II Elimistön rakenne ja toiminta Solun toiminta II Elimistön rakenne ja toiminta

11. Säätelyjärjestelmät pitävät yllä homeostaasia 1. Avainsanat 2. Autonominen hermosto 3. Munuaiset ylläpitävät kehon nesteiden osmoottista arvoa 4. Ruumiinlämpö pysyy tasaisena 5. Hapen ja hiilidioksidin määrät säätyvät keuhkotuuletuksella 6. Tehtävät 7. Kuvat

Avainsanat: Säätelyjärjestelmä Homeostasia Autonominen hermosto Sympaattinen hermosto Parasympaattinen hermosto Antidiureettinen hormoni (ADH) Keuhkotuuletus Kemoreseptori

Autonominen hermosto Tehtävät: Huolehtii tahdosta riippumattomista, nopeasti säädeltävistä elintoiminnoista (sydänlihas, sileät lihakset ja rauhaset) Osat: Sympaattinen hermosto (kiihdyttävä) Parasympaattinen hermosto (rauhoittava) Kuva kirjan sivulta 72

Munuaiset ylläpitävät kehon nesteiden osmoottista arvoa Veren, imunesteen ja kudosnesteen osmoottinen arvo vastaa 0,9 % NaCl-liuosta Munuaiset säätelevät kuona-aineiden poistoa sekä veden ja suolojen määrää ADH: vähentää munuaisten tuottamaa virtsaa Aldosteroni: veren tilavuuden kasvu, lisää kaliumineritystä virtsaan Kuva kirjan sivulta 72

Ruumiinlämpö pysyy tasaisena Optimilämpötila 37 oC Korkeampi: proteiinit denaturoituvat Kylmempi: reaktiot hidastuvat Lämpötilareseptorit: Hypotalamuksessa, ihossa, verinahassa, selkäytimessä, sisäelimissä, suurten laskimoiden lähellä Kylmässä: Lämpimässä: Kuva kirjan sivulta 72

Hapen ja hiilidioksidin määrät säätyvät keuhkotuuletuksella Kuva kirjan sivulta 72

Tehtävät Nimeä ja selitä Selitä Ruumiinlämpö Listaa Suola ja virtsa Lämpötilan muutokset YO S-04

1. Nimeä ja selitä Lue ingressiteksti ja nimeä autonomisen hermoston osa, joka on aktiivinen kuvatussa tilanteessa selitä, mistä sydämen hakkaaminen, sormien kylmyys ja hengityksen nopeutuminen johtuvat.

2. Selitä Selitä lyhyesti mitä eroja on hormonien ja hermoston toiminnassa elimistön säätelijöinä mitä yhteisiä piirteitä on hormonien ja hermoston toiminnassa elimistön säätelijöinä.

3.Ruumiinlämpö Mistä tasainen ruumiinlämpö johtuu a) levossa b) rasituksessa?

4. Listaa Listaa hormonien hermoston vaikutus ruumiin lämmön kohottamiseksi ja laskemiseksi.

5. Suola ja virtsa Miksi suolainen ruoka nostaa verenpainetta? Miten ja miksi virtsan koostumus muuttuu, kun tehdään työtä kuumassa, kuivassa ilmastossa?

6. Lämpötilan muutokset Kokeessa tutkittiin ihmisen sormen ihon lämpötilan muutoksia. Aluksi lämpötilaa mitattiin viisi minuuttia, minkä jälkeen sormi laitettiin kahdeksi tunniksi jääveteen. Nimeä ja selitä lyhyesti kaksi tekijää, jotka vaikuttavat ihon lämpötilan muutokseen ensimmäisen 15 minuutin aikana jäävedessä. Lämpötilakäyrässä on lämpötilan nopean laskun jälkeen säännöllisiä vaihteluita. Selitä, miten lämpötilan palautejärjestelmä toimii sormen lämpötilan pitämiseksi tasaisena.

7. YO S-04 Vaativassa tai jännittävässä tilanteessa, esimerkiksi ylioppilaskirjoituksissa, elintoimintojen hermostollinen ja hormonaalinen säätely muuttuu. Minkälaisia muutoksia elimistössä tapahtuu, ja mitä seurauksia niillä on?

Kuvat Napsauta kuva suuremmaksi!

VASTAUS 1: Nimeä ja selitä Sympaattinen hermosto Elimistö valmistautuu “taistele tai pakene”-tilanteeseen eli parantamaan elimistön suorituskykyä: sydämen hakkaaminen johtuu sykkeen kohoamisesta ja sydänlihaksen supistumisen voimistumisesta, sormien kylmyys johtuu veren johtamisesta lihaksistoon ja monien muiden ruumiinosien (kuten ihon ja suoliston) kautta kulkevan veren määrän pienenemisestä, ja hengityksen nopeutuminen johtuu elimistön valmistautumisesta lisääntyneeseen hapentarpeeseen. 23

VASTAUS 2: Selitä a) Erot: hormonit hidas (kulkeutuvat verenkierron mukana lopulta kohteeseensa), hermosto nopea (viesti kulkee alle sekunnissa) säätelijä hormonien viestit kulkevat kemiallisesti, hermoston sekä kemiallisesti että sähköisesti b) Yhteiset piirteet: kummallakin yleensä tarkka kohde (kohde-elinten solukalvojen reseptorit tunnistavat hormonin, hermopääte liittyy tiettyyn soluun) kummatkin vaikuttavat muiden elinten toiminnan aktiivisuuteen 24

VASTAUS 3: Ruumiinlämpö Ruumiinlämpö täytyy pitää tietyissä rajoissa, jotta elimistön reaktiot tapahtuisivat riittävän nopeasti eivätkä esimerkiksi proteiinit vaurioituisi. Levossa lämpöä syntyy soluhengityksen sivutuotteena. Soluhengityksen avulla solut tuottavat energiaa ylläpito- ja rakennustoimintaansa. Jos lämpöä ei synny riittävästi, lihassolut voivat supistella (vilunhytinä) ja kilpirauhasen tyroksiini voi lisätä solujen aktiivisuutta. Rasituksessa lämpöä syntyy lisääntyneen soluhengityksen takia. Ylimääräinen lämpö johdetaan verenkierron mukana ihon pintaan, jolloin lämpöä johtuu pois iholta. Myös hikirauhasten aktivoituminen lisää lämmön haihtumista. 25

VASTAUS 4: Listaa a) Hormonien nostava vaikutus: Hypotalamuksen tyreoliberiini  aivolisäkkeen tyreotropiini  kilpirauhasen tyroksiini  solujen aineenvaihdunta kiihtyy Hormonien laskeva vaikutus: Hypotalamuksen tyreostatiini  aivolisäke ei käynnistä kilpirauhasen tyroksiinituotantoa, solujen aineenvaihdunta hidastuu b) Hermoston nostava vaikutus: Hermoimpulssi hypotalamukseen käynnistää hormonierityksen Autonominen hermosto vaikuttaa ihon pikkuvaltimoiden läpimitan pienenemiseen ja lihasten supistumiseen vilunhytinässä Hermoston laskeva vaikutus: Hermoimpulssi hypotalamukseen pysäyttää hormonierityksen Autonominen hermosto vaikuttaa ihon pikkuvaltimoiden läpimitan suurenemiseen ja hikirauhasten eritykseen 26

VASTAUS 5: Suola ja virtsa Ruoansulatuskanavasta imeytynyt suola nostaa veren suolapitoisuutta. Veren tilavuus kasvaa, kun kudoksista siirtyy nestettä verenkiertoon normaalin osmoottisen arvon saavuttamiseksi. Samalla verenpaine kasvaa. Virtsa väkevöityy eli typpipitoisten kuona-aineiden ja ionien suhteellinen osuus kasvaa. Antidiureettinen hormoni (ADH) edistää veden takaisinimeytymistä nefronissa. Aldosteroni lisää natriumin takaisinottoa nefronissa, jolloin myös vettä siirtyy takaisin verenkiertoon. 27

VASTAUS 6: Lämpötilan muutokset Sormi jäähtyy, koska 1) lämpöä johtuu pois ihosta veteen ja 2) ihon pikkuvaltimoiden sileät lihakset supistuvat, jolloin veren virtaus vähenee ja sormi jäähtyy Lämpötilan palautejärjestelmä estää sormen paleltumisen ja toisaalta liian lämpöhukan. Sormen kylmetessä liikaa ihon pikkuvaltimoiden seinämien sileät lihakset rentoutuvat. Tällöin verta ja sen mukana lämpöä tulee enemmän ihoon, ja sormi lämpenee. Lämpötilan noustua riittävän ylös verisuonet supistuvat jälleen, jolloin lämpötila alkaa uudelleen laskea. 28

VASTAUS 7: YO S-04 Elintoiminnoista huolehtii kaksi säätelyjärjestelmää, autonominen hermosto ja hormonit. Kummatkin ovat tahdosta riippumattomia ja ne toimivat samanaikaisesti. Autonominen hermosto on hormoneita nopeampi säätelytyössään. Säätelyn tarkoitus on auttaa elimistöä selviytymään fyysisistä ja psyykkisistä rasitustilanteista tarkoituksenmukaisesti. 29

VASTAUS 7: YO S-04 Hermostollinen säätely: Koetilanteessa aktivoituu autonomisen hermoston sympaattinen osa. Sen vaikutus kohdistuu elimiin, jotka parantavat vireys- ja suoritustasoa. Muun muassa keuhkoputket laajenevat, syke kasvaa, glukoosia vapautuu maksasta vereen enemmän, verisuonet laajenevat, energiaa vapautuu soluissa enemmän (seurauksena hikoilu), ja pupillit laajenevat parantaen huomiokykyä. Toisaalta koetilanteen kannalta vähemmän tärkeät toiminnot (esimerkiksi eritystoiminta ja ruoansulatus) hidastuvat. Hormonaalinen säätely: Sympaattinen hermosto lisää lisämunuaisytimen adrenaliini- ja noradrenaliinihormonien tuotantoa. Ne kulkevat verenkierron kautta kohteeseensa ja tehostavat veren glukoosimäärän lisääntymistä. 30