban ezeket bizonyos mértékben akaratlagosan befolyásolni lehet. Késleltethető a magömlés, a gyönyör bekövetkeztének ideje, így a férfi elérheti, hogy egy időben jussanak a "csúcsra", amely teljessé teszi az együttlétet. (2751) A szexualitás az ember

életének nem a legfontosabb eleme, kiteljesedése mégis jótékonyan hat lelki életünkre, és megerősítheti a partnerkapcsolatot. A szexuális kapcsolat létesítése az utód kialakulását eredményezheti. Az ember nemi életében azonban az örömszerző szerep dominál, ezért szükség van születésszabályozásra, a nem kívánt terhesség elkerülésére. Ehhez meg kell akadályozni az ivarsejtek találkozását, vagy a kialakuló utód méhben történő megtapadását. Mára már számtalan módszer alakult ki erre, melyek elsősorban a nemi életre érett emberek számára használhatók. A legősibb fogamzásgátló módszerek mechanikus eljárások. A nemi aktus megfelelő időben történő megszakításával az ondó nem jut a hüvelybe. Hátránya, hogy folyamatos figyelmet igényel, és biztonsága megkérdőjelezhető. A jó minőségű gumi óvszer (kondom) használata biztos módszer a megtermékenyítés megakadályozására. Előnye az is, hogy gátolja a

nemi betegségek terjedését. Amíg az előző esetekben a férfi védekezik, addig az ovuláció időpontjának meghatározásával a nő is segíthet a nem kívánt terhesség elkerülésében. A női nemi ciklus 12-19. napja között legnagyobb az esélye az ivarsejtek találkozásának Ilyenkor a méhszájra helyezett méhsapka (pesszárium) akadályt jelent a hímivarsejtek számára. Hatékonyságát fokozza a méhszájhoz juttatott, fokozott savas kémhatást kialakító zselé. 275.1 Az orgazmus: férfiaknál egyszerű, a nőknél kitartott (A), egyszerű (B) vagy intenzív (C) Hajdanában az egyetlen kémiai védekezési mód az aktus után közvetlenül alkalmazott ecetes vízben történő altestöblítés volt. Miért akadályozza a savas kémhatás a megtermékenyítést? Bizonyos esetekben - elsősorban a nagy szaporulattal jellemezhető fejlődő országokban - a petevezeték, illetve az ondóvezeték lekötését is alkalmazzák az utódok létrehozásának

megakadályozására. A kémiai védekezés egyik leggyakoribb módja a nemi hormonok használata. Ezt a fogamzásgátló módszert ma még elsősorban a nők alkalmazzák. A megfelelő rendszerességgel szedett hormontartalmú (progeszteron, ösztrogén) tabletták az ovulációt akadályozzák meg. Miért nem következik be az ovuláció, ha a női nemi ciklus első felében fölös mennyiségű progeszteron kerül a vérbe? A módszer sikerét a 21 napi folyamatos szedés biztosítja. Miért jelent problémát, ha a nő 1-2 nap elfelejti bevenni a tablettát? Jelenleg számtalan - hormonösszetételében eltérő - 21 napig szedendő tabletta van forgalomban. A különböző összetétel a szervezetre eltérően hat A nem megfelelő hormonmennyiség mellékhatásokkal járhat, enyhébb esetben is kóros elhízás, esetleg fogyás léphet fel. Szedésük csak orvosi felügyelet mellett ajánlott! (2762) A megtermékenyítés bekövetkezése mellett is Megakadályozható a terhesség.

A méh belső ingerlését végző eszközök (spirál, hurok) zavarják a nyálkahártya fejlődését, ami lehetetlenné teszi az utód beágyazódását. A nő vérében a nemi hormonok megfelelően magas szintje a méh nyálkahártyájának - és vele együtt az esetlegesen fejlődésnek indult utód - azonnali lelökődését eredményezi. Az ilyen magas hormontartalmú tablettákat a nemi aktus után közvetlenül kell alkalmazni. Nem ajánlatos gyakran használni, hiszen a nő hormonrendszerébe történő - különösen ilyen jelentős - beavatkozás számtalan veszélyt hordoz. A végső - legsúlyosabb - beavatkozás a művi vetélés, az abortusz. Az orvos műtéttel ("kaparás") távolítja el a méh nyálkahártyáját, és azzal együtt természetesen a fejlődő utódot is. A méh felszínén esetleg ekkor keletkező hegesedések meggátolhatják a későbbi - kívánt terhesség kialakulását, hiszen az ilyen rész nyálkahártyája már nem fejlődik

megfelelően Az igazi megoldást a nem kívánt terhesség elkerülésére az érett, felelősségteljes viselkedés biztosítja. 276.1 Védekezési módok 276.2 Az ovulációt akadályozó fogamzásgátló tabletta ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen fogamzásgátlási lehetőségeket ismersz? 2. Hogyan befolyásolják a nemi hormonok a fogamzást? 3. Miért nem a megtermékenyítést akadályozza a spirál? 4. Mi a veszélye az abortusznak? A MEGTERMÉKENYÍTÉS ÉS AZ EMBRIONÁLIS FEJLŐDÉS A megtermékenyítés a petesejt és a hímivarsejt összeolvadásával történik. Természetes körülmények között a nemi aktus során a hüvelybe hatoló hímvessző az ondó kilövellésével juttatja a nő testébe az ostorral rendelkező hímivarsejteket. Az ondó 200-300 millió sejtje a hüvely felső részébe kerül. A bejutó ondó a hüvelyváladék hatására koagulálódik. Ez védi a hímivarsejteket a káros savas kémhatástól. A rendszer rövid idő után feloldódik,

és az ivarsejtek a méhszáj felé úsznak Útjukat a méhben folytatják, majd a petevezetékbe kerülnek. Sok elpusztul, hiszen számtalan akadályt le kell küzdeniük. A savas kémhatás mellett a női szervezet fehérvérsejtjeinek is sok áldozatul esik, sőt a petevezeték méh felé haladó perisztaltikája és csapkodó csillói is nehezítik útjukat. A hímivarsejtek feljutásához jelentősen hozzájárul a Golgi-membránból kialakult "sapkájuk", melyből felszabaduló hormonok serkentik mozgásukat, újabb lökést adva haladásukhoz. A női ivarjáratokon feljutott hímivarsejtek a méhkürtben találkoznak az ovulációkor kilökődött petesejttel. Természetes körülmények között csak közel ezer hímivarsejt jelenléte esetén biztosított a megtermékenyítés. 277.1 A megtermékenyítés folyamata 277.2 A hímivarsejt a petevezetékben (1), az ovuláció pillanata (2) és a megtermékenyítés (3) Miért meddő az a férfi, akinek ondójában a

természeteshez képest kevesebb hímivarsejt van? A sok sejt ellenére mindig csak egy ivarsejt örökítőanyaga juthat be a petesejtbe. A találkozáskor a hímivarsejt feje és nyaka kerül be, míg a farok a mitokondriummal kívül marad. (2781) A fej és a nyak a hámsejtek között eléri a p etesejt fénylő hártyáját. Ha ezen átjut egy hímivarsejt, a hártyában molekuláris változások következnek be, ami megakadályozza további sejtek bekerülését. A férfi ivarsejtjének genetikai állománya a két ivarsejt membránjának összeolvadásával kerül a petesejtbe. A két haploid DNS-állomány együtt adja a zigóta, az utód örökítő anyagát. A bejutott sejtközpont irányításával megindulhat a zigóta osztódása, a barázdálódás, vagyis az új élőlény egyedfejlődése. Az ikerterhesség az a j elenség, amikor egyszerre két vagy több utód fejlődik a méhben. Az ikrek lehetnek egy- vagy többpetéjűek. Az egypetéjű ikrek genetikai állománya

megegyezik, hiszen egy zigóta indul fejlődésnek. A barázdálódás korai szakaszában (szedercsíra, hólyagcsíra) azonban valamilyen rendellenesség következtében a sejtcsoportok elválnak egymástól, és fejlődésük külön-külön folytatódik. Ha a sejtcsoportok elválása nem teljes, sziámi ikrek alakulhatnak ki. (2782, 2783) A két- vagy többpetéjű terhesség esetén két vagy több petesejt termékenyül meg egy-egy hímivarsejt által, és az utódok egy időben indulnak fejlődésnek. Kialakulhatnak-e eltérő nemű egypetéjű ikrek? AZ EMBER EMBRIONÁLIS FEJLŐDÉSE A zigóta kialakulásával indul az ember egyedfejlődésének embrionális szakasza. (2792) EMLÉKEZZ! Fejlődés: minőségi változások sorozata, mely eredményeként a sejtek működésbeli elkülönülése (differenciálódása) következtében új szervek, szövetek alakulnak ki. Szakaszai: Embrionális fejlődés: a zigóta kialakulásától a megszületésig tartó fejlődési folyamat.

Posztembrionális fejlődés: a megszületéstől a halálig tartó fejlődési folyamat. A zigóta mitózissal osztódik. A barázdálódás eredményeként kialakul a szedercsíra A gyors osztódás miatt a sejtek nem tudnak növekedni, ezért a szedercsíra mérete nem növekszik, csak sejtszáma. Az osztódó zigóta 4-7 nap alatt a petevezeték segítségével a méhbe jut, ahol hólyagcsíraként besüllyed, beágyazódik a megvastagodott nyálkahártyába. 278.1 A hímivarsejt bejutása 278.2 Az ikerterhesség kialakulása 278.3 Egypetéjű ikerpár A beágyazódás során a hólyagcsírán nyúlványok, ún. kor ionbolyhok alakulnak ki, melynek enzimjei a besüllyedést segítik. (2791) A méhfal és az utód érintkezésénél szöveti hormonok kezdenek termelődni. Ezek egyike (emberi koriongonadotróp hormon, hCG) nem engedi elsorvadni a sárgatestet, így az továbbra is termeli a p rogeszteront. Ez fenntartja a n yálkahártyát, és az FSH gátlásával, természetes

úton felfüggeszti a női nemi ciklust (nem érik következő tüsző). A hCG vérben való megjelenését követően azonnal ürülni kezd a vizelettel, így abból megfelelő reagensekkel kimutatható a hormon. Ezzel a módszerrel jelezhető először a terhesség. 279.1 A beágyazódás 279.2 Az ember embrionális fejlődésének főbb állomásai 279.3 Améh által termelt egyik szöveti hormon (hCG) szintje a vérben A méhfal hormonja a terhesség második hónapjában éri el legnagyobb koncentrációját, majd a harmadik hónapra mennyisége nagyon lecsökken. Az erszényes emlősök utódai fejlődésük e stádiumában jönnek a világra, mert a vér progeszteronszintje a s árgatest elsorvadása miatt lecsökken, és a m éh nyálkahártyája lelökődik. A méhlepényesekben, így az emberben is a harmadik hónapra kifejlődik, működőképessé válik a méhlepény. Hogyan épül fel a méhlepény? Mi a feladata a méhlepénynek? Az anya és az utód közös szerve,

a méhlepény nem csak a magzat táplálásában fontos, hanem progeszteront is termel, ami a vérbe kerülve védi a n yálkahártyát, és ezzel a t erhesség fennmaradását. A beágyazódó hólyagcsírán egy sejtcsoport, az embriócsomó található. A fejlődés során ennek sejtjei két hólyagot alakítanak ki, a hólyagcsíra falával érintkező amnionüreget és a belül elhelyezkedő szikhólyagot. Ez utóbbiban tartaléktápanyag halmozódik fel, ami a fejlődés 3. hónapjáig a hasnyélen keresztül táplálja az embriót Eközben a hólyagcsíra fala az utódot védő, rögzítő és egyúttal kapcsolatot is biztosító külső magzatburokká fejlődik. Egyes sejtjei a kifejlődő két hólyagra vándorolva kialakítják a belső magzatburkot, mely a védelmen felül folyadékot, magzatvizet termel. Miért előnyös az utódnak, hogy folyadékban lebeg az anyaméhben? Az amnionüreg és a szikhólyag érintkező sejtrétegei alakítják ki az embriópajzsot. E két

rétegből - a kettő közé - sejtek vándorolnak be. A létrejött három sejtréteg alkotja az egyed amnionüreg felőli - külső, középső és belső csíralemezét Ez a csíralemezek kialakulásának a szakasza. Miközben a külső csíralemezen megindul az idegrendszer kialakulása (megjelenik a velőbarázda), a középső csíralemezben pedig létrejön a gerinchúr, az embriópajzs oldalról megnyomódva begyűrődik az amnionüregbe. Ezzel kialakul a hosszúkás embrió A belülre került belső csíralemezből a tápcsatorna hámja és mirigyei fejlődnek ki. A középső csíralemezből a gerinchúron kívül további szervtelepek (elemi izomlemez, elemi ércső stb.) jelennek meg. A külső rétegből a kültakaró hámja és az idegrendszer alakul ki Ez a folyamat - a szövetiszervi differenciálódás - a megszületésig tart. A sejtek differenciálódásával a szervtelepekből szervek fejlődnek ki. Az első hónap végén már megjelennek az erek, és elkezd

dobogni a szív. Létrejön a szemhólyag, megindul a végtagok kialakulása. A gerinchúr helyén porcos, később csontos gerinccsigolyák jelennek meg. A második hónapban elkülönülnek az ujjak, melyeken a harmadik hónapra már a körmök is megjelennek. A máj jelentős fejlődésnek indul, jelezve az anyagcserében beöltött fontos szerepét. Megindul a külső nemi szervek kifejlődése is, így a negyedik hónapban már ez alapján is meghatározható az utód neme. Milyen módszerrel állapíthatjuk meg az utód nemét? A harmadik hónap végére az utód táplálását a szikhólyagtól a méhlepény veszi át. A tápanyagok az anya véréből kerülnek át az - ettől kezdve magzatnak nevezett - "emberkébe". A méhlepényből a köldökzsinór szállítja a magzat májába és nagyvénájába a vért. A tüdő ekkor még nem működik. 280.1 Az embrió 3 hetes (1), 5 hetes (2) és 6 hetes (3) korban A köldökzsinórt embrionális kötőszövetbe ágyazva

három ér alkotja. A két artéria a méhlepénybe, egy véna pedig vissza, az utódba szállítja a vért. A köldökvéna egyik ága a magzat nagy vénájába torkollik, így az utód testében kevert vér kering. A magzati szív pitvarai közötti válaszfal nyitott (foramen ovale), ezért a jobb pitvarba érkező vér egy része átkerül a bal pitvarba is. A magzat összeesett tüdejének nagy az ellenállása, ezért a jobb kamrából a tüdő felé áramló vér jelentős része egy vezetéken át (ductus arteriosus) az aortába áramlik. Emiatt a testbe kisebb oxigéntartalmú vér kerül, a magzat szövetei azonban ezt képesek elviselni. A születés idején mind a pitvarok közötti válaszfal, mind pedig a tüdőartéria és az aorta közötti vezeték elzáródik. Milyen következménye van annak, ha valamelyik nyílás rendellenesen nem záródik el? Vizsgáld meg a 281.2 grafikont! Milyen különbség van az anya (2 db a- és 2 db b-láncból álló) és a m agzat

(2 db a- és 2 db d -láncból álló) hemoglobinjának működésében? Miért előnyös ez a magzat számára? Az ötödik hónapra a magzat mozgásai a hasfalon keresztül is megfigyelhetők, a szívdobogása hallható. Ekkorra már szervei kialakultak, a méhben töltött hátralévő idejében gyarapodása lelassul, inkább az érési folyamatok a jellemzőek. Az utód közelítő lineáris méretét megadhatjuk centiméterben, ha a hónap sorszámát négyzetre emeljük (12 = 1, 22 = 4, 32 = 9.) A hatodik hónapra a lelassult fejlődés miatt a számítás: a hónap száma szorozva 5-tel (6 ´ 5, 7 ´ 5, ., 10 ´ 5 = 50 cm) Az utolsó méhben töltött hónap már a születésre történő "felkészülés" jegyében zajlik. A magzat az esetek többségében fejjel a szülőjárat felé fordul (fejfekvés), de a farfekvéses állapot is előfordul. 281.1 A magzat, az újszülött és a felnőtt vérkeringésének vázlata 281.2 Az anya és a magzat hemoglobinjának

oxigénkötő képessége ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hol történik a megtermékenyítés? Miért ott? 2. Mi az ondó? 3. Milyen génállomány van a zigótában? 4. Milyen szakaszai vannak az embrionális fejlődésnek? A TERHESSÉG, A SZÜLÉS ÉS A POSZTEMBRIONÁLIS FEJLŐDÉS A TERHESSÉG ÉS A SZÜLÉS Az anya szervezetének a terhesség komoly igénybevételt jelent. Testsúlya gyarapszik (8-12 kg), hiszen az utód átlagos 2,5-4 kg-os tömege, a magzatvíz, a méhlepény és a többi kiegészítő rendszer tömege mellett biztosítania kell a megfelelő mennyiségű és összetételű tápanyagot is. A növekvő utód mindinkább nyomja a belső szerveket, nehezíti a légzést (282.1) Milyen következménye lehet annak, hogy a méh mind jobban nyomja a hasi vénákat? Miért súlyosbodhatnak a terhesség alatt a meglévő betegségek? Mi okozhatja a fogak fokozott romlását? Mi lehet az oka annak, hogy a kismama "kívánós"? A terhesség befejezése a szülés,

mely során világra jön az utód. A folyamat első része a tágulási szakasz (vajúdás), mely során a magzatburok megreped, elfolyik a magzatvíz, és hormonális hatásokra a méh simaizomzata mind rövidebb időközönként összehúzódik. Eközben a szülőjáratok kitágulnak, és megindulhat a kitolási szakasz. Az utód kijutását a méhizomzat mellett a törzs izomzata is segíti. (2822) A hüvely és a végbél közötti izmos válaszfal (gát) meglehetősen vékony, ezért a kitoláskor elrepedhet, ami később nehezen gyógyul. Ennek elkerülésére az orvos általában gátmetszést hajt végre, hiszen a szabályos felületű seb könnyebben gyógyul. 282.1 Változások az anya szervezetében a terhesség 282.2 A szülés folyamata A megszületett utód, az újszülött köldökzsinórját elkötik. A vérében emiatt felszaporodó széndioxid hatására belégzés következik be, a gyermek felsír. Kitisztítják a l égutakat, megvizsgálják a reflexeit. A bőrén

még jó ideig megfigyelhető a magzatmáz, melynek zsírszerű anyaga védte a méhben a magzat bőrét a felázástól. Az anya a s zülés harmadik, lepényi szakaszában a m éhlepényt és a magzatburkot hozza világra. A terhesség alatt jelentkező problémák miatt a 280 napnál (40 hét) rövidebb idő után is megindulhat az utód világrajövetelének folyamata. Ha ez a terhesség 28 hete előtt következik be, vetélésről, amennyiben a 28. és 36 hét között, akkor koraszülésről beszélünk A szülés alatti komplikációk esetén császármetszéssel is megszülethet az utód. Az anyát vagy elaltatják, vagy a gerincvelői érzéstelenítést használva emelik ki a felvágott hasfalon és méhfalon keresztül az újszülöttet. Túlhordott terhesség esetén az orvos oxitocin injekcióval indítja be a szülést. Hogyan hat a hormon? A POSZTEMBRIONÁLIS FEJLŐDÉS A megszületéstől a halálig tart az egyedfejlődésünk posztembrionális szakasza. Anövekedés

és a fejlődés ritmusosságából adódóan e szakaszban is nagy eltéréseket tapasztalhatunk fejlődésünkben. A születéstől 1-2 hétig tart az újszülöttkor, amikor az új egyed alkalmazkodni igyekszik jelentősen megváltozott környezetéhez. A csecsemőkor körülbelül 1 éves korig tart Ebben a korban a gyarapodás rendkívül gyors, a születési testtömeg akár háromszorosára is növekedhet. Ez után a kisdedkor (3 éves korig - bölcsőde), majd a kisgyermekkor következik A kölyökkor 6-11(12) éves korig tart. Mit állapíthatsz meg a 283.1 grafikonról? A serdülőkor (pubertas) az első ivarsejtek kilökődésével kezdődik (a lányoknál kb. 11-15, a fiúknál 12-16 év között figyelhető meg), és heves hormonális, így komoly élettani és pszichológiai változások kísérik. A serdülő évente akár 10 cm-t is növekedhet, melyet jelentős tömeggyarapodás is kísér. Az egészséges fejlődéshez nélkülözhetetlen a megfelelő táplálkozás

és a sok testmozgás. (2841) 283.1 A testmagasság (1), a testhossznövekedés (2) és a testtömeg (3) alakulása az ifjúkorig 283.2 Újszülött (1), csecsemő (2) és kisgyermek (3) AXX. század második felétől megfigyelhető, hogy az emberek gyorsabban fejlődnek Már nagyobb testsúllyal, testhosszal születnek, és hamarabb elérik végleges testméretünket. A nemi érés előbb következik be, sőt az értelmi képességeink is lendületesebben bővülnek, gyarapodnak. Ez a felgyorsult fejlődés az akceleráció A hormonrendszer stabilizálódásával az ifjúkor következik. A 20-21 éves korig tartó folyamat hosszát jelentősen befolyásolják a társadalom hatásai. A tanulók ifjúkora megnyúlik, míg a munkába állók, a családot alapítók ezen időszaka a követelményekhez történő alkalmazkodás miatt rövidülhet. Az önálló felelősség fokozódása hozzájárul a szakasz rövidüléséhez Afelnőttkorban a test fejlődése stagnál, a felépítés

és a lebontás egyensúlyban van. Ügyelni kell erre, hiszen a csökkenő mozgással együtt járó csökkenő anyagigény könnyen elhízáshoz vezethet. Az 50-60 éves kor időszaka az áthajlás, a 60-75 éves kor pedig az idősödés kora 90 éves korig tart az időskor, ezután aggkorról beszélünk. 100 év felett a matuzsálemi kor, a hosszú élet kora következik (az ember genetikai kora mai ismereteink szerint 120-130 év). Az öregedés során a test vizet veszít, a bőr kevésbé rugalmas, a hám vékonyodik. Az őszülés, a hajhullás, az ínysorvadás is a lebontó folyamatok felerősödését mutatja. Csökken a testmagasság, az izomerő, romlik az érzékszervek működése. Az erek rugalmatlanná válnak, emelkedik a vérnyomás. A pszichés működések is megváltoznak Az idegsejtek pusztulása hozzájárul a koncentrálóképesség csökkenéséhez, romlik az emlékezet, különösen a rövid távú memória. Változik az idős emberek gondolkodása is Az

öregedés folyamatának természetes következménye a halál. Az ember élettartama öröklött, melyet a környezet hatásai jelentősen lerövidítenek. A magyar népesség egészségi állapota rendkívül rossz. A születéskor várható élettartam a 1960-as évek óta folyamatosan csökken. 284.1 A serdülőkor jellegzetes változásai 284.2 A nők és a férfiak nemi jellegeinek fejlődése ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mi zajlik le az anyában a szülés tágulási szakaszában? 2. Mit gondolsz, miért teszünk különbséget vetélés, koraszülés és szülés között? 3. Mi jelenthet az, hogy "burokban született"? 4. Mit tudsz a gyermekágyi lázról? 5. Miért nyugszik meg könnyebben az újszülött vagy a csecsemő, ha az anyja magához öleli? 6. Milyen változások zajlanak le a serdülőkorban? 7. Mi az oka annak, hogy az idős emberek testmérete csökken? NEMI BETEGSÉGEK VAGY SZEXUÁLIS ÚTON TERJEDŐ BETEGSÉGEK A nemi betegségek főként szexuális

érintkezéssel, nemi úton terjednek. A fertőzést baktériumok, vírusok, gombák okozzák, de akár a lapostetű vagy a rühatka is terjedhet szexuális úton. A hagyományos nemi betegségek talán legismertebb képviselője a szifilisz (luesz, vérbaj). Ehhez a betegséghez tapad talán leginkább a laza erkölcs és az igénytelen társadalmi norma fogalma. A betegséget baktérium (Treponema pallidum) okozza (2851), mely a bőr vagy a nyálkahártya sérülésein keresztül jut a szervezetbe. A fertőzést követően 10-90 napon belül fájdalmatlan fekélyes seb, fájdalmatlan nyirokcsomó-duzzanat, majd testszerte kiütések jelennek meg. Ezek a tünetek maguktól meggyógyulhatnak, de a beteg fertőzőképes marad A betegség harmadik szakasza csak évtizedek múlva jelentkezik, főként szív- és idegrendszeri elváltozásokkal, melyek végül halállal is végződhetnek. A kezdeti tüneti fázisban jól kezelhető a betegség. A penicillin jóhírét a vérbaj

gyógyításának is köszönheti A gonorrhoea (kankó, tripper) a fertőzést követő 2-8. nap után a férfiaknál a húgycső végén reggelre cseppként megjelenő, majd mindkét nemnél bő, gennyes húgycsőfolyással, fájdalmas és gyakori vizeléssel, a vizelés elején égő érzéssel járó betegség. (2851) A trichomonas egysejtű kórokozó (285.2) minden nedves felületet kedvel, így a hagyományosnak nevezhető nemi úton kívül akár törölközővel vagy WC-ülőkén is fertőzhet. Nőgyógyászatilag jellegzetes tünete a közösülés alatt és után, de spontán is jelentkező zöldessárga szagos folyás, fájdalmas nemi élet, melyet erős égő érzés kísér. A XXI. század betegségeinek a gombás és vírusos megbetegedéseket tartjuk Elterjedésüket a nem kellően átgondolt és irányíthatatlanná vált antibiotikus kezelések okozhatják. A gombák közül legjelentősebb a Candida, egy sarjadzó gomba (285.3), mely a hüvelyfertőzések egynegyedét

okozza. Jellemző tünetei a darabos, túrószerű folyás, a kifejezett viszketés, kapcsolat alatti hüvelyszárazság, és a partneren jelentkező piros pöttyös elváltozások. 285.1 A szifilisz (1) és a gonorrhoea (2) baktériuma 285.2 Az egysejtű hüvelyostoros - trichomonas 285.3 A Candida gomba A nemi a fertőzésekre általában jellemző a közösülés alatt jelentkező fájdalom, néha a kapcsolat után jelentkező vérzés. Tudni kell, hogy igen magas a tünetmentes hordozók aránya, ezért a visszafertőzés elkerülése érdekében mindig kezelni kell a tünetmentes partnert is. A vírusok közül nemi úton terjedő betegséget okoz a nemi szerveken megjelenő herpesz (286.1), a humán (emberi) papilloma vírus (HPV) és korunk rettegett betegségét, az AIDS-et okozó HIV vírus. Ellentétben a bakteriális vagy gombás fertőzésekkel a vírus okozta betegségeknél csak tüneti kezelést alkalmazhatunk. Herpeszvírus-fertőzés esetén az érintkezés után kb.

egy héttel kis dudorok, majd hólyagok jelentkeznek a nemi szervek környékén, melyek váladéka erősen fertőző. A hólyagok 2-3 nap után fájdalmas fekélyekké alakulnak, tetejüket lepedék fedi, majd 7-10 nap után kezelés nélkül is meggyógyulnak. A folyamat a későbbiekben megismétlődhet A papillomavírus (HPV) hatására szemölcsök jelenhetnek meg a nemi szerven. A fertőzöttség igen makacs, kiújulásra hajlamos betegséget eredményez. Bebizonyosodott, hogy az összes méhnyakrákos eset legalább 82%-ában megtalálható a HPV. Korunk legveszélyesebb vírusbetegsége az AIDS. A beteg a fertőzéstől számítva akár több évig is tünetmentes lehet, viszont további fertőzéseket okozhat. A későbbiekben más betegségre is jellemző tünetek - fáradtság, nyirokcsomóduzzanat, fogyás, láz, hasmenés stb. jelentkeznek Az AIDS kifejlődésének lépéseit az immunrendszer tárgyalásakor megismertük Nemi úton terjedhet a fertőző májgyulladás, a

hepatitis vírusa is. Felmerül a kérdés, van-e egyáltalán biztonságos szex? Ha részletesen áttekintjük a betegségeket és a terjedési lehetőségeket, azt mondhatjuk alig, de a legnagyobb védelmet a szintetikus latex anyagból készült gumi óvszer használata biztosítja. Alapszabályok: - Soha ne csapjuk be partnerünket, mondjuk el gondjainkat, lehetséges betegségeinket. - Fontos, hogy sohase gyanakodjunk partnerünkre, inkább kérdezzük meg. - Azonnal kezeltessük magunkat, ha valamilyen betegséget észlelünk, vagy ha partnerünknek bármilyen panasza van. - Menjünk el rendszeresen rákszűrésre, adjunk vért, ezáltal diszkréten részt vehetünk AIDS és egyéb fertőző betegségek szűrésein. Megállapítható, hogy a partnerek gyakori váltogatásának kerülése, a megfelelő higiénés szabályok betartása, az időszakos orvosi (urológus, nőgyógyász) ellenőrzés, és végezetül az ismeretlen partnerek esetében a feltétlen óvszerhasználat

biztonságos gátja a s zexuális úton terjedő betegségeknek. 286.1 Vírus okozta ajakherpesz ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Milyen kórokozók okozhatnak nemi betegséget? 2. Miért célszerű azonnal orvoshoz fordulni, ha nemi betegség gyanúja merül fel? 3. Mi az előnye, illetve hátránya a gumi óvszernek? 4. Sorolj fel három bakteriális és három vírus okozta nemi betegséget! A MINDENNAPOK EGÉSZSÉGÜGYI ISMERETEI, ELSŐSEGÉLYNYÚJTÁS Életünk során számtalan veszély leselkedik ránk. A legtöbb baleset, sérülés enyhe és könnyen kezelhető, fel kell készülnünk azonban annak lehetőségére is, hogy életmentő beavatkozásokat kell végeznünk. Ilyenkor a pontos és gyors helyzetfelismerés alapvető fontosságú. Az elsősegély alapvető célja mindig az életmentés, a sérülés, illetve az állapot rosszabbodásának megakadályozása. Az elsősegélyt nyújtó egyén feladata, hogy - önmaga épségének veszélyeztetése nélkül - tisztázza, mi is

történt, megnyugtassa és a további károsodástól megóvja a beteget, sérülését a szükséghez és a lehetőségekhez mérten ellássa, majd a haza, vagy a kórházba szállításáról gondoskodjék. A segítségnyújtó minél több elsősegély-nyújtási ismeretnek van birtokában, annál hatékonyabban működhet közre szükség esetén. SÜRGŐS SEGÉLYKÉRÉS Általában a leggyorsabb módszer az, ha a sérültet az elsősegélyt nyújtó a saját kocsiján a legközelebbi baleseti ambulanciára szállítja. Légzési, keringési elégtelenség, súlyos vérzés, égés, mérgezés, sokk, eszméletlenség, gerincsérülés és/vagy törés (pl. lábszártörés) gyanúja esetén a sérültet csak mentők szállíthatják kórházba! SÜRGŐSSÉGI LISTA Ha a sérült súlyos balesetet szenvedett, hajtsuk végre az alábbi sorrendben a sürgősségi elsősegélynyújtás teendőit, és csak azután hívjuk a mentőket! (Ha lehet, küldjünk valakit segítségért,

mialatt mi a sérülttel foglalkozunk.) 1. Ellenőrizni a légzést Ha a sérült nem lélegzik, megkezdeni a szájból szájba lélegeztetést 2. Ha súlyos vérzés észlelhető, megszüntetni azt 3. Ha a sérült eszméletlen, stabil oldalfekvő helyzetbe fektetni 4. A súlyosabb égési sebeket ellátni 5. Keresni a jeleit, ha szükséges kezelni a sokkot SZÁJBÓL SZÁJBA LÉLEGEZTETÉS Ha eszméletlen embert találunk, és az illető nem lélegzik, első tennivaló a haladéktalan lélegeztetés (287.1) Ezt még a mentők értesítése, vagy egyéb sérülések ellátása előtt meg kell tenni. NAGYOBB GYERMEK VAGY FELNŐTT LÉLEGEZTETÉSE 1. Nyisd ki a sérült száját, és tekints bele! Szükség esetén távolítsd el a légzést akadályozó idegen testet (hányadék, vér, műfogsor stb.)! 2. Fektesd a h átára kemény helyre (pl a f öldre)! Támaszd meg hátulról a n yakát, és hajtsd hátra a fejét! Gerincsérülés lehetősége esetén csak az állát emeld

előre! 3. Fogd be az orrát, majd mély lélegzetet véve, szád a szájára tapasztva fújd be kétszer lassan és mélyen a levegőt (ha van kéznél vékony zsebkendő, tedd az ajkak közé)! 4. Ismételd a befúvást 2-3 másodpercenként! Utána mindig hagyd szabadon a száját, hogy a levegő távozhasson a tüdejéből (ez hallható is)! Befúváskor figyeld, hogy emelkedik- e a mellkasa! Mindaddig folytasd a l élegeztetést, amíg a sérült spontán légzése vissza nem tér (percenként vizsgáld)! 287.1 A felnőtt emberen végrehajtott lélegeztetés A szájból szájba lélegeztetés nagyobb gyermekeken is végezhető, de a csecsemők és a kisgyermekek lélegeztetését másképpen, az alább ismertetett módon kell végrehajtani. (288.1) CSECSEMŐ ÉS KISGYERMEK LÉLEGEZTETÉSE 1. Fektesd hátára a csecsemőt, és a fenti 1. pontban olvasható módon tisztítsd ki a légutait! 2. Hajtsd hátra kissé a gyermek fejét, és mély lélegzetet véve szádat a szájára

és orrára tapasztva fújd be a levegőt! A befúvást óvatosan, ne nagy erővel végezd! 3. Vedd el a szád, és figyeld meg, süllyed-e a baba mellkasa, amint a levegő távozik a tüdejéből. Ismételd a műveletet 2-3 másodpercenként addig, amíg az önálló légzés vissza nem tér, vagy az orvos meg nem érkezik! A sérülés olyan is lehet, hogy megakadályozza a s zájból szájba való lélegeztetést. Ilyen esetben a felnőttek lélegeztetéséről írott 1-3. pont szerint járj el, azzal a különbséggel, hogy a gyermek száját - annak állát felemelve - zárd be, s a levegőt fújd az orrába. A lélegeztetést 5 másodpercenként ismételd meg! STABIL OLDALFEKVÉS A stabil oldalfekvés (288.2) biztonságos testhelyzet eszméletlen betegek számára Lehetővé teszi a szabad légzést, ugyanakkor megakadályozza a vérnek vagy hányadéknak a légutakba való jutását. A végtagok a testet stabil és kényelmes helyzetben rögzítik Ha meggyőződtél arról, hogy

a beteg légzése kielégítő, és a sérülése nyilvánvaló, igyekezz őt ebbe a testhelyzetbe hozni. Ne mozgasd a beteget, ha az valószínűsíthetően gerincsérülést szenvedett! STABIL OLDALFEKVÉSBE VALÓ HELYEZÉS 1. Ellenőrizd, van-e a sérült szájában idegen test! 2. A fekvésben közelebb eső karját helyezd a testéhez egészen közel, illetve gyűrd a combja alá! 3. A másik karját húzd a mellkasa előtt magad felé, majd a távolabbi lábát tedd keresztbe a közelebbi fölött! 4. Egyik kezeddel támaszd meg a fejét, a másikkal a távolabb eső csípő táján markold meg a ruházatát, s görgesd a testét magad felé! 5. Ismét győződj meg arról, hogy a feje megfelelő helyzetben van-e, és a légzése kielégítő-e! 6. Hajlítsd a felül lévő karját úgy, hogy a kézfej kerüljön az arc alá és támassza a felsőtestét A felül lévő lábával - csípőben és térdben hajlítva - támaszd meg a test alsó felét! Ezután óvatosan húzd

ki törzse alól a sérült alul maradt karját, és hátul helyezd a test mellé! Ezzel megakadályozod, hogy a test ismét a hátára gördüljön! Az, hogy melyik oldalára fektessük, függ a körülményektől, illetve az esetleges sérülésektől. Ha szükséges, 30 percenként fordítsd át a másik oldalára! 288.1 A csecsemőn végrehajtott lélegeztetés 288.2 Stabil oldalfekvés VÍZBEFÚLÁS Első tennivaló eldönteni, hogy lélegzik-e a beteg. Ha nem, azonnal el kell kezdeni a szájból szájba lélegeztetést (289.1), és a partra juttatása, vagy tüdejéből a víz eltávolítása ráér később is. Miután a légzés visszatért, és sikerült kimenteni a vízből, a parton stabil oldalfekvő helyzetbe fektetjük, és betakarjuk meleg ruhával vagy takaróval. Ezután hívjuk a mentőket VÍZBEFÚLT EMBER MENTÉSE 1. Gyorsan távolítsd el a beteg légutaiból az esetleg odakerült hínárt, moszatokat, és kezdd meg a szájból szájba lélegeztetést! 2. Ha még a

vízben vagytok, és leér a lábad az aljzatig, egyik karoddal tartsd fenn a testét, a másikkal pedig a fejét, egyúttal befogva az orrát is! FÉLRENYELÉS OKOZTA FULLADÁS Ha a gyermek vagy felnőtt egy falatot félrenyelt,vagy egy tárgyat lenyelt, és azt nem tudja kiköhögni, azonnali beavatkozásra van szükség. A csecsemőt és a kisgyereket mellkasával a térdünkre kell fektetni úgy, hogy a feje lelógjon. Tenyerünkkel mérjünk néhány határozott, de nem túl erős ütést a lapockái között a hátára. Ha szükséges, ismételjük meg Felnőttek és nagyobb gyerekek esetén sikerrel alkalmazható a hasra gyakorolt hirtelen nyomás (Heimlich-manőver). Ha a légutakat elzáró idegen testet (tárgyat) sikerült eltávolítani, mielőbb értesítsük a mentőket. FÉLRENYELÉS ELLÁTÁSA FELNŐTT ÉS 9 ÉV FELETTI GYERMEK ESETÉN 1. Az álló személyt karold át, és magad felé húzva emeld meg úgy, hogy közben egyik öklöd a gyomorszája alá helyezed! Ha

szükséges, ismételd meg! 2. Ha az idegen test eltávolítása után a l égzés nem tér vissza, kezd el a s zájból szájba lélegeztetést! VÉRZÉS A vérzések eredetüktől függetlenül általában komoly veszélyt jelentenek, ezért alapvető a gyors, de higgadt ellátásuk. Az alábbi esetek tekinthetők súlyosnak: a) erőteljes sugárban ömlő (spriccelő) vérzés, b) több mint 250 ml-es vérveszteség, c) 5 perc után sem szűnő vérzés. Súlyos vérzés Amíg a kisebb sérülésekből származó vérzést a kialakuló véralvadék általában néhány perc alatt megállítja, a súlyosabb vérzés nem hagy elég időt a vér megalvadásához. Ilyenkor az a legfontosabb, hogy a vérzés csillapításával lehetővé tegyük az ér sérülését betapasztó véralvadék kialakulását. Ennek egyik módja az, ha a sebre közvetlenül nyomást gyakorolunk (289.2) 289.1 Lélegeztetés a vízben 289.2 Artériás nyomókötés készítése Alapszabály, hogy a

sérült testrészt lehetőleg minél magasabbra emeljük. Nagyobb sebeket ne tisztítsunk vízzel vagy fertőtlenítőszerekkel. Amint befejeztük az elsősegélynyújtást, sürgősen hívjuk a mentőket. SÚLYOS VÉRZÉS ELÁLLÍTÁSA 1. Fektesd le a sérültet, és emeld magasra a vérző végtagot (testrészt)! 2. Akönnyebben eltávolítható idegen testeket (pl üvegszilánkot) vedd ki a sebből, de a mélyebbre hatoltakkal ne kísérletezz! 3. Asebszéleket egymáshoz közelítve helyezz a s ebre nyomókötést! Ha a sebben mélyen beágyazódott idegen test van, ne gyakorolj rá közvetlen nyomást! 4. Ha a kötés átüt, ne cseréld ki, inkább tegyél rá további kötszert, és kösd át szorosan! Belső vérzés Belső vérzés általában súlyosabb mechanikai sérülések esetén léphet fel. Ilyenkor a v érzés testüregbe vagy a szövetek közti résbe történik. Tünetei a sápadtság, a szapora, gyenge pulzus, hideg verejtékezés, nehéz légzés, a körömágyak

és az ajkak oxigénhiány miatti kékeslila színe. A tünetek észlelésekor az életveszélyes állapot miatt egyetlen teendő a mentők azonnali értesítése. Orrvérzés Az orrvérzés gyakori jelenség, amely többnyire kisebb sérülések következménye. Saját orrvérzés esetén ülj le, és kissé hajolj előre. Nyitott szájjal lélegezve körülbelül 10 percig fogd be az orrod. Ez idő alatt a véralvadék betapasztja a sérült eret Néhány óráig lehetőleg ne fújd ki az orrod, mert az újabb vérzéshez vezethet. Ha a vérzés 20 percnél tovább tart, vagy igen erős, kérj orvosi segítséget. Különösen nagy figyelmet érdemel a fej más részét ért ütés után megindult orrvérzés, mert az a koponyatörés tünete is lehet. ESZMÉLETLENSÉG Az eszméletlenség nem csupán arra az állapotra vonatkozik, amikor a beteg nem ébreszthető, hanem arra is, ha aluszékony, zavart, és nem reagál a külvilág ingereire (kérdés, felszólítás, fájdalom stb.)

Oka többek között agysérülés, vérvesztés, oxigénhiány, a vér kémiai változásai vagy gyógyszer túladagolása lehet. Legfőbb veszélye a légutak elzáródása, ami abból eredhet, hogy a nyelv hátracsúszik, vagy hogy a beteg a légútjaiba jutott vért vagy hányadékot nem tudja kiköhögni. Az eszméletlen betegnél először állapítsuk meg, hogy lélegzik-e! Ha nem, akkor meg kell kezdeni a szájból szájba lélegeztetést. Amint a normális légzés visszatér, lazítsuk meg a beteg szorosabb ruhadarabjait, és hozzuk stabil oldalfekvő helyzetbe. Ha lehetséges, tegyünk alá takarót, és takarjuk is be, hogy a lehűlését megakadályozzuk. Ne hagyjuk őrizetlenül, amíg a mentő megérkezik. Ne hozzuk stabil oldalfekvő helyzetbe a sérültet, ha a baleset következménye gerincsérülés is lehet. Kivétel ez alól, ha hány a beteg SOKK A sokk életveszélyes állapot, melyet súlyos sérülések, vérveszteség, égés, vagy szepszist

(vérmérgezést) előidéző fertőzések okozhatnak. Legfőbb jellemzője a szinte mérhetetlenül alacsony vérnyomás. Mindig gondolni kell a sokkra, ha nagyobb sérülést követően sápadtságot, hideg verejtékezést, esetleg aluszékonyságot vagy zavartságot tapasztalunk. A sokkos beteg azonnali orvosi ellátást igényel. Etetni, itatni tilos A SOKK KEZELÉSE A sokkos beteget fektesd hanyatt, s lábait emeld magasra! A szorosabb ruhadarabjait lazítsd meg, és takard be melegen! Igyekezz megnyugtatni, amíg a segítség megérkezik! ÁRAMÜTÉS Először kapcsoljuk ki az áramot, vagy ha ez nem lehetséges, szabadítsuk ki az áramkörből a sérültet úgy, hogy magunk se kerüljünk veszélybe. Állapítsuk meg, hogy lélegzik-e a sérült Ha nem, azonnal kezdjük meg a s zájból szájba lélegeztetést. A mesterséges lélegeztetésre akár fél órán keresztül is szükség lehet, amíg az önálló légzés vissza nem tér. Ezt követően hozzuk a sérültet stabil

oldalfekvő helyzetbe, majd kérjük a mentők segítségét. Ha szükséges, lássuk el az esetleges égési sebeket. ÉGÉSI SÉRÜLÉSEK Égési sérülést száraz hő (tűz), nedves hő (gőz vagy forró folyadék), elektromos áram vagy maró szerek okozhatnak. Az égést okozó tényező megszüntetése után mielőbb kezdjük meg az égett testrész hűtését. Ennek legegyszerűbb módja, ha hideg vízbe merítjük, vagy csap alá tartjuk. Soha ne használjunk az égési sebek gyógyítására krémeket vagy kenőcsöket! Elsősegélynyújtás után hívd a mentőket, ha a sérülés nagy felületet érint, ha hámhiány, hólyagosodás, szenesedés észlelhető, vagy ha a sérültnek igen nagy fájdalma van. Az arcon és a tenyéren a kisebb égési sebek is jelentős hegesedéssel gyógyulhatnak, ezért ezek is mindig gyors orvosi ellátást igényelnek. AZ ÉGÉSI SÉRÜLÉS ELLÁTÁSA 1. Aforró zsírral, vízzel, vagy vegyszerrel átitatott ruhadarabokat, ha nem tapadnak

a bőrre, óvatosan távolítsd el az égett testrészről! A száraz, égett ruhadarabokhoz ne nyúlj! 2. Merítsd a sérült testrészt legalább 10 pe rcre hideg vízbe! Ha a károsodott felszín nagy, tegyél rá hideg vizes borogatást! 3. Ha a testrész lehűlt, és a fájdalom enyhült, rakj az égett területre száraz, puha kötést! Ne használj vattát vagy rojtosodó kötszert! Ha a sérültet orvoshoz vagy kórházba kell szállítani, akkor fölösleges a bekötözés, mert annak eltávolítása további fájdalmat okozhat! 4. Polcold fel az égett végtagot, és - ha eszméletén van - itass a sérülttel apró kortyokban hideg vizet, amíg a mentő megérkezik! MÉRGEZÉS A mérgezéses balesetek leggyakrabban az 5 évesnél kisebb gyermekekkel fordulnak elő. Míg a felnőttek mérgezéseit legtöbbször - szándékos vagy véletlen - gyógyszer-túladagolás okozza, a gyermekeknél alkohol, gyógyszerek, háztartási vegyszerek, mérgező növények vagy bogyók

lenyelése vezet mérgezéshez. A gyerekek néha bevallják, hogy valamilyen mérgező dolgot nyeltek le, de enélkül is mérgezésre kell gondolni, ha a gyermek vagy az idős ember hirtelen, látszólag ok né lkül hányni kezd, aluszékonnyá, zavarttá válik, elveszíti az eszméletét, vagy légzése szokatlan (kihagyó, horkoló, hörgő) lesz. Ekkor, még ha az állapot nem is tűnik súlyosnak, feltétlenül tanácsot kell kérni a baleseti ambulanciától vagy a mentőktől! TEENDŐK MÉRGEZÉS ESETÉN Igyekezz kideríteni és az orvosnak elmondani: 1. mit és mennyit (gyógyszer esetén erre a dobozokból vagy a hiányzó tabletták számából következtethetsz) vehetett be a mérgezett; 2. mikor történhetett az eset; 3. ha tudod, add át az orvosnak azt az üveget, poharat stb, amely - feltételezések szerint - a mérget tartalmazta. Ha nincs orvosi segítség, vagy a mentők nehezen érhetők el, kövesd az alábbiakat: Vegyszermérgezés (háztartási

tisztítószerek, kőolajszármazékok, polírozószerek, festékek, savak, lúgok) 1. Ha a mérgezett eszméletén van, itass vele azonnal 1-2 pohár vizet! 2. Ne hánytasd, de ha spontán hányás jelentkezik, hajtsd előre a beteg fejét, illetve hasaltasd a gyereket a térdedre, hogy az esetleges félrenyelést, fulladást megelőzd! 3. Ha az áldozat eszméletlen, légzésleállás esetén kezd el a szájból szájba lélegeztetést, illetve helyezd stabil oldalfekvő helyzetbe! 4. Amint lehetséges, kérd a mentők segítségét! Gyógyszerek, alkohol, növények, bogyók okozta mérgezés 1. Ha a m érgezett eszméletén van, adj neki 1-2 pohár vizet, és próbáld hánytatni! (Eszméletlen betegnek ne adj semmit szájon át!) 2. Légzésleállás esetén kezd meg a szájból szájba lélegeztetést! 3. Helyezd stabil oldalfekvő helyzetbe! 4. Amint lehetséges, kérd a mentők segítségét! HŐGUTA Aki nincs hozzászokva a nagy meleghez, és megfeledkezik só- és

folyadékveszteségének pótlásáról, a nagyfokú verejtékezés miatt hőgutát kaphat. A beteg kimerült, rosszul érzi magát, szédül, ájulás környékezi, bőre sápadt és nyirkos. Pulzusa és légzése szapora, fejfájás és izomgörcsök jelentkezhetnek. Megfelelő segítség nélkül az állapot tovább romlik, ezért feltétlenül orvosi beavatkozást igényel! A HŐGUTA KEZELÉSE 1. Fektesd le a beteget hűvös, csendes szobában lábait kissé felpolcolva! 2. Lazítsd meg a szorosabb ruhadarabjait, és itass vele enyhén sós vizet (egy liter vízhez adj egy kávéskanál sót)! LEHŰLÉS (HYPOTHERMIA) Tartós hideg hatására a szervezet hőleadása meghaladhatja a hőtermelés mértékét, ezért a testhőmérséklet csökkenni kezd. Ez a hipotermia Csecsemők és idős emberek különösen védtelenek a lehűléssel szemben, és már olyan környezet is veszélyes lehet számukra, amelyet a fiatal vagy felnőtt szervezet könnyen elvisel. A hipotermia sürgős

orvosi beavatkozást kíván, de az alábbi eljárással még az orvos megérkezése előtt magunk is segíthetünk. A HYPOTHERMIA(LEHŰLÉS) KEZELÉSE 1. Ha a beteg nem lélegzik, kezdd meg a szájból szájba lélegeztetést! 2. Miután a sérült légzése normálissá vált, igyekezz a további lehűléstől megvédeni: ha a szabadban vagytok, teríts alá meleg takarót, és takard be! Fűtött helyiségben vedd le róla az esetleg átnedvesedett ruhadarabokat, és adj rá száraz, meleg holmit! 3. Ha a lehűlt ember eszméletén van, itass vele kortyonként meleg, édes italt, de ne adj neki alkoholt! Ne fürdesd meleg vízben, ne melegítsd meleg vizes palackokkalvagy fűthető takaróval! FAGYÁS A fagyás súlyos, sürgős orvosi beavatkozást igénylő állapot. A fagyott bőr kemény, sápadt, hideg és érzéketlen, felmelegedés után kivörösödik, és fájni kezd. Amint lehet, vigyük a sérültet szélvédett, fűtött helyiségbe, és kérjünk orvosi segítséget. A

meleg, de nem alkoholos italok segítenek. A fagyott testrészt még külön is burkoljuk meleg takaróba Az arc száraz, kesztyűs kézzel is óvható, a sérült kezeit a hóna alá dugva, lábát pedig kissé felemelve melegítsük fel. A fagysérült területet ne melegítsük közvetlenül (hőpalackkal, hősugárzóval), és ne is dörzsöljük! Biztassuk a sérültet, hogy mozgassa a már felmelegedett tagjait! ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mi a célja az elsősegélynyújtásnak? 2. Milyen lépései vannak a sürgős segítségnyújtásnak? 3. Hogyan hajtjuk végre a mesterséges lélegeztetést? 4. Mire kell ügyelni a vízből kimentett embernél? 5. Miként állíthatjuk el a súlyos vérzést? 6. Miért ne mozgassuk a lezuhanás, összeütközés, vagy más súlyos baleset következtében eszméletét vesztett embert? 7. Mi a teendő az égési sérült ellátásakor? 8. Mit kell először kideríteni a mérgezés körülményeiről? 9. Miért veszélyes a test lehűlése? 10.

Milyen tünetei vannak a hőgutának? RIZIKÓFAKTOROK, CIVILIZÁCIÓS ÁRTALMAK A társadalom, a tudomány és a technika fejlődésével számtalan hasznos, előnyös lehetőséggel gazdagszik az ember élete. Felelőtlen magatartásunk miatt azonban sok veszélyhelyzetnek is kitesszük magunkat. Környezettudatos magatartásunk fontos eleme az ún r izikófaktorok csökkentése. Amagas koleszterinszint az egyik legfontosabb rizikófaktor. Hazai adatok szerint a 25-60 év közötti lakosság 10%-ánál kórosan magas koleszterinszint található. Ezt megfelelő összetételű táplálék fogyasztásával csökkenhetjük. A KOLESZTERINSZINT CSÖKKENTÉSÉT ELŐSEGÍTŐ DIÉTA ÖSSZEÁLLÍTÁSÁNAK FŐBB SZEMPONTJAI: - sovány tej és sajt fogyasztása; - zsír helyett margarin és növényi olajok alkalmazása; - hal vagy csirke, illetve olyan hús felhasználása, amelyet a látható zsírrészektől megtisztítottunk; - tojás és állati belsőségek kerülése; - alkohol- és

édességfogyasztás mérséklése; - az ételek elkészítésénél zsírszegény technológia alkalmazása (pl. teflon edény) Amagas vérnyomás (hypertonia) önálló megbetegedés, az érelmeszesedés rizikófaktora. A normál élettani értéknél magasabb vérnyomás veszélyes, mivel károsítja az érfalakat, és növeli a szív munkáját. Késői szövődményei az agyvérzés, az agytrombózis, a szívinfarktus, a szívelégtelenség, a v eseelégtelenség stb. A vérnyomás a legtöbb embernél nem állandóan magas, és a betegek gyakran magas érték esetén is panaszmentesek. Az időszakosan magas vérnyomás is kezelést igényelhet. A kezelés a legtöbb esetben nem a panaszok miatt, hanem a késői szövődmények elkerülése érdekében szükséges. A testsúlytöbblet állandó és felesleges megterhelést jelent a szív számára. Húsz kilogrammos túlsúly esetén olyan a szív munkája, mintha állandóan egy 20 kg-os csomagot cipelnénk. Az elhízás nemcsak

önmagában rizikótényező. A kövér embereknél gyakoribb a magas vérnyomás és a cukorbetegség is. MAGAS VÉRNYOMÁS ESETÉN JAVASOLT: - orvos által irányított kivizsgálás és kezelés; - a vérnyomás rendszeres ellenőrzése; - a gyógyszeres kezelés. A VÉRNYOMÁS NORMALIZÁLÓDÁSA UTÁN IS JAVASOLT: - a dohányzás azonnali abbahagyása; - túlsúly esetén a testsúly csökkentése; - a konyhasó-bevitel mérséklése; - rendszeres fizikai aktivitás. Testsúlynövekedést okoz, ha a bevitt energia meghaladja a szervezet által felhasznált energiát. KÖVÉRSÉG ESETÉN JAVASOLT: - az ideális testsúly megállapítása; - alacsony kalóriatartalmú diéta összeállítása; - rendszeres testmozgás; - folyamatos és egyenletes testsúlycsökkenés (1-1,5 kg hetente). A cukorbetegség (diabetes mellitus) lényege, hogy a szervezet számára nem áll rendelkezésre elegendő mennyiségű inzulin, amely a cukoranyagcseréhez feltétlenül szükséges. Jellemző

tünete az állandó szomjazás, a nagy mennyiségű folyadékfogyasztás, a gyakori vizelés, a fogyás. A vér cukortartalma magas, a vizelettel cukor ürül ki A cukorbetegség - hasonlóan a magas vérnyomáshoz - önálló megbetegedés (ld. hormonrendszer), az érelmeszesedés rizikófaktora. Kezelése rendszeres orvosi ellenőrzést igényel CUKORBETEGSÉG ESETÉN JAVASOLT: - az ideális testsúly elérése vagy megőrzése; - az előírt diéta és kezelés betartása; - a rendszeres testmozgás; - a folyamatos ellenőrzés. A mozgásszegény életmód az egyik legkönynyebben kiküszöbölhető rizikófaktor. A rendszeres testmozgás heti 2-3 alkalommal, esetenként legalább 20-30 perces tevékenységet jelent, lehetőleg olyat, amiben megizzadunk. A fizikai aktivitás a vizsgálatok szerint nem közvetlenül vesz részt a szívbetegségek megelőzésében, de a szervezetre kifejtett kedvező hatása (csökkenti a vérnyomást, a testsúlyt, a koleszterinszintet, javítja

a cukorbeteg anyagcseréjét stb.) nagy mértékben hozzájárul ahhoz A testmozgás közvetett módon gátolja az érelmeszesedés kialakulását, illetve a b etegség további súlyosbodását. Igen fontos a t estedzés közérzet- és hangulatjavító hatása, ami rövid időn belül meggyőz mindenkit ezen tevékenység hasznosságáról. Negyven év felett, szívinfarktus illetve szívműtét után a választandó aktivitási forma kiválasztásához előzetes orvosi vizsgálat szükséges. A szívinfarktus az ötven év alatti férfiak körében közel tízszer gyakoribb, mint a hasonló korú nőknél. A nők infarktussal szembeni relatív védettsége hormonális hatással magyarázható, ami a m enstruáció elmaradása, a k limax bekövetkezése után kezd megszűnni. A nemek közötti különbség 60 éves kor táján egyenlítődik ki. Az életkor előrehaladtával mindkét nemben növekszik a szívrohamok gyakorisága. Az öröklött adottságoknak a legtöbb krónikus

betegségben (magas vérnyomás, cukorbetegség, kövérség, érelmeszesedés stb.) nagy a szerepe Az örökölhetőség szempontjából azon szívbetegségek fontosak, amelyek aránylag fiatal korban jelentkeznek (pl. ha valakinek valamelyik szülője vagy nagyszülője - esetleg mindkettő - 50 év alatt szívinfarktusban betegedett meg, annál az öröklött családi tulajdonságok rizikófaktorként jelentkeznek). Ebben az esetben az öröklött - az egyén által nem befolyásolható - rizikófaktorok kiiktatása/kezelése különösen fontos. A stressz nem tartozik a könnyen felfedhető rizikófaktorok közé, bár fontossága nem vitatható. Van, akinél pusztán a munkahely gondolata, az állandó túlterhelés, a megoldatlan családi konfliktusok stb. olyan idegi és hormonális hatásokat váltanak ki, amelyek a szívműködés gyorsulását, a vérnyomás emelkedését, az erek összehúzódását és - hosszabb távon - az érelmeszesedés kialakulását eredményezik. A

dohányzás ártalmasságát és az általa okozott egészségkárosodást minden más rizikófaktornál jobban bizonyították (szívbetegségek, tüdőrák, agyi érbetegségek). A "MÉRHETETLEN" MÉREG, A STRESSZ ELLENI VÉDEKEZÉS LEHETSÉGES MÓDJAI: - a feszültséget keltő "csapdahelyzetek" elkerülése; - a lelki feszültségek levezetése sportolással; - a rendszeres kikapcsolódás és relaxáció; - meg kell találni a feladatok fontossági sorrendjét; - új feladatba csak a korábbi befejezése után érdemes belefogni; - meg kell tanulni nemet mondani. Ha valaki naponta 20 szál cigarettát szív el, hatszorosára nő a szívinfarktus bekövetkezésének kockázata; az operált betegeknél sokszorosára nő a beültetett ér elzáródásának a valószínűsége. Évente 5 m illióan halnak meg világszerte a dohányzással összefüggésbe hozható betegségekben. Más szavakkal: minden 10 m ásodpercben olyan haláleset következik be, amiért a

dohányzás okolható. A tudományos számítások bizonyítják, hogy a tüdőrák okozta halálozás 90-95%-a, az egyéb szervek rákos megbetegedésének közel egyharmada, a s zív- és érrendszeri betegségek közel egynegyede elkerülhető lenne, ha senki sem dohányozna. A nikotin emeli a vérnyomást és a pulzusszámot, növeli a szív munkáját. A dohányzás közben belélegzett szén-monoxid és kátrány közvetlenül károsítja az erek falát és a tüdőt. A szervezet a dohányzás abbahagyása után csak bizonyos idővel tud megszabadulni annak káros hatásaitól, így néhány évig a "volt dohányosok" rizikója - a szívinfarktus kialakulása szempontjából - nagyobb, mint azoké, akik sohasem dohányoztak. A leszokottak kockázata azonban mindig kisebb, mint az aktívan dohányzóké. A dohányzást legjobb nem elkezdeni, leszokni róla pedig sohasem késő! KÖRNYEZETHIGIÉNÉ Alégkör (gázai, folyadékai, mikroorganizmusai, szilárd anyagai),

a víz (ásványi összetétele, mikroorganizmusai, szennyező anyagai) és a talaj (élőlényei, elemei és vegyületei) hatást gyakorolnak az emberre. Az egészséges szervezet általában válaszol ezekre a külső környezetéből érkező tényezőkre, működik saját élettani védelmi rendszere. Az egészségtelen táplálkozás, valamint a káros szenvedélyek (alkohol, dohányzás, kábítószerek) is jelentősen befolyásolja a szervezetet. A technika fejlődésével egyre komolyabb veszélyként jelennek meg a hang- és egyéb technikai sugárzások. A káros hatások felismerése, csökkentése, esetleg kiküszöbölése a környezethigiéné. Az ember úgy figyelhet saját környezethigiénéjére, ha a jelentkező egészségre káros folyamatokat és hatásokat igyekszik felfedezni, gátolni, illetve megszüntetni. Környezettudatos magatartásunkkal és társadalmi szintű intézkedésekkel jelentősen hozzájárulhatunk egészségünk megőrzéséhez. A LELKI

EGÉSZSÉG Az egészség teljes fizikai, lelki és társadalmi jóllétet (jóllét: mindenféle egészség) jelent, és nem pusztán a betegség vagy károsodás hiányát. A lelki egészségünk azon múlik, hogy alapvető szükségleteink kielégülnek-e. Ezek a megfelelő étel, a menedék, a túlélés, a védelem, a biztonság és a társadalmi támogatás megléte, illetve a fájdalom, a k örnyezeti veszélyek, a túlzott stressz és a k izsákmányolás bármely formájának hiánya. Magába foglal magasabb rendű szükségleteket is, a szeretetteljes kapcsolatokat, az elfogadottságot, a mások által nekünk tulajdonított jelentőséget, tagságot egy csoportban, a tiszteletet, a h elyeslést, az önbecsülést, a m éltóságot, a szabadságot és az önkiteljesítést. Lelki egészség: a t eljes egészségünk része, az a forrás, amely képessé tesz bennünket arra, hogy sikeresen irányítsuk életünket. Lelki egészségünkhöz szükséges, hogy bánni tudjunk a

változásokkal, hogy megfogalmazzuk gondolatainkat és érzéseinket (a pozitívokat és a n egatívokat egyaránt), illetve képesek legyünk azokat átadni. Tudjunk emberi kapcsolatokat kialakítani és fenntartani, hogy megváltoztathassuk környezetünket vagy kapcsolatainkat, ha azok stresszt okoznak. A lelki egészség egyensúlyt jelent, de magában foglalja a végletekre (pl.: boldogság-szomorúság, reménykedés-kétségbeesés) való képességet is (2951) A lelki egészség fenntartásán túl fontos azoknak a képességeknek és forrásoknak a további fejlesztése is, melyek lehetővé teszik újabb, mélyebb lelki problémák megoldását is. A LELKI EGÉSZSÉGHEZ SZÜKSÉGES KÉPESSÉGEK: - képesség a pszichológiai, érzelmi, intellektuális és szellemi fejlődésre; - képesség a kölcsönösen kielégítő személyes kapcsolatok kezdeményezésére, fejlesztésére és fenntartására; - képesség arra, hogy megismerjünk másokat, és empátiát

érezzünk irántuk; - képesség arra, hogy a lelki gondokat a fejlődés folyamataként fogjuk fel és használjuk fel úgy, hogy ne akadályozza, vagy ne károsítsa a további fejlődést. A LELKI EGÉSZSÉG ÖT ÉRZÉKET FELTÉTELEZ: - érzéket a bizalomra; - érzéket a kihívásra; - érzéket a kompetenciára; - érzéket a megvalósításra; - a humorérzéket. 295.1 A lelki egészség elemeinek ábrája A lelki egészség magába foglal érzéseket és hiedelmeket is. Így azokat az érzéseket is, hogy jogaink vannak, hogy értékesek vagyunk, hogy van erőnk, és képesek vagyunk a világ dolgait befolyásolni és uralni. Ezeken túl annak megértését és elfogadását is, hogy pszichológiai vagy érzelmi problémák előfordulhatnak, és elő is fordulnak életünk valamelyik szakaszában, illetve azoknak a pozitív érzéseket is, amikor önmagunkkal vagy másokkal kapcsolatban boldognak, vidámnak és szeretetteljesnek érezzük magunkat. Összefoglalva: a lelki

egészség az az érzelmi és szellemi rugalmasság, amely képessé tesz bennünket arra, hogy élvezzük az életet, és túléljük a f ájdalmat, a cs alódást és a szomorúságot. A lelki egészség jóllétünk pozitív érzékelése, valamint a saját és mások méltóságába, értékébe vetett alapvető hit. AZ UTÓDVÁLLALÁS, CSALÁDTERVEZÉS, GENETIKAI TANÁCSADÁS ÉS TERHESGONDOZÁS A Földünkön élő összes egyednek alapvető célja a faj egyedszámának növelése, ezzel a f aj fennmaradásának a biztosítása. Mindez a Homo sapiensre, az emberre is igaz Életünk talán legnagyobb öröme az utódunk világrajötte. Gyönyörű pillanatokat, órákat, napokat, éveket kapunk a felnövekvő gyermekünk fejlődése során. Fontos, hogy felkészüljünk a fogadására és megfelelő anyagi, de különösen biológiai és pszichikai (érzelmi, értelmi) körülményeket biztosítsunk számára. Az utódvállalás felelős döntését segíti a tudatos

családtervezés és a genetikai tanácsadás. Ez nemcsak azok számára fontos lehetőség, akiknél meddőség, illetve a nehezített teherbeesés gyanúja (fogamzásgátlás nélkül, rendszeres nemi életet élve, egy év alatt nem következik be terhesség) merült fel. Tervezhetjük gyermekeink számát és születési idejét, de sokat tehetünk azért is, hogy egészségesen jöjjenek a világra. A családtervezési alkalmassági vizsgálat segítségével feltárhatók azok az egészségi problémák, amelyek csaknem mindig orvosolhatók. Ennek, és az egészséges életmódnak köszönhetően csökkenthető a sikertelen terhességek aránya. CSALÁDTERVEZÉSI ALKALMASSÁGI VIZSGÁLATOK: - genetikai vizsgálat (családfák felvétele); - a családtervező nő egészségének vizsgálata (krónikus, a várandósságot befolyásoló betegségek kizárása, gyógyítása); - várandóssági vizsgálat (hüvelytisztasági vizsgálat, az esetleges fertőzések kizárása); - a

családtervező férfi nemzőképessége (mikroszkópos spermavizsgálat); - pszichoszexuális vizsgálat (a fogamzást nehezítő pszichés tényezők kizárása); - egyéb veszélyállapotok kizárása (pl. rubeolaszűrés) Az ország klinikáin számos tanfolyamot indítanak gyermeket váró párok részére. Ezek nagyban segítik a tudatos szülővé válást, és nemcsak a szülésre, hanem a terhességre is felkészítenek. AZ EGÉSZSÉGES ÉLETMÓD HÉT SZABÁLYA: 1. Táplálkozz egészségesen! 2. Szeszes italt csak mértékletesen fogyassz! 3. Ne dohányozz! 4. Találj örömet a munkádban! 5. Kerüld az idegi kimerültséget! 6. Ne feledkezz meg a mozgás és a szabad levegő szükségességéről! 7. Aludj jól és eleget! ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Mit nevezünk rizikófaktornak? 2. Milyen rizikófaktorok veszélyeztetik a magyar embert? 3. Hogyan csökkenthető a koleszterin testbe kerülése? 4. Mi miatt alakulhat ki magas vérnyomás? 5. Miért veszélyes az elhízás? 6.

Miben segít a rendszeres testmozgás? 7. Milyen következményei vannak a stressznek? ÖSSZEFOGLALÓ TESZTFELADATOK Többszörös választás A) 1., 2, 3 helyes; B) 1, 3 helyes; C) 2, 4 helyes; D) 4 helyes; E) 1, 2, 3, 4 helyes 1. Milyen hormon befolyásolja a petefészek hormontermelését? 1. sárgatestserkentő hormon (LH) 2. az agyalapi mirigy hátsó lebenyének hormonja 3. a méh hormonja (HCG) 4. inzulin 2. Mi jut be a petesejtbe a megtermékenyítés során? 1. a hímivarsejt farka 2. a hímivarsejt nyaki része 3. a hímivarsejt mitokondriuma 4. a férfi DNS-e Négyféle asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) petefészek B) here C) mindkettő D) egyik sem 3. az őssejtek posztembrionálisan osztódnak 4. a kötőszövet megtalálható a szervben 5. csatornás szerkezetű 6. a meiózisa embrionális korban megindul 7. belső elválasztású mirigyként működik 8. egyszerre csak egy ivarsejt érik meg benne 9. a meiózisa eredményeként

létrejött négy sejt mindegyike ivarsejtté alakul 10. a posztembrionális fejlődés során mindvégig intenzíven működik 11. az ivarsejt a posztembrionális fejlődési szakaszban 14 nap alatt fejlődik ki 12. működéséhez 34 oC az optimális Asszociáció Párosítsd a fogalmakat az állításokkal! A) embriópajzs B) külső magzatburok C) szikhólyag D) köldökzsinór E) méhlepény F) belső magzatburok G) embriócsomó 13. Három eret tartalmazó, kapcsolatot biztosító szerv 14. Az embrionális fejlődés első három hónapja alatt táplálja az embriót 15. A méhlepény kialakításában részt vesz 16. Magzatvizet termel, a h ólyagcsíra falából bevándorolt sejtek is részt vesznek a kialakításában. 17. A csíralemezek alkotják, benne már megjelenik a gerinchúr 18. A hólyagcsíra sejtcsoportja 19. Az embrionális fejlődés harmadik hónapjától működő szerv, mely sejteket nem, de egyes fehérjéket átenged. Válaszolj a kérdésekre! 20. Sorolj

fel baktérium okozta nemi betegségeket! 21. Sorolj fel vírus okozta nemi betegségeket! 22. Miért fertőződhet könnyen a női hüvely a Candida gombától? 23. Hogyan lehet megelőzni a gombás fertőzéseket? 24. Melyik fogamzásgátló módszer jelent hatásos védekezést a nemi betegségek ellen is? 25. Mit jelent a környezettudatos magatartás? 26. Milyen rizikófaktorok veszélyeztetik az embert? 27. A rizikófaktorok közül melyik veszélyezteti az ember keringési rendszerét? 28. Miben segít a rendszeres testmozgás? Táblázatkiegészítés Adjuk meg a táblázatban szereplő sorszámoknak megfelelő meghatározásokat! ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. Hogyan épül fel a hímivarsejt? 2. Hol és hogyan zajlik le a megtermékenyítés? 3. Milyen különbség van a nő és a férfi nemi működésének szabályozásában? 4. Mit jelenthet a "lombikbébi" kifejezés? 5. Sorolj fel a nőkben, illetve a férfiakban jelentkező nemi betegségeket! AZ ÖSSZEFOGLALÓ

TESZTFELADATOK MEGOLDÁSA A SEJTEK FELÉPÍTÉSE ÉS ANYAGCSERÉJE I. 0123456789 0-BAEEBBCEC 1DAAECBAECB 2ADDECHBAIF 3JG 32 apoláris oldószerekben 33 kettős 34 foszfatidok 35 neutrális zsírok 36 hidrogén 37 oxidációja 38 energia 39 karotinoidok 40 színesek 41 fotoszintézis 42 szteroid 43 egyszerű fehérje 44 glükóz 45 nukleotid 46 O, N, S 47 O, N, P 48 szerkezeti fehérje 49 vázanyag 50 hírvivő molekula A SEJTEK FELÉPÍTÉSE ÉS ANYAGCSERÉJE II. 0123456789 0-ADEBACAAB 1DABBCDBCBC 2ACJCGBEHDA 3FIECBAGHJD 4IF A: aminosav; B: nukleinsav; C: glicerin; D: zsírsav; E: glicerin-aldehid; F: víz; G: NADH; H: CO2; I: ATP; J: N-tartalmú részek 42 gomba 43 a hőmérséklet általában gyorsítja a biokémiai folyamatokat 44 gázképződést 45 CO2 46 erjedés 47 tejcukor 48 etanol 49 ATP keletkezik 50 laza lesz a tészta AZ ÖRÖKÍTŐANYAG 0123456789 0-AEADCCBAC 1BBCBADEDBC 2CDAAIICGHE 3ABDFIJ 36 mRNS kodonjait és a hozzátartozó aminosav-jeleket 37 az

uracil-tartalomból (nem helyes önmagában: nincs timin) 38 43 = 64 (négyféle bázis minimum hármasával határozhat meg egyértelműen 20-féle aminosavat) 39 leucin, szerin, arginin 40 UAU UGU UGG UAU UGC UGG UAC UGU UGG UAC UGC UGG 41 1. 2 3 4 DNS aktív szála ACA GCT TCT ACT DNS néma szála TCT GCA ACA TGA mRNS UGU CGA AGA UGA Aminosav cisztein arginin arginin STOP 42 a két triplet ugyanazt az aminosavat határozza meg ("lötyög" a kód) 43 degenerált 44 pontmutációkat kivédhet 45 A STOP jelnél leáll a fehérjeszintézis. Ehhez a kodonhoz nem kötődhet tRNS A SZABÁLYOZÁS I. A: 7.; B: 1; C: 6; D: 2; E: 8; F: 9; G: 3; H: 5; I: 8; J: 9; K: 7; L: 2; M: 6; N: 1; O: 4 21 homloklebeny hátsó része 22 Corti-féle szerv 23 a bőr mechanikai és hőreceptorai 24 törzsmagvak, középagy, gerincvelő 25 nagyagy 26 nyúltagy, talamusz, nagyagy 27 agyidegek, gerincvelő keresztcsonti idegei 28 I. agyideg 29 VIII. agyideg 30 hipotalamusz 31 a nagyagy

homloklebenyének kérgestest körüli része 32 a halántéklebeny 33 a falilebeny elülső része 34 a durvább mozgások, a megtanult mozgások automatikus végrehajtója, az érzelmek tükröződése, izomtónus gátló hatást közvetít 35 a szervezet energiáinak felhalmozása 51 kémiai szinapszis 52 20-30 nm 53 túlpolarizál (hiperpolarizál) 54 csökkent 55 növel (emel) 56 Na+- és K+-csatornák nyílnak 57 K+- és Cl--csatornák nyílnak 58 csökkenti 59 növeli 60 általában a sejttesten (axoneredésnél) A SZABÁLYOZÁS II. 0123456789 0-EEAEDGBED 1HIJACFACDA 2BCCAACAABA 3ABABBC A SZABÁLYOZÁS III. A: hipofizis; B: pajzsmirigy; C: mellékpajzsmirigy; D: mellékvese (kéreg- és velőállománya); E: hasnyálmirigy szigetei (Langerhans-szigetek); F: ivarmirigyek 13 stressz 14 acetonos lehelet, cukorvizelés 15 szellemi fogyatékosság, kis méret 16 hasnyálmirigy 17 parathormon 18 túltermelés 19 túltermelődés 20 fiatalkori csökkenttermelés 33 közvetlenül 34

membránreceptor 35 fehérje 36 enzim 37 ioncsatorna 38 cAMP 39 ATP 40 aktiválódnak 41 soványság, kidülledt szem, megnövekedett pajzsmirigy (nyakon) 42 a tiroxin elválasztása túlzott 43 oxigénfogyasztása nő (serkentett a biológiai oxidáció); testsúlya csökken (fokozott lebontó anyagcsere-folyamatok); testhőmérséklete az átlagosnál magasabb stb. A VÉR ÉS A KERINGÉSI RENDSZER 0123456789 0-BACABABBD 1CCAAEDBBAD 2CCAABDDHCJ 3EADBFIGIII 4H 41 speciális szívizomszövet 42 nagyobb 43 Na+ 44 szinuszcsomó 45 72-szer 46 pitvar-kamrai (vitorlás) billentyű 47 csúcsához 48 félhold alakú (zsebes) billentyű 49 artériákba (aortába és a tüdőartériába - testbe és a tüdőbe) 50 idegi és hormonális A TÁPLÁLKOZÁS ÉS A LÉGZÉS 0123456789 0-HHIHIIDEC 1CABDDACEIA 2IIDABCCECA 3CBBBDDACBI 4IIIHII 46. gégefedő, gyűrűporc, pajzsporc, kannaporcok 47. hangszalagok (2), hangrés, (harántcsíkolt) izomzat, kötőszövet 48. frenvencia (rezgésszám) 49. a

hangszalagok feszítésével 50. rezonátorok 51. hasizom, a belső bordaközti izmok összehúzásával 52. magasabb hangot adunk A KÜLTAKARÓ, A MOZGÁS ÉS A KIVÁLASZTÁS 0123456789 0-CEADECABD 1EDBCBGFCAE 2D A: irha; B: szőr; C: hám; D: bőralja; E: élőhám; F: receptorok; G: faggyúmirigy 21 fejgyám (atlasz) 22 öreglyuk 23 alapjára/aljára 24 ívelt 25 33-35 26 kettős S A SZAPORODÁS ÉS AZ EGYEDFEJLŐDÉS. EGÉSZSÉGÜGYI ISMERETEK 0123456789 0-BCBCBACAB 1DABDCBFAGE 20 szifilisz, gonorrhea stb. 21 AIDS, herpesz stb. 22 a hüvely savas közege kedvez a gombáknak 23 személyi higiénia 24 kondom 25 a környezetért felelős életvitel az emberi életminőség fenntartásának és javításának érdekében 26 magas koleszterinszint, magas vérnyomás, testsúlytöbblet, cukorbetegség, mozgásszegény életmód, stressz, dohányzás 27 bizonyos mértékig mind 28 magas koleszterinszint, testsúly-többlet, cukorbetegség, mozgásszegény életmód, stressz 29 a

szervezet egyik legnagyobb sejtje 30 embrionális korban 31 posztembrionális korban 32 egy sejt 33 nincs 34 van 35 200-300 millió FOGALOMTÁR abszorpció: az anyagban való megkötés (pl. a klorofill megköti a fény energiáját) adaptív (szerzett) immunitás: az egyedi élet során specifikus védekezést biztosító, egyúttal immunológiai memória kialakulását is biztosító működése a nyiroksejteknek (T- és Blimfociták. adszorpció: a f elületen való megkötés másodrendű vagy elsőrendű kémiai kötésekkel (pl. a fehérjemolekula vizet köt meg és hidrátburok alakul ki). akciós potenciál: a membrán két oldala között az inger hatására kialakuló feszültségváltozás. aktív transzport: a membrán hordozó fehérjéinek specifikus működése, mely során a sejt energiáját felhasználva általában a kisebb koncentrációjú hely felől a nagyobb felé juttatja az anyagot. allergia: az ártalmatlan antigének ellen irányuló túlzott mértékű

immunreakció okozta betegség. aminosavak: amino- és karboxilcsoportot tartalmazó molekulák. antigén (immunogén): olyan molekula- vagy sejtrészlet, amely immunválaszt vált ki. antitest (ellenanyag, immunglobulin): az immunválasz során a B-limfociták által termelt összetett fehérje, mely specifikusan kapcsolódik az adott antigénhez. anyagcsere: az élő rendszer és a környezete között lezajló anyagfelvétel, az anyagok átalakítása és anyagleadás hármas egysége, mely az élő számára megfelelő anyagot, energiát és információcserét biztosít. artéria (verőér, ütőér): a szív kamráiból a szervek felé vezető rugalmas falú ér. atom: a kémiai elemek azon legkisebb része, amely kémiai módszerekkel oszthatatlan (fizikai eljárásokkal elemi részecskékre bontható). biogén elemek: az élő rendszert felépítő, és az anyagcserében résztvevő elemek összessége. biokatalizátorok: az élő rendszerben a biokémiai reakciók

végbemenetelét elősegítő fehérjék (enzimek), esetleg ribonukleinsavak (ribozimek). biológiai membrán: minden élő sejtben megtalálható foszfatid kettős rétegből, fehérjéből és szénhidrátból felépülő elhatároló, egyben kapcsolatteremtő rendszer. citromsavciklus (Szent-Györgyi-Krebs ciklus): a biológiai oxidáció szakasza, mely során az acetilcsoportból szén-dioxid és hidrogén keletkezik. DNS (dezoxiribonukleinsav): sok ezer nukleotid összekapcsolódásával létrejött kettős polinukleotid lánc, mely szerepe az átörökítés (információtárolás) és a fehérjeszintézis közvetett irányítása. dúc: idegsejtcsoportok a környéki idegrendszerben. elektronszállító rendszer: redoxi-enzimek sora, mely a végighaladó elektron energiáját ATP képződésre fordítja (terminális oxidáció, fotoszintézis fényszakasza). elem: azonos rendszámú atomok összessége. elsődleges szerkezet: a monomerek kapcsolódási sorrendje a polimer

molekulában. embrió: az embrionális fejlődés 12. hetéig a fejlődő utód megnevezése A szakasz végérére a test és a belső szervei végleges formája jellemző. emulzió: folyadékban folyadék (pl. vízben olaj) eloszlatása entrópia: a rendezetlenség mértéke. Zárt rendszerben maguktól végbemennek azok a folyamatok, amelyek során az entrópia nő. fehérje: a jellegzetes térszerkezettel rendelkező, sajátságos működésű polimer makromolekula. fiziológiás oldat (izotóniás oldat): a sejt ozmotikus nyomásával megegyező oldat. Az embernél a 0,9%-os (0,166 mol/dm3) NaCl oldat. glükolízis: a lebontó folyamatok közös szakasza, mely során glükózból piroszőlősav képződik. A sejt citoplazmájában lezajló oxidáló jellegű folyamat ATP-t és NADH-t eredményez. hemolízis: a vörös vérsejteket hipotóniás oldatba helyezve, megfelelően híg oldat esetén a sejtek megduzzadnak és szétpukkadnak. hormon: sejtekben, szövetekben vagy belső

elválasztású mirigyekben termelődő olyan szerves vegyület, amely befolyásolja az életműködéseket. ideg: kötőszövettel elkülönített idegrostok a környéki idegrendszerben. idegrost: velőshüvelyes axon. ingerküszöb: a m embránnak az a l egkisebb változása (depolarizációja), amelyik kiváltja az akciós potenciált. izomerek: azonos összegképletű, de különböző szerkezetű molekulák összessége. kapilláris (hajszálér): a kisartériát és a kisvénát összekötő vékonyfalú ér. klónozás: sok azonos rendszer létrehozása. koaguláció: az a folyamat, mely során a kolloid részecskék durva diszperz rendszerré kapcsolódnak össze. kolloid: az anyag méretérevonatkozó (1-500 nm) fogalom. Az ezzel megjelenő maximális felület adszorpciót eredményez. A sejtben a fehérjék, a nukleinsavak és a poliszacharidok kolloid mérettartományúak. kovalens kötés: közös molekulapályán mozgó kötő elektronpárokkal kialakuló kötés.

köldökzsinór: a méhlepényt a magzattal összekötő érrendszeri kapcsolat. környéki idegrendszer: a központi idegrendszer és a test szervei, szövetei között kapcsolatot biztosító anatómiai területek (idegek, érződúcok, vegetatív dúcok). központi idegrendszer: az idegrendszer agyhártyákon belüli területe (agy, gerincvelő). kromoszóma: a sejt kromatinállományának egymástól különálló egységei. A sejtosztódáskor a sejtmag állományából kialakuló jellegzetesen festődő testecskék, úgynevezett kétkromatidás (transzport) kromoszómák jönnek létre. küszöbinger: az a l egkisebb energiamennyiség, amely hatására már kialakul az akciós potenciál. mag: az idegsejtek sejttestjeinek csoportja a központi idegrendszerben. magzat: az utód neve a 12. héttől a megszületésig makromolekula: olyan - általában kolloid méretű polimer - molekula, amelynek molekulatömege nagyobb, mint 10 000. meiózis (számfelező sejtosztódás): az

osztódó sejt DNS-állományát felére csökkenti az utódsejtekben úgy, hogy először a homológ kromoszómákat, majd a kromatidákat választja el egymástól. membránáthelyezéssel járó transzport: a kolloid vagy nagyobb méretű anyagoknak enzimek és ATP felhasználásával lezajló membrán átrendeződés során végbemenő transzportja. minden vagy semmi törvénye: ha az inger nagysága eléri az ingerküszöböt, mindig ugyanolyan nagyságú és irányú potenciálváltozás jön létre, ellenkező esetben nem alakul ki akciós potenciál. mitokondrium: minden eukarióta sejt energiatermelő sejtalkotója, melyben a biológiai oxidáció közös útja, a citromsavciklus és a terminális oxidáció zajlik. Saját DNS-e van mitózis: számtartó sejtosztódás, mely során a kromoszómák kromatidái válnak el egymástól. molekula: több atom összekapcsolódásával kialakuló rendszer. mutáció: a DNS öröklődő, egyik nemzedékről a másikra történő

megváltozása. nekrózis: a sejtpusztulás passzív, kóros formája, mely során külső hatásra következik be. nyugalmi potenciál: a nyugalomban lévő sejt membránjának két oldala között kialakuló feszültség (potenciálkülönbség). operon: a génműködés egysége, a regulátorgénből, az indító és az operátor régióból, valamint a struktúrgénekből áll. ozmózis: az oldószer (általában a víz) diffúziója féligáteresztő hártyán keresztül a kisebb koncentrációjú oldat felől a nagyobb felé. ozmózisnyomás: az a n yomás, amelyet az oldatra kell kifejteni ahhoz, hogy dinamikus egyensúly jöjjön létre (vagyis megakadályozzuk az oldószer beáramlását, az ozmózist) a tiszta oldószerrel szemben. pálya: az idegrostok kötegei a központi idegrendszerben. paraszimpatikus idegrendszer (hatás): a v egetatív idegrendszernek az a r észe, amely az agytörzsből és a gerincvelő keresztcsonti szakaszán kilépő idegek által közvetített

hatásokkal a szervezet lokalizált területein tartalékolja a szervezet energiáit. passzív transzport: a sejttől energia-befektetést nem igénylő, diffúzióval lezajló membránon keresztüli anyagátvitel. plazmolízis: növényi sejteket hipertóniás oldatba helyezve a sejtből víz áramlik ki, ami miatt a sejt citoplazmája zsugorodik, és a sejthártya elválik a sejtfaltól. polipeptid: sok aminosavat tartalmazó molekula (pl. inzulin, glukagon, hormonok) receptor: olyan jelátalakító, amely a jellegzetes hatást specifikus válasszá alakítja át. Ide tartoznak az érzőreceptorok és - tágabb értelemben - a membránok hormonokra, ingerületátvivő anyagokra stb. specifikus fehérjéi reflexív: az idegrendszer működési egysége, melyet az érzékelő (receptor), a bevezető vagy érzőidegsejt, a központi idegsejt (interneuron), a mozgató idegsejt és a végrehajtó sejt vagy szerv alkotja. RNS (ribonukleinsavak): a D NS-ben tárolt információnak a

fehérjeképzés helyére történő továbbítása és a fehérjeszintézis végrehajtása a biológiai feladata. (Egyes vírusoknál örökítő anyagként is szerepelhet.) segített (facilitált) diffúzió: a hordozó fehérjék segítik az anyag átjutását (pl. egyes gyógyszerek). sejtciklus: a sejt élete során megfigyelhető szakaszok sora: a nyugalmi szakasz (G1), a szintetikus szakasz (S), a második nyugalmi szakasz (G2) és a sejtosztódás (M). stresszfehérjék (chaperon vagy "dajkafehérje"): más fehérjék működőképességét biztosítják, úgy, hogy a feltekeredést, a térszerkezet kialakulását megfelelő módon segítik. Elsősorban stresszhatások idején nő meg mennyiségük, lehetővé téve ezzel a sejt, az élőlény életben maradását a változó körülmények között. szabad diffúzió: a lipidrétegen vagy a fehérjecsatornákon át (pl. szteroidok, víz, stb) szénhidrátok: polihidroxi-oxovegyületek - polihidroxialdehidek

(nevük: aldózok) vagy polihidroxi-ketonok (nevük: ketózok), vagy olyan vegyületek, melyek hidrolízisével ilyen molekulák képződnek. szimpatikus idegrendszer (hatás): a vegetatív idegrendszernek az a része, amely a gerincvelő mellkasi és ágyéki szakaszán kilépő idegek által közvetített hatásokkal az egész szervezet erőtartalékait mozgósítja. szinapszis: az idegsejtnek egy másik sejttel kialakított működésbeli kapcsolata. színtest: a növényi sejtek jellegzetes sejtalkotója, mely a fotoszintézis színhelye. Saját DNS-e van. szomatikus idegrendszer: az idegrendszer az a r észe, mely viszont akaratlagosan, automatikusan irányítja a vázizomzatot. szuszpenzió: folyadékban szilárd anyag (pl. vízben baktériumok) eloszlatása természetes sejthalál (apoptózis): a szervezetben programozott módon lezajló sejtpusztulás. természetes (veleszületett) immunitás: falósejtek és egyes fehérjemolekulák védekező együttese, melyek a sajáttól

eltérő bármilyen anyag szervezetben való megjelenésekor azonnal működésbe lépnek. transzportfolyamatok: a membránokon keresztül végbemenő anyagfelvétel és anyagleadás. tudat: az emberi psziché működési állapota, mely lehetővé teszi az olyan alkalmazkodást, amelyekhez a reflexek már nem elegendőek (magában foglalja az irányított figyelmet, az elvonatkoztatóképességet, a s zavakba foglalás képességét, az önismeretet, az értékítéletet és sok mást). vegetatív idegrendszer: az idegrendszer belső szerveket akarattól nagymértékben függetlenül szabályozó működési területe. vegyület: különböző elemek atomjainak összekapcsolódásával kialakuló rendszer. véna (gyűjtőér, visszér): a szív pitvaraiba vezető tágulékony falú ér. Kiadja a Mozaik Kiadó, 6723 Szeged, Debreceni u. 3/B • Telefon: (62) 470-101, 554-664 Drótposta: kiado@mozaik.infohu • Honlap: wwwmozaikinfohu • Felelős kiadó: Török Zoltán Készült a

Dürer Nyomda Kft.-ben, Gyulán • Felelős vezető: Megyik András Terjedelem: 27 (A/5) ív • 2005. június • Raktári szám: MS-2642