Loomafüsioloogia eksami kordamisküsimused (0)

LOOMAFÜSIOLOOGIA EKSAM
1. Lihtsa eluka närvisüsteem (selgrootutel)
Madalamatel loomadel on närvisüsteem esindatud üksteisest eraldatud närvirakkude sünapside abil seotud võrguga. (meritäht, lameuss , meriroosiline) Neuronite kehad koores ja närvikiud ning sünapsid tuumas.
Käsnad – puudub närvisüsteem pea täielikult. Neil pole üldse neuroneid , vaid mõned rakud talitlevad neuronitena.
Ainuõõssetel ns algeline . Üle looma kogu keha paiknevad hajusalt närvirakud, mis oma pikkade jätketega moodustavad närvivõrgustiku.
Rõngusside lihtne ns koosneb närvitänkudest, mis jätkeid pidi ühinedes moodustavad kõhtmise närviketi.
Ümarusside piki keha kulgevad närvitüved, mida ühendavad rõngasjalt paiknevad närvikiud; närvitänkude süsteem (looma algeline aju). Õisloomadel hulk neuroneid, mis suudavad üsna kiiresti infot juhtida. Kammloomadel on iga kammplaati kontrollivad rütmikeskused.
Lameussidel bilateraalsümmeetrilise ajuga närvisüsteem, neil 2 närvipõimikut.
Peajalgsete närvisüsteem sarnaneb suuresti limuste omale, kuid esimest korda loomariigis esineb siin KNS koondumine ajusse, mis kontrollib ja koordineerib väga paljusid funktsioone.
2. Keerulise eluka närvisüsteem (selgroogsetel)
Kõrgematel loomadel närvirakud koondunud kudedesse.
Närvirakkude kehad paiknevad seespool, nim hallolluseks. Aksonid ja muud juhteteed paiknevad väljaspool, nim valgeolluseks.
Mida kõrgemal evolutsiooniastmel loomad asuvad, seda vähem on neil närvitüvesid ja seda paremini on aju arenenud.
Hästiarenenud selgmine närvisüsteem. KNS koosneb peaajust ja seljaajust . Perifeerne närvisüsteem koosneb närvidest, mis toovad sensoritest infot ja viivad lihastesse käsklusi.
Imetajate autonoomne närvisüsteem on kõige keerukam kogu loomariigis.
Läbi seljaaju kulgeb palju juhteteid – ajust tulevad käsud ja sensoorne info läbib suures osas seljaaju. Peaaju ( eesaju , keskaju , tagaaju ). Tagaaju jaguneb 2ks: suur osa medullast ja väikeaju (mõningane osa medullast). Medullas paikneb hingamiskeskus, mis kontrollib sisse- ja väljahingamise tsükleid. Väikeaju kontrollib keha asendit, st säilitamist ja liikumist. Keskaju koosneb tektumist ja tegumendist.
Kõrgematel selgroogsetel on aju poolkerade hallollus liikunud üles ja moodustab siin ajukoore.
3. Närvisüsteemi töö põhimõtted ja ehitus.
Neuronid – erutuvad rakud, spetsialiseerunud AP edasi kandmiseks. Neuroni keha ja jätked . Jätked kahte tüüpi: dendriidid ja taksonid .
Neuroni keha: suur tuum, milles 1 suur tuumake (Golgi kompleks, mitokondrid , ribosoomid). Neuroni ÜL – valgusüntees .
Närvisüsteem jaotunud tuumaks (sisemine kiht) ja kooreks (välimine kiht)
Gliia – koosneb närvisüsteemi mitteneuraalsetest rakkudest. Selgrootutel seotud ainult närvirakkudega, selgroogsetel närvirakkude ja kapillaaridega.
Gliiarakk tagab neuronite strukturaalse stabiilsuse neid ümbritsedes
KNS gliiarakk 4tüüpi: oligodendrotsüüt , astrotsüüt, mikrogliiarakk, ependüümirakk.
Loomade närvisüsteemid on võrgustikud, mis koosnevad sensoorsetest, vahe- ja motoneuronitest.
Närvisüsteem saab informatsiooni väliskeskkonna kohta läbi meeleretseptorite vastavates meeleelundites, ning sisekeskkonna kohta läbi siseelundites, lihastes, veresoontes, südames ning mujal organismis paiknevate retseptorite.
KNS koosnevad peaaju ja seljaaju. Kesknärvisüsteem on kaitstud ajukelme poolt, mis koosneb kolmekihilisest membraanide süsteemist.
4.Lihaste tüübid selgroogsetel
Vöötlihased - toonilised, kontrakteeruvad väga aeglaselt, vajavad mitmekordset stimulatsiooni kontrakteerumiseks. Kasut püsiva kehaasendi hoidmiseks. Sisaldavad rohkesti müoglobiini.
faasilised, selgroogsetel veel kiired ja aeglased lihased. Sõltub harjutamisest ja närvidest. Sisaldavad vähem müoglobiini. Kontraktsioon sõltub stimulatsiooni summatsioonist.
silelihased – kõik rakud kontakteeruvad samaaegselt.
Südamelihased – genereerivad ise närviimpulsse.
Putukate lennulihased – vastavalt igale närviimpulsile toimub 1 lihaste kontraktsioon. (sünkroonsed lihased)
1 närviimpulsi mõjus toimub mitu kontraktsiooni, kuni 40 (asünkroonsed lihased)
5. Lihased selgrootutel
Sünkroonsed lihased, asünkroonsed lihased e fibrillaarsed lihased 100- üle tonni löögi sekundis.
Silelihased – rõngusside ja peajalgsete liikumislihastes on müofibrillid asetatud spiraalselt.
Mõnedel teistel molluskitel ja nt okasnahksetel on heeliksikujulised silelihased.
Karpide sulgurlihas – u 3x tugevam, kui tavaline vöötlihas:
-paramüosiini olemasolu, - vajab suht vähe energiat
Vähilaadsete sõrad- eriline asetus- suur ristlõikepindala.
Ämblikud sirutavad hüdraulilise rõhu teel jalgu.
6. Gaasivahetus selgrootutel
Loomad, kellel ei ole spetsiaalseid gaasivahetusorganeid organismis – ainuraksed, käsnad, ainuõõssed, lameussid , ümarussid , suurem osa rõngusse.
Ainuraksetel toimub hapniku omastamine ainult difusiooni teel läbi membraani. Läbi membraani on hapniku dif aeglane ja süsihappegaasi dif kiire. See limiteerib organismi suuruse.
Terve kehapind gaasivahetuseks väiksetel organismidel, lamedad, püsivalt niiskes kk-s. Tekivad spetsiaalsed katete piirkonnad, mille läbitavus ja pindala kindlustavad gaasivahetuse. / Lõpused , kopsud , trahheed
Hulkharjasussid kasutavad parapoodiume. Okasnahksetel ka spets nahalõpused. Limustel ripsepiteel .
Trahheed - võimalik hingata ainult õhus, harunevate torude süsteem, tekkinud kattekoest.
Trahheed esinevad kakanditel, küüsikloomadel, ämblikulaadsetel, putukatel .
7. Gaasivahetus selgroogsetel
Lõpused kaladel nt (keha sisepinna väljasopistised)
Mudahüpik kasutab hingamiseks nahka. Gaasivahetuspinnad paiknevad keha sees, õhku liigutatakse. Hingamisteed ja epiteelid hoitakse alati niiskena.
Kopsud (sissepoole tunginud või sisse sopistunud kehapind). Kahepaiksetel kopsud algelised, nahahingamine. Lindudel alveolaarset ehitust. Trahheed pikemad kui imetajatel + 5paari õhukotte. Õhukotid ei osale gaasivahetuses. Kopsud ühesuunalised. Imetajatel alveolaarne ehitus, väga suur hingamispind.
8. Loomorganismide energeetika (ainevahetuse tase, E bilanss , produktsioon )
Ainevahetuse tase ehk kalorimeetria :
mõõta otseselt ja kaudselt (mõõtes kas hapnikutarbimise taseme või süsihappegaasi produktsiooni, saame hinnata ainevahetuse taset.
Energiabilanss: *Looma C=P+R+U+F / loom aktiivne – lisandub töö W
*Omastatud energia A=C-F *Metaboolselt kasutatava energia M=C-F-U
*SDE ja E sümbiontidest : metaboolselt kasutatavast energiast kulub ära söömisel ja seedeprotsessis ning kaob soojusena; E tuleb sümbiontsete organismide fermentatiivsetest protsessidest.
*Puhas looma E *100A/C: herbivooridel 40-60%, karnivoorid , vedelike tarbivaid loomad.
Produktsioon: Osa assimileeritud energiast, mis kasut ära kudede kasvamisel.
Efektiivsuse määramine: 100P/(P+Mp)
Kanamunas ~364kJ; 159kJ assimileeritakse tibus; 109kJ (rebu, membraanid , jääkproduktid); 96kJ kaob metabolismi( ainevahetus ) tõttu.
9. Termoregulatsioon endotermidel
Endotermia putukates:
* Puhke ajal ei tooda putukad piisavalt soojust, et end soojendada . Soojus tekib lihastest lendamise ajal.
Konformerid (sõltub kk) vs termoregulaatorid (suudab ise kontrollida)
Füsioloogiline vs käitumuslik termoregulatsioon. Eurütermne loom – aktiivne laias kehatemp vahemikus. Stenotermne loom – aktiivne kitsas temp vahemikus.
Kehatemp vs keskkonnatemp vs soojusvahetus nende vahel:
* soojusjuhtivus * konvektsioon *kiirgus *vee aurumine
Endotermide kehatemperatuur on reguleeritud täpsete mehhanismide abil. Tavaliselt kõigub nende kehatemperatuur 37 – 39 °C vahel, lindudel on see mõnevõrra kõrgem, ulatudes 40 – 42 °C.
Endotermid külmas kliimas: võimaldavad neil kehatemperatuuri säilitada (spetsiaalsed soojusvahetid, BAT, talveuni ) (isolatsioonikihi paksus jms). Soojusjuhtivus väheneb karva paksuse kasvades. Suurte loomade karvastik võib olla üsna paks, väiksed loomad aga ei saa endale lubada väga paksu karvastikku. Teatavast väärtusest pikem karv hakkab takistama nende liikuvust. Seetõttu on just väikesed loomad need, kes talveund magavad. Paljud hülged ja vaalad elavad arktilistes meredes, kus vee temperatuur on väga madal. Lisaks sellele on ka vee soojusjuhtivus palju suurem. Sellistel loomadel on kolm võimalust: • elada madalama kehatemperatuuriga; • suurendada põhiainevahetuse taset et kompenseerida madalat keskkonnatemperatuuri, või • parandada isolatsiooni vähendamaks soojuskadu . Nii vaaladel kui hüljestel on naha all paks kiht rasva, mis talitleb peamise isolaatorina. Nahatemperatuur on praktiliselt sama, mis ümbritseva vee oma. Kui pinna temperatuur on praktiliselt sama kui keskkonnatemperatuur, siis liigub väga vähe soojust pinnalt keskkonna. Rasvakihi paksus on ca 50 mm, selle kehapoolses osas on temperatuur enam-vähem kehatemperatuuriga võrdne. Hüljestel on nahaaluses koes palju veresooni, mille abil saavad nad oma kehatemperatuuri väga täpselt reguleerida. Nagu me oleme juba näinud, nõuab endotermide soojusisolatsioon külma kliima puhul metaboolse soojuse toodangu suurenemist proportsionaalselt temperatuurilangusega. Mõned linnud kasutavadki seda mudelit, kuid on linde, kes sellest hälbivad. Temperatuuri alanedes muutub osade lindude katete soojusjuhtivus – suled aetakse kohevile.
Endotermid kuumas kliimas: Suured loomad soojenevad kiiremini ja jahtuvad aeglasemalt kui väikesed, see tuleb keha pindala ja massi suhetest. Kaamel saab kasu juba sellest, et ta on suur. Kui kaamel kasutaks oma keha jahutamiseks vett, kuluks seda umbes kaks korda vähem kui inimesel. Soojusmahtuvus peegeldub kehatemperatuuri tõusus. Normaalse kaameli kehatemperatuur kõigub keskmiselt kahe kraadi piires – 36 kuni 38 °C. Kuid kui kaamel ei saa juua, on ööpäevased temperatuurikõikumised palju suuremad. Hommikul võib temperatuur olla isegi 34 °C ja kõrgeim temperatuur pärastlõunal kuni 41 °C. Kui kaamel kaalub umbes pool tonni, siis 7 °C temperatuuritõus vastab umbes 2900 kcal suurusele energiahulgale ehk 5 l veele . Lisaks vee kokkuhoiule on sellel veel teinegi funktsioon. Kui kehatemperatuur on kõrge, väheneb gradient keskkonna- ja kehatemperatuuri vahel ning soojust lisandub vähem. Kolm peamist põhjust, miks ta kaotab vähem vett: • kehatemperatuur on kõrgenenud soojuse akumulatsiooni tõttu; • kõrgenenud kehatemperatuur vähendab soojusvoogu keskkonnast organismi; • karvastik isoleerib looma keskkonna soojusest.
10. Termoregulatsioon ektotermidel
Ektotermid elavad väga erinevates keskkondades , nii soojas kui külmas. Vähestes keskkondades on temperatuur stabiilne, varieerudes ainult paari kraadi piires aasta jooksul.
Ektotermid külmas kliimas: Ektotermide kehatemperatuur sõltub peamiselt keskkonnatemperatuurist, seega on peamine oht külmumine , kui temperatuur langeb alla nulli. Külmumisel tekkivatel jääkristallidel on kudedele äärmiselt destruktiivne mõju – kuna vesi külmudes paisub , lõhuvad jääkristallid rakke ja kudesid . Ektotermsed loomad on arendanud võitluseks külmaga komplekti biokeemilisi ja füsioloogilisi mehhanisme, mida saab kokku võtta mõiste ‘ külmakindlus ’ alla. Teada on kaks erinevat strateegiat: loom võib olla külmumiskindel ja taluda jää moodustumist kehas (kuid mitte rakkude külmumist), või mittekülmumiskindel ja surra, kui kehas tekib jää. Viimasel juhul peavad loomad suutma vältida jää teket isegi temperatuuridel -40 – -50 °C. Pole teada ühtegi looma, kes suudaks täieliku külmumise üle elada. Küll on aga selliseid, kes suudavad taluda kehavedelike külmumise (rakud jäävad selle juures puutumata). Külmumiskindluse puhul on oluline vältida rakkude külmumist. Mõned loomad sisaldavad aineid, mis kiirendavad kehavedelike külmumist. Need on enamasti väga hüdrofiilsed valgud , mille struktuuris on palju hüdrofiilseid kohti, mis organiseerivad veemolekulid korrapäraselt, vähendades niimoodi jäätumisele kuluvat energiat. Mittekülmumiskindlad loomad võivad jahtuda madalate temperatuurideni ilma et kehas tekiks jää. Alajahtumisvõime on oluline loomadele, kes elavad keskkonnas, kus esineb hootist külma. Mõnede konnade kehavedelike külmumispunkt on -0,6 °C juures, kuid nad võivad jahtuda kuni -8 °C ilma et kehas jää moodustuks. Teadaolevatest loomadest kõige külmumiskindlam on üks Alaskas elav putukas , Rhabdophaga strobiloides, kes elab üle isegi -60 °C pakase. Polaarsete alade kalad elavad aga vees, mille temperatuur on sageli -1,8 °C (st merevee külmumispunkt). Nimelt sisaldavad nende kalade koed ja kehavedelikud antifriise, aineid, mis alandavad vee külmumispunkti mõjutamata sulamistemperatuuri. Glütserool mõjutab külmataluvust kahel viisil: • alandab allajahtumispunkti ja suurendab tõenäosust, et looma kehas jääd ei teki, ning • kaitseb organismi külmumisest tekitatud kahjustuste eest
Ektotermid kuumas kliimas: Pole teada ühtegi looma kes suudaks elada ja läbida oma täieliku elutsükli kõrgemal temperatuuril kui 50 °C. Kuid puhkeseisundis loomad suudavad taluda üsna kõrgeid temperatuure . Üks ekstreemsemaid näiteid on kärbse Polypedium vastne , kes dehüdratiseerunud seisundis suudab taluda temperatuuri kuni 102 °C ühe minuti vältel ja peale seda edukalt läbida metamorfoosi ning sigida. Ühe mageveevähi (Triops) munad paiknevad kuivanud mudas ja säilitavad eluvõime läbi suve, kusjuures keskkonnatemperatuur võib tõusta kuni 80 °C. Laboratooriumis säilitasid need munad 16 tunni jooksul eluvõime 103 °C vees. Kala Cyprinodon diabolis elab allikas nimega Devil's Hole, mille temperatuur (33,9 °C) on muutumatuna püsinud ilmselt viimased 30 000 aastat. Maksimaalne letaalne temperatuur selle väikese kala puhul on ligikaudu 43 °C.
11. Osmoregulatsioon läbi loomade evolutsiooni (erinevate mehhanismide kasutamine)
Osmoregulatsioon läbi loomade evolutsiooni:
* Merevees elavad loomad
-Osmootilist gradienti ei ole. -Osmoregulatsiooniks ei ole vaja energiat kulutada. -Kehapind on suure permeaablusega. -Esineb mõningane ioonide regulatsioon.
*Merest riimvette: raku ruumala muutmine
-Kehapinnal ei ole osmootilist gradienti. –Rakusisene osmoregulatsioon, et rakk kohaneks muutunud tingimustega. –Kehapind on suure permeaablusega. –Esineb ioonide regulatsioon.
*Magedamasse riimvette, NaCl imendumine
- Kehasisene vedelik hüperosmootiline. –Aktiivne NaCl imendumine ja uriini tootmine.
-Kehapind vähenenud permeaablusega. –Osaline ioonide regulatsioon. ( Vähk )
*From brackish water to fresh water: increased osmotic gradients!
-Kehasisene vedelik hüperosmootiline. –Aktiivne NaCl imendumine ja uriini tootmine.
–Kehapind väga madala permeaablusega. –Osaline ioonide kontroll. (Konn)
*Esimesena maal:
-Niisked elupaigad . –Kehapinna permeaablus vee suhtes väheneb. –Vee säästmiseks mõned halvasti arenenud kohastumused .
*Mageveest maismaale:
-Vere madal osmootiline rõhk. –Kehapinna madal permeaablus. –NaCl transpordimeh-d ning vee reg. –Eellased mageveest.
*Tagasi vette:
-Vere madal osmolaarsus . – Vastupidine gradient algsetele mereloomadele. –Veekadu kompenseeritakse joomisega. –Soolade imendumine korvatakse aktiivse NaCl ja vee eritamisega.
12. Hormonaalne kontroll loomorganismis (selgrootutel)
Endokriinne süsteem selgrootutel
•Ainuõõsed: ( hüdra ) rakud eritavad aineid, mis osalevad reproduktsioonil, kasvul ja regenereerumisel
•Lameussid: Aine, mis osaleb regeneratsioonil, esinevad ka hormoonid, mis osalevad osmootsel ja ioonsel regulatsioonil, aga samuti paljunemisel
•Ümarussid:Paljud parasiidid , esineb neuroendokriinne eritussüsteem ( ganglion peapiirkonnas), mille abil kohanevad perioodiliselt muutuva keskkonnaga
• Rõngussid : Hulk-, väheharjasussid ja kaanid omavad juba keerukamat ajusüsteemi, suhteliselt hästi arenenud tsirkulatsioonisüsteem ja ka aju sisaldab suhteliselt palju neurosekretoorseid neuroneid.
13. Hormonaalne kontroll loomorganismis (selgroogsetel)
Hormoonid eritatakse vereringesse ja sealt kantakse toimekohtadesse.
Hormoonid muudavad selliste kudede ja organite aktiivsust, millesse nad toimivad .
Endokriinsüsteemi funktsioonideks on nii looma normaalse kasvu, rakkude ainevahetuse, paljunemise, adaptatsiooni, sisesekretoorsete näärmete endokriinsete osade talitluse kui ka organismi homöostaasi tagamine.
Hormoonid eritatakse viimajuhadeta valdavalt järgmistesse kehavedelikesse – verre, lümfi, peaaju-seljaaju vedelikku, koevedelikku. Seejuures tehakse vahet signaalainetel: kui signaalained liiguvad mingi osa vereringes on tegemist hormoonidega ja signaalaineid, mis liiguvad koevedelikega nimetatakse koehormoonideks.
Endokriinsüsteem on tihedalt seotud autonoomse närvisüsteemiga (juhtivaks elundiks on ajuripats ), neid koos nimetatakse neurohumoraalseks regulatsiooniks.
14. Eritusorganid loomariigis
•Varieeruvad suurel hulgal
•Kuid enamasti on tegemist suure hulga tuubulitega, kus paiknevad kohastunud apikaal ja basaalpinnaga rakud.
Protonefriid: leekrakud e solenotsüüdid:
• Protonefriid
– Umbsete otsadega tuubulite süsteem.
–Esineb lameussidel, mõnedel keriloomadel, mõnedel rõngussidel ja limustel.
•Tuubulid ulatuvad üle terve keha
–Väikseimad tuubulid lõppevad umbse leekrakuga
–Beating of cilia moves water and solutes through flame cells
–Wastes are secreted through pores called nephridopores
•Need tuubulid eritavad lahjendatud vedelikke.
Metanefriidid:
•Ehk avatoruneerud
•Nt rõngussidel
–Igas lülis avatud otsaga metanefriidide paar
– Contain a ciliated funnel called a nephrostome
–Wastes pass through a coiled collecting tubule
–Passed into bladder and then are secreted from nephridopores.
•Metanefriidid koosnevad avatud otsaga tuubulitest, mis koguvad kehavedelikke tsöloomist ning toodavad lahjendatud uriini eritamiseks.
Malpighi sooned:
•Neermõigud
•Putukatel ja teistel maismaalse eluviisiga lülijalgsetel
eemaldavad hemolümfist
lämmastikuühendeid ning
osalevad osmoregulatsioonis.
Selgroogsete neerud :
*osalevad nii eritamises kui ka osmoregulatsioonis.
From filtrate to urine
•Filtrate contains water, salts (like NaCl), bicarbonate ions, hydrogen ions, urea, glucose, amino acids