Inimene kui tervik (2)

INIMENE KUI TERVIKORGANISM
Knspekt raamatust BIOLOOGIA GÜMNAASIUMILE III OSA, Tartu 2001, lk. 119- 129
Ivi Rammul
Energiabilanss
Eluprotsessideks vajalik energia saadakse orgaaniliste ainete oksüdatsioonil.
Kui palju inimene energiat vajab sõltub:

• vanusest
  
• üldisest aktiivsusest
  
• keha massist
  
• pärilikkusest
  

Energiabilanss sisaldab kõiki energialiike, mida organism saab, kaotab või akumuleerib.
E (energia) = A ( ainevahetus ) + K (kasvuks kasutatav) + M (soojusena eralduv metaboolne energiakadu) + V (seedimata toidujäänustes sisalduv energia) + U (uriinis sisalduvad energiarikkad ained) + T (töö)
Puhkeolekus: E= A+K+M+V+U
Aktiivse töö korral: E= A+K+M+V+U+T
Hingamine ja vereringe
Eluprotsessideks vajalik energia saadakse orgaaniliste ainete oksüdatsioonil.
Hingamine toimub organismi rakkudes pidevalt ja gaasivahetussüsteem peab pidevalt rakke hapnikuga varustama.
Hingamine toimub meie tahtest sõltumtult. Hingamissagedus muutub automaatselt vastavalt vajadusele.
Hingamist reguleerib piklikaju . Piklikajust saadetakse impulsid rindmiku ja diafragma lighastesse, kui need kokku tombuvad algab sissehingamine.
Kui kopsud on piisavalt õhku täis, peatab hingamiskeskus korraks signaalid hingamislihastesse, need lõtvuvad ja järgneb automaatne väljahingamine.
Hingamise regulatsioon toimub vere süsihappegaasisisalduse alusel. Süsihappegaasi sisaldus sõltub otseselt kehalisest aktiivsusest. Pingutuse ajal ka anaeroobsest glükolüüsist pärit piimhappesisaldus veres kasvab.
Süsihappegaasi ja piimhappe kontsentratsiooni tõus veres põhjustab vere pH languse, millele on tundlikud hingamiskeskuse retseptorid ja selle tagajärjel kopsude ventilatsioon intensiivistub.
Hingamiskeskusest lähevad signaalid ka südame tööd kontrollivatesse närvikeskustesse. Südame löögisagedus kasvab ja veri hakkab rohkem hapnikku laiali viima ja süsihappegaasi välja viima.
Lisaks hingamisgaaside sisaldusele veres mõjutavad südame tööd veel järgmised tegurid:

• adrenaliin , hormoon vastuseks stressile, erutusele või teistele emotsioonidele
  
• jäsemete liigutamine, arvatakse, et jäsemetes olevad pingeretseptorite signaalid annavad hingamiskeskusele teada, et varsti hakkab vere hapnikusisaldus langema ja CO2 tõusma. Need signaalid suurendavad südame löögisagedust ja hingamine intensiivistub.
  

Verresuhkrusisalduse kontroll
Rakud vajavad pideval glükoosiga varustamist.
Glükoos jõuab verre:

• süsivesikute seedimisel
  
• glükogeeni lagundamisel (glükogeen on varupolüsahhariid maksas ja lihastes)
  
• glükoosi sünteesil mittesüsivesikutest (rasvu ja valke lagundades)
  

Veresuhkru tase tõuseb peale sööki ja püsib kõrgem kaks tundi.
Veresuhkru taseme reguleerimine toimub tagasiside meetodil
Kui veresuhkru liiga kõrge

• eritub kõhunäärmest INSULIINI ( hormoon ), mis aktiveerib rakumembraanis asuvad transportvalgud ja võimaldab glükoosil rakku siseneda. Insuliin aktiveerib ka glükoosi kasutamist rakus.
  

Kui glükoosi hulk veres liiga madal

• hakkab kõhunääre sünteesima GLÜKAGOONI (hormoon), mis aktiveerib omakorda ensüümid , mis hakkavad glükogeeni lagundama glükoosiks. Tekkinud glükoos läheb verre ja sealt rakkudesse.
  

Maks kontrollib veres sisalduvaid aineid
Maksa läbib intensiivne vereringe. Kõik sooltest verre imenduvad toitained juhitakse kõigepealt maksa. Maksa siseneva vere hulk varieerub sõltuvalt söömisest möödunud ajast ja söödud toidu iseloomust. Maksast väljuva vere hulk on pidevalt stabiilne. Maksa rakud on eriti tundlikud insuliini suhtes ja seal on palju glükoosi ainevahetusega seotud ensüüme.
Maksa ülesanded:

• vere glükoosisisalduse kontroll
  
• aminohapete sisalduse kontroll
  
  • keha ei suuda hoida valkude varu. Tavaliselt saame toiduga rahkem valke kui organism vajab ja maks lagundab need aminohapped, mis üle jäävad
    
• plasmavalkude süntees (näiteks verevalke albumiini ja fibrinigeeni, mis on olulised vere hüübimise puhul)
  
• punaste vereliblede süntees lootel (hiljem sünteesib punaseid vereliblesid luuüdi)
  
• vere punaliblede lagundamine
  
• kahjulike ainete lagundamine
  
  • osad kahjulikud ained toodab organism ise ( vesinikperoksiid ), osad satuvad organismi väliskeskkonnast ( alkohol , keemilised toidulisandid).
    
  • Maks lagundab ka veres ringlevaid hormoone (on vaja peale mõjumist verest eemaldada ), näiteks insuliin lagundatakse kümnekonna minuti jooksul
    
• sapi tootmine ( sapp vajalik rasvade seedimisel)
  
• rasvade sisalduse kontroll
  
• vitamiinide varu säilitamine
  
  • märkimisväärses koguses A, B, B12 vitamiine (mitmeks kuuks)
    
  • vaske ja rauda väheses koguses
    
• kolesterooli süntees (kolesterool vajalik kui kudede ehitusmaterjal ja algmaterjal steroidhormoonidele, sapphapete ja D- vitamiini tootmisel)
  

Eritamine ja veebilanss
Eritamisega tegelevad neerud, kops (veeaur ja CO2), nahk (vesi ja soolad )
Eritamine – ainevahetuse jääkide eraldumine kehast nerude (kops,nahk) kaudu
Defekatsioon – seedimata toidujäänuste eemaldamine
Inimkehas on palju vett.
65 kg kaaluval inimesel on 40 l vett, sellest:
- 28 l rakkudes

• 9-10 l koemahla rakkude vahel
  
• 2-3 l vereplasmat
  

Koevedelike reguleerimisel on suur osa neerudel.
Neerud:

• hoiavad, et jääkproduktid (vesi, uurea , kaaliumioonid) ei koguneks organismi
  
• filtreerivad pidevalt verd (jääkproduktid kogunevad uriini ja eralduvad kehast)
  
• reabsorbeerivad olulisi aineid (glükoos, vesi)
  

Uriin on neerudes toimuva lõpp-produkt
Inimese lämmastiku ainevahetuse jääkprodukt on uurea. Uurea sünteesitakse maksas siis kui organismis on liigselt aminohappeid . Aminohapetest tekib algul ammoniaak (väga mürgine), sellest sünteesitakse uurea (ohutu).
Neerude töö:
Verevarustus väga intensiivne (1,2 l minutis ).
Neerudesse sisenev veri on suure rõhu all muidu filtratsioon ei toimu.
Esmasuriin sisaldab alguses kõiki aineid, mis nefronist läbi filtreeruvad (peaaegu samad ained mis vereplasmaski). Ainult suuremad valgud ja vererakud ei mahu läbi nefronite pooride. Hiljem reabsorbeeritakse aktiivselt kõik need ained, mida organism vajab. Kehast eemaldatakse need ained , mida tagasi ei imata. Reabsorbeeritakse 99% esmasuriinist. Uriini tekib umbes 1cm³
minutis.
Inimese veebilans.
Sisse: joogiga 2/3, toiduga 1/3, tekib kehs oksüdatsiooniprotsessides (glükoosi lagunemise lõppsadus)
Välja: ained lahustunud kujul uriini koosseisus , väljahingamisel, naha kaudu väljuvad vesi ja soolad
Osmoos – lahusti difusioon poolläbilaskva membraani kaudu väiksema lahustunud aine konsentratsiooniga lahusest suurema lahustunud aine konsentratsiooniga lahusesse.
Osmoos on organismide veekasutuse olulisemaid tegureid. Osmoosi teel rakkudesse tungiv vesi tekitab neis pingeoleku. Loomade keharakkudes säilitavad osmootse rõhu (rõhk mis peab mõjuma suurema kontsentratsiooniga lahusele, et osmoos katkeks) erituselundid.
Ajus, hüpotaalamuses, asuvad osmoretseptorrakud , mis on tundlikud vere osmootse kontsentratsiooni suhtes.
Kui vere osmoodne kontsentratsioon tõuseb, siis on see signaaliks, et veekadu on suurem kui vee saamine.
Hüpotaalamus reageerib sellele kahel viisil:

• stimuleerib ajus asuvat janukeskust
  
• stimuleerib ajus asuvat käbikeha sünteesima antidiureetilist hormooni
  

Mida rohkem on veres antidiureetilist hormooni, seda enam imatakse vett esmasuriinist tagasi.
Kui organismis on vett liiga palju, muutub veri lahjemaks. Hüpotaalamuse retseptorid tunnevad selle ära ja vähendavad antidiureetilise hormooni eritumist verre. Seega imatakse ka vähem vett organismi tagasi. Selle tagajärjel uriini hulk suureneb ja on lahjem.
Termoregulatsioon
Inimene on püsisoojane organism.
Normaalne kehatemperatuur on 37º C, mis võib kõikuda 1º kas üles või alla poole.
Soojust toodetakse ainevahetusreaktsioonide tagajärjel (kõikjal kehas, eriti töötavates lihastes). Soojuse kogus sõltub ainevahetuse tasemest, tõuseb füüsilise töö puhul ja adrenaliini toimel.
Keha temperatuuri kontrollimine käib soojuskadude vähendamise või suurendamise kaudu.
Termoregulatsioonikeskus on hüpotaalamus.
Hüpotaalamus „mõõdab“ vere temperatuuri, kui see tõuseb või langeb, aktiveeritakse hüpotaalamuse mõjul vastavad mehhanismid ja tulemuseks on higistamine või külmavärinad.
Nahas paiknevatelt temoretseptoritelt saab hüpotaalamus infot ka väliskeskkonna temperatuuri kohta. Selline info jõuab tahtelist tegevust kontrollivasse aju piirkonda ja tundes kuuma või külma võtame vastu otsuse reageerimiseks.
Soojusbilanss
Soojust võib saada või kaotada neljal viisil:

• soojusjuhtivuse teel
  

soojusülekanne ühelt kehalt teisele, kui need on omavahel kontaktis
( soojus liigub alati kõrgema temperatuuriga kehalt madalama temperatuuriga kehale)
Erinevatel materjalidel on erinev soojusjuhtivus . (õhk on halb soojusjuht , vesi hea soojusjuht, soojuskadu toimub vees 25-30 korda kiiremini kui õhus)
Halva soojusjuhtivusega ained on head soojusisolaatorid. Inimesel täidab soojusisolaatori rolli nahaalune rasvkude .

• konvektsioon
  

soojuse juhtimine õhu- või vee vooludega
(riided vähendavad soojakadu tekitades naha lähedale liikumatu õhu kihi)

• aurustumine
  

aine muutumine vedelast olekust gaasiliseks
vee aurustumisel neeldub suur hulk soojust (seega jahutav toime)

• soojuskiirgus
  

soojakadu infrapunase kiirguse näol
suur on soojuskadu katmata kehaosadelt (pea, kael , käed)
Kriitilised temperatuurid
25º – 30º C
ei kulu püsiva temperatuuri säilitamiseks energiat – termoneutraalne tsoon
Ülemine kriitiline temperatuur – temperatuur , mille juures vereringe intensiivistumine nahas ja higistamine ei suuda enam tagada organismi normaalset temperatuuri
Kui temperatuur ületab ülemise kriitilise piiri, siis

• hakkab kehatemperatuur kiirest tõusma (ensüümid kehas töötavad kiiremini ja toodetakse veel rohkem sooja)
  
• higistamine enam ei jahuta keha, kuna nahk on juba 100% higiga kaetud
  

Kui kehatemperatuur tõuseb 42-44º C , tähendab see ülemise letaalse temperatuuri saavutamist ja mõne aja pärast inimene sureb . (Miks?: Ensüümid denatureeruvad. Ainevahetus ei ole enam tasakaalus, sest ensüümid töötavad erineva intensiivsusega. Osad ensüümid töötavad kiiremini kui teised ja nii võivad kuhjuda mõned ainevahetuse vaheproduktid, samas kui eluliselt tähtsaid lõppprodukte jääb puudu. Rakud kahjustuvad pöördumatult.)
Alumine kriitiline temperatuur – temperatuur , mille juures organism ei suuda enam püsivat temperatuuri säilitada
Kui temperatuuri alandada alla kriitilise piiri, siis

• ei suuda organism enam sooja toota
  
• ainevahetus peatub ja saabub surm
  

Miks kehatemperatuur tõuseb? PALAVIK
(Refereerides H. Jänes „Miks kehatemperatuur tõuseb“ ajakirjast „Tervis“)
Kehatemperatuuri kõrgenemise kutsuvad esile palavikku tekitavad ained ehk pürogeenid. Väljas organismi sattunud pürogeenid on sagedasti viirustest ja bakteritest pärit ained (lipopolüsahhariidid). Pürogeenideks võivad olla ka organismi enda vigastatud rakkudest pärit valgud (n. peale operatsiooni).
Miks tekib külmatunne kui palavik tõuseb?
Väljastpoolt kehasse sattunud pürogeenide toimel moodustuvad sisetekkelised pürogeenid (valgud, mille mõjul ajus sünteesitakse rasvhapped – prostaglandiinid) ja nad nihutavad peaajus paikneva termoregulatsioonikeskuse talitluse kõrgemale temperatuurile. Siis käitub soojusregulatsioonisüsteem nii nagu oleks välistemperatuur langenud, mistõttu tuleb teha kõik keha soojuse säilitamiseks (naha veresooned ahenevad , higinäärmed lõpetavad tegevuse, sooja vere juurdevool nahasse väheneb ja nahk muutub jahedaks). See tekitab külmatunde, millele lihased vastavad kokkutõmmetega (külmavärinad). Samal ajal tugevdab termoregulatsioonikeskus ainevahetuses oksüdatsiooniprotsesse, millega vabaneb rohkesti soojust. Nii tekibki palavik (soojust tekib rohkem kui ära antakse).
Vähese või mõõduka palaviku kasulikkus:

• sisetekkelised pürogeenid ergutavad immuunsüsteemi (moodustub rohkem antikehi ja õgirakke)
  

Kõrge palaviku kahjulikkus:

• häirib närvisüsteemi talitlust
  
• halveneb söögiisu ja pidurdub seedenõrede eritumine, süljeeritus väheneb
  
• häirub ensüümide talitlus