Humanfysiologi Flashcards
(296 cards)
1
Q
Hvorfor respirerer vi?
A
Cellerne skal bruge ilt til at danne ATP under oxidativ phosphorylering
2
Q
De øvre luftveje
A
Næse, mundhule, svælg (pharynx) og strube (larynx)
3
Q
Conducting zone
A
Består af luftrøret/trachea, der forgrener sig til bronkrier, bronkioler og terminale bronkioler. I conducting zone forekommer ingen gasudveksling.
4
Q
Respiratory zone
A
Består af respiratoriske bronkioler, der forgrener sig i alveolære gange og alveolære sække. I den respiratoriske zone, forekommer der gasudveksling.
5
Q
Opbygning af luftrør, bronkier, bronkioler og terminale bronkioler
A
Luftrør og bronkier er beklædt med brusk, mens bronkioler og terminale bronkioler er omgivet af glatmuskulatur, der kan regulere radius.
6
Q
Alveoler
A
- Små sække, hvor gasudveksling sker mellem lunger og kapillærer (afstand på ca. 0,2 µm). På de respiratoriske bronkioler er der få, i alveolegangene/alveolar ducts, er der flere alveoler, og i alveolesækkene er der klynger af mange alveoler.
- Type I alveolecelle: Fladere epithelceller (kort afstand til duffusion), der kontinuerligt dækker de fleste dele af væggen, der er orienteret ud mod luften.
- Type II alveolecelle: Større celler, der findes mere spredt, hvis primære funktion, er at danne surfactant, der sænker overfladespændingen mellem væske og luft, så udvekslingen sker lettere.
7
Q
Surfacant
A
Et stof, der produceres i type II alveoleceller. Surfacant sænker overfladespændingen mellem væske og luft, så gasudvekslingen sker lettere.
8
Q
Mekanismer for at beskytte lungerne mod uønskede partikler
A
Makrofager i alveolerne, mucus (slim/sekret) i bronkiolerne og opefter, der fanger de uønskede partikler og cilier, der derefter transporterer dem ud.
9
Q
Interstitialvæske
A
Væsken i væggen i den respiratoriske zone, hvorpå alveolerne sidder. I denne væg findes også små huller, så luften kan fordeles jævnt mellem alle områder i lungerne.
10
Q
Gasudveksling
A
Gasudveksling
- Blod oxygeneres i alveolerne og slipper samtidigt af med sit CO2.
- Blod kommer igennem venstre hjertehalvdel og pumpes ud i det systemiske kredsløb.
- Blod overfører ilt til celler og optager samtidig CO2.
- Blod kommer igennem højre hjertehalvdel og pumpes ud i det pulmonære kredsløb.
- Blod slipper af med sit CO2 og optager ilt i alveolerne.
11
Q
Lungevolumen
A
Hvor meget luft, der kan være i lungerne og angives som V.
12
Q
Respiration
A
Udveksling af luft mellem atmosfære og alveoler.
13
Q
Inspiration/Indånding
A
Bevægelse af luft fra de ydre omgivelser, gennem luftvejene, til alveolerne. Angives som Vi
14
Q
Ekspiration /Udånding
A
Bevægelse af luft fra alveolerne, gennem luftvejene, til de ydre omgivelser. Angives som VE
15
Q
Pleuralsække og intrapleural væske
A
Rundt om hver lunge ligger der en fuldstændig lukket sæk, og de to kaldes pleuralsækkene, og er fuldstændigt separerede. Inde i sækkene findes intrapleural væske - denne væske omgiver lungerne totalt og lubrikerer de pleurale overflader så de kan glide mod hinanden under vejrtrækning.
16
Q
Luftflow (F)
A
Beskrives som forskellen mellem alveolært tryk (P alv) og
atmosfærisk tryk (P atm),
divideret med modstanden ( R):
F = (P alv - P atm )/R
- Hvis det alveolære tryk er mindre end atmosfærisk tryk, vil der ske inspiration. -
- Hvis det alveolære tryk er større end atmosfærisk tryk, vil der ske ekspiration.
17
Q
Det transpulmonære tryk (P tp).
A
Beskrives som trykforskellen indeni og udenfor lungerne.
Trykket inden i lungerne er lig det alvolære tryk (P alv) og trykket udenfor lungerne er lig trykket af
den intrapleurale væske (P ip):
P tp = P alv - P ip
Altså sker inspiration ved at mellemgulvet og intercostalmusklerne (musklerne mellem
ribbenene) kontraherer. Dette får thorax (brysthulen) til at udvide sig. Dette får P ip til at blive subatmosfærisk (mindre end P atm ) hvilket øger P tp og lungerne udvider sig. Dette får P alv til at blive subatmosfærisk, som resulterer i luftflow in i alveolerne.
- Man kan bruge transpulmonært tryk til at bestemme lungestørrelse.
18
Q
Respirationsdybde (eng: Tidal Volume , TV eller Vt)
A
Den volumen man indånder ved inspiration eller udånder ved ekspiration.
- Typisk 0,5 L i hvile
- Maksimal respirationsdybde vil generelt stige lineært med øget vitalkapacitet.
19
Q
Inspiratorisk reservevolumen (IRV)
A
Mængden af luft der kan indåndes ved maksimal
indsats ud over respirationsdybden.
- Typisk 3 L
20
Q
Ekspiratorisk reservevolumen (ERV)
A
Mængden af luft der kan udåndes ved maksimal
indsats ud over respirationsdybden.
- Typisk 1,2 L
21
Q
Residual volumen (RV)
A
Mængden af luft der bliver i lungerne efter ekspiration med maksimal indsats. (Dette er luften, der sørger for, at lungerne ikke klapper sammen og den blandes
med frisk luft ved inspiration.)
- Typisk 1,2 L
22
Q
Vital kapacitet (VC)
A
Mængden af luft der kan ekspireres ved maksimal indsat efter inspiration med maksimal indsats.
- Udregnes med VC = ERV + TV + IRV
- Bruges til at evaluere styrken i thoraxmuskler og pulmonær funktion.
- Typisk 4,7 L
23
Q
Inspiratorisk kapacitet (IC)
A
Den maksimale mængde luft der kan inspireres efter en normal ekspiration (svarende til respirationsdybden)
- Udregnes ved IC = TV + IRV
- Typisk 3,5 L
24
Q
Funktionel Residualkapacitet (FRC)
A
Mængden af luft der er tilbage i lungerne efter en
normal ekspiration (svarende til respirationsdybden)
- Udregnes ved FRC = RV + ERV
- Typisk 2,4 L
25
Total lungekapacitet (TLC)
Den totale mængde luft, der kan være i lungerne.
- Udregnes ved TLC = RV + VC
- Typisk 5,9 L
26
Obstruktiv lungesygdom
Øget modstand i luftvejene.
- Testes med FEV 1 : I denne test måles hvor meget man kan udånde på 1 sec (Står for forced expiratory volume in 1 sec)
- Astma er en obstruktiv lungesygdom.
27
Restriktiv lungesygdom
Nedsat respiratorisk bevægelse og nedsat vitalkapacitet.
- Dette resulterer i mindre tilgængelig lungevolumen.
- Testes med vitalkapacitet
28
Astma
Astma er en obstruktiv lungesygdom, hvor der er en kronisk inflammation af luftvejene, som gør at den glatte muskulatur er hypersensitiv og derfor kontraherer udnødvendigt.
Derfor virker meget astmamedicin ved at få bronkiolerne til at dilatere og dermed udvide
luftvejene.
29
Hjertets anatomi
To forkamre (atrier)
To hjertekamre (ventrikler)
Hjerteklapper mellem forkammer og hjertekammer, og mellem hjertekammer og lungepulsåre/aorta
- Envejsgennemstrømning
- Åbner og lukker passivt pga. trykforskelle
30
Blodets vej gennem hjertet
Vener -> højre atrium -> højre ventrikel -> lungepulsåre -> lunger -> lungevener -> venstre atrium -> venstre ventrikel -> aorta -> arterier
31
Hjertets ledningssystem
Ca. 1% af hjertemuskelcellerne er specialiserede til at mediere excitatoriske signaler.
Disse udgør hjertets ledningssystem, som er i elektrisk kontakt med hjertemuskulaturen.
Initierer hjertets kontraktion i forkamrene, og hjælper med at sprede signalet ud gennem hele hjertet.
32
Knudecellerne
Sinoatriale knude/sinusknuden (SA)
Atrioventrikulære knude (AV)
Atrioventrikulære bundt (His)
Purkinje-fibrene og AV-bundtforgreningerne.
Knudecellerne er automatiserede pacemakere.
I et sundt hjerte er SA knuden den primære pacemaker.
33
Impulsudbredelse i hjertet
Excitation starter i sinusknuden og breder sig videre gennem AV-knuden, His-bundtet og Purkinje-fibrene til resten af hjertet. Se evt. figurer i F1, s. 6 & 7. Spredningen af aktionspotentialet sker hurtigt mellem forkamrene og fra SA-knude til AV-knude, men er langsom gennem AV-knuden (ca. 0,1 sek.). Herved gennemføres forkammerets sammentrækning før hjertekammeret exciteres.
Spredningen er hurtig gennem Purkinje-fibrene, hvorfor begge hjertekamre kontraherer samtidig.
34
Hjertets automati
Sinus-knuden har et "pacemakerpotentiale", der langsomt nærmer sig tærskelværdien.
Derfor kan den af sig selv exciteres i rytmiske intervaller.
Uden ydre stimuli er raten ca. 100 depolariseringer per minut (hvilepuls er som regel langsommere pga. parasympatisk stimulering)
35
Aktionspotentiale i hjertet
Repolarisering sker ikke omgående efter at Na+-kanaler lukkes og K+-kanaler åbnes, i stedet ses et plateau, hvor Ca2+ kommer ind i cellen (mindsker effekten af K+ ud af cellen). Repolariseringen sker først rigtig når Ca2+ kanaler lukker, og flere K+ kanaler åbner.
36
Ionkanaler i hjertemuskelceller
Na+-kanaler: spændingsgatede. Aktiveres, når en tærskelværdi nås, og depolariserer membranen. Inaktiveres hurtigt.
Transiente K+-kanaler: åbner meget kortvarigt efter Na+-kanaler lukkes, og repolariserer membranen en smule til omkring 0 mV.
L-type Ca2+-kanaler: aktiveres af depolarisering og lukker Ca2+ ind i cellen. Åbner langsomt og er længe åbne (L står for long-lasting). Holder membran-potentialet omkring plateau-niveauet.
K+-kanaler: almindelige K+-kanaler, som aktiveres af depolarisering, men med en forsinkelse, og lukker så snart membranen er repolariseret til negative værdier.
37
Ionkanaler i knudeceller
F-type kanaler: uspecifikke kation-kanaler, som åbner når membranpotentialet er negativt. Lukker primært depolariserende Na+-ioner ind. Skaber pacemaker-potentialet.
T-type Ca2+-kanaler: kortvarigt åbne (T = transient), lukker Ca2+ ind i cellen og giver pacemakerpotentialet et sidste, depolariserende "skub".
K+-kanaler: åbner under repolariseringsfasen, og lukker gradvist når membranen vender tilbage til et negativt potentiale. Bidrager også til pacemakerpotentialet (ved at mindske tab af K+).
38
Elektrokardiogram
EKG måles med elektroder udenpå kroppen (f.eks. på håndled og ankler eller på brystkassen). De måler spændingsforskelle skabt af aktionspotentialerne, men ikke aktionspotentialerne selv. Der ses tre distinkte toppe eller bølger:
• P-bølgen = atriums kontraktion
• QRS-komplekset = ventrikulær kontraktion/atriel afslapning (kan ikke ses - overskygges af ventrikulær kontraktion)
• T-bølgen = ventrikulær afslapning
39
Aktionspotentialet i atrier og ventrikler (som EKG)
De tre bølger på EKG'et kan læses som:
• P = atrial depolarisering
• QRS = ventrikulær depolarisering/ atrial repolarisering (kan ikke ses)
• T = ventrikulær repolarisering
40
Excitations-kontraktions koblingen
* En lille mængde af ekstracellulært Ca2+ kommer ind i cellen gennem L-type calciumkanaler under aktionspotentialets plateau.
* Denne Ca2+ binder sig til receptorer på det sarkoplasmatiske retikulum og udløser frigivelsen af en større mængde Ca2+
41
Hjertemuskelcellers refraktær-periode
Periode, efter et aktionspotentiale, hvor membranen ikke kan exciteres igen.
I hjertemuskelceller er den næsten lige så lang som kontraktionen pga. det depolariserede plateau i aktionspotentialet, og hjertemuskelceller kan derfor ikke undergå summation af kontraktioner (tetanus).
42
Hjertecyklus
Alle hændelser relateret til blodgennemstrømning i løbet af ét hjerteslag. Deles op i:
- Systole: Kontraktiv fase. Her tømmes hjertekamrene.
- Diastole: Afslappende fase. Her fyldes hjertekamrene.
43
Systole
Kontraktiv fase. Her tømmes hjertekamrene. Først er alle hjerteklapper lukkede, samtidig med at ventriklerne kontraherer. Herefter åbner aorta- og pulmonalklappen, når trykket i hjertekamrene overstiger trykket i aorta/lungepulsåren (næsten omgående).
44
Diastole
Afslappende fase. Her fyldes hjertekamrene. Til at starte med er alle klapper lukkede. Når det ventrikulære tryk bliver mindre end det atrielle tryk, åbner den atrieventrikulære klap, og blodet løber ind i hjertekammeret. I slutningen af diastolen kontraherer atrium og presser en lille mængde ekstra blod ind i ventriklen.
45
End-diastolic volume (EDV)
Den mængde blod, der er i ventriklen ved slutningen af diastolen (lige før kontraktion).
= preload
46
End-systolic volume (ESV)
Den mængde blod, der er tilbage i ventriklen efter kontraktion.
47
Slagvolumen
```
Stroke volume (SV); den mængde blod, der pumpes ud af hver ventrikel ved hvert slag.
SV = EDV - ESV
```
48
Minutvolumen
Cardiac output. Den mængde blod, der forlader hver ventrikel hvert minut. Er produktet af pulsfrekvens (heart rate) og slagvolumen (stroke volume):
CO = HR x SV
Normal minutvolumen ligger på lidt over 5 L/min. (72 slag/min x 0,07 L/slag = 5 L/min)
49
Starlings lov/Frank-Starling-mekanismen
Et større preload (slut-diastolisk volumen) giver en kraftigere ventrikelkontraktion og en større tømning (dvs. mindre blod bliver tilbage i hjertekammeret) = større slagvolumen. Skyldes at udspændingsgraden af muskelcellerne øges.
50
Sympatisk regulering af slagvolumen
Den sympatiske neurotransmitter noradrenalin aktiverer beta-adrenerge receptorer for at øge ventrikulær kontraktilitet - dvs. kontraktionsstyrken ved enhver given slut-diastolisk volumen. Adrenalin i blodet kan gøre det samme.
51
Innervering af hjertet
Det sympatiske nervesystem innerverer hele hjertemuskulaturen og knudecellerne gennem frigivelse af noradrenalin. Receptorerne for noradrenalin er primært beta-adrenerge. Hormonet adrenalin, fra den adrenale medulla, binder til de samme receptorer og har den samme effekt på hjertet.
Det parasympatiske nervesystem innerverer knudecellerne og påvirker atrier ved primær frigivelse af acetylcholin. Receptorerne for acetylcholin er muskarine (M).
52
Regulering af pulsfrekvens
Sympatisk stimulering af sinusknuden øger pacemakerpotentialets hældning (ændring per tid) ved at øge permeabiliteten af F-type kanaler. Herved nås tærskelværdien hurtigere, og pulsen øges.
Parasympatisk stimulering mindsker hældningen, så tærskelværdien nås langsommere og pulsen falder. Hyperpolariserer også sinusknudens membran ved at øge permeabiliteten for K+, så pacemakerpotentialet starter fra en mere negativ værdi.
53
Blodets vej gennem kroppen
Hjerte → Arterier → Arterioler → Kapillærer → Venuler → Vener → Hjerte
54
Opbygning af de forskellige blodårer
- Arterier + Vener: endothellaget, mange lag glatter muskler, bindevæv + flere elastiske lag (arterier har flere muskler end vener)
- Arterioler: endothellaget + glatte muskelceller
- Venuler: endothellaget + bindevæv
Kapillærer: endothellag
55
Arterielt tryk
Kun en tredjedel af det totale slagvolumen føres ind i arterioler under hjertekontraktion (systole) - Det resterende blod genererer højt arterielt tryk og drænes langsomt ind i arterioler under hjerte-afslapning (diastole).
Det arterielle tryk falder aldrig til 0, da der under diastole kun er forholdsvis lavt ydre tryk på
arterierne (og derfor drænes blodet langsomt til arterioler), og der når at komme en ny
hjertekontraktion inden at trykket ville kunne nå ned på 0.
56
Mean Arterial Pressure (MAP)
Gennemsnitlig tryk i aterierne - men det er ikke udregnet som et almindeligt gennemsnit, da diastole varer længere end systole.
MAP = Diastolsk tryk + ⅓ ⋅ (systolsk tryk - diastolsk tryk)
57
Pulse pressure
Forskellen mellem systolisk og diastolisk tryk kaldes pulse pressure. Pulse pressure afhænger af hjertets slagvolumen, kontraktilitet og arteriernes compliance.
58
Compliance
Arteriernes elastisticitet - hvor gode arterierne er til at trække sig sammen og slappe af igen
Compliance = ∆Volumen / ∆Tryk
-> Hvis arterierne ikke er lige så fleksible (= mindre volumen), bliver trykket større (fx det der sker med alderen)
59
Regulering af blodgennemstrømningen
Ved ændringer i artriolernes radius, reguleres blodgennemstrømningen af derved hvor meget blod der sendes til organerne.
60
Vasodilation
Afslapning/forstørring af ateriolerne = højere kapillært blodtryk
61
Vasokonstriktion
Sammentrækning/formindskelse af arteriolerne = lavere kapillært blodtryk
62
Lokal regulering af blodgennemstrømningen
Uafhængig af nerver og hormoner.
Hvis den metaboliske aktivitet af et organ øges, så vil der bliver
mangel på ilt, og metabolitter vil ophobe sig i den interstitiale (ekstracellulære) væske. Denne kemiske ændring får muskulaturen og arteriolerne til at dilatere, og derved øges blodflowet til det organ.
63
Central regulering af blodgennemstrømningen
Her reguleres blodflowet centralt via hormoner og det autonome nervesystem.
- Hormoner: Fx. vil en lav koncentration af adrenalin resultere i dilation (β2-receptor på glat muskulatur omkring arteriolerne), hvor en høj koncentration vil resultere i konstriktion (α-receptor på glat muskulatur omkring ateriolerne).
- Det autonome nervesystem: Her vil der forekomme konstriktion når sympatiske nerver frigiver noradrenalin (binde til α-receptor på glat muskulatur omkring arteriolerne), men dilation når neuroner frigiver NO.
64
Starling kræfter
Fire faktorer bestemmer Starling kræfter: Kapillært hydrostatisk tryk (PC), interstitial væske hydrostatisk tryk (PIF), Osmotisk tryk grundet plasmaproteinkoncentration (𝝅C) og osmotisk tryk grundet interstitialvæske-proteinkoncentration (𝝅IF) .
65
Hydrostatisk tryk
Det tryk som væsken udøver på kapillærerne
| -> PC er trykket fra væsken inden i kapillærerne, PIF er trykket på kapillærerne fra interstitialvæsken
66
Net filtrationstrykket
PC + πIF − PIF − πC
Hvis etfiltrationstrykket er positivt = Filtration
Hvis etfiltrationstrykket er negativt = Absorption
67
Filtration
Når der filtreres væske FRA blodet, som så kommer ud i interstitialvæsken.
68
Absorption
Når der optages væske TIL blodet fra interstitialvæsken
69
Veneklapper
Ventiler ude i venerne, der sørger for at blodet kun flyder én vej (til hjertet)
70
Resperationspumpen
Når man trækker vejret presses mellemgulvet nedad. Dette
presser på maveregionen og øger trykket. Dette øger indirekte trykket på venerne i maveregionen. Samtidig formindskes trykket i thorax og dermed højre ventrikel. Denne trykændring øger blodflowet op mod hjertet.
71
Interstitialvæske
Den del af ekstracellulærvæsken, som ligger umiddelbart uden om cellerne, men samtidig også uden for blodbanerne hos flercellede dyr og mennesker
72
Baroreceptorer
- Baroreceptorerne er placeret tæt ved hjernen (carotid-arterierne), hvilket er smart siden det er vigtigt at blodtilførslen til hjernen ikke falder.
- Baroreceptorer virker ved at sende aktionspotentialer af sted. Jo højere blodtryk, jo flere aktionspotentialer. De registrerer altså ændringer i blodtrykket.
73
MAP og blodvolumen
MAP og blodvolumen er konstant i balance. Når der sker en stigning i blodtryk, sker der en udskillelse af væske og salte vha. Starlingkræfter, og således sænkes blodvolumen. Omvendt vil Starlingkræfter øge blodvolumen (dog med en lavere blodprocent ) hvis der sker et Blodtab.
74
Motion
Fysisk trænede individer kan opnå højere minutvolumen og dermed højere arbejdsintensitet. Samtidigt kan fysisk trænede lave samme mængde arbejde som ikke-trænede, men ved lavere
puls.
- Dette skyldes at trænede har øget slagvolumen, da hjertet er mere trænet i at pumpe større mængder blod ud.
- Ergo har et trænet hjertet øget slagvolumen, hvilket giver øget minutvolumen.
75
Fri energi og transport
Hvis 𝜟G er positiv er transporten aktiv
| Hvis 𝜟G er negativ er transporten passiv
76
homeostase
vand-, næringstofs-, syre/base- og saltbalancen
77
Nyrernes funktioner
1. At opretholde homeostase
2. At udskille metaboliske affaldsprodukter (urea, urinsyre, ammonium og kreatinin) og udskillelse af fremmede kemikalier.
3. Produktion af hormoner
4. Regulering af blodtryk og blodflow.
5. Glukoneogenese.
78
Nyrernes anatomi overordnet
Nyrer er opbygget så de har en ydre del,
nyrebarken (cortex), og en indre del, nyremarven
(medulla). Inderst er der nyrebækken (renal pelvis)
79
nefroner
De strækker sig over både nyrebarken og nyremarven.
Opbygning: nyrelegeme (renal copuscle), som består af glomerulus og Bowmans kapsel (Bowmans kapsel omkranser glomerulus, som er kapillærnettet i nyrerne), og det tubulære system.
80
Glomerulus
Del af nefron.
Blod til glomerulus ankommer via afferent arteriole , og blod forlader glomerulus via efferent arteriole.
Bemærk at blodet forlader glomerulus i en arteriole, og ikke en vene, som normalt er måden blod forlader kapillærer på.
Alt andet end blodlegemer og store proteiner filtreres fra blodet over i glomerulus.
81
Nyrelegemet
Del af nefron.
I nyrelegemet sker en ultrafiltration af blodet, hvor blodlegemer og store proteiner frafilteres og bliver i kapillærerne, men alle blodets øvrige bestanddele presses fra glomerulus over i bowmans kapsel (prøurin).
82
det tubulære system
Del af nyrerne, sidder efter nyrelegemet.
I løbet af det tubulære system sker en opkoncentrering af præurinen og en yderligere sekretion af affaldsstoffer.
Opbygget af: den proximale tubulus, Henlenske slynge og distale tubulus
83
Den Henleske slynge
Del af det tubulære system i nefronerne i nyrerne. Ligger mellem de to arterioler der kommer ud af nyrelegemet.
Den primære funktion af den Henleske Slynge er af opkoncentrere saltet i interstitiummet (vævet omkring nefronet).
Den nedadgående del af slyngen er permeabel for vand, men impermeabel over for salt. Eftersom at den Henleske slynge graver sig ned i nyremarven, absorberes vand fra slyngen ud i interstitium via osmose. Den opadgående del af slyngen er omvendt (næsten) impermeabel over for vand, men permeabel over for salt.
84
Juxtamedullære nefroner
har lange Henleske slynger som graver dybt ned i nyremarven. Efferent arterioler fra juxtamedullære nefroner giver anledning til store kapillærnet i nyremarven, som kaldes vasa recta.
85
Corticale nefroner
har korte eller ingen Henleske slynger. Disses efferent arterioler
giver anledning til en anden type kapillærnet, peritubulære kapillærer, som der omgiver begge typer nefroner.
86
sekretion
Når yderligere stoffer optages i det tubulære system fra omgivelserne -> præurin
87
Bowmans kapsel
Endothelcellerne på indersiden af Bowmans kapsel hedder podocytter , og omgiver kapillærerne. Podocytterne har udvækster, kaldt processer , som forgrener sig (først primære processer, så sekundære processer og så fodprocesser ), og omkranser kapillærerne fuldstændigt. Det er imellem fodprocesser at der dannes såkaldte filtrationslits , hvor igennem at filtrationen sker.
88
Filtration i nyrelegemet
afhænger af forskelle i osmotisk tryk og hydrostatisk tryk i hhv.
glomerulærkapillærerne og Bowmans kapsel.
89
net glomerulære filtrationstryk (NGFP)
NGFP = PGC - PBS - πGC
90
glumerulære filtrationsrate (GFR)
GFR = Kf ((PGC - PBS)-(πGC - πBS))
Hvor Kf er en koefficient der angiver overfladearealet af filtrationszonen og permeabiliteten af membraner.
I en rask person vil GFR ca. være 125 ml/min, hvilket svarer til, at hvis personens blodmængde er 3 liter, vil det blive filtreret af nyrerne 60 gange om dagen.
GFR kan beregnes fra clearance hvis stoffet udelukkende filtreres ved: GFR = (U ⋅ V) / Pa
91
tubulære epithelceller
Her sker absorption og sekretion (efter filtrationen) i det tubulære system via membrantransport.
Her reabsorberes ting som væske og glukose, m.m.
92
Udregning af hvor meget stof der bliver udskilt i urinen
Mængde udskilt stof = Mængde filtreret + mængde sekreret - mængde reabsorberet
93
Natrium og glukose i nyrerne
filtreres og absorberes (meget lidt/intet udskilles).
94
Inulin og kreatin i nyrerne
filtreres og sekreres (alt udskilles, intet forbliver i blodet).
95
Clearance
Et stofs clearance -værdi defineres som den volumen plasma som stoffet kan fjernes fuldstændigt fra pr. tidsenhed. Clearance har enheden ml/min. Clearance kan være nyttigt til at bestemme GFR og RPF ( renal plasma flow ).
Clearance kan udregnes ved = Stofmængde udskilt pr tidsenhed / [S] i plasma eller CS = (US ⋅ V) / PSa
96
Massebalancen af opløste stoffer i nyren
Arterielt input = Venøst output + Urin output
Hvilket svarer til:
Psa ⋅ RPFa = PSv ⋅ RPFv + US ⋅ V
Hvor P er koncentrationen i plasma, S er stoffet, a og v er hhv arterielt og venøst, RPF er renal plasma flowrate, U er koncentrationen i urin og V er urin flowrate.
97
Na+
Na+ reabsorberes i nyrerne (nefronerne og mere præcist den proximale tubulus).
Semikonstant mængde Na+ i kroppen. Næsten alt Na+ fra føden absorberes.
98
Den Proximale Tubulus
Man opdeler den proximale tubulus i den snørklede (PCT) og den lige.
99
PCT (snørklede proximale tubulus)
I PCT findes der cubodialceller som er dækket af mikrovilli for at øge absorptionen.
Ca. ⅔ af reabsorptionen af vand, salte og solutes (mest glukose og aminosyrer) sker i PCT. Denne transport drives af Na+/K+-pumpen.
100
Reabsorption af vand
Sker mest i den proximale tubulus da der er mange aquaporiner der.
Vand følger Na + reabsorption grundet osmose, og de andre solutes der er koblet til Na+ reabsorption, bidrager også til osmosen.
101
Den Distale Tubulus
Den distale tubulus har også en snørklet del (DCT). Her foregår en stor del aktiv transport, reguleret af det endokrine system.
Hvis der er parathyroidhormon til stede absorberes mere Ca2+ og udskilles mere phosphat, men hvis der er aldosterone til stede absorberes mere Na+ og udskilles mere K+.
102
Aldosteron og Renin
Aldosteron produceres som resultat af renin-sekretion fra JG cellerne. Der optages mere Na+ i nyrerne, hvis der er aldosteron til stede. Renin styrer derved saltbalancen.
103
Respiratorisk alkalose
Når kroppen mister H+ som følge af hyperventilaering og pH stiger. Nyrerne kompenserer ved at udskille bikorbinat.
104
Respiratorisk acidose
Når der kommer flere H+ som følge af hypoventilering og pH falder. Nyrerne kompenserer ved at reabsorbere bikarbonat.
105
[H+]-stigning i kroppen
- Ligevægt med CO2 og vand der bliver til bikarbonat og H+ (dette system fungerer desuden som buffer i kroppen)
- Syrer produceret i katabolismen fx mælkesyre
- Nyrerne kan tilføje H+ til plasma
106
Metabolisk acidose
Når der kommer flere H+ som ikke skyldes forøget PCO2. Respirationen kompenserer ved at reducere CO2.
107
Metabolisk alkalose
Når kroppen mister H+ som ikke skyldes reduceret PCO2. Respirationen kompenserer ved at øge CO2.
108
Fordøjelsessystemet består af
- Fordøjelseskanalen: mund, svælg, spiserør, mave, tyndtarm og tyktarm
- Accessoriske organer: spytkirtler, lever, galdeblære og exokrin bugspytkirtel
109
Den luminære overflade
Fordøjelseskanalen 'væg'.
Dækket af epithelceller med tight junctions, exokrine celler (sekrerer mucus) og endokrine celler (frigiver hormoner i blodet) ind imellem.
Rør gennem laget sørger for sekretionerne fra de accessoriske organer kommer til.
110
Mucosa
Epithellaget, lamina propria (bindevævslag under epithelcellerne) og muscularis mucusa (tyndt lag glat muskulatur under lamina propria)
111
Submucosa
Lag under mucosa der består af bindevæv, neuronnetværk (ENS) og store blodkar. Neuronnetværket påvirker sekretionsaktiviteten og aktiviteten af den glatte muskulatur.
112
Muscularis externa
Lag under submucosa. Består af flere lag glat muskulatur der står for motiliteten under fordøjelse.
113
Gastrin
Hormon vigtig ifm. fordøjelsen.
Produceres i maven, frigivelse stimuleres af aminosyrer og peptider i maven og parasympatikus og targeter parietalceller i maven (celler der sekrerer syre)
114
Ghrelin
Hormon vigtig ifm. fordøjelsen. Produceres i maven, targeter CNS og hypothalamus, øger sult.
115
Cholecystokinin (CCK)
Hormon vigtig ifm. fordøjelsen.
Produceres i tyndtarmen, frigivelse stimuleres af aminosyrer og fedtsyrer i tyndtarmen. Stimulerer galdeblæren og bugspytkirtlen til at sekrere.
116
Secretin
Hormon vigtig ifm. fordøjelsen.
Produceres i tyndtarmen, frigivelse stimuleres af syre i tyndtarmen, stimulerer basisk sekretion fra bugspytkirtlen, galdegange og inhiberer syresekretion fra maven.
117
Glucose-dependent insulinotropic peptide (GIP)
Hormon vigtig ifm. fordøjelsen.
Produceres i tyndtarmen, frigivelse stimuleres af fedt og glukose i tyndtarmen. Stimulerer insulinsekretion i bugspytkirtlen.
118
Glucagon-like peptide (GLP-1)
Hormon vigtig ifm. fordøjelsen.
Produceres i tyndtarmen, påvirker også insulinsekretion i
bugspytkirtlen.
119
Motilitet i fordøjelsessystemet
motilitet har to funktioner: Blanding af indholdet, dette kaldes
segmentation, og transport af indhold gennem kanalen, dette kaldes peristalsis.
120
Maven
Maven inddeles primært i den øverste del, kaldt kroppen, hvor der
sekreres mucus, pepsinogen og HCl, og så ned nederste del (Antrum), der har et tykt lag glat muskulatur og er derfor også ansvarlig for segmentation (opblanding af føden). Herudover sekreres der også mucus, pepsinogen og gastrin i antrum.
121
Bugspytkirtlen (pancreas)
Opbygning:
- Exokrin del: udskiller fordøjelsesenzymer (transporteres til tolvfingertarmen) -> enzymerne der udskilles er inaktive og aktiveres først i tyndtarmen
- Gang-epithelceller der udskiller bikarbonat
- Endokrin del (langerhanske øer): udskiller insulin og glukagon
122
Galde
Udskilles fra leveren.
| Indeholder: bikarbonat, kolesterol, fosfolipider og galdesalte
123
Tyndtarmen
Funktioner: neutralisering af syre, yderligere fordøjelse, næringsabsorption, opretholdelse af vand- og saltbalance.
Har villi og mikrovilli til at øge dens overflade areal.
Absorption er koblet til Na+-transport.
124
Tyktarmen
Funktioner: opretholdelse af vand- og saltbalance, opbevaring og opkoncentrering, mikrobiel fordøjelse.
Tyktarmen absorberer, men kan også sekrere, salt, K+ og vand. Tyktarmen er sensitiv overfor aldosteron.
125
Typer muskelvæv
- Skeletmuskulatur (tværstribet + multinukleær)
- Hjertemuskulatur (tværstribet + uninukleær)
- Glat muskulatur (omkring tarmen og arteriolerne)
126
Muskelfiber
= en muskelcelle
| Hver muskelfiber er opbygget af mange myofibriller, som er opbygget af mange filamenter
127
Sarcomer
Myofibriller er inddelt i segmenter - stykket mellem to z-linjer er en sarcomer.
Er den funktionelle enhed i myofibrillerne - her finder kontraktionen sted.
128
Myosin
Den ene slags filamenter, som myofibrillerne er opbygget af.
Består af polypeptidkæder der er viklet omkring hinanden.
Kan inddeles i en hale-, nakke- og hovedregion (aktin bindes på hovedet og ATP bindes i nakken)
129
Aktin
Den ene slags filamenter, som myofibriller er opbygget af. Består af aktin monomerer, tropomyosin og et troponinkompleks som består af tre subunits der kaldes C (binder calcium), I (er inhibitorisk) og T (binder tropomyosin)
130
Bånd i myofibrillerne
I-bånd: kun aktin (mellem myosin, indeholder Z-linjen)
A-bånd: både aktin og myosin (hele myosinfilamentet + tværbrodannelsen)
H-bånd: kun myosin (indeholder M-linjen)
131
Kontraktion
Når sarcomerer kontraherer sker det ved at myosin binder til aktin via tværbroer, og trækker aktin ind ad. Jo flere tværbroer der dannes, jo mere effektiv er en kontraktion. Bemærk at under kontraktion beholder begge type filamenter deres længde, men afstanden mellem z-linierne bliver mindre.
132
T-rør
Invaginationer i muskelfibrene, der gør ned mellem myofibrillerne
133
Motorisk enhed
Man siger at een motorisk enhed består af en motorneuron og de muskelceller den aktiverer.
Én muskelfiber er aldrig forbundet til mere end en neuron, men een neuron er typisk forbundet til mange muskelfibre, da neuronets axon forgrener sig.
134
end plate potentials (EPP)
Depolarisering af muskelfibren. Større og mere effektivt end EPSP.
135
Excitations- Kontraktionskobling
Når et aktionspotentiale når en muskelcelle, løber det ind i muskelcellen via T-rørerne. Inde i T-rørerne sidder nogle spændingsafhængige receptorer kaldt DHP receptorer, der laver konformationsændring ved aktionspotentiale. Når konformationsændringen er sket kommer
DHP receptorerne i fysisk kontakt med nogle ryanodin receptorer der sidder i kontakt med sarcoplasmisk reticulum (SR), og ved aktivering af ryanodin receptorer gennemgår også disse en konformationsændring og bliver til Ca2+-kanaler. Inde i cytosol binder Ca2+ til troponin på aktinfilamenterne. Dette resulterer i en konformationsændring så tropomyosin ikke længere blokerer for tværbrodannelse mellem aktin og myosin.
136
sliding filament mekanismen
Det at myosin trækker to aktinfilamenter ind mod hinanden
137
ATP og tværbrodannelse
ATP bruges ikke til at danne tværbroerne i kontraktionen i myofibrillerne, men til at bryde tværbroerne - så der kan dannes nye tværbroer. Når ATP binder til myosin, slipper mysin aktinfilamentet. Efter hydrolyse af den bundne ATP er myosin igen klar til tværbrodannelse.
138
Latensperiode
den tid (ca. 5 ms) det tager fra et aktionspotentiale er startet, til at der rent faktisk sker muskelkontraktion.
139
muskelspænding
Kraften som udføres på et objekt af en kontraherende muskel. For at en muskelcelle skal kunne håndtere en belastning, skal dens muskelspænding være større end belastningen.
140
Belastning af muskel
kraften som et objekt udfører på en muskel. For at en muskelcelle skal kunne håndtere en belastning, skal dens muskelspænding være større end belastningen.
Jo større en belastning på en muskel, jo mindre bliver velociteten (funktion af forkortningsafstand og forkortningshastighed) og kontraktionsvarigheden. Samtidig øges latensperioden.
141
Force-Velocity
Jo større belastning på en muskel, jo mindre hastighed kan kontraktionen udføres med.
Se graf fra forelæsning.
142
concentrisk dynamisk kontraktion
Normal muskelkontraktion hvor musklen forkortes samtidig med kontraktion (og hvor muskelspænding er større end belastning)
143
isometrisk kontraktion
Det tidspunkt, hvor musklen ikke kan kontrahere mere (den hverken forkortes eller forlænges).
144
eccentrisk kontraktion
når der sker en forlængelse af musklen mens den kontraherer (fx hvis man har en tung vægt i hånden, men langsomt strækker armen), og her er belastningen større end muskelspændingen.
145
Isotonisk kontraktion
når spændingen er ens hele vejen, altså når muskellængden ændres
men belastningen holdes konstant, men denne type eksisterer ikke i virkeligheden, kun i eksperimentelle forsøg.
146
Tetanus
vedvarende kontraktion som følge af gentagen stimulering hurtig efter hinanden (pga. vedvarende høj cytosolisk calcium og det gør at der dannes max antal tværbroer)
147
Røde muskelfibre - kaldes også type I fibre
- Langsomme ( slow twitch ) og udholdende
- Mange mitokondrier
- Meget kapillærnetkontakt
- Lav myosin ATPase aktivitet
- Kaldes også oxidative fibre
- De er røde fordi de har myoglobin (kun ét subunit ift. hæmoglobin) bundet.
- Mindste diameter
- Oxidative fibre
148
Hvide muskelfibre - kaldes også type II fibre
- Hurtige ( fast twitch )
- Mere kreatinphosphat
- Større diameter
- Høj myosin ATPase aktivitet
- Kaldes også glykolytiske fibre
- Største diameter
- Opdeles i type IIa (oxidativ/glykolytisk) og type IIx (glykolytisk)
149
Forkortningshastighed
Hvor hurtigt en muskel forkortes - afhænger af belastning, muskeltype og antal aktive muskelfibre
150
Diameter af muskelfibre
Jo større diameter, jo større kontraktion. Den totale
muskelspænding er produktet af spændingen pr. muskelfiber og det
totale antal muskelfibre.
Når man træner, kan man øge muskelfibrenes diameter.
151
muskel-tener
Disse er opbygget af intrafusale muskelfibre, innerveret af afferente
nerveender og er komplet omsluttet af en bindevævskapsel. De fungerer som strækreceptorer der registrerer muskellængde og
hastighed af længdeændring.
Eftersom at tenen er forbundet via bindevæv til extrafusale muskelfibre, strækkes tenen også når musklen strækkes, hvilket aktiverer receptorerne og de afferente neuroner affyrer aktionspotentialer med
højere frekvens. Kontraheres musklen affyrer de afferente neuroner aktionspotentialer med lavere frekvens.
152
Titin
- Forbinder Z-linjen med myosinfilamenterne
| - Protein i sarcomer der giver elastisitet
153
Metaboliske veje
Proteiner, polysakkarider og fedt kan omdannes til aminosyrer, monosakkarider og fedtsyrer, som kan sættes sammen med acetyl-CoA og forbrændes for at danne ATP.
154
Energistofskiftets faser
```
Absorptiv fase:
Op til 4 timer efter et måltid
Substrat fra mavetarm-kanal til blodbanen bruges til dannelse af energi
Postabsorptiv fase:
Energi må dannes fra depoter.
```
155
Absorptiv fase
Varer så længe, der er næring at absorbere fra mave-tarm-kanalen til blodet.
Energi dannes ud fra denne tilgængelige næring og overskydende energi lagres som fedt (triglycerider) og glykogen.
Glukose er den primære energikilde i denne fase.
156
Postabsorptiv fase
Starter, når næringen i mave-tarm-kanalen er opbrugt, og energi må komme fra depoter i stedet. Det primære mål er at bevare blodsukkerkoncentrationen. Dette opnås ved :
Glukose-besparelse
- Øget fedtforbrænding.
- Dannelse af keton-stoffer.
Dannelse og afgivelse af glukose fra leveren.
157
Leverens rolle i den absorptive fase
Leveren modtager kulhydrater og aminosyrer fra GI-kanalen via portåren. Glukose forbrændes, og overskud lagres som glykogen eller omdannes til α-glycerol-fosfat, der kan sættes sammen med fedtsyrer til triglycerider. Triglycerider transporteres fra leveren til fedtvævet i VLDL (very low densisty lipoproteins).
Aminosyrer kan omdannes til α-ketosyrer, som kan forbrændes eller omdannes til fedtsyrer. Overskydende aminosyrer kan omdannes til urea, der udskilles i urinen.
158
Fedtvævs rolle i den absorptive fase
Fedtvævet optager fedtsyrer og monoglycerider, der transporteres fra GI som triglycerider i chylomikroner eller fra lever i VLDL. Desuden optages glukose, som omdannes til α-glycerol-fosfat og fedtsyrer, eller forbrændes. Fedtvævet er først og fremmest et lager af triglycerider.
159
Skeletmuskelvævs rolle i den absorptive fase
Skeletmuskelvævet optager aminosyrer, som bruges til at erstatte ødelagte proteiner. Overskud sendes til leveren. Desuden optages glukose, som forbrændes eller oplagres i form af glykogen.
160
Lipoproteinlipase (LPL)
Spalter triglycerider i VLDL til fedtsyrer og glycerol. Dette er nødvendigt for at optage dem i fedtvævet. Sidder i kapillær-endotheliet.
161
Hormon-sensitiv lipase (HSL)
Spalter triglycerider i fedtsyrer og glycerol ligesom LPL, men bruges i den post-absorptive fase. Sidder inde i fedtcellerne (adipocytterne). Reguleres af kortisol, adrenalin og væksthormon som øger aktiviteten af HPL, samt insulin, som hæmmer HPL.
162
Lipolyse
Nedbrydning af triglycerid til fedtsyrer og glycerol. Katalyseres af enzymet hormon-sensitiv lipase (HPL).
163
Leverens rolle i den post-absorptive fase
Glykogen nedbrydes til glukose, der frigives til blodet (glykogenolyse). Glycerol fra fedtvævet, og laktat, pyruvat og aminosyrer (omdannet til α-ketosyrer) fra musklerne, omdannes til glukose (glukoneogenese).
Fedtsyrer fra fedtvævet forbrændes eller omdannes til ketonstoffer, der kan forbrændes af alle væv, inklusive centralnervesystemet.
164
Fedtvævs rolle i den post-absorptive fase
Triglycerider nedbrydes (Af HPL) til fedtsyrer og glycerol, der sendes til blodet. Fedtsyrer kan forbrændes af de fleste væv eller omdannes til ketonstoffer i leveren. Glycerol sendes til leveren for at blive omdannet til glukose.
165
Skeletmuskelvævs rolle i den post-absorptive fase.
Glykogen i muskelcellerne kan nedbrydes til laktat og pyruvat og sendes til leveren, hvor de omdannes til glukose. Proteiner kan nedbrydes til aminosyrer, der sendes til leveren. Forbrænder fedtsyrer i stedet for glukose.
166
Kolesterol
Transporteres som:
LDL: (low density lipoprotein) leverer kolesterol til vævene fra leveren.
HDL: (high density lipoprotein) leverer kolesterol fra periferi til leveren.
167
Regulering af energistofskiftet
Reguleres primært af insulin, som er tilstede i den absorptive fase og fraværende i den post-absorptive fase. Insulin inducerer optag af glukose i lever, muskelvæv, samt fedtvæv.
168
Insulins effekter i den absorptive fase
```
Anabolsk (opbyggende) hormon. Dannes i beta-cellerne i pankreas.
Tilstede i absorptiv fase. Stimulerer translokation af GLUT4-transportører, og hermed glukoseoptag, i alle væv. Regulerer pathways i:
Muskler:
Stimulerer:
- Deponering af glukose til glykogen
- Glukoseforbrænding
- Omdannelse af aminosyrer til protein.
Hæmmer:
- Glykogenolyse ved at hæmme glykogen phosphorylase .
- Proteinnedbrydning til aminosyrer
Fedtvæv:
Stimulerer:
- Omdannelse af glukose til fedtsyrer
- Triglyceridsyntese
Hæmmer:
- Lipolyse, ved at hæmme HSL.
Lever:
Stimulerer:
- Glukoseoptag
- Glykogen-syntese
- Triglyceridsyntese
Hæmmer:
- Glykogenolyse ved at hæmme glykogen phosphorylase.
- Omdannelse af pyruvat til glukose-6-P og så til glukose.
- Omdannelse af Acetyl-CoA til ketonstoffer.
```
169
Cellulær mekanisme for glukoseoptag
Insulin stimulerer translokation af GLUT4-transportører til cellemembranen fra vesikler i cytosol. Når insulin binder til receptoren initieres en signalkaskade, der får vesiklen til at fusionere med cellemembranen, hvorved GLUT4 kommer til at sidde i membranen og kan transportere glukose ind i cellen.
170
Regulering af insulinsekretion
Reguleres først og fremmest af koncentration af glukose i blodet; når den stiger, øges insulinsekretionen.
Endvidere kan stigning i blodets aminosyrekoncentration, samt inkretiner og parasympatisk aktivitet øge sekretionen.
Sympatisk aktivitet og stigning i adrenalin i blodet hæmmer sekretion.
171
Inkretiner
Små peptider, f.eks. GIP og GLP-1. Laves i mavetarmkanalen, når der er mad i den. Sendes i forvejen til at øge insulinsekretionen (feedforward-mekanisme). Forhindrer at der kommer for høje blodglukosekoncentrationer.
172
Glukagon
Dannes i alpha-celler i pancreas. Påvirker kun leveren.
Øger glykogen-nedbrydning
Øger gluconeogenesen (dannelse af glukose ud fra aminosyrer, laktat, pyruvat, glycerol)
Øger dannelsen af ketonstoffer
173
Regulering af glukagon
Faktorer, der øger glucagon-sekretion
• Reduktion i blodglukose
• Øget Sympatikusaktivitet
• Øget adrenalin
174
Adrenalins rolle i energistofskiftet
Dannes i binyremarven. Virker modsat insulin.
Adrenalins effekter:
• På pancreas:
○ Hæmmer insulin-sekretion.
○ Stimulerer glucagon-sekretion.
• På skeletmuskler, lever og fedtvæv:
○ Stimulerer glykogenolyse i skeletmuskulatur og lever.
○ Stimulerer gluconeogenese i leveren.
○ Stimulerer lipolyse i fedtvæv ved at stimulere HSL.
175
Det sympatiske nervesystems rolle i energistofskiftet
Påvirker kun lever og fedtvæv, da ingen sympatiske nerver går til skeletmusklerne. Effekt ligner adrenalins:
• På pancreas:
○ Hæmmer insulin-sekretion.
○ Stimulerer glucagon-sekretion.
• På lever og fedtvæv:
○ Stimulerer glykogenolyse i lever.
○ Stimulerer gluconeogenese i leveren.
○ Stimulerer lipolyse i fedtvæv ved at stimulere HSL.
Men påvirker altså ikke skeletmuskulatur.
176
Cortisols rolle i energistofskiftet
Dannes i binyrebarken. Virker modsat insulin.
Cortisol-virkninger:
• ”Permissive role” metabolisk (skal bare være tilstede i sit basale niveau - større effekt, hvis tilstede i større mængder)
• Øget gluconeogenese
• Øget lipolyse
• Øger proteinnedbrydning
• Reducerer insulins effekt på glukoseoptagelse
177
Væksthormons rolle i energistofskiftet
```
Metabolisk hensigt: Bevare blodglukosekoncentration. (Øge blodglukose og øge fedtlevering)
Væksthormon-virkninger (modsat insulin):
• Permissive effekt metabolisk set
• Øget gluconeogenese
• Øget lipolyse
• Adipocytter mere følsomme for stimuli
• Reducerer insulins effekt på glukoseoptagelse
• Øger proteinopbygningen
```
178
Ændringer af energistofskiftet under fysisk aktivitet
* Glukoseoptagelse i muskler øges (sker ikke under faste - e.g. den post-absorptive fase) - skyldes at muskelkontraktion har samme effekt på GLUT4-transportere som insulin har.
* Plasmaglukose reduceres
* Glykogenolyse øges
* Gluconeogenese øges
* Triglycerid-nedbrydning og fedtforbrænding øges
* Insulin reduceres
* Glucagon øges
* Sympatikusaktivitet øges
* Adrenalin øges
* Cortisol øges
* Væksthormon øges
179
Minutventilation (Ve)
Minutventilation (VE = mL/min)
- volumen luft der ventileres på et minut
- Er produktet af respirationsfrekvens (f) og respirationsdybden (VT ):
- VE = VT ⋅ f
- I hvile er VE typisk ca. 6 L/min.
- Maksimale VE ved hårdt arbejde er omkring 90-150 L/min, (evt over 200)
180
Lungeventilationen
- Lungeventilation kan varieres med ændringer i respirationsdybden og
respirationsfrekvens.
- Lungeventilationen og iltoptagelsen vil typisk stige under fysisk aktivitet. De to hænger
semi-sammen, da øget iltoptagelse altid vil give øget lungeventilation, men øget lungeventilation
vil ikke nødvendigvis medføre en stigning i iltoptagelse.
181
Det døde rum
De steder i det respiratoriske system, hvor der ikke sker gasudveksling. Man skelner mellem:
- Det anatomiske døde rum (VD): Volumen af luft der kan være i de ledende luftveje
- Det alveolære døde rum: Volumen af luft der findes i alveoler med ventilation, men uden blodtilførsel.
- Det fysiologiske døde rum: summen af det anatomiske døde rum og det alveolære døde rum.
182
Forhold mellem clearance og GFR (glomerulær filtrations rate)
Clearance > GFR så undergår stoffet tubulær sekretion
| Clearance < GFR så undergår stoffet reabsorption
183
Den metaboliske rate
Det totale energiforbrug per tidsenhed.
184
Basal metabolisk rate
Metabolisk rate målt under standardbetingelser ift.
- Temperatur
- Postabsorptiv fase
- Fysisk aktivitetsniveau (hvile)
185
Faktorer, der øger metabolisk rate
Thyroidea-hormon - vigtigste enkeltfaktor for den metaboliske rate
Leptin
Adrenalin
Food-induced thermogenesis - hurtig 10-20% stigning i metabolisk rate som følge af fødeindtag.
Fysisk aktivitet (muskelaktivitet)
186
Leptin
Dannes i og afgives fra fedtvævet - jo mere fedtvæv jo mere leptin dannes
Virker på hypothalamus (hæmmer afgiv. af neuropeptid Y).
Hæmmer appetit (mæthedssignal) og stimulerer MR.
Regulering af andre hormoner under længerevarende faste.
Leptin anses for at være særlig vigtig i lang-tids-regulering.
187
Hyperventilation
Når den alveolære ventilation er større end
nødvendigt for den mængde CO2, der skal afgives (Dvs. hvis vi ventilerer for meget i forhold til vores metabolisme og dermed partialtryk)
188
Ghrelin
Produceres primært af endokrine celler i en del af mavesækken
Produktion stimuleres ved faste, lav-kalorie-kost
Ghrelins effekter:
○ Øger sult (stim neuropeptid Y og andre i hypothalamus)
○ Øger afgivelse af væksthormon fra hypofysen
○ Mindsker fedtnedbrydning (lipolyse)
○ Øger mavesæk-”bevægelse” og -syreproduktion (feedforward)
189
Mæthedssignaler
```
○ Leptin
○ Plasmaglukose
○ Insulin
○ Stress
○ Kropstemperatur
○ Stræk/kemoreceptorer i mavesæk og tyndtarm
○ Hormoner fra mave-tarmkanalen
```
190
Sultsignaler
○ Ghrelin
○ “Tillært” respons
○ Stress
○ Duft, smag, mad-udseende
191
Kropstemperatur
Kropstemperatur reguleres omkring 37°C, men kerne-temperatur varierer
○ Døgnvariation på omkring 1°C (circadian flucturations)
○ Fysisk aktivitet (hæver temp.)
○ Ændringer i omgivende temp.
○ Højere temp. i anden del af menstruationscyklus
192
Typer af varmeudveksling
* Stråling
* Konduktion: Ledende varmeoverførsel, direkte kontakt.
* Konvektion: Molekylernes bevægelse igennem luft, fx i forhold til temperatur (fx varm luft stiger op)
* Fordampning: kræver varme, som tages eks. huden.
193
Temperaturregulering
Deles op i varmeproduktion og varmeafgivelse.
194
Thermoreceptorer
Perifert i huden: hudtemperatur
Centralt i abdominale organer, hypothalamus: kernetemperatur
Signaler sendes til:
Hypothalamus: integrerer inputs og sender output som:
• Sympatikusaktivitet til:
○ Svedkirtler
○ Hudarterioler
○ Binyremarven (adrenalin)
• Involuntær motorrespons i skeletmuskler
Hjernebark (cerebral cortex):
• Voluntær motorrespons i skeletmuskler
195
Regulering af varmeproduktion
• Voluntær muskelaktivitet
○ Via motorneuroner - fx fysisk aktivitet
• Shivering thermogenesis
○ Hypothalamus påvirker motorneuroner til muskler (involuntært)
• Non-shivering thermogenesis
Stimuleres via adrenalin/sympatikus aktivitet, UCP1 (protein der sidder i mitokondriemembranen i brunt fedtvæv , og hvis UCP1 stimuleres, genereres en masse varme) og via futile cykler (i pathways hvor der er enzymer der “går begge veje”, altså i en cyklus, så kan der genereres varme i stedet for ATP).
196
Regulering af varmeafgivelse
Varmetab ved stråling og konduktion
• Opførsels-relaterede
○ overfladeareal
○ påklædning
○ Omgivelser
• Sympatikus-medieret vasodilation: ændrer blodgennemstrømning til hud.
Varmetab ved fordampning:
• Sympatikus-medieret svedproduktion med efterfølgende fordampning (600 kcal/liter).
○ - relative luftfugtighed afgørende;
○ OBS: sved skal fordampe for at afgive varme
• “Insensible” vandtab ved evaporation (600ml/dag)
197
Varmeakklimatisering
* Starter på at svede tidligere
* Øget volumen af sved
* Komposition af sved (Na+ reduceres)
* Forbedret arbejdskapacitet
198
Temperaturreguleringsproblemer
Varme-udmattelse: kollaps pga. hypotension (for lavt blodtryk)
- Karakteriseret ved: kropstemperatur ikke kritisk høj
- Væsketab fra sved medfører reduktion af plasmavolumen (bidrag til hypotension)
- Dilation af hudblodkar (bidrag til hypotension)
Hedeslag: meget alvorligt, kollaps
- Temperatur-reguleringen brudt sammen
- Karakteriseret ved at temperatur bliver ved med at stige
- Kan ikke svede; kan ikke komme af med varmen.
- Positiv feedback: værre og værre.
- Dehydrering medfører reduceret blodtilførsel til hjernen.
199
Diabetes
Type 1:
- Nedsat eller manglende produktion af insulin pga. ødelagte betaceller (autoimmun sygdom).
- Behandles med insulin
Type 2:
- Nedsat følsomhed overfor insulin pga. laverer respons hos receptoren - perifer insulinresistens. Ofte normal eller øget insulin i blodplasma
- Der kan også være defekt i insulinsekretion
- Behandles med livstilsændring, medicin
200
Den alveolære ventilation (VA)
Den totale volumen af frisk luft, der kommer ind i alveolerne pr minut, og udregnes ved:
VA = (VT - VD) ⋅ f
201
Steady state
Når mængden af ilt, der kommer ind i blodet i
| lungerne, er lig mængden af ilt der forlader blodet ude i kroppen. (Eller kuldioxid produktion/udskillelse)
202
Den respiratoriske kvotient (RQ)
Afspejler gasudvekslingen ude i vævene. Den udregnes ved:
RQ = CO2 produceret / O2 forbrugt
I steady state er RQ ≈ RER
203
Den respiratoriske udvekslingskvotient (RER)
Afspejler gasudvekslingen i lungerne. Den udregnes ved:
RER = CO 2 afgivet / O 2 optaget
I steady state er RQ ≈ RER
204
Partialtryk
```
Det tryk (i mmHg) en komponent i en gasblanding ville udøve,
hvis den var alene tilstede i det volumen, som gasblandingen udfylder. Totaltrykket vil være det atmosfæriske
tryk, udregnet ved bestanden af ilt og kvælstof:
P atm = P(O2) + P(N2)
- Ilt udgør 21% af luften, og atmosfærisk tryk ved havoverfladen er 760 mmHg.
```
205
Hypoventilation
Når den alveolære ventilation er mindre end nødvendigt for den mængde CO2 der skal afgives. (Dvs. hvis vi ventilerer for lidt i forhold til vores metabolisme og dermed partialtryk)
206
Ventilation-Perfusion-Mismatch
Den primære årsag til at alveolær P(O2) er højere end
systemisk, arteriel P(O2) .
Hvis der er mismatch betyder det at ventilation ikke er optimalt proportionelt til perfusion (kapillært blodflow). Kompensation for Ventilation-Perfusion-Mismatch:
- Lav lokal ventilation → lokal vasokonstriktion → diversion
- Lav lokal perfusion → lokal bronchokonstriktion → diversion
207
Hæmoglobin (Hb)
Et kompleks der består af fire subunits, hver med en aminosyrekæde med
en jerndel/ hæmdel på. Det er hæmdelen som ilt binder til, så Hb kan altså max bære fire iltmolekyler. Hb findes i de røde blodlegemer (RBC eller erytrocytter).
208
Røde blodlegemer/RBC/Erytrocytter
Erytrocytter er bikonkave (buler ind på hver side), cirkulære skiver. Der findes ca. 5 millioner pr. mL blod, og
deres levetid er ca. 4 mdr. De dannes i knoglemarven, og der dannes 2-3 pr sekund.
Erytrocytter har hverken cellekerne eller mitokondrier, så de får deres energi udelukkende ved
glykolyse.
209
Hæmatokrit
Et procentmål for hvor stor en andel af blodvolumen der optages af
erytrocytter.
210
Iltmætning i blodet
Hb binder 98,5% af ilten i blodet. De sidste 1,5% er opløst i blodet. Mængden af frit/opløst ilt i blodet afhænger af P(O2) og ilts opløselighedskoefficient.
Man kan udregne iltmætning ved: Hb mætning = (Mængde O2 bundet til Hb / Hb’s iltbærende kapacitet) ⋅ 100%
211
Hæmoglobin dissociationskurve
Den har S-form som
følge af de fire subunits/iltbindingssteder. Når eet iltmolekyle binder til Hb, sker der en konformationsændring som øger Hb’s affinitet
for ilt, men omvendt så falder affiniteten også hurtigt hvis blot eet
iltmolekyle hopper af (allosterisk regulering)
212
Faktorer, der påvirker hæmoglobinmætningen / hæmoglobin dissociationskurven
Fem faktorer: Temperatur, P(CO2), pH, CO og DPG (et stof der findes mere af i unge blodceller).
Hvis man kigger på Hb-dissociationkurver, skubbes kurven mod højre/lavere affinitet mellem Hb og ilt ved:
- øget DPG, P CO2 og temperatur
- reduceret pH
Kurven skubbes mod mod venstre/højere affinitet mellem Hb og ilt ved:
- øget CO (høj iltaffinitet)
213
Faktorer for ilttransportskapaciteten, der kan ændres ved fysisk træning.
- Blodvolumen kan øges ved udholdenhedstræning, hvilket øger slagvolumen som så
øger minutvolumen.
- Generelt kan [Hb] ikke ændres ved træning (der er faktisk nok nærmere end reduktion), kun hvis man træner ved lavere P(O2), fx i bjerge.
214
Spinale motorneuroner
For at inspirere skal mellemgulvet og intercostalmusklerne (tilsammen de inspiratoriske muskler) kontrahere. Da de er skeletmuskler sker dette kun via modtaget aktionspotentiale fra motorneuronerne der støder op til dem = spinale motorneuroner.
215
Minutvolumen (formel)
Minutvolumen: Q = SV * HR
SV = slagvolumen
HR = heart rate
216
Lungeventilationen (formel)
Lungeventilationen: VE = VT * f
VT = åndedrætsdybden
f = frekvensen
217
Den alveolære ventilation (formel)
Den alveolære ventilation: VA = (VT - VD) * f
VT = åndedrætsdybden
VD = volumen af det døde rum
f = frekvensen
218
O2-indhold (formel)
O2-indhold = [Hb] * 1,34 ml O2/g Hb * mætningen + PO2 * 0,03 ml/PO2
219
RQ (formel)
RQ ≈ RER = VCO2 / VO2
RQ = respiratoriske kvotient i vævet
RER = respiratorisk udviklingskvotient i lungerne
220
Iltoptagelse (formel)
```
Iltoptagelse: VO2 = VI * FO2I - VE - FEO2
VI = inspiratoriske lungeventilation
FIO2 = fraktionen af ilt i inspirationen
FEO2 = fraktionen af ilt i ekspirationen
VE = lungeventilationen
```
221
CO2-udskillelse (formel)
CO2-udskillelse: VCO2 = VE * FECO2
VE = lungeventilationen
FECO2 = fraktionen af CO2 i ekspirationen
222
Compliance (formel)
Compliance (elasticitet i arterierne) = ∆Vol / ∆Tryk
223
MAP
MAP (mean arterial pressure) = DP + 1/3 * (SP - DP)
DP = diastolisk tryk
SP = systolisk tryk
224
Flow (formel)
Flow = ∆Tryk / modstand
225
Elektrokemisk gradient (formel)
Elektrokemisk gradient: ∆G = R * T * ln(C2 / C1) + z * F * ∆V (kJ * mol-1)
C1 = koncentrationen i det miljø ionen bevæger sig fra
C2 = koncentrationen i det miljø ionen bevæger sig til
∆V = V2 - V1 = ædringen i volt fra der hvor ionen kommer fra og til
R = 8,315 * 10-3
T = temperatur i kelvin (273 + t℃)
Z = elektrisk ladning af ionen
F = 96,5
226
Signaleringstyper
Autokrin: hormonet virker på den samme celle (ofte feedback-mekanisme).
Parakrin: hormonet virker på celler lige i nærheden via diffusion.
Endokrin: hormonet transporteres med blodet til celler længere væk.
227
Endokrine kirtler
```
Vigtige:
• Hypofysen
• Thyroidea (Skjoldbruskkirtlen)
• Parathyroidea (Biskjoldbruskkirtlerne)
• Testiklerne
• Ovarierne
• Binyrerne
• Endokrin pankreas
Andre:
• Koglekirtlen (pineal body)
• Brislen (thymus gland)
```
228
Endokrine væv
Ikke egentlige kirtler.
- CNS (primært hypothalamus): fx. Thyrotropin-releasing hormone ( TRH),
corticotropin-releasing hormone (CRH)
- Mavetarmkanalen: fx. GLP-1, cholecystokinin
- Lever: fx. IGF-1
- Hjerte: fx. ANP , BNP
- Nyre: fx. EPO , 1,25-(OH) 2 D
- Knogle: fx. Osteocalcin
- Skeletmuskulatur: fx. IL-6
- Fedtvæv: fx. Leptin, Adiponectin , Resistin .
229
Hormonklasser
```
Aminhormoner (aminosyre-afledte: Tyr, Trp, Phe)
- Thyroidea-hormoner
- Katekol-aminer
Peptid- og proteinhormoner
Steroidhormoner (kolesterol-afledte)
```
230
Syntese af peptid-hormoner
```
Syntese
- Præprohormon (fraklipning af signalsekvens) -> prohormon
Pakning
- Prohormon -> hormon
Lagring
- Hormon
Sekretion
- Hormon og eventuelle "pro"-fragmenter
```
231
Binyrer
Binyrebark: cortex
○ Glomerulosa: syntetiserer aldosterone
○ Fasciculata: syntetiserer cortisol og små mængder androgener
○ Reticularis: syntetiserer androgener og små mængder kortisol
Binyremarv: medulla
○ syntetiserer adrenalin og noradrenalin
Binyrebark: cortex
○ Glomerulosa: syntetiserer aldosterone
○ Fasciculata: syntetiserer cortisol og små mængder androgener
○ Reticularis: syntetiserer androgener og små mængder kortisol
Binyremarv: medulla
○ syntetiserer adrenalin og noradrenalin
232
Hormontransport i blodet
Peptid-hormoner og katekol-aminer: frit i blodplasma (bortset fra IGF som er bundet til IGF-bindende proteiner)
Steroid- og thyroidea-hormoner: bundet til proteiner
233
Receptorplacering
Peptid-hormoner og katekol-aminer: Plasmamembran
| Steroid- og thyroidea-hormoner: Intracellulær (evt. nukleær)
234
Signalmekanisme
Peptid-hormoner og katekol-aminer: second messengers, enzym-aktiverende receptorer, receptorers egne enzymatiske aktivitet, og lignende.
Steroid- og thyroidea-hormoner: intracellulære receptorer ændrer direkte gen-transkription.
235
Ekskretions-/metabolisme-rate
Peptid-hormoner og katekol-aminer: hurtig (minutter)
| Steroid- og thyroidea-hormoner: langsom (timer til dage)
236
Hormonel permissivitet
Ét hormon er nødvendigt for at opnå fuld effekt af et andet.
Eksempel: Thyroidea-hormon er nødvendig for at opnå den fulde effekt af adrenalin på lipolyse i fedtceller. Dette skyldes at T3 medfører en opregulering af receptorerne for adrenalin (beta-adrenerge receptorer).
237
Regulering af cirkulerende hormoner
Binde til receptor på targetcelle og stimulere cellulær respons.
Aktiveres metabolisk og derefter binde til receptor.
"Clearance": inaktiveres metabolisk eller udskilles med urin/fæces.
238
Regulering af hormonsekretion
* Vha. næringsstoffer og ioner i plasma (f.eks. plasmaglukose eller Ca2+)
* Vha. neurotransmittere
* Vha. andre hormoner
239
Hormonsygdomme
Hyposekretion:
Sekretion af for lidt hormon (type 1 diabetes/insulin)
Hypersekretion:
Sekretion af for meget hormon (Graves sygdom/T3/T4)
Hormonresistens (hyporesponsiveness):
Når en målcelle udviser et reduceret respons på et hormon (type 2 diabetes/insulin)
Hyperfølsomhed (hyperresponsiveness):
Når en målcelle udviser et forstærket respons på et hormon (hyperthyroidisme/adrenalin)
240
Hypofysen
Endokrin kirtel der er i forbindelse med hypothalamus via hjernestilken.
Består af adenohypofysen (forlappen) og neurohypofysen (baglappen).
Forlappen producerer selv hormoner - stimuleres til udskillelse af (hypofysiotrofe) hormoner fra hypothalamus. Udskiller f.eks. væksthormon, prolaktin, thyroid-stimulerende hormon, mv.
Baglappen producerer ikke selv hormoner, den modtager dem via nervecelle-axoner fra hypothalamus. Udskiller oxytocin og vasopressin.
241
Feedback-regulering af hypofysen
Short loop feedback: hormon 2 (udskilt fra adenohypofysen) hæmmer udskillelse af hormon 1 (fra hypothalamus)
Long loop feedback: hormon 3 (fra en tredje endokrin kirtel) hæmmer udskillelse af hormon 1 og/eller 2
242
Thyroidea
Skjoldbruskkirtlen. Består af follikler. Optager jod fra blodbanen og bruger det til at syntetisere T3 og T4.
TSH fremmer de fleste af syntesevejens trin og virker hyperplastisk på de thyrotrofe follikulære celler (får cellerne til at dele sig).
243
Thyroidea-hormmoners virkninger
Metaboliske effekter:
• T3 virker termogent ved at øge stofskiftet
• T3 påvirker både kulhydrat- og lipidstofskiftet
• Dette skyldes bl.a. at T3 forårsager en opregulering af Na+/K+-ATPaser, der er ATP-forbrugende - forøger omsætningen af glukose.
Permissive effekter:
• T3 opregulerer beta-adrenerge receptorer i flere væv, hvilket sensibiliserer disse væv over for stimulering med adrenalin og noradrenalin
○ Fedtvæv – se figur om lipolyse ->
○ Hjertet – hjertebanken
○ Nervesystemet – uro, nervøsitet
Effekter på vækst og udvikling:
• T3 er vigtig for normal vækst efter fødslen
• T3 er essentiel for udvikling af nervesystemet
244
Jodmangel
Kretinisme
○ Forårsaget af jodmangel tidligt i livet
○ Defekt CNS-udvikling, mental retardering
Struma (goiter) (se også næste slide)
○ Forårsaget af jodmangel senere i livet
○ Cirkulerende TSH øges som kompensatorisk mekanisme
○ Forstørret thyroidea pga. TSH’s hyperplastiske effekt
245
Hypothyroidisme
```
Hashimotos sygdom (Hashimoto thyroiditis)
○ Autoimmun sygdom
○ Anti-thyroidea antistoffer mod de follikulære celler (thyroglobulin og/eller thyroid peroxidase) fører til blokering eller destruktion af thyroidea
```
246
Hyperthyroidisme
Graves sygdom
○ - Autoimmun sygdom
○ - Anti-TSH receptor-antistoffer (”thyroid-stimulating immunoglobulin”, TSI) forårsager kronisk receptoraktivering
○ - Den kroniske TSH receptoraktivering forstærker de fleste aspekter af syntese og sekretion af thyroidea-hormon samt hyperplasi i thyroidea
247
Normale funktioner af kortisol
Cortisol bidrager til opretholdelse af normalt blodtryk ved at udvise permissivitet (”permissiveness”) i forhold til effekter af adrenalin og noradrenalin på glatte muskelceller
Cortisol fremmer glukoseproduktion i leveren ved at opregulere enzymer i glukoneogenesen
Cortisol virker anti-inflammatorisk og generelt dæmpende på immunsystemet
Cortisol er essentiel for normal fosterudvikling og nyfødtes udvikling, eksempelvis modning af lungerne
248
Kortisol-relaterede sygdomme
Cushings syndrom (forhøjet cortisol):
• Årsager:
○ Glucocorticoid-behandling (kronisk inflammation, visse cancere)
○ En cortisol-producerende tumor i binyren
○ En ACTH-producerende tumor (kaldes Cushings sygdom, hvis tumoren sidder i adenohypofysen)
• Karakteristika:
○ Akkumulering af fedtvæv på mave, i ansigt og nakke
○ Tab af subkutant fedtvæv på ekstremiteterne
○ Hypertension
○ Tab af muskelmasse og -styrke
Binyre-insufficiens (lav cortisol; kun cortisol-effekter er nævnt):
• Årsager:
○ Tuberkulose eller auto-immunitet mod binyrerne, binyrecancer
• Karakteristika:
○ Hypotension (kun delvist pga. cortisol)
○ Hypoglykæmi
249
Væksthormons effekt på højdevækst
Væksthormon (GH) stimulerer udskillelse af IGF-1, som stimulerer celledeling i vækstskiven i enden af rørknoglerne.
GH har også en direkte effekt på chodrocytter i vækstskiven.
Effekten af GH på højdevækst kræver at GH er unormal i de første leveår
Vækstskiverne forbenes i slutningen af puberteten, så væksten stopper.
250
Regulering af væksthormon
Hypothalamus udskiller GHRH (Growth Hormone Releasing Hormone), som stimulerer adenohypofysen til at udskille væksthormon. GH stimulerer så sekretion af IGF-1 fra lever og andre celler.
En stigning i GH og IGF-1 i blodet fører til en øget sekretion af somatostatin, som hæmmer udskillelsen af GH. Samtidig hæmmer GH og IGF-1 udskillelsen af GHRH.
251
Organer, der kontrollerer Ca2+-homoøstase
Knoglerne: Langt det meste calcium i kroppen er lagret i knoglerne. Opbygning og nedbrydning af knogle udføres af hhv. osteoblaster og osteoclaster.
Nyrerne: I tubuli reabsorberes det meste calcium fra det glomerulære filtrat.
Tyndtarmen: Calcium absorberes fra føden.
252
Effekter af parathyroidea-hormon (PTH)
1) Stimulerer nedbrydning af knogle
2) Stimulerer dannelse af 1,25-dihydroxyvitamin D
3) Stimulerer reabsorption af Ca2+ i nyrerne
253
Effekt af 1,25-dihydroxyvitamin D
Stimulerer optag af Ca2+ i maven og tarmen.
254
Medullært respiratorisk center
Sidder i medulla oblongata og består af hhv.:
- Den dorsale respiratoriske gruppe (DRG) som primært affyrer aktionspotentialer når der skal inspireres
- Den ventrale respiratoriske gruppe (VRG): Her findes ‘den respiratoriske rytmegenerator’ i pre-Bötzinger komplekset i den øvre del af VRG.
(Rytmegeneratoren består af pacemakerceller og et neuralt netværk der styrer den basale respiratoriske frekvens.)
255
Medulla oblongata
Den del af hjerne, hvor aktionspotentialerne starter.
256
Pulmonære strækreceptorer
De pulmonære strækreceptorer sidder i den glatte muskulatur i luftvejene. Receptorerne aktiveres af store lungevolumener, og kan dermed terminere inspiration når lungerne er fyldte.
257
Perifere og centrale kemoreceptorer
De perifere kemoreceptorer sidder i carotidarterierne og aortabuen, mens de centrale sidder i medulla. Begge registrerer P(O2), P(CO2) og koncentrationen af protoner (og dermed pH) og regulerer respirationen.
258
Den absolutte refraktære periode
Den absolutte refraktære periode er et resultat af Na+ -kanalernes inaktivering. Her kan et nyt aktionspotentiale ikke starte, før kanalen igen er lukket, og ikke blot inaktiveret, og dette gør at
aktionspotentialet kun kan gå en vej.
259
Myelinering
En myelinering er når axoner er omgivet af elektrisk isolerende fedtkapper, lavet af gliaceller. En myelinskede reducerer strømmen på tværs af membranen, og gør at det elektriske signal springer fra ranvierknude (indsnævring i myelineringen) til ranvierknude.
260
Neuromuskulære junctions (dansk: endeplader)
Der hvor en neuron støder op til en muskel, og således overfører aktionspotentialet til musklen. I
neuromuskulære junctions overfører signalet kemisk via frigivelse af vesikler fyldt med neurotransmittere
(ACh), der så agerer som ligander på Na+ - eller K+ -kanaler.
261
Divergence (nerver)
Når signaler spredes fra ét neuron til mange
262
Convergence (nerver)
Når signaler samles fra mange neuroner til ét.
263
Elektriske synapser
- Hurtig transmissionstid (den elektriske aktivitet i den præsynaptiske neuron påvirker den postsynaptiske neuron direkte)
- Forbundet via gap-junctions = ingen synaptisk kløft.
- Mange forskellige molekyler kan transporteres igennem gap-junctions.
264
Kemiske synapser
- langsommere transmissionstid (fordi der bruges neurotransmittere)
265
Neurotransmitteres mulige effekter på den postsynaptiske membran
- Binde til en receptor på den post-synaptiske membran.
- Diffundere ud af kløften.
- Nedbrydes enzymatisk.
- Re-optagelse i den præ-synaptiske celle vha. specifikke neurotransmitter-transportører. Altså kan neurotransmitterne genbruges.
266
Inhibitoriske synapser
Inhibitoriske kemiske synapser genererer et inhibitorisk postsynaptisk potentiale (IPSP), der gør Vm mere negativt (og det
derved er sværere at starte aktionspotentiale) ved at åbne K+ -kanaler så K+ ryger ud af cellen, og pumpe Cl- ind i cellen.
267
Excitatoriske synapser
Excitatoriske kemiske synapser genererer et excitatorisk postsynaptisk potentiale (EPSP) der bringer membranpotentialet nærmere threshold for aktionspotentialet (og der
kommer derved lettere aktionspotentiale), ved at åbne for kanaler så Cl- ryger ud af cellen og Na+ kommer ind (depolarisering).
268
Drugs kan virke på synapser på 8 forskellige måder
- Der kan lækkes neurotransmittere fra vesikel til præsynaptisk celles cytosol, hvorefter neurotransmittere så vil nedbrydes.
- Forøgelse af neurotransmittere til den synaptiske kløft.
- Neurotransmitterfrigørelse kan blokeres.
- Neurotransmittersyntese kan hæmmes.
- Reoptagelsen af neurotransmittere kan hæmmes.
- Enzymer der nedbryder neurotransmittere i den synaptiske kløft kan hæmmes.
- Kan binde til receptoren på den postsynaptiske membran og enten hæmme receptoren (antagonist) eller efterligne neurotransmitteren (agonist).
- Hæmme eller stimulere frigørelsen af second-messengers i det postsynaptiske celle.
269
Toksiners indvirken på synapsen
- Blokerer Na+ -kanaler, og dermed aktionspotentialer.
- Blokerer eller stimulerer neurotransmitterfrigørelse.
- Stimulerer eller blokerer receptorer
- Blokerer eller stimulerer neurotransmitternedbrydning.
270
Acetylcholin (ACh)
En neurotransmitter, der både findes i PNS og CNS.
Syntese sker i præsynapsen vha enzymet cholin acetyl transferase (CAT) og nedbrydning sker i den synaptiske kløft vha enzymet acetylcholinesterase (AChE).
For meget ACh i kløften giver overstimulering (muskelkramper).
Der findes to typer af receptorer som ACh virker på:
- Nikotinfølsomme , ligandgatede ionkanaler der sidder på postsynapsen i neuromuskulære junctions.
- Muscarinfølsomme , G-protein koblede receptorer (GPCRs). Her er atropin en god antagonist.
271
Catecholaminer
En gruppe af hormoner og neurotransmittere, herunder adrenalin (primært hormon), noradrenalin (primært neurotransmitter) og dopamin. Receptorer for disse er GPCRs og kaldes adrenergic receptorer. Der findes α-adrenergic receptorer (herunder α1 og α2) og β-adrenergic receptorer (herunder β1, β2 og β3).
272
Glutamat
Virker excitatorisk. Man skelner mellem to typer af glutamatreceptorer:
- Metabotrofe glutamat receptorer, som også er GPRCs.
- Ionotrofe glutamat receptorer, herunder AMPA receptorer og NMDA receptorer.
273
GABA (gamma-aminobutyric acid)
En neurotransmitter. GABA-receptorers vigtigste funktion er at dæmpe signaler fra excitatoriske neuroner. Dette sker ved at GABA inducerer hyperpolarisering, der besværliggør aktionspotentiale, og dermed reducerer neurotransmitterfrigørelse. GABA-receptorer findes i præsynapsen.
274
Glycin
Fungerer som neurotransmitter, og Glycin-receptorers funktion er, ligesom GABA-receptorers, at dæmpe signaler fra excitatoriske neuroner.
275
Neuropeptider
Små peptider der dannes i neuroner. De dannes ofte ud fra en precursor-form, som i sig selv er uden biologisk aktivitet.
Een type neuropeptider er endorfiner/endogene morfiner. Deres vigtigste funktion er at forhindre overførsel af smertesignaler, og kan også give en euforisk følelse.
276
Gliaceller
Axoners myelinering dannes af gliaceller, der er non-neuronale. 6 typer af gliaceller:
- Schwanske celler
- Oligo-dendrocytter
- Ependymale celler
- Microglia
- Satellit celler
- Astrocytter
277
Det centrale nervesystem (CNS)
Hjerne og rygmarv.
278
Det perifere nervesystem (PNS)
- Nerver der forbinder CNS med kroppens muskler, kirtler og sensoriske organer.
- I PNS ligger ganglier lige uden for CNS. Det meste af PNS udgår fra disse ganglier og CNS.
- Der findes 12 par craniale nerver og 31 par spinale nerver i PNS
279
Afferent nervebaner
Iindadgående eller
sensoriske nervebaner, disse har soma i PNS og sender info til hjernen fra
sensoriske receptorer i deres terminaler, først via et langt perifert axon, der så går over i et kort, centralt axon.
280
Efferent nervebaner
Udadgående eller motoriske nervebaner, der har soma i CNS, og sender info fra hjernen til effektoren (muskel, kirtel, anden neuron, mm.), via langt, primært perifert, axon. Der skelnes mellem to forskellige typer efferent nervebaner:
- Somatisk PNS
- Autonomt PNS
281
Somatisk PNS
Dette er signaler der går til skeletmuskler, og dermed er viljestyrede. Her kører kun én neuron hele vejen fra CNS til skeletmusklen - og signaler kan kun føre til excitation af
skeletmusklen.
282
Autonomt PNS
Dette er det selvstyrende perifere nervesystem, der primært sender signaler til glat muskulatur, hjertemuskulatur, GI-neuroner og kirtler. CNS og effektoren er ikke direkte forbundet, men indirekte af to neuroner der mødes i en synapse i en ganglion på midten. Signaler kan være både excitatoriske og inhibitoriske.
283
Præganglionære
| neuroner
Neuroner i det autonome PNS, der forbinder CNS og effektor og hvis soma ligger i CNS, og hvis nerveterminal ligger i en ganglion.
284
Postganglionære neuroner
Neuroner i det autonome PNS der forbinder CNS og effektor, og hvis soma ligger i en ganglion, og hvis axon fortsætter perifert ud mod effektoren.
285
Sympatiske neuroner
De sympatiske neuroner i autonomt PNS udspringer fra bryst- og lænderegionen af rygmarven, altså fra hele midterregionen.
286
Parasympatiske neuroner
De parasympatiske neuroner i autonomt PNS udspringer fra
| haleregionen af rygmarven og hjernestammen.
287
Sensoriske systemer
* Somatisk
* Smerte
* Syn
* Hørelse og balance
* Olfaktion
* Smag
288
Klasser af sensoriske receptorer
* Mekanoreceptorer
* Thermoreceptorer
* Fotoreceptorer
* Kemoreeptorer
* Nocireceptorer (smerte)
289
Sensorisk receptor
Består af en afferent neuron med eller uden en specialiseret celle.
290
Sensorisk transduktion
Stimulus genererer et receptor-potentiale - et gradueret potentiale - kan være hyperpolariserende eller depolariserende. Depolariserende initierer et aktionspotentiale, hvis de bliver store nok til at overskride tærskelværdien.
Signalet videresendes til centralnervesystemet via afferente neuroner.
291
Adaption
Desensitivering af de sensoriske receptorer, hvilket leder til en potentielt nedsat
aktionspotentiale-frekvens.
Slowly adapting receptors : Konstant stimulus giver konstant (eller langsomt
henfaldende) receptorpotentiale, og dermed konstant aktionspotentiale frekvens.
- Findes steder der konstant skal overvåges, fx led- og muskelreceptorer.
Rapidly adapting receptors : Her stopper receptorerne meget hurtigt med at
respondere på stimulus.
- Nogle af disse, kaldt on/off respons , sender blot aktionspotentialer lige når stimulus
starter, og så først igen når det slutter.
- Dette kan fx være receptorer der registrerer trykket fra en stol når man sætter sig ned.
292
Sensorisk enhed
En enkelt afferent neuron med alle sine sensoriske receptorender (hver afferent neuron har typisk flere). Det sted på kroppen hvor en bestemt afferent neuron kan påvirkes sensorisk, kaldes det receptive felt for den neuron. Naboneuroners receptive felt overlapper ofte, så et stimulus påvirker flere receptorer.
293
Stimulustype
Kaldes også stimulus modalitet. Omfatter varme, kulde, lys, osv. Kan inddeles i submodaliteter, f.eks koldt og varmt eller sødt, salt, surt og bittert.
Én sensorisk receptor er typisk ekstra sensitiv overfor én modalitetstype. Alle receptorerne der hører til én afferent neuron vil dog være sensitiv over for det samme. Neuroner der deler receptive felter behøver dog ikke være sensitive overfor det samme.
294
Neurale reaktionsveje i sansesystemer
Afferente sensoriske pathways dannes af en kæde af neuroner, som former en opstigende pathway til det centrale nervesystem.
Specifikke og non-specifikke pathways
- Specifikke: pathway er unik hele vejen til den cerebrale cortex.
- Non-specifikke: polymodal neuron modtager stimuli fra felere afferente pathways.
Behandling af afferent information slutter ikke i de primære corticale modtagelsesområder, men fortsætter til associationsområder i den cerebrale cortex, hvor kompleks integration foregår.
295
Lateral inhibering
Fjernelse af informationen fra de perifere regioner -> forøgelse af kontrast mellem perifere og centrale regioner af sensorisk felt.
Interneuroner fra centerneuronen sender inhiberende signaler til sine naboer -> deres signaler mindskes og kontrasten øges.
296
Regulering af fødeindtag og energiforbrug
Når energiindtaget overstiger den energi der forbruges, begynder fedtdeponering, hvilket øger leptinsekretionen. Herved øges leptin-koncentrationen i blodet, hvilket indvirker på hypothalamus og sænker appetitten. Dette sænker fødeindtaget og øger den metaboliske rate.
