Oppgaver knyttet til nerve- og hormonsystemet
Oppgave:
Når vi spiser starter nedbrytingen av mat allerede i munnen og kroppen gjør seg klar på å ta opp næringen. Blant annet aktiveres det parasympatiske nervesystemet som fører til økt blodtrykk gjennom organer knyttet til fordøyelsen, økt nedbryting i tarmen og påvirkning av hormonutskillelse i de langerhanske øyer. Videre vil blodsukkeret gå opp som igjen påvirker hormonsystemet. Forklar med en sammenhengende tekst hvordan en nerveimpuls fungerer og hvordan endringer i blodsukkeret påvirker hormonsystemet.
Svarveiledning:
Når du spiser øker blodsukkeret ditt. Beskrivelse av hva som da skjer med nerve- og hormonsystemet ditt ut ifra Biologi for lærere.
Når vi spiser karbohydrater blir de brutt ned til hovedsakelig monosakkarider. Når man spiser en appelsin får man tilførsel av monosakkaridene fruktose og glukose. Monosakkaridene blir tatt opp i cellene i tarmen og videre ført over i blodbanen. Monosakkarider kan tas opp i celler rundt i kroppen og brukes til å danne energi som cellene kan bruke eller de kan lagres i ulike former til senere bruk. Når vi har spist vil økningen av blodsukkeret registreres i de langerhanske øyer i bukspyttkjertelen. Dette fører til at insulin frigis i blodet. Hormonet vil binde til celler med insulinreseptor. Insulinreseptoren er et membranprotein som sitter i plasmamembranen. Bindingen av hormonet fører til en respons inne i cellen som gjør at disse cellene vil da kunne ta opp mer glukose.
Når vi spiser aktiveres også det parasympatiske nervesystemet som fører til økt blodtrykk gjennom organer knyttet til fordøyelsen, økt nedbryting i tarmen og påvirkning av hormonutskillelse i de langerhanske øyer. Signalene i nervesystemet er i form av nerveimpulser som viderefører signalet mellom celler som er i kontakt med hverandre via synapser. Synapser er området mellom enden av aksonet (aksonenden) til nervecellen og en annen celle som kan motta signalet. Nerveimpulsen starter ved at en stimulus fører til at ionekanaler åpnes og positivt ladde molekyler slippes inn i nervecellen og et aksjonspotensiale kan starte. For at en nerveimpuls skal kunne sendes må nervecellene reagere på en endring i ladning på innsiden sammenlignet med utsiden av cellen. Ladningen kommer av ioner som er positivt eller negativt ladet. Forskjellen i ladning på innsiden av cellen sammenlignet med utsiden kalles membranpotensialet. I en hvilende nervecelle er membranpotensialet på -70 mV. Det vil si at det er overvekt av negative ioner inne i cellen sammenlignet med utsiden. Når nervecellen stimuleres åpnes det ionekanaler og positive ioner strømmer inn i nervecellen. Det fører til at membranpotensialet blir mindre negativt og når terskelverdien er passert vil nerveimpulsen starte langs aksonet og føres helt til aksonenden. Nerveimpulsen forflytter seg ved at ioner slippes inn langs aksonet.
Endringen i membranpotensialet fører til en nerveimpuls som kan sendes videre. Ved aksonenden til nervecellen frigjøres transmittere i synapsen den har med den neste nervecellen fordi nerveimpulsen fører til at kalsiumioner slippes inn i nerveenden og vesikler med nevrotransmittere tømmes ut i synapsen. Videre kan dette trigge et aksjonspotensiale hvis det er en nervecelle som gjør at nerveimpulsen sendes gjennom aksonet og til aksonenden og videre til neste celle. Aksjonspotensialet er en karakteristisk endring i membranpotensialet over tid som man ser i nerve- og muskelceller. [I sanseceller kalles gjerne aksjonspotensialet et reseptorpotensial som fører til at transmittere frigjøres i synapsen sansecellen har med den neste nervecellen eller en sensorisk nervecelle.]
Blodsukkeret faller etter hvert som glukose tas opp i cellene når tilførselen av glukose fra blodet avtar.
Når blodsukkeret blir for lavt vil blant annet utskillelsen av hormonet insulin minke og glukagon øke. Videre hva som skjer avhenger av hvordan kroppen har det og hvilke situasjoner det er snakk om, men når glukagon skilles ut i blodet kan glukagon binde til celler i leveren som har glukagonreseptor i cellemembranen. Den cellulære responsen vil være at glykogen spaltes slik at glukose blir tilgjengelig.
Svarveiledning (lukt):
Luktmolekyler i gassform kommer inn i nesa og møter på kjemoreseptorer i nesehulen. Luktmolekylene binder seg til ionekanaler på de kjemoreseptorene som de passer til. Bindingen av luktmolekylet fører til at ionekanaler åpnes og positivt ladde molekyler slippes inn i sansecellen. For at en nerveimpuls skal kunne sendes må nervecellene reagere på en endring i ladning på innsiden sammenlignet med utsiden av cellen. Ladningen kommer av ioner som er positivt eller negativt ladet. Forskjellen i ladning på innsiden av cellen sammenlignet med utsiden kalles membranpotensialet. I en hvilende nervecelle er membranpotensialet på -70 mV. Det vil si at det er overvekt av negative ioner inne i cellen sammenlignet med utsiden. Når luktcellen stimuleres, her av luktmolekyler som binder seg til en av sine reseptorer i cellemembranen, åpnes det ionekanaler og positive ioner strømmer inn i luktcellen som er en nervecellen. Det fører til at membranpotensialet blir mindre negativt og når terskelverdien er passert vil nerveimpulsen starte langs aksonet og føres helt til aksonenden. Nervesignalet forflytter seg ved at ioner slippes inn langs aksonet.
Endringen i membranpotensialet fører til en nerveimpuls som kan sendes videre. Luktcellen har et akson som en nervecelle. Ved aksonenden til luktcellen frigjøres transmittere i synapsen den har med den neste nervecellen fordi nerveimpulsen fører til at kalsiumioner slippes inn og vesikler med nevrotransmittere tømmes inn i synapsen. Videre trigger dette et aksjonspotensiale i denne nervecellen som gjør at nerveimpulsen sendes gjennom aksonet og til aksonenden og videre til neste nervecelle. Aksjonspotensialet er en karakteristisk endring i membranpotensialet over tid som man ser i nerve- og muskelceller. [I sanseceller kalles gjerne aksjonspotensialet et reseptorpotensial som fører til at transmittere frigjøres i synapsen sansecellen har med den neste nervecellen eller en sensorisk nervecelle.]
Med dette er nervecellen aktivert og den er i det innoverførende nervesystemet som er en del av det perifere nervesystemet. Nerveimpulsen sendes via hjernestammen og talamus til luktsenteret i storhjernebarken. Hjernestammen, thalamus og storhjernen er en del av sentralnervesystemet. Lukten er nå registrert og den vil være en del av bevisstheten vår. [Biologi for lærere oppsummerer hvordan sansecellene sender sine signaler til hjernebarken og talamus på denne måten og vil derfor være en gyldig forklaring. Luktesansen er spesiell ved at nervecellene i luktelappen går direkte til hjernebarken og ikke via hjernestammen og talamus (Sand et al. Menneskekroppen).]