Stress

Stress (l. stringere - drivende kraft) er  avvik fra optimale livsbetingelser. Stress hos planter er betingelser i omgivelsne som hemmer vekst, reproduksjon og overlevelse. Suboptimale vekstforhold betyr nødvendigvis ikke et stress. Et biologisk stress er en påvirkning og påkjenning som hemmer normal funksjon. Plantene kan tilpasse seg stress ved forsøke å unngå det eller ved å tåle det. Hos mennesker er stress en forberedelse til handling ved at det blir produsert stresshormonet adrenalin som øker hjerteslagsfrekvens, blodtrykk og aktiverer energireservende i kroppen brukt til kamp eller flukt. I tillegg blir det produsert stresshormonet kortisol. Kortvarig stress hos mennesker er gunstig og ndødvendig for å kunne utføre krevende oppgaver,mens langvarig stress kan virke helseskadelig. 

 

Stress hos planter

Plantene utsettes for svingninger i det ytre miljø og har gjennom evolusjon tilpasset seg abiotisk og biotisk stress, Stress er ytre faktorer som har negativ påvirkning på plantevekst. Planter blir utsatt for stress forårsaket av det ytre miljø. Stresstoleranse er plantenes evne til å hanskes med ugunstige miljøforhold. Noe som representerer et stress for en art behøver ikke gi stress hos en annen adaptert art. Eksempler på stress er høyt saltinnhold i jorda, kulde og frost, høy temperatur, oksygenmangel i jorda, lav eller høy pH, næringsmangel, luftforurensninger, plantepatogener, herbivore dyr og tungmetaller. Det kan være felles respons på forskjellige stress. Froststress kan gi osmotisk stress. Vannmangel kan gi varmestress i skuddet og saltstress for røttene.  En plante er aklimatisert eller herdet hvis stresstoleransen øker som resultat av prosesser før stresset. Adapsjon er en genetisk bestemt tilpasning i fysiologi, biokjemi, anatomi og morfologi ervervet gjennom seleksjon og evolusjon gjennom mange generasjoner. Adapsjon gir tilpasning til voksestedet. Planter har mekanismer som gir stor fleksibilitet til å takle forskjellige typer stress. Krysstoleranse vil si at toleranse for et stress induserer aklimatisering for et annet stress samtidig. Dyrefysiologen Victor E. Shelford kom med en toleranselov for utbredelse som sa at utbredelsen bestemmes av den omgivelsesfaktor som organismen har minst toleranse for. Det er ikke lett å bestemme toleransegrenser. Organismenes fysiologi sørger for å opprettholde et relativt stabilt og konstant indre miljø (homeostase), og virker som en buffer mot endringer. Fysiologiske prosesser skjer med forskjellig hastighet ved forskjellig temperatur. Noen arter har brede toleransegrenser (eury, gr. eurys - bred,vid) og noen har smale (steno, gr. stenos -smal). Aklimatisering er tilpassing til endringer i fysisk-kjemiske miljøet.

Følgende antas å representere et stress for plantene: Høy temperatur (varmestress), lav temperatur (frost, kulde) (froststress, kuldestress), tørke (tørkestress), overskudd av vann, anaerobe forhold for røttene, høyt saltinnhold i jorda (saltstress), vind- og mekanisk stress (vind)høy solinnstråling (lysstress, fotoinhibering) og UV-stråling (UV-stress), næringsmangel eller for mye næring (næringsstress), sykdomsfremkallende organismer, tungmetaller (tungmetallstress), luftforurensninger og sprøyting (pestisider). Naturlig aldring respresenterer ikke et stress.  Adapsjon er en arvelig tilpasning til et stressfylt miljø f.eks. CAM-metabolisme som kan skifte til C3-metabolisme under gode vannforhold. Akklimatisering er en ikke-arvelig fysiologisk tilpasning. Prosessen hvor akklimatiseringen skjer til et stress kalles herding, og en akklimatisert plante kan kalles herdet. Ytre påvirkning kan gi epigenetiske endringer i genomet.

Under stress kan det lages spesielle metabolitter i plantene f.eks. stressaminosyren prolin, betainer, fytoaleksiner, stressproteiner, varmesjokkproteiner, ubiquitin, og chaperoner.

Stoffer som lages i planter ved stress

Stress oppstår når miljøfaktorer går utover toleransegrensene for planten. Alle organismer unngår stress eller har evne til å tåle stress forårsaket av indre eller ytre faktorer. Organismene tilpasser seg endringer i miljøet ved akklimatisering og herding. Artens tilpasnng (adapsjon, adaptasjon) skjer via evolusjon og naturlig seleksjon over korte eller lengre tidsperioder.Stress er ytre ugunstige faktorer som påvirker vekst, utvikling og produktivitet.

Biotisk stress skyldes andre organismer.

Abiotisk stress kommer fra det fysisk/kjemiske miljø. Forskjellige genotyper/økotyper har forskjellig evne til å tåle stress. Vekststrategien som benyttes er å tåle stresset eller å unngå det.  Flere faktorer avgjør hvordan en plante vil respondere på stress: genotype, utviklingsstadium, varighet og alvorlighetsgrad av stresset, hvor mange ganger planten blir utsatt for stress, additive og synergistiske effekter av stress. Planten har forskjellige responser på stress, og manglende evne til å respondere kan medføre at planten dør. Stress registreres av reseptorer i planten, og via en signaloverføringsvei blir resultatet en respons på celle- og gennivå, med metabolske endringer. Adapsjon er evolusjonsmessige forbedringer som øker tilpasningen. Akklimatisering er tilpasninger som hvert individ gjør som respons på endringer i omgivelsene.

Reseptorer i planter

Planter inneholder reseptorer som gir informasjon om abiotiske og biotiske ytre faktorer.

Plantene registrerer informasjon om omgivelsesfaktorene via et nettverk av signalveier. Reseptorer (mottakermolekyler) som reseptor kinaser overfører signaler via membranproteiner, G-proteiner som gjennomgår konformasjonsendringer, protein kinaser (fosforylering av hydroksylgrupper på aminosyrene serin, threonin og tyroson via overføring av gamma-fosfat fra ATP), samt åpning eller lukking av av ionekanaler. G-proteinkoblete reseptorer bindes til heterotrimere G-proteiner, og avkobles ved binding av ligander. Signalet forsterkes i en signalkaskade med syklisk GMP (cGMP), endring i kalsiumkonsentrasjon og binding til kalmodulin, inositoltrifosfat, reaktive oksygenforbindelser, 14-3-3-proteiner, og små RNA (mikro-RNA (mi-RNA), siRNA)

Stress hos mennesker

Stress hos mennesker og dyr  har en annen definisjon og funksjon enn den hos planter.  Stress er fysiologiske responser i en organisme som reaksjoner på trusler, utfordringer med passering av fysiske og psykiske barriærer. Adrenalin og noradrenalin utskilt fra binyrebarken, etterfulgt av kortisol er tre av hormonene som øker i konsentrasjon i en stressituasjon. De fleste prosessene i kroppen har til oppgave å opprettholde likevekt Det nevroendokrine systemet styrer stressresponsene. Stress som virker over en kort tidsperiode er nyttig for overlevelse. Et kontinuerlig aktivert nevroendokrint system over lang tid kan resultere i betennelser i kroppen og sykdom. En av de bedre metodene for å redusere langvarig stress fra bekymringer er å være ute i naturen.   

Stressresponser på hjertekarsystemet er økt hjerterytme og kraftigere sammentrekninger av hjertemuskel som øker blodtrykket og gir økt blodtransport til de store musklene. Økt pusterate skyldesøkt behov for oksygen til cellerespirasjon og fjerning av CO2 fra katabolismen. Økt urinutskillelse gjør at man blir tissetrengt. Endret og økt pupillstørrelse for å få inne flere synsinntrykk. Redusert spyttsekresjon gjør at man blir tørr i munnen.  Stress er styrt av et kompleks samvirke mellom nervesystemet, det endokrine system med stresshormoner, immunsystemet og fordøyelsessystemet. Resulterer fysiologiske virkninger på metabolismen med omsetning og lagring av energirike stoffer i kroppen, hjerte- og blodkarsystemet og respirasjonssystemet. Frislipp av katekolaminer minsker blodsirkulasjonen til fordøyelsessystemet Hovedoppgaven er å kunne foreta valg mellom å flykte eller å kjempe. Stresset aktiverer det sympatoadrenale system bestående av det autonome nervesystemet, det sympatiske nervesystemet og binyrebarken. Den andre reaksjonsveien er og sentralervesystemaksen hypotalamus-hypofysen og det endokrine systemet som styrer utslipp av stresshormoner som respons på stress.

Stress hos dyr

Dyr blir stresset av å bli utsatt for ytre fysiske eller psykiske påvirkninger som forstyrrer kroppens likevekt og atferd og resulterer i en stressrespons. Ville dyr blir stresset av menneskelig aktivitet som støy, ferdsel og trafikk, kunstige lyskilder. Husdyr fraktet i lastebiler over lange avstander til slakteri er utsatt for et betydelig stress. Stress hos fisk i et oppdrettsmerder.

 

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:52 - Sist endret 31. mars 2023 10:53