BIOLOGIAÉRETTS ÉGIZŐKNEK

1. K Ö T E T

Szerző: Dr. Szerényt Gábor

A T E R M E S Z E T R O L T I Z E N É V E S E K N E K

BIOLOGIAERETTSEGIZOKNEK

Felkészítő könyv közép- és emelt szintű I ^

érettségire készülőknek M GIMNÁZIUMOK

ES SZAKKÖZÉPISKOLÁK SZÁMÁRA

MÁSODIK, j a v í t o t t KIADAS

M OZAIK KIADÓ - SZEGED, 2011

Szerző:DR. SZER ÉN Y I GÁBORRátz Tanár Úr EleUmuhjas gimmízitimi uinár

Bírálók:G Y U LA IN É SZENDI ÉVA közéjyiskohi Uuiúr

HORVÁTHNÉ KUNSTÁR ANDREAközépiskolai lanár

Felelős szerkesztő:NAGYM IHÁLY MÁTYÁS

Anyanyelvi lektor:VARRÓ SÁNDOR

Borítóterv, tipográfia: Reményfy Tamás M űszoki szerkesztő: Varga TündeAhrák: Dr. Bodor Z<>ltáuu Gönczi Anikó, M olnár Mónika, Szenfinnai Péter Fotók: Bozsó Márton, Vadász Sándor, képügynökségek. Mozaik Archívum

_Kirendelt szakértők: Ahrahám Julianna, Balogh Tamás, dr. Borvendég Márta

Minden jog fennt;ulvii, beleértve <\ sokszorosítás, a inú bővített, illetve rövidített változata kiiidiisiiiiiik jogát is. A kiitdó ínlsbcli hoz^iijiuulásii nclkül sem a teljes mű. sem iinn<tk rdsze semmiféle fomiában nem sokszorosítható.

KERETTANTERV:OM Keictlantei v 17/2004 (V .2 0 .) OM lendelel. 3. sz. m elléklet M OZAIK Kcrellantervrendszer 17/2004 ( V 20.) OM rendelet

EN(;KDKLYS/ÁM: KIIF/U6-9/2011

ISBN 97H 963 697 650 7

© M O /A IK KIADÓ - S/K (;EI), 2010

ALAPISMERETEK

íÍÍ*.|t

I

II. fejezetA SEJTES ÉS A NEM SEJTES

RENDSZEREK

III. fejezet A GOMBÁK

ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

IV. fejezet AZ ÁLLATOK

VILÁGA

• V. fejezet

^ VI. fejezetÁZJEMBER

J á n v íC ’k ö D É s E f 11.

1

•f■ > ^,'W

T a r t a l o m

■' I. fejezet A L A PISM E R E T E K

1. A biológia tudománya ........................................... 10

2. A biológia vizsgálati módszerei ......................... 14

3. Fizikai, kémiai alapismeretek 1............................. 17

4. Fizikai, kémiai alapismeretek II............................ 21

II. fejezet A SE JT E S ÉS A NEM SEJTES RENDSZEREK

5. A rendszerezés alapjai .......................................... 26

6. Nem sejtes rendszerek .......................................... 30

7. Önálló sejtek, baktériumok .................................. 33

8. Egysejtű eukarióták ............................................... 36

III. fejezet

A GOM BÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

9. Többsejtűség (gombák, növények, állatok) ...... 40

10. A gombák felépítése .............................................. 45

11. A zuzmók és a mohák ........................................... 50

12. Szervi differenciálódás a növényvilágban ....... 53

13. A szövetek .............................................................. 57

14. Gyökér, szár. levél ................................................ 59

15. A vízmolekula és a szén-dioxid-molekula útja ... 64

16. A virág és a termés ................................................ 66

IV . fejezet

1 í S Í T * ÁLLATO K VILÁGA , ^- - 1 'á l 17. Szervi differenciálódás az állatvilágban ........... 72

18. Az állatok szövetei ................................................ 76

19. Szaporodás és egyedfejlődés ............................... Sl

.5*: ; 20. Az állatok viselkedése .......................................... 84

Tartalom

V. fejezetAZ E M B E R ÉLETM Ű K Ö D ÉSEI I.

21. A homeosztázis ..................................................... 90

22. A kültakaró ............................................................. 91

23. A vázrendszer ......................................................... 94

24. Az izomrendszer .................................................... 99

25. A táplálkozás ........................................................... 103

26. A légzés ................................................................... 115

27. Anyagszállítás az ember szervezetében ............ 123

28. A kiválasztás ........................................................... 132

29. Az immunitás ......................................................... 137

30. Az ember szaporodása és egyedfejlődése ................................................... 144

VI. fejezetAZ EM B ER ÉLETM Ű K Ö D ÉSEI II.

31. A szabályozás információelméleti vonatkozásai és a sejtszintű folyamatok .................................... 152

32. Az idegrendszer általános jellem zése ................ 159

33. A testérző rendszerek ............................................ 167

34. A látás ....................................................................... 169

35. A hallás és az egyensúly-érzékelés, valamint a kémiai érzékelés ................................. 174

36. A testmozgató rendszerek .................................... 178

37. A vegetatív szabályozás ....................................... ISO

38. Az emberi magatartás biológiai-pszichológiai alapjai ....................................................................... 183

39. A társas viselkedés alapjai ................................... 186

40. Az idegrendszer egészségtana ............................. 188

41. A hormonrendszer és működése ........................ 192 1

)

A szövegben vastagon szedet­tek a legfontosabb fogalmak, kifejezések. Dőlttel a további fontos fogalmak szerepelnek.

A tem atikus egységek elején a részletes érettségi követelmé­nyek olvashatók.

KOZKI^S/INTfl követelm ény:

O A témához taitozó ismere­teket pontokba rendeztük.

KMKr;r S/INTÜ követelm ény:

O A számozás egyszemvé te­szi a téma megtalálását.

KÍSÉRLETEK. VIZSGÁLATOKA könyvben megtalálható az érettségi vizsgán szereplő vala­mennyi kísérlet leírása.

TAPASZTALAT MAdVARÁZAI': A kísérletekhez részletes m a­gyarázót tartozik.

Emelt szintA tematikus egységek végén hal­ványkék alapszínen találhatók az em elt szintű érettségi v izsgához szükséges anyagok.

Kedves érettségire készülő fiatalok!Egy olyan kiadványt tartanak a kezükben, mely szervesen kapcsolódik valamennyi gimnáziumi, illetve szakközép­iskolai biológiatankönyvhöz, és segíti mind a közép-, mÉnd pedig az emelt szintű biológiaérettségire való fel­készülést. E könyv alkalmas az egyéni tanulásra, de hasz­nos kiegészítő lehet a biológia fakultációs órákon is.

A kétrészes kiadvány első kötete 6 fejezetből áll. A kötet 41 tematikus egységre bontva tekinti át az érett­ségin előforduló növénytani, állattani, etológiái, sejtbio­lógiai, valamint embertani ismereteket. Ezeken belül ki­emelt hangsúlyt kaptak azok a témák, amelyek ugyan a középiskolás tantervekben kisebb súllyal szerepelnek, azonban az érettségi követelm ényrendszerben rész­letesebben jelennek meg. Ennek m egfelelően eltérő a kidolgozottságuk: míg egyesek a teljes anyagot tartal­mazzák. addig mások inkább vázlatosak, az anyag átis­métlését segítik. A könyv minden eleme a minél eredmé­nyesebb felkészülést szolgálja.

A pontos célkitűzés kialakításához valamennyi tema­tikus egység elején szerepeltetjük a hozzá tartozó részle­tes érettségi követelményrendszert.

A követelményrendszer és a tematikus egységek fel­dolgozása az érettségi szintjeinek megfelelően történik. A középszintet követik a csak emelt szinten elvárt isme­retek, melyeket halványkék aláfestés jelez.

A kiadvány segít a már tanult biológiai ismereteket rendszerezni, illetve más összefüggésében újrafogalmaz­ni azokat. Jellegénél fogva tehát nem pótolja vagy váltja ki az általában használt tankönyveket. A felkészülést mindenképpen célszerű az adott témához tartozó tan­könyvi anyag átismétlésével kezdeni.

A kiadvány sok táblázatot, magyarázó rajzot tartal­maz, melyek a rendszerezé.st. az elvonatkoztatást, a fo­lyamatok értelmezését szolgálják. Könyvünkben kidol­gozva és magyarázattal ellátva megtaláljuk a középszint­hez szükséges valamennyi szóba jöhető gyakorlatot is.

A felkészüléshez jó munkát. <tz érettségi vizsgához sok sikert kíván

a Szeraő.

10 ALAPISMERETEK

1. A biológia tudománya (emelt szintű anyag)

KMKLT SZINTŰ követelm ény:

O Éilelmezze működő rendszerként az élő szervezeteket.

Ö Fogalmazza meg az élő rendszerek általános tulajdonságait: anyagcsere, homeosztázis, ingerlékenység, mozgás, alkalmazkodás, belső egység, időzítő és irányító mechanizmu­sok (biológiai óra), növekedés, szaporodás, öröklődés és öröklődő változékonyság, evo­lúció. halandóság. Hozzon példát ezekre.

© Fogalmazza meg a különbséget a feltevés (hipotézis) és az elmélet (teória) között.

O Éilélmezzén biológiai kísérletei, ismertesse a szempontokat, ismerje föl a kísérleti változót.

© Ismertesse a modellalkotás lényegét.

O Az Élő anyagAz élőlényeket az élettelen anyagoktól az életm űködések különböztetik meg. Az élet első definícióját Claiule Bem ard [klód bernái) (1813-1878) francia természettudós adta meg, aki úgy fogalmazott, hogy az élet a „minden élőlényben közös jelenségek összessége”.

O Az életjelenségekEgy régebbi meghatározás szerint élő nz a rendszer, amely életjelenségeket (lo.i. ábra) mutat.

Az életjelenségeket két csoportba osztjuk: az önfenntartó vagy vegetatív életjelenségek és a szaporító (önreprodukáló) vagy generatív életjelenségek csoportjaiba.

Az önfenntartó életjeienségek az anyagcsere, az aktív hely- és heiyzetváltoztatás képessége, az ingerlékenység és a szabályozottság. Az önreprodukáló életjelenség a szaporodás képes­sége.

Az anyagcsere: Az élőlények nyílt anyagi rendszerek, mert a környezetükből különböző anyagokat és energiát vesznek fel, és oda különböző anyagokat, valamint energiát adnak le (táplálkozás, légzés, kiválasztás). Az anyagcsere eredményeképpen a testüket felépítő anya­gok folyumutosun megújulnak.

Élet|elenségek

Önfenntartó (vegetatív) Szaporító (önreprodukáló)

anyagcsere

aktív hely- és helyzetváltoztató mozgás

ingerlékenység

$2dt)ályozott$ág

10.1. Az életjelenségek c.soportosítósa

szaporodás

A BIOLÓGIA TUDOMÁNYA 11

Az siktív hely- és helyzetváltoztatás a mozgás képessége. Az élőlények saját energiájuk felhasználásával a helyüket vagy egyes testrészeik helyzetét meg tudják változtatni.

Az ingerlékenységük révén az élőlények a környezet megváltozásait érzékelik, és azokra reagálnak. Az adott válasz lehet mozgás, lehet váladéktermelés, stb. A reakció mögött az anyagcsere-folyamatok megváltozása áll.

A szabályozottságon azt értjük, hogy az élőlények az őket körülvevő környezet szünte­len változásai ellenére, viszonylag állandó belső körülményeket tudnak biztosítani önmaguk számára. Példiíul az állandó testhőmérsékletű egészséges ember testhőmérséklete 36,4-36,9 ®C között van a külső hőmérséklet folytonos ingadozásai ellenére is.

Az önfenntartó életműködések eredményeképpen az élőlények növekednek és fejlődnek. A növekedés során az élőlény anyagfelépítő folyamatai meghaladják a lebontó folyamatok mér­tékét, ezáltal megváltozik a testméret és a testtömeg. A fejlődés minőségi változósok sorozata, amely differenciálódással jár. Ez azt jelenti, hogy új, az addigiaktól eltérő felépítésű és mű­ködésű testrészletek alakulnak ki. Az önfenntartó működések az egyedek életét biztosítják.

A ta jfenn ta rtó életjelenség a szaj)orodás. az önreprodukció képessége. Az egyedek élete véges, az élőlények ennek ellenére nem pusztulnak ki, mert képesek önmagukhoz hasonló utó­dok létrehozására, biztosítva ezzel az élet folytonosságát.

VÍRUSörökít^inyag

Az életkritériumokA felsorolt életjclenségck nem csak iiz é lő anyagot jellem zik. Például egy pohár víz a környezetével anyagcserét folytat, anyagot ad le oda (páro-log) és anyagot vesz fel belőle, ineit oldódik benne a levegő oxigéntailalina. Egy gépkocsi aktív m ozgással halad az úton. egy telített oldéitból kiváló szilárd réz- szulfát-kristály növekedik, inért egyre nagyobb lesz. A kémiai folyamiilok közül az autokatalltikus reakciók a szaporodáshoz hasonlíthatók. (A z autokatalitikus reakciók öngyorsítók. A z au- tokataliz4Ítor felgyoi-sít egy olyan kémiai reakciót, amelynek saját maga a tenneke. A folyamat előiehaladtával mind több é s több autokataliziítor keletkezik, amely a folyamat mind gyor­sabbá válását eredményezi, é s egyre több autokatalizátor áll rendelkezésre). Ugyanakkor a felsorolt eletjclenségek nem min­degyike szükséges íihhoz. hogy egy rendszert élőnek tekintsünk.Például a növények közül aktív helyváltozt<)tásra egyik faj sem képes.

fehérjeburok

BAKTÉRIUM

Korszem megközelítésben oz élethez oz éietkrítérín- mok egységes megléte szükséges. Természetesen az élet­kritérium okat úgy kell m egválasztani, hogy azoknak minden élő, de csak azok feleljenek meg, valamint úgy. hogy az élő rendszerek az összes életkritériumnak egy­aránt megfeleljenek.

Az életprogram : Minden élőnek rendelkeznie kell egy olyan infom m iórem lszerrel, amely a felépítésére és a működésére vonatkozó utasításokat tiirolja. Földün­kön ez a vegyület a DNS.

örnkit Sunyüg

sejtpliizma

sejtfal

sejtháilya

11.1. Egy vírus és az élőlények közé t<u - tozó baktérium felépítése

12 ALAPISMERETEK

Ezenkívül rendelkeznie kell egy olyan rendszerrel is, amely a DNvS-ben rejlő taitalmat ér­telmezi és megvalósítja, továbbá az információrendszer megőrzéséről, sokszorosításáról, illetve az utódokba történő átadásáról gondoskodik.

A vírusok például azéil kerültek ki az élők köréből, meit van ugyan életprogramjuk, de le­olvasó és végrehajtó rendszerük nincsen, (ii.i.úbni)

A biológia! anyagcsere: Az élet kritériuma az anyagcsere olyan formája, amely során az élő vtx\á^zt\ fe<ievii képes saját an\ai>- és energiaszükséf>lefér. Ezekben az anyagcsere-fo­lyamatokban központi szerephez jutnak az önszaporító körfolyamatok, amelyekben a részt ve­vő vegyületek apró lépésekkel alakulnak át a következő vegyületté. Az önszaporítás teremti meg a növekedés belső feltételeit.

A stabilitás: Az anyagcsere egymással szoros kapcsolatban álló, egymásra épülő folya­matai stabilitást biztosítanak az élőlényeknek. Ez egyrészt migyfokii helső áfUnulósásot (homeosztázist) jelent, másrészt azt, hogy a külső körülmények megváltozásaila is képes úgy reagálni, hogy belső állandóságát megőrizze, azaz mfierfékeny.

A szabályozottság: A szabályozottság a kiegyensúlyozott és folyamatos működés alapfel­tétele. Már az anyagcsere-folyamatok kémiai szinten is szabályozottak, és erre magasabb szin­ten is további olyan szabályozórendszerek épültek ki, amelyek ugyancsak az anyagcsere-folya- matokra gyakorolt befolyásukkal fejtik ki hatásukat.

A szervezettség: Minden élőlény egy önálló, működő rendszer. Az életkritériumok együttes megléte szervezeti egyedkénr jelenti az életet.

Az evoliicióképesség: Az egyedi élet nem lett volna elegendő az élővilág sokszínű kibon­takozásához, ugyanis nem képes biztosítani a változást, a fejlődést, alkalmazkodást. Ehhez az szükséges, hogy az örökítőanyog változékony legyen, biztosítson egy olyan genetikai sokfé­leséget, amely lehetővé teszi azt. hogy a változatok közül azok szaporodjanak csak el, ame­lyek le ro b b an alkalmazkodnak az éppen jellem ző környezeti feltételekhez.

Az életkntériumok az élet egyöntetű megfogalmazását teszik lehetővé: élő az, ami megfelel az életkritériumoknak. Napjainkban ennek azéil van jelentősége, mert a Földön kívüli élet le­hetőségeit is kutatjuk. Az élet létezésének megítélése pedig csak azonos alapelvek szerint tör­ténhet.

Az életkritériumokon kívül az élő rendszerekre számos egyéb általános tulajdonságuk is van, amely nem ki itériuma az életnek, de jellemző az élőlényekre. Ilyen például a töresfejlődés során a periodikusan változó környezeti tényezőkhöz való alkalmazkodás, a biológiai óra. Ez az egyes élettevékenységek genetikusán rögzült ritmusában nyilvánul meg. Például az állatok aktivitása a periodikusan változó fényerősségtől függ. Vannak nappal aktív rovarok, például a nappali lepkék; alkonyaikor aktív rovarok, például a szúnyogok többsége: valamint c.sak éjjel aktív rovarok, mint a bagolylepkék.

O A vizsgálati szempontok és a vízsgálómódszerekMinden kutatási tevékeny.ség, az alkalmazott módszerektől függetlenül, főbb elméleti lépései­ben megegyezik. Mindenekelőtt is a megválasztott témából adódik egy problémafelvetés, amelyre a kutató választ vár. Ennek megválaszolása céljából gyakran előzetesen megfogalma­zódnak különböző feltevések és elképzelések, azaz hipotézisek. A hipotézisek igazolására el­

A BIOLÓGIA TUDOMÁNYA 13

m életek (teóriák) születnek, ezeket a későbbiek során igazolni kell, vagy el kell vetni. Ennek el­döntésére szolgálnak a kutatómódszerek. A ku tatási tevékenység során végígjegyzőkönyvef kell vezetni, amelyben pontosan fel kell jegyezni a végrehajtott eljárásokra vonatkozó minden kiindulási adatot, majd minden megfigyelést, minden észlelést, változást. Ezek birtokában tör­ténik meg a tapasztalatok értékelése, elemzése, a következtetések levonása. A folyamat lezái á- sát követően az eredményt a kutató publikálja szakcikk vagy tudományos előadás formájában.

B A kísérlet

A k ísérle t lényege, hogy a vizsgálandó jelenséghez a körülményeket a kutató alakítja ki. A kísérletek egyváltozósak, azaz egyetlen körülmény m egváltoztatásával zajlanak, így egyéilelműen állapíthatók meg az ok-okozati összefüggések. Mindig kell lennie egy kontroll- nak, amelyre a változtatás előtti, eredeti állapotok a jellemzőek, ez az összehasonlítás alapjául szolgál.

Például annak az eldöntéséhez, hogy a nyál-ainiláz enzim milyen körülmények között a legoptimálisabb működésű, több kíscrletsoroziít elvégzése szükséges. Meg kell állapítani például, hogy milyen hőmérsék­leten és milyen pH-éiléken a leghatékonyabb. Először be kell állítanunk kémcsövekben egy olyan enzim ­sorozatot, amelyben minden kém cső azonos mennyiségben tailalmaz enzimet, elbontandó keményítőt, desztillált vizet stb. (tehát egy törzsoldatot mérünk szét kém csövekbe), é s az egyes kém csövek tartalma csak a hőmci-sékletcben különbözhet. A második sorozatban állandó hőmérséklet mellett a szctmci t törzsoldatok pH-Ját változtatjuk m eg. és ilyen köi-ülmények között mérjük az enzim aktivitásiít.

O A modellalkotásA m odellkészítés a bonyolult jelenségek vizsgálatára szolgáló eljárás. A modell segítségével a valóságban lezajló folyamatokat utánozza a kutató. A jó modell élethűen működik, annak ellenére, hogy a valóságnak csak a vizsgálat szempontjából lényeges elemeit tartalmazza. Hogy mi a lényeges elem. azt a kutató maga dönti el, ez a probléma megoldására felállított hi­potéziséből következik.

A matematikai modellektől kezdve a meghatározott működést végző makettekig nagyon sokféle modell létezik. Mivel a biológiai jelenségek nagyon összetettek, számos elemük, té­nyezőjük van. és a kutató óhatatlanul egyszerűsít a modellben, így nagy a bennük rejlő hiba- lehetőség.

Például az em lőstüdő légcseréjének m echaniz­musait jó l szemlélteti a Donders-modell [dánderszl (1. .1. áivra). A z üveg alján lévő gum iiem ez a re­keszizom légzésben játszott szerepét mutalja. Ha az üvegből a külvilágba vezető c.sövet a csappal el- záijuk, a lufi és az üveg fala közötti tér a két mell- háHyjuéteg közötti térhez válik hasonlóvá. Ha a gu- milemezt lehúzzuk, az üveg fala és a lufi közötti tér téifogatíi megnő, ezéit a nyomása lecsökken- A lufi térfogata passzívan követi a téifogat-növekedést, ezéil a benne lévő légnyomás is lecsökken, é s a le­vegő a külvilágból bele fog áramlani.

14 ALAPISMERETEK

2. A biológia vizsgálati módszerei

KÖZKI^SZINTŰ követelmény:

O Tudja használni a fénymikroszkópot.

© Tudjon nyúzatot. kapaiékot készíteni, metszetet elemezni.

O A fénymikroszkópA z e lső fénymikroszkópot alighcincm n holland Janssen [jánszen] testvérek alkották ineg 1590-ben. A görög eredetű elnevezés Bainbergtöl [báinberg], V ll. Orbán pápa orvosától sziínnazik, jelentése: aprót nézni.

szem lenoe (<4;u]á]')

finom- és durva- bcállító cs;tvar

objektív (űrgyasztai

tükör

A fénym ikroszkóp egy összetett nagyí­tólencse rendszer (I4.i. ábra). Egy m edw nikai és egy optikai részből áll. A talp taitja a be­rendezést. amelyhez az állvány csatlakozik.Az állvány hordozza a tubust, amely a mik­roszkóp nagyítórendszerét foglalja magába.Alatta található a táigyasztal. erre kell helyez­ni a tái gylemezen elké.szített preparátumot.A preparátum és az optikai nagyítórendszer egymástól való távolságát - ezzel a képéle.*;sé- get - beállítócsavalókkal szabályozhatjuk. Ál­talában van egy durvább és egy fmomabb be- állítócsavar.

A fénym ikroszkóp működése a látható fény képalkotásán alapszik. A belső fényfor­rás közvetlen megvilágítást nyújt. Ha <t fény­forrás külső, akkor tükör irányítja a fényt az optikai rendszerbe. A tubus alján az elfor­gatható tárgylencséket (objektíveket) találjuk.Mindegyiken számok jelzik az elérhető nagyítás mértékét. A tubus felső végén, a szemünkhöz közel van a szemlencse (okuhu ). Valójában ez Is egy csőbe foglalt lencserendszer. Az okulárok és az objektívek cserélhetők, így ef>y mikroszkóppal többféle naffyítás is elérhető. Az éppen használt nagyítás az okulár és az objektív nagyítási értékének a szorzata. A fénym ikrosz­kópot elsősorban a sejtek és a szövetek vizsgálatára használjuk.

A mikroszkóp működésének fizikai lényege, hogy a vizsgálandó preparátuinot az objektív egyszeres és kétszeres fókusza között helyezzük el. A táigyról érkező és az objektíven áthaladó fénysugarak az op­tika törvényszerűségeinek inegfelelően a két,szeres fókusztávolságon kívül a tárgy nagyított, fordított állá- stj valódi képet hozz«ík létre. A z okulár oly<in távolságra van az objektívtól, hogy az objektív által létre­hozott kép az okulár fókuszán belül keletkezik. így az okulárban ennek a képnek m ég további nagyított, egyenes állású, látszólagos képét kapjuk. (A kép az objektív képéhez képest egyenes állású, a valósághoz képest fordított!)

14.1. A fénymikroszkóp részei

A BIOLÓGIA VIZSGÁLATI MÓDSZEREI 1 5

A fénymikroszkóp használata1. Állítsuk a mikroszkóp objektívét a legkisebb nagyításra.2. A durva beállítócsavarral emeljük a tárgyasztalt a legmagasabb pozícióba.3. Kapcsoljuk fel a beépített fényfonást, vagy a tükör segítségével világítsuk át a tárgyasz­

talon lévő nyílást.4. Helyezzük a preparátumot a tárgyasztalra úgy. hogy a fény nyaláb a vizsgálandó anyagon

haladjon keresztül.5. Süllyesszük le a tárgyasztalt addig, amíg éles képet nem látunk.6. Szükség esetén a finombeállító csavarral igazítsuk a kép élességét a szemünkhöz.

O NyúzatkészítésEgyes növényi szervek (lomblevelek, szárak) felületi rétege, a bőrszövet, egy hegyes csi­pesszel egyiétegű hártyaként könnyen leválasztható. Ezért ilyen úton is készíthetünk mikrosz­kópos vizsgálatra alkalm as preparátum ot. A Ktrgylemezre egy csepp vizet helyezünk, a nyiizatot rátesszük, majd fedolemezzel lefedjük. A lefedés során 45”-os szögben megdöntve illesszük a fedőlemezt a készítményt lefedő folyadékcsepp széléhez, és amikor a víz szétszalad a fedőlemez széle mentén, lassan engedjük rá a preparátumra. (15.1. ábra)

15.1. A nyúziitkcszítcs menete

KaparékkészítésHa a sejt egyes szilárd tartalmi részeit, például a keményítőt vagy a fehérjeszemcséket kíván­juk vizsgálni, és nem pedig a sejtes szerkezetet, akkor a metszési felületről lándzsatűvel ka- piuékoi készítünk. A kaparékot a tárgylemezen a vizsgálat előtt egy csepp vízben egyenletesen eloszlatjuk, majd fedőlemezzel a fent leírt módon lefedjük. (I5.2.ábra)

15.2. A k a p p m é k k é s z íté s m enete

16 ALAPISMERETEK

NYUZATKESZITES 1. vizsgálat

Készítsen bőiszöveti nyúzatot szobai ciklámen lomblevelének alsó felszínéről (fonákjáról).

ANYA(M)K Ki szobai ciklámen levele, szövettani csipesz, cseppentő, tárgylemez,fedőlemez, fénymikroszkóp, desztillult víz.

VK(íRKiiAjTÁs: A levél lemezének alsó felszínét csippentsük meg hegyes szövettani csi­pesszel, majd húzzuk le a bőrszövetet. (A csippentés általában mélyebbre sikerül, ezéit a nyúzat eleje rendszerint a lomblevél fotoszintetizáló alapszövetéből is taitalmaz vala­mennyit. Ezt a zöld színéről könnyű felismerni. A vizsgálathoz a már színtelen, egyrétegű bőrszövetet használjuk.) Tegyük tárgylemezre, cseppentsünk rá egy csepp vizet, majd fed­jük le fedőlemezzel. Vizsgáljuk a preparátumot közepes nagyítás mellett (kb. 10 x 20). Ké­szítsünk rajzot a nyúzat mikroszkópi képé­ről, é,s jelöljük rajta a látottakat!

TAPASZTALAT KS MA(íYAR.Á/AT: A levé lfo ­nákján a h(7rszövef egy sej/rétegű, a sejtek kanyargós köivonalúak, szorosan illeszked­nek egymáshoz- Jó! látszanak a gázcsere- nyílások hahszent alakú záráséjtjei is, ame­lyek (í bőrszövet többi sejtjétől eltérően zöld színtesteket is tartalmaznak. A gázcserenyí­lások zórósejtjei közötti légréseken kérész­iül párologtatás és gázcsere történik. 16.1. A ciklámen bőrszövetének mikroszkópos képe

KAPAREKKESZITES 2. VIZSGÁLAT

Készítsen kaparékot burgonyagumó felszínéről, és tanulmányozza a raktározó alapszövet­ben lévő keményítőszemcséket.

ANYAííOK t>»/KÖzÖK: burgonyagumó, lándzsatű, tárgylemez, fedőlemez, cseppen­tő. fénymikroszkóp. 1%-os kálium-jodidos jódoldat.

VK(iRi;ii.\jTÁs: Egy burgonyagumó vágási felszínét kapaijuk meg lándzsatűvel. A le­vált kaparékot tegyük tárgylemezre, egyen­letesen oszlassuk szét, majd fedjük le egy csepp 1%-os kálium -jodidos jódoldattal.Tanulm ányozzuk a készítményt közepes (kb. 10 X 20) nagyításon. Készítsünk rajzot a keményítőszemcsékről!

16.2. Keményít<5szeincsék mikroszkópos képe

i'APASZTALA'r KS MAííYARÁZAT: A keményítőzáiványok kerekdedek, vagy ovális alakúak. A jó d hatására feketés-liláskék színitekké válnak.

FIZIKAI. KÉMIAI ALAPISMERETEK I. 17

3. Fizikai, l(émiai alapismeretel( I.KÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Ismertesse a diffúzió és az ozmózis biológiai jelentőségét.

© Végezzen el egyszem plazmolízises kísérletet hagyma borszöveti nyúzatával.

KMKLT SZINTŰ követelm ény:

0 Ismertesse a szervezet ozmotikusán aktív anyagainak szerepét az életfolyamatokban (vérfehérjék a visszaszívásban, nyirokképzés).

17.1. A folyékony nitrogén páiolgúsii

O A diffúzió és az ozmózisA két jelen ség inegéiléséhez végezzünk c l gondolatban egy kísérletet. Induljunk ki abból, hogy az abszolút nulla fokon ( -2 7 3 ®C) az anyagok szilárd halmazállapotúak. Szilárd hal- inazállapotú az oxigén, a nitrogén, a v íz is stb. Ha egy ilyen rendszenel energiát közlünk (melegítjük), a molekuhík felveszik a hőt. eziíltal belső energiájuk növekszik. Egy bizonyos hő­m ennyiség közlése után a részecskék már annyi energiával fog­nak rendelkezni, hogy képesek lesznek egym áson elgördülni, aziiz folyékony halmaz<illapotba kemlnek. További hőközlés ha- tásúiit már annyi belső energiitjuk lesz. hogy kcpc.ssé válnak le­győzni II molekulák között lévő összetaitó erőket, és légnemű állapotba kerülnek (17.i. tíbni). Ha a gázhaliiiaz«íilapotban lévő anyaghalmazt egy elszigeteli rendszernek képzeljük el, amely a köm yezeteből nem képes további energiát felvenni, ám oda energiát sem tud leadni, a rendelkezésre álló energiakészlet egyadott éllék lesz. A belső energiával rendelkező részecskék szüntelen mozgásban lesznek, emiatt egym ás­nak ütköznek. Amikor az ütközés sonín az egyik részecske meglöki a másikat, akkor az, amelyiknek neki­ütköztek, felgyorsul. A másiknak viszont csökken ííz energiiikészlete. A lényeg: a szüntelen mozgás és lök­dösődés következtében a részecskék rövid időn belül teljesen egyenletesen elkeveredve fogják betölteni a rendelkezésükre álló teret.

Ha ugyiinezt a kísérletet úgy hajijuk végre, hogy két egyfonna nagys<igú Ziul teret egymástól egy olyan ráccsal választunk cl. amelyen ii gi'izmolekulák kényelmesen átférnek, cs a két térbe azonos mennyiségű, de különböző gázt engedünk, ugyancsak azt tapasztaljuk, hogy a kétféle gáz rövid idő alatt a két térben teljesen egyforma arányban lesz elkeveredve.

A difTúzió a részecskék - belső energiájára visszave­zethető - hőmozgásán alapszik, és eredménye az, hogy a részecskék a rendelkezésre álló térben teljesen egyen­letesen fognak elhelyezkedni. (17.2. áhra)

A diffúzió az alapja a sejtek életműködése szempont­jából több fontos fizikai-kém iai folyam atnak. Ilyen mindenekelőtt az ozmózis jelensége. Az ozmózis a víz­nek - mint oldószernek - feligárereszfő hártyán keresztül

V(2

KMn04

17.2. A k á liu in -p e m ia n g a n á t d if fú z ió ja

18 ALAPISMERETEK

íéksáteresztö hártya

im o l NaCi I lm o lN a lNa’

Q~

aci I í r

ci4** Na'*' rNa" Na"

18.1. Az ionok vándorlása ozinózís soián

féttsáteresziő hártyaI ^|1 mól N»‘pro(einái

J - N a '* ’ p r 'víz

V

• Na

4* Pr' Na

történi diffúziója. Ez olyan jelenség, amelynek során egy feiigátereszto háityán keresztül az oUtószera töményehh ohlatha áramlik ábra).

Ha egy üvegkádat egy olyan finom pórusú háilyával választunk el (pl. állati bél, celofán stb.). amelyen a víz­molekulák és a kisebb ionok akadály nélkül átjutnak, és az üvegkád egyik felét desztillált vízzel, a másik felét pedig tömény nátrium-klorid-oldattal töltjük fel, azt fog­juk tapasztalni, hogy hamarosan az üvegkád mindkét fe­lében azonos lesz a só koncentrációja. A diffúzió ugyanis nem csak a gázokra jellemző, a vízmolekulák és a bennük oldott anyagok is a gázokhoz hasonlóan viselkednek.A desztillált vízzel töltött oldalon térfogalegységenként több volt a vízmolekulák száma, mint a sóoldatban; a nátrium-klorid-oldatban nagyobb volt a só koncentrá­ciója, mint a desztillált vízben, tehát mindkét oldalról a nagyobb koncentrációjú helyről az alacsonyabb kon­centrációjú hely felé diffundálnak a részecskék (I8.2.ábra).A folyamat addig fart, amíf> az i<mok koncentníciója megnem egyezik, ekkor a rendszer d inam ikus egyensúlyi állapotba kerid.

Ha azonban az üvegkádba, a finom pórusú hártya egyik oldalára desztillált vizet töltünk, a másik oldalára pedig tömény fehéije- vagy cukoroldatot, más történik. A fehérje- vagy a cu- konnolekulák ugyanis nem férnek át az állati bél vagy a celofán finom pórusain, hanem csak a vízmolekulák mozgása figyelhető meg. A desztillált vizes oldalról a vízmolekulák egy része a fehérjeoldatba fog diffundálni, azaz a vízmoiekulák diffúziója egyirányúvá válik. (A víz­molekulák oda diffundálnak, ahol térfogategységenként kevesebb van belőlük, azaz a fe- héijeoldat irányába.)

Az ozmózis mértékét nyomásérfékkc'l (oxm oiikus nyomás) szokták kifejezni. Kísérleti kö­rülmények között ugyanis a töményebb oldatra gyakorolt nyomással lehet a víz beáramlását

18.2. Az oldószer vándorhisa ozmózis so* rán. (A pioteinát fchóijeioni jeleni.)

1 ■ B-* •

:

• - t e• ® 5 • f ' J

« . • . • • • •

• * ^ ír'* *

• * v .

V •• a,*"*• * s• •

• vizmotekuták > cii^ormolekuiák

vízmolekulákteheriemolekuták

klő

18.3. Ozinométerek

FIZIKAI. KÉMIAI ALAPISMERETEK I. 19

s«jtüreglurgor-úlUipot

H, 0

19.1. A phizjnolízis

H,0

megakadúlyozní, a nyomás nagysága pedig a két, félig- átereszto hártyával elválasztott oldat koncentrációkü­lönbségének a függvénye. Ha a fenti kísérletet úgy hajt­juk végre, hogy egy üvegkádban lévő desztillált vízbe függőlegesen egy olyan dugattyút helyezünk, amelynek alsó végét féligáteresztő háilyával lezártuk, a dugattyú hengerébe pedig tömény fehérjeoldatot töltöttünk, a du­gattyú felemelkedését fogjuk tapasztalni a fellépő ozmó­zis miatt. Ha a dugattyúra éppen akkora nyomást gyakor­lunk, hogy a vízbeiíiamlást megszüntessük, azaz a felemelkedést megakadályozzuk, a két oldat közötti ozmotikus viszonyok jellem zésére alkalmas nyomásértéket kapunk. (i«..VHbra)

M inél nagyvhh a kím vm tnkiókiilönhsé^ a két oldat töménysége között, aimál erőtdjesehh lesz o vízheámmlás a hígahh ohIatMI a töményebb oldatba. Minél töményebb egy oldat, annál nagyobb az ozmózisnyomása.

O PLAZMOLÍZIS VIZSGÁLATAANYAííOK KS KSZKÖZÖK: vöröshagyma, csipesz, szike, szövettani olló, fedőlemez, táigylemez, 2 db óraüveg, cseppentő, fénymikroszkóp. 10%-os KCl-oldat, desz­tillált víz.

vk(;rkil \ j t á s : Egy vöröshagymát bontsunk húsos alle- veieire, majd készítsünk róla bői-szöveti nyúzatot. Ebből vágjunk ki egy kb. 1 cm^-es felületű darabot. Helyez­zük 6raüvegen öt percre 10%-os KCl-oldatba, majd a megadott idő leteltével tegyük a nyúzatot tárgyle­mezre, és fedjük le egy cseppel azt az óraüvegen lévő oldattal. Vizsgáljuk a készítményt közepes nagyítás (kb. 10 X 20) alatt. Készítsünk rajzot a preparátumról!

3. VIZSGÁLAT

19.2. Hiigyma bóiNZÖvetc (fcstelt prepa- rálutn)

TAFASzrALvM* vs MA(íYARÁ/Al': A 10%-os káiUum-kloríd-oldat töményebb, mint a sejt plaz­mája, a sejthártya pedig féligáteresztő titlajdonságú. Ezért ozmózis megy végbe, a sejtplaz­ma vizet veszít (zsugorodik), és a sejfhártya elválik a sejtfaltól. A jelenség a plazmolízis. A plazmolízis ozjnózison alapszik.

_ - - J L - j i _ -

i m

•

. II “ 11”

• II _ l l _

c . >

•

. II ” 11“pbzmoizis CaClj hatására

19.3. A plitzmolízis két fonniíja

piazmotzís KCI hatására

20 ALAPISMERETEK

VKCíKKiiAjTÁs: Ezt követően a nyúzatot tegyük egy másik, desztillált vizet tartalmazó óiaüvegre. Várjunk öt percet, újra fedjük le, ezúttal desztillált vízzel. Vizsgáljuk a készít­ményt közepes nagyítás (kb. 10 x 20) alatt.

■i'Ai»Asy;rALA'r ks m a (;y a r á / .a i*: A sejtplaz/fumál hígahh oldathan az oz^nózis iránya for- (Utoít, a nagyobb vízkoncentníciójú külső térbiV víz áramlik a kisebb vízkoncentrációjú (íö- ményehh) sejt belsejébe, és a sejtplazma ismét kitölti a rendelkezésére álló teret a sejtfalon belül. A jelenséfi a Jeplazmolízis.

20.1. A noiinál növényi szövet (/\) és a IO%*os KCI*oldiit hittására bekövetkezett pUtzinolízís (li)

o A z o /in ó /is tia k nagy szerepe vun a nyirok* kcrín íics biztosításaiban. A nyirokkcringés a Ziírt vérkeringési rendszene! rendelkező gerincesek (így az ember) nyílt keringési rendszere (20.2. ábra).Keringő <myaga a nyirok, a véiplazinából szilnna- zlk. Ugyanis a kapilhírisok \'ékony falán a v érnyo­másának hatásm-a a plazma egy része átszűrődik, és a sejtek között sziibadon m ozgó szövelnetlv, nyirok fonn«yában található. A folyadék kiszűrő* dése következtében a vér sűrűsége nő, ezért a haj­szálerek későbbi szakaszaikon a vér növekvő oz* motikus nyomása miatt a kiszűrt nedv e g y részét vissziiszívják. Azonban mindig marad a szövetek között egy többé-kevésbé állandó koncentrációjií. főleg ionokat, esetleg kisebb molekulákat tartal­mazó. fehéijem entes nyirokmennyiség.A vér ozmózisnyomásának kialakításában min­den oldott molekuhíris anyag, a szőlőcukor, a karbamld, a húgysav részt vesz, kiemelkedő jelentősége iizonbim a véifehérjéknek van. Közülük ín elsősorban az albuminnak, amely relatíve nagy koncent- rációbiui v<m jelen a vérben (pl. a fibrinogénhez képest), és ami fontos m ég. hogy a mennyisége állan­dó (szem ben például a jelentős ingadozást mutató immunfehéijékkel).

nyirok

20.2. A tcstfolyadck <ú iunlása u kapilhírisok és u szö­vetek között

FIZIKAI. KÉMIAI ALAPiSMERETEK II. 21

4 . Fizikai, l(émiai alapismeretel( II.KÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Ism ertesse a felületen való m egkötődés biológiai jelen tőségét (enzim m űködés, talajkolloidok, kapillaritás).

© Mutassa ki az orvosi szén nagy felületi megkötőképességét festékoldattal.

KMELT SZINTŰ követelm ény:

© M agyaiázza el a kromatográfia elvi alapjait.

O A felületen való megkötődés (adszorpció)Valamennyi, felülettel rendelkező anyag a felületével érintkező gáznemű vagy folyékony anyagokat - legalább egy rétegben - megköti, azaz adszorbeálja. A levegőn (vagy bánnilyen másik gáztérben) lévő szilárd halmazál lapotú anyagokra ez éppen úgy igaz, mint az oldatban lévő anyagokra.

A vízben elkeveiedett vagy benne feloldódott anyagok részecskéinek méretét tekintve há­rom rendszert különböztethetünk meg. 7 uauométernél kisebb részecskék oldószerben való el- keveredésekor valódi oldatról. 1-500 nanométer közötti nu'refű részecskék elkeveredésekor kolloid oldatról, 500 nanométer feletti méretű részecskék közegl>en történő eloszlatásakor dur­va diszjyetz rendszerről beszélünk. A háromféle rendszer megkülönböztetése azéit indokolt, meit a tulajdonságaik lényegesen különböznek egymástól. A valódi o ldatok - például a nát- rium-klorid vizes oldata - az oldatok általános tulajdonságait mutatják, a bennük oldott ionoknak, illetve molekuláknak nincs felületük, ezért felületi anyagmegkötésről sem beszél­hetünk. A du rva diszperz rendszerek viselkedésére - ilyen példííul a vízbe szórt és azzal el- kevert homokszemcsék rendszere - a heterogén rendszerekre jellemző törvényszeioíségek ér­vényesek. Ezek a felületük arányában kötnek meg egy réteget a körülöttük lévő vízből. A két méret közé eső kolloid o ldatokat azért kell külön csoportba sorolni, mert sok olyan tulajdon­sággal rendelkeznek, amelyek sem a valódi oldatokra, sem pedig a durva diszperz rendsze-

Az eloszlatott (diszpergátt) részecske mérete

A tényt...

Fa)lagos felület (felület/térfogat)

Adszorpciós készség

Típusa

Példa

Durva diszperz rendszer

> 500nm

elnyeli vagy visszavefí (általában átlátszatlan)

kicsi

rossz

csapadékok

Kolloid rendszer

1-500 nm

szórja, ezért opák>s (Fafaday-Tyndall'jelenség)

nagy (maximális)

jó (nagy a részecskék fajlagos felülete)

hklrofil (vízmegkötő), hklrofób (víztaszító)

fetiérjecMat. szappanodat, köd. füst. kocsonya

Oldatok

< 1 nm

átengedi, ezért átlátszó

nincs fizikai fetület

NaCI-oldat, sósav. NaOH-oldat stb.

21.1. A fblyadékbiin elkeveredett vagy oldott iinyagok által létrehozott rend.szerek

22 ALAPISMERETEK

DiszpergálóDiszpergá lt részecske

közegGáz Folyadék Szilárd anyag

Gáz gázelegy aeroszol(köd)

aeroszol(füst)

Folyadék hab(tejszínhab)

emulzió(majonéz) szuszpenzíó

Szilárdanyag

szilárd hab (purhab)

szilárd emulzió

<gél. zselé)szilárd szol (füstüveg)

22.1. A kolloid rendszerek osztályozuisa

rekre nem jellemzőek. A biológiai szempont­ból fontos makromolekulák legnagyobb része pedig eléri a kolloid mérettaitományt. (2 i.i.úi)n))

A kolloidok egyik legfontosabb sajátossága, hogy a részecskék fojlűíios feiiiiete remikíviil naffy. A fajlagos felület a részecske tömegé­hez viszonyított felület aíVmyát jelenti. A való­di oldatok oldott ré.szecskéinek nincs felülete.A heterogén rendszerek szilárd komponensei­nek fajlagos felülete pedig a tömegükhöz vi­szonyítva méretük növekedésével egyre kisebb lesz. A diszpergált részecskék fajlagos fe­lülete tehát a kolloid állapotban a legnagyobb.

A vizes közegben lévő kolloidok stabilitásában éppen a nagy felületük a meghatározó. Az azonos anyagból álló szétoszlatott részecskék mindig azonos ionokéit kötnek meg. Ennek következtében töltésük is azonos lesz, és az azonos töltésűvé vált kolloid részecskék taszítani fo ^ák egymást, aminek következtében stabilitásuk jelentősen megnő.

Ha a kolloid méretű makromolekulák szabadon elmozdulhatnak a vízben, a kolloid rend­szer folyékony haimazállapotű, akkor szolról beszélünk. A szol szuszpenzió, ha a folyékony közegben szilárd részecskék vannak diszpergálva. Emulzió akkor, ha a diszpergált részecskék folyadékcseppek. Ha a kolloid részecskék hidrátburkuk hidrogén kötése ivei egymáshoz kapcso­lódnak. és egységes hálózatot képeznek, amelyben a részecskék nem képesek elmozdulásra, kialakul a gél vagy kocsonya állapot. A szol óvatos lehűtésével vagy lassú ütemű vízelvonással gél állapotba vihető. Megfelelő eljárással - például óvatos melegítéssel - a gél is szol állapotúvá alakítható. Ha a gélekből fokozatosan távolítjuk el a vizet, rugalmasságukat elvesztik, össze­zsugorodnak. majd kiszáradnak. A gél azonban víztaitalmának mintegy \5%-át még így is meg­őrzi. m eit a kolloidokhoz ez a vízmennyiség mint szilárdan kötött víz kapcsolódik (22.1. ábra).

Ha a kolloid részecskék stabilizáló ion- vagy vízburka megszűnik - például melegítés vagy vízelvonás hatására a diszpergált részecskék összetömörülnek, majd kicsapódnak a kolloid oldatból. A jelenség a koaguláció, amely a kolloid állapot megszűnését jelenti. Az oldott fe­hérjék koagulációja a denaturáció következménye. (Denaturáció a fehérje természetes szer­kezetének elvesztése.)

A vérben koüoidális m érettartom ányba esik a véiplazma néhány fehérjéje, pl. a fibri- nogén, az albumin, a globulinok.

A talajban a humusz és az agyagrészecs­kék is kolloidális méretűek (22.2. nhra). Mivel- ezek vízmegkötő képessége jelentős, a humusz­ban és agyagban gazdag vályogtalajok sokkal több vizet tudnak megkötni és tailalékolni. mint a homoktalajok. A kolloidiilis méi^tű ré­szecskék közötti hézagokban a víz gyorsan vándorol, illetve tartósan megm<uad. ez a haj- szálcsöve.sség, a kapillaritás jelensége. 22.2. A uilajkolloid

FIZIKAI. KÉMIAI ALAPISMERETEKII. 23

aktívcentnuni

ENZIM

egyikszubsztrái(A)

másik szubsztrát (B)

reakck)

23.1. Az enzimek működésének vázlatit

A sejtek kötött víztaitiílmának nagy szerepe van a magvak fagy- és szárazságtűrésében. A kiszaladt gél képes újra vizet felvenni, ez a folyamat a duzzadás. Duzzadás zajlik le például csírázáskor.

Az enzimműködésAz enzim úgy katalizál, hogy egy meghatározott pontján megköti a reakcióban részt vevő mo­lekulát vagy molekulákat (a szubsztrátot), így átmenetileg egy komplex jön létre. A megkötést az enzi mmolekulák felületén található egy vagy több aktív centrum teszi lehetővé. Ehhez kap- csolódik az anyag, amire az enzim hat. Az aktív centrum az enzimfehérje viszonylag nagy mo­lekulájának csupán kis része. Az átidakítandó anyag megkötésében szerepet játszó aminosavak általában nem egymás mellett helyezkednek el a polipeptidláncban. Az enzimmolekula háiom- dimenziós térszerkezetében a lánc feltekeredése során keiülnek egymás közelébe. így alakítják ki az aktív centioim speciális mintázatát. Ez a magyarázata nagyfokú fajlagosságuknak is. Csakis meghatározott anyag vagy anyagcsoport átalakulását segítik elő. (23.1. úhru)

© AZ ORVOSI SZÉN FELÜLETI MEGKÖTÖKÉPESSÉGÉNEK VIZSGÁLATA 4. VIZSGÁLAT

ANYAííOK 1«>»ZKÖZ()K: 200cm^-es Erienmeyer-lombik [erlenmejer], üvegtölcsér, szűrő­állvány, szűrőkarika, szűrőpapír, üvegbot, 200 cm-^-es főzőpohái\ dörzsmozsár törővel, vö­rösbor vagy fukszinoldat, 4 db orvosi széntabletta.

vk(;rkU;VItA.s : Öntsünk lombikba kb. 200 cm- vörös­bort vagy 5 -6 csepp fukszinoldattal megfestett vizet.A széntablettákat törjük össze a dörzs mozsárban, és te­gyük a folyadékot tailalmazó lombikba, majd jól ráz­zuk össze. Szűrjük le az oldatot. M ilyen színű lett a szűilet? Mivel magyaiázzuk az oldat színváltozását?

i'Ai*AS/;rALAr ks m a< ;yarázat: A kiinduláskor vörös oldat az aktív szénné! történt összekeverést követően el­veszítette a színét, ezért a szűrés során színtelen oldat csepeg te a tök sérhői A jelenség oka az adszorpció.

p

23.2. A z o rv o s i szén itdszorbciö ju

24 ALAPISMERETEK

O A kromatográfíaA kromatográfia szó szerinti fordításban színnel írást jelent. Először M. Sz. C vet orosz botanikus al­kalmazta a fotoszintetikus piginentek szétválasztására.

S /c tvá las/tási iiiiívclcf, diiielyct nagyon hasonló öss/cték ‘lű és s /crk c /ctií anyagoklx)! álló cic* ^vck s/.étválasxtására lehet fclhas/jiáliii. A szélvála.sztás alapját képező folyamatok szerint több for­mája ism éit.

A z ads/(»rpciós kromalo}*rána az e legy összetevőinek adszorpciós képességének különbségén alapszik. Ha az elegy m ozog, az adszorpciós felület áll, és az összetevők adszorpciója eltérő mértékű a felületen, a rendszer tehát komponenseire bontható. Adszoipciós kromatográfiával lehet például szű- rőpapíron szétválasztani a fotoszintézisben szerepet játszó vegyületeket egym ástól. Először egy összezúzott lom blevél anyagaiból alkoholos kivonatol készítünk. Ez valamennyi fotoszintetikus pig- mentvegyületet tartalmazza, van benne klorofill-a és *b. valamint karotin és xantofill is. Ha ebből az elegyből egy cseppet szűrőpapina cseppentünk, <izt tapasztaljuk, hogy a csepp a szűrőpapíron szét­folyik. és egy nagy színes folt keletkezik. Ha erre a foltra a megszáradását követően újra. többször is ism ételve tiszta kivonószert cseppentünk, az egyre kiterjedtebb lesz. A fotoszintetikus vegyületek azonban nem egyfonna mértékben kötődnek m eg a szűrőpapíron, ezért nem is egyfonna sebes.ség- gel vándorolnak az oldószercseppek hatására. Legtávolabbra az az összetevő jut, amelyik legkevésbé kötődik a szűrőpapírhoz, példiinkban a karotin és a xantofill. .Sokkal közelebb lesz a klorofill-b, végül a csepp középpontjához legközelebb a leglassabban vándorló (legjobban kötődő) klorofill-a marad. A szűrőpapírt száradás után szétvághatjuk, é s az egyes összetevőket külön-kijiön leoldhatjuk.

A mej*os/lá.si kniniatografía esetén az anyagkeveréket két egymássiil nem. vagy csak részlegesen elegyedő folyadékban oldják fel. am elyek összetevői a kialakuló fázisokhoz való eltérő oldódásuk­nak m egfelelően oszlanak m eg a különböző oldószerekben. A z egyik fázis ebben az esetben is ván­dorol. a másik viszont nem mozog.

A z ioncserélő krom atográfia kiindulópontja az, hogy a rendszerből ionok lépnek ki a rögzített felületre, amelynek anyagából cserébe, hasonló töltésű ionok lépnek a folyékony fiizisba.

A m ozgó- és állófiízis jellege szerint is csoportosíthatjuk a kromatográfiás eljárásokat. A l’olya- (lék-kn>niatográna során egy szilárd állófázis és egy ezzel nem elegyedő m ozgófázis között jön létre a szctváliisztandó anyagok megoszlása. (>á/kn>malográf1a esetén g«íz vagy g ő z a mozgófázis, a meg­oszlás a gáz és a szilárd vagy folyékony áliófázis között alakul ki. A vékonyréteg'krom atográfia álló­fázisa egy nagyon finom szemcseméretű kovasav gél. alumínium-oxid vagy cellulóz. A z adszoipciós és a m egoszlási kromatográfia elem eit egyesíti.

M

24.1. A fotoszintetikus pigmentek vizsgálata

eze

'Kr y Tin rí

A SEJTES SEJTES

SZEREK

V i 'í í^ '

ív-í :- /2

..V:X,

V “

"♦3

íaV-

f ; t■•'A

.Í0t

26 A SEJTES ÉS A NEM SEJTES RENDSZEREK

5. A rendszerezés alapjai

K()/KPS/JNXrj követelmény:

O Tudja, hogy a rendszerezés alapegysége a faj, de enné! nagyobb rendszeitani kategóriák is vannak: ország, törzs, osztály.

O Eitelmezze a természetes rendszert az élővilág fejlődéstörténete alapján.

o Ismertesse a szerveződési szint fogalmát és biológiai tartalmát: a sejt alatti, sejtszintű, egyed alatti és egyed feletti szerveződési szinteket: szövet, szerv, szervrendszer, egyed, populáció, tái sulás. biom, bioszféra.

O Értelmezze, hogy a magasabb szerveződési szintek működései magukba foglalják az alacsonyabb szintűekét. de azokból nem vezethetők le (pl. a fizikai-kémiai folyama­tok az életműködések részjelenségei).

ÉLŐVILÁG

B ofszíg Q »fzs 0 osítafy Q wd Q csaiM ^ tai

26.1. A lendszeilani kategóriák h<iliriitz<íbi'cija

O Linné szerepeCai l Li nné vezette be a faj fogalmát. Ef^y fajba tartovwk azok az élőlények, amelyek lényeges külső és belső tulajdonságaikban megegyez- nek, és egymás között tennékeny utódokat hoz­nak létre. Faj például a bükkfa, a kocsányos tölgy, az afrikai elefánt vagy a házi kutya.

Linné a rokon fajokat nemzetségekbe (rö­viden nemekbe) sorolta. A nemzetségek sze­rint csoportosított fajokat magasabb rendszer­tani kategóriákba, családokba, a családokat rendekbe, a rendeket osztályokba, az osztá­lyokat törzsekbe rendezte. Végül a töi*zsek az élővilág valamelyik országába kerültek.Ebben a hierarchikus rendszerben valamennyi magasabb kategória magába foglalja az alatta lévő. egyre kisebb, rendszertani egységeket (26.1. áhra). Felfelé haladva mind több fajt taitalmaz- nak. ám azok egyre kevesebb közös tulajdonsággal rendelkeznek. A rendszerezés különböző szintű csoportjait rendszertan i ka tegóriáknak nevezzük.

A mesterséges rendszerekLinné munkáiban több inint nyolcezer növény- é s közel ötezer állatfajt nevezett el. és elkészítette a rend- szeilani besorolásukat. A növények esetében csopoi1osítás<ínak alapját a poi^ók sziíma, szabad vagy összenőtt volta, valamint a bibék szitina adta. Linné rendszere tehát néhány, önkényesen megválasztott tulajdonság alapján készült. Könnyen áttekinthető, logikusan felépített rendszer volt, egy csoportba ke­rültek iizonban olyan növények is, am elyek a porzók számát tekintve m egegyeztek, egyéb hasonló.ság azonban nem volt közöttük. Rendszere ezért mesterséges rendszernek tekinthető.

M esterséges rendszert bármilyen szem pont szerint készíthetünk. Lehetne a virág mérete, a szirom­levelek színe, vagy bánnilyen egyéb kiválasztott tulajdonság alapján is.

A RENDSZEREZÉS ALAPJAI 27

O A természetes rendszerekA term észetes rendszerek nem egyetlen kiragadott sajátosság, hanem a tulajdonságok ösz- szessége alapján rendszereznek, ezéit a mesterséges és a természetes rendszerek alapvetően a rendszertani kategóriák információtartalmában különböznek. A mesterséges rendszerek ka­tegóriái nem sokat árulnak el a besorolt fajról.

Például, ha ma Magyarorsziígon találnának egy új növényfajt, amelynek három porzója van. a Linné- féle rendszerben a háromporzósok közé kerülne. Ha <i megtalálóju megadná a rendszertani besorolását, a háromporzósságon túlmenően a rendszeiluni kategória nem áiulna el semmi többet, még egy botiinikus sziímárii sem . Hu azonban a megtalálója eg y term észetes rendszerbe helyezve csak unnyit mond róla. hogy ii lalált új faj egy egyszikű, ez minden botanikus sziímára szám os egyéb sajátosságát is azonnal eláiulja.

A fejlődéstörténeti rendszerekA fejlődéstörténeti rendszerek az egyes cso­portok feltételezett rokonsági kapcsolatai alapján készülnek. így a rendszertani besoro­lás a származástan! viszonyokat is tükiözi.A rokonság megállapítása azonban ma sem minden esetben teljesen egyértelmű. A külső vagy belső bélyegek értelmezése, a fejlődési irányvonalakról alkotott elképzelések között sokszor lényeges különbségek vannak. Ezért ma töhb fejlődéstörténeti rendszert is isme­rünk. (27.1.Hhru)

O Az Élő anyag szerveződési szintjeiAz élővilágban hierarchikusan egymásra épülő szerveződési szintek al-akultak ki az evolúció folyamán. Minden szintre külön-külön más tulajdonságok és törvényszerűségek jellemzőek. Ezek nem egyszenúíen az alacsonyabb szintek tulajdonságainak összegzéséből származnak, mégis minden magasabb szerveződési szint magában foglalja az összes alatta elhelyezkedőt. A SEJTEK .SZINTJEAz é lő anyag legkisebb alaki és működési egysége a sejt. Elő anyag a sejt szerveződésénél alacsonyabb szinten nem létezik. Számos élőlénycsoport ma is az egysejtűség szerveződési szintjén áll. Ilyenek a prokarióták közül a baktériumok, az eukarióták közül például az osto­rosok stb.A SZÖVETEK SZINTJEAz azoJlos múköiiést ellátó, ezéit többé-kevésbé azonos alakú, rendszei i nt közös eredetű sejtek csoportjai a szövetek, amelyek kialakulása a fejlett soksejtű élőlényekre jellemző.

A növényi szövetek osztódó és állandósult szövetek lehetnek. Az; állandósult szövetek három típusa: a bőrszövet, a szállítószövet és az alapszövetek.

Az állati szövetek négy c.soportba sorolhatók: a hámszövetek, a kötő- és tániaszfószövetek, az izomszövetek és az idegszövet.

28 A SEJTES ÉS A NEM SEJTES RENDSZEREK

A SZERVEK SZINTJE

Többféle szövetből szerveződnek a szervek. Minden szervnek jellegzetes a lak ja és felépíté­sé, valamint m eghatározott m űködése van. Növényi szerv például a gyökér, a szór, a tennés. Állati szerv a szív, a máj, a vese, a lép stb.A SZERVRENDSZEREK SZINTJEAz Összehangolt működést végzőszeivek együttese hozza létre a szervrendszereket. Például a szájüregben lévő nyelv és fogak, a nyálmirigyek, a nyelőcső, a gyomor, a belek és a velük összefüggő emésztőmirigyek összehangolt és magasan szervezett működése egyaránt a táp­lálkozás folyamatában vesz részt, ezért együttesen a táplálkozás szervremlszerét alkotják.A SZERVEZETEK SZINTJEA szervrendszerek egybehangolt m űködésének eredm ényeképpen jönnek létre a szerve­zetek. az élő egyedek. Minden önálló szervezet egy egyedet képez.A sejtek, szövetek, szentek, szeivremlszerek együtt az egyed a la tti szerveződési szinteket jelentik.A POPULÁCIÓK .SZINTJEAz egyszerre, egy időben, ugyanabban a földrajzi térben élő, egy fa jb a tartozó egyedek összessége a populáció. A populáció egyedei tényleges szaporodási közösséget alkotnak. Egy populációba tartozik például egy bükkerdő teljes biikkfaáUománya, egy parkban egy időben élő összes házi veréb stb.A TÁRSULÁSOK (MÁSIK NÉVEN ÉLETKÖZÖSSÉGEK VAGY BIOCÖNÓZISOK) SZINTJE Az együtt élő állat- és növénypopulációk összehangolt, szabályszerűen m űködő csoport­ja i a társulások vagy más néven, biocönózisok.Az élet folyamatos fenntartásához egy populáció önmagában nem lenne elégséges, hiszen táp­lálkoznia kell, elpusztult részeinek vissza kell kerülnie az anyagforgalomba, stb. Ezért a földi élet folyamatossága a társulásokká szerveződő populációk kölcsönhatásai („működé.se”) révén valósul meg.A BIOSZFÉRA SZINTJEFöldünkön a társulások együttesei a legmagasabb szerveződési szintet, az egységes rendszer­ként működő bioszférát alkotják. (28.1. ábra)Minden biológiai szen'eződési szintre igaz, hogy a magasabb szint bonyolultabb szei-veződésű, összetettebb működésű, mint a nála alacsonyabb. Például a populációkra olyan tulajdonságok (egyedszám, egyed- sűiTJség, koreloszlás, ivaiarány stb.) jellemzőek, amelyek az egyedek szintjén nem értelmezhetők. A populációkból szerveződő társulások megint új .sajátosságokkal írhatók le (divereitás, szintezettség, mintázat stb.), és működésük meghatározott módon zajló energiaái amiás és anyagfor­galom .szerint játszódik le. A biomok például éppen azért nem tekinthetők egy új szerveződési szintnek a társulá­sok felett, mert felépítettségükben, .szes kezetükben, mű­ködési törvényszerűségeikben nem különböznek a társu­lásoktól, csupán méretbeli, kiterjedésbeli különbségekről van szó. 28.1. A bloszfciii

A RENDSZEREZÉS ALAPJA! 29

O Praktikus (kutatási) szempontból beszélhetünk sejt alatti szerveződési szintekről Is: a bio- gén elemek, a biogén m olekulák vagy a sejtszervecskék szerveződési szintjeiről. Ezek azon­ban nem tallóznak az élő anyag szerveződési hierarchiájába, hiszen az élet legkisebb alaki és működési egysége a sejt. <29.i.ábra)

29.1. Szerv’czcídé.si szintek

RENDSZERTANI BESOROLÁS 5. VIZSGÁLAT

A Kis növényhatározó segítségével állítsa össze egy tetszés szerinti faj teljes rendszertani besorolását valamennyi rendszeilani kategória feltüntetésével.

ORSZÁG

TÖRZS

ÖSnÁLY

REND

CSALAD

FAJ

növények

zárvatermők

kétszikűek

rözsavirágúak

rózsafélék

gyepűrózsa fíosa canina L

29.2. A gyep ú ró zs ii ren d s ze iliu ii besoioliis<<

30 A SEJTES ÉS A NEM SEJTES RENDSZEREK

6. Nem sejtes rendszerekKÖZÉPSZINTŰ követelmény:

O Ismertesse a víiusok biológiai, egészségügyi jelentőségét. Ismertesse a víiusok felépítést és a víiiasfertőzés folyamatát.

© Hozzon példát víiiis által okozott emberi megbetegedésekre.

© Legyen tisztában alapvető járványtani fogalmakkal (fertőzés já rv á n y , higiénia).

KMELT SZINTŰ követelm ény:

O Ismertesse a víiusok kialakulásáru vonatkozó elméleteket.

© Hasonlítsa össze a priont a vírussal.

O A vírusokA vírusokat sokáig csak valamilyen betegségeket okozó öiökícAinyag fchcíjcburokágenseknek (víi-ustöi-zs, változat) tekintették. D .i Ivonov- szkij orosz biológus mutatta ki először 1882-ben a do­hánymozaik kórokozóját ao.i.áhra), egyben bebizonyította a vírusok szűrhetőségét. Módszerét a holland botanikus,Martinus Beijerínck (mártinusz bejerink] fejlesztette to­vább, a víms elnevezés is tőle származik. A víms latin szó, mérget jelent.

A ké.sőbb kidolgozott különböző .szűrési technikák mel- 30.1. A dohánymozaik-vírus szerkezete lett. az ultracentrifugálás alkalmazása adott módot elő­ször a víiusok méretének pontos becslésére. Ma már tudjuk, hogy méretíik 1 és 300 nanométer közé esik. ezért fénymikioszkópban nem láthatók. A víixiskutatásnak az elektronmikroszkóp megalkotása új lendületet adott. 1939-ben Kausche (kause). F^ankuch [fánkuh], valamint Rusrha (rtisa] először írtak le elektronmikroszkópban láthatóvá tett víi-usrészecskéket. Tisztiízódott, hogy a vírusok mindössze örökírőanyafihói - ez lehet RNS vagy DNS - és az azt körülvevő^/ií^;7>- hurokhól állnak. 1956-ban két kutatócsoport egymástól függetlenül jutott arra a felfedezésre, hogy a vímsok akkor is megői-zik fertőzcképességüket, ha a fehérjeburkuktól megfosztják őket.

A vírusok kórokozó képességeA vírusok kórokozó képessége a virulencia. A virulencia nem általános érvényű, egyes ví­rusok csak prokarióta sejtekben, mások csak növényi, megint mások csak állati sejtekben képesek az elszaporodásra. A virulencia ugyanis attól függ» hogy a vímsok képesek-e kapcso­latba lépni az adott élőlénycsoport sejtjeinek membránjával.

A kórokozásuk kiindulópontja azonban közös: a gazdasejtbe jutott víms örökítőanyaga ki­szabadul a fehéijeburkából, és a gazdasejt enzimrendszereit aira készteti, hogy a víi-us fehérjéit állítsa elő. Eközben a vírus örökítőanyagáról is másolatok készülnek. így a folyamat eredmé­nye a nagyszámú új vírus létrejötte. A víiusok kiszabadulásakor a gazdasejt elpusztulhat.

NEM SEJTES RENDSZEREK 31

A víiiisfeHozésI ciklus öt szakaszia oszthatóAz e ls^ szakaszban a vírus m egtapad a gazdasejt

m em bránján. Ez azonban csak akkor következhet be, ha a sejtm em bránon megtalálhatók a vírusmegkötés speciá­lis receptorai. A második szakaszban a vírus (vagy annak örökítő anyaga) hehatol a gazdasejtbe. A sejtbe a vírusok á lta lában endocitózissal kerü lnek , tehá t a gazdasejt kebelezi be ókét. A harmadik szakaszban sokszorozod- nak m eg a víiiisok. A sejt belsejébe került vírus fehérje- burkát a gazdasejt enzim rendszerei bontják le, így válik V ,szabaddá a vínas örökítőanyaga. A vírusok sokszoro­sítását a gazdasejt enzim rendszerei végzik. 31.1. A víms elsziiporodiísa egy sejtben

A negyedik szakaszban történik a vírus örökítőanya- gainak fehérjehurokkaf történő fyehurkofása, azaz a kész víiusok kialakulása. Az ötödik sza­kaszban szahaduhiak ki a gazdasejtbol a keletkezeti vírusok.

O Emberi megbetegedéseket okozó vírusokA herpeszN Írusok közé a legismertebb vírusok tartoznak. A Herpes simple.x vírus okozza a száj sarkának fájdalmas, apró hólyagocskák formájában történő „kipállását” . Az embeiek 80%-a hoi dozza mind a víiiist, mind pedig az ellene tei melt antitestet. Egyes esetekben azon­ban a központi idegrendszert is megtámadhatja, amelynek súlyos következményei lehetnek. Hei'peszvíi’usok okozzák a háránvh ím lő t és uz övsöm ört is.

A fekete him lőt, amely évszázadokig rettegett betegség volt. a védőoltásrendszer a Föld nagy területeiről teljesen kiirtotta. A víiois cseppfertőzéssel, érintéssel, a beteg ruhadarabjaival stb. terjed. A beteg egész testét kiütések borítják be. amelyek később felhólyagosodnak. A gyógyulás során ezek beszáiadnak. és helyükön hegek mmadnak vissza. A fertőzés gyakran halálos kimenetelű. Más vímsok a bélcsatorna hurutos megbetegedéséi, megint mások nyál­kahártya fertőzéseket (például náthát) okoznak. A poliomyelitis víius az emberek járványos gyerm ekbénulás megbetegedésének kórokozója. A korábban súlyos, izombénulással járó megbetegedés ellen sikerült a tömegesen használható védőoltást kidolgozni. Jonas E. Salk [dzsónsz í szóik] és Albert B. Sahin [elbert bí szebin] egymástól függetlenül hoztak nyilvá­nosságra a hatvanas években egy-egy eljárást. A Salk-féle oltóanyag inaktív víiust tartalmaz, a Sabin-cseppek szájon át is beadhatók, legyengített kórokozókkal érik el az immunitást.

Az influenza cseppfertőzéssel és fertőzött tárgyak közvetítésével egyaránt terjed. A fer­tőzést követő 2 -5 napon gyorsan emelkedő láz, levertség, végtag- és általános izomfájdalom jellemzi a megbetegedést. A járulékos tünetek rekedtség, nátha, köhögés. Az influenza első­sorban csecsemőkie és idős emberekre lehet veszélyes. Vírus okozza a kanyaró t, a vírusos fültőm irigy-gyulladást (m um psz), a veszettséget, a fertőző m ájgyulladást stb. A veszett­ség ellen Lí>iiis Pasteur [lui pasztőr) dolgozott ki először védőoltást. Az emberi víiusbe- tegségek közül a hetvenes évek elejétől lépett fel az AIDS. Elnevezése egy betűszó, az angol Acquired immuné Deficiency Syndrome [ökvajöd imjiin difísönszi szindrom). azaz a szerzett immunhiányos megbetegedés rövidítése. Kórokozója a HÍV víms (. 2.i.Hbra). amely az emberi immunrendszer T-limfocitáit támadja meg. A beteg.ség végzetes tünetei az immunrendszer

32 A SEJTES ÉS A NEM SEJTES RENDSZEREK

teljes legyengülésével vannak összefüggésben. A beteg­ség halálos kimenetelű lehet rendszerint valamilyen - gyakran egyébként teljesen áitalmatlan - fertőzés miatt.

Mai ismereteink szerint néhány dagana to s m egbe­tegedés okozója is víiTis lehet. A vírusok okozta emberi megbetegedések gyógyítására ma még kevés hatékony gyógyszert ismeilink. A gyógykezelés általában azon alapszik, hogy a beteg imm unrendszerét erősítik fel. Mivel az antibiotikumok a víiaisokra nézve nem haté­konyak. esetleges szedésükkel csak az egyéb fertőzések fellépését lehet megakadályozni. Az egészséges immun- rendszeíTj szervezet általában képes a vírusok megsok­szorozódásának megállítására és elpusztítására. 32.1. A H í v vírus szerkezete

O Járványtani alapfogalmakA fertőzés a kórokozó által bekövetkező megbetegedé.st jelenti. Já rvány ró l akkor beszélünk, ha az egyidőben bekövetkező megbetegedések száma tömeges, vagyis eléri az adott betegségre jellem ző kritikus értéket. (Ez a különböző fertőzéses megbetegedések esetén más és más ér­ték.) A fertőzé.sek és járványok megelőzése érdekében be kell tartanunk az általános higié­niai szabályokat!

O A Vírusok kialakulásaA vín tsok nem felelnek meg az általános éielkriléríumok é lő anyaggal szem ben lámaszi<>tl követelm é­nyeinek. Felépítésük é s működésük sajátosságai miatt ncin illeszthetők be az élővilág fejlődéstöiténeti rendszerébe. A z é lő és élettelen hatáilerületén állnak, és az a tény, hogy szaporodásukbiin teljes nwr- tékben gazda.sejtre utaltak, ana enged következtetni, hogy a sejtes szerveződés után alakulhattak ki. Ma leginkább .sejtekből kisz<ikadt. bizonyos önállóságra szeit tett. makromolekttláris rendszereknek te­kintjük őket. A víiusnukleinsav dom ináns gének láncolata, amely a gazdasejt génjeit elnyomja. Ez­által genetikai szintű paraziták. így nem tekinthetők sem élőlénynek és valamiféle sejtes szerveződést m egelőző állapotban lévő anyagnak sem.

O A prionokA príruiok. ellentétben a s'írusokkal. nuklernsavat nem lartalmazjtak, csupán fehérjéből álló kórokozóik. A kórokozó prionok az egé.szséges ember idegsejtmembránjaihoz kötődő fehérjék másodlagos szer­kezetének megváltozásával jönnek létre. A nonnáÜs működést lehetővé tevő al/a-hélix szerkezet béta- redővé változik. Fontos sajátosságuk még. hogy a fehéijebontó enzimekkel szemben így már ellenálló- ak. azok nem bontják őket. Ha a prionok a bélcsatomába jutnak, nem emésztődnek meg, hanem aktív transzpoiltal felszívódnak, sőt az idegrendszerbe is eljutnak. Ezért fertőződhettek m eg az emberek kannibalizmus során, a fertőzött szem ély agyvelejének elfogyasztá-sakor egyes termé.szeti népeknél. A z egész.ségesen működő prionfehéijék - mai ismereteink .szerint - a memória kiépítésében játszanak szerepet (ekkor is szerkezetváltozils történik, de tennészete.sen nem a kóros fonnává alakulnak). A kórossá vált fehérje autokatalitikus módon (pozitív visszacsatolás) egyre több egészséges fehérjét formál ál a saját szeilíezetére, így az idegrendszer leépülését (soi"vadás) erediíiényezi.

ÓNÁLLÓ SEJTEK. BAKTÉRIUMOK 33

7. önálló sejtek, baktériumok

KÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Hasonlítsa össze a baktérium és az eukarióta sejt szerveződését.

o Ismertesse a baktériumok környezeti, evolúciós, ipaii, mezőgazdasági és egészségügyi jelentőségét, lássa ezek kapcsolatát változatos anyagcseréjükkel.

O Hozzon példát baktériumok által okozott emberi megbetegedésekre.

O Magyaiázza el. hogy a felelőtlen antibiotikum szedés miért vezet a kórokozók ellenálló formáinak elterjedéséhez.

© Ismertessen fertőtlenítési. sterilizálási eljárásokat.

KMKLT SZINTŰ követelm ény:

© Hozzon példát kemo- és fototróf, valamint autó- és heterotróf baktériumokra.

O Ismertesse a baktériumok DNS-ének jellemzőjét és a baktériumok ivaios jellegű folya­matait.

O A prokaríóták és az egysejtű eukarióták összehasonlításaA p ro k aríó ták a legegyszerűbb felépítésű, már sejtes szen'eződést mutató élőlények (33 .i.ábra). Mikronos nagy­ságrendűek, átlagos méretük l-IO mikrométer ( 1 0 * m) között van, ezért mm fénymikroszkóppal vizsgálhatók.(Az átlagos eukarióta egysejtű mérete ennél nagyobb, de a prokariótákhoz hasonlóan a mikronos tartományba esik.) A prokarióták közös szervezeti sajátossága, hogy- e ltérjen az egysejtű eukariótáktól - heLw membrán- rendszereik hiányoznak, csupán a sejtet a külvilágtól elhatároló plazmamembránjuk alakult ki. Hiányoznak a membránokból felépülő sejtalkotóik, és hiányzik a sejt­magmembránjuk is. Ezekből következik, hogy nincs elkiiíönült sejtmafijuk sem, ömkítőanyaguk a sejt plazmá­jában szabadon található. Az örökítőanyag kémiai felépí­tését tekintve, az eukarióta sejtekhez hasonlóan, mindig DNS. (Í.U.ábra)

A prokarióták gyors osztódással, futsadássaf szapo­rodnak. Ennek menete eltér az eukarióta sejtek két sejt- osztódási formájától, a mitózistól és meiózistól, hiszen nincsen sejtmagjuk. Az örökítőanyag a prokai ióta sejt nyugalmi állapotában megduphlzódik, majd később mind­két utódsejtbe kerül egy-egy belőlük.

33.1. Kékbiiktcitumok

őrnkít6unyug

sejtpiHZma

sejtfal

Nejth;iriya

33.2. A b itk té riu m s e jt fe lép ítése

34 A SEJTES ÉS A NEM SEJTES RENDSZEREK

O A baktériumok környezeti, evolúciós, ipart, mezőgazdasági és egészségügyi jelentősége, ezek kapcsolata az anyagcseréjükkel

34.1. Kanoszintctiz;íJó bíboi -kcnUikicnuin

A baktériumok anyagcseréje au to tró f és hetero tróf egy­aránt lehet. Az autotrófok számáia szénfonásként az ener­giában szegény szén-c/ioxid-gáz szolgál, ugyanúgy, mint a növényi szervezetek számára. A heterotrófok viszont az állatokhoz és a gombákhoz hasonlóan energiában gaz­dag szénveffyiileteke! használnak szénfoirásként.Ez a környezetükből felvett szerves anyag egyben ener­giaforrás is számukra.

Az au to tró f bak térium ok energiafonásuk szerint fototrófok (más néven fotoautotrófok) vagy kemotrófok(más néven kemoautotrófok) lehetnek (.u.i. úhra). A fototrófok a testanyagaik felépítéséhez szükséges energiát a Nap sugái'zó energiájából nyerik, a kemoautotrófok különböző szervet­len vegyületeket alakítanak át, és az átalakítás során keletkező kémiai energiát hasznosítják.

A fototróf baktériumok evolúciós szempontból legjelentősebb csopoitját a kékbaktériumok képezik, meil feltételezhető, hogy a mai zöld növények hasonló életmódú ősi baktériumok­ból indulhattak fejlődésnek. Ezeket korábban - egyebek között - éppen a magasabbrendű növényekie jellemző fotoszintézisük miatt tekintették a legősibb algacsopoitoknak. A kékbak­tériumok fotoszintézise vízbontással, azaz vízből történő hidrogénnyeréssel, és ennek meg­felelően oxigéntenneléssel történik. Fotoszintetikus pigmentjeik közül legjelentősebbek a kék fikodanin és a pirosas fikoerinin. Emellett mindig tartalmaznak zöld színű klomftll-a-t, sár­ga .xanfofiUrés narancsvörös karofinf is. A színanyagok mennyisége változó, ezért hol kékes, hol inkább vöröses színűek.

Kemoautotrófok a nitrifikáló baktériumok, melyek oxigén jelenlétében a talajban lévő ammóniát (NH^) előbb nitritté (NOj'), majd nitráttá (NO3*) oxidálják. Ezek fontos szerepet já t­szanak a természet nitrogénkörforgásában, és a talaj növények számára felvehető nitrogénfor­máinak kialakításában.

A h e te ro tró f bak térium ok s/lm b íon ta , szaprofíta vagy parazita életmódot folytatnak. Mezőgazdasági szempontból legjelentősebbek a talajban élő szervesanyag-lebontást végző szaporfiton fajok. Számuk egy cm^ mezőgazdasági talajban akár a 10 milliót is elérheti.

Kör nyezeti szempontból például azok a szaprofíta baktériumok jelentősek, amelyeket a szennyvíztelepeken egyes algákkal együtt a víztisztításban használnak fel.

A baktériumok ipari jelentőségeIpari jelentőségük elsősorban azoknak a baktériumoknak van. amelyeket az élelmiszeripiU’ hasznosít különböző élelmiszerek előállításánál. Például a savanyú káposzta készítésében a tej- savbakrériiimok jútszixnak fontos szerepet. Ugyancsak tejsavbaktériumok kellenek a kovászos uborka előállításához. Ha a savanyodó tejet különböző baktériumfajokkal oltjuk be. más-más ízű és zamatú aludttejféleséget kapunk. A sajtkészítéshez, valamint a kefir előállításához is szükségesek baktériumok. Bakteriális folyamat eredménye az ecet is. Egyes baktériumokat a gyógyszergyártás használ fel. Például a B2- és a B |2-vitamin nagyüzemi előállításához is baktériumok .szükségesek.

ÓNÁLLÓ SEJTEK. BAKTÉRIUMOK 35

O Baktériumok okozta megbetegedésekBaktérium okozza a hastífuszt, a tbc-t, a tüdőgyulladás több formáját, a vérbajt, a pestist, a lépfenét. Baktérium az ételm érgezéseket okozó szahmmeUa nemzetség is. A kórokozók pa­razita életmódjuk következtében kisebb vagy nagyobb mértékben mindig károsítják a gazdaszer­vezetet. A fertőzés káros következményeit sok esetben a baktériumok olyan anyagcseretermé­kei okozzák, amelyek a giizdaszervezetre nézve mérgezőek. Ezek az anyagok az exotoxinok.

O Baktériumok okozta megbetegedések gyógyítása/kezeléseA legtöbb baktérium ellen hatékony antib io tikoniokat ismerünk. Egyes baktériumok okozta fertőző betegségek ellen kifejlesztettek hatékony védőoltást. Például BCG (tbc); di-per-te (torokgyík-szamárköhögés-tetanusz.)© A baktérium tertozések megelőzése érdekében az általános higiéniás szabályokat be kell tartani! Gyakori kézmosással, zsebkendőbe köhögéssel, tüsszentéssel, az élelmiszerek megfe­lelő tárolásával (hűtés, átsütés stb.) a fertőzések megelőzhetők. A. fertőtlenítést az eszközök hőkezelésével, a fertőzött ixihák kifőzésével, valamint különböző fehérjéket kicsapó fertőtlení­tőszerekkel (fenol, formaiin, hypo stb.) végezhetjük. A sebek fertőtlenítésére is kicsapósze- rek (sebbenzin, etil-alkohol) vagy oxidálószerek (hiperol, jód stb.) alkalmasak.

O A baktériumok táplálkozási típusaiA kcm oH iilolróf baktériumok közül a vashaklériumok a testfelépítésükhöz szükséges energiát külön­böző vasvegyületek átalakításával nyerik. A denilrlfikáló és deszulfaUÍló baktériumok anyagcsere- folyamataikban nitrátokat, illetve szulfátokat (SO^^’) használnak fel. nincs szükségük légköri oxigénre, emiatt anaerobok. A nitriteket a z f a j o k iunmóniává redukálják, majd a keletkező ammóniát a Micr<H(K'cus fajok légköri nitrogénné alakítják, ezáltal a talaj nitrogéntailalmát csökkentik. Jelen­létük <1 mezőgazdaságilag művelt tennőtulajokban kifejezetten kiü'os. A talajlakó anaerob baktériu­mok oxigénben gazdag talajban elpusztulnak. Ezéit a denitrifikáló baktériumok ellen a talaj lazításaival (kapálás) védekezhetünk.

A kénhakfériumok a kén-hidrogénben (H,.S) gazdag vizekben a kén-hidrogént elemi kénné, majd kén-dioxiddá (SO 2) oxidálják. A metánbaktériumok egyes csopoiljai a mocsarakban fejlődő metánt égetik el szén-dioxiddá és vizzc. A z oxidáció fényjelensége a lidércfény.

A kórokozó baktériumok mind heterotrófok. A nagyszámú baktériumfaj közül aránylag kevés te­kinthető kórokozónak. A Closlruliuin hoiulinum exotoxinja okozza a legsúlyosabb húsmérgezéseket, de a tcnnelődő exotoxin miatt súlyos m egbetegedés a torokgyík (díftérla) (kórokozója a Coryne- bacterium diphteriae) és a tetanusz (kórokozója a Clostridium tetani) is.

O A baktériumok szaporodása és öröklődéseA baktérium D N S egy gyűm alakban Ziíródott DN S-fonál, amely szorosan összegyűrött állapotban van, tehát baktériumkromoszómának tekinthető. A kromoszómához, az eukarióta sejtektől eltérően, fehérje nem kapcsolódik. A baktériumsejtekben kisebb DNS-darabok, p la /n iid o k vagy más néven episzóm ák is lehetnek.

A baktériumok i\'<uos szaporodiísa koiiJugHció. A konjugikió soriin két egyed egymás mellé kerül, így közöttük plazmahíd alakul ki. Ezen keresztül maganyag vagy episzóma jut át az egyik baktérium­sejtből a másikba. Ilyenkor iiz adókat hím . a befogadókat női jellegűeknek tekintjük.

36 A SEJTES ÉS A NEM SEJTES RENDSZEREK

8. Egysejtű eukariótákKÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Az alábbi fajokon mulassa be az egysejtű élőlények változatos testszei veződését és fel­építő anyagcseréjét: amőba, papucsállatka, zöld szemesostoros és élesztőgombafaj.

O Ismerje fel ezeket az élőlényeket fénymikroszkóppal, és figyelje meg mozgásukat.

KMKLT S/INTÜ követelm ény:

o Ismertesse az endoszimbionta-elméletet.

O Elemezzen az egysejtűek életmódjával összefüggő kísérletet.

O Az egysejtű eukaríó ta élőlények közös jellemzője, hogy sejtplazjnáfukhan különböző mű­ködést ellátó sejtszervecskék figyelhetők meg. és sejtm agjuk elkülönült. Kívülről sejfhártya hatáiolja őket. A felvett tápanyagot ('mészróüregecskéikfx'n bontják le. Légzésük az egész sejt­felületen keresztül diffúz módon történik. A felesleges vizet és bomlástermékeket lükíetőüre- gecskéik révén pumpálják ki magukból. Szaporodásuk ivartalanul oszí<i<lós, de ivaios módon is szaporodhatnak két sejt ánnenefi egyesülésével.

Az ostoros egysejtűekAz ostorosok 10-100 mikrométer nagyságú, megnyúlt oi'só formájú vagy gömbölyed egysejtűek. A sejtek felüle­tét bőrke képezi, amely állandó alakot biztosít számukra. Mindig van ostoruk. Jellemző sejtszervecskéjük a fény- éizékelő szemfolt. Lehetnek fotoautotrófok, mint például a gömbostoros, mely teste színte.stet is tartalmaz. Több fajuk m ixotróf, azaz vegyes táplálkozású. Ez azt jelenti, hogy autotróf és heterotróf táplálkozásra egyai~ánt képesek. Ezek közé XiWXoúk á zöld szemesostoros (. 6.i.ábra). Hete- rotrófok is vannak közöttük, ilyen például az álomkór kóiokozója, az álomkórostoros. Szaporodásuk osztódás.

\zetnfnit

sejlsZiíj

einészlí-üregccsk«

zöld szintes!

<y.tor

sejtplazma

36.1. A zöld szeine.so.storos felépítése

AzamőbákBőrkéjük nincs, testalakjukat változtatni képesek. Osto­ruk nincs, mozgásszervecskéik az á lláb ak . Az álláb és a vele végrehajtott amöboid mozgás a sejtplazma belső áramlása és a felületi feszültség változtatási képességé­nek következtében jön létre. Heterotrófok, a táplálékuk felvételét is állábaik segítségével végzik. Az óriásamőba (,%.2 .ábni)poshadó vizek iszapjában, vízbe meióilő növé­nyeken, tárgyakon él. A vérhasamőlya a trópusokon előfor­duló amőbás vérhas kórokozója. Szaporodásuk oszunUts.

emészti*üregccske

liikteK^-üregecske

sejtplazma

36.2. A z ó riá s a in ő b a fe lép ítése

EGYSEJTŰ EUKARIÓTÁK 37

A csíllós egysejtűekTestüket csillók borítják, legalább két sejtm a^uk van, amelyek méretükben és működésüket tekintve is elté­rőek. A nagyobb sejtn iagvak a vegetatív működések irányítását végzik, a kisebb sejtm agvak a szaporodási folyamatokban vesznek részt. Alakjuk állandó, ezt a bor­kének köszönhetik. Táplálékukat csak a sejtszájon ke­resztül tudják felvenni, amely a sejtgaraton át az emész- toü regecskébe vezet. Az em észthetetlen maradékok mindig egyetlen helyen, a sejtalrésen hagyják el a cito- p lazm át. Jellemző képviselőjük a közönséges papucs­állatka (37.1. ábra).

Nejtsz tjeinésztő-üregccske

alrés

c iII<Sk

scjtphizinii

nagysejtinitg

lük(ci(Vüregccske

37.1. A közönséges |XípucsáUutka fclcpí* lése

Az élesztőgombákA söréleszto egysejtű gombát a sörfőzéshez és a kenyér (és a kelt tészták) készítéséhez már az ókoiban is használták. Tenyésztestük egyetlen tojásdad alakú sejt, vagy a sejtmag osztó­dását követő, hasadással vagy bimbózással létrejövő, együtt maradó sejtekből álló fonál. Heterotróf anyagcseréjűek. Mesterségesen is tenyésztik a gombát. Szerepük a sörgyártás mellett a sütőipaiban van. mert az alkoholos erjedés során felszabaduló szén-dioxiddal növelik meg a tészta térfogatát. Rokona a horélesztő.

O EGYSEJTŰEK MOZGÁSÁNAK MEGFIGYELÉSE FÉNYMIKROSZKÓPBAW 6 . VIZSGÁLAT

ANYA(W)K íts ESZKÖZÖK: 2 db tálgylem ez vagy kimélyített tárgylemez, cseppentő, lándzsa­tű, fénym ikroszkóp. 10%-os zselatinoldat, pocsolyavíz vagy egysejtű tenyészetek, élesztő.

VKíiRKiiAj TÁs: Egy csepp pocsolyavízben (vagy papucsállatka, esetleg óriásamőba tenyé­szetből vett cseppben) keressünk egysejtű eukariótákat, és figyeljük meg a mozgásukat. Egy másik tárgyelemezen lándzsatűvel oszlassunk szét egy csepp vízben bolti élesztőt. Figyeljük meg a gombasejteket.

l APASZTALA i' KS MAííYARÁZA'i': Az (tmőhák áUúhük segítségével mozognak. A csiUósok egészfelszínér csillók fedik, ezek összerendezett mozgása hajtja előre az egysejtííeket, mi­közben testük a hossztengelyük mentén forog. Az ostorosok mozgása az egyetlen (esetleg kettő) ostor segítségével történik. Az ostor propellerszerűen forog, és „húzza maga után ” az egysejtűt. Az élesztőgomhasejtek aktív helyváltoztató mozgásra nem képesek.

VK(íRKii.\jrÁs: A csillós mozgás pontosabb megfigyelése papucsállatkákon úgy lehetséges, hogy a gyors mozgású egysejtűeket zselatinoldattal lelassítjuk. Ebben az esetben a vizs­gálandó vízcsepphez adjunk egy csepp 1 0 %-os zselatinoldatot.

i'AP/VSZTALAr KS MAííYARÁZA 1': Az egysejtűek mozgása szemmel láthatóan lelassul, mert a zseiatinohlat sűrűn fo lyó (nagy viszkozitású) anyag.

38 A SEJTES ÉS A NEM SEJTES RENDSZEREK

A mu élő amőbiiNzeiii egysejtűek sziímos olyan tulujdonsággiil rendelkeznek, (unelyek megjelenése az ő s i, iunőbatípusú eukarióta egysejtűeknél igen nagy jelentőségű volt, és ezek a tulajdons<tgok gene­tikusán továbbadódtak <12 evolúció sonín. Később a soksejtű szervezetek köiülincnyei között is időtálló­nak bizonyultak. Ilyen az állábakkal történő mozgás, a bekebelezés mechanizmusa vagy a szabályos mitózis.sal történő osztódás, amely az ősi gyökérlábúakban jelentek meg előszói' az evolúció foly<unán.

O Az endoszímblonta-elniélet

prokuríótusejt

;iz ostor incgjclcncse

bekebelezés

38.1. A z eukiirióta sejt kialakulása az endoszÍinbÍontu>elinéIet aliipján

» sejtmag cs u sejtviiz kiiilakulása

ii mitokondriumolc kiiilakulúsu

u színtestek kiulakulásit

O AZ EGYSEJTŰEK TÁPLÁLKOZÁSÁNAK MEGFIGYELÉSE (emelt szint) 7. VIZSGÁLAT

ANYA<;oK ÉS ks/.kö/.ök: Tárgylemez, lán­dzsatű. fénymikroszkóp, lápanyag-szusz- penzió, (élesztő, kongóvörös oldat, gyufa, kémcső, dörzsmozsár törovel). A tápanyag- szuszpenzió készítése: Élesztőből néhány m orzsányit dörzsm ozsárban dörzsöljünk össze kevés vízzel. Az így nyert szuszpen­ziót tegyük át kémcsőbe, majd tegyünk hozzá néhány csepp kongó vörös oldatot, és foi raljuk fel borszeszégő segítségével.

VKííRKllAjTÁs: Papucsállatka-tenyészetből egy cseppet legyünk tárgylem ezre, majd lándzsatű hegyével tegyünk hozzá kongóvö- rös.sel m egfestett tápanyag-szuszpenziót. Rövid idő elteltével figyeljük meg nagy na­gyításon (15 X 20) az egysejtűek emésztő- üregecskéiben a kémhatás alakulását. 38.2. A papucsiílliilka táplálkozilsii

■ r.\F A S /;r .\i . .\ r í:s M A (;Y A R Á ZA 'r: A papucsálfatkák elfogyasztják a megfestett éleszt()szusz- penziót. A konfíóvörös miatt az emészioüregecskéikhen jó l látható a táplálék. Mivel a kon­góvörös indikátor sajátosságú, a kezdeti vörös szín, amely savas kémhatást mutat, az emész- tőüregevskélyen sárgára változik, mert az emésztóüregecske kémhatása a kezdeti savaslxtl az emésztés előrehaladtával lúgossá változik.

40 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

9. Többsejtűség: a gombák, a növények és az állatokKÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Magyarázza el, hogy a testszervezodés és az anyagcsere-folyamatok alapján miért al­kotnak külön országot az élőlények természetes rendszerében a növények, a gombák és az állatok.

© Indokolja, hogy a sejtek működésbeli különbsége miért já r differenciálódással.

€> Ismertesse a szivacsok testfelépítését és főbb jellemzőit.

O Vizsgáljon fénymikroszkóppal pené.szgombát és fonalas zöldm o^atokat.

KMELT SZINTll követelm ény:

0 Hasonlítsa össze a gombákat, a növényeket és az állatokat (az életszakaszok típusa, a haploid és diploid szakasz hossza, ivarsejtképzés, spóraképzés).

O Az élővilág korszerű felosztását tükröző rendszer

Sejtmag nélküli szervezetek

prokarióta egysejtűek országa

Sejtmagvasszervezetek

^karióta egysejtűek országa

Sejtmagvassoksejtű

szervezetek

növények országa

gombák országa

állatok országa

Bár napjainkban nagyon sokféle, részleteiben jelentősen eltérő fejlődéstörténeti rendsze­reket állítottak fel a kutatók, abban a kérdés­ben nincs vita. hogy a sejtmag nélküli, p ro k a­rió ta é s a sejtmaggal rendelkező eukarióta sejtek között jelentősebb különbségek vannak, mint az eukarióta egysejtű és az eukarióta soksejtű szervezetek között. Ennek m egfele­lően a mai korszerű rendszerek az élőlényeket három nagy körbe és azon belül öt országba sorolják az alábbiak szerint <4«.i.HhrH).A rendszerezési alapelv a három nagy fej­lettségi szint szétválasztása. A p rokarió ták , az egysejtű eukarió ták és a soksejtű euka- rió lák egy-egy fő csoportot képeznek. A sok­sejtű eukcu’ióták felosztása a táplálkozás módja szerint történik: a növények a szerves anyag termelői, az állatok a fogyasztók, a gom bák pedig a lebomló anyagokkal táplálkoznak.A fentiekből következik, hogy az összes prokaiióta egy országba tartozik. A két legnagyobb cso­portjuk a valódi baktériumok (ezeket egyes kutatók ma további törzsekre bontják), valamint a kékbaktériumok, ezek szei-epeltek koiVibban kékmoszatokként az algák közé sorolva. ( A kék- moszat kifejezés azonban ma már nem használható, a moszatok ugyanis soksejtű növények.)

Önálló országként, protisztának tekintünk valamennyi egysejtű eukariótát, de fordítva is igaz, valamennyi egysejtű eukarióta a korszem rendszerekben már a protiszták közé tartozik.

T0BBSEJTÚSÉ6; A GOMBÁK. A NÖVÉNYEK ÉS AZ ÁLLATOK 41

Ennek megfelelően nincsenek egysejtű növények, nincsenek egysejtű állatok, illetve nincsen egysejtű gomba sem.

A sejtmagvas soksejtű szervezetek közül a növények soksejtű, sejtfallal rendelkező, hely- változtató mozgásra nem képes, túlnyomó többségükben autotróf szervezetek. A gombák aktív helyváltoztató mozgásra nem képes heterotróf sejtfallal rendelkező lények, míg az állatok soksejtű, sejtfal nélküli, aktív helyváltoztató mozgásra képes heterotrófok.

(A fentiekből következik, hogy a zöldmoszatoknak, amelyek növények, nem lehetnek egy­sejtű képvi.selóik, ezért az egysejtű szerveződés péld<íja a zöldmoszatokon keresztül nem mu­tatható be. Hiába szerepel ez így az e sorok írásakor még hatályos követelményrendszerben).

O A növényvilág törzsfejlődésének legfontosabb állomásaiA többsejtű szervezetek kialakulása számos fontos evolúciós lépcsőfokon keresztül vezetett. Legegy.szeiTjbb foimája a sejttársulás. (Eire a szerveződési szintre már egyes prokai ióta szer­vezetek is eljutottak!) A sejttársulás azonban nem jár a sejtek közötti működésmegosztással, m indenegyes sejt valamennyi életműködését önállóan látja el. Ennek a szerveződési formá­nak képviselői például dgömhmoszofok {4\.2.áhra).

A valódi töbhsejtes szen’ez.ő<lés m ár minőségileg egy új állomási jelent a fejlődésben. Az osztódás után együtt maradó sejtek között fokozatos működésmegoszlás lépett fel, amely a sejtek elkülönülését, differenciálódását vonta maga után. A törzsfejlődés soián a működés minél tökéletesebb ellátásái a eltérő alakú sejtek jöttek létre. Ezt a növényvilág evolúciójában három fejlődési állomás jelzi: a sejtfonalas, a lemezes és a teleptestes szerveződés. (4i.i. úhra)

ooooooooFONAL LEMEZ TEST

41.1. A scjlfoniilit'v. a lemezes és ii leleptesics scjlszei vezMcs

41.2. Göinbmosziit 41.3. Békanyál (fonalas zöldinoszat) 41.4. Tengeri saláta

42 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

A legegyszembb valódi többsejtű s.zervezodés a sejtfonál. Ez úgy jön létre, hogy végső sejtje az aljzathoz való rögzítés feladatát látja el, az elsó sejt pedig mint vezéi>;ejt osztódik. Miu* ennél a típusnál elkülönülnek az ivarsejtek is. A fonál többi sejtje osztódóképességét elveszti, és fotoszintetizál, valamint biztosítja, hogy a vezérsejt és a rögzítést végző alapi sejt elegen­dő táplálékhoz jusson. Ezt a szerveződést képviselik a hazai moszatok közül a hékanyálfajok (fonalas zöldmoszat) (4 i.3.úi>ru). Valamennyi együtt maradó .sejt térben két irányú osztódása lapszena. lemezes növények kialakulását eredményezte.A zöldmoszatok közül ilyenek például a tengeri saláták (41.4. ábra). A sejtek hiíiom irányban bekövetkező osztódása háromdimenziós, te lep testes szerveződést eredménye­zett. A moszatok közül ez a szerveződés (a hazai fajok közül) a csillái kamoszatokra, a tengeriek közül a bai na- m oszatokra és a vörösmoszatok többségére jellemző.Teleptestesek a fejlettebb moszatok és a szárazföldi nö­vények közül a mohák <42.1. ábra). Teleptestes szei'veződé- sűek az önálló fejlődési irányt képviselő kalapos gombák is. A fonalas, lemezes és telepiestes szerveződési típuso­kat együttesen tele|>es szervezetek n ek nevezzük.

A vízi életköiülmények között ezek a szerveződési formák elégségesnek bizonyultak az életfolyamatok fenntartásához. A szárazföldi viszonyok között való fejlődésüket a szövetek kialakulása biztosította.

Az iíllatok evolúciója során a már differenciált sejtekből álló, de még szövetekbe nem fej­lődött sejtekből álló evolúciós állapotot úz álszövetes szivacsok képviselik.

42.1. Mohiipáma

O A szivacsok testfelépítése és életműködéseiA szivacsok álszövetes testszerveződésűek. Aktív helyváltoztató m ozgásra nem képesek. Telepekké szerveződött egyedeik szilárd aljzatra tapadtan élnek.

Különböző alakú és működésű sejtekből állnak, de a szöveti szerveződés szintjére még nem jutottak el. Testük két sejtrétegből, a külső és a belső rétegből áll. A külső sejtréteg pórussej­tekből áll. melyek egy parányi nyílást foglalnak magukba. A póiiisokon kere-sztül a külvilágból

\ < sszú) / l j i belső

^ '^sejtréteg

^ — külső

Ql'póaiNok

gulléros-ostoros

ostor gallér sejtek

\ \ l

be-lső sejtréteg

külső sejtréteg

tűképzősejtek / vagy itKszlű

vándorsejt fedősejt

ivaisejt- képző sejt

42.2. A sz ivacso k testfe lép ítése

T0BBSEJTÚSÉ6; A GOMBÁK. A NÖVÉNYEK ÉS AZ ÁLLATOK 43

víz jut a test belsejébe, az űrbélbe, amely az egyetlen nagyobb felső testnyíláson ju t vissza a környezetbe. A belsíí sejtréteget galléros-ostoros sejtek képezik. Szerves törmelékkel táplálkoznak. A pómssejteken keresztül az űrbélbe áramló vizet a galléros-ostoros sejtek ostorainak és gallérjainak csapkodása hajtja ki az űrbél kivezető nyílásán. Eközben azonban minden elfogyasztható szerves maradványt ragacsos gallérjuk segítségével kifognak a vízből, és bekebeleznek. A felvett tápanyag emésztését is a galléros-ostoros sejtek végzik. (42.2. ái>ra)

Légzésük teljes testfelületükön keresztül megvalósuló, difTúz légzés.Az anyagszállítást a két sejtréteg közötti alapállományban lévő vándorsejtek végzik.

Ezek állábaik segítségével szabadon mozgó sejtek, amelyek a galléros-o.storos sejtektől átve­szik a megemé.sztett tápanyagot, majd abból minden élő sejt számára juttatnak. Kiválasztásuk teljes testfelületükön keresztül történik.

Szaporodásuk ivaros és ivartalan úton egyaránt történhet. Ivartalanul himhózással szapo­rodnak. A bimbózás telepképzéshez vezet. Ivartalanul leváló teleprészekkel is szaporodnak. Szabályozásuk nagyon egyszenj kémiai szohályozxís, amely elsősorban a sejtek működésének összehangolásában nyilvánul meg.

O PENÉSZGOMBA ÉS FONALAS ZÖLDMOSZAT VIZSGÁLATA 8. vizsgálat FÉNYMIKROSZKÓPBAN

ANYAííOK its ks/K(')Zö k : fénym ikroszkóp vagy sztereomikroszkóp, 2 db tárgylemez, 2 db fedőlem ez, csipesz, cseppentő, óraüveg, víz, fonalas zöldmoszat (pl. békanyál, könnyen be- gyűjthető kutak, ciszternák faláról, források köveiről stb.), fejespenész (trágyán, rothadó gyüm ölcsön, nedves kenyéren stb.).

vk(;rkilvI rÁs: Csipesszel kevés fonalas zöldmoszatot helyezzünk tárgylemezre, majd egy csepp vízzel fedjük le. és tanulmányozzuk közepes nagyítás (pl. 4 x 1 0 ) alatt. Hasonlóan vizsgáljunk meg egy fejespenész telepdarabkát is. Sztereomikroszkópban figyeljük meg egy kevés békanyál és egy kis teleprészlet fejespenész felépítését. Megfigyeléseinkről ké­szítsünk rajzot!

i'AP/VSZTALA'r KS MAííVARÁZA F: A fonolos zöUhiíoszatok henger akikii sejtjei egy irányba rendeződve egyenes vagy elágazó fonalakat képeznek. Kloroflll-tarralmuk miatt zöldek. Afeje.spenész micélinma sárgás vagy fehéres hifafonalakMl álló laza szövedék. EMxV me- rőlegesen állnak ki a gömhölyded spth atartó tokokat termő hifavégek.

O A növények kétszakaszos egyedfejlődésének kialakulása és evolúciója a virágtalan növények körében

A növényvilágra a nein/cdékvúK akoxás, illetve ennek továbbfejlődött fonnája, a kétsxakas/(>s cg j cd lcjlodcs a jellem ző (44.2. ábra). Ez a haploid é s diploid életszakasz szabályos váltiikozását je ­lenti. am ely már a fejlettebb zöldmoszatoknál m egfigyelhető.

Például a tengeri siiláta haploid (n) ivarsejtjeiből egyesülés után mitotikus osztódások sorozatán keresztül kifejlődik egy diploid í2/i^ sejtekből álló zöldmosz«it (2;í anyasejt —» 2db 2n utódsejt). Ez a növény c.sak ivartalan úton képes szaporodni, m eiózissal haploid spórákat hoz létre. A csillókkal

44 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

rendelkező spóník később elvesztik csillóikat, és megtelepedve mltotíkus osztódások soroziUiínál. egy- egy új, haploid sejtekből álló alganövénnyé fejlődnek (« anyasejt —> 2db 2n utódsejt). Ezek az egyedek különböző, vagy hím. vagy női ivai'sejteket hoznak létre mitózissal. <unelyek egyesülnek, és kifejlődik a zigótából egy újabb, megint csak ivaiialanu! sz<iporodni képes nemzedék.

A sziuazfoldie kilépő zöldmoszatok szaporodásukban megőrizték a nemzedékváltakozást. Fejlő­désük azonban két irányban ment végbe. A két irány közös jellegzetes.sége, hogy a haploid és a dip- loid nem zedék eltérő m egjelenésű lesz, é s fejlettségi állapo­tukban is különböznek egymástól.

A z egyik evo lú ciós irányban a m oh ák alakulnak ki, am elyek haploid életszaka.sza, az ivarsejtet teiinő mohanem­zedék, differenciáltabb felépítésű. A mohanövényke n kromo­szóm aszám ú sp ó rá b ó l m itotikus osztódások sorozatával alakul ki (/i anyascjl 2db u utódsejt). A diploid spórát termő nemzedék egy toknyélre és egy tokra egyszerűsödik.A tok é s a toknyél 2/í, a zigótából m itózisok sorozatával fej­lődik k i. 2/i anyasejt —¥ 2db 2n utódsejt. (44.1. »hrH)

A másik fejlődési irányban a haras/.tok alakultak ki. Ezek ivaros nem zedéke redukáltabb, mert iiz m indössze egy előte- lepből és az ivarszervekből áll. Kromoszómasziíma «, az ivar- sejtek m itózissal jönnek létre. A 2n krom oszóm aszám ú h<uasztnö\'ény, mely a spóraferm ő nem zedéknek felel meg. fejlettebb. Ez m eiózissal hozza létre n kromoszómasziímú spóráit. Sziíporodiísbiológiailag ez a fonna bizonyult kedve­zőbbnek az evolúció folyamán, és később ez vezetett el a virág kialakulásáig. (44.1. ábra)

A gom báknál az ivaros folyamatok é s a sziiporodi'is nem szükségszeren kapcsolódnak össze. A z sejtmagegyesüléseket követő m eiózis ugyanis gyakran időben különválik, és közben m itózisok sora is végbemehet.

A z állatok országa szaporodásbiológiailag abban külön­bözik a növények és a gombák orsz<ígától. hogy haploid álla­potuk csupán az Ívai>iejtre korlátozódik.

IVAROS SZAKASZ

♦MOHA-barna, fonalas NÖVÉNY

elölel ep \^ ivarszervek

spöra \^ ivarsejiekspöfatartó ^

(sporaanyasefi) ágöta

ARTALAN SZAKASZ

IVAROS SZAKASZ

ivar*zöld.'^zcfvekN . . sav alakú iva/seitek

eWtelepf zigötasp a I

\spöraiartó

(spöraan/asejt)HARASZT-NÖVÉNY

ARTALAN SZAKASZ

44.1. A inohi'ik és a harasztok kctsziíka* szos cgycdfejlódcsc

ZÖLDMOSZATOK MOHÁK HARASZTOK

44.2. A zöldino.';z<itok. a inoh<ík és a h a raszto k n em zed ékvá ltako z iísa

A GOMBÁK FELÉPÍTÉSE 45

1 0 . A gombák felépítése

KÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Ismertesse a gombák fonalas testfelépítését és spórás szaporodását.

© Különböztesse meg a legismertebb ehető és mérgező kalapos gombákat. Ismertesse a gombafogyasztás szabályait, tudja, hogy a gyilkos galóca halálosan mérgező. Ismer­tesse a peronoszpóra. a fejespenész, az ecsetpenész, az emberi megbetegedéseket okozó gombák, a farontó gombák és a sörélesztő gyakorlati jelentőségét.

O A gombák testfelépítése és szaporodásaA gombák lehetnek egysejtűek vagy többsejtűek. Egyes egysejtű gombáknak nincs sejtfaluk, így sok sejtmagvú egységes plazmatömeggé állhatnak össze (45.1. úbra). Má­sok sejtfallal rendelkező magányos sejtek, amelyek lánc­szerűen kapcsolódnak egymáshoz, m int a sörélesztő gomba sejtjei. A soksejtű gombák fonal alakúak. Ezt ne­vezzük gom bafonálnak vagy hifának. A hifa szövedéke a m ícélium . Legfejlettebb formája a te rm ő test álszöve- tes szei*veződése. A teimőtest szorosan egymás mellé ren­deződő hifafonalakból áll. Általában k a la p ra és tönkre különül. A tönkön alul bocskor. középen gallér, a kala­pon fátyol lehet. A kalap alsó oldalán a hifafonalak végei term őréteget alkotnak. A termőréteg leiTneli a spórákat. 45.1. Nyiílkiigombii

A gombák származásaPontos származitsuk nem ismert, minden bizonnyal több­féle ősi típusból vezethetők le. A feltételezések szerint egyes csopoitjaik ősi ostorosokia, mások ősi fonalas zöldmoszatokia vezethetők vissza.

A gombák szaporodásaA gombák szaporodása és egyedfejlődése rendkívül vál­tozatos. Ennek ellenére szaporodási típusaik két fő for­mába sorolhatók: az ivaros és az iv arta lan szaporodás csoportjaiba. (45.2. áh ra)

Ivartalannak számít minden olyan szaporodási folyama­tuk. amely során a sejtek kromoszómaszáma nem vál­tozik meg. vagyis nincs sem sejtmag-összeolvadás, sem meiózis. Ebbe a csoportba tartoznak a gombák spórakép- ződési folyamatai is. A spóratartók belsejében keletkező

két egyed fonalainak cgycNÜléNC

gomba* \ fonal

spóra ‘i

45.2. A tö in lő s g o m U ik é le tc ik lu s it

46 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

spólák az endospórák, a spóiatailóiól lefűződő külső spórák az exospórák. A legtöbb gomba micélíumtelepeínek szétdarabolodásával is képes ivartalanul szaporodni.

46.1. A pcionoszpótsi káitétclc

O A gombák és az emberA gombák szerepe az ember mindennapos tevékenységében sokrétű. Mindenekelőtt fontos táplálékfon ást jelentenek, ugyanakkor fogyasztásuk súlyos mérgezéseket is okozhat. Mások fertőzéseket eredményeznek, megint mások ipari felhasználásuk miatt jelentősek. Egyes gombák háziasítoltnak tekinthetők és termeszthetők, mások ellen mint mezőgazdasági kárte­vők ellen, védekeznünk kell.

A moszatgombák közé tartozó |)eronoszpóra a szőlőn okoz komoly károkat (46.1. áhru). A gombák megtelepedése olajos foltként jelentkezik a leveleken és a fiatal fürtökön. A fer­tőzött hajtások elsorvadnak. A spórák mozgásához víz kell, ezért csapadékos időben nagyobb a fertőzés ve.szélye.

A tömlősgombák közé tartozó ecsetpenészek a mo- szatgombákra emlékeztetnek <46,2. ábra). Közülük nem egy fontos antibiotikum termelő. Az antibiotikumok a gom­bák olyan anyagcsereterm ékei, am elyek más mikro- szervezetekre, elsősorban baktériumokra nézve mérgező- ek, fejlődésüket vagy szaporodásukat megakadályozzák.

A gombák egy része fákon élősködik, ezeket farontó gombáknak vagy tap lók n ak is szokták nevezni. A fa- rontók különböző rendszertani csoportokhoz tartoznak.Közös sajátosságuk, hogy a faanyag enzimatikus elbon­tására képesek. Közülük legismertebb a főleg bükkfákon élő bükkfatapló (46..V ábra).

Az ember gombás fertőzései közül legelterjedtebbek a b ő rg o m b á so d á so k . Egy részük a bőr szarurétegét, mások a körmöt, a fejbőrt, esetleg a testszőrzetet támad­ják meg. Szívesen telepszenek meg a testhajlatokban, a lábujjak között stb. Mosakodiís után bőrünk alapos S2:á- razra törlésével védekezhetünk ellenük.

A sz isz tém á s m ik ózísok sokkal súlyosabb gombás fertőzések. Ezekben az esetekben a gombák a csöves vagy üreges szervek bel.ső felszínén telepszenek meg. Gombák okozzák a szájpenészt, és a tüdő gombás fertőzését is.A természetben szabadon bomló szerves anyagon élő fejespenészek is súlyos tüdő és idegrendszeri elváltozá­sokkal járó megbetegedéseket eredményezhetnek.

A gombák egy hányada az ember számára fogyaszt­ható táp lálék , mégis sokan idegenkednek tőlük a mér­gező gombák okozta súlyos mérgezések miatt. A mérge­zéseket elkerülhetjük, ha betartjuk a gom bafogyasztás szabá lya it! 46.3. BükkfiHapló

46.2. Ecsetpenész (PeiiinUiimi noUiium)

A GOMBÁK FELÉPÍTÉSE 47

A COMBAFOGYASZTÁS SZABÁLYAI- M indig csak olyan ehető gombát szedjünk, amit teljesen biztosan felismerünk.- Ennek ellenére a szedett anyagot minden esetben, kivétel nélkül nézessük meg gombaszak-

éitovel.- Ne higgyünk a különböző mérgező gombákra vonatkozó népi hiedelmeknek.- Mindig csak egészséges, kifejlett, de fiatal gombákat szedjünk le.- A gyűjtött anyagot a tei^epen mindig kosárba vagy jól szellőző papírdobozba rakjuk. A kü­

lönböző gombafajokat elkülönítve gyűjtsük.- A műanyag reklámszatyrok alkalmatlanok a gomba akár átmeneti tárolására is.- A nyári melegben csak kora reggel vagy késő délutántól gyűjtsünk. meil a napon átforró­

sodó gombák könnyen megromlanak.- A nedvesen szedett, vizes gomba is lomlékonyabb, ezért közvetlenül eső után, vagy

ősszel erősen párás, nyirkos napokon inkább ne induljunk útnak.- Gyűjtés közben ne kóstolgassuk őket.- Az ellenőrzött gombákat lehetőleg még aznap dolgozzuk fel. Még szellős. hűvös helyen

tárolva is legfeljebb másnap leggelig tegyük el.- Elkészítéskor a gombákat gondosan mossuk meg. és a fajra vonatkozó előírásoknak meg­

felelően készítsük el. Vannak ugyanis gombafajok, amelyek csak 20 perces alapos főzés után válnak egyértelműen fogyaszthatóvá.

- Az elkészíteti gombát frissen fogyasszuk el.- Gombás ételt csak mélyhűtőben, legalább -1 8 -2 0 ®C-ra lehűtve tárolhatunk hosszabb

ideig.A gombák egy része olyan kémiai anyagokat tartal­

maz, amelyek elfogyasztása az ember számára kellemet­len következményekkel, gyom orrontással, hányással* hasmenéssel stb. jár, súlyosabb esetekben még életveszé­lyes állapotba is keiülhet a beteg, sőt meg is halhat. Annak ellenére, hogy csupán két-három olyan faj él nálunk, amely halálos gombamérgezést eredményezhet, évente 15-20 személy gombamérgezés következtében hal meg.Ezeket a mérgezéseket gyakorlatilag teljes egészében a gyilkos galóca okozza.

A gyilkos galóca (47.i.áhra) az országban szinte min­denütt előfordul. Lomberdőkben, fenyvesekben, sőt par­kokban, kertekben is megjelenhet. Kalapja olajzöld, sárgászöld vagy fehéres, selymesen fénylő. .Sűrűn álló lemezei tehérek. Tönkje arányos, inkább karcsú, lefelé enyhén vastagodó. Gallérja, bocskora mindig jól fejlett, ugyancsak fehér. Kezdetben zárt burok védi, ilyenkor to­jásra emlékeztet. Húsa hófehér, kellemes illatú, kitűnő ízű.

Az ehető gombák közül a csiperkef'ajok a legismer­tebbek. Fehérek, de a tentiőrétegtartójuk mindig sötétebb. rózsaszín vagy csokoládébarna. Gallérjuk van. de bocs-koruk nincs. (47.2. áhra) 47.2.EidöszéÍi csiperke

47.1. Gyilkos giilócii

48 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

A tinorúfélék is könnyen felismerhetőek csöves termőré- tegtai tójukról. Ehhez a fajhoz tartozik például a finom, aromás, ízletes varfiánya. Mérgező testvéifaja a pirosas színű .unánrinoni. A lemezes termőrétegtailóval rendel­kező kalapos gombák között is számos ehető faj akad. Ilyen például a nagy őziáhgomíxi. (Könnyen összeté­veszthető a mérgező párducgalócával).Hazai erdei nkben gyakori gombánk a nnesékben sokszor emlegetett mérgező légyölőgaUk a (4«.i.ábrH)is, melynek ehető „párja” a császárgomba. 48.1. Lcgyölő galócit

m48.2. Dioetanolt gyáitó üzem

A gombák ipari felliasznáiásaA gombák felhasználásának már évezredes múltja van.Ma az élem iszeripar. a gyógyszeripar, sőt a vegyipar sem lehetnek meg gombák alkalmazása nélkül. (4«.2.Hbn<)

Gombák működnek közre a bor alkoholos erjesztése­kor és a sörgyáitás során is. A borélesztő a must cukor- tartalmának egy részét anaerob úton, erjedéssel alakítja át etil-alkohollá. A tejtermékek közül a kefir baktériumok és gom bák együttes közrem űködésének eredménye.Gom bákkal érlelnek nem egy különleges húskészít­ményt, így például a téliszalámit is. Jellegzetes fehér be­vonatát a fehér nemes penész adja.

Az élelmiszeiüzlelekben kapható élesztő, a sörélesztő tiszta tenyészete. Noha a koi szentí rendszerekben az egy­sejtű sörélesztő nem gomba, hagyományosan mégis itt tárgyaljuk. Folyékony tápközegben tenyésztik, és centrifugálással tömörítik, így kerül az üzletekbe. A kelt tészta készítése során a gomba a liszt keményítőjéből származó szőlőcukrot bontja a levegő oxigénjének a fel- használásával. A tésztát a szőlőcukor átalakulása során keletkező szén-dioxid „fújja fel” .

.Sok anyag előállítása a gombák bevonásával a leggaz­daságosabb. Például cukortartalmú hulladékokon kisebb szénatomszámú szei'ves savak (például citromsav, fumár- sav stb.) gombák segítségével tenneltethetők. A gombák által tei melt gyógyszeripari alapanyagok közül elsőként az antibiotikumokat kell megemlíteni.

N apjaink fokozódó környezetvédelm i gondjainak megoldásában fontos szerep juthat a gombáknak. Mivel anyagcseréjük szerves anyagok lebontásán alapszik, alkalmasak lehetnek szerves eredetű hulladékok ártal­matlanítására, feldolgozására, vagy a természetes körfo­lyam atokba történő vis.szajuttatására. Különböző fa­anyagokon, sőt szalmán is jól termeszthető, ilyen példáula k éső i la sk a g o m b a (48.. . Hhm). 48.3. A iiiskagomba házi tcnncsztcse

A GOMBÁK FELÉPÍTÉSE 49

A gyakoribb ehető és a hozzájuk hasonló mérgező gombák

Nagy őzliibgomba Párducgiilócci CsásZiíigombii L ég y ö lí giilócii

Sárga rókiigomba Világító tölcscrgoinba Mezei szcgfűgoinba Kerti susulyka

Erdőszcli csiperke- tönkje alul alig vastagodik;— gallcija van;~ spónitanó lemezei fiatalon halványszürkék, később - spóralaHó lemezei mindig fehérek,

sötétbarnák.

Gyilkos galóca- tönkjének töve guinósan megvastagodik;- bocskora és galléija van;

50 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

11. A zuzmók és a mohák

r

KÖZKI»SZlNTfj követelmény:

O Vizsgáljon kézinagyítóval és mikroszkóppal lombosmohákat, zuzmókat. Ismertesse a megfigyeltek alapján a testfelépítésüket.

© Tudja, hogy a zuzmók a levegő indikátorai.

EMELTSZINTŰ követelm ény:

o Hozza összefüggésbe a mohák testfelépítését és társulásokban elfoglalt helyüket.

O A zuzmók felépítéseA zuzmók különleges élőlények. Kékhaktérhtmok vagy moszatok és }>omhafoiwlak rendkívül .szoros együttélése, szim biózisa. Telepes szervezetek. A zuzmótelep lehet fonalas, kocsonyás, leveles, bokros, vagy lehet kéregsze- ri4. A egyes típusokban a m oszatsejtek és a gom bafo­nalak többé-kevésbé egyenletesen elkeveredettek. míg más típusoknál a gombafonalak a telep felszínén és alján is egy-egy kérget alkotnak. Közöttük Uzább szövedékű gombafonalak találhatók, melyek a moszatsejteket fogják 50.1. A zuzmók felépítésé közre. A gombafonalak vizet és vízben oldott sókat vesznek fel, és továbbítják azokat a moszatoknak vagy a kékbaktériumoknak, amelyek a fotoszintézist végzik. (5o.i.H>>ra)

A zuzmók életmódjaA zuzmók ziizmó-savakat termelnek, ezek segítségével a kémiailag kötött ionok felvételére is képesek. Ökológiai jelentőségük azért nagy, mert elsődlegesen megtelepedő pionír szer­vezetként képesek a legcsupaszabb sziklafalon vagy poi^zó homokon is megélni, megindítva ezzel a természetes betelepülés folyamatát.

Rendkívül szívós, ellenálló szervezetek. A más szervezetek számára teljesen tápanyag­mentes élőhelyeket is benépesítik. Képesek elviselni a hosszú ideig tartó vízhiányt, a hő­mérséklet szélsőséges ingadozásait, ezért a sarkvidéken, a magashegységekben és a siva­tagokban egyaránt találkozni velük. Nagyon lassan fejlődnek, évente I cm-nél is kisebb a növekedésük.

A mohák testszerveződéseA m ohák (Si.i.ábra) törzsébe tartozó növények valamennyien telepes szerveződésűek. Száiaz- földön élnek. Testfelépítésük bár tagolt, mégis egyszerű, hiszen szöveteik és valódi szerveik nincsenek. K apaszkodófonalak rögzítik őket a talajon, lestük tengelye azonos sejtekből felépülő szárszerű képlet, apró levélkéig pedig egy sejtrétegűek. A vizet és a tápsókat egész

A ZUZMÓK ÉS A MOHÁK 51

testfelületükön át veszik fel. S pórákkal szaporodnak. A mohaspóiából cgy fomilszenl etőteíeps majd mohanö- vényke fejlődik. Ez csúcsi részén hímivarsejteket és pete­sejteket termel. Egy csepp vízben a hímivarsejtek eljutnak a petesejthez, és közülük egy egyesül vele. A megtermé­kenyített petesejtbo! fejlődésnek induló új nemzedék rajta marad az anyanövényen. Egy nyélen álló spóra­tartó tokból áll csupán, amelyben sok spórát érlel meg. A kihulló spórákból új mohanövényke fejlődik

A mohák előfordulása és életmódjaA mohák szinte minden élőhelyen előforduló fotoauto- tróf szei'vezetek. Vízi (példi'ml egyes tőzegmohák) és szá­razföldi fajaik is vannak. Utóbbiak a száraz sivatagoktól, sziklafalaktól kezdve a trópusi esőerdőkig mindenütt előfordulnak. vSok pionír is akad közöttük. Hazai viszo­nyaink között a téli időszak lefontosabb fotoszintetizáló szervezetei.

spói Ink

ncdvcN talaj

rög^ítőfonahik

51.1. A inohiinövcnykc fclcpítcsc

O A zuzmók a ievegószennyezó'dés indikátoraiA zuzm ók rendkívül szívós, ellenálló telepes szeivezefek (5 i.2.ái>ra). Képesek elviselni a hosszú ideig tartó vízhiányt, a hőmérséklet szélsőséges ingadozásait, ezért a sarkvidéken, a magas- hegységekben és a sivatagokban egyaránt találkozni velük. A mostoha körülmények között nagyon lassan növekednek, évente gyakran csak néhány millimétert. Egyesek a nehéz fém ­sókat és a radioaktív anyagokat is képesek megkötni és felhalmozni szervezetükben, így a su­gárveszélyes környezeti ártalmakat jelzik.

Ugyanakkor a levegő S0 2 -szennyezettségére rend­kívül érzékenyek. Ezt a zuzmófajok jelenléte, tömeges­sége vagy hiánya alapján felhasználják a légszemiyezeff- séf> méríékének in(/ik<U'iójára is. A levegőszennyezésnek a zuzmóflórára gyakorolt hatásának vizsgálata Svédor­szágból indult el, ma már Európa-szerte elterjedt egy- szeiií vizsgálati módszer. Ennek az a lényege, hogy elké­szítik a település vagy ipari körzet és annak közvetlen környékének „zuzmótérképét” , azaz az egyes fajok elő­fordulását. Az erősen szennyezett levegőjű helyekről a zuzmók eltűnnek, zuzmósivatagok alakulnak ki. Az ettől távolabb eső és kevésbé szennyezett területeken néhány faj alacsony egyedszámban már megjelenik. A település legtisztább levegőjű területein, a zöldövezetekben pedig gazdag (magasabb faj- és egyedszám ) a zuzmóflóra.A városoktól távolabb, a természetes élőhelyeken az ere- 5 , 2 ^ éghajlatideti zuzmóflóra változatlan. kömimenyek között is megélnek

52 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

ZUZMÓK VIZSGÁLATA FENYMIKROSZKOPBAN ES KEZINAGYITOVAL 9. VIZSGÁLAT

ANY/VííOK Növényismeret, kézinagyító vagy sztereomikroszkóp, borotvavagy zsilettpenge, fedolemez, tárgylemez, cseppentő, víz.

vk(;r k iia j t á s : Figyeljük meg kézinagyító alatt a zuzmótelep alakját. Keményebb telep- részletbol készítsünk hajszálvékony metszetet, helyezzük táigylem ezie, és egy csepp víz­zel fedjük le. Közepes nagyításon (kb. 10 x 10) tanulmányozzuk. Készítsünk rajzot a lá­tottakról !

T.APAS/.TAl.AT hS m a(;y a r á z a t : A ziizmóte/ep atgasejtekhő! és gomhafomtiakhói áll. A telep mindkét felszínén tömött micélimnú gomhakéreg látható, közöttük a lazább hifa- szövedékben találjuk az algasejteket.

MOHÁK VIZSGÁLATA FENYMIKROSZKOPBAN ES KEZINAGYITOVAL 10. VIZSGÁLAT

ANYAííOK íuS p>»zk öZ<)K: Növényismeret cím ű határozókönyv, kézinagyító, mikroszkóp, csip esz, lándzsatű, tárgylem ez, fedolem ez, víz, különböző lom bosm ohák.

VÍXÍRKIIAJTÁS: Figyeljük meg a mohák sokféleségét. Vizsgáljuk meg kézinagyító alatt az ivaios és ivaitalan nemzedékek eltérő szei'vezeti felépítését. Vizsgáljuk meg mikroszkóp alatt a mohák levélkéit. Hasonlítsuk össze a különböző élőhelyekről száimazó fajok alak­béli sajátosságait!

TAPASZTALAT KS MAíiYARÁZAT! Mohanövényként jó l elkülönül a gyökénz^rűfm ialakhól. .^zár.szeríi és levélszerű képletekből ál/ó, ivarsejteket termelő, valamint a toknyéllwl és tok­ból áJló, spórát tennelő nemzedék.

O A mohák mint pionír szervezetekA m ohák azért képesek a nyers sziklán, kötetlen homokon is megtelepedni, meit gyökerszerű képleteik „gyökérsavai" igen nagy feltiíiókcpesseggel rendelkeznek. M ég a kémiailag kötött ionoksit is képesek komplex-ionokká alakítani, é s a maguk számára ilyen formában felvehetővé tenni azokat. Ezéil óriási jelentőségük van a bíol(>0ai inállás megindításában, a talaj- kép/cslK ‘n. A mohák levélkéinek alakja é s fonnája hűen tük­rözi élőhelyük környezeti adottságait. A csapadekszegény he­lyeken élők levélkéje keskeny, gyakran szálas, sziílkahegyben kihúzott, így erősen csökken a párologtaCási felület. Ugyan­akkor a levélkék szorosan egymásra borulnak. így a felüle­tükről távozó víz csak lassan páiolog el, m eit a hajsziílcsöves járatok a víz nagy felületű adszoipcióját biztosítják. Ezélt a levélkék között vízpáiában gazdag terek alakulnak ki. M indez a vízjntigőrzési teszi lehetővé. A tömött mohagyepek ezéil valóságos szivacsként működnek, am ely egyrészt magának a mohagyepnek biztosít kedvezőbb feltételeket, másrészt pedig befolyással van a közvetlen környe­zetére is. Ezért beszélhetünk - egyebek m ellett - önálló m ohas/ín trő l. (52.1. ii>ra)

52.1. M ohapiima

_______________________________A NÖVÉNYVILÁG FŐBB CSOPORTJAI A SZERVI DIFFERENCIÁLÓDÁS SZEMPONTJÁBÓL 53

1 2 . A növényvilág főbb csoportjai a szervi differenciálódás szempontjából

KÖZKI»SZINTfl követelmény:

O Tudja, hogy a növényvilág fejlődését befolyásolta a fényéit, vízért való verseny, a szára­zabb élőhelyeken való szaporodás lehetősége. Tudja ezeket összefüggésbe hozni a szer­vek megjelenésével, felépítésével.

© Ismertesse a harasztoknál megjelenő evolúciós „újításokat" (szövetek, szervek), hozza ezeket összefüggésbe a szárazföldi élethez való hatékony alkalmazkodással.

O Ismertesse a nyitvatennőknél megjelenő evolúciós újításokat (virág, mag, víztől függet­len szaporodás), hozza ezeket összefüggésbe a szái^azföldi élethez való hatékonyabb al­kalm azkodással. Ism ertesse a zárvaterm őknél m egjelenő evolúciós „újításokat” (takarólevelek, bibe, zárt magház, termés, szállítócsövek, gyökérszőrök), hozza ezeket összefüggésbe a szárazföldi élethez való hatékonyabb alkalmazkodással. Ismertesse a termés biológiai szerepét és a magterjesztés stratégiáit.

O Tudja használni a Növényismeret cim ű könyvet a környezetében élő növények megis­meréséhez és élőhelyének ökológiai igényeinek jellemzéséhez.

KMKLT SZINTŰ követelm ény:

0 Rajzolt ábrán tudja értelmezni a harasztok és a zárvatermők kétszakaszos egyedfejlődé­sében az ivaiT)s és az ivailalan szakaszok aiányát, és ennek fejlődéstörténeti jelentőségét.

© Ismertesse és ábrán ismerje fel a kettős megtermékenyítés folyamatait.

O A hajtásos növények törzsfejlődéseA szárazföld meghódítását követően a nedves környezettől való elszakadás csak a hajtásos növényeknek sikerült maradandóan (S^.i.ábni). Az új tar tózkodási közegben, a levegőn, a nö­vény nem jut korlátlan mennyiségben vízhez, nem tudja teljes testfelületén felvenni a táp­anyagul szolgáló anyagokat, és nem tailja meg a testét a minden oldalról körülfogó víz sem.

baidöríumok

vörösmoszatok l)amaino$zalok

kéfcbakténumok

> harasztok

mohák nyíNatermOk

zárvatermők

S3.1. A növényvilág sZ4Ú maziísi kupcsohttai

54 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

HARASZTOK löbbszörÖNcn

NYITVATERMÓK

poizós virágzott cT , lobozvirágziü ^'N v.

A szárazföldre kikerült növények evolúciója során lépésről lépésre szelekciós előnyt élvez­tek azok a csoportok, amelyek sejtjei fokozatos munkamegosztás révén szövetekké differen­ciálódva meg tudták valósítani a tápanyag felvételét és gyors továbbítását, az intenzívebb foto­szintézist, és a növényi test minél hatékonyabb megtaitását a legfontosabb tápanyagban, a szén-dioxidban gazdag levegőben. A szövetek sejtjei már csak egy- vagy kevésféle műkö­dést végeztek, de azt hatékonyan.O A szövetekből kialakuló szervek hosszantartó fejlő­dés eredményeképpen jutottak el a mai többféle, és csak meghatározott működéseik ellátására alkalmas formá­ikhoz.

Elsőként a vízből kiemelkedő szár alakult ki. amely­nek ősi típusul között szelekciós előnyt jelentett a mind nagyobb foto.szintetizáló felület. A lom blevelek kétféle m ódon jöttek létre: az első levelek egyrészt vékony, hosszúkás, pikkelyszem oldalképletek voltak, amelyek spirális vonal mentén sűrűn beborítotlcík a szárat. A ma élő növények közül a koipafiivek mutatnak ilyen levélze- tet. Másrészt, kialakulásuk a kezdetleges hajtásvégek ki- szélesedésével. majd összenövésük révén keletkezett, így jö tt létre a nagyobb felületű lomblevél, vele együtt a leveles szár. a hajtás. A nagyobb asszimiláló felület és a szállító- és szilárdítószövetek tökéletesedése a na­gyobb termetű növények kialakulását eredményezték.M indezek indokolttá tették az erőteljesebb rögzítést, valami nt a gyorsabb vízfelvétel és víztovábbítás .szük.sé- gességét. Ezeknek a funkcióknak a biztosítására alakult ki ké.sobb a gyökér. így az elsőként kialakuló szárat a lomblevél követte, végül a gyökér megjelenése zárta a sort. Mindezek, a harasztok evolúciós ú jításainak te­kinthetők. Csak jóval később jelent meg a ny itvater­m őknél a már fejlettebb szaporodást tükröző virág , amely az ivaros folyamatnak a víztől való végleges elsza­kadását jelenti. A virág fejlettebb formája a termőlevél széleinek az összenövésével a zái vatermők „újítása volt".Ez a magkezdemény védettebb helyen való fejlődését, egyben a termés megjelenését is jelenti. A zárvatermők evolúciós újításai a szárazföldi viszonyokhoz való még tökéletesebb alkalmazkodást tükrözik. A szárazabb kö­rülmények között fontos a hatékonyabb vízfelvétel (gyö­kérszőrök megjelenése), valamint a hatékonyabb vízto­vábbítás is (vízszállító csövek kialakulása). A virágaikat takarólevelek (csésze, páila) védik, és kialakul a rovar- megporzás. amely a szélmegpoizáshoz képest jelentős előrelépést jelentett, (.m.i . ábra)

eltűnthaifmtfHl

helye \

áilyuggiiiottharánt-

>ejlf;tiak

54.1. A hiu asztok és a nyilviiicnn^ evolú­ciós ..Újjtitiiii”

_______________________________A NÖVÉNYVILÁG FŐBB CSOPORTJAI A SZERVI DIFFERENCIÁLÓDÁS SZEMPONTJÁBÓL 55

O A virág evolúciójaA vii'Hg evolúciója a h aras/lok f'cjlodésiiieiictébol vezethető le. Egyedfejlődésük a fejlett mosz<)tokhoz é s a mohákhoz hasonlóan ugyancsak egy haploid spórából Indul ki. Ebből m itózisok sorozatával egy erősen redukiílt növenyke fejlődik, iunely valójábiin csak egy előtelep. amelyen ugyancs<ik mitózlssal Ív<u'- szervek alakulnak ki. A z ivarszervek szintén mitózissal haploid ivai>iejteket termelnek, amelyek közül a női jel legű petesejtek nagyok, mozdulatlanok, és egy ivarszei'v csak egyetlen petesejtet érlel meg. A hím­ivarszervek viszont, nagysziUTiú csillóik segítségével aktív mozgásra képes hímivarsejteket teimelnek. A hímivarsejtek kémiai ingerek hatására egy csepp esőben vagy harmatcseppben eljutnak a petesejthez, am elyek közül egy egyesül vele. A megtennékenyített petesejt egy diploid zigóta, amely fejlődésnek in­dul. B előle alakul ki a harasztnövény fejlett, szöveti, szervi differenciálódást mutató, gyökérből, sz«írból é s levélből álló teste. Ennek levelein hozza később létre m eiózissal a haploid ivaitalan szaporítósejtjeit. a spórákat.

A virágos növények ősei a he terospórás harasztok a t k r m ö l e v f x e v o l ú c i ó j a

közül kcKiltek ki. A heterospóiás harasztok kétféle spó- spóracartó bcaíitsdó icnn( Ievél iát, kisebb m ikrospórákat és nagyobb m akrospórákat termeltek. A mikiospórából önálló haploid mikroelőtele- pek, a makrospórákból önálló haploid makioelőtelepek fejlődtek. A mikroelőtelepeken jöttek létre mitózissal a hímivarszervek, a makroelőtelepeken pedig szintén mi-, . . . I . • I t • A PORZÓ EVOLÚaÓJAtozissal a noi ivarszervek. Az ivarszervek ugyancsak mi- tózissal haploid ivarsejteket termeltek.

A heterospórás harasztok evolúcióképesnek bizo­nyultak. Kialakultak ugyanis olyan típusok, amelyeknél „ „,6

a makrospóra nem hullott ki a spóratermő tokból, hanem a makrospórát termő levélen, a spóratermő tokban indult 55.1. Az Iviulcvclck kialakulása fejlődésnek. Ott alakult ki a makroelőtelep. Ott jött létrea makroelőtelepen a női ivarszerv, és ott bennük érlelődtek meg a petesejtek is. Az óriási tömegben keletkező mikrospórák a szél segítségével a makroelőtelepre jutottak, azon indultak fejlődésnek, azon hozták létre néhány sejtre redukálódott hím jellegű előtelepeiket, azon fej­lődtek ki a hímivarszerveik, és a hímivarsejtek közvetlenül, a víz közreműködé.se nélkül jutottak el a petesejtekhez, amelyeket így megtermékenyíthettek. A zigóták még a makrospó- ratermo tokokban, majd a makrospórát termő levélen indultak fejlődésnek, és csak később hullottak le róla. A magvaspáfrányok legfejlettebb fonnái is mintegy 100 millió évvel ezelőtt kihaltak, továbbfejlődő utód<tikban a spórát termő levelek átalakultak. A makrospórát tenno levelek temiőlevelekké, a mikrospíUáf tenuő levelek poizókká váltak <5 5 .1. ái»ra). Az előtelepek és az ivarszervek egyre kevesebb sejtből álló képződményekké redukálódtak. Kialakult a virág.

A megtermékenyített petesejt egy ideig még az anyai szervezeten fejlődik, és mint m ag ke­rül nyugalmi állapotba. Ekkor hull le az anyanövényiől. Egyedfejlődése később, a nyugalmi állapot megszakadásával, a vsirázóskor folytatódik.

A mag vagy a lehulló terméssel, vagy a termésből kiszóródva segíti a növény elterjedését. A termések és a magvak terjesztésében szerepet játszhat a szél (például a gyermekláncfű re­pítő bóbitája), a víz (például a súlyom könnyű termése), utazhatnak az állatok szőrébe, bőrébe akadva (például az ernyősvirágzatúak apró ikerkaszat termései), stb.

56 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

O A harasztok és a zárvatermők kétszakaszos egyedfejlődése

NtMS SZAKASZ fn)

embnózsák-kaüttrétf/virígpors2e(n- keidemeny

\me óas\ wigporsíem emöoowak-

anyas«|t

MAGVAS­NÖVÉNY

56.1. A ziíi vaterm ók egyedfe jlődése

Hti a harasztok kétszakaszos egyedfejlődését a líio- húkéval összevetjük, a legjellemzőbb különbség, hogy « mohák ivaros, a halasztók ivartalan nem­zedéke fejlettebb. A zárvatermők kétszakaszos egyedfejlődésére a még további redukció, leegy­szerűsödés a jellem ző (56.1. ábra).

A iT»eiózissal létrejött haploid mikrosp<Sra - a pollen - mitózissal két sejtté, egy vegetatív és egy generatív sejtté osztódik. A vegetatív sejt a hím jellegű előtelepnek, a generatív sejt a hímivar- szervnek felel meg. A vegetatív sejt a meg|X)rzást követően egy csatomat, tömlőt képez a bíbeszií- lon ke lisztül, miközben elpusztul. A generatív sejt ezen a tömlőn közelíti meg a magház belsejében lévő magkezdeményt.

© Ha a tennőben több magkezdemény van, több mikrospóra tapad m eg a bibepiimán, több csatorna keletkezik, és több vegetatív sejt indul el n magház irányába. Vándorlásuk közben a generatív sejtek m itózissal kettéosztódniik, eziiltal két ivai>iejlct hoznak létre. A két hímivaisejt közül az egyik a pete- sejttel, a másik pedig a központi sejttel egyesül, ezéil a zárvatennők m egtennékenyítése kettős m eg­termékenyítés.

A magkezdeményben a makrospóra-anyasejt m eiózissal osztódva négy haploid sejtet hoz létre. Ezek közül három elpusztul, a negyedik, az embriózsák*kezdemény felel m eg a makmspórának. A inakiospóra háiom egymást követő m itózissal nyolc haploid sejtet eredményez, amelyből három az ellentétes csúcsi részekre keiül, kettő pedig középen marad. A csírakapunak is nevezeti, pollen­tömlőhöz közelebbi oldalon találjuk a petesejtet é s a két kísérősejtet, míg a sejt túlsó pólusán az ellen­lábas sejtek foglalnak helyet. A két sejt középen egyesül, így jön létre a diploid központi sejt.

A m egtennékenyítést követően a magkezdemény maggá alakul. A zigóta 2n kromoszómájú, a m egtennékenyített központi sejt kromoszómaszáma (56.1. ábra)

A PORTOKBAM

virágporszem-anyas€jt (2n)

meiózis

pollen

mikrospóra

a generatív sejtből

2 X mitözis

3 db ellenlábas sejt

himivarsejt

A MAQHAZBAN

embríózsák-anyasejt (2n)

meíózis

embriózsák-kezdemény

makrospóra

8 s^: embríözsák

1 db petesejt

2 db kísérösejt

3 db ellenlábas sejt

2 sejt összeolvad; központi sejt

56.2. A m agvas növények ivarsejtjeinek k ialaku lása

A SZÖVETEK 57

1 3 . A szövetek

KÖZKI>SZINTfj követelmény:

O Ismertesse, hogy milyen működésekre specializálódtak a következő szövetek: osztödó- szövet és állandósult szövetek: bőrszövet, táplálékkészíto alapszövet és szállítószövet.

© Vizsgáljon fénymikroszkóppal növényiszövet-preparátumot, készítsen borszöveti nyú- zatot (pl. vöröshagyma allevele). Vizsgáljon sejtüreget és kristályzái ványt. Értelmezze a látottakat.

O Az osztódószövet jellemzői és működéseAz osztódószövetek (57.i. ábra) minden növekedő növényi részben megtalálhatók. .Sejtjei vékonyfalúak. plazmadú­sak, sejtmagjuk nagy. Folyamatosan osztódnak. Például a szál vastagodását eredményező osztódószövet a kam ­bium. A keletkezett sejtek nem osztódnak tovább, hanem valamelyik állandósult szövet sejtjeivé alakulnak. Há­romféle állandósult szövetet ismerünk, a bőrszövetet, a szállítószövetet és az alapszövetet. 57.1. A z osztódószövet m ikroszkópos képe

A bőrszövet jellemzői és működéseA bőrszövet (57.2. ábra) a szövetes növény adott évben kialakult részeit fedi. Az egyéves növény szárát, lomble­velét, a virág részeit egyaránt bőrszövet burkolja. Egy idős fának csak a lombleveleit, az azévi vesszőit, és a vi­rágrészeit borítja. Rendszerint egy sejtrétegű, sejtjei álta­lában laposak, szorosan illeszkednek, zöld színtesteket nem tailalmaznak. (Kivétel a gázcserenyílások zárósejtjei). A külső felszínt védő kutikula- vagy viaszréteg bon'thatja. 57.2. A bó iszö v e t m ikroszkópos képe

A szállítószövet jellemzői és működéseA szállítószövet (57J.ábra)hosszú, megnyúlt sejtekből áll. Kétirányú anyagáramlást biztosít. Egyfelől a felvett vizet és a vízben oldott anyagokat szállítja a gyökéitől a lomb­levelek irányába. Másfelől a levelekben keletkezett szer­ves anyagokat juttatja el a növények minden sejtjéhez. A víz és a benne oldott anyagok továbbítását a szállítószö­vet faelem ei, a szerves anyagok továbbítását a szállító- szövet háncselemei végzik. A faelemek és a háncselemek a növényekben szállítónyalábokba tömöililnek. Egy nya­láb rendszerint mindkét szállító.szöveti típust tartalmazza. 57.3. A szá llíló .szö vet m ikro szkó p o s képe

58 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

Az alapszövetek jellemzői és működéseiValamennyi állandósult növényi szövet, amely nem bőrszövet és nem szállítószövet, az a lap­szövetek közé tartozik. Működésük alapján csoportosítjuk őket.

A táplálékké.szítő alapszövet sejtjei nagyok, színtestekben gazdagok. Feladatuk a foto­szintézis. Megtalálható minden zöld növényi részben, legnagyobb mennyiségben a lombleve­lekben. A rak tá rozó alapszövet a tápanyagok hosszabb ideig történő raktározását végzi ke­ményítő, fehérje vagy növényi olajok formájában. A fénytől elzárt növényi szervekben (hagyma, gumó) fordul elő nagyobb mennyiségben. A m echanikai alapszövet mindig erősen megvastagodott falú sejtekből áll, feladata a növényi részek szilárdítása, (fw.i.ábra)

S8.1 .T iíp lálékkészí(ő (/)), rak tározó (/j) , sz ilá id ító , m echanikai a lapszövet ( ( ') m ik roszkópos képei

© BŐRSZÖVETI NYÚZAT KÉSZÍTÉSE HAGYMA ALLEVELÉBÖL 11. VIZSGÁLAT

A N Y A íiO K i s R S /K ö y .()K : hegyes csipesz, olló, tárgylemez, fedőlemez, cseppentő, mikrosz­kóp, víz, vöröshagyma.

v k ( ; r k i i . \ j T /Ís : Vöröshagyma húsos alleveléről készítsünk nyúzatot. Tegyük táigylemezie. majd egy csepp vízzel fedjük le, és közepes nagyítás mellett (kb. 1 0 x 1 0 ) vizsgáljuk.

l A P A sy .i'A L A 'r f o M A ííY A R Á Z A 'r: A hőrszöveti sejtek hossztUik, té^lalapszerűek, szorosan illeszkednek, közöttük sejtközötti járatok nincsenek. Bennük jó l látszanak a sejteket hatá­roló sejtfalak, és élesen elkülönül a sejtek közepe tájékán lévő sejtmag is.

KRISTALYZARVANY VIZSGÁLATA VÖRÖSHAGYMA BUROKLEVELEBEN 12. VIZSGÁLAT

ANYAííOK K i ks/K(")Zök: mikroszkóp, táigylemez, fedőlemez, olló, cseppentő, víz, vörös­hagyma.

v k ( ; r k i i a ,i t á s ; Vöröshagyma száiaz, kül.ső burokleveléből ollóval vágjunk ki egy kis darabkát, majd tegyük tárgylemezre, és fedjük le egy csepp vízzel. Vizsgáljuk előbb kis (kb. 4 X 10), majd közepes (kb. 10 x 10) nagyítással.

l A PA SZTA LA T KS M A ííY A R Á Z A i': A hagyma hnroklevelei számos kalcium-oxalát-kristályt tartalmaznak. Ezek zárványkri.stályok, a vöröshagyma o.xál.savvá, m ajd kalcimn-o.xaláttá alakítja felesleges anyagcseretennékeinek egy részét, és ebben a fonnában raktározza. A kristályok kocka vagy hasáb alakúak, végeik piramisszeriíek.

GYÖKÉR. SZÁR. LEVÉL 59

1 4 . Gyökér, szár, levél

KÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Ismertesse a gyökér, a szár és a levél alapfunkcióit. Ismerje fel egyszem, sematikus raj­zon a gyökér hossz- és keresztmetszetét, a kétszikű és egyszikű lágyszár keresztmet­szetét, a fás szál' keresztmetszetét, a kétszikű levél keresztmetszetét, tudja magyaiázni a látottakat. Magyaiázza el a fás szál' kialakulását, az évgyűmk keletkezését.

© Vizsgáljon mikroszkópban gázcserenyílást, és értelmezze a látottakat.

© Figyelje meg a víz útját színes tintába mártott fehér virágú növényen.

KMELT SZINTŰ követelm ény:

O Jellemezze a gyökér, a szár, a levél felépítését és működését, módosulásait. Mondjon példát módosult szervekre.

© Ismertesse a folyadékszállítás kémiai és fizikai hajtóerőit, hozza összefüggésbe a gyö­kér, szár és levél felépítésével.

© Értelmezze, hogy a gázcserenyílások működése hogyan függ össze a záiósejtek felépíté­sével, turgorával és az ozmózis jelenségével.

© Éitelmezzen növényi anyagszállítással kapcsolatos kísérletet. (Lásd: 61. oldal)

O A gyökér felépítése és alapfunkcióiA gyökér rögzíti a növényt a talajban, felve­szi a vizet és a vízben oldott sókat, majd to­vábbítja azokat a szár felé.

Szövettani felépítésére az övezetesség jel­lemző <59.1. ábra). Csúcsi része osztódószövet- bol áll, amelyet a gyökérsüveg nyálkás sejtjei védenek a talajban. Ezt a sejtcsoportot egy m egnyúlási zóna követi, itt a legerőteljesebb a gyökér növekedése. A m egnyúlási zóna után elhelyezkedő felszívási zóna végzi a táp­anyag- és vízfelvételt, a felszínéi sűrűn borító gyökérszórök .segítségével. A felvett anyago­kat a szá llítási zóna szállítónyalábjai to ­vábbítják a szál' felé.

szúliílávi z6nu hitncMcsz

fiirész

KÉT.<yaKO GYÖKÉR

gyökcrszőrközpontihengei

oszlódásizAna

gyökci>iivcg gyökcroúcs

59.1. A gyökér felépílésc

húncN- rész

EGYSZIKŰ GYÖKÉR

A szár felépítése és alapfunkcióiA szár a növény tengelye. Felépítésük alapján lágy szára t és fás szá ra t különböztetünk meg. Lágy szál' az egy évig éló hajtásokra jellem ző, ilyen például a kerti tulipán vagy a zab szára. A sok évig élő hajtások szára fás, mint az orgonáé vagy a mogyoróé. Az első évben azonban

60 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

ezek szára is lágy, csak a második évtől fásodik el. A lágy szálat kívülről bőrszövet fedi, belse­jét alapszövet képezi, ebben találhatók a szállítonyalábok (óo.i.áhm). Ezek elhelyezkedhetnek körkörösen - egy képzeletbeli hengerpalást mentén, mint például az illatos ibolya szárában

és elhelyezkedhetnek rendezetlenül, szórtan is, mint például a kukoricában. A fás szárat kívülről már nem működő háncselemekből és a bőrszövetből felszakadozó kéreg borítja, majd működő háncselemekből álló néhány mm vastag háncstest található. Még beljebb egy-két sejtrétegből álló osztódószövet, kam bium helyezkedik el. Ez vastagítja a szárat évről évre, oly módon, hogy sejtjei kifelé háncselemeket, befelé faelemeket termelnek. Faelemek építik fel ugyanis a fás szál* következő rétegét, a latestet. Legbelül gyakran alapszövetből álló bél található.

Az évgyűrűA fás szárban a kam bium osztódóképességét a fa teljes élettartamának idejére megői-zi. Mű­ködése azonban a mi éghajlati körülményeink között nem egyenletes. Tavasszal, amikor több a csapadék, és intenzíven indulnak az életműködések, nagyobb és több, nyáron kevesebb és kisebb sejt keletkezik. Az egyenlőtlen mértékű osztódás a fás szár keresztmetszeti képén, a fatestben is jól látható eltéréseket eredményez, ezek az évgyűrűk. Az évgyűrűk száma ál­talában megegyezik a fák korával. <6«.i.ái»ra)

A lomblevél felépítése és alapfunkcióiA lomblevél a fotoszintézis, a páiologtatás és a gázcsere szende. Rendszerint levélnyélhől és le­véllemezből áll. A levélnyélben egy szállítónyaláb fut, amely a levéllemezben elágazik, és a le­vél erezetét képezi. Az erezet lehet párhuzamos, ilyenkor egyforma méretű ívben futó mellék­erekből áll. Lehet hálózatos, ebben az esetben a főérből és a belőle kiinduló oldalerekből áll. Párhuzotnos é'/vzí'/jellemző például a kukoricára, hálózatos erezete van például az orgonának.

A lombleveleket bőrszövet fedi. Közöttük táplálékkészítő alapszövet található. Ebbe ágyazódva futnak a levélerek. A levélfcnák bőrszövetének jellemző sejtjei a bab alakú záró ­sejtek. amelyek a gázcserenyílásokat fogják közre. Ezek zárt és nyitott állapotban egyaránt lehetnek. A gázcserenyílásokon keresztül folyik a növény gázcseréje. <60.2 .ábra)

elhull fatest (gCNZi)

felső bőrszövet oszlopos réteg

60.1. A fú s szúr fe lép ítése

bejkéreg

háncstest

kumbiuin

étA fatest(szíjács)

gázcscrcnyflás szivacsos réteg alsó bőrszövet

60.2. Egy lotnblevél szövettani felépítése keresztinetszeti képen

GYÖKÉR. SZÁR. LEVÉL 61

0 GÁZCSERENYÍLÁSOK VIZSGÁLATA 13. vizsgálat

ANYAííOK KS KSZKÖ/X)K: fénymikroszkóp, táigylemez, fedolemez, szövettani csipesz, csep­pentő. víz, keili nőszirom lomblevele.

vk(;rkiI/\j T/VS: Nőszirom lomblevelének egyik felszínéről (a lomblevél mindkét oldalán lé­vő bői-szövet azonos kialakulású) készítsünk bőrszöveti nyúzatot. Fedjük le egy csepp víz­zel, és közepes nagyítás (kb. 10 x 15) alatt vizsgáljuk.

rAPAsy/i ALA'r vs m ac íy a rá /a 'f: A M rszövet szorosan záródó négyszögletű sejtjei meg­nyúl fcik, és sűrűn tartalmaznak gázcserenyílásokat. Ezek zárósejtjei apróak, habszem ala­kúak, zöld színtesteket tartalmaznak. Többnyire nyitottak, jó l látszik a zárósejtek által közrefogott légrés. A i objektív megfeleli? beállítása esetén látlw tjuk, hogy a gáz‘ cserenyHátsók lyesiillyedtek a levél felszínébe.

O A VÍZ UTJANAK NYOMON KÖVETESE FEHER VIRÁGÚ NOVENYBEN 14. vizsgálat

anYvVííok kszk(")Z()K: egy 250 cm-^-es Erlenmeyer-lombik, eozinoldat, borotvapenge, egy fehér virágú szegfű.

víxiRKll.vjTÁs: a szegfű szárán készítsünk egymástól néhány centiméterre lévő két-három milliméter széles gyűrűket, a bőrszövet óvatos eltávolításával. Ezt követően állítsuk a szeg­füvet az Erlenmeyer-lombikban lévő vízbe, amelyet előzőleg eozinoldattal festettünk meg.

rAI»/\í>/;rALAr Its MAííYARÁZ/M’: M integy öt perc elteltével a .száron készített gyűrűn, az át- haladó víz pirosas .színeződé.sét fogjuk látni. Mintegy 20 -30 fyerc elteltével a fehér .szirom­levelek erezetében is látni lehet a felszívo tt pirosra festett vizet. A vizet a .szár faelemei, a farészt képezőfaparenhímasejtek. a vízszállító .sejtek és a vízszállító csövek emelték a ma­gasba. A víz/nozgás alapja részben fizikai (hajszálcsövesség), részben biológiai (párologta­tás és .szívóerő).

O Növényi szervek módosulásaiA növényi szervek az alapműködésükön túlmenően, gyakran egyéb működéseket is ellátnak. Ezeket a m ódosu lt szervek végzik.

A sxár m<klosulá.sa a burgonya raktározá.sára alakult fold alatti szára a gumó és a kaktuszok vízraktározásra szolgáló poz-sgás szára.

A lom blcvelck egyes részei küiön-külön módosulhatnak bizonyos funkciók végrehajtására, gyakran azonban az egész lomblevél m ódosul. A levélalap fotoszintézist segítő módosulása a jxUha- levél Cpl. a veteii»ényboi-só). A súlyom lombleveleinek a nyele „duzzadt" meg, így biztosítja a növény levelének a víz felszínén maradását. A levellem ez számos rovarfogó növénynél - példáiul a kerekle­velű hannatfűnél - a rovai'zsákmány elfogására módosult. A z egész lom blevcl hegyes levéltövisek­ké módosult a kaktuszokon és egyes kutyatejféléken. ezáltal jelentősen csökkentik a levélzet p<uolog- tató felületét. A levélkacs hajlékony. kapaszkodá.sra módosult lom blevél, például a lednekfajokra jellem ző. Levélmódosulások a fellevelek é s az allevelek is. A fellevelek mindig a virág körül, a lomb­

62 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

levelei: szintje felelt találhatók. Lehetnek egészen apróak, mint azem yósvirágzatúak murvalevelei, és lehetnek nagyobb táinaszlólevclek. am elyek a virágkocsány tövén ülnek. Rendszerint a bim­bót vagy a virágot védehnezik. de rovarcsalogató szerepük is lehet. Fellevelek a fészkesvirágza- túak fészekpikkelyeí és a pázsitfíivek loklásza, valamint a p e lyvá ja is. A virágzati buroklevél különleges fellevél, a teljes virágzatot beborítja. Ez a torzsavirágzatúakra jellem ző. Ilyen virágzat! buroklevél például a kukorica csuhéja is. A z alle- velek a lom blevelek szintje alatt helyezkednek el. Gyakran a (old alatt találhatók, mint például a vöröshagyma húsos buroklevelei. vagy a nő­szirom félék fold alatti szárának pikkelylevelei. Gyaki an nagyon apróak, h<u1yás<ik.

A különböző funkciók ellátására az egész hajtás iiuklosulhat. Elhelyezkedésük alapján fold alatti é s fold feletti módosult hajtásokról beszé­lünk. Föld alatti módosult hajtások: a gy<íkíörzs, a ta n u k, a hagyma. A gyöktörzs tápanyagraktá­rozást végez. Sziunos piífnínyfajnak, nősziromnak stb. vízszintesen húzódó gyöktörzse van. A gyer­mekláncfű, a katáng stb. gyöktörzse hosszú, füg­gőleges állású. A gyöktörz.'ihöz ha.»;onló, d e íinnál hosszabb és vékonyabb a tarack. A tiirackos gyom­növényektől azért nehéz m egszabadulni, mert a tai ackok sűitln t<u1almazn<ik rügyeket, és ha csak egy darab is a talajban marad, a növény kihajt. Tarackos növény például a m ezei aszat. A hagy­ma húsos riíktiüozó allevelekből áll. A fold feletti hajtások is többféle funkció végiehajtásiíra módo­sulhatnak. A vegetatív úton töilénő szíiporodást segíti iiz erdei szamóca imlája. A növény védel­mét szolgálja a kökény kemény ágtövise. A mind magasabbra való kúszást segíti a kapaszkodó

m ellyel például a termesztett sző lő is rendelkezik.(>yökcTniódosulás például a sárg<u-épa ritkt<tro- zásra módosult karógyökere. (62.1. ábra)

fellevél allevél

62.1. Módosult növényi szers'ck

O A növényekben történő vízmozgás fizikai-kémiai alapjai(>/ni('í/.ís: A víz egyirányú diffúziója egy féligáteresztő hái tyán keresztül a töményebb oldat irányába, am elynek oldott anyagai sziímiira a féligáteresztő hjirtya nem átjiírható.

S z ív w r ő : A z az erő. am ellyel a sejt a környezetéből a vizet felszívja. Fizikai alapja a sejt ozm ózis- nyomá.sa.

GYÖKÉR. SZÁR. LEVÉL 63

ozm otikusnyom ás­

különbség

Ziirósejtck

párolog­tatás

SZAR

g;izcNcre- ' nyílás

LEVEL

kohézió.iidhézió

riirKornvoinás: A z a nyomás, iunelyet a vízzel telt sejt belseje belülről a sejtfalra kifejt.

(>yök<Tiiyoniás: A z az erő. am ellyel a gyökér­sejtek a felvett vizet a sziír sejtjei felé továbbítják.Ez részben pa.sszív folyamat, líieit alapja a sejtek ozinózisnyomás-különbsége, részben pedig iiktív, és a sejtek részéről energiabefektetést igényel.

P áro log ta tás: A folyam at során a növények a gázcserenyílásaikon keresztül a környezetükbe vizet udnak le. A víz kilépése fizikai folyamat.B efolyásolja a növény víztelítettségi állapota és a környezet páratmtalma. (6. .1. áhm)

O A gázcserenyílások működéseA növények a pániloglafásiik nagy részér a g á /- cscrcnyílásaikoii keresztül bonyolítják le. Ennek két szcikaszít van. az első a \’ízgőz leadása <iz alap­szöveti sejtekből a sejtközötti járatokba. A lomb- levelekben a sejtközötti járatok belső felü lete jóval nagyobb piírolgási felületet biztosít, mint a lomblevél külső felszíne. A második sz<ikaszban a v ízgőz a sejtközötti járatokból a környezetbe kerül a gázcserenyílásokon keresztül. A hajtásos növények gázcserényílását két zá n k c jt alkotja, amelyek a légrést z;íiják közre. A légrések «tz alap­szöveti sejtek közötti nagyobb, üres térbe, a lég- udviuba vezetnek. A Ziírósejtek kinyílása, illetve beziúódása a légudvar piíiittartalmától függ. A Zií- rósejtck légrés felőli oldalainak sejtfala vasta­gabb, inint a távolabbi sejtfalak. Ezéit, ha azií- rósejtekben növekszik a turgornyomás, a sejtfalfeszültsége nő. a sejtfalak pedig meggörbülnek. A z egyenlőtlen sejtfalvastagodás következtében azonUan a légrést köiülvevő sejtfalak csak kis.sé távolodnak el egymástól, míg a távolabbi, vékonyabb sejtfalrészletek jobban megnyúlnak, és az egész sejt elgörbül. M ivel a zárósejtek egymással ellenté­tes irányban kifelé görbülnek, ezt bizonyos ménékben a vastagabb sejtfalrészletek is követik, ezért a légrés kinyílik (í».VI. ábra). A gázcserenyílások működése alapvetően tehát a Ziírósejtek víztartalmá­tól függ. M egfelelő vízellátottság esetén a szén-dioxid-koncentráció. valamint a fény és a hőmérsék­let is befolyássiíl van a gázcserenyílások működésére. A gázcserenyílások Ziírósejtjei - ellentétben a többi bőrszöveti sejttel - mindig tartalmaznak 2íi/í/.í2í';»/es7é'Jté’/. Ennek m egfelelően fotoszintetizál­nak. Fényben a légzéskor keletkező szén-dioxidot a sejtek fotoszintézisükhöz felhasználják. Ez csökkenő szén-dioxid-koncentrációt eredményez, amely a pH lúgos tartomány felé történő elm ozdu­lásával jái’. Ilyen körülmények között a fotoszintézis sonm keletkező kem ényíti enzimatikus úton sző- lőcukoiiá hidroliziíl. A szőlőcukor vízben jól oldódik, növeli a sejt szívóerejét. A sejt több vizet ve.sz fel, m egnő a turgora, és a légrés kinyílik. Sötétben ellentétes folyamat m egy végbe, ezért a gázcsere­nyílások Ziírva vannak. Sziíra2:siígban N'agy a legerősebb nyiíii napsütésben a giázcserenyílások a páro­logtatás minimumszinten való tartása érdekében zárt állapotban vannak.

63.1. A víz mozgása a növényben

64 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

15. A vízmolekula és a szén-dloxid-molekula útja(emelt szintű anyag)

KMKLT SZINTŰ követelm ény:

O Kövesse egy lalajból felvett vízmolekula atomjainak sorsát a növényben.

O Kövesse a gázcserenyíláson át felvett szén-dioxid sorsát a növényben.

O Egy talajból felvett vízmolekula atomjainak sorsa a növénybenA fejlett, hajtásos (állandó vízállapotú) növény vízfelvételének nagy része a gyökérszorökön ke­resztül valósul meg. Hiíiom szakasz különíthető el a folyamatban. Az első a környezetből a sejt­falba töiiénő felvétel. A víz a .sejtfalban vagy hidratációs vízként kötődik poláris molekulák­hoz kapc.solódva, vagy a .sejtfal mikrokapillárisait mint kapilláris víz tölti ki. A második szakaszban a sejtfaltól a sejtplazm a vonja el a vizet. A citoplazmában a víz kötött formában vándorol tovább. A vízmolekulák az egyik plazmarészecske hidiátburkáról a másik plazmaré­szecske hidrátburkát képezve haladnak. A sejtplazmában tehát nem diffúzióval, hanem ván­dorlással. vagyis migrációval jut tovább a víz. A harma­dik szakaszban a víz a telvevő sejt plazm ájából a szom­szédos sejtekbe lép tovább. A szomszédos sejtek szívó­ereje ugyanis a plazmából átszívja a vizet, a víz sejtről sejtre vándorol, végül a farész vízszállító elemeibe, a víz­szállító sejtekbe (tracheida) vagy a vízszállító csövekbe (trachea) kerül (64.1. úhm). Ezekben részben a gyökérnyo­más. részben a hajszálcsövesség. részben pedig a páro­logtatás emeli a vizet a gyökerektől a levelekig. Ezéil a gyökérszőr és a levél között egy folyamatos vízút ala­kul ki. Ez a vízi út szervezettanilag a növény farészét ké­pező elemekhez köthető, tehát a szár szállítónyalábjai­ban. illetve a levelek erezetében található.

A felvett víz a tom jainak sorsa sokféle lehet egy növényben. A vízmolekulák túlnyomó többsége változatlan formában kilép a levelek gázcserenyílásain, majd a növény elpárolog­tatja őket. Egy részük tartósan a citoplazmában marad makromolekulák vagy ionok h id ra tá ­ciós vizeként. További hányaduk a idősebb sejtek sejtüregeiben (vakuolumaiban) halmozódik fel, és a sejtnedvek fő anyagát képezik. Csupán egy töredéke bomlik fel a fotoszintézis fény­szakaszában, azaz a fotolízis során.

Az ekkor keletkező oxigénatomok azonnal molekuláris oxigénné egyesülnek, egy részük elhagyja a lomblevelet, és mint légköri m ifién gyarapítják a levegőt. A keletkezett oxigén egy másik lehetséges útja. hogy a növény nyomban a légzési folyamafai/ioz baszmUja fel azt. Ebben az esetben a terminális oxidációban a mitokondrium belső membránján kiáramló pro­tonokkal egyesül, és visszaalakul vízzé. Természetesen ez a víz is a sejtben maradhat hidra­tációs vízként stb.

64.1. A szállítószövcl-icndszcr vízsz«íllító elemeinek hosszmetszete sejlfylvastago- di'tsokkai

A VÍZMOLEKULA ÉS A $ZÉN>DIOXIO-MOLEKULA ÚTJA 65

A fotolízis során keletkező hidrogénatomok elemi részecskékre esnek szét. Az elektronok a etektronszóiiító-rendszerhe kerülnek, majd NADP^*, a protonok pedig ugyancsak NADF*"- molekulákhoz kapcsolódnak és NADPH-ként lépnek be a Calvin-ciklusba, ahol a keletkező szőlői tjkor liidrogénaíomjaikéní szolgálnak. A keletkező szőlőcukiot természetesen a nö\'ény azonnal ellélegezheti, és akkor a víz nyomon követett atomjai egészen más anyagcsereúton folytatják örökös körforgásukat. (65.2. á>>m)

O Egy gázcserenyíláson át felvett szén-dioxid-molekula sorsa egy növénybenEgy gázcserenyíláson át felvett szén-dioxid-molekula a fotoszintézis folyamatába kerül. A Colvin-ciklusha lép be, tehát a fotoszintézis sötétszakaszában kapcsolódik be a folyamatba. A szén-dioxid-molekula megkötése (hatosával) hat ötszénatomos cukoimolekula. nbulóz se­gítségével történik. A belépő szén-dioxld(ok) az aktivált ribulózhoz kapcsolódva két glicerinsav- foszfátot képeznek, tehát egy glicerinsav-foszfát formájában lesz a sejtben. A továbbiakban a sorsa attól függ, hogy a glicerinsav-foszfát-molekula melyik szénatomja lett a szén-dioxid- molekiilának. Ha a funkciós csoportban van, akkor a molekula glicerinaldehid-foszfáttá redu­kálódása során az oxidációs foka tovább csökken. A szén-dioxidban ugyanis az oxidációs foka a szénatomunknak 4 volt. ez a glicerinsavban 3-ra csök­kent, majd a glicerinaldehid-foszfátban már csak 2 lesz (65.1. ábra). A továbbiakban több lépésen keresztül a vizs­gált szénatomunk szőlőcukorba keríti. Ha a növény ezt a szőlőcukrot lebontja, akkor a glükolízis menetébe kap­csolódik be. először glicerinaldehid-foszfát. majd glice­rinsav-foszfát szénatomja lesz, ebből alakul át egy piro- szőlősav szénatomjává. Ekkor tovább oxidálódva szén­dioxid is lehet, ha nem. akkor acetilcsoport formájában kerül a citrátkörbe, ahol citromsav része lesz, majd újra .•izén'dioxiddá oxidálódva kikerül a rendszerből. Persze a növény újia beépítheti a fotoszintézis során anélkül.hogy leadná, ebben aze.setben kezdődik minden elölről. 65.1. A fotosziniczissötctszakaszii

2A0P.

2ATP

2ATP

2A0P

foszfát2NA0PH+2H''

elektrofi&zálitö rendszer

IL to lorenduer I. fotorendszer X Xelektronszáütó rendszer

9

O O foton

65.2. A fé n y e n e rg ia m egkötése és ;Ual<ikítás;i

NAOP' * O O

Ctkbkus fot0/0$ 0(ildci6

66 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

16. A virág és a termésKÖZKI»SZINTf] követelmény:

O Ismertesse a virág biológiai szerepét, a virágos növények fajfenntartó működéseit (mag-, illetve termésképzés, vegetatítv szervekkel történő szaporodás).

O Ismertesse az ivaros és az ivartalan szaporítás előnyeit és hátrányait.

O Ismertesse a növények főbb ivartalan szaporítási módjait (tőosztás, dugványozás, oltás, szemzés, klónozás).

O Ismertesse a csírázás külső és belső feltételeit egy csírázási kísérlet kapcsán.

© Ismertessen hormonális hatásra bekövetkező növényi életműködéseket (gyümölcsérés).

EMELTSZINTŰ követelm ény:

© Hozza összefüggésbe a nappalhosszúság virágképzésben betöltött szerepét az eredeti élőhely, illetve a megváltozott élőhely (pl. honosítás) nappalhosszúságával.

O Tudjon kapcsolatot teremteni a virág és a termés részei között.

© Ismertesse a hormonok szerepét a növények életében, értelmezzen az auxin hatására vonatkozó kísérleteket (Paál Aipád).

O A virág fogalmaA \'irág módosulf levelekből álló, rövulszóríagú szoporítóhajfás.

A virág „ivarúságának^’ és a növény „lakiságának’' kérdéseEgy vir ág, ha porzót és termőt is tartalmaz, hímnős vagy kétivarú , ilyen például az almafa. Ha csak porzót vagy csak termőt tartalmaz, egyivani. Az egyivaiiá virág, ab- eakar<s-

ban az esetben, ha mind a porzós virág, mind a tennős vi­rág ugyanazon a növényen van. egylaki. Egylaki például a dió vagy a mogyoró. Ha a poi'zós és a termős virágok külön egyeden találhatók, a növény kétlaki. Ilyen pél­dául a kenderés a nyárfafajok. ( 6 6 .1 .á b ra )

teiin<5 ^ poi ZíS cT

iviukvelek

bibe

bibesZitI

tnitghiiz

magkcz- f deinény j

portok

pOtZÓNZiil •

IVARLEVELEK

ECYLAKI NÖVÉNY K£TLr\KI NÖVÉNY

BOYIVARÚ VIRÁGOK

CSUPASZ VIRÁG MEDDŐ VIRÁG

HIÁNYOS VIRÁG

66.1. A v i lá g részei és a la p v e tő típusai

A VIRÁG ÉS A TERMÉS 67

A mag és a termés fogalmaA m ag a fiatal növény nyugalmi állapota. A term és a termőből alakul ki, benne találhatók a magok.

A magképzés és a termésképzésA kettős megtermékenyítést követően a zigóta fejlődésnek indul, és csírává alakul. A csíra részei a rügyecske, a gyököcske és a sziklevél. A megtermékenyített központi sejt tápszö­vetté alakul. A magkezdemény burkából m aghéj fejlődik. A mag részei tehát a magkezde­mény burka, a csíra és a tápszövet. A magok a termőből kialakuló termésben találhatók.

O Az ivaros és az ivartalan szaporodásAz ivaros szaporodás során az utódok kialakulását két ivarsejt. a h ím ivarsejt és a petesejt egyesülése előzi meg. Ivarta lan szaporodás esetén az utód egyéb módon jön létre. Geneti­kailag az ivaros szaporodás az előnyösebb, meil az utód új génkombinációkkal rendelkezhet. Az ivartalan úton létrejövő utód, a szülő kiónja, ezzel genetikailag teljesen megegyezik.

0 A növények vegetatív szaporításaSok olyan termesztett növényünk van, amelyet célszerűbb vegetan'v úum mesterségesen sza- porítani, meil így gyorsabban fejlődnek, és megőrzik az anyanövény kedvező tulajdonságait. Ilyen szaporítási eljáiás n tőosztás, a dugványozás, az oltás és a szemzés.

A tőosztás során az évelő növények „tövét” , egy tő­ről. a gyöktörzsről fejlődött csoportját szedik szét, és ül­tetik el. Csupán arra kell ügyelni, hogy minden leválasz­tott új egyednek legyen egészséges gyökere és legyenek életképes rügyei.

A dugványozás (67.1.ábra)során valamelyik vegetatív szerv egy darabját ~ levél vagy szárdarabot - dugják a talajba, amely meggyökerezik, és teljes növény fejlődik belőle. A dugványozás a növények regenerációs képes­ségén alapszik. A regeneráció másodlagos fejlődés, már differenciálódott sejtek differenciálatlan sejteket hoznak létre, amelyekből a fejlődési folyamat újraindul. Levél­dugványról szaporítják például a begóniákat, a tigriskét stb. A szőlőnek, fehér fűznek stb. vesszőit - fiatal hajtás­darabkáit - duggatják. Ha a dugványozott hajtásrész az anyatő része, hujtásról beszélünk. Bujtással szaporít­ják például a fagyait, egyes rózsafajtákat stb.

Az oltás növényi szervátültetés (67.2. ábi-a). A 2-3 rü- gyes oltóágat tavasszal, még rügyfakadás előtt viszik át- oltják át - az aUmyra. Az eredményes oltás feltétele, hogy az alany egészséges legyen, az oltóvessző pedig jól 67.2. Az oltás

67.1. A dugványoziis

68 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

fejlett. Fontos a megfelelő időpont helyes megválasztása is, akkor kell az oltást végrehajtani, am ikor az osztodó- szövetek már intenzív működésben vannak. Ügyelni kell arra is, hogy a megfelelő szövetek érintkezzenek egy- más.sal. Az oltási hely gyümölc.sfáknál lendszei int a gyö- kérnyaki részen van. A kiszáradás megakadályozására, illetve a fertőzések megelőzésére a sebzési helyet védő és szigetelő oltóviasszal zárják le. Az alany és <iz oltó­vessző metszési felületén hegszövet képződik, amelynek sejtjei normális szövetekké differenciálódnak.

Az oltás egyik formája a szemzés. Szemzéskor egyet­len l ügyet ültetnek át az alanyon ejtett „T” alakú hasí­tékba. (óK.l.áhm)

68.1. A .szeinzés

Q A csírázás fogalma, folyamata, feltételeiA csíráizás a mag nyugalmi állapotának megszakadásával kezdődik. Külső és belső feltételei vannak. Külső feltételek: megfelelő hőm érséklet, víz. oxigén; belső feltételek: a mag csíraké- pes.ség€. és ne legyenek jelen az anyanövény által termelt csírázásgátló anyagok.

O A növényi hormonokA növényi hontionok közül az auxin a növekedést a .sejtek o.sztódásának és megnyúlásának a fo­kozásával serkenti. A gyümölcsök érését az étén (H^C = C H ,) mint növényi hormon váltja ki.

O A megvilágítási idő hatása a virág képzésreA növények a csírázás utáni fejlődési szakaszban különösen éi'zékcnyck a m egvilágítás időtiutamára. A méi'sékelt övön tavasztól őszig a nappalok lényegesen hosszabbak, mint azéjszakiík. A hideg öv és a mérsékelt öv növényei hoss'/ú nappalosak, ineit legalább napi 12 - i 6 órás megvilágítás szüksé* ges ahhoz, hogy v irágozzanak. Ilyen például a gaz­dasági növényeink közül a A forró öv i t.yak nappalai rövidebbek. innen származnak a rövid n app alos növények, amelyeknek 8 -1 2 óra napi megvilágítás is elegendő. Ilyen péld<íul a kukorica.

O A mag- és a termésképzésA megtermékenyítést követően a zárt maghitzból kifejlődik a tennés. (68.2. úbru) A termésfalat ki­alakító magház fala körülveszi a m agkezdem é­nyeket. illetve a belőlük kialakuló magokat is. A lermésfalitk fajonként eltém módon v<igy ki- sziíradnak (száraz lennések), vagy növekedhet víztartalmuk (húsos tennések). (69.]. Hlrnt)

petesejt (n) + cT -» 2íg4(a

kozponti sejt (2n) -K f- a rnagkezdemény burka*

\ vaíod lennes

(T»g ,csíra gyokocske. sMevéi.

(U0y«c$ke

iáplálószövet ’ maghéj

.elszárad- ■ száraz termésa magház (,úsos termés

vacok vagy más virágrész — aima. szamóca, q>entrmes. fúoe. ananasz

68.2. A zámitcnnők magjának és Icnnésének kiala­kulás;!

A VIRÁG ÉS A TERMÉS 69

Vii;igp(SiNzein

virágpor-löinM

— pclescji

hímivitnsejt

központi s«jt

híiniv;irsejt

embrk> '<KÍk

u inagkczdeinény burku

csírdgyököcskerügyecskeNziklevél

láplál<Sszövet

inaghcj

iTuigkezdeincny

~ a inagkíz falu •

TERMŐ — TERMÉS (VALÓDI)

69.1. A megtennékenyítcs és <i tenncs részeinek kialakulúsa

O A növényi hormonokA z auxín . triptofánszárinazék. Valam ennyi magasabbrendű növényben e ló fo id u l. K épzodési helyei a hajiáscxúcsok és a levelek. Innen a szállítószövet háncselemei szállítják egé­szen a gyökércsúcsig. Ennek m egfelelően magas a koncent­rációja a keletkezésének helyein, valamint a gyökér csúcsi ré­szein. legalacsonyabb pedig a gyökém yak tájékán (69.2. ábra). Hatására a sejtek m egnyúlásos növekedése fokozódik. Fo­kozza a vízfelvételt, és befolyá.ssal van a légzés intenzitására, valamint a nukleinsav anyagcseréjére is. A különböző növényi szervek nonnális növekedésükhöz igen eltérő auxinmennyisé- get igényelnek. A z az auxinkoncentráció, am ely a szár növe­kedéséhez szükséges, a gyökér növekedését m<ir teljesen m eg­gátolja. A hajtáscsúcs nagy auxinkoncentrációja hat gátlólag az oldalrügyek kihajtására. A csúcsrügy eltávolítása után az oldalrügyek kihajtanak. A z auxin tennelődését, illetve szál­lítását a fény gátolja. K özism eil jelenség, hogy megvilágítás hatásiíra a növények a fény felé fordulnak. A jelenség az auxin szállításával magyarázható. U gyan is a keletkező honnon a sziír árnyékos oldal<Ua mamiik, olt magasabb lesz a koncent­rációja, eziíltal erőteljesebben fog növekedni, és a szár a fény irányába elgörbül. (69.3. ábra)

A 0b b iT cllin ck serkentik a sziírtagok bán a hajtástengely megnyúlá.sát, és serkentik a kambiumok osztódását is.

A d tok íiiíiick közül a kinetin vahunennyi magasabbrendű növényben megtalálható. A citokininek fontos szabályozó ha­tást fejtenek ki a nukleinsav- és fehéijeszintézisben, ezért a sej­tek osztódási és növekedési folyamataiban ineghatiuozóak.

auloniKtalcim ( o g)

69.2. Az auxin eloszlása a csíranövény­ben

69.3. Az ituxinnak a fénytől és a gravi* titciótól függő sziíllítása

70 A GOMBÁK ÉS A NÖVÉNYEK VILÁGA

Az enzimek zintézi >cn túliiKnően, aktívitrisuk befolyásoliisiíríi is képe >ek. Hiányuk i\z öregedés folyu- matalt gyorsítja.

A z ahs/A’í/Jasav az auxínokkaK gibberellínekkel és a citokininekkel szeinben növekedést gátló növényi hormon. Gátolja a rügyek kihajtásiít, ezért a méi>;ékelt éghajlati övben a sokéves növények téli nyugalmának egyik legfőbb szabályozója.

A z etilén (CH^ = CH^) ugyancsak gátolja a sejtek osztódási és megnyúlúsi folyamatait, ezáltal a növekedés ellen hal. Ugyanakkor serkenti a termésérést é s a lombhullást. A gyüm ölcsök hűtőházi utóérlelése etiléngázzal m esterségesen irányítható.

A növények sérülési felületein a sebzés hatásiíra a sejtek különböző összetételű honwonhatású luiya- gokat, sch/A'si horm onokat tennelnek, lunelyek segítik a sérült szövetek legenerációját. A regeneráció újraképzést jelent, elpusztult szövetek vagy szervek pótlását. A lényege, hogy a már állandósult szö­vetek a sebzési hormonok hatására visszanyerik osztódóképességüket. és differenciálódásra képes sejteket kezdenek lerinelni. Regeneráció az alupja a növényi szervekkel történő sziiporításnuk is.

A növények klónozásaA klón. régies magyar kifejezéssel siirjnemzedék, egyetlen egyedből, ivartalan úton szánnazik, a kió­nok ezért a genetikailag egységes utódok összességét jelentik. A klónoziís elterjedt biotechnológiai eljái'ás. az iparszerű eljárá.sokban a z ,.anyasejt'* lehet baktérium, egysejtű gomba, moszatsejt vagy ma- gasabbrendű növény egy sejtje. A klónozás csúcseredményének számított a XX. század utolsó évei­ben S2úiletett Dolly [dőli] birka, az első klónoziíssal létrehozott gerinces állat. A dísznövények tömeges szaporítására ma már a klónozás rutineljárás. A folyamat során a kiindulási sejt sejtfalát eltávolítják, protoplasztot hoznak létre. Ez a sejt - m ivel sejtfal nélküli - erőteljes osztódásnak indul, és egyetlen sejtből a teljes növény kifejlődik. Az első o.sztódások eredményeképpen kapott sejtek elválaszthatóak, és további tenyésztésbe állíthatók be. így egyetlen sejtből nagysz<imú. telje.sen azonos m egjelenésű növény kapható.

Paál Árpád kísérleteA z auxinok tennelődésének helyét és hatás;iit a magyar Faál ArixUl is vizsgáltja (70.1. ábra). Kísérleté­ben e g y zuh csíranövényke hajtáscsúcsát eltávolította, mire a hajtáskezdemény növekedése megállt. Ha a levágott hajtáscsúcsot visszahelyezte, a növekedés folytatódott. Ha a hajtúskezdemcny csonkjára előbb egy zselatinkockát tett, majd erre helyezte vissza a levágott hajtáscsúcsot, a növekedés szintén folytatódott. Ebből azt a következtetést vonta le, hogy a hajtá.scsúcsban tennelődő nö\'ekedést előidéző anyag át tud diffundálni a zselatinlem ezkén. Ha a zselatint egy celluloidlapocskával helyettesítette, a növekedés elmaradt, mert a műanyag lem ezen az auxin nem juthatott keresztül. A kísérletet úgy is m egismételte, hogy a levágott hajtáscsúcsot féloldalasan helyezte vissza a csonkra. Ebben az esetben a hajtás csiik azon az oldalon nö\'ekedett. ahová a csonk keiült, ezt a hajtás ellenkező irányba való gör- bülé.se bizonyította. (70.1. áhm)

a novcKcdős a növekedés megáll folyta'tódik

a nöVékeHés folytatódik

a'nö^Skedés m e g á ll

70.1. P iu íl Á rp á d k ísérle te

I V # fejezet

AZ ALLATOK VILÁG’f m

k .

i.

I J

72 AZ ÁLLATOK VILÁGA

1 7 . Az állatvilág főbb csoportjai a szervi differenciálódás szempontjából

KÖZKPSZINTÜ követelmény:O Ismerje fel és fogalmazza meg a testfelépítés, az életmód (kültakaió, mozgás, táplálko­

zás, légzés, szaporodás, érzékelés) és a környezet kapcsolatát az alábbi állatcsoportok példáján: szivacsok, laposférgek, gyűi-usférgek, rovarok, fejlábúak (lábasfejűek). a ge­rincesek nagy csoportjai (halak, kétéltűek, hüllők, madarak, emlősök). Mutassa be ön­állóan a fenti csoportokat a jellem zőik alapján.

O A laposférgek testfelépítése és életműködéseA laposférgek mintegy megnyúlt bélcsíiának tekinthetők. Többnyire hát-hasi irányban erősen lapítottak. Testük szelvényezetlen. Kültakarójuk mindig egyrétegű hám . Bőrizomtömlő segítségével mozognak. Az örvényférgek és a szfvóférgek bélcsatornája fejlett, eiőhétlyői és vakon \égz6áct középhélh()l ú\\. Általában faágszemen szétága­zik. Ezalól csak az egyenesbelű örvényférgek, valamint- az élősködő életmódhoz való szélsőséges alkalmazkodás eredményeképpen - a galandférgek kivételek, amelyek­nek bélcsatornájuk egyáltalán nincs. Légzőszervrend- szeiiik nincs. A gázcsere a teljes testfelületen keresztül megvalósul. Önálló anyagszállító rendszerük sincsen. Az anyagszállítást a bélrendszer valósítja meg, ezért bél- edénvrendszerro l beszélhetünk. A kiválasztást előve- sécskék végzik. Túlnyomó többsége hím nős. Idegrend- szemk egyszenl felépítésű dúcidegrendszer. (72.1. ábra)

A gyürűsférgek testfelépítése és életműködéseA dúcidegrendszer alatt jól fejlett bőrizomtömlő van, amelyben a simaizomszövet sejtjei hosszanti és körkörös rétegben helyezkednek el. Emésztőrendszerük elő-, kö­zép- és iitóhélből áll. Emésztésük sejten kívüli. Z árt ke­ringési rendszerük van. Légzésük teljes testfelületükön keresztül. dittViz módon vagy ko|)oltyúkkal történik. Ki- választcszeivük, a vesécske. Ezek mindig párosán, a szel­vények két oldalán helyezkednek el. Hazai képviselőik váltivariiak . Fejlett hasdúclánc-idegrendszerük van. Testük szelvényezett felépítésű. Kültakarójuk egyrétegű hengerhám . amely gyakran mirifíysejtekhen gazdag, leg­többször különböző vastagságú kutikufa fedi. (72.2 .ábra)

kiölthető V bclicndszef a kiválasziószcn' \ YV nyílása

szájnyílús

hu iún iidegek hovsziinfi PÚJON

agydúcidegtöi7.s

páiz<Stasi]k petefészek

pái'zószeiv 'h e ie

72.1. A laposfci«g (örvcnyfcrgck) testének felépíté.se: bélrendszer, idegrendszer. .sz*i> poiító-szervrendszer

ziirt keringési rendszer

szelvények közötti fal

valódi t o t l i ic g

vesécske

haMÚcIiinc-idegtendszer serték

72.2. A fó ld ig ilis z tit szc lvenycze ttscgc

_______________________________ AZ ÁLLATVILÁG FŐBB CSOPORTJAI A SZERVI DIFFERENCIÁLÓDÁS SZEMPONTJÁBÓL 73

A fejiá búak testfelépítése és életműködéseA legnagyobb méretű puhatestűek. Testtájaik közül a simaizomszövetbol felépülő láb első fe­le a fejjel egységes fe jláb b á nőtt össze, amely hosszú karokra tagolódott. Rajta sorokba ren­deződve ragadós váladékot teiinelo mirigyeket vagy tap adókorongokat találni. Ezek fontosak a zsákmányul szolgáló állatok, halak, rákok, kagylók elfogásában. A fejláb hátsó fele tö lcsérré alakult, am ely a m ozgás szerve. A rakétahajtóm ű elve alapján m űködik. Belső vázuk külön­leges porcszövet. Külső, meszes váznak - a legtöbbjüknél - csak a csökevénye található meg. Szájukban két papagájcsőrre em lékeztető álIkapoc.s található. Bélcsatomájuk háiomszakaszos. páros középbéli mirigyük van. Kopoltyúval lélegeznek. K iválasztószerveik, a vesécskék. V áltlvariiak . Idegrendszerük fejlett. Érzékszerveik helyzetéi^ékelő. kémiai és mechanikai re- ceptorok, valamint a kiváló látást biztosító hólyagszem . Valam ennyien tengeri ragadozók .

A gerinctelenek evolúciós áttekintése a szervi differenciáliídás szempontjábólAz állatok testszerveződésük alapján lehetnek álszövetesek és valódi szövetekkel rendelkező élőlények.

Az áiszövetes szerveződést a ma é l5 állatok közül a szivacsok képviselik. A eltérő m űkö­désű sejtekből álló szivacstest egy többé-kevésbé rendezett sejthalm aznak tekinthető. A ma élő legegyszerűbb szövetes állatok a csalánozók. A csalánozók teste m ég testüreg nélküli.

A testüreg az állatok testében em brionális állapotban jelenik meg. Fejlődéstanilag két tí­pusa ism éit. A korábban m egjelenő elsődleges testü reg , amely a hólyagcstra ürege és a bél­csírává való alakuláskor a külső csíralemez és a hels(> csíralemez között található. A fejlettebb állatokban az egyedfejlődés során kialakuló kétrétegű középső csíráiméi a külső és belső csíra­lemez között jön létre, és az elsődleges testüreget telje.sen kitölti. Ké.sőbb iizonban a középső csí­ralemez két rétege elválik egymástól, és közöttük is egy üreg jön létre, a m ásodlagos testü reg (73.1. ábra). A másodlagos testüreg a töi-zsfejlődés folyamán feldarabolódik. és a középső csíra­lem ezből fejlődő szerveket magába foglalja. M aradványai az em lősökben például a hasüreg.

Ó!(SZÁ]t)AK

UISZAJUAK

íilteMüieg (elN^dlegCN tes(üreg)

bevitndornlt sejtek (tölleléksznvel)

nss/áj4.

valódis/^ jn )’ílás

a/. (Tss/^ vcglH'i* nvílávsá alakul

cl/ánk lik , vs i'g.v új nyílás alakúi vcgbclnyílttssá

háti oldalfeji vcg <-

fiuki vcg <-

hiisi oldtl

újiiyíiáslW>lszájnyílás

■>

hűti oldal

hasi oldal

valódi testüleg (másodlagos testüreg)

farki vég

-► feji vég

hútinas testüreg

valódisziíjnyílás

73.1. A tcs iü rcgcs c lő lc n y c k k iiiluku liis it

74 AZ ÁLLATOK VILÁGA

Az ősszájú állatok evolúciós változásaiAz ősi laposférgektől a töresfejlődés két irányban vált szét. Az egyik irányban a szelvénye­zett testű gyűrűsférgek jelentettek újabb fontos állomást. A szelvényezettség az egyes testsza­kaszok szabályos ism étlődése, ami m ég fejlettebb form ában az ízeltlábúaknál a testtájak ki­alakulásához vezetett. M a ők jelentik az ősszájú á lla tok evolúciójának egyik csúcsát. A másik irányban az út a szelvényezetlen puhatestűek kialakulásához vezetett. Közülük a fejlábúak tekinthetők az ősszájúak másik evolúciós csúcsának.

Az ízeltlábúak, és a puhatestűek rendkívül nagy faj- és egyedszám ban népesítik be az élő ­helyeket. Az ízeltlábúak térhódítása a külső váz kialakulásával, a testszelvények számának op­timálisra történő csökkentésével, valamint az idegrendszerük tökéletesedésével magyai ázható.

ÚNZrtbrtlyagkopoltyú

geiincosztop

oldiilvoruil

s z ív

bcioatom a here

A gerincesek evolúciós áttekintése a szervi differenciálódás szempontjábólA gerincesek a legfejlettebb tíjszájú töi-zsnek tekinthetők. Ennek bizonyítéka, hogy sikeiesen hó­dították meg a vizet, a levegőt és a száiazfoldet. Ebben segítette őket nagy mozgékonyságú, még­is igen stabil belső vázrendszeiük, a külső köiülményekhez képest ugyanc.sak jó l alkalmazkodni tudó kültakarójuk. valamint érzékszerveik és idegrendszerük fejlettsége. M indez együtt le­hetővé tette a táplálék, az ivaii partner és a r<íjuk leselkedő veszedelm ek gyors észrevételét. M indezekhez járu lt még az utódokról történő m ind tökéletesebb gondoskodás is.

A h a lak megnyúlt, általában két oldalról lapított testű, orsó alakú víziállatok. A vizek élővilágának ma is m eg­határozói. Elődeik ősi e lő g erin ch ú ro so k lehettek. Ezek továbbfejlődésének leglényegesebb változásai ‘dkofwf- ryúrések számának csökkenése, a páros úszók kialakulása, az úsz(ihóly(tf> megjelenése, a gerinchúrból kialakuló f>e- rincoszlop és a csiSidegrendszer egyre szilárdabb egysé­gének létrejötte. Az elülső kopoltyúívek egyikéből «//- Á7//W.V alakult ki. ez lehetővé tette a szájnyílás újszerű m ozgását, a növényevő és a ragadozó életm ód kialaku- lasat. (74.1. Hhra)

A k é té ltű ek soha nem játszottak m eghatározó szere­pet az állatvilágban. A két élettér, a szárazföld és a víz határm ezsgyéjén éltek, és am íg a vízben a halak m arad­tak m eghatáiozóak. addig a szárazföldön a hüllők, majd a m adarak és az em lősök váltak uralkodóvá. Ennek elle­nére je len tős evolúciós ..újításaik” : a hefs<> orrnyílás ki­alakulása révén a belélegzett levegő és a táplálék útja mái elkülönült egymástól. Kialakultak a vé^t(if>jaik, s ezek le­hetővé tették számukra, hogy elhagyhassák a kiszáiadó vizeket, és szám ukia kedvező területeket kereshettek fel.A száitizon töltött idő alatt kezdetleges tüdejükkel, illetve a nedves bőm kön keresztül lélegeztek. A szárazföldön való tartózkodásukban szerepet játszott az is, hogy ott „ te ríte tt asz ta lra” ta lá ltak , hiszen a rovarok m ár év-

74.1. A csontos halak belsó szerveinek e l­helyezkedése

Jobb oldili erek (agyhoz, tütfc^Köz,

testhez)

jobb pitvar

elosztóbillentyű

oxigéndús vér az agyhoz

szen-dioxidban dús vér

a tüdőhöz

kevert vér a testbe

kainia

bal pitvar

kevert vér

74.2. A k é té ltű e k sz ív é n e k fe lép ítése

_______________________________ AZ ÁLLATVILÁG FŐBB CSOPORTJAI A SZERVI DIFFERENCIÁLÓDÁS SZEMPONTJÁBÓL 75

m illiókkal korábban meghódították a szárazföldeket. A kétéltűek a szárazföldi körülm ények­hez azonban nem tudtak teljesen alkalm azkodni. A ma élő kétéltűek - akárcsak ^seik - sza­porodása vízhez kötött, egyedfejlődésük kezdeti szakaszában, lárvaállapotban csak vízben képesek fejlődni. (74.2.áhrH)

A h ü llő k az elsó igazi szárazföldi gerinces állatok. A szárazföldi életm ódot kiiltakarójitk elszarifS(HÍása, és ezzel együtt a borlégzésük redukálódása, a tikíolégzés hatékonyságának a nö­vekedése, vég ta^a ik előnyösebb elhelyezkedése, amely a test felem elését, ezáltal a gyorsabb m ozgást biztosította, valamint szaporodásuk víztől való elszakadását tette lehetővé. (75.1.ábra)

A itia d a ra k az őshüllők mai leszárm azottai. A földtörténeti középidőben végbem ent ég ­hajlati változások nem kedveztek a változó testhőm érsékletű repülő hüllőknek, m eit hősza­bályozás nélküli testük nem tudta elviselni a változásokat, és kültakarójuk sem jelen tett ko­m oly védelm et az általános lehűléssel szemben. Ezzel szemben az addig aláiendelt szerepet játszott madárősök továbbfejlődött formái, a madarak szervezeti változásai az új körülmények között szelekciós előnyt jelentettek. Ilyen volt a kültakaró szanaeredetű toUazata. amely jó hő­szigetelőnek bizonyult, továbbá az állandó testhőmérsékfef, am ely függetlenné tette az állat hőm érsékletét a külső hőmérsékleti viszonyoktól. Ehhez előnyösen járultak hozzá még a váz­rendszerben bekövetkezett változások, a repülés képessége, fejlett kettős légzésük (75.2, áb ra ),

és - nem utolsósorban - idegrendszerük fejlődése. Hüllőrokonságukat azonban a mai napig m egőrizték, tojásokat raknak, azokat azonban testük melegével költik ki.

Az em lősök evolúciójának legfontosabb eredm énye, a madarakhoz hasonlóan, az államló testhőmérséklet megjelenése volt. Ez a sajátosság lehetővé tette, hogy a napsütéstől függetle­nül, hidegebb köm lm ények között is tevékenykedhessenek, egyben kom oly szelekciós előnyt jelentett a külső környezeti hőméi séklettŐI erősen függő aktivitású hüllőkkel szemben. Továb­bi fontos változás volt a szőiz^t kialakulása, a vérkerinf>és fejlődése (am ely gyors anyagcserét biztosított), továbbá az idegrendszer m egfelelő központjainak tökéletesedése. Az egyenletes testhőm érséklet a szaporodás szám ára is új lehetőséget terem tett, az elevenszülésty amelynek legfejlettebb típusa a m éhlepényes em lősökre jellem ző. A méhlepény a köldökzsinór révén közvetlen összeköttetést hoz létre az anya szervezete és a fejlődő embrió között. Ezzel egy idő­ben fokozatosan alakultak ki a m ódosult verejtékm irigyek, az emlők, am elyek váladéka a tej. optim ális összetételű táplálék az újszülött számáia.

jobb pitvar

jobb kiuma

véna

ii tes( hujsZiílerei

;t tUd<S hajszálerei

tück^véna

to t i arten;i

6Ui62t$

75.1. A h ü llő k kerin g és i rendszere

légcsőx iitfiz ts

75.2. A in a d iu a k ke ltő s lég zése

76 AZ ÁLLATOK VILÁGA

1 8 . Az állatok szövetei

KÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O M agyarázza el, hogy m ilyen m űködésekre specializálódtak a következő szövetek: hámszövet (működés és felépítés szerint), izomszövetek, kötőszövet és idegszövet, és ez hogyan tükröződik a felépítésükben.

© Ism erje fel fénym ikroszkőpos készítm ényen a következő szöveteket: többrétegű elsza- m sodó laphám, vázizom , csontszövet, idegszövet, emberi vér.

KMEI.T SZINTŰ követelm ény:

© Ism erje fel fénym ikroszkópi fényképen a következő szöveteket: többrétegű elszaruso- do tt laphám, csillós hám, vázizom , csontszövet, üvegporc, em beri vér.

liipháin köbtviin□ a c D p

többrétegű laphiim henger h;ímr~f ni

I * ™

többrétegű hengeiháintöbb in;igsoit>N csülös hűm

76.1. A hám szövet különl>öz^ lípus<ii

O A hámszövetek felépítése és működéseA hám szövetek a test külső és belső felszínét borítják. Szorosan illesz/iedo sejtekből állnak, am elyek között gyakran citoplazma kapcsolat is előfordul. Sejtközötti áUományt nem tar- falmaznak. A sejtek minden típusban egy vé­kony kötőszövetháityán, az alapháityán ülnek.(76.1. Hhm)

Csoportosításuk működésük, a sejtrétegek száma, valam int a sejtek alakja alapján törté­nik. M ű k ö d és a la p ján beszélhetünk/í*í^/fT/í«- mokrót, niirif>yhámokróL fefszívóhómokróL pigmetithámró! és étzékhámróí. A s e jtré te ­gek sz á m á t tekintve vagy töbhrétenúeklehetnek. A sejtek a lak ja alapján UiphánwkróL köhhámokról és hengerhámokról beszélhetünk.

A fed ő h ám o k feladata egy adott felszín borítása és védelme. Á llhatnak egy- vagy több rétegből. Az egyrétegű fedőhám lehet laphám . köbhám, hengerhám , valam int csillós henger­hám, a többrétegű hám lehet laphám vagy hengerhám. A többrétegű laphám - felülete szerint - lehet elszarusodó, illetve el nem szaioisodó típusú.

A z t'gyréíegűlapháni szorosan illeszkedő, lapos, sokszögletű sejtekből áll. Sejtmagjuk la­pos vagy göm bölyded, sőt a sejt felszínéből ki is em elkedhet. Egyrétegű laphám képezi a vese Bow m an-tokját [bómen], borítja a dobhártya felszínét, stb. K ülönleges egyrétegű fedőhám béleli a keringési rendszert, a szív és a nagyobb erek falának legbelső felszínét. A va­lódi kapillárisok fala csupán egyrétegű laphám, ezért l ajtuk keresztül jelentős anyagtran.szport történik.

Az egyrétegű köhhám egyform a m agasságú és széles.ségű sejtekből áll. A sejtmag a sejt közepén helyezkedik el. Gerinctelen állatok kültakaróját alkotja, gerinceseknél nagyobb m i­rigyek kivezetőc.söveit, a vesecsatornák falát stb. képezi.

AZ ÁLLATOK SZOVeTEI 77

Az efiyrétefíű heufferhám az egyik legelterjedtebb hámféleség. A sejtek mindig m agasab­bak. m int am ilyen szélesek, hengerszeiűek (7 7 .i.áb ra ) . A sejtm agok a sejt alsó részén helyez­kednek. el. A gerinctelenek kültakarója rendszerint egyrétegű hengerhám. A gerinceseknél pél­dául a gyom or és az epeutak felszínén található. A többrétegű elszanasodó laphám nak csak a legfelső rétegei mutatnak laphám form át, melyek elhalt, elszaruso-dó sejtek. Az alattuk lévő é lő hám is többrétegű. Ennek legalsó rétege állandóan osztódik, és folyamatosan pótolja a fel.színről lekopó sejteket. A felette lévő rétegre intenzív keratinszintézis jellemző. A k era tin a szaíTJ fehérjeanyaga, am ely az utolsó előtti rétegben épül be a sejtekbe. A legkülső sejtréteg m ár élettelen. Az elszarusodott sejtrétegek száma nagy, és a vastag szaruréteg hatékony vé­delmet biztosít az alatta lévő szöveteknek. Több sejtrétegű elsziirusodó laphám alkotja például a m adarak és az em lősök bőrét.

A n iirig y h ám o k feladata a váladéktermelés. A mi­rigyszövetekben lévő váladékterm elő hám sejtek elhe­lyezkedhetnek egyesével, m int a középbél hám jában, vagy többedm agukkal mirif>yekef képezve (77.1. ábra).A mirigyek lehetnek M sőelválasztósiuik. ekkor a sejtek közvetlenül a vérbejuttatják váladékukat, vagy lehetnek külső elválaszfásúak, ekkor a kivezetőcsövön keresztül külső vagy belső testfelszínre öntik az általuk termelt vá­ladékot.

A felszívóhám a bélcsatornából a megemésztett táp- lálék felszívását végzi. Általában e^yréte^ü, hengerhám­sejtekből áll, amelyek csúcsi végén felületnagyobbító mikroholyhok találhatók.

Az é rz ék h án i az éreékszervek ingerfelvevő rétegét alkotja. Feladata a környezet változá- *sainak felfogása. Érzékszervekben találhatók.

77.1. T ö b b se jtű m irigy

A kötő- és a támasztószövetek felépítése és működéseA kötő - és tám asz tószövetek változatos alakú és m űködésű kötőszöveti és tám asztószöveti sejtekből, valamint rendszerint gazdag sejíközötíi állománylxU állnak. A sejtközötti állomány lehet szervetlen anyag, ilyen a csontszövet kalcium- és m agnézium karbonát-tartalm a. vala­mint szei*ves anyagokból is felépülhet, ezek a kötőszöveti rostok. A kötőszövetek közé soroljuk egyebek közöli a zsírszövetet, a laza rostos kötő.szövetet és a tömött ros­tos kötőszövetet.

A zsírszövetben folyik a zsírok bioszintézise, majd raktározása. Sejtjei zsírral telnek meg, em iatt jellegzete­sen gömbölyded alakúak (77.2. ábra). A szervezet hosszú távú tarta lék tápanyagforrásának tekinthető , em ellett a bőraljában felhalmozódva a hőszabályozásban is fontos szerepet ját.szik.

A laza rostos kötőszövet a fejlettebb szervezetek va­lamennyi szeivének felépítésében részt vesz. Lemezeket. 77.2. Zsírszövet

78 AZ ÁLLATOK VILÁGA

- = • f i1 '■ > 1

i%• I

1 «

1% 1 > y fJ

78.1. Luzii rostos kötőszövet 78.2. ín szö v e t 78.3. C son tszövet

kötegeket alkot, kitölti a szeiA'ek közötti tereket, beágyazó állományul szolgál. vSejtközötti állo­mánya laza. ennek következtében puha. hajlékony, ugyanakkor ellenálló és rugalmas. Erekben és idegekben gazdag, táplálja az egyéb szöveteket. (78.1. ábra)

A tö m ö tt ro sto s kötőszövet szorosan egym ás mellett elhelyezkedő, nagy szakitószilárd- ságú. nem nyúlékony rostokhói áll. Jellem ző például az ínra. a gerincoszlopban a csigolyá­kat összekötő ízületi szalagokra stb. (7K.2.úhm)

A tám asz tószövetek nagy szilárdságúak, ide soroljuk a porcszövetet és a csontszövetet. A cson tszövet csontsejtekből és sejtközötti állom ányból álló kem ény, rugalmas szövet.

A csontsejtek kihegye.sedőek, nyúlványosak, nyúlványaik révén kapcsolatban állnak egym ás­sal. A sejtközötti állomány .szerves anyagokból és szervetlen sókból áll. A csontsejtek térbeli elrendeződése szabályos. Egy-egy központi (\\atoma körül a m ikroszkópos képben koncent­rikus körökben helyezkednek el, am ely a térben hengerpalástnak felel meg. A csatornákban hajszálerek futnak, és gondoskodnak a szövet táplálásáról. (TKj.áhno

Az izomszövetek felépítése és működéseAz izom szövetek jellem ző tulajdonsága nagyfokú összhúzékonyságuk. Harántcsíkolt, sima-, valam int szívizom szövetet különböztetünk meg.

A h a rá n tc s ík o lt izom szövetet vázizomszövetnek is szokták n eveln i, m eit a gerincesek és az ízeltlábúak vázizom zatát képezi. Sok sejtmagvú rostokból áll. A rostok kialakulása izom sejtek összeolvadására vezethetők vissza. M éretük em lősökben a 12 cm -t is elérheti, a sejtm agvak száma pedig több ezer is lehet. Az izom rostok hosszirányban párhuzam osan egym ás mellé rendeződött izomfonalakat képeznek , am elyek fénym ikroszkópban szabályosan váltakozó világosabb és sötétebb csíkozást m utatnak (7K.4. ábra). Az izomfonalak izom fehérjék, aktin- és mio- z//íszálak kötegeiből állnak. Az izomrostokban a kiteijedt emiopUiznuitikus rendszer, valamint az azek közelében található nagyszámú mi tokom! rímn együtte.se biztosítja a m űködéshez szükséges nagy mennyiiségű ATP-mole- kulát. A harántcsíkolt izom szövet nagyon intenzív mun­kavégzésre képes, ác fáradékony. M űködését az akara­tunkkal befolyásolni tudjuk. 78.4. A hiuántcsí1<oIt izom felépítése

izoiniostok

vérerek

kötőszövet

AZ ÁLLATOK SZOVeTEI 79

A sím aizomszövet végükön kihegyesedo izomsejtekbol áll. amelyek mikroszkópos képü­kön nem mutatnak harántcsíkolatot. A sejtm agok a sejtek közepén láthatók. Működésük szin­tén az (ikrín és miozin fehérjék speciális kapcsolódására vezethető vissza. Összehúzódása lassih de naiíy erőkifejtésre képes és nem fáradékony. A gerinctelen állatokban a borizomtömlő szö­vete. a gerincesekben a zsigeri szerveinek izomzatát képezi. Jellegzetessége, hogy spontán aktivitást mutat, külső inger nélkül is időnként összehúzódik.

A szívizomszövet a szív saját izomszövete, amely különleges tulajdonságokkal i^ndelkező harántcsíkolt izomszövet. Izomsejrekhől áll. amelyek egymáshoz kapcsolódva elágazó rosto­kat képeznek, a sejtmagvak a rost közepén találhatók (79.1. áhn). A sejtek nincsenek összenőve, mindegyiknek megvan a saját membránja, de az elágazások végén kiter­jed t betűródésekben párhuzamosan követik egymást, és szoros kapcsolatban állnak egymással. Ezek azonban vékonyak, nem jelentenek akadályt a szívet működtető elektromos impulzusok tovaterjedése előtt, ezért a szív teljes egészében működésiieg egyetlen hatalmas izom­rostnak tekinthető. A sejtek plazmája tnitokondriumok- han rendkívül gazdag. A szívizomszövet működésében egyesíti a harántcsíkolt izomszövet és a simaizomszövet sajátosságait, intenzív nmnkavégzére képes, de kitartó,nem fáradékony. 79.1. A szívizom felcpíiése

vérerek

iznmsejtek

kölÍNZövet

Az idegszövet felépítése és működéseAz idegszövetet kétféle sejttípus építi fel: az idegsejt (neuron) (79.2. ábra) és a nenrogfiasejt. Az idegsejt legjellemzőbb sajátossága, hogy ingerelheti), és képes a felvett inger ingerület for­májában való továbbítására. A rövid iiyiilványok vagy dendritek , a sejttest meghosszabbo­dásainak tekinthetők, ugyanis minden sejtalkotó ugyanúgy megtalálható benne, mint a sejttest citoplazmájában. A dendritek száma lehet sok, végeik még tovább is ágazhatnak, lehet néhány, sőt olyan idegsejteket is ismeiünk, amelyekről teljesen hiányoznak. Az axon hosszú, vékony nyúlvány, benne soha nincsenek riboszómák. ezért fehérjeszintézis sem zajlik bennük. Az axon lehet csupasz, ám bonthatják velőshüvelyt képezve neurogliasejtek is. Az ilyen axonok az ideg­rostok. A velőshüvely ismétlődő megszakadásai a Ranvier-féle (ranvié] befűződések. Ezeknek fontos szerep jut az idegsejt működésében. Rendszerint az axon is elágazik a végén, ezeket végfácskáknak nevezzük.

Az idegsejteket aszerint is csoportosíthatjuk, hogy hány nyúlványuk van. Ha csak egyetlen nyúlványuk van. az idegsejt unipoláris. Ez az egy nyúlvány mindig axon.A gerinctelenek idegrendszerére jellemző. Gyakran a ki­lépését követően rögtön ketté is ágazik. így látszólag két axon tartozik a sejthez. Ilyenek például a gerincvelő ér­zőrostjai. A valódi bipoláris neuronoknak egy axonjuk «jthartyii és egyetlen kilépő dendrittörzsük van. Ilyenek találhatók 79.2. Az idcgseji felépítése

^ f Ncjlpluzina

idegvcgzMés-

bcfűzíídés

80 AZ ÁLLATOK VILÁGA

például u retinában. A központi idegrendszer legtöbb neuronja sok nyúlvánnyal rendelkező miilíipoláris idegsejt. Több típusuk ismert, ilyenek az aprö szemcse.sejtek, a piramissejtek stb. Kifejlett állapotban az idegsejtek az oxztódóképességüket elvesztik.

A porcszövetA p o rcs/ö v c tb cn (KO.l.ábm) <i porcsejtek inugas víztailalmú- ak, gömbölydedek, egyesével vagy kisebb csoportokban, egy­mástól távolabb, a sejlközöttí állomány anyagába ágyazottan helyezkednek el. A sejtközötti állom ány lehet rostmenles, üvegszei'ű szerves anyag, mint az üvegporcban, vagy lehet ru­galmas rostokban gazdag, mint a rostos porcban. Üvegporcból áll a porcos hulak váza, rostos porcok például a gcrínccsek ízületi porcai.

O O Az állatok szöveteinek mikroszkópos képe

ID hX iS/O V I-n' K4»T<V ÍX T.\M.V.S7.Tl')SZi«>\ KT>:K

idegszövet

IIA M S /O V K fK K

egyrétegű lupháin egyrétegű hengeiiiáin

\ V -

egy rétegű köbhiim

többrétegű elszitrusodó hiphúm

rostoskötíSszővct

csontszövet

siinaizoinszövctiniiigyhúm

80.2. Az állatok szöveteinek csoportosítása és inikroszkópos képe

tömött rostos kötőszövet

porcszövet

ixoNts/ovi-rrKK

hai'iíntcsiknllizomszövet

zsiiNzovet

vcjszovet

szivizomszövet

SZAPORODÁS ÉS EGYEDFEJLŐDÉS 81

1 9 . Szaporodás és egyedfejlődésKÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Ismertesse a petesejt, a hímivarsejt, a zigóta, a hímnősség és váltivarúság, az ivari két- alakúság. az embrionális és a posztembrionális fejlődés fogalmát.

© Vonjon párhuzamot példák alapján az életköiülmények és a szaporodási mód között (ivaros, ivartalan, külső és belső megtermékenyítés, szaporodási rendszerek, az ivadék­gondozás és az utódszám összefüggése).

© Tudjon példát az ivartalan szaporodásra és a regenerációra.

81.1. A niigyincrctű petcscjt cs az iipró híiniviirsejtek

O Szaporodásbiológiái alapfogalmakA petesejt a női ivarsejt. A h ím ivarsejt a féi*fi ivarsejt, a zígótii a megtermékenyített petesejt. («i.i.á»>ra> Hímnős az az állat, amelyik petefészkekkel és herékkel is rendel­kezik, mint például á föUligiUszta vagy dz éri csigci.

A váltivarúság azt jelenti, hogy külön hím és női egyedei vannak a fajnak. Ebbe a csoportba tartozik pél­dául a ^ím szatyas vagy a házi kurya.

Az ivari kétalakúságAz egyivarú állatok túlnyomó többségére igaz, hogy a hímek és a nőstények többé-kevésbé már ránézésre is különböznek egymástól. Ezt értjük ivari kétalakiiságon vagy ivari dimoifiztnuson (luoifo/ógia = alaktan). A hí­mek és a nőstények eltéilietnek egymástól testméretükben, alkatukban, kültakarójuk színében és mintázatában. Az alakbeli különbségeken túlmenően más lehet a viselkedésmódjuk, a hang­adásuk, sőt az életmódjuk is.

Például a szarvasbogár hímje nagyobb a nősiényncl (K1.2. ábra), rágói jóval erőteljesebben fejlődtek, amelyeknek fontos szerep jut a nőstényekért rivalizálók egym ás közötti harcában. A ta r ­ka hegyisáskának viszont a nősténye a nagyobb, csaknem két­szerese a párjának. A z ivari kétalakúság iskolapéldáit mutatják a különböző szitakötők. A sávos karcsúszitakötő nőstényének teste érces fém fényű zöld. a sziírnyai barnásak. Ezzel szemben a hímek teste kék, sz<ímyai világosabbak, és külső hannadukban egy szé le s kék szalag díszíti. A vadászfácán tyúkja bamás tollazatú, a kakasa viszont az egyik legszínpompásabb vadma- diuaink közé tailozik. A z ivari kétalakúság egyik megnyilvánu­lása a párosujjú palásokra jellem ző különböző szarutülkök é s csont képződmények megléte is. A z ivari kétalakúság az állat­világban a szaporodási idősz«ikban gyakran még kifejezettebbé

8 -9 c m h o ssz ú ra n ő n e k

4 -6 c m h o ssz ú ca nón ek

81.2. A s za iv a s b o g á r iv a r i d iin o ifiz tn u s a

82 AZ ÁLLATOK VILÁGA

válik. A kétéltűek é s a hüllők között is nem egy faj akad. amelyik ilyenkor ..n<ísziuhát" ölt. A mocsári béka máskor barnás színe kékké válik, a zöld gyík hímjének torka is csillogó kék színűre, a teste fény­lő zöldre változik. A z ivari kétalakúság kialakulásának evolú ciós okai a hímeknek a nőstényekért folytatott veisengésében keresendő.

O Az életkörülmények és a szaporodási módEgy-egy élőhely meghódításáéit vagy megtartásáén különböző szaporodási stratégiák alakul­tak ki az evolúció folyamán, melyek alapvetően két csoportba sorolhatók.

Az egyik csoportot azok a fajok képezik, amelyek élőhelyeire a fíyorsan változó külső kö­rülmények a jellemzőek. Egyedfejlődésük rövid, több nemzedék is gyorsan követi egymást, és nagyon sok utódot hoznak létre. Szaporodásmódjuk rendszerint ivartalan. Például az ízelt­lábúak esetében szűznemzés történik. Szűznemzésről akkor beszélünk, ha egy nőstény, a hím állat megtelmékenyítése nélkül is olyan petéket rak le, amelyekből szapoiodóképes utódok kelnek ki. A másik csoport a sfahilahb, kevésbé változó körülményeket kínáló életterek popu­lációi, amelyek lényegesen kevesebb utódot produkálnak, azok egyedfejlődési életciklusa hosszú. Ilyenek például a nagy testű ennlősök, madarak stb. Szaporodásuk ivaros szaporodás és az utódokról való gondoskodás (költés, szoptatás stb.) jellem ző rájuk. Utódszámukat a testtömeg is meghatározza, a nagyobb termetűek populációinak fenntartásához elegendő egy-két utód. míg ugyanabban a rokonsági körben is a kisebb termetűek utódjainak száma lé­nyegesen több. Például a parlagi sas egy-két fiókát, a szém inke 8 -1 0 fiókát nevel fel.

Az evolúció során mindig szelekciós előnyt élveztek azok a csoportok, amelyeknél mind nagyobb volt az esély az eredményes megtermékenyülésre, és ana, hogy az utódok életben is maradjanak. így az ősibb külsőmegfeniiékenyítést fokozatosan váltotta fel a biztosabb belső megtennékenyítés. Minden állatcsopoit evolúciójában nyomon követhető a mind fejlettebb ivadékf^otulozás. Mivel a külső megteitnékenyítés sikerességének a valószínűsége kisebb, az így megtermékenyülő fajok nőstényei meglehetősen sok petét raknak. A kagylók például több milliót, a halak ikrái többezres nagyságrendűek, de még egy nőstény béka egy-egy alkalommal lerakott petéinek a száma is eléri a néhány százat. Mindez a nőstény hatal­mas energiáit emészti fel, mégis csekély az utódok túl­élési valószínűsége. Ezzel szemben a belső megterméke- nyítésű hüllők és a madarak tojásainak a száma legfeljebb néhány tucat (X2.i. ábra), míg az emlősök egy alkalommal születő utódai ritkán érik el a tizet. Kivételt a szintén belső megtermékenyítésű rovarok között találunk, de a lerakott rovarpeték száma ebben az esetben is csak százas nagyságrendű. A kevesebb tojás jelentős „energia- és anyagtakarékosságot” jelent a nőstény számára. 82.1. Madártojások

Az ivadékgondozásAz élővilág evolúciója folyamán egy-egy élőhely meghódításáért vagy megtartásáért egymás­sal vetélkedő állatcsoportok között - fejlettségi szintjüktől függetlenül — szelekciós előnyt je ­lentett az is, ha szaporodási stratégiájában megjelent az utódokról való gondoskodás vala­

SZAPORODÁS ÉS EGYEDFEJLŐDÉS 83

milyen formája. Ha a szülő az ivadékokat őrzi, egy ideig gondozza, vagy akár csak táplálékot biztosít számára, nagyobb az esely az életben mai adasukra, ami azt jelenti, hogy elegendő ke­vesebb utód, s ez kisebb energiabefektetést jelent az anyai szervezet számára.

A z utódokról való gondoskodás egyik legegyszerűbb fonnája például a rovarok között, ha a nőstény a m egfelelő tápnövényre rakja petéit. Például a gufnic.ulamzsak petéiket növényi szövetekbe rakják, ame­lyek hatására azok buijánzásnak indulnak, é s az adott darázsfaj­ra jellem ző (ilakú gubaccsá ülakulniik. A gubacs szövetei táplá­lékul szolgáinak a kikelt lárvák számára, é s egyben védelmet is jelentenek, hiszen rejtekhelyül szolgiílnak (83.1. ábra). A kajniró- darazsak lazíi talajba vájt ivadékbölcsőket készítenek. Ide r<ikj<tk petéiket- és gondoskodnak a pete táp;inyagellcításájól is. A z egyik m ódszer az, hogy megbénított zsákmányt - hernyót, pókot, ro- varlárvá! - helyeznek cl az ivadékbölcsobc, é s erre petéznek.A kikelő lái'va a megbénítolt .J^onzervbői” táplálkozik. A tiirsas redőssztirnyú darazsak fészket építenek, é s abban nevelik fel ivadékaikat, stb. A madarak testük m elegével költik ki a tojásai- 83.1. A tölgyfagubitcs a ^ubacsdarázs lár- kát. és <t kikelő fiókáikat táplálják és gondo 2 ík . vájának élőhelye

O A regenerációA valamilyen oknál fogva idő előtt elpusztuló .szövetek, szervek, testrészek pótlása a regeneráció. A növények és az állatok egyaránt képesek rá. Élettani alapja a már differenciálódott szöveteknek, sejteknek az a képessége, hogy visszanyerik osztódóképességüket és torifjofens, iiznz báiTnilyen szövetté alakulni képes sejtekké válnak. A nö­vények regenerálódó képessége csopoilonként eltérő, általábém azonban jó, .sőt többségük esetében egészen ki­váló, hiszen például a nedves talajba leduggatott szőlő­vesszők vagy a begónia levéldaiabkái teljes növényekké képesek fejlődni. A növényeknek ezt a sajátosságát fel is használják a keitészetekben a szaporítás során.

Az állatok megújuló képessége ugyancsak eltérő mér­tékű. A kisebb szöveti sérülések, káiosodások „begyó- gyulásii” minden állatcsopoitra egyfortnán jellem ző. Különösen jó regenerálódó képességgel rendelkeznek a csaUwozók, az örvényférgek és a gyűrűsférgek. A puha­testűek és az ízeltlábúak ugyanakkor az elvesztett testré­szeiket nem tudják újianöveszteni. A gerincesek közül a hidak általában pótolni tudják az úszóikat. Igen jó rege­nerációs képesség jellemzi a békalái'vákat, a farkos kétéf- fűek pedig kifejlett alakjukban is képesek például elvesz­tett végtagjaik vagy farkuk újraképzésére. A hüllők közül közismert a gyíkok farkukat elvesztő védekező mecha­nizmusa (8.U. ábra).

REO EN ER/NLÓ D Orr FARKÚ g y í k

83.2. A gyík falijának regener<íciója

84 AZ ÁLLATOK VILÁGA

2 0 . Az állatok viselkedése

KÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Példák alapján ismertesse az önfenntartással kapcsolatos viselkedéseket (tájékozódás, komfortmozgás, táplálkozási magatai tás, menekülés).

O Példák alapján ismertesse a fajfenntartással kapcsolatos viselkedéseket (a partner fel­keresése, udvarlás-nász, pái’zás, ivadékgondozás, önzetlenség, agresszió).

e Jellemezze az alábbi magatartásformákat: reflex, irányított mozgás, mozgásmintázat, társítások, belátásos tanulás. Tudjon ezekre példát hozni, illetve példákból ismerje fel ezeket.

O Az önfenntartással kapcsolatos viselkedésekAz állatok ön fenn tartásukért változatos viselkedési formákof dldkítotvak ki. Közülük legje- lentósebbek a tájékozódási, a táplálkozásig a támadó és a védekező magatartások.

A tájékozódási vagy a konifortm ozgásokban (az állat a neki megfelelő helyre vándorol, vagy azt napközben felkeresi) fontos szerep jut a tereptárgyaknak, például a repülő rovarok a környezetükben lévő tárgyak helyzetéhez igazodnak. Az ívó helyükie a tengerekből a be- öm lő folyók mellékágaiba vonuló lazacokat az édesvíz, az ívóhely kémiai jellemzői vezetik. A kísérletek tanúsága szerint a madarak tájékozódásában fontos szerep ju t a Nap állásámik^ a vonuló madarak esetében pedig a föUlmágnesesség érzékelésének.

A tájékozódó viselkedésekkel van összefüggésben iiz éjszakai mviuok fény körül keiingése is(>M.I.áhra).A z éjsziikiii lepkék (és egyéb rovarok is), leim észe- tcs körülmények között egy fényfonúsl választanak tájékozódási pontnak. Ez lehet a Hold vagy vala­m elyik cs illag . R epülés közben ennek alapján tájékozcSdnak, ugyanis a repülési irány é s a fény* forrás által bez«írt szög nem változik, mert u fény­forrás nagyon m essze van. Ha viszont e g y erős m esterséges fényfom ls gyullad ki. ezt választják tá­jékozódási pontnak. M ivel a fényforrás közel van. a rovar hamar túlrepül rajta, ezéi1 az irányszög m egváltozik. É ne a rovar úgy változtatja a m ozgá­sát, hogy az irányszöget az eredeti értékre állítsa vissza. Hamiuosan azonban újabb koriekcióra szo­rul, végül egyre kisebb .Jcöröket” fog tenni <i lámpa körül.

84.1. Szürkületben aktív roviii (fénykedvelő lepke) repü­lése a fényfomls felé

Az állatok a táplálékukat megkeresik, például egy oroszlán felkutatja a legelő zebraménest, becserkészi zsákmányát, majd elejti és elfogyasztja (85.i.ái>ra). Ezek a zsákm ányszerző visel­kedés elemei, amelyek csaknem mindegyik állatcsoportnál megfigyelhetők, természetesen az állatcsoportra jellemzően és a táplálék jellege szerint eltérően.

AZ ÁLLATOK VISELKEDÉSE 85

A tám adó m aga ta rtás a zsákmány megszerzésére irányul, és a ragadozó állatoknál, illetve a paraziták egy részénél (pl. orvosi pióca, szúnyogok, bögölyök stb.) ala­kult ki. Például a gepáid becserkészi, majd lerohanja zsák­mányát. A tigrisekre a lesben állás a jellemzó, a lerohanás úthossza sokkal rövidebb, és az elhibázott támadást kö­vetően az üldözés rendszerint elmarad, vagy néhány ug­rásra terjed ki csupán. A hiénakutyák szervezett csapatok­ban. hosszú időn keresztül üldözve ejtik el zsákmányukat.

A tctmadó magatartásformákkal egyidejűleg a zsák­mányállatokban változatos m enekülési m agatartásfo r­m ák alakultak ki. A keleti sün összegömböíyödése, a kö­zönséges tintahal festékanyagának kifecskendezése, majdsebes elúszása, a kétéltűek és egyes terepszínű madarak (ugartyúk), valamint a mezei nyúl földhöz lapulása, az üregi nyúl sebes eliramodása stb. mind a menekülési magatartásformák közé tartoznak.

85.1. A zsiikinilnyejté.';: azo ro sz litn a gnút láiniidja

O A fajfenntartással kapcsolatos viselkedésekA szaporodási viselkedések legfontosabb elemei sor­rendben a pánuilaszfós, az udvarlás, a nász és az ivadék- ^omlozós.

A párok egymásra találását különböző kommuniká­ciós formák segítik az ivarok között. Például a szöcskék és a sáskák, az énekesmadarak, a bőgő szon ’oshika stb. akusztikus jelekkel kommunikálnak. A szentjánosbogár fénykibocsátása (X5.2.Hbra). az integető iákok ollólengetése, a dürgo madarak tánca, a színes toliakból álló ..nászruha” vagy az ivai'záskor kiszínesedő bőr vizuális kom m uni­kációs forma. A kém iai kom m unikációt a feromonok biztosítják. A feromonok elsősoi1>an a rovaiokra és az em­lősökre jellemzőek. A gyapjaslepke hímjei például több kilom éter távolságból megérzik a frissen kikelt, még nem páreott nőstény gyapjaslepke feromonjait.

Az iidvarlás (nászjáték) az egyedek közötti távolsá­got csökkenti, és az ivari partnerek p á rá s ra való hajlan­dóságát fokozza. Egyben megakadályozza a rokon fajok kereszteződését, mert az udvarlás mozgáselemei fajra jellemzőek. Ilyen például a szitakötők vagy a nappali lep­kék nászrepülése, a siketfajd és a túzok dürgése. Gyakori a rivalizáló hímek között a küzdelem is (H5J.úi>ra).

A párzás változatos tonnákban valósul meg. Például a szitakötők a levegőben párzanak, a hímek és a nősté­nyek jellegzetes karikába görbült alakot formál. A barna

85.2. A szen tjiín o sb o g á r fcn y k ib o csá tó potrohii

85.3. A sZiitViLsbikiík harca a nőstényekért

8 6 AZ ÁLLATOK VILÁGA

varangy hátulról „átkarolja” a nőstényt, a verokölto bo- dobács nevű poloska hímjei és nőstényei egymásnak hát­tal fordulva órákon keresztül összekapcsolódva párzanak.

Az ivadékgondozás az egyes állatcsoportokban kü- lönbözo mértékű és fejlettségű. Általában minél fejlet­tebb egy csoport, annál fejlettebb az ivadékgondozása, mert szelekciós előnyt jelentett az evolúció során az utó­dokról való mind tökéletesebb gondoskodás.

A halak egy részére például semmiféle ivadékgondo­zás nem jellemző, a nőstények az ikrákat magukra hagy­ják. Igaz. vannak olyan fajok is közöttük, melyek petéje ragadós burkú, és a törődés annyiban ki is merül, hogya nőstény valamilyen aljzathoz ragasztja őket. így viselkedik például a ponty, a süllő vagy a haicsa. Igen fejlett ivadékgondozása van például a bölcsőszájú halnak (S6.i.ábra) vagy a tüs­kés pikónak. A tüskés pikó hímje íváskor növényi a n y a g o k b ó l készít, a nőstény ebbe rakja le ikiáit. A lerakott petéket és a fiatal ivadékokat a hím őrzi.

A madarak szaporodási viselkedésének egyik jellemző sajátossága, hogy túlnyomó többsé­gük tojásait kifejezetten ene a célra épített fészekbe rakja. A tojásaikat testük melegével költik ki, és a kikelő fiókákról is gondoskodnak, stb. Utóbbi kapcsán léphet fel az önzetlenség (alt­ruizmus) jelensége.

86.1. Bölcsősz<ájií hal ivadékaival

Az önzetlenségAz állatok társas kapcsolatának egyik érdekes kérdése az önzetlenség, az altru izm us. Ez olyan viselkedésele­meket jelent, amelyek az egyed szwnáru kifejezetten hát­rányosaik. Igaz, a vi.selkedés populációs .szinten előnyös.Ugyanis a mkon egyedeknek nyújtott haszon lényegesen felülmúlja az altniista egyed hátrányát vagy az elpusztu­lása állal okozott káil. Például az egyiptomi tüskésegerek szaporodási közösségeiben egy hím. három-négy nős­ténnyel él társas kapcsolatban. A hím azonban csupán egyetlen nősténnyel párzik, a többi nőstény azonban tevékenyen részt vesz a kicsinyek felnevelésében és táp­lálásában. Mivel a hím a legi átermettebb nősténnyel párzik. a kedvező genetikai adottságokkal rendelkező utódok túlélési valószínűsége hosszú távon sokkal jobb, mintha minden nőstény párzana és külön-külön nevelné ivadékait. A szaporodási közösségekben a testvérek, unoka- testvérek részlegesen azonos genetikai állománya ugyanakkor lehetővé teszi az önzetlenség feltételezett génjeinek a populációkban való fennmaradását. (Ellenkező esetben - mivel az ön­zetlen állat nem pái*zik - a gén elveszne a populációból.) («A.2.« b ra )

86.2. Allriiizmus a hangyáknál

O M agatartásform ák-a reflexAz öröklött vi.selkeJési elemek legegyszerűbb formája a feltétlen reflex. Ez mindig egy adott ingeire adott azonos válaszreakció (87.i. áhrn). Ilyen például a pupillarefíe.x, amelyben a szem

AZ ÁLLATOK VISELKEDÉSE 87

pupillája alkulmuzkodik a fényerőhöz. Hasonló reflex egyes rovarok megdermedési reakciójas amikor veszély esetén mozdulatlanná merevednek. Ezzel szemben a fel­tételes reflex tanulási folyamat eredménye. A feltételes reflex során egy feltétlen reflex válaszát egy feltételhez kötjük. Például egy kutya szájában megindul a nyálelvá­lasztás a táplálék megpillantásakor. Ez egy feltétlen reflex. Ha az állat etetésekor rendszeresen megszólal egy csengő, egy idő múlva az állat nyálelválasztása a csengőszó hatá- sáia megindul, nincs szüksége a táplálék megpillantására. A feltételes reflexek fontos jellemzője, hogy kiolthatók.

ingei

a g y to rz s in y á lc lv á -

la sz tá s ik ö zpo n t

87.1. A nyálciválusztás feltétlen reflexe

Az irányított mozgás (taxis)A taxis, inger által kiváltott, és az inger által irányított helyváltoztató mozgás. Például, ha egy zöld szemesostoros (Euglena-fajok) tenyészetbe ecetet cseppentünk, az ostorosok mozgása megváltozik, igyekeznek mind távolabb kerülni a számukra kellemetlen ingerforrástól. A taxisok lehetnek pozitívak, ha a kiváltó inger irányába történik a mozgás, és lehetnek ne­gatívak. ha a mozgás az inger irányával ellentétes. Az előbbi példa negatív taxis volt. Ponto­sabban negatív kemofa.xis, mert a mozgást kiváltó ingei' kémiai jellegű.

A mozgásmintázatokMinden állatfajt a jellemzőek olyan viselkedési elemek, amelyeket azonnal képesek végrehaj­tani. Ezeket nevezzük ö rök lö tt m ozgásm íntázatoknak (ÖMM). M ás magatailásformák csak később jelennek meg. de még a fajtársaktól elkülönítetten felnevelt egyedekben is jelent­keznek. tehát szintén öröklött jellegűek, genetikailag meghatározottak, csak kialakulásukhoz érési folyamat szükséges.

Az öröklött viselkedési forma nem azt jelenti, hogy a magatartás minden apró részletéért a gének mCíkiklése a felelős, hanem csak azt. hogy a magataitás alapvonásai öröklöttek, és ezek a faj minden egyedére jellemzőek.

Az öröklött mozgásmintázatokra jellemző n fonmtáUandóság, vagyis az, hogy a megkezdett mozgás mindenképpen végbemegy, és a tevékenység a környezet felől nem kap visszacsato­lást. Tipikus példa erre a kutyafélék táplálékmaradvány elrejtési magatartása. A kutyáknál és a rókáknál is megfigyelhető ez a viselkedés, ha már jóllaktak, de még maradt táplálékuk. A fölösleges táplálék elásásának és betemetésének mozdulatsorát még akkor is véghezviszik. ha közben elveszik tőlük a táplálékot, vagy ha az aljzat nem teszi lehetővé a gödörásást.

Az öröklött mozgásmintázatok - kisebb mértékben - még az embernél is jellemzőek. Ez az oka .annak, hogy evés közben időről időre felnézünk, „vigyázunk” táplálékunkra, és egyúttal felmérjük a környezetet.Az öröklött mozgásmintázatok kiváltásához általában a környezetből érkező kulcsinger és az állat belső késztetése, motivációja .szükséges. Például a fészkén ülő, kotló liba a fészek­ből kiguruló tojást sajátos mozgássorozattal tologatja a fészkébe vissza. De ugyanezt megteszi a fészke közelébe helyezett tojásméretű egyéb tárggyal, például fahengenel, sőt kockával is. A tojás (vagy a tárgy) látványa a kulcsinger. A belső késztetést a kotlás hormonális állapota

8 8 AZ ÁLLATOK VILÁGA

okozza, meit a nem kotló lúd ügyet sem vet egy tojásra. Öröklött mozgásmintázat a mókus diórejt^ magatartása is. (KKJ.úhra)

A társításokA társítással töilénő tanu lások (kondicionálások) leg> egyszerűbb példája a feltételes reflex kiépítése. Minden társításos tanulás fontos eleme a gyakorlás. .1. A mókus dióiejtő magatiulásit

A belátásos tanulásA legbonyolultabb, a társításon alapuló feltételes reflex, az operáns és a belátásos tanulás (KK.3. úhra). Ha egy állat egy új viselkedési eleméi ismétlés vagy társítás nélkül, a már meglévő ismeieteinek új viszonylatban való alkal­mazásával szerei meg. illetve hajtja végre, belátásos ta ­nulásró l beszélünk. (KK.2.Hhni)

Egy kísérletben egy csimpiínz ketrecétől oly<m lávolsiígni helyez­ték cl egyik kedvenc cscmcgejet, a banánt, hogy kézzel nem ér­hette el. A ketrecben <izonban elhelyezlek egy oly<in görbe botot is. aineLlyel üz állat a banánt eléite. A csim pánz néhány ered­ménytelen nyúlkálás után felem elte a botot é s azzal húzta a ba­nánt li ketrecébe. Egy másik alkalommal » banánt m ég mesz^ szebbre helyezték, a ketrecbe pedig két összerakható botot tettek, amely így m<íi elég hosszú volt ahhoz, hogy vele az állat a táplá­lékát elé lje . A csimpánznak némi töprengés után sikerült a fel­adat megoldása, belátta a probléma megoldásának helyes útját. 88.2. A csimpiínz CNzközhiisználiita

0

í A

új visefcedés

FELTÉTELES REFLEX OPERANS TA N U U S

megerősítés

BELÁTÁSOS TANULÁS

.3. A társítilsos tanulás típusai és működésük lényege

V # fejezet

AZ EMBER ÉLET­

MŰKÖDÉSEI I.

' ...........* »• \»i-« ’í-IJ, SU S '., ■........... .-A .

90 AZ EM8ER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

2 1 . A homeosztázis (emelt szintű anyag)

EMKI.T SZINTŰ követelmény:

O Ismertesse a homeosztázis fogalmát, jelentőségét (középszintű anyag). Értelmezze, hogy a beállított értékek maguk is változnak.

© Magyaiázza el az egészséget mint a nomiális taitományon belül visszaálló homeosztázist.

O A homeosztázisAz élet az ősi tengerekben jött létre. Az egysejtűek, majd az első soksejtű szervezetek még közvetlen anyagcserét folytathattak a vízzel. Később a soksejtű szervezetekben szükségsze­rűen kialakult a környező víztől független belső környezet, a testfoiyadék állománya. Ettől kezdve az élőlények a külső környezettel elsősorban a teslfolyadékon keresztül kerültek anyagcsere-kapcsolatba. A belső környezet állandóságának fenn ta rtása az életfolyamatok egyik alapvető feltétele. A belső környezet szabályozott stabilitását nevezzük hom eosztá- zisnak. A homeosztázis biztosítja a sejtek egyenletes működését az állandóan változó külső feltételek között. Legfontosabb jellemzői a testfolyadékok mennyiségének, ozmotikus nyomá- sítnoky ionösszetételének, kémhatásának és hőmérsékletének dinamikus állandósága. A home­osztázis egyéb fontos tényezői az oxigén-, a szén-dioxid-, az aminosav-, a glükóz- és a szabad zsírsav tartalom is. Mindezt a szervezetek szabályozó szen> rend szerei, a hormonrendszer, illetve az idegrendszer együtt szabályozza. (*Mi.i.ábrH)

A homeosztázis optimális értékeire beállított élettani jellemzők fiziológiás (egészséges) kö­rülmények között is folyamatosan változnak, ezért a szabályozási mechanizmusok is folya­matosun működnek. Például a bélcsatoi na felszívó működése következtében az emésztést kö­vetően nő a vércukorszint. amelyet az inzulin állít vissza az optimális szintre.

O Az egészség és a betegségAz Egészségügyi Világszervezet (W HO) meghatmozása szerint az egészség „A teljes resti és lelki, valamint szociális jó közéizet állafyota A betegségek kialakulásának élettani alapja a homeosztázis tartós felborulása.

külső környezet

légzőszerv

sejtkdzötii tér

o sejten belüli folyadék (intracelluláris folya<Kk)

kiválasztószerv sejtek kózötü folyadék(íntersticiális folyadék)

keringési rendszer zárt keringési rendszerés nyirokrendszer _ ,

< 3 vérplazma(intravazáfs fotyadék)

90.1. Az önfenntaitó inűködések k;«pcsoUita és a test folyadékterei

AKÜLTAKARÓ 91

2 2 . A kültakaróKÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Ismertesse a bőr funkcióit (védelem, hőszabályozás, érzékelés, fájdalom, tapintás, nyomás, hőingerek). Ismertesse a bőr szöveti szerkezetét, mirigyeit és azok funkcióit, és ábrán azonosítsa a bőr részeit.

O M agyaiázza el a hám megújulását.

O Ismertesse a bőr hajszálereinek szerepét a testhőmérséklet szabályozásában és az anyag- forgaloníiban.

O Ismertesse a bor festéksejtjeinek működését, a napsugái'zas hatásilt a bőrre, a napozás egészségtani vonatkozásait, a védekezést.

© Tudja, mit jelent a bőr tisztántartása, kozmetikázása, a bőrápolás és a hajápolás.

© Tudja, mi az anyajegy, a szemölcs, hogyan alakul ki a mitesszer, a pattanás, a víz­hólyag, a vérhólyag, és azt, hogy mi a teendő velük.

O Tudja, miért veszélyes az égési sérülés. Tudjon égési séiülést ellátni.

sz<ín.ziíl

O A bőr funkciói

Szervezetünk külső védelmi vonala a b ő r (Vi.i. ábra). Határt jelent testiJnk belseje és a külső világ között. A felszínére ju tó káros baktériumokkal és vírusokkal szemben a bőr védekezik, legyengíti vagy elpusztítja a felszínén kialakuló, váladékokból álló védőréteg. Színét a me- lanin, (a barna festékanyag) okozza, amely megvédi az embert a kívülről érkező napsugarak nagy részétől. Mennyisége nyáron az erősebb napsugái'zás hatásái a nagyobb, ezért „biu nul le” a bőr. Az idegvégződések miatt bőrünk a leg­nagyobb felületű érzékszeivünk. A fájdalom­érzékelő idegvégződések szám a m integy 3.5 millió, a hidegérzékelők száma néhány százezer, melegérzékelőből pedig mintegy 50 000 található benne. A faggyiim irigyek zsírral itatják át a szamréteget. ami növeli az ellenálló képességet, üdévé és egészsé­gessé teszi a bőrt. A verejtékm irigyek be­nedvesítik a bőrfelszínt, emellett működésük fontos a szei'vezet hőszabályozásában. A több mint másfél négyzetméternyi bőr sok hőt ad le. Melegben fokozódik a verejtékmiiigyek működése, több víz jut a bőr felszínére, amely­nek elpárolgása hőt von el a bőrtől. Az emlő tejm irigyei is ősi típusú verejtékmirigyekből fejlődtek ki.

szaixirétcg

fújduloinéiz^ leceptoi

élőh;imín.

faggyúmirigy

sz<?nncrcvit^izoin

nyomás-receptor

idegrost

zsírszövet

kapilliírisok szAhiigym a verejtékmirigy

91.1. A z e m b e ri b ő r fe lép ítése

92 AZ EM8ER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

O A hám megújulásaA bor legfelső rétege felhám sejtekbol áll. A felhámot szaiuréteg borítja, amely felül kopik, alul pedig pótlódik. A hámréteg legalsó sejtsora ugyanis szüntelenül osztódva újabb és újabb rétegeket hoz létre, amelyek felfelé tolódnak. A felfelé tolódás során a sejtek szerkezete át­alakul, míg végül élettelen szanalemezek jönnek létre. Az alsó osztódóréte^ működése miatt képes <1 hám foh'omtítos mefiújulásra.

O A bőr hajszálereinek szerepe a hőszabályozásbanÉrdekes, hogy arcunk nyáron a melegben, télen a hidegben is kipirul. Ez a jelenség a bor hő­szabályozó m űködésével van összefüggésben. Nyáron, amikor erőteljes munkát végzünk, a fokozott izomműködés következtében a hőtermelés is fokozódik. A hőleadóa módja, hogy a magasabb belső testhőmérsékletű vér a bőr felszínének hajszálereibe jutva hőt ad le a környezetébe. Ezért, ha kimelegszünk, több vér folyik át a bőr hajszálerein, és minél na­gyobb felületen próbálnak meg az erek hőleadással a felesleges hőmennyiségtől megszaba­dulni. Télen éppen fordított a helyzet, ilyenkor ugyanis a külső, hideg hőmérséklet károsan lehűtheti a bőr felszíni részét. Ezt megelőzendő megnő a bőr hajszáléi+iálózatán keresztülái am- ló vér mennyisége, hogy a magasabb belső hőmérsékletű testrészek felől melegebb vér kerül­jön a bőrbe, mintegy „fűtse” azt, megakadályozva ezzel a lehűlését.

O A napsugárzás és a bőrA napsugárzás UV sugárzásának hatására a bőrben ergo- szterinből D-vitamin szintetizálódik. ezért fontos a gyer­mekek napoztatása. A túlzott napozás azonban nyáron, erős közvetlen sugái*zásban veszélyessé is válhat, éppen az U V sugánós káros hatásai miatt. Az UV sugái'zás ha­tására fokozódik a bőr festékanyagának (92.i.úhrti). a fel­hám legalsó rétegében lévő melaninnak a termelődé.se, amely megvédi a bőrt a káros hatásoktól. Fontos az óva­tos, fokozatos napozás („lebíunulás”). illetve a megfelelő sugárvédő napozókrémek használata.

92.1. Festckiinyag a vihígos és a sötét bőrű ember bőrében

- A bőr ápolása és tisztántartásaMár az ókori m űveli népek nagy gondot fordítottak a tisztálkodásra. M ózes törvényileg kötelezővé tette a kézmnsiísl é s a fürdést. A babiloniak, a pci^zsák é s az indusok is bővelkedtek bőrápolöszcrekbcn. Indiában és Egyiptomban a szent folyamokbiin. a Gangeszben é s a Nílusbiin történő fürdésnek egészséget, szépségei fejlesztő, sőt csodatévő hatást tulajdonítottak.

Napjainkban a bőrhigiénia egészségvédelm i szempontból rendkívül fontos, hiszen az ipari é s mező- gazdasiígi kemiz«ícíó, illetve a környezet egyéb szennyezései a bőn jelentősen károsítják.

A tisztálkodás legtermészetesebb eszköze a víz. A hideg vizes mosakodás, zuhanyozás üdítő hatású, edzi a bőil, de a szennyeződéseket kisebb mértékben oldja le, mint a meleg víz. A tisztítóhatást szappanok használatával növelhetjük, hiszen így olyan zsírszerű anyagok is

AKÜLTAKARÓ 93

eltávoznak a bor felszínéről, amelyeket a hideg víz semmiképpen, a meleg víz pedig csak kis­mértékben tud eítávolítaní. A szappan lúgos kémhatású, ezéit eltávolítja a bőr védekezési biz­tosító ?;avas védőrétegét is. A bőr felülete szárazzá, sérülékennyé válhat, ezért repedezik fel a szappannal gyakran mosott szaruréteg, ha például télen ..kifújja a szél” . Ha a bőr hajlamos a kiszói’odásra, akkor megfelelő kenőcsökkeípótolni kell a hiányzó váladékot. A baktérium­ölő hatású szappanok túlzott használatát érdemes keiülni. mert nemcsiik a bőr védő váladékré­tegét távolítják el. hanem a számunkra hasznos baktériumokat is elpusztítják.

Mosdás után fontos az ahifjos törölközés, mert a nedvesen hagyott testhajlalok és az ujjak közei, könnyen gombás fertőzés táptalajává válhatnak.

A bőr tisztántartása mellett ápolni kell a könnöket és a hajat is. A bőr működését helyes öltözködéssel segíthetjük. Nem helyes kizárólag műszálas összetételű anyagokból készült ruhákat viselni, mert ezek akadályozzák a bőr szeilőzé.sét. sőt az éreékenyebb bői gyulladását is kiválthatják. Különösen rossz hatásúak a műszálakból készült alsóneműk.

O A bőr elváltozásaiA szem ölcsök vírusos fertőzés hatására alakulnak ki. Bármelyik testtííjon megjelenhetnek. A vímsok megtelepedését apró bőrséióilések segíthetik elő, kézről kézje tovább is adódhatnak. A fiatal szemölcsök eltávolítására kiváló a vérehulíó fecskefii vöröses tejnedve.Szeplok és anyajegyek akkor alakulnak ki. ha a bőr melanintermelése nem egyenletes. Az anyajegyek többsége jóindulatú, eltávolításuk csak akkor indokolt, ha séKiléseknek kitett helyen találhatók, vagy méretük, színük gyorsan megváltozik, esetleg gyulladás alakul ki kö­rülöttük. Hasonló eredetűek a főképpen terhes nőkön megjelenő m ájfoltok. (A magzat fejlő­dése során ugyanis a hasüregi szervek részben „átrendeződnek”, és az epe elégtelen ürülése vezethet a májfoltok kialakulásához.)

A serdülőkorban fokozódik a bőr verejték- és faggyúmirigyeinek működése. A verejték­képződés főleg a hónaljban, a tenyéren és a talpon lesz nagyobb mértékű, ú faggyúképződés pedig a fejbőrön, elsősorban a homlokon, az arcon, de a háton és a mellkason is. Ha a leváló szaiudarabkák a termelődő faggyúval elkeveredve eltömítik a faggyúmirigyek kivezetőnyí- lását, m itesszer jön létre. (A szőrtüszőn fekete pontok jelentkeznek.) A mitesszert kozmetikus enyhe nyomással könnyen eltávolíthalja. A mitesszerekkel lezárt szőrtüszők megfertőződnek, emiatt gennyes csomók, pattanások keletkeznek. A kamaszkori pattanásokat és bőrgyulladá­sokat kezelni kell. mert egyébként maradandó hegek jöhetnek létre.

A bőrt ért erős, gyors mechanikai hatások következtében alakulnak ki a hólyagok. A vízhó­lyag a hám és az irha között kialakuló szövetnedv-felhalmozódás, amely védelmet biztosít az alatta lévő bőr számára a regenerációig. Ezért soha nem szahad kiszúrni vagy felvágni, mert a seb elfertőződhet. A vérhólyag esetén az elszakadó hajszálerekből vér is kerül a szövetnedv közé. A sérülés begyógyulásig védő szerepe van, ezt követően felszívódik.

O Égési sérülésekAz égési sérülések veszélyesek, mert a bőr kisebb-nagyobb felületen súlyosan károsodik, és ez nemcsak a működésének a zavarához vezethet, \\ár\Qm fertőzések forrása is. Ha égési sérülés éri a bőrt, legjobb a felületet hosszabb ideig bő folyóvízzel hűteni. A nagyobb feliHeten bekö­vetkezett, vagy az alsóbb rétegeket is érintő égés esetén azonnal ötvöshöz kell fordulni!

94 AZ EM8ER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

2 3 . A vázrendszerKÖZÉPSZINTŰ követelmény:

O Ismertesse a csontváz biológiai funkcióit. Ismertesse a gerincoszlop tájékait, a mellkas, az. agykoponya és az aickoponya csontjait (oncsontot. járomcsontot, felső és alsó áll­csontot), tudjon az arcüreg szerepéről. Ismerje fel a csigolya részeit. Rajzolt ábrán is­merje fel ezeket.

© M agyaiázza el a gerincoszlop kettős S alakját.

€> Ismertesse a csont kémiai összetételét (szerves és szeivetlen alkotók), ezek szerepét, hozza összefüggésbe arányuk változását az életkonal, a fiatalkori és időskori csontsérülésekkel.

O Ismertesse a lapos és hosszú csöves csont szerkezetét a megfelelő funkciókhoz kötve.

O Ismerje fel a csigolya részeit. Tudjon példát mondani a csontok összenövésére, vanatos, porcos és ízületes kapcsolódásra, magyarázza el, hogy ezek milyen mozgást tesznek lehetővé az adott helyeken. Ismerje fel rajzon az ízület részeit. Tudja, hogy a csigolyák m ilyen funkciókat töltenek be. Ism ertesse a függesztőöv funkcióját, csontjait, a gerincesek végtagtípusának csontjait.

© Hasonlítsa össze a féifi és a női csontvázat, magyarázza el a különbséget.

© Ismertesse a mozgási szervrendszer gyakoribb betegségeit és ellátásuk módját (elemi elsősegélynyújtás), törés, ficam, gerincsérülés, rándulás, ízületi gyulladás, lúdtalp, bo­kasüllyedés, gerincferdülések, illetve ezek megelőzésének lehetőségeit. Ismertesse a csí- poficam szűrésének fontosságát és koirigálásának lehetőségeit.

O A vázrendszerA csontvázrendszer a mozgás passzív sze/rrendszere. Emellett megJuifározzo a test alakját és méreteit, valamint védi a belső szerveket. A csontvázrendszert csontszövetből álló csontok és porcszövetből álló porcok építik fel.

A váz részeiA tej csontos váza a koponya <94.1. ábra). A rc­koponyából és agykoponyából áll.

A törzs váza a gerincoszlop. Porcosán egymáshoz kapcsolódó csigolyák (33-35 db) képezik. Egy csigolya csigolyatesthől és csi­golyaívből áll, a csigolyaíven nyúlványokat találunk. Nyaki (7 db csigolyából áll), háti (12), ágyéki (5) csigolyatájakat különbözte­tünk meg. Az ágyékcsigolyákat követő öt ke­resztcsigolya az emberben egységes csonttá nő össze.

nyakszirtcsont

haliíntckcsonc

homlokcsont

ékoont

orrcsont

júioincsont

fe lsí állcsont

;íIlkupocscsonl

94.1. A z e m b e r k o p o n y á jiín iik o ld iiln é ze te

A VÁZRENDSZER 95

A hátcsigolyákhoz párosával kapcsolód­nak a b o rd ák (12 pár). Végeikhez elörol il­leszkedik a lapos mellcsont (szegycsont), lét- rehozva a záil mellkast.

A karokat a la|K>ckából és kulcscsonthói álló vállöv, a lábukat az ülocsonthóL csípő- cson tbó l és szem érem csontból összenőtt egységes m edenceöv kapcsolja a gerinc­oszlophoz. A karcsontjai a felkarcsont, a két a lk a rc so n t, az o rsócson t és a singcsont; a kézfejünk pedig 8 kéztőcsontból. 5 kézkö- zépcsonthól és tizennégy u jjp e rcb ő l áll. A láb csontjai a com bcsont, a lábszár két csontja a sípcsont és a szárkapocs, a lábtő- csontok száma csak hét, meit kettő közülük egységes sarokcsonttá nőtt össze. Végük öt lábtőcsonl. és tizennégy lábujjperc tartozik a lábfejhez. (9, .1. ábra)

Az arcüregA koponyacsontok közül több csont belsejé­ben is kisebb-nagyobb üregek vannak.Az a rc ü re g a felső állcsontban található. Könnyebbé teszi a csontot, közvetlenül kap­csolódik az orrüreggel. Belső felszínét nyál- kdhártyít béleli. Az onüreggel való kapcso­lata a magyarázata annak, hogy a felső légúti fertőzések arcüreggyulUidást is okozhatnak.

koponyiiCNontok

álikapocscsont

inellcsont

lupocka-CNonl

csigolyatest v gerincvelő

>ziiricapocs-cson(

c so n ljiti I

95.1. A z em ber csontvázii

O A kettős S alakú görbületAz em ber gerincoszlopa a két lábon járás következtében másféleképpen terhelődik, mintha négy lábon járnánk. Ezért az evolúció során jellegzetes görbületek alakultak ki rajta. A gerinc­oszlop nyaki és ágyéki szakasza előrefeié }>öihül, tehát homorú, a háti és keresztcsigolyák sza­kasza viszont hátrafelé görbül, tehát domború. A kettős görbület rugalmassá teszi a gerinc­oszlopot. így járás közben megvédi az agyat (és a belső szerveket) a folyamatos rázkódástól.

€> A csont összetételének változása az életkorralA csont összetétele az életkorral változik. A gyermekek csontjaiban a fehéije/ásványi só arány a fehérjék irányába tolódik el. a csontok rugalmasabbak, „lágyabbak”. Később egyre nő a csontokban az ásványi sók aránya, ezért a csontok törékenyebbekké válnak. Az idősebb ko­rúak betegsége a csontritkulás (96.i. ábra). A csontok a csontfaló sejtek fokozottabb működé.se következtében elvékonyodnak, meggyengülnek, törékenységük fokozódik. Kiváltó oka sok-

96 AZ EM8ER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

szór nem határozható meg egyértelműen. Ki- . ; V falakulásában szerepet játszhat genetikai örök- ^löttség^kalriumszegény fáplálkozós, mozgás- szegény é/ermó(L ü nemi hormonok hiánya. ’ — -Az utóbbi jelentőségére utal az, hogy a nőknél változó korban (klimax) 8-10-szer nagyobb m értékű a csonttöm eg csökkenése, mint amennyi normális lenne. Gyakran csak derék­vagy hátfájással jelentkezik, és combnyak- vagy csuklótörés az első komolyabb tünet.A c.sontntkulás időben kimutatható. Ez a vizsgálat azéit lényeges, meit az elvesztett csontmeny- nyiség ugyan nem pótolható, de a betegség elhatalmasodását gyógyszerekkel meg lehet előzni.

96.1. Egcszscgcs cs c.sonti itk ulásos szivacsos iíllotni'my

O A csontok szerkezeteA csontok felületét cson thártya borítja. Alatta a töm ött csontállom ány található. A lapos csontokban ezt szivacsos állom ány követi, amelyet vörös csontvelő tölt ki. A végtagok csö­ves csontjaiban a középső szakasz üreges, amit sá rga csontvelő tölt ki. vSzivacsos állomány és vörös csontvelő csak a csontvégeken található. (96.2. ábra)

A csontkapcsolódások módjaiA csontváziendszerben a csontok összeköffeféslx'n állnak egymással. A legstabilabb csontkap­csolódás az összenövés, éilnck során a magzati vagy CséCsémőkörban a itlég önálló csontök összenőnek egymással. így nő össze például a gerincoszlopban az öt keresztcsigolya egységes keresztcsonttá. A koponyavsontok kapcsolódása egy másik módon, varra tokkal törté­nik. Egy varratban a csontok fürészfogszerűen illeszkednek, kezdetben még lágyak, el tudnak mozdulni egymáshoz képest, később elcsontosodnak. A gerincoszlop csigolyái |K>rcosan kap­csolódnak egymáshoz. Ebben az esetben a csontok között lapos porckorongok teremtenek kapcsolatot a csontok között, bizonyos mértékű rugalmas elmozdulást biztosítva számukra. A legmozgékonyabb csontkapcsolódási mód az ízület (96.3. ábra). Egy ízületben két (esetleg

szivac.sos csontálloiniiny

(vörös CNontveW)

vckSürcg (wíga CNOOtveW)

lomoi' csonlálloinány

CNonlh;íitya

Csont

ízületi nedv

porc

izom

ízületi NZ;ilag

izületi tok

izomtapudás(ín)

96.2. A csöves csont fe lép ítése 96.3. A z ízü le t szerkezete

A VÁZRENDSZER 97

több) csont egymáshoz viszonyítva elmozdulhat, elforoghat. Az illeszkedő csontok közül az egyik domboi úan illeszkedik a másik csont homoiij ízületi vápájába. Felszínüket porcszövet borítja, a közöttük lévő résben ízületi nedv csökkenti a súrlódást. A két csontvéget kötőszö- vetes tok fogja egybe, amelyet erős szalagok is rögzítenek. (%A ábra)

Az ízületek típusait a csontok elmozdulási lehetőségei szerint csoportosítjuk. A henger­ízületben az ízesülo csontok csupán e^y irányba mozdulhatnak el. Hengerízülettel kapcso­lódnak például az ujjperceink. A tojásízülethen és a nyeregízületben az elmozdulás már két irányba lehetséges. Tojásízület például a csuklónk, nyeregízület a hüvelykujjunk illeszkedése a kézfejben. A legszabadabb mozgást a csontoknak a göm bízület biztosítja, ilyen a vállunk^ bán a felkarcsont és a függesztőöv összekapcsolódása.

O A férfi és a női csontváz összehasonlításaA férfiak és a nők koponyája eltér egymástól. A gyengébb rágószervek miatt a mJk arckopo­nyája kisebb, az izomdudorok, a rágóizmok tapadási helyei lekerekíteltebbek. A férfiak arc­koponyáján a szemüregek négyszöglete.sebbek, az áUcsúcs ehJreugró. A nők arckoponyáján a szemüreg magasabb, inkább kerek, az állcsúcs lekerekített. A nők agykoponyája kisebb, mint a féifiaké. A töi-zs vázrendszerében a medenceszélesség kivételével a férfiak minden csont- mérete nagyobb.

O A vázrendszer betegségeiA legegyszerűbb vázrendszeri balesetek a rándulások. Ennek során a normálisnál nagyobb mértékben vagy más irányban mozdulnak el az ízületet alkotó csontok. Ilyenkor az ízesülő csontfelszínek eltávolodnak egymástól, de az ízületi szalagok és az ízületi tok rugalmassága, valam int az izmok összehúzódása a csontokat azonnal visszarántják eredeti helyükre. A rándulás során az ízületi szalagok és az inak megnyúlnak, ezért a bennük futó erek megsé­rülhetnek. Ha ez bekövetkezik, az ízület megduzzad, a vérömleny miatt sötétre színeződik, és fáj. A megrándult ízületet állott vizes ruhával borogatni és pihentetni kell. Ha a duzzanat elmúlt, rugahnas pólyával erősíthetjük, súlyo.sabb esetben bef^ipszelhetik az ízületet.

Ha az ízületben az elmozduló csont y,nem tér vissza" eredeti helyére, ílcam jön létre. A fi­cam során a c.sont gyakran áttöri az ízületi tokot, ezáltal a tokszalagok elszakadnak. Ha a cson­tot az orvos visszatette eredeti helyére, akkor a ficamot szenvedett ízületet ugyanúgy kell gyógyítani, mint rándulás esetén, de a felépü­lés jóval hosszabb ideig tart. (VT.i.áhra)

A csontrepedés vagy csonttörés szintén súlyos sérülések. Legenyhébb formája a gyer­m ekkorban előforduló „zöld fia lly tö rés '\ am elynek .során a törött csont két részét a csonthártya összetartja. vSúlyosabb esetek­ben a törött csontvégek eltávolodnak egy­mástól. Zárt törés esetén a csont nem szakítja át a bőrt, nyílt törés esetén viszont igen.Az utóbbi veszélyesebb, meit a nyílt seb köny- 97.1. ízületi sémlések

rándulús

98 AZ EM8ER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

nyen elfertőződhet. Bármilyen módon törik el a csont, a gyógyulás érdekében gipszköféssel rögzíteni kell. Legsúlyosabbak a gerinccsigolyák törései, amelyek az idegrendszer sérülése miatt bénuláshoz vezethetnek. (Gerincsérülés gyanúja e.setén a séiült beteget nem szabad meg­mozdítani az orvos megérkezéséig!) A csonttörések gyógyulása során a sérült csontfelszíneken hegszövet keletkezik, amely a csonthártya működésének köszönhető. A hegszövet kialakulása után kezd a csont regenerálódni.

A mozgási szervrendszer egyik legelterjedtebb kóros elváltozása a lábboltozat lelapulá.sa, a bokasüllyedés vagy a lúdtalp (98.i.Hi>ra). A bokasüllyedés komoly jiíiáspanaszokat okoz, ezért fontos a megelőzése. Előnyös, ha gyakran Jáiiink mezítláb vagy lábujjon, mert ezáltal erősít­hetjük <1 lábfej izomzatát. Fontos a megfelelő méretű és formájú kényelmes cipő viselése is.

A gyermekkorra vezethetők vissza a testtartási hibák kialakulása. Közülük a gerincoszlop oldalirányú elferdülése. a gerincferdülés (9S.i. ábra)hazánkban „népbetegségnek” tekinthető. A gerincoszlop egyenletes terhelésével, rendszeres testedzéssel, a törzsizomzat megerősíté­sével lehet megelőzni. Helyes, ha egyszerű táska helyett (amely féloldali gerincterhelést ered­ményez) hátizsákban vagy iskolatáskában visszük az iskolába a felszerelésünket.

A gerincoszlopot mindennapos tevékenységeink nem egyformán terhelik meg. Elsősoit>an az ülés terheli a gerincoszlopot, főleg, ha közben kissé előrehajolunk. Ezért van nagy jelen­tősége a megfelelő széknek, és ülőmunka közben a helyes testtartásnak. Egy súlyosabb tárgy felemelése szintén megterhelheti a geri ncoszlopot. Ezért mindig egyenes törzzsel emeljük fel a tárgyat, így ha nagyobb távolságra cipeljük azt. akkor mindkét kezünket közel azonos súllyal terheljük.

Fejlődési rendellenesség a c s í p ő f ic a m . Kialakulása a magzati életre vezethető vissza, a csípőízületet alkotó c.sontok és ízfelszínek nem fejlődnek kellő mértékben. Túlságosan kicsi a combcsont ízületi feje, a medencecsont ízületi vápája pedig a kelleténél sekélyebb. A csípő­ficamot már csecsemőkorban szűrik , rögzítőkengyellel a rendellenesség korrigálható.

A vázrendszer gyulladásos megbetegedései közé tartozik a csonthát fya gyuUadása^ az ízü­let ffyuUadása és a csontokat az izmokhoz kapcsoló inak kötőszövetes hüvelyének gyulladása. Ezek általában megerőltetés hatására alakulnak ki.

n o im á l is fo k o z o tt h á lí n a g y á g y é k i g e r in c fe rd ü lé sg c f i n c g ö rb ü le t g ö cb ü le t

cgeNZscgCNlá b b o lto 2ü t

betegláb b olto zut

nyitkihom oruhti

hátid o m b o ru la t

á g y é k i h o in o ru lat

k ere sz tcso n tid o m b o ru la t

98.1. M ozg ásszerv ’i c ivá lto ziíso k

AZ IZOMRENDSZER 99

2 4 . Az izomrendszerKÖ/KPSZINTÜ követelmény:

O Tudja a helyét és funkcióit a következő izmoknak: gyűm alakú záróizmok, mimikái izmok, boidaközi izmok, mellizom, hasizom, gátizmok, rekeszizom, végtagok hajiító- és feszítőizmai, fejbiccentó izom.

© Ismertesse a vázizom felépítését: izomsejt, izomrost, izompólya, inak.

© Tudja, hogy a vázizmok mozgásai agykérgi funkciókhoz kötöttek.

O Ismertesse, miért fontos a bemelegítés, hogyan szüntethető meg az izomláz.

© Ismertesse az életmód szerepét a betegségek és a séióilések megelőzésében. Ismertesse a testépítés során alkalmazott táplálékkiegészítők káios hatásait. Ismertesse a testedzés jelentőségét, típusait (erőnléti, ügyességi, állóképességet fokozó). Ismertesse a mozgás szerepét a testsúly szabályozásában.

KMKLT SZINTŰ követelmény:

© Magyarázza az izom saját energiatároló és oxigéntároló molekuláinak szerepét.

O Ábra segítségével magyarázza el a gerinces vázizomrost összehúzódását (aktin és mio- zin). Értelmezze a Ca^'*'-ion és az ATP szerepét. Értse az izomláz kialakulásának okait. Eitelmezze, hogy valamennyi izommozgás alapvető háttere az izomtónus.

O Egyes izmok helye és funkciói:

Az izmok helye

Gyűrű alakú záróizmok találhatók a testnyílások korül (szájnyílás, végbélnyílás, a húgycsű kezdeti szakasza).

A minDíkai izmok az arc izmai, a bőrőn e re d n i és a bőrön is tapadnak.

A bordaközi iznwk a bordák között feszülnek.

A mellízmok a törzsvázhoz és a felkarcsonthoz kapcsolódnak.

A hasizmok a hasüreget határolják.

A gátizmok a szeméremtest és a végbélnyílás között találhatók.

A rekeszizom a hasüreget és a mellüreget választja el egymástól.

A végtagok hajlító- és teszítőizmai a végtagokon találhatók, részben a végtagcsontokhoz, részben a függesztóövekhez

kapcsokénak.

A fejbiccentó izom a nyak ízn^.

99.1. Az ember izmainak helye és funkciói

Funkciói

A testnyílások elzárása.

Működésük tükrözi a lelkiállapotunkat, fontos szerepük van a táplálkozásán, a beszédben, a szem és a szájnyílás

mozgatásában.

Fontos légzőizmok.

Szerepük van a testtartásban és a felkar mozgatásában.

A hasüreg szerveinek védőmében és a testtartásban van szerepük.

A húgy-ívarutak és az emésztőrendszer utolsó szakaszát választják el.

Fontos légzóizom. A rajta lévő nyfláson áthalad a nyelőcső, a főverőér és a mellvezeték.

Minden végtagot két izomcsoport nwzgat, egy feszitő és egy hajlító. A feszítőizmoktávolítják a csontokat egymástól,

a hajllóizmok közelitík.

A fejet jobbra'balra, illetve előre*hátra billenti.

100 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

■ tzoin izoiTinyulúbok

nvíilábhüvely

O A vázizom felépítéseA harántcsíkolt izomszövetet vázizomszövef- nek is szokták nevezni, meit a gerincesek és az fzeltlábúak vázizomzatát képezi. Sok sejtmagvú rostokból áli (loo.i.Hbra). A rostok kialakulása izomsejtek összeolvadására vezet- hető vissza. Méretük emlősökben a 12 cm-t is elérheti, a sejlmagvak száma pedig több ezer is lehet. Az izomrostok hosszirányban párhu­zamosan egymás mellé rendeződött izomfona- lakat képeznek, amelyek fénymikroszkópban szabályosan váltakozó világosabb és sötétebb csíkozást mutatnak. Az izomfonalak izomfe- héljék, akUn- és miozimzáUtk kötegeiből áll- ^nak. Az izomrostokban a kiterjedt encloplaznmtikus rendszer, valamint az ezek közelében található nagyszámú mitokondrium együttese biztosítja a működéshez szükséges nagy mennyi­ségű ATP-molekulát. A harántcsíkolt izomszövet nagyon intenzív mimkavé^zésre képes, de fáradékony. Működését az akaratunkkal befolyásolni tudjuk.

izomrost

sejliniig

vékony fonal \ ^sejlhártya

vastag fonal initokondrium

O Az izomműködés szabályozásaVázizmaink mozgása az agykéreg mozgatómezóinek temleteiről elinduló mozgatóidegros­tok által szállított elektromos jelek hatására következik be. Mivel a mozgatómezok az agyké­reg területén vannak - .szomatikus mozgatómezok a vázizmok mozgatása tudatos. A leszálló

törzsmagvak

nagyagy

AZ IZOMRENDSZER 101

m ozgalópályák az ősibb extrapiramUhtlis és a később kialakult piram is pályarendszerek A gerincvelő meltső szotyóhan lévő m ozgatősejleket hozzák m űködésbe <iiMi.2.ábrH).

O A bemelegítés fontosságaA v áz izo m za tu n k m űködésére je llem ző , hogy gyors és erőteljes m unkavégzésre képes, á t fáradékony. A be­melegítés szerepe az. hogy a váziendszer. az ízületek, va­lamint az izomzat fokozatos átm ozgatásával felkészítsük a szervrendszeit a taitósabb erős igénybevételre (loi.i. ábra).

A m egfelelő bemelegítés közben javul az izmok vérellá­tása, ezzel javul az oxigéuellátottságuk is, így fokozódik a teljesítőképességük, azaz alkalmassá válnak izmaink teljesítőképességük maximális kihasználásai a. A bemele­gítés elm aradása, a izmok átm enet nélküli megterhelése enyhébb (húzódás) vagy súlyosabb sérüléseket eredm é­nyezhet, akár az izom iostok elszakadását is okozhatja. 101.1. Egyes sérüléstípasok

O Az Életmód szerepe a betegségek és a sérülések megelőzésébenA mozgás, az edzés, a spoittevékenység sokoldalúan fejleszti az em ber .szervezetét. A rendsze­res mozgás hatékonyan fejleszti az izomzatot. Az izmok erőteljesebbek lesznek, növekedik az izonnerő. Az izmok gyarapodá.sát nem az izomrostok számának növekedése okozza, hanem a m eglevő rostok vastagodása. A fokozott erőkifejtéshez alkalm azkodik a csont- és ízületi rendszer is. M egerősödnek a csontokon az izmok eredési és tapadási helyei. Jelentősen növe­kedhet az izmokban raktáiozott glikogén mennyisége is. A rendszeres mozgás hiánya túlsúlyos állapot kialakulásához vezethet.

A rendszeres mozgás fokozza a szeivezet anyagcseréjét, növeli a vérkeringés és a légzés teljesítm ényét. Az edzett em ber szervezete gazdaságosabban is dolgozik, ugyanis a pulzus­térfogat és a légzési levegő m ennyiségének növelésével éri el a teljesítmény fokozódását, nem pedig a szívritmus vagy a légzésszám növelésével.

A rendszeres spoittevékenység megkezdésében és ab­bahagyásában egyaránt fokozatosságra kell törekedni.Az em berek többségénél az egészség m egtartásának esz­köze a szab ad id ő sp o rt (101.2. ábra) lehet. Sajnos napjaink élsportja - az eredm ények hajszolása m iatt - jó néhány esetben súlyo.san károsítja az élsportolók egészségét. Fo­kozottan igaz ez doppingszerek alkalmazása esetén. A tel­jesítményfokozó táplálékkiegészítők csak oivosi ellenőrzés mellett fogyaszthatok. Egy egészséges, kiegyensúlyozott életv itelű szervezetnek változatos táplálkozás (gyüm öl­csök, rostos főzelékek, hús, tojás, tej rendszeres fogyasz­tása) m ellett sem vitam inkészítm ényekre, sem fehérje­vagy nyom elem -koncentrátum okra nincs szüksége. 101.2. Szubüdidőspori

102 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

102.1. Edzett és edzetlen ember 0,-felvetele teihe- Icskor

tnozgiitóidegsejt

ideg-izomszinapszis

O Az izom saját energiatároló és saját oxígéntároló molekuláinak szerepeA z izm ok energiatároló vcgyülcte a ^iíko^cn.A m ájhoz hasonlóan az izmok is glikogénrakuí- rak, é s saját energiaszükségletüket a glikogénből nyert ,szól6cukorrdl könnyen c s gyorsan fedezni tudják. A z izmok saját oxigéntároló vegyülete a in íoglobín . Ez egy vörös színű, hemoglobinnal rokon fehérje, amelynek oxigénkötő képessége erősebb, mint a hem oglobiné, ezért kisebb ox i­génkoncentráció mellett is jelentős oxigénm eg­kötésre képes.

O A Vázizomrost összehúzódásaA z izomrostok izomfehérjék, aklin- és miozinszá- lak kötegeiből állnak. A z izomrost plazmájában a fehéijekötegeket gazdag endophizmatikus háló­zat veszi körül, am ely nagy m ennyiségben tar­talm az Ca^^'ionokat. A z izomműködés alapját az aktin- és miozinmolekulák kémiai tulajdons<í- gai és összekapcsolódásuk módja képezi.

A miozinnak ATP-bontó enzimhatása is van.A z enzimhatils csiik és Mg '*’-ionok jelenlété­ben érvényesül. A z A TH imignéziuftiion xegílsé- gével köuJűik a inhzinli(>z> de csak kalciutnionok je len léléhen alakul á l A D P-vé. A z aktinszálon egymilst követően találhatók a m iozin kapcsoló- d<LSiU'ii alkalm<Ls pontok. Nyugalmi állapotlxm a két fehérje nem kapcsolódik egym áshoz. A m iozin- hoz ilyenkor ATP-molekulák kötődnek. M űkö­déskor a Ca^* hatásiíia a miozin enzimhatása fel­szabadul a gátlás alól, elbontja az ATP*molekulát. így már képes kapcsolódni a szom szédos aktin- szálakhoz. Újabb ATP*mo!ckula hatá.sára a kö­tések elválnak az aktintól, a m iozin m egköti az ATP-t, ezt is elbontja, újból kapcsolódik <iz ak- linnul. és ez így folytatódik tovább. A z iz o in - összehúzódás éppen annak a következm énye, hogy a z ismétlődő ATP bontásij és kapcsolódása során a miozinmolekula ugyanazon kötési helye m indig egy újabb, a következő aktin kötési hely- lyel lép kapcsolatba, így a két molekula m integy összecsúszik. (102.3. ábra)

Az izomtónus

6 8cra

itkci< :> potenciiíl

membrHnbelüreinkedcs (T-tubulus)

endo-_ _______.plazjnatikus' ^ ^ ^ 5 hálózat

izomrosl

Ncjlhiirtya

NZaikoiner

102.2. Az izomrosl beidegzése

^ n s z á l (vékony fonal)(lropoínc;in)> | flroponin)

(^+OP|

102.3. Az izom-összehúzódíLS biokémi;tja

A vázizmaink éber állapotban kisméilékben mindig összehúzott állapotban vannak, ez az ixonitóiius. A z izom tónus eredménye egyebek m ellett a lesHaruis (antigravitációs működés) is.

A TÁPLÁLKOZÁS 103

2 5 . A táplálkozásKÖZKI»SZINTf] követelmény:

O Tudja a táplálkozás jelentőségét, és értse annak folyamatait. Tudja, hogy mi a különbség a táplálék és a tápanyag között.

© Ismerje fel ábrán az emésztőrendszer részeit, tudja biológiai funkcióit.

o Ismertes.se a máj szerepét az emésztőnedv-termelésben, a fehérje-glükóz- és glikogén­szintézisben, a raktározásban és a méregtelenítésben.

O Ismerje fel a fog ré.szeit és a fogképletet.

© Isineitesse a szájápolás higiéniáját, a fogszuvasodás megelőzését, kezelését. Ismertesse a rendszeres fogorvosi szűrővizsgálat jelentőségét.

© Ismertesse az emésztőnedveket, termelődés! helyüket és szerepüket a fehérje, a szén­hidrát, a zsír és a nukleinsav emésztésének folyamatában.

O Ismertesse a bélbolyhok helyét, és tudja működésük lényegét. Ismertesse a bélperisz­taltika fogalmát.

© Magyarázza el a minőségi és a mennyiségi éhezés fogalmát. Tudja, hogy mi váltja ki az éhség- és .szomjúságérzetet. Ismertesse a fehérjék, szénhidrátok, zsíi-ok, növényi ms- tok, ásványi anyagok (nyomelemek), vitaminok természetes fonásait, tudja, hogy hiá­nyuk vagy túlfogyasztásuk káros következményekkel jár.

© Figyelje meg az élelmiszerek csomagolásán feltüntetett összetevőket, és magyarázza el a lehetséges kockázati tényezőket táblázat segítségével.

Elemezze a tápcsatorna megbetegedéseinek kockázati tényezőit (helytelen életmód, helytelen fogápolás, kóros stressz, túlzott alkohol- és gyógyszerfogyasztás, nem az élet­módnak megfelelő étkezés, túltápláltság és a környezet mikroorganizmusai, vegyszerei, valamint a veleszületett hajlam é s a környezet káros hatásai).

© Magyarázza el. hogyan változnak az étrendi elvárások tevékenységtől, kortól, nemtől és állapottól (terhesség, szoptatás) függően.

© Megfelelő táblázat segítségével állítsa ös.sze egy könnyű fizikai munkát végző fogyó­kúrázó napi étrendjét.

® Ismertesse az élelmiszer- és ételtartósítás alapvető szabályait.

o Éltelmezzen egy, a hasnyál vagy a gyomornedv hatását bemutató kísérletet.

KMKLT SZINTŰ követelm ény:

o Kövesse a táplálékkal felvett fehérje, szénhidrát és zsír alkotórészeinek útját a szö­vetekbe történő beépülésig, illetve felhasználásig.

O Ismertesse az egyes vitaminok élettani jelentőségét.

Q Ismertesse az alapanyagcsere fogalmát. Értelmezze, miért járhatnak a májbetegségek együtt sárgasággal.

104 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

O A táplálkozás jelentőségeTáplálkozása során az ember táp láléko t vesz fel, azt megemészfi, hasznos anyagait, a táp- ■dnyagokai felszívja, és az emészthetetlen anyagokat kiüríti. A tápanyagok közül a szénhidra- fok, a fipiJek és n fehérjék a szervezetnek energiát szolgáltatnak, mindezek mellett vitami­nokra, sókra és vízre van szüksége.

Táplálék, tápanyag, ételAz ételt a természetben megtalálható táplálékokból készítjük el. Etel a tojá.sos gomba, táplálék a tojás és a gomba, melyek a természetben megtalálhatók. A táp lálékok tailalmazzák a táp­anyagokat. A tápanyagok közül a testünket építik fel a fehérjék, elsősorban energiahordozók a zsírok és a szénhidrátok. Járulékos tápanyagok az enerfíiát nem szolííá/Utfó ásványi sók, a víz és a vitaminok. Valamennyi tápanyag nélkülözhetetlen a szen'ezet fejlődéséhez és működéséhez.

epehólyag

vakbél

féreg­nyúlvány

végbél

nyiíltnii jgyek

gaial

O Az emésztőrendszer részeiAz előbél a szájüreggel kezdődik, ebben találhatók a fo­gak. A fogak segítségével történik a harapás, és a felvett táplálék összerágása. A szájüregbe torkollik a három pár nyálmirigyünk., ezek váladéka a nyál. Az összerágott táp­lálék nyeléskor a garaton keresztül a nyelőcsőbe jut.A nyelőcsőből a táplálék a gyomorba kerül, amely ter­meli a }fyomonmÍvet, és átmenetileg tárolja a táplálékot, ezzel szakaszossá teszi annak továbbhaladását. A táplá­lék a gyomorból a középhél első szakaszába, a patkóhél- he keiül. Ide önti váladékát két nagy mirigyünk, nm áj és a hasnyálmirigy. A máj váladéka az epe, amely az epe­hólyagban tárolódik. A hasnyálmirigy váladéka a ha.s- nyál. Benne több fehérjebontó enzim van, legfontosabb a trip.szin. Emellett zsírbontó enzimet, üpázt, szénhidrát­bontó cmtiláztéü nukleinvegyületeket bontó nukleázt is tiutalmaz. A középbél további szakaszaiban válik teljessé az emésztés, és itt történik a felszívódás nagy része is.Emésztőnedvük a M/iíy/v. Az utóhél szakaszai a vakbél,a va.staglyél és a véghél. A vakbél függeléke d féregnyúlvány, a szervezet belső védekező folya­mataiban fontos. A vastagbélben történik a víz és egyes ásványi anyagok felszívódásának befejeződé.se. A végbélben gyűlik össze a széklet, ennek ürítését az ak<u atunkkal szabályozni tudjuk. (104.1. ábra)

gyoincK

hib.nyúl- mii Így

vékonybél

vastagbél

végbél*nyílás

104.1. A tápcsutormi fclcpítcsc

O A máj szerepeA m áj alapvető feladatai a szervezetben:a) M éregtelenítés: A felszívott tápanyag a májkapuvénán keresztül először a májba kerül,

és csak a májon keresztülhaladva kerül a keringési rendszerbe. A máj a felszívott, a szer-

A TÁPLÁLKOZÁS 105

vezet számára mérgező anyagokat megpróbálja közömhösíteni. E z gyakran főleg tartós hatás esetén (idült alkoholizmus) a máj szöveteinek káix:)sodásával jár. A máj működésének a leállása eredményezi a halált gyilkosgalóca-mérgezés esetén.

h) Epeterm elé.s: Az epe fontos, emészfőenzimeí nem rarralmazó emésztőnedv. A zsírok az emésztésüket megelőző emtilgeál/tsáhan és emulzióban tartásában játszik nélkülözhetet­len szerepet. Az epe epefestékekMly epesavakhói és egyéb anyagokból áll. Az epefestékek a hemoglobin bomlásából származnak, a belőle keletkező anyagok adják az epe színét. Az epesavak csökkentik a felületi feszültséget, és szerepük van a zsírbontó enzimek akti- váUl.sában is. Kémhatása lúgos, meit a gyenge epesavak nátriumsói lúgosán hidrolizálnak.

c) R ak tározás: A véiplazma szabad glükózmennyiségét (az izmokhoz hasonlóan) glikogén formájában raktározza.

<l) E nergiaterm elés: A máj a szervezet központi anyagcsere-laboratóriumának tekinthető. Sejtjeinek egy részében számos mitokondrium van, intenzív energiatermelés folyik ben­nük, emellett pedig számos anyagot (pl. a véialvadáshoz szükséges plazmafehérjéket, vér­alvadást gátló heparint) termel. Ezenkívül fontos szerepe van az izmokban keletkezett tej- sav glükózzá történ/) visszaalakításában.

A fog felépítéseEgy fog gyökérből, fognyakhói és koronából áll. A koronái fluoridokban gazdag kemény csontszövet, a zománc borítja. A gyökéi külső felszíne a cenientállom ány. A cement és a ko­rona alatt a lazább szerkezetű deiitin található. A fog belsejét a fogbél tölti ki, amely hajszál­erekben gazdag, és ide fut be a fog idege is. Egy felnőtt ember teljes fogazata 8 metsző-^ 4 szem- és 20 őrlőfogból áll. A fogak feladata a harapás és a felvett táplálék összerágása.

tr." A fogbetegségek és a szájápolás

>zuvu.sodús

dentin

A modern táplálkozás nagymértékben veszélyezteti a fogakat. Elsősorban a cukorfogyasztás elterjedése okozza azt. hogy a fogak m ár fiatalkortól kezdve romlani, szuvasodni kezdenek. A fogszuvasodás (los.i. ábra) először a zománcot támadja meg, majd a dentinállomány követke­zik. Ha ilyenkor betömik a fogat, akkor a betegség továbbterjedését még meg lehet akadá­lyozni. Ha ú fogtömés elmarad, akkor a szuvasodás eléri a fogbelet, ahol gyulladás alakul ki, majd a fogbél elhal. Különösen veszélyes, ha valaki nagy mennyiségben fogyaszt cukrozott, liszttartalmú ételeket.A szájüreg baktériumai ugyanis lebontják ezeket, és savat állítanak elő belőlük. Ez kiíiosítja a zománcot és a dentint is. Elősegíti a szuvasodiist a fog nyakárt megtapadó lepe- (lék is. Ez a nyálból képződik, és valójában védené a zo­máncot, de a baktériumok és a cukros ételek hatására káros bevonattá alakítják. Ezért kell fogkefével eltávolí­tani a fogról. A fogszuvasodást rendszeres fogmosással megelőzhetjük. Cukoipótló anyagokkal jelentősen csök­kenteni lehet a betegség gyakoriságát. Ilyen anyagok a szorbit és a xilit. A megbetegedett és ezért eltávolított fogakat mindenképpen pótolni kell. 105.1. A fog feléprtése

zotnánctcteg

fogiirej

vcrcr

106 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

O A bélcsatorna egyes szakaszainak működése

A szerv neve Az emésztőnedv neve pH-ja Az emésztőenzim

neve M it bont? M ire bontja?

n y á lm iríg y e k n yá l 7 körül nyáJamiláz keményítő mattóz

gyomor gyomomedv 1 -2 pepszin fehérje peptidek

máj epe S n irK S b e n n e

h a sn y á la m ilá z

zsírok

mattóz

e m u lg e á lja

glükóz

h a s n y á lm ir ig y hasnyál 7.5lipáz

tripszin

nukieáz

zsír

peptid

nuídeinsav

zsírsav■i-nwnoglicerki

kisebb p ^tk l

nukieotki

középbél bélnedv 7.5 efepszin peptid aminosav

106.1. A bclcsiitoma sziikaszai és működésük

A tápcsatorna működésének szabályozásaA táplálkozás folyamatainak összerendezésében és szabályozásában a vegetatív idegközpon­tok és az emésztőrendszer egyes szakaszaiban termelődő szöveti liornionok egységesen vesz­nek részt. Az éhségérzet központja a hipotaiamuszhan található, kiváltója egyrészt a vércu- korszint csökkenése, másrészt az, hogy a gyomor falában lévő mechanoreceptorok éreékelik az üres gyomor falának ellazulását. A szom júságot a testnedvek ozmózisnyomásának növeke­dése eredményezi, receptorai ugyancsak a hipotalamuszban vannak (ozmoregulációs központ). Elettanilag a táplálék szájba keiülése indítja meg a nyále/választást, a reflex éi'zőszára a nyelv ízlelőbimbóiból indul ki. Valójában azonban a n y á l e l v á l a s z t á s infierek hatására előbb is megkezdődik. A nyelés összetett vegetatív reflex, központja a nyúltvelőben van. Első lépése azonban - amely során a táplálékot a garat izmai a nyelőcsőhöz tolják szomatikus beidegzésű, tehát akai atlagos. A nyelőcső és a gyomor féregmozgáshoz hasonló perisztaltikus m ozgása a körkörös és a hosszanti izomkötegek összerendezett működésén alapszik. A moz­gást az X. agyideg (a bolygóideg) paraszimpatikus rostjai serkentik. A vastagbél a működését hasonlóan serkentő pai aszimpatikus rostokat a gei incvelő keiesztcsonti szakaszától kapja. A bél- csatoma működését gátló szimpatikus idegrostok a gerincvelő mellkasi szakaszából erednek. A tápcsatorna működését a bélfal által termelt szövethonnonok is befolyásolják. A szövethor­monok általában a temielődési helyükhöz képest a következő szakasz(ok) működését serkentik.

O A bélbolyhok szerepePs. felszívódás a vékonybél nyálkahártyáján keresztül történik. A gyors és teljes felszívódást a nyálkahártya kesztyűujjszerű nyúlványai, a bélbolyhok nagy felülete teszi lehetővé. Ritmi­kusan Összehúzódnak, majd elernyednek, miközben a bennük lévő hajszálerek vérét a bélfal kis vénáiba nyomják. A szénhidrátok szőlőcukor, a fehérjék aminosavak formájában kerül­nek a vérbe. A zsíralkotórészek viszont a nyirokerekbe jutnak. A nagymolekulájú tápanyagok tehát az emésztés során építőelemeikre bomlanak, így szívódnak fel. Az emésztés kémiai fo­lyamata hidrolízis.

A TÁPLÁLKOZÁS 107

O A minőségi és a mennyiségi éhezésAki a szükségesnél kevesebb táplálékot fogyaszt, az éhezik. Ha a tápanyaggal bevitt energia mennyisége kevés, mennyiségi éhezés áll fenn. Ha elégséges mennyiségű energiát kap ugyan a szervezet, de a táplálék tápanyag-összetétele nem megfelelő, akkor minőségi éhezés lép fel. Okozhatja ezt az (tsványi sók hiánya, fehérje- vagy vitammhumy. A fehérjehiány megelőzé­sére nem elegendő csupán megfelelő mennyiségű fehérjéi fogyasztani. A növényi fehérjék többsége ugyanis nem teljes biológiai értékű, mert némelyik aminosav hiányozhat belőlük. Az állati fehérjék viszont teljes biológiai értékűek, mert bennük valamennyi aminosav meg­található. Ezért, különösen fiatalkorban, könnyen minőségi éhezést okozhat, ha valaki kizá­rólag növényi táplálékot fogyaszt.

O Élelmiszerek összetevői

Ö»u»trvA: cvW m6dMitoa noweojfi z s i f . *«poí,........ é t d ^ l cw id ifrn c í ecohov tu ta r t í . n irv

lodtodpor. ijntSonyóg (kcrrcgin t lG ib b z ^ . cin< éh im . (o.<Q«óíótar. ndnwn-«uw, | urta íro z ). 9 > .ró zu in .p (gkrtÉM tv la k n p i) , uineu k f o n e ^ . o-or-ci szóid* brtálrno:}.JÓ, tíctózííef.

Ö ssze tevők: kukoricakeményítő. G lu té n m e n te s te rm é k .

ÁHogos tópértékodatok 100 g Étkezési keményítőben

llh)( t i^!uu

«7mi«UnéiéVhf 4i, ..'•4Száraz, k ^ ö i M jrtn tortMtdóI

107.1. Különböző élelmiszerek beluiihilma

Energioérték; 14^8kJ(34ó kcal)

Fehérje: 0,5 g pvei'm -

$zér>Sidr6t: 85,9 g

Zsír: 0 ,)g

0 A tápcsatorna megbetegedéseinek kockázataiAz elmúlt évtizedek magyarországi táplálkozási szokásait a következők jellemzik: túlzott ener­gia-, hús-, zsír-, cukor-, konyhasófogyasztás. Ehhez járul még a szükségesnél kisebb mennyi­ségű növényirost-, vitamin- és ásványianyag-bevitel. A helytelen táplálkozás az emésztőrend­szer, a légző-, a véi kei ingési és mozgási szervrendszer számos betegségét eredményezheti.

Az egészséges táplálkozáshoz mindenekelőtt fehérjékből, z.sirokból és szénhidrátokból a megfelelő mennyiségben és arányban kell fogyasztani. Fehérjéből kell fedezni a napi ener­giaszükséglet mintegy 12%-át. Legfeljebb 30%-át fedezhetjük zsírokból, ami testtömegkilo- gramittonként l gi*amm zsír fogyasztását jelenti. A növényi olajok fogyasztása (olaj, margarin) egészségesebb, mint az állati zsíroké, mert elsősorban a telített zsírsavak túlzott fogyasztása kedvezőtlen hatású. A napi energiaszükséglet 50-60% -át szénhidrátok fogyasztásával kell(ene) biztosítani. Ehhez testtömegkilogrammonként 4-5 gramm szénhidrát felvétele szük­séges. Inkább gyümölcsöiy főzelékets magas növényiroshfarfahnú. a gabonaszem héját is tar­talmazó gabonakészítményeket, például barna rozskenyeret, korpás kenyeret együnk, mint finomított gabonakészítményeket vagy cukorkát és csokoládét. A magasabb rosttartalmú élel­miszerek fogyasztására azért van szükség, mert a vastagbélben a tömegperisztaltika továbbítja a béltartalmat a végbél felé. Tehát a bélben lévő anyagtömeg váltja ki a bélfal összehúzódá­sait. Az elégtelen béltartalom bélrenyheséghez vezethet, amely kedvez a vastagbél rákos el- változásiíinak.

108 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

Az egészséges táplálkozáshoz az is hozzátartozik, hogy naponta többször, viszonylag keve­set kell enni. Ez egyenletessé teszi a bélcsatorna működését. Az étkezésben rendkívül fontos a rendszeresség, a megszokott ritmus betartása, a nyugodt, kulturált körülmények megterem­tése. Az ízléses terítés, a vonzó tálalás, a nyugodt és alapos rágás a jó étvágy és az egészséges emésztés elengedhetetlen feltétele. Kétségtelennek látszik ugyanis, hogy - egyebek mellett - például a gyomorfekély kialakulása szoros összefüggésben áll a beteg életmódjával. Az ide­ges, rendszertelenül táplálkozó embereknél gyakrabban fordul elő. Az állandó zaklatottság rontja a gyomor vérellátását, kevesebb védő nyákréteg termelődik, ennek következtében fordulhat elő, hogy a gyomorsav kimarja, a pepszin pedig emészteni kezdi a gyomorfalat.

O Az Étrendí elvárások változása tevékenységtől, kortól, nemtől, állapottól függőenA mindennapi élet különböző tevékenységei eltérő mennyiségű energiát, ezért eltéiő mennyi­ségű és minőségű táplálékot igényelnek- A naf>yohhfizikai munkavéf>zés több energiái igényel. Hasonlóan nagyobb az energiaszükséglete és a test építéséhez .szükséges biológiailag teljes ér­tékű fehérjeigénye a fejlődésben lévő szervezeteknek. A terhes anyák energiafogya-sztását csak a terhesség második felében kell mintegy 20%-kal növelni. Elsősorban a szénhidrát mennyisé­gét, ám a fehérjebevitel is nagyon fontos, a tej- és sajtfogyasztás a fokozott kalciumigényt is kielégítheti. A terhesség második felében kétszeresére emelkedik a vasszük.séglet. ezt máj, tojás fogyasztásával lehet biztosítani. Fontosak a nyers növényi ételek, valamint az alkohol­fogyasztás és a dohányzás mellőzése. Az idős emberek étrendjében c.sökkenteni kell a zsírfo­gyasztást, valamelyest méi sékelni kell a szénhidi-átbevitelt. Fontos a vitamin- és ásványianyag­ellátás, előnyös a savanyú tejkészítmények, mint például az aludttej, joghurt, kefir fogyasztása. Az általuk fogyasztott fehérjék 60%-ának teljes biológiai értékűnek kell lennie.

0 Táblázatok étrendek összeállításáhozA lapenergía-szükségleti táb lázatok

60 kg testtömegű nő napi alapenergia-szükséglete

K ülönböző m unka energiaszükséglete

Férfi (70 kg) Nő (60 kg)

Életkor kcal kJVáltozás kilónként

kcal kJ

A munka nehézségi foka

Könnyű munka

kJ kJ

1 9 -30 1379 5770 14.7 61.5 1 9 -30 éves 10880 92003 1 -6 0 1351 5653 8.7 5.48 3 1 -6 0 éves 10040 8790

60 felett 1226 5130 10.5 43.9 60 év felett 9200 7530

70 kg testtömegű férfi napi alapenergía-szükségiete Közepesen nehéz munka +2500 +1260

Életkor kcal kJVáltozás kilónként

kcal kJ

Nehéz munka

Igen nehéz munka

+4600

+6690

+2930

1 9 -30 1750 7320 15.3 64.0 Terhesség 1 -3 . hónap 9800

3 1 -6 0 1691 7075 11.6 48.5 Terhesség 4 -9 . hónap 10710

60 felett 1432 5991 11.6 56.5 Szoptató nő 11510

A TÁPLÁLKOZÁS 109

T esttöm egtáhlázatok

Testmagasság A fe lnőtt nők testtömege (kg) Testmagasság A fe lnőtt férfiak testtömege (kg)

(cm ) Minimum Átlag Maximum (cm) Minimum Átlag Maximum

150 43 47 55 160 52 57,6 65

154 44 49,5 58 164 54 59.6 67

156 45 50,4 58 168 56 61.7 71

158 46 51,3 59 170 58 63,5 73

160 48 52,6 61 172 59 65 74

162 49 54 62 174 60 66.5 75

164 50 55,4 64 176 62 68 77

166 51 56.8 65 178 64 69.4 79

168 52 58.1 66 180 65 71 80

170 53 60 67 184 67 74.2 84

174 56 62,6 70 188 71 77,6 88

178 59 65.3 74 192 75 81 93

Különböző tevékenységek energiaszükséglete (60 kg-os 30 éves no)

Tevékenység Szorzószám kJ óránkén t Tevékenység Szorzószám kJ óránként

Alvás 1.0 234 Futás

Fekvés 1,2 280 8 knVh 8,0 1883

Ülés 1.3 305 12 km/h 10.8 2540

Állás 1.5 351 15 km/h 11.3 2657

Séta 3.0 707 Mellúszás 10,0 2351

Gyaloglás 3,4 799 Gyorsúszás 12,5 2820

Lovaglás 4,2 987 Ülőmunka 1.6 377

Gyaloglás hegynek fel 4,7 1104 Mosogatás 1.7 402

Torna, gimnasztika 5,1 1197 Krumpiipucolás 2.3 540

Tánc. gyors 5.2 1222 Takarítás 2.7 636

Tenisz 6,0 1410 1 Gyomlálás 2.9 682

Labdarúgás 6,6 1552 Festés, tapétázás 3.0 707

Kerékpározás Ásás 4,6 1079

10 km/h 4,2 987 Építkezés 5,2 1222

15 km/h 6.0 1410 Csákányozás 6.0 1410

20 km/h 8,6 2020 Favágás 7.5 1761

110 AZ EMBER éLETMÚKOOéSEi I.

N éhány étel energ ia tarta lm a (10 dkg vagy 1 dl)

Kenyérfélék kJ Zöldségek kJf^ é r kenyér 1054 csemegeuborka 55burgonyás kenyér 958 fejes saláta 64

barna kenyér 1020 parad^som 92fozskenyér 1067 retek 63

zsemle, kifli 615 savanyú káposzta 84

kétszersüit 167 zöldpaprika 84

Gyümölcsfélék kJ Édességek kJ

ainia 126 csokoládé 2428

banán 431 fagylalt (1 gombóc) 440-628

cseresznye 255 jégkrém 700-1050

főkjieper 142 lekvár 668-1013

görögdinnyekajszbarack

122

192

méz

Italok

1277

kJkörte 209 almaié 189mandarin 130 ásványvíz, szódavíz 0meggy 213 bor. száraz 275narancs 167 bor, édes 400őszibarack 167 diabetikus üdítő 19ribizli 126 paradKsomital 110sárgadinnye 163 sör. alkoholmentes 150szüva 240 sör. világos 160-184szőlő

Húskészítmények kJ

318 sör. barna üdítőital

275187

angolszatonna 2033 Tej, tejtermék, tojás kJbaromfifelvágott 840 joghurt, natúr 268császártiús 1920 joghurt, gyümölcsös 307füstölt kolbász 1222 margarin 3180füstölt sonka 1531 sajt. camembert 1289gépsonka 653 sajt. ementáli 1604kenőmájas 1315 sajt. óvári 1200

lángolt karaj 600 sajt trappista 1436szatonna 2925 tej. 2 .8% zsír 243szardinia (olajos) 1184 t^ , 3.6% zsír 272szárazkolbász 2070 tojás 292virsli 967 túró 318-823téliszaláini 2159 v^ 3029

A TÁPLÁLKOZÁS 111

® Az élelmiszer-tartósítás szabályaiAz élelmiszer-tartósítás (konzeiválás) célja, hogy az élel­miszerek hosszabb ideig rendelkezésünkre álljanak, úgy, hogy fogyasztásra alkalmasak maradjanak, és tápéilé- kükbol minél hosszabb ideig, minél többet megőrizzenek, azaz ne romoljanak meg ( i i i . i . á b r a ) . A taitósítás történhet szárazon vagy nedvesen.

A száraz tartósítás során a víztartalom csökkentésé­vel {aszaláss pl. gyümölcsök; szárítás, pl. gombák;^/.NY/>- fés. pl. húskészítmények, hal; sózás, pl. húsfélék) meg­akadályozzuk a mikroorganizmusok elszaporodását.

A nedvesen élelmiszereket hokezeljük. £zlehet pasztőrözés, amely 100 alatti hőkezelést jelent.Ilyen hőmérsékleten a mikroorganizmusoknak c.sak az élő alakjai pusztulnak el, a baktériumspórák nem. Ezért ezek az anyagok (a száraz tartósításhoz hasonlóan) nem steri­lek. de romlásmentesen eltarthatók. A hőkezelés másik módja d fagyasztás. Ez az élelmiszerek -1 8 -2 5 kö­zötti hőmérsékletre való lehűtését jelenti. Ilyen kömlmé- nyek között sem pusztulnak el a baktériumok, de aktivi­tásuk gyakorlatilag megszűnik. A fagyott élelm iszer felengedésekor azonban fokozott intenzitással kezdik meg tevékenységüket. Ezért a fagyasz­tott készítményeket a felengedés után minél előbb fel kell dolgozni, vagy el kell fogyasztani. Hőkezelésnek tekinthető a fon alással történő sűrítés és a bepárlás is.

\

Minőségét megőrzi:

0 2 .0 3 .2 0 1 2 B1

111.1. A z c lc lin iszcrck fogyaszíhaKSsúgi idejének je lz é se

© A GYOMORNEDV EMÉSZTŐ HATÁSA 15. v iz s g á la t

ANYA(;oK íis kszköz<)k: kémc.sövek, kémcsőtartó, víz­fürdő (főzőpohái, meleg víz), szike, csipesz, hőmérő stoppei’, tojásfehérje, pepszinoldat, 0,2%-os sósavoldat.

vk(;rkiI/VIT/Vs: Három kémcsőbe töltsük be az anyago­kat az alábbiak szerint: Az elsőbe 10 cm-^0,2%-os só­sav, a másodikba 10 cm* pepszinoldat, a harmadikba 8 cm-^ 0,2%-os sósavoldat és 2 cm* pepszinoldat keiül- jön. A főtt tojásfehérjéből vágjunk ki három egyenlő nagyságú vékony lapocskát, és tegyünk a három kém­csőbe egyet-egyet. A kémcsöveket helyezzük 37 ®C-os vízfürdőbe 30 percre.

i'Ai»AS/rALA'i' MAíiYARÁZA r: A három kémcső közül a hanmulikhan emésztés történik, a fehérjelapocska elfogy, ugyanis a pepszin savas közegben a fehérjéi elbontja. Önmagá­ban sem a .só.mv, sem a pepszin nem képes erre.

2. 3.

111.2. A gy o m o m ed v em ész lő hiitássi

112 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

A HASNYAL EMESZTO HATASA - A SZÉNHIDRÁTOK BONTASAA N Y A . ( ; o K h s z k ö / ( ) K : kémcső, kémcsőtail6, csep­pentő. 1%-os keményítőoldat, hasnyálmirigy kivonat (pl. Cotazym foiie gyógyszer). Lugol-oldat.

N 'K < ;k K l ! / \ jT /V S : Egy kémcsőbe 1 cm- hasnyálmirigy ki­vonatot öntünk, majd 5 cm^ I %-os keményítőoldatot öntünk rá. Ehhez háiom csepp Lugol-oldatot adunk. Ér­telmezzük a változásokat!

16. VIZSGÁLAT

rAi»ASZTv\LAT í:s M A (;yará/.at: A kémcső forralnia 1 1 2 . 1 . A s z é n h id n í t o k b o n t á s i i

a Lugol-oUiat hecseppentésekor kéke?feketére szh\ező-dik, m ert a Ln^iol-oldat a keményítővel színreakcióha lép. RövU! várakozás után az oldat a Ln^ol-oU ht sárgás színét nyeri vissza, uf^yanis a hasnyálmirif^y kivonat elh<mtotta a ke­ményítőt maltózra.

A HASNYAL EMESZTO HATASA - A LIPIDEK BONTASAA N Y A ííO K ívS h ;szK ()Z Ö K : kémcső. kémcsőtartó. vízfür­dő (fozőpohái\ meleg víz). Hőmém, cseppentő, hasnyál­mirigy kivonat (vagy Cotazym foile gyógyszer), lej, fenolttaleinindikátor, 10%-os nátrium-hidroxid-oldat

v k ( ; r k i !a j rÁs: Tegyünk egy kémcsőbje 2 cm- hasnyál­mirigy kivonatot, adjunk hozzá 3 cm^ tejet és 2 csepp fenolftaleinindikátoil. Cseppentőből addig csepegtes- .sünk a nátrium-hidroxid-oldatból, ameddig a kémcső taitalm a rózsaszínű nem lesz. Tegyük 37 '^C-os víz­fürdőbe, és figyeljük meg a változásokat.

17. VIZSGÁLAT

112.2. A lipídek bonlá' a

TAFASZTAI.AT íis MAííYARÁZAT: A nátrium-hidroxid-oklattal a kémcső tartahmít meglúgo- sítottuk, ezt az ^l^gy rózsaszínné válása jelzi. Hamarosan azonban a kémcsőben színvál­tozást tapasztalunk, a rózsaszín szín elttmik. A hasnyál iigyanis a tejlyen emulzió fonnáhan jelen lévő zsírcseppeket zsírsavakra és glicerinre (monogliceridekre) bontja, és afelsza- haduió zsírsav megszünteti az ^l^gy ftígosságát.

0 A tápanyag-molekulák sorsa a szervezetbenA tápanyag-inolekuhík közül a fehér j ó k a bélcs<itomából aminosavak fonnájában szívódnak fel. A fel­szívódott aminosavak a bélholyhok hajszálereibe kerülnek, és a vérkeringési rendszerrel a májka- puéren keresztül a véráramba jutnak. A véráramból bánnelyik sejtbe kiléphetnek akn'v iransz^yorUal. Elsősorban az osztódás előtt álló sejteknek nagy az am inosavigénye a fehérjefelépítésük miatt. Ha­sonlóan magas am inosavigénye van az egyéb , intenzív fehéijeszintézist végző sejteknek, például a miysejteknek vagy az em észtőenziineket termelő mirigysejteknek. A z aminosavak ezekben a sej-

A TÁPLÁLKOZÁS 113

tekben színtetíziílódniik fehérjévé. A s/vnhidrd(-m olckulúk glükóz, foniiitjúban hzívódnitk fel. A glü­kóz ugyancsak a vérbe kerül, az aininosav<tkhoz hasonlóan a májkapuéren keresztül. A glükóz a vérből két helyre keiülhet. vagy a sejtek veszik fe l aktív lnmszix>rlUiL mert sz^íinukra ez az elsődleges ener­giaforrás, vagy a m<íjsejtekbe és az izomrostokba kerülnek, «ihol glükogén formájában raktározódnak. A neutrális zsírok eincsztese során keletkező zsírsavak (vagy monogliceridek) a bélbolyhok nyirok- ereibe keiülnek, ezért a májat megkerülve jutnak a keringési rendszerbe. V agy eloxidálódnak, vagy a zsíiszövet sejtjeibe épülnek be. (I I3.I. ábra)

0 A vitaminokA vitam inok elsősorban az inteníiedier anyagcserében fontosak. Szinte valamennyi egy-egy fontos enzim alkotórésze.

Vitaminhiány esetén avilam inó^sról beszélünk, a fellépő betegségek az avitaminózis hiánytünetei.

A /.sírban old<kló vitanunokA z A -vilaniin a lálóhíljor alkotórésze, emellett a hámképzéshez is szükséges. Hii'mya esetén látásziivar (szürkületi vakság) léphet fel, a bőr kiszárad, erősen szarusodik, felrepedezik. A szaruhártya is elsza- rusodhat. fekélyesedhet. Előanyaga a karotin. sokat tartalmaz a tej, vaj, sárgarépa, csukamiyolaj stb. Á z em ber napi szükséglete: 1,3 mg.

A l)-v itam in szteránvázas m olekula, segíti a Ca^*-űmok felszívódását^ a rsonlok és a fogak képzpíléséí. Hiányában a csontosodás lehtssul, a csontok lágyak lesznek. dcformálódn<»k; angolkór léphet fel. Sokat tartalmaz belőle az em lősok mája. a csukamájolaj és az állati zsiradékok is. A z ember napi szükséglete: 0,01 mg.

A z K-vl!aniin (kémiai nevén alfa-tokoferol) a nemi hormonok term elésére van hatással. Hiányá­ban m eddőség, abortusz, a hímivarsejtképzés zavarai léphetnek fel. A búzacsíra, a növényi olajok, a zöldségek és a húsok sok E-vitamint tartalmaznak. A z em ber napi szükséglete: 30 mg.

A Kovítaniin a prolrffmhinszintézJs egyik segédanyaga, ezáltal fontos véralvadást segítő tényező. Hiányában la.ssú véralvadás, véi^ kenység léphet fel. A zöld növényi részek, valamint a máj tartalmaz nagyobb m ennyiséget belőle. A z em ber nap i szükséglete: I mg.

A z F-vitam in csoport valójában olyan többszörösen telítetlen kötéseket tartalmazó zsírsavakból áll, am elyek eszenciiilisak. azaz az emberi máj nem képes a bioszintézisükre. Hiiínyábiin bőrelválto2uls (ekcém a) alakul ki. Növényi olajok tartalmazzák. A z em ber napi szükséglete: 0 ,5 mg.

114 AZ EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

A v í/ h c n <>Id<Kló v ila n iin o k

A R l-v itam ín aiiyag('sere-folyamauÁ enzimjeinek alkotórésze. Hi<ínyáb<in szívelégtelenség, gyomor- savhiiíny, a tápanyagok felszívódási zavarai léphetnek fel. Gyakran <iz érzékelés is Zíivail szenvedhet. Jellegzetes hiánybetegsége a beriberi. Lényegében a központi és a perifériás idegrendszer megbetege­dése, am ely súlyos esetben bénulásokkal jái'. A B 1 -vitamin kémiailag a tiiunin nevű vegyülettel egye­zik m eg. Sokat t<ulalmaz belőle az állati in<y és vese, a sörélesztó. a borsó, a bab és a gabonamagvak. A z em ber napi szükséglete: 1,8 mg.

A B2-N'itHniiii vagy riboflavin ugyancsak fontos enzimek alkotórésze. Hiányábiin növekedési zava­rok, borgyulladiís, szemgyulladás (áipa) léphet fel. Emberben bélbaktériumok teiiT>elik, így egészséges bélflóra esetén hiánytünetei nem jelentkeznek. A hús, a tojás, a tej, a sajt, a hüvelyesek és káposztafé* lék tartalmaznak ribofiavint. A z em ber nap i szükséglete ugyancsak: 1 ,8 mg.

A B 6-vitain in vagy pyridoxin az anyagcsere-folyamatokra ható enzim ek fon fos összetevője. Hiánytünetei a B2-vitainin hiánytüneteivel egyeznek meg. A belflóra B6-vitamint is tenne!, napi szük.\églete: 3 mg.

A B12’vítaiiiín vagy cianokobalamin Co-tartalmú anyagcsere-folyam atokra ható enzinutlkotó. Elsősoi-ban a nukleinsav anyagcseréjéhez szükséges. Hiányában vérképzési Zitviirok és idegiendszeri áitalmak fordulhatnak elő. Tiulós hiánya esetén lép fel a vészes vérszegénységnek nevezett m egbete­gedés, amely a vörösvéilestek sz«ímának drasztikus csökkenésével jár. Emberben bélbaktériumok is termelik, emellett a m<y, a hús tartalmaz >iok B12-vitamÍnt.

A ('-v itam in (114.1. ál>rti) ugyancsak enzimalkotó. Hiányá- CH2OHbiin fái<»dékonys<íg, levertség, az ellenálló képesség csökkenése |lép fel. Súlyosabb esetben a skorbut nevű megbetegedés dönti HO— C— Hle a lábáról a betegei, amely gyengeséggel, az íny vérzésével, a fogak kihullásával, a fertőzésre való hajlam erősödésével jár.Különösen sokat tartalmaz a narancs, a citrom, a zöldpaprika,a csipkebogyó, a savanyú káposzta. N api szükséglete: 75 mg. HO OH

A nikotinsav a NAD+ és a NADP+ cilkolója. Legsúlyo-,, . I . ' 1 114.1. A C -vitiim in szerkezetesabb hiánytünete a pellagra neven ismert betegség, amely

bélgyulladással, bélfekéllyel, hasm enéssel és súlyos idegrendszeri kiírosodásokkal jár. A hús. a m<íj, a vese tartalmaz nagyobb m ennyiséget belőle. A z em ber napi .szükséglete: 25 mg.

A folsav növekedési vitamin, szerepe van a vérképzésben. Élesztőben, májban, növényekben (pl. a spenót) sok van belőle.

O Az alapanyagcsereA z em ber teljes energiaszükséglete három összetevőből adódik. A z alapcner0a-sxüksé}ilct életünk fenntiirtásiíhoz kell. Ez a pihenő, éhező szervezet szobahőmérsékleten mért eneigÍafogyasztás<j. Nagy­sága függ a nemtől, a koilól és a testtömegtől. A férfiak energiaigénye több, mint a nőké. mert általá­ban nagyobb a testtömegük. A z időskor felé haladva az energiaigény csökken. A táplálékfelvételt kö­vetően. az c in csx tcslie / is kell energia. A inunkáh o/. m ozgáshoz további energiára van szükség. A m unkajellege, a m ozgás m ennyisége é s intenzitása határozzál m eg, hogy e z mennyi.

A májbetegségek és a sárgaságA sán[*asá^ oka a bilirubin felhiürnozódilsa a vérben. Ennek több oka is lehel, amelyek között a biliioi- bin anyagcserezaviu^a ugyanúgy előfordul, mint valamelyik májon belüli epeút vagy az epevezeték elzárÓKlása. Ebből következik, hogy többféle májbetegség kísérő tünete lehet. Hatására a bőr, a sza- ruh(tilya és a nyálkahártyitk siírgás színűvé váln<tk.

A LÉGZÉS 1 1 5

2 6 . A légzésKÖZKI»SZINTf] követelmény:

O Ismertesse a légzőiendszer funkcióit.

© Ismertesse a légzőiendszer szerveit, beleértve a légcsövet, hörgőket, hörgőcskéket és a léghólyagocskákat.

© Magyarázza el a légcsere, a gázcsere és a sejtlégzés összefüggéseit.

O Magyarázza meg a belégzés és kilégzés folyamatát a mellhártya, a rekeszizom, a bor­daközi izmok szerepének kiemelésével.

© Ismertesse az orron történő légzés előnyeit a szájon át történő légzéssel szemben. Ismertesse a vitálkapacitás fogalmát. Hasonlítsa össze az aktív sportoló és a nem spor­toló fiúk és lányok vitálkapacitását bemutató táblázat értékeit. Adjon magyarázatot az eltérésekre.

© Ismerje fel ábrán a gége alábbi részeit: pajzsporc, gégefedő, hangszalagok. Ismertesse a hangszalagok szerepét a hangképzésben.

© Magyarázza meg, hogy a légzés szabályozásában milyen szerepet játszik a vér szén-di- oxid-koncentrációja.

© Ismertesse a légzőrendszert károsító tényezőket és a légzőrendszer gyakori betegségeit (légúti és rákos megbetegedések, asztma). Indokolja a tüdőszűrés jelentőségét. Magya­rázza el, miért já r gyakran együtt a torokgyulladás a középfülgyulladással.

© Határozza meg a légzésszámot nyugalomban és munkavégzés után. magyaiázza meg az eltérést.

® Magyalázzon el egy kísérletet a cigarettázás során keletkező anyagok kimutatására.

KM Ki;r SZINTŰ követelm ény:

<D Ismertesse a légzési perctéifogat fogalmát. Elemezze a légzési térfogatváltozásokat és a légzőmozgásokkal kapcsolatos nyomásváltozásokat bemutató grafikont. Magya­rázza meg a mellkasi és a hasi légzést. .Soroljon fel légzési segédizmokat; tudja, hogy ezek részvétele a nehézlégzésben különösen fontos szerepet játszanak.

© Tudja, mely porcok között feszülnek ki a hangszalagok. Tudja, mitől függ a keletkezett hang erőssége, magassága, mi befolyásolja a hangszínt.

0 Ismertesse a tüdőben és a szövetekben folyó gázcserét a diffúzzió alapján (a parciális- nyomás-viszonyok figyelembevételével).

O Ismertesse a légzésszabályozásban a kemoreceptorok és a mechanoreceptomk szerepét.

© Kapcsolja össze a fizikai ismereteivel a légmell és a keszonbetegség kialakulását.

© Hozza összefüggésbe a tüdő-léghólyagocskák felületi feszültségét a dohányzással.

116 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

O A légzó'rendszer funkciójaAz ember életfolyamatainak energiaszükségletét az elfogyasztott táplálékok oxidációjából nyeri, amelyhez oxigén szükséges. Az oxigént a környezetünkből, a levefiőből nyerjük. A lég­zés a szeivezefek gázcseréjét, azoz sejtjeik oxigénfelvételét és szén-dioxid-leadását szolgáló foíyanwtok összessége.

O A légzőrendszer szerveiOn üreg (szájüreg), gaiat. gége, légcső, főhörgők, hörgők, hörgőcskék, két tüdőfél, tüdő-léghólyagocskák (alveolu- sok). nnellháilya. (ii6.i.ábra)

O A légcsere, a gázcsere és a sejtlégzés fogalmaA gázcsere nem biológiai, hanem fizikai fogalom. Két különböző parciális nyomású gázokat tartalmazó tér kö­zött mindig bekövetkezik, ha a gázok közlekedni tudnak a két tér között. Eredménye a gázok koncentrációjának (parciális nyomásának) a kiegyenlítődése.

A légcsere a légz<)szeiv és a külvilág közötti levegő cseréje. Részei a kilégzés és a helégzés. A légcsere során a belégzéskor fiiss levegő keiül a légzőszervbe, kilégzés­kor pedig az elhasznált levegő elhagyja azt. A légcseré­hez tehát légzőszerv kell, de nem minden légzőszervvelrendelkező állatnak van légcseréje. Például a halaknak van légzőszervük - kopoltyújuk - , de légcseréjük nincsen.

A külső légzés vagy külső gázcsere a légzőszerv és a hajszálerek gázokat szállító vértar­talma között zajlik. Alapvetően fizikai folyamat, mert diffúzióval valósul meg. Ennek során az oxigén a tüdőből az alacsonyabb parciális nyomású vérbe, a szén-dioxid a vérből az ala­csonyabb parciális nyomású tüdőlégtérbe diffundál. (Ii6.2 .úhr»)

itnellhúiiya

116.1. Az ember légzőszeivc

SkPa- 6kPa-

húiyagok {)

4 C o j /

léghólyag D

0

.hajszáléfA^ HCOTa*^

Y y /Q H 2 0 + C 0 2 (2 )-^ H *+ H C (^

i j» Q|

13 kPa- SkPa (6 kPa)

tOdö kapitális

116.2. A légzési gi'tzok szállításit

(6kPa)5kPa- 6 kPa

’H CO á^

HCOj+H+r^^^-i-COzenzim J

cr6kPa •3*5 kPa

kapíBarís szövet

A LÉGZÉS 117

A belső légzés vagy belső gázcsere mechunizmusát tekintve a külső gázcserével megegye­zik. csak a gázok iránya fordított a vér és a sejtek között.

A sejtlégzés a biológiai oxidációval azonos, a sejtek energiafelszabadító folyamata.

O A légzőrendszer működéseA tü d ő a mellkas üregében helyezkedj k el. Önálló mozgást nem véf>ez. Belégzés során a re­keszizom és a íyoráaközi izmok összehúzódnak. Utóbbiak megemelik a mellkast, így a mellüreg térfogata megnő, amit passzívan követ a mellüreg belső falához mellháityával tapadó tüdő is. A tüdőben fellépő nyomáscsökkenés miatt a levegő kívülről beáramlik. Kilégzéskor a műkö­dés fordított. A rekeszizom és a bordaközi izmok is elernyednek, a mellkas, illetve a tüdő tér­foga lecsökken, a benne lévő levegő nyomása megnő, és a levegő kiáramlik.

O Az orr szerepe a légzésbenAz o r r poicból és meglehetősen tömör kötőszövetből áll, kívülről /w , belülről nyálkahártya borítja. A nyálkahártya meglehetősen vastag, mingyekkel és főleg vénás fonatokkal bőségesen ellátott. Belső felületét csillós hengerhám borítja. Ennek fontos szerep ju t a beáram ló levegő tisztításában , amelyet az orrban lévő szőrszálakkal együtt végez. A kiszűrt, finom, lebegő szennyeződéseket és kórokozókat az orrnyálkahártya fokozott váladéktermeléssel távolítja el. A dús érhálózat a beáramló hideg levegőt felnielegítí. Ezért az oiron át történő légzés előnyö­sebb a -szájon keresztül való levegővételnél. További előnye, hogy növeli a belélegzett levegő párataitalmát.

A vitálkapacitásNyugodt belégzéssel kb. 0,5 liter levegőjű t az embei tüdejébe. Ezt lefűzést (respirációs) le- ve}*őnek nevezzük. Ezen a mennyiségen kívül maximális erőfeszítéssel még további kb. 2,5 liter levegő lélegezhető be. Ez a heiégzési tartalék levegő. A kilégzési levegő térfogata is növelhető még kb. 1,5 liter levegővel, a kilégzési tartalékkal. A maximális kilégzés utáni maxi­mális belégzéssel telvett levegő mennyisége a tüdő vítálkapacitása. Ez egyénenként változó érték, 4 -5 ,5 között lehet. (ii7.i.áhni)

117.1. A tüdőben k icseré li le v e g ő té jfo g a lo k m érése

118 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

Maximális kilégzés esetén is murud egy kevés muiüdék levegő a tüdőben, ez a rezithtáHs levegő^ amelyet csak a kiemelt tüdő összepiéselésével lehet eltávolítani.

A vitálkapacitást spirométerrel mérik. A nők vitálkapacitása kisebb a féiHakénál, ami az át­lagos testméretek különbségének következménye. Az edzett ember (sportoló) vitálkapacitása nagyobb, mint az edzetleneké, mert a vitálkapacitás mértéke edzéssel fejleszthető.

h;ing-sz;tliigok

IcgoA

O A hangképzésA hangképzés vagy fonáció. az emberi fül számára hall­ható rezgésszámú hangoknak a gégében történő produk­ciója. A hang a hangszalagok működésének eredménye­képpen jön létre ( i i« . i .á b r a ) . A hangszalagok speciális nyálkaháityával borított simaizomiedők, amelyek a fHíjzs- porcrói erednek, és a kannaporcon tapadnak meg. Felül- nézetbol jól látszik, hogy csak az egymás felé néző szé­leiken nem rögzítettek, közöttük egy háromszög alakú nyílás, a hangrés található. A hangrést a gége harántcsí­kolt izmai a kannaporcok mozgatásával szűkíteni, illet­ve tágítani tudják. Nyugodt légzéskor a hangszalagok lazák, és a hangrés nyitott, tág. Hangképzéskor a gége izmai a hangszalagokat megfeszítik, ezért a hangrés szű­kül. A hangrésen át a levegő nem tud szabadon kiáram­lani, feltorlódik, és nyomása tágítja a hangrést. A hang­szalagok iTJgalmasak. a kiáramló levegő következtében csökken az őket érő nyomás, ezért az eredeti állapotukba kerülnek vissza. Ez azonban újabb levegőfeltorlódást eredményez, tehát a folyamat kezdődik elölről. Vagyis a hangképzés során a hangszalagok mozgása újra és újra bekövetkezik, a hangszalagok rezgésbe jönnek. Ennek következtében a hangrésen áthaladó levegő nem egyenletesen áramlik, hanem hol kisebb, hol pedig nagyobb nyomásúvá válik. A hangszalag feletti levegőoszlop tehát a hangszalagok rez­gése következtében ugyancsak rezgésbejön, kialakul a hang.

hungiCN

nycl s S

118.1. A hangszalcigok helyzetének váltó* zásii hiingíidi'iskor

O A légzés szabályozásaA helégzés folyamatát a vér kémiai összetételének a megváltozása indítja meg. A vér szén-di- oxid-koncentrációjának növekedése ingerli a nyúltvefőbelégzőközjyoutját. <iiK.2.áhrii)

KÖRNYEZET

AGYKEREG

AGYTORZSJ LÉ6ZÖK0ZP0NT

t _________

^-------------------------------------------•

LÉGZOiZMOK — ^j

LÉGZÉSI GÁZOiq . AVÍRBEN J

ATÜOÖFAL , FESZÜL ,

J

118.2. A légzés id eg i szab iílyo ziÍM Ín itk vázh ita

A LÉGZÉS 119

Az oxigénkoncentráció csökkenése hasonló hatású, ennek változását az aoitaív falában lévő kémiai receptorok érzékelik. Az ugyancsak a nyútívetőhen tévőkiíégzőközjwnt akkor indítja meg a kilégzést, ha a tüdő-léghólyagocskák falának a feszülése elér egy kritikus éiléket. Ezt mechanikai receptorok éi^zékelik. A légzés szabályozásában, elsősorban a két nyúltvelői köz­pont ritmusos működésének irányításában, összehangolásában a híd Iéf>zőközponfja jíitszik szabályozó szerepet.

O A légzőrendszer megbetegedéseiMivel a kórokozók többsége a légzőszei’veken keresztül keiül a szeiA'ezetbe, érthető, hogy elő­ször az orrban és a garat nyálkahártyájában telepednek meg, ahonnan könnyen az alsó lég- utakba terjedhetnek tovább.

A m eghűléses hu ru tok többnyire ártalmatlanul zajlanak le. Az egyszem hurutos betegsé­geket meg kell különböztetni az influenzától, amely elesettséggel. magas lázzal és heves vég­tagfájdalmakkal Jár. de hurut általában nem alakul ki. Antibiotikumokkal gyógyítani nem lehet. Ilyenkor a - láz csillapítása mellett - legjobb megoldás a bőséges meleg tea fogyasztása. Az influenzás betegnek ágynyugalomra van szüksége, mert egyébként a legyengült szen'ezet- ben, a baktériumok felülfertőzése miatt, szövődményes betegségek alakulhatnak ki. A lázta- lan. hurutos betegségben szenvedő ember is jobban teszi, ha herefíséfíe időtartama alatt nem megy emberek közé, mert cseppfertőzéssel másokat is megbetegíthet.

A n á th á ra jellemző, hogy az orr eldugul, később pedig bőséges váladék képződik. Ilyen­kor középfiilgynHadíís is kialakulhat, hiszen a garat a fülkürtön keresztül közvetlen kapcso­latban áll a középfüllel. A nátha allergiás formája a szénanátha. Csaknem minden esetben könnyezés és szemviszketés is kíséri. Mivel itt nem kórokozók, hanem allergén anyagok váltják ki a nyálkahártya reakcióit, a szervezet allergiás túlérzékenységét kell gyógyítani.

A torok fertőződése esetén lép fel a torokgyulladás, amely gyakran niandulagyulladással jár együtt. A toroktájékon fájdalom jelentkezik, amely nyeléskor fokozódik. Láz és fejfájás is kísérheti. A begyulladt, piros mandulákon gennyes pontok jelenhetnek meg. Gyermekkor­ban gyakran szív- és vesebetegség lehet a szövődménye. A mandulák nyirokszervek, védik az alsó légutakat a fertőzések ellen. Ezért a mandulákat csak akkor szabad eltávolítani, ha túl gyakran begyulladnak, mert az eltávolítás következtében a szövődmények kialakulásának ve­szélye megnő. A gége és a hangszalagok is gyulladásba jöhetnek. A légcső gyulladásos meg­betegedése a légcsőhurut vagy h ö rghu ru t. Hörghurutot nemcsak kórokozók okozhatnak, hanem az erősen szennyezett levegő és a dohányfüst is.

Az 2)sztm a köhögési rohamokkal és nehézlégzéssel já i . A légcsőhuiuttal ellentétben a tü­netek rohamszerűen lépnek fel. de kezeléssel általában gyorsan megszüntethetők. A roham többnyire kínzó köhögéssel kezdődik, és súlyos nehézlégzéssel folytatódik. A kilégzés nehezí­tett, a levegő áramlása sípoló-búgó zörejekkel jár. Az asztmás rohamok mintegy felében a rohamot a felső légutak fertőzése vagy allergia váltja ki. Asztmás rohamot vérkeringési elég­telenség is kiválthat, ez a szívasztma. Ha krónikus légcsőhurut miatt tartósan gyenge a kilég­zés. az alapvetően veszélyezteti a tüdő szerkezetét. Ilyenkor a tüdő-léghólyagocskák közötti falak át szakadnak, nagyobb légzsákok jönnek létre. Ez a tüdőtágulás. Ekkor megnövekedik a holt tér aránya, és kisebb lesz a külső gázcsere felülete. A be- és kilégzés nehezebbé válik, a légzési munka jelentősen megnő.

120 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

Ha a légúti fertőzés a tüdő temletére is átterjed, akkor heveny tüdőgyulladás Jön létre. A betegség során a tüd^-léghólyagocskák megtelnek gyulladásos váladékkal.

A güm okór, más néven tuberku lózis, tbc-baktériumok által okozott, fertőző beteg.ség. A baktériumok a tüdőn kívül a ve.sét, a csontokat vagy a nyirokcsomókat is megtámadhatják. A gümőkór-baktériumok elpusztítják a tüdőszövetet. Helyén üreg keletkezik. Eleinte nem okoz panaszt, az is előfordulhat, hogy meggyógyul a beteg, anélkül, hogy tudott volna a be­tegségéről. A legtöbbször azonban taitós köhögés, esetleg vért is tartalmazó köpetürítés, illetve hőemelkedés jön létre. A lakosság védelmét szolgálja az 1952 óta kötelező BCG-olfás, és a betegség időben felismerhető tüdőszűrésen is.

A tüdő legsúlyosabb betegsége a tü d ő rák . Kialakulásában a legalapvetőbb tényező a fe- vegoszennyezőífés, valamint a dohányzás. Ma már egyértelmű, hogy a dohányzás hatására egyre fiatalabb koiban és egyre nagyobb gyakorisággal alakul ki. Csak időben elvégzett mű­téttel lehet gyógyítani. Az 1950-es évek óta mái’ közismert, hogy a dohányzás nagymértékben kái osítja a szervezetet. A dgarettafiisthen eddig töhh rnhit 4000-féle károsító anyagof mutattak ki, amelyek közül 300-ról igazolták, ho^y rákkeltő hatású. Ma már az is biztos, hogy nemcsak maguk<»t a dohányzókat károsítja a füst. hanem a passzív dohányosokat is, akik a cigarettá- zókkal egy helyiségben tartózkodnak, és mások cigarettafüstjét kénytelenek belélegezni. Kii- lönösen veszélyes az aktív és a paszszív dohányzás a terhesség egész ideje alatt. A dohányzó állapotos nőknél a magzat fejlődése lelassul, illetve sok a koraszülés.

O A LÉGZÉSSZÁM VÁLTOZÁSA MEGTERHELÉS ESETÉN 18. vizsgálat

ANY/V(;oK KS h:szK()/.öK: stopper, jegyzetfüzet. írószerszám.

VÍXÍRKIIAJTÁS: Mérjük meg a légzésszámunkat nyugodtan ülve, majd azután, hogy telsza­ladtunk a földszintről az első emeletre.

T .\P /\S Z T A I.A T KS m a í í Y a r á z a t : A percenkénti levegővétel száma a/elszaladást követően lényegesen megnő. Ennek az az oka, hogy a fizikai megterhelés növekvő oxigénigényét a szervezet a légzésszám fokozásával próbálja biztosítani. Nyugalomixm a percenkénti lég­zésszám kh. 16. Egy alkalommal fé l liter levegő cserélődik ki, tehát a légzési perctéifogat 8 1 levegő.

® A DOHÁNYFÜST ANYAGAINAK BEMUTATÁSA 19. vizsgálat

ANYAííOK ÉS kszköZ()k : pillepalack, víz, cigaretta, gyunna.

víxíRKii.viTÁs: A palack aljáia öntsünk kétujjnyi vizet. Rakjunk a palack szájába gyurmá­val kömlvett cigarettát, majd a gyurmát alakítsuk úgy, hogy záija el a palack száját. Nyom­juk össze a palackot, és gyújtsuk meg a cigaiettát. Pumpáljuk a palackot, míg a cigaietta el nem ég.

TA PASZTALAT íis M A ííY A RÁ ZA T: A palackban lévő folyadék elszíneződött, hiszen a dohány­füst káros alkotórészei a vízben oldódtak.

A LÉGZÉS 121

0 A légzési térfogatváltozások és a légzőmozgásokkal kapcsolatos nyomásváltozásokNyugodt légzéskor egy felnőtt ember percenként átlagosan 16-szor lélegzik. Egy levegővételkor körülbelül 0,5 din^ leve­gő cserélődik ki. Ez a légzési levegő. A bcicg/cs a rekeszizom és a bordaközi izmok összehúzódá.sával jön létre. A rekesz­izom lelapul, a bordák megemelkednek, a mellkas térfogata megnő. A mellháilya két lemeze között fokozódik a vákuum,.s eziíltal- b<u‘ kissé késve - a tüdő is tágulni kezd. miközben benne is csökken a nyomás. A tüdőben bekövetkező nyo más­csökkenés eredményeképpen a levegő beáramlik. mindaddig, amíg benne a nyomás értéke el nem éri a külső légnyomás értékét. A tüdő-léghólyagocskákban ekkor a légnyomás ma\i- máli.s. s ennek következtében, a bolygóideg hatására meg­kezdődik a kilc^As. A rekeszizom és a bordaközi izmok eler-nyednek. a mellkas lesüllyed, a téifogata ennek következtében csökken. A téifogatválloz;is csökkenése a nyomás növekedé.sét eredményezi, s ennek levegŐkiilramlás a következménye. A kilégzés segéd­izmai a hasizmok (és részben a hátizmok), ezek működése elsősorban erőltetett kilégzéskor szembe­tűnő. (121.1. Hbra)

rekcNZ-izoin

121.1. A Icgzcic mcchanizinusa cs a Icg* zőizmok

A Donders-modellA Donders-modell <1 2 1 .2 . áhra) az emberi tüdő mozgását modellezi. A modellben a gumihártya a rekeszizmot he­lyettesíti. (A bordaközi izmok a modellből hiányoznak.) Ha a bevezető üvegcső csapját elziírjuk, és a gumíháilyát le­húzzuk, a lufi kitágul, azaz „belélegzik”. Ha az üvegcső el­zárócsapját kinyitjuk, a lufi mérete nem változik, a gumiháilya lehúzitsa esetén sem végez „légzőmozgásokat". Ez azt az ese­tet modellezi, amikor a két mellhártya közötti vákuum meg­szűnik, és a tüdő passzív légzőmozásai nem jönnek létre (légmell alakul ki). 121.2. A Dondei-s-félc tüdőinodell

A mellkasi és a hasi légzésA férfiak és a nők légzőnr>ozgása között eltérés van. A férfiaknál a rekeszizom működése nagyobb jelent6ségű. a nőknél viszont a bordaközi izmok a jelentősebbek. Az előbbi a hasi légzés, az utóbbi a nielfkdsi légzés. Az eltérés oka feltehetően azzal kapcsolatos, hogy a nőkben terhesség idején a re­keszizom intenzívebb működtetésére nincs mód.

0 A keletkezett hang erőssége, színe, magasságaA keletkezett haiij; erőssége a kiáramló ievegó sehességétőt^ magassága a hangszalagok állásáuU és feszességétől függ. Minél feszesebbek ci hangszalagok, annál sűrűbben térnek vissza eredeti hely­zetükbe, és ezért nagy rezgéssziímú hang Iceletkezik. Minél rövidebb a hangsz<tlag. annál feszesebb, ezért i\ kisgyerekek hangja mindig magasabb, mint a felnőtteké. Kiunaszkorban a hangszalagok gyors növekedésével járó hangképzési zavar a mutálás is, ekkor a hang mélyül. A hang színét a gége nagysága, emellett a hangszalagokat borító nyálkahártya állapota, az onüreg és melléküregeinek ana­tómiája, a nyelv és az ajkak mozgása, továbbá a fogazat is befolyásolja.

122 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

H2O CO2

2 l i 02

0 Gázcsere a tüdőben és a szövetekbenA légköri levegő módosult összetételben éilcezik a Icghólyagokba. Az oxigénlailalom kissé csök­ken. a szén-dioxid parciális nyomása no. Az oxi­gén p-arciális nyomása elegendő ahhoz, hogy a léghólyag és tüdőkapillárisok falán keresztül a vérbejusson. A H*-ion a vérplazmából sziúina- zó HCOj' ionnal szénsavat alkot. Ezzel egyidő- ben a töltésviszonyok fenntailása érdekében Cl' lép ki a véiplazmába. A szénsav H,0-ra és CO,-ra bomlik. A szén-dioxid a parciális nyomáskülönb­ség miatt a léghólyagokba dÜYundál. (122.1. ábm)

A szövetekben az oxigén a parciális nyomás- különbséget követve leválik a hemoglobinról,és a szövetekbe, sejtekbe vándorol, míg a sejtekben keletkezett szén-dioxid bekerül a vérbe, és az ott tídálhiitó vízzel szénsavat alkot. Ezt a reakciót és a szénsiiv és HCOj'-ra bomlásiU egy enzim katali- Ziílja. A HCOj' a véiplazmába, míg a Cl'-ion a vörösvérsejtbe diffundál.

78% 78%

bdétegzett kléiegzett levegő

122.1. A légzési giizok összetételének változiisa

O A légzés szabályozásaAz agytöizsi belégző központok működését a vér kémiai jellemzői befolyásolják. Ezeket <iz ingereket a nyúltvelőben lévő kemoreceptorok éi'zékelik. így a vér C02-tiulalma és pH-ja közvetlenül hat a köz­pontról.Az Oj-koncenti ációt éi^kelő kemoieceptorc^ nz aoitaív és a nyaki veiőér falábéin találhatók, és a boly­góidegen keresztül Juttatják az ingerületet a nyúltagyba.

0 A légmell és a keszonbetegségHa valaki a légköri nyomásnál nagyobb nyomásviszonyok közé kerül (pl. nagy mélységben dolgo* zik, búvárkodik), a vérében a nagyobb nyomás miatt magasabb koncentrációban oldódnak az egyes levegő-összetevő gázok. Több oxigén, de löhh nitrogén is fog feloldódni a vérplazmában. Ha az egyén gyorsiin a felszínre emelkedik kc?*zonlH.*tc{»sílí alakul ki. ugyanis a nyomás gyoi-san csökken, a vérben fizikailag oldott gázok buborékok fonnájában felsz^ibadulnak, és emiatt lc^emb<>lia alakul ki, amely halálos lehet. Főleg a lipoidokban jól oldódó nitrogén jelent veszélyt. Az idegrendszerben és a csontvelőben okoz súlyos kiírosoditsokat. Tünetei: végtagfiíjdalom, görcsök, szédülés, fulladás, lég­szomj stb. Megelőzésére a túlnyomásos helyeken dolgozóknak feljövetelük közben lassú dekom- presszióf (nyomáskicgycniítcst) kell végezniük.

A légmell a tüdő összeesése következtében jön létre, akkor ha levegő jut a mellkasfal (mellhártya lemezei közé) és a tüdő közé. Ez iUtalában sérülések miatt aliikul ki. Ha nyílás marad a külvilág és a tü­dő felszíne között, akkor nyitott légmellről beszélnek, ha viszont a nyílás elzáródik, akkor z<u1 légmell alakul ki. Zitil légmell esetén a levegő később felszívódik, és a légmell megszűnik. Mester­séges légmell kialakítását kiterjedten alkalmazták a tbc kezelésére, meit a nem működő tüdőrész gyógyulása gyorsabb.

0 A tüdő-léghólyagocskák felületi feszültsége és a dohányzásDohányziis hatásiira csökken a felületaktív anyag termelődése, az egyik léghólyagocska felfújja a má­sikat, melynek következménye az összfelület csökkenése.

ANYAGSZÁLLÍTÁS AZ EMBER SZERVEZETÉBEN 123

2 7 . Anyagszállítás az ember szervezetében

KÖZKI»SZINTf] követelmény:

O Ismertesse a vér, a szövetnedv és a nyirok összetételét, keletkezésüket, kapcsolatukat, a teljes vértérfogat mennyiségét, a sejtes elemek és a véiplazma arányát, a véiplazma fo alkotórészeit és jelentőségüket.

O Ismertesse a vörösvérsejtek, a fehérvérsejtek és a vérlemezkék szerepét, keletkezésük helyét, a normál értéktartománytól való eltérés okait és következményeit.

o Ismertesse a véraéscsillapítás módjait. Tudjon alapvető .sebellátási módokat, tudja el­látni a kisebb védésekkel járó sértléseket.

O Ismertesse a vér, a szöveti folyadék és a nyirok kapcsolatát, a szöveti folyadék szerepét mint a sejtek közötti anyagcsere helyét. Értse a nyirokkeringés lényegét, a nyirokcso­mók jelentőségét.

© M agyaiázza el a hajszálerek keringési jellemzőit, funkcióját az anyagcserében.

© Ismertesse a szív felépítését és működését. Ismertesse, hogy mi a koszorúerek feladata, hogy miért életveszélyes ezek elzáródása.

O Tudja a vérnyomás fogalmát és normál értékét. Tudjon pulzust és vérnyomást mérni.

© Ismertesse a lép helyét és szerepét.

© Ismertesse, hogy élettanilag milyen hatások emelik vagy csökkentik a pulzusszámot és a vérnyomást.

® Magyarázza el a véreloszlás megváltozásának élettani funkcióját.

© Ismertesse a helytelen életmód hatását az érelmeszesedés, visszértágulat, a trombózis, a vérnyomás-ingadozás, a szívritmuszavai' és az infarktus kialakulásáia. ismertesse ezek fogalmát. Értse a te.stedzésnek és a helyes táplálkozásnak a keringési rendszer egészsé­gére gyakorolt hatását.

KMKI.T SZINTŰ követelm ény:

e Ismertesse a hemoglobin fő ré.szeit (hem: 4 db nitrogéntartalmú gyűrű, Fe; globin: fehérje).

0 Ismertesse, hogy mi okból változhat a vér kémiai összetétele (pH, glükózszint).

o Ismertesse a sémit érfal. a vérlemezkék. a trombin. a fibrin. a kalciumion szerepét a vér­alvadás folyamatában, tudja, hogy a folyamathoz K-vitamin szükséges. Hozza össze­függésbe ezeket a véi’zékenység kialakulásával.

© Ismertesse, hogy milyen mechanizmus mozgatja a folyadékot a nyirokerekben.

© Ismertesse a nyirokrendszer felépítését.

© Hozzon példát a kapillárisok szerepére a különböző szervekben: ve.se, vékonybél, agy. máj.

124 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

© Ismeiteüse a szövelnedv ái'amlási mechanizmusát a véinyomáü és a plazfflafehéijék oz­motikus nyomásának viszonya alapján.

O Grafikonon értelmezze a vérnyomás változását, a véráramlás sebességét, az erek ke­resztmetszetének alakulását ábrázoló görbéket. Ismertesse a szívfrekvencia, a verőtér­fogat és a perctéifogat értékeit. Végezzen alapvető számításokat ezekkel az adatokkal.

© Éiteimezze, milyen tényezők segítik a vénás áiamlást.

Q) Ismertesse a szinuszcsomó és a pitvar-kamrai csomó helyzetét, funkcióját.

O A vér összetételeAz emberi vér folyékony alapállománya a vérplazm a, ezenkívül még különböző v é rse jtek e t is tartalmaz (124.1 ábra). A vérplazma nagy része víz, benne, ionok, m olekulák és kolloid m éretű fehérjék vannak oldva. Az anionok közül a kloridion (C!’) és a hiJrogén-karho- nár-ion, (HCOj*), a kationok közül a nártriumion (Na"*"), a káliumion (K'*’) és a kalciitmion (Ca-'*') a legjelentősebb. Az oldott molekulák közül a szoíőcukor és a karhamid a legfontosabb. A vérplazma fehéijéi közül dfíhrinogén a vér alvadásához nélkülözhetetlen, az dUmmim a vér oz­mózisnyomásáért felelős. A globulinok egyik típusa hor­monokat és vitaminokat szállít, egy másik pedig a szer­vezel belső védekező működésében játszik szerepet.

ver 1000 cm-'

vei-plaZiTia

56%

vcr-Icmczke

vérpliizina 560 cm^

fehérjék8‘Jfe

ionok.'glükóz

slb.2%

V ÍZ -

voros*vcrxjt

124.1. A vér összeté te le

0 A vér alakos elemeiA vér sejtei a vörösvérsejtek, a fehérvérsejtek és a vérlemezkék <i24.2.ábn»). A vörösvérsejtek

A >

száma 1 mm* vérben 5 millió. Átmérőjük 8 mikron, alakjuk fánkra emlékeztet. Kifejletten sejt­magjuk nincs. Színük a hemoglobintaitalmuknak köszönhető. Feladatuk az oxigén szállítása. Az oxigént a hemoglobin köti meg a tüdőben, és adja le a szöveteknek.A fehérvérsejtek 10-14 mikron átmérőjűek. számuk1 mm* vérben 6 -8 ezer. Nagy szerepük van a szervezet belső védekezésében.A vérlem ezkék száma I mm- vérben 4CX) 000. A vér al- vadásának fontos közreműködői.

Az egyes vérsejtek száma bizonyos esetekben eltérhet a táblázatban <i25.i.Mbi ) szereplő értéktől. A vörösvérsej­tek száma emelkedhet például a magasabb hegységekben a ritkább levegő miatt, a granulociták száma hirtelen fel­lépő fertőzések esetén, a nyiroksejtek száma pedig elhú­zódó gyulladásokkor emelkedhet.

124.2. E m beri vérsejtek m ikroszkopikus kepe: v ö rösvcrsc jt (A), fehérvérsejt {£/). vérlem ezke (C )

ANYAGSZÁLLÍTÁS AZ EMBER SZERVEZETÉBEN 125

A sejtes elem neve Vérlemezke Vörösvérsejt Falóse]tek,granulociták

Fehérvérsejtek

Makrolágok,monociták

Nyiroksejt,lím fociták

Minősége

Élettartama

Funkciója

Keletkezési lielye

Száma /m m ^ vér

sejttörmelék

véralvadásban

400 000 db

120 nap

légzési gázok szállítása

néhány nap leghosszabb élettartamú sejtek

^egen ^ n y ^ o k v a « r ^ s antigének e ii^anyag -te rm tíés

vörös csontvelő

5 000 000 db

nyirokszervek

6000-a^db125.1. A vér sejtes elemeinek jellemzői

O Ismertesse a vérzéscsillapítás és a kisebb sebek ellátási módjaitA hajszáleres vérzés (pl. horzsolások) nem jár nagy vérveszteséggel. A seb szélét ferrőrlení- feni kell. majd steril fedőkötéssel lezái ni. Visszeres vérzéskor a vér egyenletesen folyik a seb­ből. A séiült testrészt a szívnél magasabban/<'/ kell polcolni, majd uyoiuókötéssel a sebet le­záini. Ü tőeres vérzéskor a vér lüktetve jön a sebből. Az artériát ujjal le kell szorítani, olyan helyen, ahol az ajtéria csont vagy izom felett halad, és nyomókötést kell alkalmazni. A seb vég­leges ellátása orvosi feladat!

^ A nyirok és a szövetnedvA vérnyomás eredményeképpen a hajszálerek vékony falán keresztül a véiplazma folyadektar- talmán<ík egy része kiszűrődik. így jön létre a nyirok. A nyirok egy része a hajszálerek falán keresztül később visszaszívódik a vérbe, hiszen a nyirok kipréselésével egyidejűén a véiplaz­ma ozmózisnyomása egyre nő (egyre töményebb lesz). A maradék a nyirokerekben gyűlik össze. A nyirok mennyisége állandó és folyamatosan újraképződik. A nyiroknak a sejtek kö­zötti. szabadon lévő része a szövetnedv.

A nyirokkeringés lényegeA szövetnedv kisebb hányada folyamatosan a vakon végződő nyirokhajszálerekfx'n gyűlik össze. Ezek egyre nagyobb nyirokerekben szedődnek össze, végül a szív közelében a vénába torkollanak. A nyirok összetétele hasonlít a szövetnedvéhez, de sejteket, fehérjéket is tmlalmaz.

~ A hajszálerek jellemzőiA legkisebb artériákat és a legkisebb vénákat bonyolult hajszóférháíózat kapcsolja össze. Fa­lukat csak egyrétegű, redkívül vékony sejtekből álló különlef'es hám (endotéliiim) képezi. Szervezetünk sejtjei a vérrel a hajszálereken keresztül tudnak anyagforgalm at lebonyolítani.

O A szív és a koszorúerekA szív a keringési rendszer központja. A mellüreg közepén helyezkedik el. A vért ritmikus összehúzódása révén szívja be, illetve löki ki magából. Saját ingerületkeltő és -vezető rend­

1 2 6 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

a rsebes billentyűk z;tftak

a zsebex billentyűk nyitottak

szere v^in. Két pitvarból és két kam rából áll.Az egyirányú vérái<imlást a pitvaiok és a kam­rák között elhelyezkedő billentyűk biztosít­ják. és billentyűk vannak a nagy erek kilépé­sénél is (126.1. úhrH).

A iiagy vérkör a bal kamrából indul ki a főverőéren keresztül. A foveioér később verőerekre ágazik el, ezek vezetnek az egyes szervekhez. A szervekbe belépő verőerek kisebb verőerekké futnak szét, majd még to­vább ágazva, mint hajszálerek (kapillárisok), juttatják el a véit a sejtekhez. A kapillárisok kis gyűjtőerek form<yában szedődnek össze, amelyek egy nagy gyűjtőér (véna) formájá­ban lépnek ki a szervekből. A vénák két nagy gyűjtővénát képeznek, és ezek torkollanak a szív jobb pitvarába. A kis vérkör a jobb kamrából kilépő tüdőverőérrel kezdődik, amely a tüdőbe vezet. A tüdőben előbb kis artériákká, majd hajszálerekké ágazik szét. A tüdőben is a haj.szál- erek kisvénákká szedődnek össze, majd egy nagy vénaként lépnek ki onnan. A tüdővéna a bal pitvarba vezet.

a vitoi'lás biikntyűk nyitottak

126.1. A szívbillentyűk működése

a vitorl:l> billentyűk Ziírtak

O A vérnyomás fogalma és normál értékeA vérnek az érfalakra gyakorolt nyomása a vérnyomás. Ez a keringési rendszer egyes szaka­szain más és más érték. A vérnyomás eredményeképpen a haj.szálerek vékony falán keresztül a véiplazma folyadéktartalmának egy része is kiszűrődik, így jön létre a szövetnedv illetve a nyirok.

A vérnyom ásm érés az embei keringési rendszerének állapotáról alapvető fontosságú adatokat szolgáltat. Az elve az. hogy a hal felkaron futó artériát a válható vérnyomás maximu­mánál nagyobb nyomással elszorítjuk, mire a véráramlás megszűnik. Ezt követően csökkent­jük az artériára gyakorolt nyomást, és sztetoszkóppal hallgatjuk az aitériát. Amikor a vér nyomása már kissé nagyobb, mint az artériát elszorító nyomás, akkor megindul benne a vér- áramlás» és jellegzetes koppanó hangok hallhatók. Az első hang észlelésekor az artériára gyakorolt nyomás értéke hozzávetőlegesen megfelel az összehúzott szív által keltett vérnyo­más felső értékének. Ha az artéria nyomását tovább csökkentjük, akkor egyszer csak már nem hallani a hangot. Az ekkor mért nyomásérték felel meg az elernyedt szív állapotának megfelelő vérnyomás értékének. Az orvosi gyakorlatban nyugalomban, ülő vagy fekvő testhelyzetben, a felkaron, a szív magasságában mérik az artériás vérnyomást. Az egészséges ember vérnyo­mása kb. 120/80 Hgmm. Előbbi az (pxszehúzoft szív (sziszfolé) esetében mérhető, utóbbi az elernyedt szív (Jiasztolé) esetén mérhető nyomásérték.

O A lépA lép a hasüreg bal oldalán, a gyomor mögött található hosszúkás szerv, egyben a legnagyobb nyirokszefviink. Szerepe a magz<iti életben a vörösvérsejtképzés, a születést követően immun­sejtek érlelése és ellenanyagok képzése, valamint vörösvérsejt- és vasraktározás.

ANYAGSZÁLLÍTÁS AZ EMBER SZERVEZETÉBEN 127

O A vérnyomás szabályozásaAz idegrendszernek és a horm onális rendszernek a vérkeringést befolyásoló szabályozása részben közvetlenül a szívre, részben az erekre gyakorolt hatásban nyilvánul meg. A szívnek saját ingeitiletkelto és- vezető rendszere van, a működését megváltoztató befolyások ezen keresztül érvényesülnek. Szim patikus h a tá sra (adrenalin) a szív működé.se gyorsul, a váz­izmok. a koszorúerek, valamint az agy erei kitágulnak, a vérnyomás emelkedik. Paraszim pa­tikus h a tá s ra a változás fordított. A reflexes szabályozás nyomásreceptorai az aortában vannak, a központ a nyúltveloben, ahol vérnyomás-emelkedést eredményező éi'szűkítő és vér­nyomáscsökkenést eredményező értágító idegsejtcsopoilok találhatók. A választ vivő rostok részben a bolygóideg paraszimpatikus rostjai, részben a gerincvelő mellkasi szakaszából ki­lépő szimpatikus idegrostok.

<D A véreloszlás az emberi szervezetbenA táblázat (127.1. áb ra) első oszlopa egy felnőtt em ber szerveinek a töm egét adja m eg kilo­gram m ban, a második oszlop az á tla g o s nyu- fialmi perctérfogat m egoszlását m utatja az egyes szervek között. A harmadik oszlop egy felnőtt személy szervein percenként keresztül­folyó vénnennyiséget mutatja, teriíeíés közhen. Az em ber perctérfogata = pulzusszám x pul­zustérfogat. am ely átlagosan 70 x 70 cm^-re, azaz m integy 5 dm^ véit jelent. A vérellátás megváltoziísakor mindig figyelembe kell venni, hogy a keringő vér mennyisége állandónak te­kinthető. Tehát, ha valahol nő az egy perc alatt átfolyó vér m ennyisége, akkor v.alahol azzal a m ennyiséggel csökken is.

A szerv tömege/kg

Perctér­fogat meg­

oszlása (%)

Terheléskorátfolyó

vérmennyíségcm^/perc

szívizom 0.35 5

vázizmok 33,6 15 16910

vese 0,35 23 1280

má] 2.8 28 1568

bőr 4.2 8

agy 1.4 14 784

más szervek 27.3 7

127.1. A vér eloszlásai az emberi szervezetben

O A vérkeringési rendszer betegségeiMagyarországon minden második ember szív- és énendszeri betegségben hal meg. Ezt a ma­gas gyakoriságot főként a lakosság helytelen életmódja okozza. Túl sok a zsír- és szénhidrát­fogyasztás; gyakoii a mozgásszegény életmód ezek következménye a túltápláltság, a gyakori stresszáUapot és a zaklatott életnukl. A túlzott alkoholfogyasztás és a dohányzás is a keringési megbetegedések rizikófaktorai. A keringési lendszer megbetegedéseiből származó magas ha­lálozási arány megváltoztatható. A zsírszegény, vitaminokban gazdag, egészséges táplálko­zással. rendszeres mozgással, a dohányzás mellőzésével, rendezett életmóddal.

A m agas vérnyom ás (hipertónia) az artériás vérnyomás tartós emelkedése. Közvetlenül is súlyos rendellenességeket okoz. Ilyenkora bal kamrának nagyobb ellenállást kell legyőznie. A nagyobb munka érdekében szívmegnagyohhodás következik be. A nagyobb működésre kényszeiülő szív kitágul, izomrostjai megnyúlnak, összehúzódása fokozódik, ami idővel szív­elégtelenséghez vezet. Ebben az állapotban súlyos koszorúér-rendellenességek jönnek létre.

1 2 8 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

az erek beszűkülése miatt nagymértékben növekedik a szívizominfarkfus (szívizomelhalás) valószműsége. A magas vérnyomás növeli az érelmeszesedést, ami fokozza az infarktusve­szélyt, de a magas vérnyomás növeli az agyvéizés és a veseeléfftelenség kialakulásának valószínűségét is. Ezek a következmények a magas vérnyomás kezelésével megelőzhetők.

A véralvadási faktorok bármelyikének hiánya vérzékenységet idéz elő. Az esetek többsé­gében a véi'zékenység örökletes, a betegség nemhez kötötten öröklődik, mert a gén az X-kro- moszómában található. A vérzékeny ember vére nem tud megalvadni. Ilyenkor ütődés, séiülés, foghúzás vagy műtét után a sérülés helyéről a vér szivárog, és az ízületekben, az izmokban és a testüregben néhány óra alatt jelentős vérömleny jöhet létre. Súlyosabb esetben ez halálos veszélyt is jelenthet.

Ha a véralvadásgátló anyagok hiányosan termelődnek, akkor sérülés nélkül következik be az énendszerben véialvadás. Ilyenkor vérrög, trombus keletkezik, azaz fromhózis jön létre. Az alvadt vérrög leválhat képződési helyéről, és az éipályában tovasodródhat. Egy szűkebb érszakaszban megakadhat, és ott érelzáródást okozhat. Az elzárt érszakasz által táplált temlet elhalhat. Ha nagyobb érben akad meg egy vérrög, például a tüdő. az agy vagy a szív ereiben, akkor az hirtelen halált okozhat.

A vérerek megbetegedése az érelm eszesedés. Az érelmeszesedés úgy jön létre, hogy az erek belső, eleinte sima felszínére a vér által szállított anyagokból zsírtartalmú anyagok, főleg koleszterinmolekulák rakódnak le, később pedig mész válik ki erre, és az erek fala me- révvé válik, átmérőjük pedig lecsökken. így érszűkület jön létre, amely veszélyezteti egyes szervek vérellátását. Az érelmeszesedés és az érszűkület kialakulását erőteljesen segíti a nagy mennyiségű állati zsiradék fogyasztása, az elhízás, a dohányzás és a mozgásszegény életmód.

A szív saját vérellátását biztosító ereknek, a koszorúereknek az elmeszescdése egyes .szív- izomteiületeknek a vérellátási zavarához, majd a működésük leállásához vezethet, ez a szív- izoniiiifarktiis. Jellemző tünetei az igen erős, mellkast szorító fájdalom, amely gyakran a bal vállba és a kaiba is kisugái'zik; verejtékezés, hányinger kíséri. A bekövetkezett infarktusok egy része azonban „néma”, a beteg észre sem veszi, és csak egy későbbi vizsgálatból deiiil rá fény. Hazánkban 1971 óta évente mintegy 30 000 szívinfarktus történik, és az adatok azóta sem mu­tatnak semmi javulást.

Az alsó végtagon a bőrfelszín alatt futó vénák kitágulhatnak és megnyúlhatnak. Ez a vissz­értágu lat. Ilyenkor a vér pang a vénákban, mozgása lelassul. A betegség elsősorban álló fog- lalkozásúakra jellemző. Álló testhelyzetben a gyűjtőerekben lévő véroszlop egész súlya az alsó végtag vénáira nehezedik. Ezért alakul ki a betegség, amely megfelelő cipővel megelőzhető. Súlyosabb esetekben a visszértágulat csak műtét útján szüntethető meg.Vérszegénység esetében nem a beteg vére lesz kevesebb, hanem a vörösvértestjeinek a szó­rna lesz aUtcsonyahh. Ennek több oka lehet. A vashiányos vérszegénységben a szervezetben nem áll elegendő vas rendelkezésre a hemoglobin szintéziséhez. Például terhesség esetén sok vasat veszít a női szervezet, mert a magzatnak is magas a vasszükséglete. Hasonlóképpen je ­lentős vasveszteséget okoz a szülés során bekövetkező véi'zés és a szoptatás is, hiszen az anya­tej is tartalmaz vasat. A vashiányos vérszegénység jellegzetes tüneteket okoz: fáradtság, étvágytalanság, fejfájás és szédülés alakul ki. Sajnos ezek a tünetek sok más betegségnél is felléphetnek, ezért a vashiány sokáig rejtve maradhat. A hiányzó vasmennyiséget elsősorban tojással és állati belső részekkel (velő. máj. vese. szív) lehet pótolni. Vérszegénységet okozhat a vörösvérsejtképzés más okból kialakuló zavara is. Ilyen a vészes vérszegénység, amelyet

ANYAGSZÁLLÍTÁS AZ EMBER SZERVEZETÉBEN 129

a B |2-vitamin hiánya okoz. Vérszegénységgel jár egy másik vitamin, a folsav hiánya is. Ki­alakulhat öröklött jellegű vérszegénység is. Ennek során hibás szerkezetű hemoglobinmo- iekulák képződnek, amelyek kevesebb oxigénmolekula szállítására képesek. Ezt az öröklött betegséget sarlósejtes vérszegénységnek nevezik, meit a vörösvéi^sejtek a hibás hemoglobin­molekula miatt sailó alakúvá válnak. Vérszegénységet okoz a csontvelo elégtelen m űködése is, amely például radioaktív sugárzás hatására is kialakulhat.

129.1. A hemoglobin felépítése

0 A hemoglobin összetételeA hciiiog lob in egy összetett fehérje (129.1. ábra).Nem fehéijetennészetű molekularésze a hem. Ez egy porfirínvúzból áll, amelynek közepéhez egy Fe^*-ion kapcsolódik. A porfirinváz négy pirrol* gyűrűből áll, oly módon, hogy a pinolmolekulák egy síkban helyezkednek el, a nitrogénatomjuk a váz belseje felé fordul. A pirrolokat (-C H =) csoportok kapcsolják egym áshoz a 2* é s 4* szén­atomok között. A giohin a molekula fehérjerésze, négy nagy alegységből áll.

0 A vér kémiai jellemzőinek változásaiA vér kém iai jellcm /m a ver biológiai működéséből egyenesen következik. A vérplazma p ll- ja foly­tonos ingadoziist mutat. A szövetekből a vérplazmába diíTundáló szén-dioxid a sava»; irányba mozdítja a pH-t. a külső légzés változ<ísai (pl. a szén-dioxid Iead«ís) a lúgos irányba. A vörösvertcstek szén-di- oxid-sz«íllító működése (a hídrogén-karbonátanion és a kloridion reverzibilis cseréje) a vérplazma ioii- össze!éleiének állandó változásával jár. A z oldott molekulákat tekintve a glükóz, a zsírsavak, a sza­bad aininosav. a szabad nukleotidok szintje stb. az anyagcsere-folyiunatokmik m egfelelően szinten változik. A májkapuér véreben például a felszívódás következtében általában a glükóz szintje maga­sabb az átlagosnál, míg a májban és az izmokb<m a glükogénfelépítés miatt csökken. A veiplazma oz- molikris értéke is állandóan változik, a hajsz<tlerek kezdeti szakaszán, a nyirokkiszűrődés kezdetekor alacsonyabb, a vízvesztés hatására azonban az albuminkoncentráció növekedése miatt a hajszálér végső sz;tkasz<ín magasabb.

O A véralvadásA z ember vére az erekből kikerülve gyorsan niegaivad. A z alvadás egy sok lépésből álló. összetett folyamat. Megindulásiíhoz vérlemezkékre é s Jihrinre van szükség. A fibi in a vérplazmában lévő fihrí- nogénlMJl keletkezik Inmihin hatására. A trombin protromhin fonnában van a véiplazmában, és ion szükséges az átalakuláshoz.

0 A folyadék mozgása a nyirokerekbenA sejtközölli folyadék \ isszajutlatúsára alakult ki a nyirokkeringés. A nyirokkeringésben a nyirok nagyon lassan áramlik. A z áramlá.<<t a vázizmokban jelentkező ixom punipa, a nyirokerek falában szét.szórtan található sim ai/on ielcinck . illetve a .szív szívóhatása segíti. A nyirok egyirányú áramlá.sát a nyirokérben elhelyezkedő billentyűk biztosítják.

130 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

0 A nyirokrendszer felépítéseA scjtlíözötti folyadék visszajuttatására ahtkult ki a iiyirokkc- r in g cs. A szövetekben vakon kezdődő nyiiokhajszálerek összegyűjtik a felesleges folyadékot, aií»ely mint iiyin>k árajn- lik a sz ív felé. A nyirokkapillárisok nyirokerekké egyesül­nek. m elyek áthaladnak a nyirokcsom ókon é s a nyirok- szeiA'ckben. A nyirokcsomók a test hajlataiban helyezkednek el. K ötőszövetes tok veszi körül őket, m elyből válaszfahtk ágaznak befelé. A z így elválasztott területeken találhatók a nyiroktüszők. A testből érkező nyirokerck a mellvezetékbe torkollnak. így a nyirok visszajut a vérbe. (130.1.úbru)

O A hajszálerek szerepe különböző szervekbenA h ajs/á lerck feladata a sejtek oxigénnel é s tápanyaggal való ellátása, a honnonhatású anyagok célba juttatása, a bomlás- termékek felvétele. A hajszálerek falának áteresztőképessége <izonban eltérő lehet. pl. az agy hajsz<ileieinek az áteresztő­képessége kisebb méitékű. ezért igen jelentős a szűrőfunk­ciója. Ezt az úgynevezett vcr-ag>' gát látja el.

A i 1

nyirokcsoinó

csccNcmrt-mirigy f

(líinusz)

mell-vezeték

vörös csíMítvek?

130.1. A nyirokrendszer és a nyirok­csomó

0 A szövetnedv áramlási mechanizmusaA kapillárisok szerepe a vér és a szöveti folyadékok közötti anya^kicserélődés biztosítása. A kapillá­risok falán iiz itnyagok dijfúiióval, a konccnlnk:Íókülönb.scgcknck (a purciiUis nyomáskülönbségeknek) m egfelelően jutnak át. A kapillárisokon átfolyó vér és a szöveti folyadék között hidrosztatikai és oz ­motikus nyomáskülönbség is fennáll. így e három nyomáskülönbség eredője szabja meg a kapillárisok falán át történő anyagvándorlás irányát.

O Vérkeringés! görbék elemzése

haflöerö: 100 H^mm

130.2. A vérnyomás csökkenése a keringési rendszer- 130.3. A vér áramlási sebessége a szcr\'ckbcn ben

ANYAGSZÁLLÍTÁS AZ EMBER SZERVEZETÉBEN 131

Az ér átmérője

Az ér falvastagsága

A vértartalom a teljes vértértogat %-ában

ÖsszKeresztmetszet

131.1. A z erek összkeresztinetszetének inegosziúsa

1 Aorta Artéria KIsartéria Kapilláris Kisvéna Véna Nagyvéna

2.5 cm 0.4 cm 30 mm 5 mm 20 mm 0.5 cm 3 cm

2 mm 1 mm 20 mm 1 mm 2 mm 0.5 mm 1,5 mm

2% 8% 1% 5% 54%

4cm2 12crr>2 300 cm^ 3500 cm^ 3000 cm2 30 cm^ 8crt^

kPa 100

0

kPa 10

ka p tU rcM k vénák

visszakenJntfcanyagok

Mrtogat

térfogat

vérnyomás

lagy-xmik

131.2. A nyom ásviszonyok vállozí'isa a k ü lönböző erekben

0 A Vénás áramlásA vénás rendszerben a kis vcmyomáskülönb.ség miatt a vér egyirányú tnozgóxáí billentyűk biztosít­ják. Ezek hatása a végtagok vénáiban a l«^elentősebb. A vénák vékony falu nem képes ellenállni a vázizm ok összehúz6dá.sakor a rájuk ható nyomá-snak, így ilyenkor kipréselődik belőlük a vér. Ez <tz i/om p tim p a . mely szintén elősegíti a vénás <íntmlást. A vénák tágulékonysága is jelentős. A Jobb szívfél elernyedésekor, illetve a ineliüregben belégzéskor létrejövő s/ivóhatás is segíti a vér áramlá.sát a gyűjtőerekben.

A szinuszcsomó és a pitvarkamrai csomóA szti" autonóm szei'v, sajáí ingeriUetkeUő- és- ve­ze tő rendszere van, inelyeket speciális szívizom ­sejtek alkotnak. <131.1. áhra)

A jobb pitvar falában elhelyezkedő syiinus/- csom ó percenként kb. 72 alkalommal kelt ingeiü- letet. E z előbb a jobb, majd a bal pitviu' izomzatúira fejt ki hatást. A keletkezett ingerületet a p itvar- kaiiirsii (.‘som ó, majd a llís*kötcg továbbítja, így a potenciálváltoz<ts a kél kamra közötti válasz­falba jut. A His-köteg elágazik, és a két T aw ara- s /^ ro ii továbbítja az ingerületet a szívcsúcs felé.A csúcsnál a Tawara-szárak vékony sziilakra, a I^irkinje-n>stokra oszlanak, melyek kö-zvetle- nül ingerük a kamrák munkaizomzatát.

piU’urokHis-kőteg

szinusz-csoinó

pitvar-kiunraicsomó

uwaru'NZitr

Puikinje-roNtok

kiuniúk

131.3. A s z ív in g e rü le tk e ltő és v e ze tő rendszere

132 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

2 8 . A kiválasztásKÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Hasonlítsa össze a kiválasztás és az elválasztás funkcióját.

© Sorolja fel, majd ábrán ismerje fel a vizeletkiválasztó rendszer főbb részeit. Tudja, hogy a vesében víz. glükóz, sók. karbannid viss2:aszívása. gyógyszerek, ionok (pl. hidrogén- ion) kiválasztása történik. Ismertesse a vizelet főbb összetevőit: víz, kaii>amid. Na'*’. K'*', C l’, gyógyszerek, hormonok.

© Tudja, hogy mi és hogyan befolyásolja a vizelet összetételét és mennyiségét.

O M agyaiázza el, hogy egészséges emberben miért nem lehet fehérje, glükóz és vér a vizeletben.

© Indokolja a folyadékbevitel jelentő.ségét a vesekőképződés megelőzésében.

© Ismertesse a művesekezelés jelentőségét.

KMKLT SZINTŰ követelm ény:

O Ismertesse a bőr, a máj, a tüdő, a végbél és a vese szerepét a kiválasztásban.

© Ismertesse a kiválasztás három részfolyamatát: szűrletképzés. visszaszívás, kiválasztás (e;(kréció). Ismertesse a nefron működését: vesetestecske (tok, hajszálérgomolyag, csa­tornák, a csatorna falát behálózó hajszálerek) funkcióit, a szűrletképzés aktív és pasz- szív folyamatait. Elemezze a vizeletképződés folyamatát a vér, a tokban és a csatorná­ban lévő folyadék, valamint a vizelet összetétele alapján.

© Ismertesse a vazopresszin (ADH) és az aldoszteron szerepét a folyadéktérfogat és a só- háztartás szabályozásában.

o A kiválasztás és az elválasztásAz elválasztás élettani értelemben olyan anyagok termelése és ürítése, amelyeket a szervezet a továbbiakban valamilyen célra felhasznál. Az elválasztás mirigyekben történik, amelyek lehetnek külső elválasztásúak. mint nfaggyúm irigy vagy a hasnyálmirigy hasnyáltermelő tevékenysége, és lehelnek belső elválasztásúak. mint a honnon/ennefőszeivek. A kül.ső e l­választás sajátossága, hogy a váladék a termelőmirigyből kivezetőcsövön külső vagy belső testfelszínre ömlik, a belső elválasztás esetén pedig kivezetőcső nélkül a mirigyet átszövő haj­szálérhálózat véráramába jut.

A k iválasztás ezzel szemben a szervezet feleslegessé váló anyagainak az eltávolítását jelenti.

© A vizeletkiválasztó szervrendszer felépítése és működéseA kiválasztó szervrendszer (i.í.vi. úhni)távoirtja el a bomlástennékeket, a felesleges vizet és só­kat a szervezetből, valamint részt vesz a testnedvek kémhatásának szabályozásában is.

AKIVÁLASZTÁS 133

mellékvese —

tesitnagyvena

h úgy­hólyag

a ve>e ci ei

vese

7 húgyvezeték

húgycsí

bcvezet<Skisaitéria

érgo»K»lyag(kapitlárisok)

az elvezel^csatoina kezdeti szakasza

az elvezetöcsaloma távolabbi szakasza

kivezetikisartéría

Bo\viT)an*td<

133.1. A kívúliisztó szciYicndszci felépítése 133.2. A vesetestecske felépítése

A vesék bab alakúak, hosszuk 12-14 cm, a hasüreg hátsó olckilán, a gerincoszlop mellett találhatók. K éregállom ányból és veloáiloniányból állnak, középsó részük a vesemedence. Homorulatuknál található a vesekapu, itt lép be a veseverőér. itt lép ki a vese gyűjtoere és a húgyvezeték. A vese kéregállományában találhatók a vesetestecskék (KU2 .ábr«), bennük történik a vérplazma átszűrése. A számuk egy vesében közel egymillió. Kehelyszerűen kiszé­lesedő, kettős falú tokkal kezdődnek, és egy-egy, a vese verőeréből szétágazó hajszálérgomo- lyagot fognak közre. A hajszálérben átfolyó vérből fehérjementes véiplazma szűrődik a ke­hely belsejébe. A kehely elvezető szára a vese velőállományát képező vesecsatornácskában folytatódik. A csatornának egy leszálló és egy hajtűszerűen visszaforduló felszálló ága van, amely visszavezet a vesekéregbe. A kiszűrődött vérplazma a szűrlet. amely sok vizelj i(mo- kar, karham kh t és más homfástennékeket. valamint szőiőcHkrot tartalmaz. Napi mennyisége a két vesében kb. 180 liter. A szűrlet anyagainak nagy többsége a kanyanila tos csatorna falán keresztül visszaszívódik a vese kéregállományát elhagyó, és a velőállományát is átszövő haj­szálerekbe (i.vu. ábra). Visszaszívódik a víz nagy része, az összes szőlőcukor, az aminosavak, valamint a különböző ionok többsége. Csupán a felesleges víz és a bomlástermékek jó része

A VESE HOSSZ.METSZCTE VIZ£LBTKÉPZŐ EGYSÉG (NEFRON)

hajszítléi- goiwlyag

tok

vesc-medence

vel<Vállomány

OJkéreg- húgy-

álk>mány vezetéka vese­

medencéhezhajsZiílerek

ANYACVANDORIÁS A KIVÁLASZTÁ.'v SORÁN

szűrés

133.3. A v ize le tkép zésb en k ö zre m ű k ö d ő részek

134 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

kerül ki belőle. A folyamat eredménye a vizelet, ennek napi mennyisége kb. 1,5 1. A vissza­szívás mellett a csatornák aktív k iválasztást is végeznek, azaz a vizeletbe továbbítják azo- kát a felesleges anyagokat, amelyek a tokban nem a kívánt mennyiségben szűrődnek ki. így üiülnek ki például egyes gyógyszerek bomlástermékei. A kanyaixilatos csatornák gyííjtocsa- to rn ák k á egyesülnek, amelyek a veloáilomány belső szélén elhelyezkedő vesepiram isok csúcsán nyílnak a vesemedencébe.

A vesemedencébol a vizelet a húgyvezeték perisztaltikus mozgása révén a húgyhólyag­b a jut. ahonnan a húgycsövön át ürül.

O A vizelet összetételének és mennyiségének a szabályozásaA szervezet belső tereinek össz-víztaitalma (véiplazma. nyirok, a sejtek víztaitalma stb.) hoz­závetőlegesen állandó élték. Ezéit fokozott folyadékfogyasztás esetén több, de hígabb vizelet üiiil. Vízhiányos állapotban viszont sokkal kevesebb, de jóval töményebb a vizelet. (134.1.ábra)

^ M iért nem lehet fetiérje, glükóz és vér a vizeletben?A vizelet a szűrletből alakul ki az elvezetőcsatornákban és a gyűjtőcsatornákban. A szurlet keletkezése a Bow man-tokban [bómen] lévőhajszálérgomolyagból fizikai okok miatt jön létre. A megnövekedő nyomás átpréseli a véiplazma víztartalmának és ionjainak egy részét a haj­szálér falán, és keresztüljut az éifalon a glükóz is. A fehérjem olekulák azonban nagy mére­tüknél fogva mái' a szűrletbe sem kerülnek be, a vérplazmában maradnak, megnövelve ezzel annak sűrűségét (ozmózisnyomását). Hasonlóan nem jutnak ki a szűrletbe a még nagyobb mé­retű sejtés elemek sem a vérből. Fehérje és sejtek tehát már a szurletben sincsenek. A kanya- rulatos csatorna kezdeti szakaszán az el vezetőcsatorna falát átszövő hajszálerek a szervezet számái'a szükséges anyagokat visszaszfvják a vérbe a szűrletből. mindenekelőtt a glükóz tel­jes mennyiségét. A visszaszívás aktív eronszporttal történik.

( vízhiány ) ♦ ♦

t ozmotikus pitvari i nyotnás nyomás

[ fokozott vübevitei ] ♦ ♦

1 pitvari ozmMikus \ nyomás nyomás

csOkkert vizkiválasztás

söteiesteg♦

vértérfogat t

s6Nány ] ♦

l vértérfogat

töményebbvizeiet

foltozottvizürités

soKtiwzeiet

fokozott sOkíváiasztás

134.1. A v íz - és a sóanyagcscic szab iilyo ziisa

AKIVÁLASZTÁS 135

- A vesekő képződéseA vesekövek a vizeletben lévő anyagok kikristályosodása során keletkező sziláid anyagok. Többségük kalcium-oxaláhlditcúmú, de más szerves sók is részt vesznek a felépítésükben. Elősegítik a kőképződést a húgyúti gyulladások, a vizelet pangása a vesében, a kőkristályok anyagában (pl. oxalátokban) gazdag táplálék és a csökkent folyadékbevitel. A betegség meg­előzése érdekében sokat kell inni, meit a bőséges folyadékbevitel a vizeletürítést segíti, és ki­sebb a valószínűsége az anyagok kikristályosodásának. Az ismételt kőképződés valószínűsége diétával csökkenthető. Kerülni kell a lej és tejtermékek túlzott fogyasztását és az oxalátokban gazdag növényi táplálékot (pl. sóska). A vesekövek méretétől függ, hogy a vesében maradnak, vagy a vizelettel elindulnak a húgyhólyag felé. Előbbi esetben a beteg akái‘ tünetmentes is le­het. Ha a kő elindul a veséből, hiilelen fellépő erós fájdalom jelentkezik, ez a vesegörcs tünete. A fájdalmat a húgyutakban a kő haladása okozza. Ha a kő viszonylag kicsi, akkor a húgycsö- vön át eltávozhat. Ha nagyobb, és ezért megakad a húgyvezetékben, akkor műtéttel kell el­távolítani. Az utóbbi időben néhány korszerű „kőtörési” eljárást is bevezettek az orvosi gya­korlatban. amelyek segítségével gyakran műtét nélkül eltávolíthatók a nagyobb vesekövek is.

O A művesekezelésMindkét vese elégtelen működése esetén kerül sor niuvesekezelésre. A művese olyan készü­lék. amelyet csak három-négy naponként kötnek a beteg énendszerére. A berendezésben a vér és a dializáló oldat között féligáfereszfo hártya van. Mivel a diafizóló otdathan kisebb az old­ható anyagok koncentrációja, a vérből a kisebb molekulák, közöttük a méreganyagok, az o l­datba diffundálnak. Ha a dializáló oldatot folyamatosan cserélik, akkor a méreganyagok el­távozása is folyamatossá válik. A kezelés időtaitama 4 -8 óra, és 50-60% -kal csökkenhet a vérben a bomlástermékek szintje, d.^s.i.áhm)

Egy másik eljárás során a hasüregben dializálják a beteg vérét. Ebben az esetben a hashái - tya a féligáteresztő membrán. Az élő hasháilya hajszálerekkel bőven átszőtt, ezeken át diffun- dál ki a bomlástermék. A hasüregbe dializáló oldatot juttatnak, a hajszálerekből megindul a méreganyagok kiáramlása az oldatba. A méreggel telítődött oldatot 45 perc után leszívják, és tiszta oldatot juttatnak a helyébe. A kezelés 24 -36 órán át tail. és a beteg állapotától füg­gően hetente 2-3-szor szükséges.

u

u .P - iV ^ y

dializálófolyadék

diatizátor o • o

OUUZATUM.

o fehérje

• . • K>n •

• .karb'amid* * ’

■ • V - ' V - / : ; - .

_____-dializáló .membrán

135.1. A d ia liz iílils vázhtta

136 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

O A bőr, a máj, a tüdő és a végbél szerepe a kiválasztásbanA kiválasztó szervrendszer mellett fontos kiválasztó működést végez a bőrünk is. hiszen a felesleges víz egy része valamennyi ionnal együtt a bőrön át is eltávolításra kerül. Ezért verejtékezünk sok fo ­lyadék elfogyasztása után hűvös helyen, é s teljes nyugalomban egyaránt. A tü d ő a szén>dioxid eltá> volításával. a vcgbcl a széklet ürítésével ugyancsak számos anyag eltávolításában, kiválasztásában részt vesz. A máj elsősorban a különböző bomlástennékek, például a hcmoglo-bin felesleges anyagait választja ki az epébe.

k^regdlltm ány

O A kiválasztás részfolyamataiA kanyarulatos csatorn<Ínak egy lesziilló és egy hajtűszerűen visszaforduló felsz«illó ága van, amely visszavezet a vesekéregbe (I.Vi.1. ábra). A kiszűrő­dött vérplazma a szűrk‘1. A szűrlet sok vizet, ionokat, karbamidot é s más bomlástermékeket, valamint szőlőcukrot tailalmaz. A szűrlet napi m ennyisége a két vesében kb. 180 liter. A szűrlet anyagainak nagy többsége azonban a kanyarula­tos cscitorna falán keresztül vissziíszívódik a vese kéregállományát elhagyó, és a velőállományát is átszövő hajsz<ilerekbe. Visszaszívódik a v íz nagy része, az ö ssze s szőlőcukor, az am inosavak. valamint a különböző ionok többsége. A veséből kilépő vér összetétele ezért megközelíti a belépő ér vérösszetételét, csupán a felesleges víz és a bőm* lásteimékek jó része hiányzik belőle.

A kiinyaiulatos csatom<íkban a szűrlet inennyi* sége tehát jelentősen lecsökken, és az összetétele is m egváltozik. A folyamat ereditíénye a v i/c let. ennek napi m ennyisége kb. 1,5 1. A visszaszívás mellett a kanyaiulatos csatornák aktív kiválasz­tást is végeznek, azaz a vizeletbe továbbítják azokat a felesleges anyagokat, «imelyek a tokban nem a kívá.nt m ennyiségben szűrődnek ki. így ürülnek ki például egyes gyógyszerek bomlástemiékci.

O A vazopresszin és az aldoszteron hatása a vese működéséreA kiválasztás szabályozása elsősorban honnonális úton történik. (A szervcz.etben egy „denervált” - idegeitől m egfosztott - vese éppen úgy működik, mint egy idegekkel ellátott.) Ha a vérplazma oz­motikus koncentrációja nő, a hifxtUilaniusz oz/norefiuUtciós közixnUja ezt a rajta átfolyó vérből érzé­keli. é s a nagysejtes idegmagja által termelt vazopresszin honnon m ennyisége a vérben növekedni fog. Ennek következtében fokozódik a vesecsatornácskákban a víz visszaszívása. Fordított esetben a m ellékvesekéreg legkülső rétegében term elődő aldosztcronszínt em elkedik, amely a nátrium- és egyéb ionok visszaszívását fokozza.

A vazopre.sszÍn egy peptid, a hipotalamusz termeli és a hipofízis hátulsó lebenye tárolja, onnan kerül a vérbe. Hatását a vesecsatomácskák felsz<ílló szakaszainak végén, a disztális tubulusban fejti ki. A z aldoszteron egy szteránvázas hormon, a m elékvese kéregállományának legkülső rétege termeli. Hatását a vesecsatomácskák felsz<illó szakaszában fejti ki.

venu veltTíillomány

136.1. A nefron részei

AZ IMMUNITÁS 137

2 9 . Az immunitásKÖZÉPSZINTŰ követelmény:

O Éltelmezze az antitest, antigén, immunitás fogalmát.

© Sorolja fel az immunrendszer jellemző sejtjeit (falósejtek, nyiroksejtek). Ismertesse a me­móriasejtek szerepét a másodlagos immunválasz kialakításában. Magyai'ázza meg a gyul­ladás tüneteit, kialakulásának okát. Ismertesse a falósejtek szerepét és a genny eredetét. (Emelt szint: Hasonlítsa össze a nem specifikus és specifikus immunválaszt.)

o Ismertesse az immunizálás különbözó típusait (aktív, passzív, természetes, mesterséges). Minden típusra mondjon példát.

O Hozzon példát a Magyaiországon kötelező védőoltásokra.

© Magyarázza el a víms és a baktérium által okozott betegségek eltérő kezelésének okát.

© Ismertesse Pasteur és Semmelweis tudománytörténeti jelentőségét.

© Ismertesse ázABO- és az Rh-vércsoportrendszert. Ismertesse az anyai Rh-összeférhe- tetlenség jelenségét.

© Ismertesse a vérátömlesztés és a véradás jelentőségét. Ismertesse a szervátüiteté.sekkel kapcsolatos gyakorlati és etikai problémákat.

© Ismertesse a láz védekezésben betöltött szerepét és a lázcsillapítás módjait.

© M agyarázzad az alleigia (pl. asztm a) kialakulását, tudjon felsorolni allergén anyagokat, értse az allergiák és a környezetszennyezés közti kapcsolatot.

EMKI.T SZINTŰ követelm ény:

Q Magyarázza el a rendszer működésének lényegét: az idegen anyag megtalálásának a módját, felismeréséi, az immunglobulinok jelentőségét, az idegen anyag megsemmisí­tését.

Ismertesse a vérszérum fogalmát. Ismertesse az autoimmun beteg.ségek lényegét.

O Az immunitással kapcsolatos alapfogalmakAz im m unrendszer funkciója a sejtek, a szervezet integritásának a védelme.A ntigén: Minden idegen anyag, amely az immunrendszert aktiválja.A ntitest: Az antigének ellen termelt anyagok gyűjtőneve.Im m unitás: Belső védettség az antigének ellen.

© Az immunsejtek és működésükKétfajta immunválaszt ismerünk. Ha a bejutott idegen anyag természetétől független az im­munválasz. akkor nem fajlagos. Ha attól függő, fajlagos a védekezés módja.

A nem fajlagos immunválaszok közös sajátossága, hogy az idegen anyagok okozta sejtsé­rülések hatásái a a sejtekből egy hisztaniin nevű anyag szabadul fel. Ennek hatására a szövetek

138 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

hajszálerei kitágulnak, és belőlük neu tro tll g ranulociták lépnek ki a sejtek közötti terekbe és fo^ocitózissot elpusztítják a kórokozókat. A fehérvérsejtekkel együtt különböző fehérjék is kijutnak az erekből, mindez a kötőszövet ozmotikus értékét megnövelve vízáramlást ered­ményez a folyamat helyére. Az így keletkező vizenyős duzzadmány az ödém a, amely feszíti a bőrt, ezért fáj, és a megnövekedett hajszálérhálózat miatt később piros lesz. Ez a gyulladás. Nagyobb számú idegen sejt esetén a védekezésben részt vevő fehérvérsejtek elpusztulnak, és az elpusztult szövetmaradványokkal együtt a gennyet képezik.

A fajlagos (specifikus) immunválaszt vímsok, idegen sejtek vagy testidegen kémiai anya­gok válthatják ki. A szervezet kifejezetten az ilyen antigének ellen állít elő egy specifikus fehérjetermészetű ellenanyagot, az an titestet (i.w.i. ábra). Az antitestek az antigénekhez kötőd­nek, és olyan komplexet hoznak létre, amelyet egy másik fehérvérsejttípus, a nionociták ké­pesek bekebelezni.

Az antitest-antigén reakciókban a nyiroksejteknek vagy lim focitáknak van szerepük. Kétféle immunválasz lehetséges: A „sejtes” immunválasz adásáért a T-Iim fociták felelősek, amelyek a csecsemőmirigyben válnak érett immunsejtekké. Működésük során az antigénhez kapcsolódnak, és kicsapják őket. Az „antitestes” immunválasz során az egyéb nyirokszervek­ben (gaiat, és torokmandulák, a hasháityán és a vékonybél falában lévő nyiroktüszők és cso­mók stb.) beérő B-limfociták a felelősek. Válaszaik specifikusak, az általuk termelt specifikus fehérjék kapcsolódnak az antigénekhez, és azokat kicsapják. (i.w.i.ábra)

bekebelezésfalös^ -

bemutatás

antigén(vírus)

lebontás, az antígénrészlet

megjelenítése

segítő T-sejt “ 1

▼osztódást seri<entó anyaaok

termelése

fertőzöttsejt

a nyifoksejt (T-sejt) íebsmerl a s^át sejtet

és az antigént

menióriasejt

a fertőzött sejt és a nyiroks^

ősszeka(>csolóaása

a fertőzött sejt elpusztulása

a nyiroks^ (B-sejt)

és az antigén (baktérium)

össze­kapcsolódása

osztódástserkentőanyagok

• •osztódás

sejt

az utódsejtek átalakulása (plazmasejt)

ellenanyag-termelés

az ellenanyag és az antigén

össze­kapcsolódása

/ o \^ '1/

f d \ -

O i

138.1. A sejthez é s az ellenitnyaghoz kötött im m unváhisz

AZ IMMUNITÁS 139

az el $ú antigén második megjelenése

O Az immunizálás típusaiAz ember élete során számos fertőző betegsé­get minden orvosi segítség nélkül átvészel, és meggyógyul. vSokszor ugyanazt a betegsé­get többször nem is kapja meg. A fertőző be­tegségekből való kigyógyulás aktív, term é­szetes imm unitást alakít ki (139.1. úbra). Ez a szerzett im m unitás. A teiiTiészetes immu­nitásnak azonban van passzív formája is. Ez alakul ki a magzatban, amikor az anyá/ól ké­szen kap immunanyagokaí. vagy a csecsemő­ben, amikor az anyatejjel jut ezekhez az anya­gokhoz. A szerzett immunitásnak azonban nemcsak természetes, hanem mesterséges for­mája is van. Ezeket az immunfolyamatokat alakítják ki védőoltásokkal.A védőoltásokkal végzett mesterséges im m unizálás során aktív vagy passzív immunitás jöhet létre. Mesterséges aktív immunitás akkor alakul ki, ha a védőoltásban élő, legyengített vagy elölt kórokozót, esetleg annak valamilyen anyagátjuttatják be a szervezetbe. Ilyenkor ugyan­az történik, mintha természetes úton érte volna fertőzés az embert. A mesterséges passzív immunitás során kész ellenanyagot juttatnak az emberi szervezetbe. A sikeres védőoltás elő­feltétele a hatékony oltóanyag és a működőképes immunrendszer.

egy antigén megjelenése

átm^ieti váftozattansdg (akár év«kig ts)

14 antigén megjelenése

139.1. A z <mtitcsl tciinci6dc.sc az antigén hatásaim

O Magyarországon kötelező védőoltásokA kötelező védőoltások jegyzéke: himlő, diftéria. szamárköhögés, tetanusz, gyermekbénulás, kanyart, rubeola, mumpsz. (i.^9 .2 .ábra)

Folyamatos oltás életkor Megjegyzés Kampányoitás Életkor Meglegyzés

BCG 0 -6 . hét az esetek többségében szülészeti intézményben DiPerTe + OPV 6 . év ol^óberben az általános

iskolák 1. osztályábanHI8

DiPerTe l/a + IPV

2 . hónap

3. hónap _Díftéfia-tetanusz - emlékeztető 11. év szeptemberben az általános

iskolák VI. osztályában

DiPerTe iyb + OPV

DiPerTe l/c + OPV

4. hónap

5. hónap

-MMR CijraoKás 11. év októberben az általános

iskolák VI. osztályában

MMR 4- OPV 15.hónap - Hepatitis 6 14. év októberben az általános iskolák VIII. osztályában

Hi8

DiPerTe 11 + OPV

15 .hónap

3. év

emlékeztetőHepatitis B 6 hónap

múlva emlékeztető

139.2. V édőoltások . BCG: B;icÍltusCcilm ette*Guerin (tuberku lózise llen i o ltóanyag). H ÍR: H aem ophilus influenzáé B. D iP c íT c : d iftc ria+ pc ilu ssz is+ tc tanusz. iP V : inaktivált poliovíioisviíkcina. O PV : o rá lis poliov írusvakcina. M M R: m orbilii+ inum psz+ rubeo la

140 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

O A vírusbetegségek és a baktériumok által okozott megbetegedések eltérő kezelésének okai

A bak té rium ok által okozott megbetegedések ellen ma már hatékony gyógyszereket alkal­maznak, elsősorban különböző antibiotikum okat. Az antibiotikumok azonban a vírusok ellen hatástalanok. A vírusbetegségek gyógyításáia kevés hatékony gyógyszert ismerünk. A gyó­gyítás elsősorban az immunrendszer erősítésén alapszik, mert így le tudja a beteg gyűrni a fertőzést.

O Louis Pasteur tevékenységeU m is Pasteur (1822-1895) francia kutató 1862-ben híres kísérletével egyértelműen bebizo- nyítottci. hogy élő anyag Csak élő anyagból keletkezhet, ugyanis tökéletesen steril húslevesből főzött, lezárt táptalajkészítményeiben nem jelentek meg baktériumok. Felismerte a baktériu­moknak a különböző eijesztési folyamatokban játszott szerepét. Tevékenységével elévülhetet­len érdemeket szei^ett a gyógyászatban is. Nevéhez fűződik a sterilitási eljárás tökéletesítése, először alkalmazott autoklávokat, amelyekben magas hőmérsékleten és nagyobb nyomáson a baktériumok spóráit is sikeióilt elpusztítania. Eljárásokat dolgozott ki a betegségeket oko­zó mikrobák legyengítésére, és elsőként állított elő oltóanyagot a lépfene és a veszettség ellen. Párizsban létrehozta a Pasteur Intézetet, amely a védőoltások kialakítilsának és gyártásának központja lett. megteremtve ezzel a mesterséges immunizálás korszerű gyakorlatát.

Semmelweis Ignác tevékenységeSemmelweis (1818-1865) oi-vos volt. A fertőzés okával kapcsolatban Pasteunal azonos következtetésre jutott. A gyennekágyi láz kialakulásának okaként a boncolást is végző szü­lészorvosokat jelölte meg, akik a boncolás során kezükie keiült kórokozókat terjesztették a frissen szült nőkben. Elrendelte a fertőtlenítést. Ennek köszönhetően a halálozások száma lényegesen csökkent. Kortársai idegenkedve fogadták elméletét, de Pasteur tevékenysége utólag igazolta elképzeléseinek helyességét.

O A vércsoportokKülönleges immunfolyamatok a vércsoport-reakciók. Ismeietük a vérátömelesztések miatt fon­tos. Az emberi vörösvéi'sejtek felületén ugyanis olyan antigének vannak, amelyek egy más vér- csopoitú ember véiplazmájába kerülve immunválaszt váltanak ki (i4i.i. ábra). Kétféle antigént ismerünk, ezeket 4, illetve B betűkkel jelöljük. Az A-antigént tartalmazó emberek i4-, a B-an- tigént tartalmazók ^-vércsoportúak. Az is előfoidul, hogy egy személy vérében mindkét an-

✓tigén jelen van a vörösvértestekhez kötve, ebben az esetben A5-vércsoportú az illető. Am az is lehetséges, hogy mindkét antigén hiányzik, ekkor 0-ás vércsoportról beszélünk. A veszély abból adódik, hogy a szervezetből hiányzó antigén antitestje viszont megtalálható minden ember vér- plazmájában. Így az/4-vércsoportú ember véiplazmájában a B-antigén elleni antitest van meg, a ^-vércsoportú embei vérplazmájában pedig az A-antigén elleni. Az /1^-vércsoportú embei vérében nincs antitest, a ö-ás vércsoportú ember vérében pedig mindkét antitest megtalálható. Ezért vérátömlesztéskor csak az azonos vércsoportú emberek vére adható a rászorulóknak.

AZ IMMUNITÁS 141

TípusokVörös vértest

Antigén

Vérplazma

Antitest (ellenanyag)

>l-vércs0p0ft A-antigén antl-B

ABO- ő-vércsoport 6*antigén anti'Avércsoportrendszer /Ifi-vércsoport A-antigén és B-antigén - (sem anti-A, sem anti-B)

-vércsoport - (sem A-. sem B*antigén) anti-A és anti-B

Rh- Rh-pozitív vércsoport D-antigén -

vércsoporlrendszer Rh-r>egativ vércsoport - (nincs 0-antigén) - (nincs anti-0)

141.1. A vcrcsopoilok jellemzői

Az R h-vércsoportok kutatása a vérátömlesztéssel kapcsolatos összeférhetetlenségek, és egyes terhességek esetén, rendszerint a második vagy a harmadik gyerek esetében jelent­kező vércsoport-összeférhetetlenségek miatt került az előtérbe. Ma már tudjuk a látszólag vá­ratlanul és megmagyarázhatatlannak tűnő módon jelentkező vérte.stkicsapódások okát. Ha ugyanis Rh-negatív anyában Rh-pozitív magzat fogant, akkor az első terhesség általában még zavartalan. Ugyanis a magzati vörösvérsejtek csak a szülés idején kemlnek kapcsolatba az anya szervezetével. Mivel ezek a D-antigén miatt ismeretlenek az anya számára, immun­reakció indul be a magzati vörösvérsejrek ellen. Ez a már megszületett újszülöttre nézve nem jelent veszélyt, annál inkább a leendő második gyermek számára. Ha ugyanis az hmminreakvió végbemegy, akkor már a második terhesség előtt készen állnak az ellenanyagok, amelyek diffúzióval átjuthatnak a magzatba, ahol súlyos helyzetet teremtenek. Hatásukra kicsapódik a magzat vörösvérsejtjeinek egy része,^ a kialakuló vérszegénység miatt a magzat tápanyag- és oxigénhiányos lesz, ezért fejlődése súlyos zavarokat szenved, sőt már a méhen belül elpusz­tulhat. Szerencsére a veszélyeztetett magzatok károsodása ma már megelőzhető. Az Rh- negatív vércsoportú anyák minden szülés után 72 órán belül D-<infigén elleni eilenanyagof kapnak, ami elpusztítja az antigéneket, és így megakadályozza, hogy az anyai szervezet im- munizálódjon ellenük.

O A vérátömlesztés és a véradás jelentőségeAz emberek már évszázadok óta kísérleteket tettek arra, hogy a vérveszteséget idegen vén ei pótolják. Eleinte állati vénei próbálkoztak, azonban nyilvánvalóvá vált. hogy ez nem járható út. Hamarosan kiderült az is, hogy a vérátömlesztés veszélyeit nem a véralvadás okozza. Amikor Líimlsteiner [lántstejner] felfedezte a z v é r c s o p o r t r e n d s z e r t , akkor nemcsak a vörösvérsejtek felszínén elhelyezkedő, a más vércsoportú ember számáia antigént jelentő vércsoportanyagokat fedezte fel, hanem azt is, hogy a vérplazmában vannak antitest jellegű fehérjék is. (i42.i.ábra)

A legelső vérátömlesztések során még közvetlenül emberből emberbe adták a vért, mert csiik az 1920- as években fedezték fel azt, hogy a nátrium-citrát megakadályozza a vér alvadását, és ez a vegyület ve­szélytelen az cml)cne. Ezáltal lehetővé váll az, hogy a vért előre levegyék, tárolják, és csak később adják

142 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

be a betegnek. Ehhez a ver tartós tiuolását is m eg kellett oldani (inélyfagyasztás).A negyvenes evek második felében lehetővé váll a levett vér alkotóelemekre bontása is. Ez azéil volt nagy előrelépés, meil sok esetben a betegnek csak a vér egyes elem eire van szük­sége. A vérszegény embernek például leginkább a vörösvér- sejtek kellenek, a vér többi része nem. Más betegeknek viszont csak a véi'plazma szükséges, vagy annak valamelyik alkotó* elem e.Napjainkban közel fél liter véi1 vesznek le -az előzetesen m eg­vizsgált, egészséges véradótól. Egyszer használatos műanyag zsitkban tárolják a vert. különlegesen tiszta levegőjű köiülmé- nyek között külön csírátlanítják is. Olyan oldatot adnak a vér­hez, am ely meggátolja az alvadását. táplálja es erősíti a vörös- vérsejteket. Ma már olyan oldatok is vannak, amelyek hatására 3 5 -4 2 napig is eltailható a vér + 4 *C hőméi^sékleten. Nem min­den esetben tárolják a teljes vért, hanem egy részét nagy sebes­ségű ultracentrifugában alkotóelemeire választják szét. az elvált kom ponenseket külön tárolják, vagy vérkészítményeket állí­tanak e lő belőlük.

vfttliap6

vM k K o 0 0o O o • Oo O e • oo o o O oa vorOsvtrselKk Id u ' let ievóanbQtnek

a ve ip ia m ae len inya ija í

avorosvefstiiefckicsapódása

O vanlócsapM ás

• nincs kicsapM ás

a vörösvérsejtek kicsapódása hibás vérátömiesziéskor

(

142.1. Különböző vcicsopoiiok közötti véradilsi lehetőségek

Véli csak egészséges embeitől vesznek, ennek ellenére a levett véit további vizsgálatoknak vetik alá. Ezek a vizsgálatok elsosoiban a B- és a C-típusii májgyulladás, a vérbaj és az AIDS- betegség kórokozója ellen kialakult ellenanyagok kimutatására irányulnak. Ha bármelyiket megtalálják a vérben, akkor az nem adható senkinek.

O A láz és a lázcsillapításA láz az egyik legjellemzőbb tünete a megbetegedéseknek. A láz nemcsak az állandó testho- mérsékletű állatokban, hanem hüllőkben, kétéltűekben és halakban is előfordul. Ha állandó testhőmérséklelű élőlényben alakul ki, a szervezet ügy viselkedik, mintha a normálisnál ma­gasabb hőmérséklet lenne a megfelelő számára. (Mintha egy teiTnosztáttal szabályozott fűtésű rendszenű szobában a termosztát „kell” értékét magasabbra állították volna.) A szervezet hőreceptorai jelzik, hogy a pillanatnyi hőmérséklet alacsonyabb, ezéil a hőtermelő mechaniz­musok működésbe lépnek. A bőr erei összehúzódnak, hogy csökkentsék a hőleadást, az izmok pedig működésbe lépnek (hidegrázás).A láz kiváltója rendszerint valamilyen ^yiilUuIás, efuloto.xinok jelenléte stb. Hatására a mono- citák é s a májsejtek inferleukin-I nevű fehérjét termelnek. Ez a fehérje a limfocitákra hatva aktivizálja az immunrendszert, azonban a hőtermelő központokra is hatással van, és a lázat eredményezi. A láz evolúció során történt kialakulása, főképpen azonban fennmaradása, valószínűleg azzal van összefüggésben, hogy a hőmérséklet kismértékű emelkedése legtöbb mikroorganizmus szaporodását gátolja* tehát a láznak önmagában is van immunológiai jelen­tősége. Ugyanakkor a magasabb testhőmérséklet jelentősen felgyorsítja különböző immun- fehérjék termelését is. Ha az ember testhőmérséklete eléri a 43 -ot, beállhat a halál.A lázcsillapítás gyógyszeresen d fűtókőzponf működésének mérséklésén alapszik. Az egyéb módszerek közül a hőelvonás fokozásával lehet a lázat csökkenti (pl. „priznicezés” , amely so­rán a beteg testét nedves lepedőbe csavarják).

AZ IMMUNITÁS 143

íD Az allergiaA z a l le r g ia tú léreék en y ség en a lap u ló im m u n h eteg ség s a m ely o ly a n an tig én ek e lle n alakul k i , a m ely e k e g y é b ­ként a sz erv ezet szám ára eg y á lta lá n n em v e sz é ly e se k .E zek leh etn ek n ö v én y i (I43.i. ábra) v a g y állati ered etűek , szárm azhatnak g o m b á k tó l, leh etn ek b u k té iiu m o k é s kü­lö n b ö z ő v eg y szerek . A llerg iá s m e g b e te g e d é s a c sa lá n k i­ü tés, a szén anáth a , az e k c é m a stb.

A z a lle r g ia e l s ő típ u sa a tú lé r z é k e n y s é g i rea k c ió , m ely során az allergén h e ly i gyu fh u tá st vá lt ki a szövetek ­ben (b o ip ír , tü sszö g és. k ön n yezés stb.). S ú lyosab b esetek ­

b en a r e a k c ió nem m arad lo k a lizá lt, é s a z e g é s z szerv ezetre k iterjed , ún. an qftla .x iá t o k o zv a . E z so k k o s á lla p o th o z v e z e t , a m e ly k e z e lé s nélkü l akár halált is ok o zh a t.

143.1. A z a lle rg iá t o k o zó parlagfű

(D A saját és az idegenA z esetek túlnyomó többségében az Immunrendszer csuk teslidegen unyagoki a (antigénekre) reagál, m cil az imuuinreiulszer képes a sa já t anyttp>kat a z idegenektől niegkülönhözieini. Ez <iz immunsejt felületén lévő antigénreceptor és az antigén találkoz^lsa révén jön létre. A z élő szervezet minden egyes sejtje - a vörösvérsejtek kivételével membránjának külső felszínén sajítt hovatartoziísát jelző „lendsziímtábhíkat”. úgynevezett hiszioktmtfHilihilitási antigéneket hordoz. Ezek révén azonosítja az immunrendszer az egyén saját sejtjeit, és ismeri fel az idegen anyagokat. Ezek a rendsziímtáblák a 6 -o s kromoszóma négy régiója által kódoltak, és embernél kb. 3 0 -5 0 génből állnak. Ha egy saját sejtet elpusztít egy vírusfertőzés vagy valamilyen idegen anyag, akkor az immunrendszer ezt a sejtet kiküszöböli. Ilyenkor azonban a már elpusztult sejt ellen mint antigén ellen lép fel az immunreakció.

A szervátültetések közül a veseátültetést végzik a legrégebb óla és a legnagyobb számban, rend­szerint teljes sikenel. Fontos, hogy a donor, a vesét adó szem ély, im m unológiailag minél tökélete­sebben azonos legyen a vesét befogadó beteggel. Szervdonorok lehetnek balesetben elhunytak. Ilyenkor az a beteg kapja m eg a szervet, akinek legjobban egyeznek az immunológiai jellem zői az el­hunytéval. Gyakran végeznek élődonoros szervátültetést, ahol a donor a beteg egyik családtagja.

0 A vérszérumA véiplazmából az alvadás souín egy siírgás színű folyadék, a véi'szérum (vérsavó) válik ki. azaz a vér­szérum nem má.s, mint a fibrinogén-, fibrinmentes véiplazma. (A vérplazma és a véi'szérum megkülön­böztetésnek az oka. hogy a vérszérum a plazmával ellentétben nem alvad m eg.)

Az autoimmun betegségekN on nális esetben a szervezet saját anyagaival é s sejtjeivel szem ben nem indít immunreakciót. Ez iiiinu intolcranciát jelent, amin a saját sejtek ellen irányuló immunsejtek (kiónok) működésének a blokkolását értjük. Ha a blokkolt sejtcsaládok felsz<ibadulnak a gátlás alól, akkor autoín iiiu iii be- tef^scg jön létre. Ezt a hibás működést az esetek többségében víioisfertőzés. vagy nem specifikus, sejt- osztódást kiváltó anyag okozza. A z autoimmun reakció kialakulhat a szervezet saját anyagainak a megváltozíisa miatt is. Ebben az esetben az immunreakció a megváltozott szövet vagy anyag ellen irányul. A z ilyen esetben képződő antitesteket gyakran „takarító proteineknek” nevezik, mert ezek a zavart okozó, elváltozott szövetrészek eltávolításiua jönnek létre.

144 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

3 0 . Az ember szaporodása és egyedfejlődéseKÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Ismertesse a férfi és női nemi szervek felépítését, működését, valamint a megtennéke- nyítés folyamatát.

© Ismertesse a nem meghatározottságát (kromoszomális, ivarmirigy általi, másodlagos, pszichés).

© Ismerjen fel ábráiól petesejtet és hímivarsejtet, és ezek részeit.

O Ismertesse az ember magzati fejlődésének fő szakaszait, a terhesség, a szülés, a szop­tatás biológiai folyamatait, a méhlepény és a magzatvíz szerepét.

Ismertesse az ember posztembrionális fejlődésének szakaszait, ezek időtartamát és leg­jellem zőbb változásait (tömeg- és hosszgyarapodás, fogak megjelenése, járás, beszéd, jellem ző tevékenység, nemi érés, a gondolkodásmód változása).

© Ismertesse az akceleráció fogalmát.

O Ismertesse az öregedés során bekövetkező biológiai változásokat a szervezet, a szervek szintjén.

© Tudjon különbségei tenni a klinikai és a biológiai halál között.

© Ismertesse az eutanázia biológiai és etikai vonatkozásait.

© Ismertesse a családtervezés különböző módjait, a terhességi tesztek lényegét, a terhes­ségmegszakítás lehetséges következményeit.

© Ismertesse a meddőség gyakoribb okait és az ezeket korrigáló orvosi beavatkozások lényegét, valamint a kapcsolódó etikai problémákat (mesterséges ondóbevitel, lombik­bébi, béranyaság, klónozás). Ismerte.sse a várandósság jeleit, a terhesgondozás jelen­tőségét, a terhesség és szoptatás alatt követendő életmódot, a szoptatás előnyeit a cse­csemőre és az anyáia nézve.

Ismertesse, hogyan előzhetők meg a nemi úton terjedő betegségek (szifilisz, AIDS, gombás betegségek).

Ismertesse a rendszeres nőgyógyászati szűrővizsgálat jelentőségét.

KMKI.T SZINTŰ követelm ény:

O Magyarázza el a magzati és anyai vérkeringés kapcsolatát.

O A nemi szervek felépítése és működéseAz ember váltivarú élőlény, azaz közöttünk nőnemű vagy hímnemű egyedek élnek.

A féifiak ivai sejtjeit, a spewüumokat, a páros herék termelik (145.1. áhí-a). A nők ivarmirigyei a páros petefészkek. A petefészkek működése ciklusos. Bennük ugyanis több százezer, már a megszületésre kifejlődött fiiszor találunk, amelyek közül, az ivaiérettségtől kezdve, átlagosan 28 naponként érik meg egy-egy petesejtté (145.2. úi>ni).

AZ EMBER SZAPORODÁSA ÉS EGYEDFEJLŐDÉSE 145

hújtylióly;ig

húgyhólyag

145.1. A fcifi ivarszcívci

(isajkak

145.2. A nő Iviirszcrvci

O A nem meghatározottságaAz ivaimirigyek által meghatározott nemet szokták elsődleges nem i jellegnek nevezni. A m ásodlagos nemi jellegek (a nemi szervek különbözőségén túl) a meglévő alkati, élettani és pszichológiai eltérések a két nem között, ilyen például a férfiak erőteljesebb testszőrzete, mélyebb han^a, keskenyebb csípője, erőteljesebb izomzata stb. A krom oszom álís nem a kro­moszómák által meghatáiozolt nem, a nők esetében ez XX. a férfiak esetében XY ivaii kromo­szómákat jelent. A pszichoszexuális nem a felnőtt személy szexuális magataitását jelzi, ez határozza meg a nemi identitást (ki milyen neműnek vallja magát).

0 A petesejt és a hímívarsejtA petefészkek működése ciklusos. Bennük ugyanis több százezer, már a megszületésre kifejlődött tüszőt találunk, amelyek közül, az ivarérettségtől kezdve, átlagosan 28 naponként érik meg egy-egy petesejtté. A petesejt az emberi test egyik legnagyobb sejtje. Gömbölyded alakú, .sejtmagja nagy. és taitalék tápanyagot, sziket taitalmaz. Aktív mozgásra nem képes. Az érett tüszők is termelnek ivaii hormonokat. A tiiszőhonnonok vagy ösztrogéuek alakít­ják ki a nőkre jellem ző m ásodlagos nemi jellegeket.

Az érett petesejt kilökődik a tüszőből, ez a folyamat az ovuláció. A petesejt a méh- küitön és a petevezetőn keresztül a méhbe jut. Vándorlását a petevezeték csillós hámja biztosítja, ugyanis a pete aktív mozgásra nem képes. A petefészekben a kilökődött tüsző helyén sár^iotesf keletkezik, amely ugyan­csak egy hormont kezd termelni, a progeszte- ront. Hatására a méhnyálkahártya duzzadttá válik, és alkalmas lesz arra. hogy az odaér­kező petesejtet, ha az megteimékenyült, befo­gadja, majd táplálni tudja. (I45..í.ábra)

ViíndoriiÍN. b;u'.tzdálódásinéh

145.3. A m egte l m é k e n y íté s tó l u beágyitzód«ísig

146 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

A féiTiak ivarsejtjeit. a sperm ium okat, a páros herék termelik. A hímivarsejtek aktív helyváltoztato mozgásra képes sejtek. Feji, nyaki és farki részből állnak. Utóbbi egy ostor, ennek segítségével mozognak. A herék a hasüregen kívül, a herezacskóban helyezkednek el. Bonyolult lefutású csatornarendszerből és a közöttük lévő kötőszövetből állnak. Kettős mű­ködésűek. Egyrészt a c.satornák hámjából az ivarérettséget követően folyamatosan termelnek hímivarsejteket, másrészt a csittornák közötti szövet férfi nemi hormont, tesztoszterout termel.

O Az ember embrionális fejlődéseAz em ber egyedfejlődése a m egterm ékenyüléssel kezdődik. A zigóta gyors barázdá lódás­nak indul, és mint hólyagcsíra tapad meg, majd ágyazódik be a méhnyálkaháilyába.

A hólyagcsíra belsejébe sejtek nyomulnak be, és létrehozzák az em briócsom ót. Ebben két egymással érintkező hólyag keletkezik, az am nionüreg és a szikzacskó. A két hólyag össze­simuló fala képezi az em briópajzsot, ebből fejlődik tovább az embrió.

Az embi ió fejlődése .során differenciálódik, csíralemezeket hoz létre, amelyek benyomul­nak az amnionüregbe. Legelőször a külső csíralem ezből az idegrendszer kezdeménye alakul ki, előbb a velőlemez, majd a velőbarázda, végül a velőcső. Ezt követően a belső csírale­m ezből a bélcső kezdeménye alakul ki. A középső csíralem ezből pedig a gerinchúr, az izomlemez, az elemi érc.ső, majd a test vázrendszere, vázizom kezdeménye, a szív és az ér­rendszer.

A fejlődés során a szikzacskó eltűnik, az amnionüreg fala belső m agzatbu rokká válik. A külső magzatburok a hólyagcsíra sejtjeiből és a méhnyálkaháityából álakul ki. A külső magzalburkon bolyhok jelennek meg» és a méhnyálkaháilyával kialakítják a méhlei>ényt. A bel.so magzatburok magzatvizet termel, amelyik védi az embriót.

c in c /

M t . t i e i n c /

12 niipos (0.8 mm) 16 mipos (1.2 mm)

I vétó iéi

21 niipos (2 mm)

Íu U ik u l< V ftd R ^^Z lo p

35 napos (8 -1 0 m m )

méhlepény

3 hónapos (1 0 -1 5 cm )

146.2. A z e m b e r e m b rio n á lis fe jlő d ésén ek fő b b á ilom ása i

AZ EMBER SZAPORODÁSA ÉS EGYEDFEJLŐDÉSE 147

O Az ember posztembríonális életének szakaszaiA pos/.tem bríonálís fejlődés több kisebb szakaszra oszt­ható fel (147.1. ábra). A születés után 10-14 napig tart az ú jszü lö ttk o r, I éves korig pedig a csecsem őkor.A csecsemőkorban a testhossz havonta átlagosan 2 cm-t nő, a testtömeg egyéves korban a születési tömeg háiom- szorosa. A harmadik életévig tart a ko ra i gyerm ekkor, amelyet más néven kisdedkornak is hívnak. Az egyéves kisgyerm ek már szavakat mond. Ezután a k isgyer­m ekkor következik, amely a negyedik évtől a hetedik évig tart. Testgyarapodásuk üteme ekkor is gyors. Hat­éves korban kezdődik meg a fogváltás. A legfontosabb tevékenységük ekkor a játék. Ezután a kölyökkor kö­vetkezik, vagy más néven prepuhertáxkor. Ez a fiúknál 12. a lányoknál 11 éves korig tart. Ekkor már a játék mellett a tanulás is fontos tevékenységi forma. Ezután a serdü lőkor, a pubertáskor következik, ami a fiúknál a 16. évig, a lányoknál pedig 15 éves korig tart. Ekkoralakulnak ki a másodlagos nemi jellegek, bekövetkezik a lányoknál az első menstruáció, a fiúk hangja mutál. Az ifjúkor, kor, a fiúknál a 21., a lányoknál a 20. életévig tart.Ekkorra befejeződik a testi fejlődés, megkezdődik az érett kor. más néven fe ln ő ttk o r első szakasza, am elyet aüuítus kornak is hívnak, és mindkét nemben a 35. életévvel ér véget. A második szakasz, a mafurus, a férfiaknál a 60., a nőknél az 55. évig tart. Ezután az idős.kor következik, amelyet széniuntnak is neveznek, mindkét nemnél a 74. életévig tart. Az aggkor határa mindkét nemben 90 év. a hosszú élet kora pedig 90 év felett kezdődik. Ezt a beosztást 1965-ben M oszkvában, egy nemzetközi konferencián fogadták el. A hatá­rok természetesen nem tekinthetők teljesen merevnek, hiszen azokat megállapodás alapján jelö lték meg.

147.1. Posztembrionális fejlődés sZiikiLsz«ii

O Az akcelerációA XX. században felgyorsult az em ber posztembrionális fejlődésének üteme. A fejlődés «/- talános felgyorsulása észlelhető, ez a jelenség az akceleráció. (A szó latin eredetű, gyorsulást jelent.) Az ember gyorsabban nő, hamarabb lesz ivarérett. Míg Semnnelweis adatai szerint az első menstmáció ideje a serdülő lányoknál 15 és 19 év között volt, napjainkban ez átlagosan 12-14 éves korban következik be. Az emberek hamarabb érik el végleges termetüket. Már az új.szülött testhossza és testsúlya is nagyobb, mint a korábbi generációknál. A tejfogak korábban bújnak ki, a maradandó fogak korábban törnek át. A testhossz és a testtömeg növekedése már a csec.semőkorban, de végig a gyermekkorban és a serdülőkorban is nagyobb és gyorsabb, mint a korábbi generációké volt.

Az akceleráció nem magyarázható egyértelműen csak az anyagi jóléttel, de mindenesetre bizonyítja, hogy a társadalmi-gazdasági létfeltételek javulása felgyorsítja és javítja a biológiai fejlődést is. Az akceleráció bekövetkezését tapasztathatjuk a pszichikum egyes szféráinak fej­lődésében is.

148 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

Az éitelml fejlődés gyorsulásának még nyilvánvalóbb oka az ingerdús környezet. Ezt a csa­ládnak. az oktato-nevei^ intézmények rendszerének, a tömegkommunikációs eszközöknek és az egész közművelődés fejlődésének javára írhatjuk.

O Az öregedésAz emben öregedésnek határozott jelei vannak. A M r ráncossá válik, veszít rugalmasságából, kísérő tünet az őszülés és a hajhullás is. A fogak fokozódó elvesztése mellett gyakran ínysor­vadás is megfigyelhető. A c.sontok veszítenek szilárdságukból, törékennyé válnak. Csökken a testmagasság és a testi erő. Az érrendszer is lugalmatlanná válik, emelkedik a vérnyomás. Csökken a gyomorsav tennelése, enzimhiányossá válik a máj és a hasnyálmirigy működése is. A vese vesetestecskéinek száma felére redukálódik. Öregkori távollátás alakul ki, hallás­csökkenés jön létie. Az agyvelő súlya már a 25. év után csökkenni kezd, és hetvenéves korig mintegy 100 grammal kisebb súlyúvá válik, mindez az alkalmazkodóképesség csökkenését vonja maga után. Az öreg ember fáradékonnyá válik, csökken az összpontosítási képessége, romlik az emlékezete. A szellemi teljesítménycsökkenése azonban nem törvényszenS. Meg­felelő szellemi tréning mellett magas életkorban is kiemelkedő tudományos és művészeti te­vékenység fejthető ki. Ezt számos kiváló tudós és művész élete bizonyítja.

O A halálA klin ikai halál állapotában a szívműködés és a légzés leáll. A haldokló még újraéleszt­hető, ha ez az állapot nem tart négy percnél tovább. A biológiai halál akkor következik be, amikor a központi idegrendszer működése is megszűnik. Ha a központi idegrendszer négy­öt percig nem kap oxigént, bekövetkezik az agyhalál. A .szív és a vese mintegy 12, a szaru­hártya 24 órával az agyhalál után még eredményesen átültethető.

O Az eutanáziaAz eu tanázia a „kegyes halál” . Saját vagy a hozzátaitozók kérésére egyes országokban alkal­mazható súlyos, gyógyíthatatlan betegségek esetén. Az eutanázia valójában gyilkosság, ezért súlyos etikai kérdéseket vet fel. Hazánkban nem alkalmazható. A passzív euíanázhi során az életet. így a szenvedést is meghosszabbító orvosi berendezések és beavatkozások leállítá.sa révén következik be a halál. Az akfív eutanázio esetében a szenvedő, de tudatánál lévő beteg halálba segítése méreginjekcióval történik.

Hazánkban minden cselekvőképes beteget megillet az ellátás visszautasításának joga. Az életmentő beavatkozást (pl. újraélesztést) visszautasítani csak akkor van lehetőség, ha a be­tegség az orvostudomány mai állása szerint gyógyíthatatlan, és az adott e.setben nagyon rö­vid időn belül halálhoz vezet a kezelés fenntartása mellett is. Ekkoi' is egy három tagból álló bizottság vizsgálja meg a beteget, hogy a betegsége és állapota megfelel-e a kritériumoknak.

A családtervezésA megfelelő időpontban vállalt terhesség jelenti a családtervezést. Ehhez hozzátailozik, hogy amíg a nő nem vállalkozhat szülésre, addig a p<u1nereknek gondoskodniuk kell a fogam zás­

AZ EMBER SZAPORODÁSA ÉS EGYEDFEJLŐDÉSE 149

gátlásról. Sajnos ez sok esetben elmarad. A fiatalok és a felnőttek egyaránt felelősek azért, hogy hazánkban rendkívül gyakori a terhesség mesterséges megszoktrása, a művi ahoríifsz. A terhességmegszakítás nem a fogamzásgátlás eszköze. Ezek a műtétek nemcsak a nők egész­ségét veszélyeztetik, hanem súlyos szövődményekkel járhatnak, nehezíthetik a későbbi teher­beesést. esetleg meddőséget okoznak, növelik a vetélés és a koraszülés gyakoriságát.

A fogamzásgátlás egyik lehetséges eszköze az ovuláció időpon tjának m eghatározása. Szintén régóta alkalmazott fogamzásgátló eszköz a gumi óvszer, amelyet az erekcióban lévő hímvesszőre kell felhúzni. A korszerű kondomok - helyes használat esetén - ma már nagyon megbízhatóak, megbízhatóságuk 99% körül van. Mind a mai napig egyedül a gumi óvszer nyújt hatásos védelmet az AIDS és más szexuális úton átvihető feitőző betegségek ellen. Isme­rünk méhbe felhelyezett m echanikus fogam zásgátló eszközöket is. Az eszközt mintegy három évig lehet a méhben hagyni, azután cserére szorul. Némelyik nő ilyen eszközt nem használhat, meit az szövődményeket okoz. az eszköz kilökődik, vagy erős fájdalmak és véizés miatt el kell távolítani. Napjainkban egyre többféle fogam zásgátló tab le tta kapható. Ezek nemi hormonokat taitalmaznak. ezéil 16 éves kor alatt nem alkalmazhatóak, meit a fiatal lányok hormonális rendszere ekkor még nem fejlődött ki teljesen. A tablettában beadott ivari hormonokkal többnyire az ovuláció gátlását lehet elérni. Elméletileg - az előírások betartása esetén - terhesség nem alakulhat ki.

O A meddőség és a terhességA terhesség első jele a menstruáció elmaradása. Ezzel együtt az emlőbimbók sötétednek, az emlő duzzadni kezd. hányinger jelentkezik, fokozódhat a szagok iránti érzékenység. A ter­hességet korai stádiumában azonban csak az orvos tudja egyértelműen megállapítani, illetve az otthon is végrehajtható terhességi teszlek segíthetnek a megállapításában. A terhességi tesztek olyan indikátoipapírok, amelyek a női vizeletben jelentkező magasabb hormonszin­tet jelzik színelváltozással, ami a terhesség következménye.A m esterséges ondóbevitel az ondó női ivarutakba történő mesterséges bejuttatása. A lom- h ikbéhik megtermékenyítése történik mesterségesen, a méhen kívül, később a fejlődő zigóta kerül visszaültetésre az anyaméhbe. A béranyaság azt jelenti, hogy a mesterségesen megter­mékenyített petesejtet nem az édesanya méhébe ültetik vissza, holott a petesejt tőle, a hímivar­sejt pedig az apától származott.

A terhes kismamák a terhesgondozás során a szülész-nőgyógyász szakorvostól és a védő­nőtől folyamatosan tájékoztatást kapnak az egészséges (a magzat legoptimálisabb fejlődéséhez szükséges) életmódra vonatkozóan, illetve figyelemmel kísérik a magzat fejlődését, valamint a kismama egészségi állapotát. A tervezett fogamzást megelőzően a nőnek legalább háiom hónap felkészülési időt kell szánni a gyermekvállalásra. Ekkor abba kell hagyni a fogamzás- gátló tabletták szedését, a dohányzást, az alkoholfogyasztást, csökkenteni, lehetőleg megszün­tetni a káros anyagok pl. a koffein bevitelét. A táplálkozásban követni kell a változatosság és a mértékletesség elvét, biztosítani kell a megfelelő fehérje-, vitamin-, ásványianyag- és rostbevitelt. A megfelelő mozgás csökkenti a kismama túlzott testsúly növekedésének koc­kázatát, a légzési és keringési rendszerének felkészülését a fokozott terhelésre.

Az újszülöttek és a csecsemők számáia a legideálisabb táplálék a^ anyatej. Ez nemcsak a legoptimálisabb összetételben tartalmazza a tápanyagokat, hanem pótolhatatlan védőanya­

150 A2 EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI I.

gokat is tuilaimuz a még kialakulatlan védekezorendszer működésének segítésére. A szoptatás­nak a legm egtele l^b táplálás mellett pszichés jelentősége van az újszülött és a csecsemő lelki fejlődésében, a kismama és a gyermeke közötti kötődés kialakulásában.

A nemi úton terjedő betegségekA szexuális úton terjedő nemi betegségek a férfiakat és a nőket egyaránt fenyegetik. Mind a férfi, mind a női nemi szerveket érhetik gombás fertőzések. Ugyancsak mindkét nemet érinti a T richom onas-tertőzés [trihomonasz], amelyet egysejtű ostoros élőlény. aTrichom onas vaginalis okoz. A baktériumok okozta megbetegedések közül a szifilisz (luesz, vérbaj. buja­kor) korokozója egy baktérium. Ha a betegséget nem kezelik, akkor testszeile apró, piros, viszkető, lencsényi kiütések jelennek meg. Később a kóra belső szerveket is megtámadhatja, végül a beteg halálát okozza. A betegség antibiotikumokkal jól gyógyítható. A tr ip p e r az egyik leggyakoribb nemi betegség, amely már évezredek óta ismert. A kórokozó baktérium kizárólag közvetlen kontaktus útján feitőz. Vannak olyan fertőző betegségek is, amelyek nem a nemi szerveket érintik, de a fertőzések egy része .szexuális úton történik. Ilyen például a fertőző májgyulladás, amelyet a hepatitisz B-víius okoz. Az ilyen fertőzések 40Vfc-a szexuális úton történik. A legsúlyosabb ilyen beteg.ség az AIDS. A szexuális kapcsolat során nemcsak fertőző betegségek, hanem élősködők (rühességet okozó atka, lapostetű) is terjedhetnek.

0 A rendszeres nőgyógyászati vizsgálatok jelentőségeA szűrővizsgálatok elsősorban a jól karbantartható vagy időben felismerve gyógyítható be­tegségek kimutatását szolgálják. A nőgyógyászati szűrővizsgálatokon mindén 2 0 -3 0 év kö- zötti nőnek kétévente, 30 -60 év közöttieknek évente részt kell vennie. így korai stádiumban felismerhető és gyógyítható az emlő- éa a méhnyakrák. valamint több más veszélyes betegség.

O A magzati és az anyai vérkeringés vázlataA z anya é s a magzat vérkeringése nincs közvetlen kapcsolatban egymással. M ind az oxigén és a táp* anyagok felvétele, mind pedig a szén-dioxid és a bomlá.stennékek leadiisa a rendkívül dús hajsz«ilérhá- lózaton át, diffúzióval valósul meg!

méhlepény

test

Ováks nyitás

tiidó

i0t>t> $zrv(é!

Ö ‘

test

bal szMéi

artériás vezeték

tüdő

jobbszivfél

— ► test

balszivféi

túdö JioM) szívfél

150.1. A magzat (I). az újszülött (2) és a fclnótt (3) véikcringéscnek vázlata

V I # fejezet

AZ EMBER ÉLET­

MŰKÖDÉSEI II.

152 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

3 1 . A szabályozás információelméleti vonatkozásai és a sejtszintű folyamatok

KÖZKI>SZINTfj követelmény:

O Hasonlítsa össze az irányítás két alapformáját, a szabályozást és a vezérlést. Éitse a visszacsatolások szerepét a szabályozásban.

o Ismertesse az idegsejt felépítését, változatosságát és funkcióját (az ingeiület keletkeze- sét, vezetését, valamint más sejtekre való továbbadását).

© Ismerje, hogy az élő sejtek membránjának két oldalán az ionok koncentrációja nem azo­nos, és ez potenciálkülönbséget alakit ki. Tudja, hogy az idegsejt membránpotenciáljá­nak változásai az axoneredésnél tovaterjedő csúcspotenciált válthatnak ki. Ismertesse az inger és az ingerküszöb fogalmát, példával igazolja, hogyan változhatnak meg ezek a külső és belső környezeti hatásokra.

O Ismertesse a receptor, a receptomak megfelelő (adekvát) inger fogalmát, típusait (mecha­nikai, kémiai, fény, hő). Ismertesse a szinapszis fogalmát, magyarázza a serkentő vagy gátló hatást az átvivő anyag (vagy más molekulák) és a receptor kölcsönhatásaival.

KMKI.T S/INTÜ követelm ény:

o Ismertesse a különböző korok elgondolásait, modelljeit az idegrendszer működéséről (viasztábla, mechanikus gőzgép, telefonközpont, számítógép).

© Éitse a helyi (lokális) és a tovaterjedő potenciál kialakulásának feltételeit.

O Tudja, hogy az inger erőssége a csúcspotenciái hullámsorozat szaporaságában kódolt.

© Ismertesse az ingerület átadásának lehetséges típusait (szinaptikus, nem .szinaptikus).

© Magyarázza el a kémiai és az elektromos potenciálok összefüggését az ionmozgásokkal.

® Tudja, hogy a drogok és egyes mérgek hogyan hatnak a szinap.szis működésére (jelát­vivő anyag működésének fokozása, visszavételének gátlása, receptormódosítás).

O A szabályozás és a vezérlésA folyamatok irányításának két alapfoimája a vezérlés és a szabályozás (I53 .I. ábra). A vezérlés egyirányú kapcsolatot jelent, a központ az alája rendelt rendszert jelekkel, infomnációkkid mű­ködteti, de az irányított rendszer nem befolyásolja a központ működését. Az élő szervezetekben kevés irányított folyamat van. ilyen például a DNS áííntsít RNS-sé a fehérjeszintézis menetében.

Egy szabályozó működésnek négy fontos eleme van: a jellemző, amelyre a szabályozó ki­fejti a hatását, a heóU ító si p o n t é r té k e (az úgynevezett „kell” érték), egy é tzékeU ), amely figyeli a jellem ző pillanatnyi állapotát, valamint egy k o r re k c ió s fo ly a m a t, amely ha szükséges, vissza­állítja a pillanatnyi „van” értékét a szükséges „kell” értékre. Ehhez azonban állandó visszajel­zésre v<in szükség az irányított rendszei működéséről. A s z a b á ly o z á s te luU k é tir á n y ú kafX soU h tó t j e l e n t a k ö z p o n t é s a z ir á n y í to t t r e n d s z e r k ö zö tt .

A SZABÁLYOZÁS INFORMÁCIÓELMÉLETI VONATKOZÁSAI ÉS A SEJTSZINTÚ FOLYAMATOK 153

A mindennapi életünkben pontosan így történik egy tennosztáltal szabályozott lakásfútő berenclezcs inűködtctcse is. A lendszerváltozó a leghőmcrsék" let. a változiís é i^ k e lő je a tennosztát. Ha a szobá­ban a levegő hőmérsékleté („van” értek) a teníiosz- túton beállított .Jcell” érték alá esik. a termosztát bekapcsol, m egindul a fűtés, azaz a korrekciós mechanizmus a „van" értéket a .Jcell” értékre állítja visszit. A levegő felm elegedése a visszajeÍM s, ezt érzékeli a termosztát, és a fűtést kikapcsoljci.A z eg ész folyamatot nc^Htív vissxacsHtolásnak (feedback) nevezzük.

A z eredeti szabályozókörön kívülről is érkez­hetnek <izonban hatások, ezeket szoktuk ..zavaró jeleknek” nevezni. Ilyen eset fordul elő. ha például valamitől megijedünk és a vérnyomásunk em elke­dik. A vém yom ást megváltoztató hatás a .vZavaró je l”. ..Zavaró jelek” nemcsak a külső, hanem a bel­ső környezetből is érkezhetnek.

IRÁNYÍTÁS

rendszerszabályozott értéke;

szabályozó tiatás (válasz);

p02itívvisszacsatolásnó csökken

i

negatívvisszacsatolásnö csűM(en

inövelő csökkenő csökkentő növelő

153.1. A z irányítás típusai

idegvégz<Sdés.

O Az idegsejt felépítéseAz idegrendszeit idegszövet építi fel. A z ideg­szövet idegsejtekbol (neuron) (i5 3 .2 .á i> ra )á ll.

A z idegsejteknek álíalában sok rövidnyúlvá- nya, inás néven dendritje , és rendszerint egy, a végén faágszerűen szétágazó hosszijnyúl- ványa, axonja van. Az axon lehet csupasz, vagy velőshüvellyel borított. A velőshüvelyt az axonra tekeredett gliasejtek képezik. A ve- loshüvelyes axonok az idegrostok. A velős­hüvely nem folytonos, ismétlődő megszakí­tásai a befuződések. Ezeknek fontos szerepjut a gyorsabb ingerületvezetés biztosításában. Az idegsejtek sejtteste nagy tömegben szürke színű, ezek képezik az idegrendszer szü rk eá llo m án y á t. A nagy töm egben előforduló idegrostok fehér színűek, ők az idegrendszer fehérállom ányának az alkotói.

végfiícska

! dendrit

153.2. A z idegsejt szerkezete

Az idegrendszer eltérő szerkezetű és működésű sejttípusaiAz idegrendszer működését megvalósító sejtek lehetnek recep torsejtek , ilyenek például a szemben \é\/6 csapok éspá/cikük, a beiső fiU szőrsejtjei. Ezek az ingerek felvételét látják el. Az érzőidegsejtek a receptorokban keletkező ingerületeket továbbítják a központok irá­nyába, ilyenek például a csigolyaközötti dúcokban lévő bipoláris (psetufohipoUiris) neuronok. A z agy velő és a gerincvelő összeköttetéseket biztosító idegsejtjei az asszociációs sejtek vagy interneuronok. A központ válaszát a m ozgatóidegsejtek (régebbi nevükön motoros sejtek) viszik az izmokhoz (szervekhez).

154 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

Az idegsejteket aszerint is csoportosíthat­juk, hogy hány nyúlványuk van (i54.i.HbrH). Ha csak egyetlen nyúlványa van, az idegsejt unipoláris. Ez az egy nyúlvány mindig axon. Gyakran a kilépését követően rögtön ketté is ágazik így látszólag két axon tartozik a sejt­hez. Ezek a pseudohipoláris neuronok. Ilye­nek példáiul a gerincvelő éizőrostjai. A valódi b ipoláris neuronoknak egy axonjuk és egyet­len kilépő dendrittörzsük van. Ilyenek talál­hatók például a retinában. A központi ideg- rendszer legtöbb neuionja sok nyúlvánnyal rendelkező m ultipoláris idegsejt. Több típusa isméit, pl. apró szemcsesejtek, piramissejtek, Purkinje-sejtek.

bipolárisÍdegs«jt

unipolárisidegsejt

multipohirísidegsejt

154.1. A z idegsejtek sokfélesége

piramis-sejt

K *-cs3tom ák

O Az idegsejt működéseAz idegsejt biológiai feladata az ingerlékenység. Ez azt jelenti, hogy a környezet megválto­zásait érzékeli, és azokat információként eljuttaja az idegrendszer központjaiba. A környezet megváltozása az inger, az az anyagcsereváltozás, amelyet az inger kivált az idegsejtben az in­gerület. Az ingerület jelent információt a megfelelő központ számára. A működés biológiai alapja, hogy töltéskülönbség - membránpotenciál - jellem ző a nyugalomban lévő idegsejlre.

A m em bránpotenciál kialakulásának megértéséhez a membrán szerkezetéből és a memb­ránon keresztül megvalósuló transzpoitfolyamatokból kell kiindulnunk. A biológiai membrá­nok viselkedése szempontjából fontos szerke­zeti építőelemek a memhróufeltérjék közül azok, amelyek teljesen átérnek a kettős f 'oszfíh tidrétegen. Ezek általában apoláris részeikkel stabilan illeszkednek a kettős réteg apoláris csoportjai közé, ugyanakkor poláris részeik egymás felé fordulva szabályos „csatornákat” képeznek a membránon keresztül. Ezek a csa­tornák a kisméretű, poláris molekulák és io­nok számáia átjáiást biztosítanak a membrán külső tere és a sejten belüli téi' között. Ugyan­akkor a nagyobb méretű poláris molekulák számára - már csak méretüknél fogva is - a membráncsatorna nem átjárható. (154.2. áhru)

Na*-K>^ pumpa^^

n m n m

belülelektromos kettős réteg

• O •> fmikroelektród

I* Vr» ) Cr-csatoma

Na*-cs3tomak

e«Na' >ion••K'^-íon

tffehérje^ (proimét-aj )

154.2. A nyugalm i potenciál m érése

Induljunk ki egy cgyszcnS kísérletből. Télclczzük fel, hogy van egy üvegkádunk, aiíiclycl egy biológiai inembriínnal tökélelcscn clviilasztva kél felre osztunk. A z egyik részbe töltsünk egy liter I m ólos nátrium- klorid-, a másik felébe egy liter 1 m ólos kálium-bromid-oldatot. Rövid Idő elteltével, bárhonnan is ve­szünk mintát az üvegkád két feléből, valamennyi iont egyenlő koncentrációban fogjuk benne találni. A meinbránon keresztül ugyanis diffúzió zajlott le. amelynek során az ionok koncentrációi kiegyenlítőd­tek. Ha az üvegkád egyik oldalába ezután valamilyen fehéijeoldatot öntünk, azt tapasztaljuk, hogy az io>

A SZABÁLYOZÁS INFORMÁCIÓELMÉLETI VONATKOZÁSAI ÉS A SEJTSZINTÚ FOLYAMATOK 155

nők m egoszlása a ineinbián két oldalán nem marad egyfonna, egy olyan új egyensúly áll be. amelynek következtében az ionkoncentrációk eltérőek lesznek a két edényreszben. azaz a membrán két oldala közöli potenciál lesz észlelhető.

A jelenség megértéséhez a fehérjék viselkedéséből kell kiindulnunk. A fehérjék nagyméretű molekulák, a membrán csatornáin, „pórusain” nem tudnak keresztüldiffundálni. Ugyanakkor sok, könnyen disszociáló hidrogént tartalmaznak, ezéil a vizes közegben a fehérjemolekula egy óriási anionná válik. Ilyen összetétel jellemzi természetes köi-ülmények között a sejtek bel­sejét. A szabaddá váló protonok kicsik, és oldatba lépésük következtében a koncentrációjuk a membrán két oldalán nem lesz azonos. Ezéit diffúzióval megindulnak a membrán túloldala felé. Ezzel egyidejűen azonban elektrosztatikai okok miatt a kationok is megindulnak a sejt belső tere felé, ezzel a saját diffúziós egyensúlyukat megbontják. A helyzetet bonyolítja, hogy az egyes mozgékony (és a membránon is átférő) ionok nem azonos sebességgel mozognak, vannak gyorsabbak és vannak lassabbak is közöttük. Mindezek eredm ényeképpen egy szüntelen ionmozgáson alapuló, dinamikus egyensúlyi állapot jön létre a membrán két oldala között, amelyet D onnan-egyensúlynak [donen] nevezünk. A mérhető feszültség a membrán két oldala között a nyugalm i potenciál.

Az élő sejt működése azonban különbözik a felvázolt fizikai rendszeilől. ugyanis a sejt membránjában ionpum pák működnek. Közülük, a minden sejtre jellem ző Na‘*'-K‘'‘-pumpák a legjelentősebbek. A Na**’“ K'''-pumpa egy speciális ATP-áz enzim, amely akkor hasítja a sej­ten belüli ATP-t - miközben .saját fehérjéjét foszforilálja - . amikor a sejt citoplazmájában nátriumiont köt meg, és akkor defoszforilálódik, amikor a sejtmembrán külső felszínén kálium ion kapcsolódik hozzá. A Na‘*'-K'*'-pumpa tehát Na"*", illetve K'*’ által aktivált ATP-áz enzim. A sejtek többségében úgy működik, hogy egy mól ATP hidrolízise során 3 mól nátriumiont távolít el a sejtből, és 2 mól káliumiont hoz be a sejtbe. A pumpa működésének eredményeképpen végül is egységnyi idő alatt pozitív töltésű ionokat veszít, és a folyamat je ­lentősen hozzájárul a membránpotenciái kialakuláshoz. A sejt a folyamatot „nem azéit csi­nálja” , hogy membránpotenciái alakuljon ki. Ez csak következmény. A sejt ezzel a folyamattal ellensúlyozza a sejtből kijutni nem képes nagyobb méretű molekuláinak ozmotikus hatását, azaz vízszívó erejét. Hiányában a sejtek vizet vennének fel, és kidurrannának.

Ha az idegsejt ingerületi állapotba keiül, akciós potenciál alakul ki ( I 5 5 . i . á » > r a ) . Az akciós potenciál az axon eredésénél létrejövő elekt­romos kisülés. Az inger hatására az itt talál­ható Na'‘'-csatornák kinyílnak, és a beáramló nátriumionok megszüntetik a membrán pola­rizációját. vagyis depolarizáció következik be. Ezt követően azonban a membrán gyorsan repolarizálódik . azaz visszatér a nyugalmi állapotra jellem ző polarizáltság. A változás­sorozat néhány ezredmásodperc alatt lezaj­lik. ezért oszcilloszkópon nyomon követve a folyamatot, az akciós potenciál tüskeszem lefutást mutat. Ezért szokták csúcspotenciái­nak is nevezni. A kisülés ideje alatt a memb­rán ingerelhetetlen. ( 1 5 5 . 1 . á b i-a ) 1 5 5 . 1 . A m c m b jű n p o l c n c r á l v á l l o z i i s a

5

156 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

Az ingerület tovaterjedéseA keletkező akciós potenciál ingerként hat az axon membránjának következő pontjára, és ott is akciós potenciált ereményez. Ezért a kialakult potenciálváUozást az axonok pontról pontra tovaterjedve vezetik. Egészen más a helyzet a myelin hüvellyel borított axonokon. Ezeken csak a befűzodések helyén érintkezik a membrán a környezetével, ezéil csak a befűzodéseknél képes i ngeióiletbe keióilésie. Az ilyen axonok az ingerületet ugrálva vezetik. Ezéil a csúcspo­tenciái lényegesebben gyorsabban halad lajtuk.

O A s2 ínapszisAzokat az érintkezési pontokat, ahol az axon egy másik sejttel funkcionális, tehát ingerület­átadó. érintkezésben áll. sziim pszisiiük nevezzük. A szinapszisban azonban a két idegsejt között egy keskeny távolság megmai ad, ez a szinaptikus rés. Az egyik idegsejt a másikat úgy hozza ingerületbe, hogy az axon végén kémai anyagok szabadulnak fel. amelyek a résbejutva a következő sejtet ingerlik. Ezek a következő idegsejt ingerküszöbéi megemelhetik, ekkor gátló szinapszisról beszélünk, ilyen ingei*ületátvivő példáiul a ^amnui-íunino-vajsav. Vannak, amelyek a következő idegsejt ingerküszöbét csökkentik, ezek a serken tő szinapszisok. Ilyen ingerületátvivő például az adrenalin (noradrenalln) vagy az acefH-ko/rn. (i^ó.i.ábra)

Az adekvát ingerAz adekvát inger a „nekik megfelő" ingert jelenti, azaz olyan inger, amelynek érzékelé.sére a receptorsejtek az evolúció során íilkalmazkodtak. Minden inger akciós potenciált vált ki a re­ceptorsejtekben. de ezzel az ingerfajtával szemben a legalacsonyabb az ingerküszöbük. Például a szem egy ütésre csillagokat lát, a fül egy ütésre cseng, tehát úgy viselkedik, mintha olyan inger éile volna, amelynek az érzékelésére kifejlődött, meit ingei*ület belőle csak a látó vagy a halló központba stb. jut, azaz hamis információt küld. Az adekvát inger információja viszont pontos.

KF.MIAI SZINAPSZIS s p e c i f i k u s l e c c p t o i o k

•7 2 0 -3 0 n

« le k t r r « n n \ k é m u í e le k t i r « n n \

ELEKTROM OS S Z IN A P S aS

2 -3 nm*

c le k tro m n x clckltoirms

uz axon iTw m bi iinja (preszinaptikus in c in b rú n )

fogadó membnín (posziNziruiplikus

membrán)

ingerülctátvivö anyag

szinaplikus rés

IMíKKKI.rStJT

156.1. A szinapsziso k m űkö dése

A SZABÁLYOZÁS INFORMÁCIÓELMÉLETI VONATKOZÁSAI ÉS A SEJTSZINTÚ FOLYAMATOK 157

O Az agy működési modelljeiA köz-ponti idegrendszer működésével k;i|Xísolatosan gyakran tettek szem léletessé az elképzeléseiket a kutatók úgy, hogy különböző, a környezetből vett rendszeiekhez hasonlították azokat. Kezdetben az idegrendszer központját egy, a születéskor még üres viasztáblához hasonlították, amelyre a környe­zet (a tanulás, a nevelés) vési fel a legfontosabb megnyilvánulásainak okait. Ké.sőbb az idegrendszer működését gőzgéphez hiLsonlítottiik. amelynek működésében minden mechanikusan történik. Folya­dékm ozgást tételeztek fel az idegsejtek nyúlványaiban, amelyek egy egységes mikrocsőrendszert ké­peznek a szervezetben. A z idegrendszer elektromos működését Galvani [g<U\’áni] (1700-as évek vége) igazolta, a neuronok megszakítottságát (a kontiguitást) Cajal [káhál] spanyol tudós egy évsz^ízaddal később bizonyította. Shenington [seirinktm] angol orvos írta le előszóra reflexműködést (mára XX. szá­zadban). amely új alapokra helyezte az elképzeléseket. Szerinte az idegrendszer működése egy telefon- központ működéséhez hasonlítható. Egy vezetéken befut egy elektromos „ÍnfonnácÍó” a környezet változásái ól a központba. A z értékeli a je lzés helyét é s mikéntjét, majd „átkapcsol", és a központból egy váhisz indul ki a m egfelelő szeiA’hez vagy izomhoz. Ma miir korszeraen az idegrendszer egy óriási kapacitású számítógéphez hasonlítható, ám a működése sokkal összetettebb é s árnyaltabb annál.

O A lokális és a tovater|edő potenciálPONTfiOLPOfffRATERjeOES

m i^ ger

üGftASS2ERŰTERJ£0E$

Na*-csatorna K*-csatorna membfán

axon.-B t B B S s B s p a s k p s & s x f a x B k

Apóm Bpont ’ CponrtS

Na*BS'

K* A pont B pont

157.1. A z ingerület teijedése

Cpont

O Az inger erőssége és a csúcspotenciái gyakoriságaHa az inger eléri az ingerküszöb értékét, kiváltja a sejt válaszát, az Ingerületet. Ez mindig ugyanolyan nagyságú és irányú potenciálváltozást jelent, azaz a mindent vagy semmit törvénye értelmében a ki- váltotí ingerület erőssége (ha az elérte az ingerküszöb értékét) nem függ az inger erősségétől. Ennek m egfelelően az eltérő erősségű ingereket az idegrendszer az akciós potenciálok kialakulásának gya­korisága alapján különbözteti meg. (N em a hullám magassága, hanem az egym ást követő csúcspo­tenciái frekvenciája mutatja az erősséget.)

O Az ingerületátadás nem szinaptikus módjaiA z idegrendszerben ingerületátadás (membráncsatornák m egnyitása) bekövetkezhet különböző horm onok, közöttük szöveti honnonok hijtására is, amely elősegíti az idegsejtek komplex működésű rendszerré való szerveződését.

158 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

O A kémiai és az elektromos potenciálok összefüggései az lonmozgásokkal

nyitott K‘*‘-csatoma (4) zárt Na'^-csatoma (B)

nyugalmi potenciál

nyílnak a Na' '-csatomáK fokozott Na' -beáramlás

t>ezánjttNa -csatornák fokozódó K'*'-kíárannlás

O f oo o

O O O O OA A

O O o0 * 0 0 ® o O o’

O'=’o0o®0 o«®®®oo ^4 O o O 40

o o

REPOURiZACiO

záródkaK -csatomé jelentős része is

_o o o o O ® o o o o o o ^4 o o o o

o^^ o POpO O ■ O o

158.1. A z akciós potenciál és az ioncsatom<tk működéseid6(m$)

visszaél a nyugalmi potenciá]

a membrán Na 'áteresztó képessége

a membrán K'*‘ -átcfcsztó képessége

G A drogok és a mérgek hatása a szinapszisok működéséreMagyiirorsziígon az utóbbi évtizedben terjedt el a kábítószerek egyre nagyobb arányú fogyasztása. Hazánk régebben a Nyugat>Európa felé irányuló drogkereskedelem egyik átmenő útvonalába esett, manapság azonban már célország, sőt újabban miír Nyugat-Európa felől is egyre nagyobb mennyiségű kábítószer kerül hazitnkba.

A természetes alapanyagú drogok korábban elsősorban a mák ópiumtail«ilmából készültek. Ma már nemcsak nuíkgulx/hól vagy vadkemlertyőí állítanak e lő kábítószereket, hanem szintetikus úton is.

A kábítószerek között megkülönböztetnek .Jcemény” é s „lágy” drogokat. A kem ény drogok közé számítanak a heroin^ a kokain \'agy a szintetikus cravk\ a lágyak közé sorolják a hasist, a marihuánái. és egyesek az ugyancsak szintetikus LSO -t is. Kétségtelen, hogy a puha szerek esetén kisebb fokú a hozzászokás veszélye, és enyhébbek az elvonási tünetek is. A tapasztalatok szerint azonban a lágy drog felő l egyenes az út a kemény drogok fogyasztása felé, ezért m egengedhetetlen, hogy valósággá váljon az a javaslat. aii>ely a puha drogok engedélyezését vetette fel.

A kokain és szintetikus fonniya. d cra ck [krek], nagyon erős hiiínytüneteket kelt. ugyanakkor erő­sen oldja a szorongásokat és a gátlásokat is, a hozzászokottak agresszív cselekm ényei egyre gyakoribbak. A z LSD olyan mértékben zavarja m eg a valóságérzetet, hogy az LSD»szedők gyakran valóban „elsz<ílln<ik", például kiugmnak az ablakon. A kokain és a hasis okozhat delíriumot, amely olyan m éilékű zavartsággal jár, hogy az illetőnek feltétlenül orvosi kezelésre van szüksége. Újabban a kábítószer-fogyasztás és- kereskedelem egyre nagyobb mértékben kötődik a diszkókhoz. Leginkább íiz exítísy [egsztazi] és a speeá [szpíd] fogyasztásit terjed ezeken a szónikozóhelyeken.

A drogok általában fokozzák a szinapszisok ingen'iieiáivivő anyagainak felszalxululását, és gátol­ják a Lebontásukat, illetve a sejtbe való visszakem lésüket. M ivel szerkezetük nagyon hasonló az át­vivő anyagokhoz, a receptorokhoz kötődnek, mintegy a helyükbe lépnek, és megnyitjiík a fogadó sejt­membrán ioncsatomáit.

AZ IDEGRENDSZER ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE 159

3 2 . Az idegrendszer általános jellemzéseKÖZKI»SZINTf] követelmény:

O Tudja, hogy az idegrendszer központi része csontos tokban, agy-gerincvelői folyadékkal és agyháityákkal védetten helyezkedik el. Ismertesse a központi, környéki idegrendszer, az ideg. dúc, pálya, mag, kéreg, fehér- és szürkeállomány fogalmát, a testi (szomatikus), és a vegetatív idegrendszer jelentését. Ismertesse az idegrendszer működésének fő fo- Iy<imatait, és az ezt megvalósító sejttípusokat (receptorsejt, érzőidegsejt, asszociációs sejtek, mozgatóidegsejt). Készítsen rajzot a gerincvelő keresztmetszetéről, és ábrázolja a gerincvelői idegek eredését. Ismerje fel (rajzolt ábrán) az agy nyílirányú metszetén az agy részeit (agytörzs/nyúltvelő, híd, középagy, köztiagy, talamusz, hipotalamusz, kis­agy, nagyagy).

© Hasonlítsa össze a reflexív és a reflexkör fogalmát.

© Ismerje fel ábrán, illetve tudja elmagyarázni a bőr- és izomeredetű genncvelői reflexek reflexkörét, funkcióját.

O A mozgatóműködések példáján mutassa be az idegrendszer hierarchikus felépítését.

© Ismertesse a gerincvelő főbb funkcióit (izomtónus kialakítása, védekező mechanizmu­sok. a bőr reflexes érszűkülete, illetve a nemi szervek vérbősége).

© Váltson ki térdreflexet, és magyai ázza meg a funkcióját.

KMKLT S/INTÜ követelm ény:

© Magyaiázza el az idegsejthálózatok spontán aktivitásának funkcióját (biológiai ritmusok).

© Ismertesse a gliasejt és a velőshüvely főbb funkcióit (táplálás, szigetelés), hozza össze­függésbe az ingerület vezetési sebességével és az SM (szklerózis multiplex) betegség kialakulásával.

© Tudja, hogy az agytörzsi hálózatos állomány és az agykérgi oszlopok is idegsejtháló­zatok. Ismertesse az agytöizsi hálózatos állomány működéseit, az agykéreggel való kap­csolatát hozza összefüggésbe az alvás-ébrenléttel és a kómával. Tudja, hogy az álomal­vás életszükséglet. Ismertessen elméleteket az alvás funkciójával kapcsolatban.

® Tudjon a jobb és a bal agyfélteke eltérő funkcióiról.

Éitelmezze az agykéreg működését az agykérgi oszlopok fogalmának segítségével.

© Tudja, hogy az éi’zőpályák kéreg alatti központjaiban már előzetes feldolgozás is törté­nik. (pl. talamusz = kéreg alatti látóközpont). Lásd (iTi.i.ábra).

O Az idegrendszer felépítésbelí felosztásaAz ember idegrendszere köz|)onti és környéki idegrendszene osztható aAo.i.ábru). A központi idegrendszer agyvelőből és gerincvelőből áll, amelyek folytatólagos kapcsolatban vannak egymással. Mindkettőt háromrétegű agyhártya burkolja. Az agyhártyák egyes rétegei között

160 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

agytolyadék van, amely rugalmas védelmet biztosít a küls6 mechanikai hatásokkal szem­ben. A központi idegrendszeiben lévő ideg­sejt csoportosulások a m agok, a benne futó idegrostkötegek a pályák. A környéki ideg- rendszer idegsejt csoportosulásai a dúcok, az idegro.stkötegek pedig az idegek (12 pár agyideg. 3 1 pái' gerincvelői). Az idegek a köz­ponti idegrendszen el és a dúcokkal is kapcso­latban állnak. Az idegek állhatnak csak inge­rületet a központ felé továbbító rostokból, ekkor érzőidegek, a központból ingerválaszt kifelé továbbító rostokból, ebben az esetben niozgatóidegek. vagy lehetnek mindkét féle rostot tíulalmazó kevert idegek is.

A gerincvelő kisujjnyi vastagságú. Benne kívül helyezkedik el a fehér-, belül pedig a szürkeállomány ábra). A fehérállomány hátsó, oldalsó és elülső idegrostkötegekre ta­golódik. Az agy velő felé ingemleteket szállító idegrostkötegek a felszálló pályák, a válaszo­kat a szervek felé továbbítók a leszálló pályák. A hátsó köteg felszálló, a mellső köleg leszálló pályákból áll, az oldalsó kötegek felszálló és leszálló pályákat egyaránt tartalmaznak.

A gerincvelő szürkeállománya csak a keiesztmetszeti képén látható. Pillangó alakra emlé­keztet. A hasi oldal felé néző két m ellső szarvából mozgatóidegek lépnek ki. A hátu lsó két szarvába pedig a bőrben és az izmokban lévő receptorokból futnak be érzőidegrostok. A ge­rincvelői idegek tehát kevert idegek. A kétféle rost azonban elkülönül a belépéskor, ezért a ge­rincvelői idegek két gyökérrel eiednek.

A gerincvelő folytatása, de már az agy velő része az agytörzs (ir>03. ábra). Nagy idegmagvak, valamint felszálló és leszálló idegpályák találhatók benne. A szürkeállomány és a fehérállo-

160.1. A z em ber IdegiendszeL'ének felépítése: a központi és a környéki idegrendszer

FELSZÁ IX Ó PÁLYA L£S Z Á IX Ó PÁLYA

k ö z l i i d e g s e j t

éiz - i d e g s e j i

cMsós z a r v

m o z g a t ó - i d e g s e j t

gerincvelő­ideg

gerincvelő

160.2. A gerincvelő részei

hútulNÖs z i i r v

csigolyaköziidúc

nagyagyhomlok- V " i" X lebeny ^ U

k é r g e s l e s t t a l ü i n u s z

haiánlcki lebeny

h ip o ta la m u N Z

agyalapi mirigy

középagy

160.3. A z a g y részei

rali Icbcnv

nyaks/Jrt* Á. kbenv

kis;így

nyúltagy

AZ IDEGRENDSZER ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE 161

mány nem különül el élesen, mei1 átszövik a nyúltagy idegrostjai. így jön létre az agytörzsi hálozatos állom ány, amely fontos szerepet tölt be az egyes agyteixiletek működésének össze­hangolásában.

Az ügytöi-zs részei a nyúltvelo, a h íd és a középagy. A nyúltvelőben életfontosságú lég­zést és vérkeringést szabályozó központ van. Az agytöi’zsből lép ki 10 pár agyideg, közülük csupán a halló- és egyensúly-éi’zékeló ideg nem tartalmaz mozgatórostokat.

Az agy töas felett helyezkedik el a köztiagy. Két része a talam usz és a hipotalanuisz. Éh­ség-, jóllakottság, fűtő-, hűtő- és vízháztartási központot tartalmaz.

A nagyagy két féltekéből áll. Külső felszíne szürke színű, ez a néhány mm vastag agyké- reg. Felületét nagyobb hasadékok és árkok, valamint kisebb barázdák tagolják. Négy lebenyre különül, amelyek a koponyacsontokról kapták a nevüket. Ezek a honilokleheny, a fali lebeny, a halántéklebeny és a nyakszírtleheny.

Az agykéregben a működés szerint érző. mozgató, és asszociációs (kapcsolatterem tő) kérgi területeket különböztetünk meg. A nagyagyhoz hátul-alul a kisagy kapcsolódik. Fon­tos szerepet játszik a mozgató válaszok összehangolásában.

Az idegrendszer felosztása a működése szerintAz idegrendszer szom atikus és vegetatív szabályozást végez (I6I.1 . ábra).

A szom atikus m űködések közös sajátossága, hogy az éizékszerveink révén éreékelt, a külvilágból érkező ingerekre adott, vázizommozgásf eredményező válaszok. Központjuk többnyire az agykéregben van, ezéil általában tudatosulnak, és a választ az akaratunkkal betb-

162 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

lyásolhutjiik. A válaszok az agykéregben történt átkapcsolást követően, üz agykéreg mozgató- mezőiről indulnak. Két leszálló pályaiendszeren. a p iram is pályán és az ex trap iram idális pályán keresztül érik el a gerincvelő mellső szai'vát. Ott kapcsolnak át azokra az idegrostokra, amelyek kilépnek a központi idegrendszerből, és a megfelelő izmokhoz futnak.

Az idegrendszer vegetatív m űködése a belső szervek reflexes szabályozását jelenti. A bel­ső szerveinkben is vannak az állapotukról és működésükről a megfelelő idegi központokba információt küldő receptorok. A vegetatív érzőrostok a gerincvelő vagy az agy szomatikus érző- és mozgatórostjaival együtt futnak. Vegetatív központok azonban nincsenek az agyké­regben, ezért a lezajló folyamatokról nem szedünk közvetlenül tudomást, és ennek megfe­lelően az ingerválaszokat sem tudjuk az akaratunkkal befolyásolni.

A vegetatív központok hierarchikus felépítésűek. A legalacsonyabb szintet a gerincvelő központi vegetatív sejtjei jelentik. Az olyan egyszeioí reflexek, mint a megtelt húgyhólyag falának összehúzódása, gerincvelői központúak. A következő szint a nyúltvelő. Itt életfontos­ságú vegetatív központok találhatók: a szívműködés, a vérkeringés, a légzés központjai. Itt vannak az úgynevezett nyálkahártyareflexek, a köhögés és a tüsszentés központjai is. A követ­kező szint a köztiagyban van. Benne található a hipotalamusz, amely az éhség- és jóllakottsiig, a fűlő- és a hűtőközpont, valamint a szervezet vízháztartásért felelős központ helye. A hipo­talamusz a legfelső vegetatív központnak tekinthető, amely a nagyagy alsó részén elhelyez­kedő, elsősorban összehangolást végző agyteiülettel, a lím híkus kéreggel áll szoros kölcsön­hatásban.

A vegetatív szabályozást eiedményező központi válaszok hatásai két csoportba sorolhatók: szim patikus és paraszim patikus jellegű válaszok lehetnek. A szimpatikus hatás mozgósítja a szervezet tartalékait, és fokozza a teljesítőképességét, míg a paiaszimpatikus hatás ezzel éppen ellentétes. Minden szervünk kettős beidegzésű, szimpatikus és paraszimpatikus vege­tatív rostokat egyaránt kap. A szei’vezet pillanatnyi állapotától és szükségletétől függ az, hogy melyik idegi hatás keiül túlsúlyba. Például szimpatikus túlsúlyra van szükség vé.szhelyzetben, paraszimpatikus túlsúly lesz uralkodó az ember szervezetén egy vasárnapi ebédet követően.

O A reflexív és a reflexkorAz idegrendszer működése reflexen alapszik. Egy ref­lexet megvalósító idegrendszeri működési elem anató­miai felépítése: a receptor, az ingert befelé továbbító rendszer (offerentáció)\ a központ, a megfelelő választ kifelé juttató rendszer (efferentóció)\ továbbá a végrehaj­tó szerv, pl. egy izomc.soport. Ezek együtt a reflexívet képezik. M ellettük azonban a központból a recep to ­rokhoz is futnak olyan idegrostok, amelyek a receptorok érzékenységét beállítják, és a szervekből is fut válasz a központ felé az utasítás végrehajtásáról, ezért helye­sebb reflexívek helyett reflexkörökról vagy kteai szohá- fyozókörökről beszélni ( I 6 2 . 1 .á b ra ) .

Tanulm ányozd az ábrán a gerincvelő szomatikus és vegetatív működésű reflexeinek anatómiai felépítését!

A bevczeifi sZiír B kivezető szár C vissziijeIzcN D szaUtlyoz;lv

interneuion r A (központ) 8 ^

C12Ő- idegsejt

\ 0receptor

niozgal<VidegNcjt

C lvégrehujtri

162.1. A re f le x ív (re fle x k ö r )

AZ IDEGRENDSZER ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE 163

O A bőr- és az ízomeredetű gerincvelői reflexekSzomatikus reflexek

Vegetativ reflexekIzom eredetű Bőr eredetű

Inger mechanikai, kémiai, hő stb. az izom megnyúlása nyomás, fájdatomReceptor a zsigerek falának receptorai izomorsó. ínorsó a kültakaró receptoraiFeladat a vegetatív működlek ellátása a normális testhelyzet fenntartása a káros inger kiküszöböléseHatás simaizom, mirigy működése a teszító izmok összehúzása a hajlító izmok összehúzása

Példa nyáletváiasztás. székletürítéspatella-reflex ütés a kézre, szögbe lépés

a járás kialakítása szabályozott, közös rendben

163.1. A bőr- és az izom cicdctü gerincvelő i re flexek

O Az idegrendszer hierarchikus felépítéseA hierarchikus felépítés ebben az esetben emeletszerű felépítést jelent. Például a mozgatóköz- pontok felépítése hierarchikus. Az ősi mozgotóközpont a gerincvelő, amely emberben mái' csak a térdreflex központja. Rá épülnek a gerincvelővel a felszálló pályák révén kapcsolatban álló agyvelői mozgofóköz^yontok. A homloklebenyben van az elsődleges mozgotóközfwnt, előtte találjuk a föléje rendelt másodlagos mozgatóközpontot, amely egyes mozgásautomatizmuso- kéil felelős.

- - A gerincvelő főbb feladataiA gerincvelő egyrészt vegetatív központi feladatokat lát el. Például a húgyhólyag telítődésére adott összehúzó reflexválasz, a lyttr reflexes érszűkülete, vagy a nemi szetvek vérbősége gerinc­velői központú. A gerincvelő leszálló pályáin egyéb vegetatív válaszok is érkeznek az agyvelői vegetat ív központokból, amelyek a gerincvelői idegeken keresztül jutnak a célszei’vekhez. Ezen­kívül szerepe van az izomtónus kialakításában. A térdreflex központja is a gerincvelőben van.

© A TÉRDREFLEXANYAííOK lls f:sz k ()Z()K: szék. vonalzó.

vk(;rkiiajT/VS: A kísérleti személyt ültessük le egy székre. Kérjük meg, hogy a lábait tegye keresztbe, majd a vonalzóval üssünk egy határozott mozdulattal a térdkalács alatti ínra.

'i'APAS/,TAi,Ar KS ma(;yar .\/,a t : a személy lába előrefendid. Ugyanis, ha az inra rá­ütünk, nem az ín, hanem az izom nyúlik meg kismértékben. Ezt a megnyúlást a com b fe­szítőizma hirtelen megrövidüléssel elJensú- lyozz^i, ezért a láb előrelendid.

20. VIZSGÁLAT

164 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

O Az idegsejthálózatok spontán aktivitásaE gyes idcgscjticndszcrck a szív színuszcsoinójához hasonlóan xfMmlón aklivílásl mutatnak. Ilyenek felelősek például a belső biológiai ritm usok m egvalósításáeil.

O A gllasejtek és működésükA iicurogliasejtt'k (giíasejtck) számos típusiít is­merjük (164.1. Hhrn). Működésük eltérő, közös s<i- játosságuk azonban, hogy <>szfódóké/>esxégükel m ituhégig megőrzik. Egyes típusaik legfontosabb feladata ííz idegsejtek tájxmyaggal törtémTellátá­sa, és az ingerlékenységhez szükséges ionok m eg­felelő koncentnlciőban valő biztosítása. M ások a m iefin (ez a velőshüvely anyaga) bioszinlézi' sél végzik. Vannak közöttük fagíH'itózisra képes sejttípusok is. amelyek tevékenysége elsősorban fertőzések esetén kerül előtérbe. Megint más típu­suk a környéki idegrendszerben egyes axonok kőiül a mielinhiivelyt kéffezik úgy, hogy plazma- membránjuk többszörösen körbetekeri a neuronhosszúnyúlványát. Két gliasejt között mindig található egy befűzŐdés. Azzal, hogy a gliasejtek a ve­lőshüvely kialakításaival ieszigetelik az axont, a befűződések közötti sz<ikaszokon a sokkal csekélyebb ioneloszlás miatti gyors depolariz^ició eredményeként az ingerületvezetés jelentősen felgyorsul.

miki< lia

164.1. A gliasejtek típusai

o] igodendrocilu

A szklerózis multiplex (SM betegség)A .szklerózis m ultip lex az idegrostok velőshüvelyeinek fokozatos szétesése, pusztulása miatt ala­kul k i. A károsodás oka ma ii>ég isii>eretlen. Valószínű, hogy igen lassan ható vírusok a kórokozók. A betegség többnyire a 20. é s a 40. életév között kezdődik, eleinte a kaiok és a lábak gycngeségéizete, zsibbadáséi'zete. majd beszéd- é s látászavarok alakulnak ki. Eleinte a tünetek visszafejlődnek, majd újra jelentkeznek. Később egyes tünetek visszafejlődése már elmarad, sőt a tünetek fokozódnak. A be­tegség nem gyógyítható, a kezelésben a gyógytornának igen nagy jelentősége van.

O Az agytörzs! hálózatos állomány működéseA z ag^ iör /s i hálózatos állom ány <tz agytörzsön húzódik végig, a gerincvelőtől a talamuszlg terjed. Ezt Lenhossék M ihály magyar oiA'Osprofesszor írta le először. Kapcsolatban áll a receptorokból érkező infonnációkkal, és ezeknek m egfelelően szítbályozzii az egyes központok aktivitásiít. Fon­tos feladata az iz/m tóm ts szjuháfyozása (serkentés és gátlás), valamint az agykéreg éhrenléti álla- jk}lának fenntartása. Ha alvó szem ély hálózatos állom ányát m esterségesen ingereljük, azonnal felébred az illető. .Számos agyterülettel áll kap­csolatban, koordináló, összehangoló működést Iát el. <164.2. ábra)

ugyfcliekck hipotolumu^z

S'F-SI SPf:CII1KU<; ROSTOK

kozcpagy

aK>1örASÍ hHÍ4'>/ ((>sHlloniHiiv nyúlta;

i í s z A l l ó m o z c a t ó p a l y a k

Jtaiiimusz

kisagy

H ajüC A L LÓ ÉRZÓPÁLYAK

164.2. A z ag y tö rzs i h á ló z iito s á llo m á n y

AZ IDEGRENDSZER ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE 165

Az alvás mélysége

éber éberRÉM RÉM

t.sani t.szinl

2. szint 2. színi

3. sam 3. színi

4. színi 4. szím

A) $zivö$s2ehú26disok / perc 8} légzésszáfn / perc

I I I

j T '1410 20 0 1 2 3 4 5 6 7

i46(S«C) KW (ön)165.1. A z EEG'görbék. az alvás periódusui és u lezitjló vegetatív változások

2 3 4 S 6 7Idő (60)

Az alvás biológiai jelentőségeiA z a lvás egy sajátos viselkedési fonna. A lvás közben az in^erküszöhök nőnek, ezért csökken a szer­vezet külvilággal való kapcsolata. Csitk a madarak és az ernlósök alszanak. Funkciója sokrétű: egy­részt egy olyan adaptív folyamat, am elyben az ingerküszöbök em elkedése m eggátolja az állatokat abban, hogy olyan időszakban tevékenykedjenek, am ely fokozott veszélyt jelent számukra. Egyben energiatakarékos állapot is az izom rendszene és sziímos egyéb szervre is. Ugyanakkor az agy ener­giafogyasztása alvás közben iüig csökken. Eíubcmcl nagy jelentőségű az elmeműködés átrendeződése miatt. Tehát <iz alvás a fanuhak rögzítésének^ az infifnnációfeUlotgozásnak a z Ulőszaka. A z agyi ak­tivitás alvás alatt EEG-n viz.sgá)ható. Két fonm<ya van: a lassú liiillánuí alvás (NREM-szaka.sz). ebben az esetben nincs álomlátás, a szem nyugalomban van. A másik a paradox alvá.s (RÉM). Eire jellem ­ző az álomlátás é s a szem gyors mozgá.sa. (165.1. ábm)

<D A jobb és a bal agyfélteke eltérő működései (Sperry-kísérlet)Sperry [szperi], amerik<ü pszichológus és munkatársai epilepsziás betegek agyműködését viz-sgáltiík. Ezeknél a betegeknél a két féltekét összekötő rostokat átmetszették, m eil betegségük görcsrohamait más módon már nem lehetett csillapítani. A műtéteket követően kiderült, hogy a betegek a féltekék elválasztása után is ugyanúgy végezték napi teendőiket, mintha mi sem töilént volna, és sem szem é­lyiségük, sem intelligenciájuk nem változott.

E gy kísérlet során egy ilyen beteget egy olyan asztal elé ültettek, amely felett át nem látható ernyő takailci el előle az asztalt, de alatta az asztalon elhelyezett tárgyakat kitapogathatta (165.2. ábra). A z volt

165.2. A két félteke működését külön-kütön vizsgáló berendezés

1 6 6 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

(I fehidiitit, hogy itz ernyőre kivetített szó aliipji'tn lTlegke es^>e <tz asztalon a m egfelelő tilrgyat. A kísérlet során megakadályozták azt, hogy a szó a kísérleti szem ély mindkét látóterében látható legyen. Ha a szót a beteg bal látóterébe vetítették, akkor az mindkét szem golyóból a jobb agyféltekébe jutott, <uni a kísérleti szem ély bal kezét működtette. Ezzel a kezével kereste m eg a tárgyat, de annak nevét nem tudta kimondani. Ha viszont a jobb látótérbe vetítették a táigy nevét, akkor bal kézzel nemcsak m eg­találta. de a nevét is ki tudta mondani. Olyan kísérletet is elvégeztek, amikor a két látótérbe két kü­lönböző táigy nevét vetítették, ekkor a kísérleti szem ély mindkét tái gyat m egkcieste, de csak <i2t tudta m egnevezni, amelyiknek a nevét a jobb látótérbe vetítették, és amelyet ezért a bal kezével talált meg.

A kísérletekből nyil\’án\’alóvá vált, hogy a kél fé lteke egym áslól teljesen függetlenü l dolgozott, és az is, hogy csak a hal fé lteke á lta l elvégeztetett tevékenység tudatosult. A tapasztalat azzal függött össze, hogy a beszédközpontok a bal féltekében voltak, amelyet egyébként ezért domináns féltekének is neveznek. A kísérletek legfontosabb tapasztalata tehát az volt, hogy a beszéd és az éntudat. a tuda- um dífs elválaszthaiailam il összeiarKtzik.

A beszédközpontokkitl kapcsolatos tapiLsztalatok iura mutatt<ik rá. hogy ha ezeknek az embereknek a legtöbbjében a bal féltekében kialakult központok megséiülnek. akkor a beszédet m<u nem lehet újra megtanítani. A kísérletek tapasztalatai alapján kezdték vizsgálni a két emberi agyfélteke működése közötti különbséget. Kiderült, hogy az esetek többségében a bal félteke a domináns, a beszéd és a tudat kialakítása mellett képes a nyelvi leírásokra, a jobb inkább képes a zene felfogására. A bal időelemző, a jobb időszintetiziíló, a bal az új. addig nem látott-hallott infonniícÍók elem zője, a jobb képi és minta- felism eiése és elem zése kiváló, különösen, ha ismerős képekről van szó. A bal félteke algebrikus és sziíinítógépszei'ű. a jobb geometrikus és a téi ben jobban tájékozódik. A bal inkább a részletek elem­zésében kitűnő, a jobb az egész feldolgoz<ís<íban. M ég olyan érdekességek is kiderültek, hogy humor­érzéke csiik a jobb féltekének van.

Egeszjséges agyműködés esetén mindkét félteke értesül a másik működéséről, de a működés- m egoszlás kétségkívül megvan a két félteke között.

<D Az idegrendszer oszlopos működéseA z agykéreg működési egységei a m integy 0 ,! mm átmérőjű scjlos/IoiM»k. E gy-egy sejtoszlophoz több ezer sejt is tartozhat. Minden sejtoszlopban m egfigyelhető egy hatrétegű felépítés, ugyanakkor szövettanilag nem különülnek el az oszlopok egymástól. Műkmlésükkor egyszerre kerülnek ingerületi állafxjtixi, miközben a velük szom szédos oszlojxfk általában gátlás a latt vamuik. A z oszlopok nem reflex központok, határuk sem állandó, eg y es függőleges, hat sejtrétegű rendszerek, am elyek hol az egyik , hol pedig a másik oszlophoz tartoznak. (i6r>.i. ábra)

S • serkentett G • gátolt

A TESTÉRZÓ RENDSZEREK 167

3 3 . A testérző rendszerekKÖZKI^SZINTŰ követelmény:

O Tudja, hogy az elsődleges érzőkéreg sérülése a tudatosuló érzékelés kiesését jelenti. Ismertesse a bor (mechanikai, fájdalom-, hő-, kemoreceptorok) és a belső szervek receptorait.

O Eitelmezzen kétpontküszöbtérképet.

o Éltse az éizékszervek működésének általános elveit: (adekvát) inger, ingerület, érzet.

O Ismertesse az éi'zékcsalódás (illúzió, hallucináció) fogalmát, és azt. hogy kiváltásukban pszichés tényezők és drogok is szerepet játszanak.

O A bőrünk receptoraiA bőrünkben lévő tap in tást, nyom ást és fá jdalm at érzékelő idegvégződések a mechanikai receptorok közé tartoznak <i67.i. Hbr»). Hasonló receptorok a belső szerveinkben is vannak. A belső szervekből érkező ingerek hatásáia kialakuló érzeteink kevébé konkrétak, diffúzak.

Az ugyancsak a bőrünkben lévő hőreceptorok a környezet hőmérsékleti viszonyairól tá­jékoztatnak. Azonban nem az abszolút hőmérsékletet mérik, hanem a hőmérséklet változását éi'zékelik. Erről könnyen meggyőződhetünk egy egyszerű kísérlettel. Ha egyik kezünket tízfokos, a másik kezünket harmincfokos vízben tartjuk egy percig, majd mindkettőt egyszerre ugyanabba a húszfokos vízbe merítjük, a hideg vízben tartott kezünkkel a vizet melegnek, a meleg vízben tartott kezünkkel hidegnek fogjuk érezni.

O A kétpontküszöbtérképA talam iiszban és a nagyagy érzőkérgében szinte minden receptornak megvan a megfelelő vetülési pontja. Az éraőmező potenciálváltozásainak vizsgálatával pontról pontra fel lehet tér­képezni a test különböző érzőrészeinek éi'zőpontjait. A kétpontküszöbtéi képpel azt vizsgálják, melyik az a legkisebb távolság a bőrön, amelynél az egyszeire ható két ingert a beteg két külön hatásnak érzi (167.2. ábra).

H A M

sziibiidide^végz<Més

(fújdalcm)I K i lA

P;icini-féleídegvéglcst

(nyomá<i)

B Ő K A iJ A

tupintó idegvégtcst

/ h<Sé(zékel<Svégbunk<S

h6c(zékelidegvégtest

veicjlck-inirigy

NZÍÍjtiíNZ-iccepíor

167.1. A z em b e ri b ő r m ech an ika i és h ő iec ep to i a i 167.2. A z e m b e ri b ő r ké tp o n tkü szö b té rkép e

1 6 8 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

( INGER )

RECEPTOR tRZÖ-IDEGROST

AZ AGYKÉREG ÉRZÓ-

KÖZPOKTJAI

INGERÜLETKELET­KEZÉSE

iNGERÜiaVEZETÉSE

ÉRZETKELET­KEZESE

168.1. Az cizőműködcs séináj<<

O Az érzékszervek működésének általános elveiAz érzékszervek az érzékelést végző lecep- torsejtekből és működésüket segítő egyéb sej­tekből, szövetekből álló működési egység.

Az éizőműködés az inger hatására kiala­kuló potenciálváltozásnak a központi ideg- rendszerbe való juttatását és feldolgozását je ­lenti. Ezen agykérgi központokban alakul ki az éi’zet. Az ingeiületeknek csak egy része tu­datosul, illetve rögzül emlékkép formájában (iftK.2 .á h ra ) . A külvilágból érkező infonnációk a receptor közvetítésével jutnak az idegrend­szerbe. A i'eceptor egy jellegzetes hatást (ingeit) specifikus válasszá alakít át. A receptor az ál­tala átalakított energiaformák (mechanikai, hő-, fény- és kémiai energia) közül egy sajátos energiaformára nézve sokkal kisebb ingerküszöbű. Ezt a hatást nevezzük adekvát ingernek. Ha az inger meghalad egy szintet, az ingerküszöhértéket, kiváltja a receptor válaszát, az in ­gerületet. Ha az inger nagysága eléri az ingerküszöböt, mindig ugyanolyan nagyságú és irá­nyú potenciálváltozás jön létre. A receptorok által kialakított potenciálváltozás az idegek köz­vetítésével jut be i iz érzőközpontokba, ahol kialakul (a specifikus válasz) az érzet. ái>ra)

O ÉrzékcsalódásokAz érzékcsalódások oka az érzőkéreg aktivitása olyan esetekben, amikor az ingeiület nem a receptorból érkezik. Például az illúziók a látóköpont(ok). a hallucinációk a hallóközpont(ok) (I6X.2. ái>ra» rendellenes működésére vez;elhető vissza. Ezek kialakulásának számos oka lehet. Rendszerint idegiendszeri megbetegedések, még a legegyszerűbb pszichés zavart, az ideg­összeroppanást is kíséifietik. Kiválthatják az úgynevezett pszihoaktív szerek, pl. kábítószerek, egyes gombamérgek (pl. a légyölő galóca hatóanyaga), alkaloidok (pl. az anyarozs gomba, vagy a virágos növények közül a beléndek alkaloidja).

NZitg a sziiglóhiiin reccptorscjljei NZiiglóideg az ügy Nzagl<^közponlju

ingei

168.2. A szag é i^ éke lés sém ája

A LÁTÁS 169

3 4 . A látásKÖZKI»sziNTri követelm ény:

O Ismertesse és ábrán ismerje fel a szem alapvető részeit, magyarázza el ezek működését, a szemüveggel korrigálható fénytörési hibákat, a szürke és zöld hályog lényegét.

© Eitse a pupilla akkomodációs és szemhéjzáró reflexes funkcióit.

O Ismertesse a távolságészlelés módjait, támpontjait.

O Ismertessen egyszeiií kísérleteket a vakfolt, a színtévesztés, a látásélesség és a térbeli tá­jékozódás vizsgálatára. Próbálja ki és magyaiázza el a pupillaieflexet.

EMELT S /IN T ll követelm ény:

© Ismertesse a szem részletes felépítését és működését (a sugárizom működése, a csapok és a pálcikák elhelyezkedése, működése). Ismertesse a kép- és színlátás, a fényerősség- éi'zékelés fizikai és élettani alapjait.

© Ismertesse a látórendszer kapcsolatát az egyensúly-éi*zékeléssel.

O A szem felépítéseFényérzékelő szervünk, a szem. Legkülsó rétege az ínhártya, amelynek elülső, átlátszó része a szaruhártya . Alatta található az é rhártya , amelynek elülső része a sugártest. Ennek folytatása, a szivárványhártya. Ez veszi körül a pupilla nyílását. Mögötte helyezkedik el a szem lencse, majd a szemgolyó fő tömegét adó üvegtest. A lencse előtt és mögött a teret a sugáilestben termelődő csarnokvíz tölti ki. A legbelső réteg az üvegtest mögött elhelyez­kedő ideghártya. Ebben találhatók a receptorsejtek, a fény hatására ingerületbejövő csapok és pálcikák. Legnagyobb számban a sárgat'o lthan helyezkednek el. Ugyanakkor a látóideg kilépésének helyén hiányoznak, ez a vakfolt. (lAy.i. ábrH)

A szem fénytörő közegein, a szaruhártyán, a szemlencsén és az üvegtesten keresztül kerül a fény az ideghártyára, ahová fordított állású, kicsinyített, valódi kép vetül (169.2. ábra).

UvegtCNl külsó Nzcinmozgaló izom

ínhútlya

idegháítya(retina)

IcnocfúggeNZK? rostok

sziviÚA’ányhiiilya

pupilla

szemlencse

szemcsíirnok

szaruhárlya' ,

sugártcst

köt^íilya

169.1. A hó ly .tgszcm felépité.se

súrgufolt

tetinaerek I

Uitóideg (II.)

169.2. A fé n y ú tju a szem b en

170 AZ EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI II.

A fényenergia hatására a receptorsejtekben lévő vegyület, a lá tób íbo r egy fehérjére és egy A-vitamin-molekuIára hasad szét. Eközben ionvándorlás indul meg a sejt membránján keresz­tül. Ez az elektromos változás jut tovább ingeililetként a látóidegeken keresztül az idegrend­szer központja felé. A két vegyület, ha nem éri fény (például pislogás alatt), ismét látóbíborrá kapcsolódik össze.

A két szemünk tengelye 5-6 m-nél közelebbi tájgyakra nézéskor nem páitiuzamos, ez a tér­látásunk kialakulásának egyik feltétele.

A látáshíbák és korrigálásuk szemüveggel

TAVOIAANESSKOR KOZaKNCZESKOR

170.1. A látáshibák és konekciójuk

A szürke hályog és a zöld hályogA szürke hályog lehet veleszületett betegség, vagy a lencse időskori elöregedéséből jön létre. A látászavait a szemlencse anyagcsere-folyamatainak megváltozása okozza. A látás ködössé válik, a zavar a lencse szélén vagy a közepén kezdődhet. Ha a látászavar már súlyos, akkor a beteg lencsét eltávolítják, és hiányát szemlencse-beültetéssel vagy szemüveggel pótolják. A zöld hályog, más néven glaukóma, az emberek mintegy 4%-át érinti, többnyire a 40. élet­év után alakul ki. Ez a betegség a megvakulás leggyakoribb oka. Helyes kezeléssel azonban a vakság többnyire elkerülhető. A betegségnek krónikus és akut formája is van, az elváltozást az okozza, hogy a szemgolyóban a nyomás megnövekedik, és az a szaruháitya szöveteit e l­tolja egym ástól. A zöld hályog elnevezés helytelen, mert nincs a szaruhártyán hályog, és a szem sem látszik zöldnek.

O A pupilla- és a szaruhártyareflex (szemhéjzáróreflex)A szivárványháitya középső kerek nyíláisa a pupilla, mely a szembejutó fény mennyiségét sza­bályozza. A pupillareflex a pupilla mozgása. Erős fényben szűkül, kevés fény esetén kirágni.

A LÁTÁS 171

Biológiai feludatu annak szabályozása, hogy az idegháityára mindig a látáshoz szükséges op­timális fénymennyiség jusson. A szaiuhányareflex a szemhéj lecsukodása a szemhez közelítő tárgy hatására. Ez is a szemet védő reflex.

O A távolság és a tér észleléseEgy adott tárgyról eredő fénysugarak által a két szem ideghártyáján keltett ingerületek eltérnek egymástól. Ezek az agykéreg látóközpontjáhan egyetlen képpé olvadnak össze. Ezzel válik lehetővé a térérzékelés. (ni.i.Hhra)

látókeioztez^klés tu];unusz pontszcnivciülcs

a kct szem látótere az álin€t>zés

ciedincnyeAt

CD CD171.1. A téicrzékclcs

Bt O D)

a liítótcr- kiesés típus;ii

CD

O A VAKFOLT VIZSGAUTA 21. v izsgálat

ANYAííOK IvS f:sz k ()Z()K: vakfoltvizsgáló ábra.

vk(;rkií/VITÁs : Tartsuk a szemünk elé az ábrát. A bal szemünket hunyjuk be, a jobbal pedig folyamatosan figyeljük a bal oldali keresztet. Közben mozgassuk az ábrát a szem felé, illetve attól távolodó irányba.

■rAF.xsz TAi.A'i' vs MAííYAR.vZA'r: A vizsgálat végrehajtása során a kép eltűnik. Ez akkor kö­vetkezik he, ha a kép pontosan a vakfoltra vetül, ahol nincsenek receptorok.

+

171.2. V íík fo ltv iz -s g á ló ábra

172 AZ EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI II.

A SZIMTEVESZTES VIZSGÁLATAANYA.(í()K kszk()Z(")K; Cseieszíntábla.

vkgrkiiajtAs : Figyeljük meg a képet, és mondjuk meg, melyik szám van az ábrán elrejtve.

1APASZTAI.AT KS MA<íYARÁZAT: A szfuíévesztó ember nem iá t kiilönhségef a kiegészítő (kompfemetUer) szí­nek, így pl. a vörös és a zöUl, a sárga és a kék sth. szín között, ezért téveszti őket össze.

22. VIZSGÁLAT

172.1. Csereszíntiíblii

A LATASELESSEG VIZSGÁLATAANYA(;oK v s kszk(")/.(")K: Sneller-féle betűtábla.

23. VIZSGÁLAT

VK(;RKiiA.rrÁs: Kérjük meg a vizsgált személyt, hogy fentrol lefelé haladva olvassa el a táblán látható betűket.

i'AFASZ rAi.A'i' í:s m a(;y aráza r; A normális látásélességíí ember az 5 méterről olvasandó jeleket felismeri. A látásélesség mértéke az o legkisebb lyetű, amelyet a viz'^gált .személy biz- tosan felismer.

A TÉRBELI TÁJÉKOZÓDÁS VIZSGÁLATA 24. vizsgálat

ANYAííOK ÉS h:szKöZ()K: szűrfíállvány, szűrokaiika, kulcskarika, zsinór, ceixiza.

VK(íRKiiA.rrÁvS: A szűróállványra rögzített szűrőkarikára erősítsünk eg y rövid madzag se­gítségével egy kulcskarikát. A vizsgálandó szem ély takarja be az egyik szem ét, majd pró­bálja egy gyors mozdulattal átdugni a ceruzát a kulcskaiikán.

l AFASzrAKA i' luS ma(;yaráza I': A mozdulat mindkét szetminket nyitva tart\>a p<mtosabban sikerül. A két szem által létrehozott kép hitelesebb, mert a bal .szemmel a tárgy bal oldalán ról, a jobb .szemmel a tárgy jobb oldaláról kapunk p<mtosabb kéjyet. A két kép a látóközpont működése során válik egységes, pontos képpé.

A PUPILLAREFLEX 25. vizsgálat

ANYAÍÍOK ÉS eszk özö k : Zseblámpa.

VÍXÍRKH/VITÁS: A vizsgált személy egyik szemébe világítsunk nem túl ei'ős fényű zseblám­pával. Figyeljük meg, hogyan változik a pupilla.

rAPASzrAi.Ai’ RS MA(;YARÁZA'r: Az erős fény hatására a pupilla szííkiU. Miután a lámpát kikapcsoltuk, a pupilla néhány másodperc elteltével tágtílni kezd, és e/éri a viz.sgálat előtti állapotot.

A LÁTÁS 173

Sugárizom

Lencsefüggesztő rostok

Szemlencse

Görbületi sugara

Fénytörő képessége

173.1. A távolhítás és a közcllálil'v összehasonlílása

Közeire Távolranézéskor nézéskor

összehCizódik eiernyed

ellazulnak megfeszülnek

domborodik laposodik

csökken nő

nö csökken

- • a ie n y ir ln y abipoiaft$ kiegseii pigmentscd

(tocs«ii I recepiorscd

O Az éleslátásSzemünk éleslátásához szükséges, hogy az adott pontról érkező fénysugarak a relinH egy pontján találkozzanak. Ezt a szem lencse vá ltozta th a tó fényU írése biztosítja.K ö ze ire nézéskor a su ^ á r í/o m összehúzódik, a Icni'scüggcs/lo roslok ellazulnak. így a lencse dom borodik, fénytörése nő. Távolra nézéskor fordított a helyzet, a sugárizom m egfeszíti a len- csefüggesztő rostokat, a lencse ellapul, ezáltal ke* vésbé töri a fényt. <173.1. ábra)

A szem Ideghártyájának működéseA szem ben több mint sz<ízmiliió idegsejt találha­tó. A hosszitbb pálcikák akár egy fotonnyi fény hatásitra is ingeióileti állapotba kerülnek. A kiseU> csaptak ingerküszöbe magasabb. 5 -7 foton, vi­szont alkalmasak a színek érzékelésére. Három típusuk a különböző hullámhosszú fényt (piros, zöld, kék) érzékeli. A pálcikákban rodops/Jii. a csapokban jodops/Jn nevű fehéije található.A sárgafolt közepén csak csapok találhatók, míg attól távolodva ezek mennyisége csökken, illetve a pálcikák száma egyre nő. (I7.U. áhra) llelnihollz [helmhok;]. német oivos és fizikus szerint Ik'mm kiilön}xizf> hulláinlH>sszjiíságú fén yre (vö iös, zöld. kék) érzékeny receptorok találhatók az ideg-hártyában. A fényinger minden receptorban bizonyos fokú ingerületi <íllapotot vált ki: pl. a vörös fény legjobban a vörös, kevésbé a zöld és k issé a kék iránt érzékeny leceptorokat ingerli, vagyis a színek a h á n m féle m egyenlőtlen ingerléséből sz<inTiaznak. Ha valamennyi receptorcsopoilot egyide­jűleg azonos erősségű fény ingerli. fehér színérzet keletkezik.

O A látórendszer kapcsolata az egyensúly-érzékelésselA helyzetéizékelő szervből tíz ingerület a nyúltagyon és a hídon keresztül a középagybajul. Ennek magjai a gerincvelőn keresztül kapcsolatban vannak a vázizmokkal, a szem m el é s a kisaggyal. így válik lehetővé az egyensúly megt<u1ás<i, a szem m ozgások és a fej mozgásának kiegyenlítése.Ha a fejünket növekvő sebességgel körbeforgatjuk, egyrészt létrejön a forgatás irányához közelebb eső testfél fokozott izomtónusa, másrészt egy jellegzetes forgaU isi szemmozgcís (nistagmus) is létre­jön. Forgatás közben a szem goiyó lassan a forgatási irány ellen mozdul ki. mintegy rögzítve azt a pon­tot, melyre az előző pillanatban nézett. Am ikor a szemkitérés maximális fokot ér el, gyors mozgással a forgás irányában új pontot fixál a szem golyó, hogy aztán a fej további forgatásakor hissú ellenirányú szemmozgásokkiü ezt a flxíílt pontot is köves.se. A nistagmus egy lassú, és egy ezzel ellenirányú gyors f<izisb<Sl áll. Irányát általában agyoi's elm ozdulás, jelen esetben tehát a forgás irányával jelölik. A forgatás abbahagyá.sa után ellenkező irányú nistagmus lép fel. vagyis a gyors komponens a forgatás irányával szemben figyelhető meg. A z egyensú ly-éi^ kelés és a szem golyó mozgá.sát először ílőgyes Em ire (oi-vos) írta le. és Szenlágolhai János (neurobiológus) tisztázta.

173.2. Az idegháilya feléptté.sének vázlata és a recep- torsejtek mennyisége

1 7 4 AZ EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI II.

3 5 . A hallás és az egyensúly-érzékelés, valamint a kémiai érzékelés

KÖZKI»S/JNTÜ követelmény:

O Ismerje föl rajzon a külső, a közép- és a belső fül részeit. Értelmezze a dobhártya és a hallócsontocskák működéséi, a szabályozás lehetőségét. Ismertesse a tömlőcske és a zsákocska, valamint a három félkörös ívjárat szerepét.

© Ismertesse a zajszennyezés forrásait, halláskárosító és pszichés hatását.

€> Ismertesse a nyúltvelői kemoreceptorok szén-dioxid-ércékenységét, hatásukat a lég­zésre.

O Ismertesse a szaglóhám és az ízlelőbimbók szerepét az érzékelésben.

0 Éilelmezzen kísérletet a hangirány éi'zékelésének bemutatásáia.

KMKLT S/INTŰ követelm ény:

© Ismertesse a hallószerv részletes felépítését és működését (Corti-szerv [korti], alaphár­tya, szőrsejtek).

© Ismertesse a helyzetéi'zékelés receptorainak (tömlő, zsákocska, három félkörös ívjárat, izomorsó, ínorsó) működését.

O A külső, a közép- és a belső fül felépítése és működéseA fü lünkben két receptorcsoport is található, egyrészt a testhelyzet-érzékelők, másrészt a ha lló recep torok csoportja.

A fül külső, középső és belső fü lre osztható (i74.i.ábr»). A külső fül a fülkagylóból és a dobhártyáig vezető halló járatból áll. A középfül rövid, csőszeiia, a dobhártyátó l a belső

fiilkugyl^

küls^hullójiínit

csiga kengyel

/ \kalap;ic

ü l W ^ '

hall6csontok

hitllóideg (Vili.)

KÜ1.5;Ó F ü l.

174.1. A z e m b e i i rü l részei

fülküti (Eusiitch'féle küit^)

K Ö ZÉ P FÜ L B F .L < ^ F U L

ovális ablak keiek ablak

A HALLÁS ÉS AZ EGYENSÚLY-éRZÉKELÉS. VALAMINT A KÉMIAI ÉRZÉKELÉS 175

félkörös ívjairatok

löinkkskc

zs;ikocski)

175.1. A dobhiiilya és a hallócsontocskitk

rcccptorNcjtck

175.2. A csiga cs a felkörös ívjáratok

fül kezdetét jelző ovális ablakig tart. Üregében található három egymáshoz kapcsolódó halló- csontocska, a kalapács, az üllo és a kengyel ( n s . i .á b r a ) . A középfül egy vékony vezetéken, a (u lk ü rtö n keresztül kapcsolatban áll a garattal, ezért a dobhártya két oldalán a légnyomás mindig egyforma. A belső fül vagy labirin tiisszerv . hártyás falú, folyadékkal telt. Két rész­ből áll. Egyik a három félkörös ív já ra to t, valamint a töm lőcskét és a zsákocskát foglalja magába. Bennük találhatók a helyzetérző receptorok. A három félkörös ívjárat a fej lassuló vagy gyorsuló mozgását, a tömlőcske és a zsákocska a nyugalomban léx'ő fej téiljeli helyzetét éreékell. A belső fül másik része a csiga (175.2.ábra). Benne helyezkedik el az alsó és a felső ha lló jára t, valamint a hallás receptorait tartalmazó Corti-féle szerv. A hallás során a hang­hullámok először a dobhártyát hozzák rezgés­be. A rezgések a hallócsontocskákra tevődnek át, amelyek közül a kengyel talpa az ovális ablakon keresztül a csigát kitöltő folyadékot rezegteti meg (I75..v ábra). A hallójáratban lét­rejövő folyadékhullámok a Corti-féle szerv­ben lévő fedőlem ezhez nyomják az alatta lévő alaphártyán ülő receptorsejteket, ennek hatására jönnek ingeiületbe.

ahulám hatása 33 mm (2 és 3/4 csavar)

kerek)lak

keresztmetszet

alsó járat

hosszmetszet (kiegyenesítve)

175.3. A keletkező nyom áshullám a csigában

O A zajszennyezés forrásaiA hang a levegőben terjedő periodikus nyo- másvátfozás. Az ember számára hallható hang egysége a bel. A gyakorlatban ennek a tized- részét. a decibelt (dB) használjuk. 30 dB fe­lett a hang zavaró vagy károsító is lehet, ekkor m ár za jnak nevezzük. Az erős, vala­mint a taitós hanghatások a hallórendszeit károsítják, és pszichésen is terhet jelentenek az idegrendszer számára. A leggyakoribb zaj- foirások a közlekedés, a gépek, a szabadtéri munkák és az építkezések zajai. (175.4. ábra)

dB Zal Hatás

0 hallásküszöb

20 lombzizegés

40 halk beszéd nyugodt; zavarja az alvást

60 porszívóz^ hangos: koncentrácíózavar

80 kö^ekedésí zaj hangos; koncentrációzavar

100 autókürt nagyon zavaró: megértés zavara

120 légkalapács fájdalmas; hallászavar

175.4. A h íing ok hatása a sze rv e ze tre

176 AZ EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI II.

O A légzés szabályozása

r betégzést serkentő

belégzést trányítö

iD C

NYÚLTAGY

belégzést gátló

küégzést irányftö

imozgatópályáJc getincveiői idegek

alégzóizmokösszehúsMnak a iégzötzmok eiemyednek

♦ I3tü<>6 leszöl

02*érzéteiőfecepiof

(aortaiv)

176.1. A légzés sziibályoziísii

a vér COrlartalma nő, űrtarta lm a csökken

nyomásérzételő receptor i

(túdö)

B A szaglóhám felépítése és működéseA kém iai receptorok a köinyezet folyékony és gáznemű anyagainak vegyi összetételére érzé­kenyek. A szaglás a levegőben lévő molekulák éi’zékelését szolgálja. vSzaglószei vünk az o rr, a receptorok az oriüreg felső részén elhelyezkedő szaglóhánihan találhatók. Az éi-zőidegsej- tek rövid, dendritnek tekinthető nyúlványai csak azokra az anyagokra reagálnak, amelyek a szaglóhámra kerülnek, és oldódnak a nyálkiuétegében. Ezéit. amikor szagolunk, szippantással kell a levegőt a szaglóhám felé irányítununk.

Az ízérzékelésAz ízlelés receptorai a nyelvünk nyálkaháilyájában található ízlelőhimbók. A legtöbb ízlelő- bimbó a nyelv felületén lévő ízlelőszemölcsök mélyedéseiben helyezkedik el. Az ízlelőrecep- to rok mindegyike csupán egyféle, összesen négy alapfz éi'zékelésére képes (176.2. ábra). A kü­lönböző érzékelést végző sejtek a nyelv más és más teitiletein csoportosulnak. A savanyú ízt a nyelv oldalán középen, a sós ízt ugyancsak a nyelv két oldalán az elején és a tövén, az édeset a nyelv hegyén, a kesenJt pedig a nyelv hátsó részén éi'zékeljük. Az ízek végtelen változatos­sága a négy íz kombinációjával jön létre.

izkl^biinbó

mirigyek

p(Si'Us p l a z i n u n y ú l v á n y o k

rc c e jX o íN c jl(szi rsejt)

lúmasziósejt

ii b ip o U ir i s i d e g s e j t nyúlvúnyu

~ d b i p o l á r i s i d e g s e j i s c j l tc > ( c

k ö z p o n t b i i v e z e « ^ u x o n

édes

\ '

k e > e iű suvunyú

176.2. A z ízlelőszcinölcs (/\). az ízlelőbimbó (B') mjza és ;t nyelv különböző ízlel6bitnbóin<ik elhelyezkedése (C)

A HALLÁS ÉS AZ EGYENSÚLY-éRZÉKELÉS. VALAMINT A KÉMIAI ÉRZÉKELÉS 177

© A HANGIRÁNY ÉRZÉKELÉSÉNEK VIZSGÁLATA 26. VIZSGÁLAT

ANYA(;oK v s ks/K()/(")K: szék, kendő.

VÍXÍRKII/VITÁS: Üljön a székié egy tanuló, majd kössük be a szemét. A körülötte állók közül valaki tapsoljon egyet. A széken ülőnek kezével a hang irányába kell mutatnia.

TAPASZTALAT KS MAííYARÁZAi': A h ( jn g irányának meghatározása a két fiUhe ju tó hang- hii/láinok klőheli különbsége alapján rörrénik. Ha a hanghiiUánwk egyszerre érik el mind- két fielet, a hangforrást azok közé, középre határozzuk meg. A hanghullámok érkezésének időbeli eltolódása esetén a hangforrást arra az oldalra határozzuk meg, amelyik fiilünk- höz a hang előbb ju to tt el. Különböző erősségű hangok e.setén a hangforrá.'it arra az ol­dalra tesszük, amelyik irányból az erősebb hang érkezett. A hangirány lokalizálásában sze­repet játszanak még tanult, feltételes reflexmfíködések is.

O A hallószerv részletes felépítése

u kengyel talp:i uZ ovális iiblitkon

aluphiíiiyu

fels^ júral

kcickablitk itlNÓjiír«it

177.1. A csiga felépítése és működése

. ii halWidcg \ iTtstJui

leceptoisejt(szrttNcit) \ fed<Sháily;»

iilaphiíilyu a hall^ideg lo.sijui

O A helyzetérzékelésA lesttaitáshoz és a léiben történő elhelyezkedéshez infonnációt a belső fül labirint iisszcrvénck hát­só része szolgáltat. A fej térbeli elhelyezkedését a tönilck'skc és a /sákm 'ska. a gyoi'suló mozgást a há­rom í'clköri^ ívjárat éi'zékeli. A töinlőcske és a zsákocska hártyás üregét folyadék tölti ki. Oldalukon receplorsáv található. A hosszú plazmanyúlványokkal rendelkező szőrsejteket egy kocsonyás anyag borítj<), melyben kalcium-karbonát-kristáiyok vannak. Ezek elmozdulását, illetve nyomóhatását érzé> keVík a .Kzőrsejíek. A jobb és bal tömlőcskéből J-3 félkörös (vjárat indul ki. Ezek a tér három ir<myának m egfelelően derékszöget ziímak be. Bennük folyadék található, mely tehetetlenségénél fogva a fej e l­mozdulását követve kilendül. E m ozgás jelentkezik ingerként a szőrsejlek számára. (177.2. ábra)

félkörös ívjárcitok

i u n p u l t a

a gravitúció ir;tnyíi

7

a fél körös ívjái'at folyadékának inozgáva

kocNonyás icnI \ szA-seji

ideg­rostok

tö in l^sk c csiga leccptorscjtck támasztösejtck

177.2. A h c ly z c lc iz c k e lő szerv fe lép ítése és m ű kö d ése

a fej mozgási ii.iny.t

178 AZ EMBER ÉLETMŰKÖDÉSEI II.

3 6 . A testmozgató rendszerekKÖZÉPSZINTŰ követelmény:

O Magyarázza el, hogy alapvetően motivációs állapotok irányítják és aktiválják magatar­tásunkat.

© Ismertesse az akaratlagos mozgások szei*vez6désében az agykéreg és a kéreg alatti mag­vak szerepét. Magyaiázza el a mozgatópályák kereszteződéseinek funkcionális követ­kezményeit.

o Ismertesse a kisagy fő funkcióját (mozgáskoordináció). Tudja, hogy alkohol hatására ez az egyik leghamarabb kieső funkció.

O A magatartás motivációs aktiválásaAz akaratlagos mozgásainkat mindig m otiváció (belső késztetés, azaz valaminek az elérése, illetve végrehajtása, (evolúciós szempontból zsákmányszei'zés, menekülés stb.) indítja és hatá­rozza meg. (I7«.l.ábra)

O Az akaratlagos mozgásokA nagyagykéreg mozgató- vagy másik nevén motoros mezői a homlok lebenyben találhatók. Innen indul ki a két mozgatópálya, az ex trap iram id á lis és részben a p iram isrendszer. (az agy egyéb területeiről is indulnak rostjai).

Az ex trap iram idá lis rendszer az ősibb. A leszálló rostok többször átkapcsolnak: jobb és bal oldali lencsemag jobb és bal oldali farkosmag -> egy közös vörö.smag. Az innen lefelé haladó rostok többsége átkereszleződik. majd részben az agytörzs, részben a gerincvelő mozgató neuronjain végződik. Az átkeiesztezés miatt a jobb oldali rostok egy része a gerinc­velő bal oldali elülső szaivában, a bal oldali rostok a jobb oldali .szaivon végződnek, és kapcsol­nak át a mozgatóidegrostokra, amelyek gerincvelői idegek formájában lépnek ki.

A piram isrendszer rostjai átkapcsolás nélkül futnak le. és egy interneuronon kere.sztül vég­ződnek a gerincvelő elülső szai'vain. A ix>stok iizonban ezt megelőzően vagy a nyúltvelőben, vagy a gerincvelőben ugyancsak átkeresztezodnek.A piramispálya a finomabb mozgások végre­hajtója. Fontos az izomtónus biztosításában is.

Mivel a gerincvelő mellső mozgatórostjai nem lépik át a test középvonalát, a megfelelő agyféltekékkel mindig ellentétes oldali moz­gásokat irányítanak.

A gerincvelői reflexekA gerincvelői reflexek két nagy csoportja az izom eredetíí és a b ő re re d e tű reflexek (179.1. ábra). Az izon ieredetuek receptorai 178.1. Az ember pszichikus levékenységénckviizlala

A TESTMOZGATÓ RENDSZEREK 179

Inger

Receptor

Feladat

Hatás

Példa

Vegetatív reflexekIzomeredetű

m e c h a n ik a i, k ém ia i, tiő s tb . a z izo m m e g n y ú lá s a

a z s ig e re k fa lá n a k re c e p to ra i iz o m o rs ó . in o rsó

a v e g e ta t ív m ű k ö d é s e k e l lá t á s a a n o r m á lis te s th e ly z e t fe n n ta r tá s a

s im a iz o m , m ir ig y m ű k ö d é s e a fe sz ítő iz m o k ö s s z e h ú z á s a

térd re ftexn y á le lv á la s z tá s . szék te tü rtté s

179.1. A reflexek felépítése és tulajdonsiígu

Szomatikus reflexek

Bőreredetű

n y o m á s , fá jd a lo m

a k ü tta k a ró re ce p to ra i

a k á r o s in g e r k ik ü sz ö b ö lé se

a h a jlító iz m o k ö s s z e h ú z á s a

ü té s a k ézre , s z ö g b e lé p é s

a já r á s k ia la k ítá s a s z a b á ly o z o tt , k ö z ö s ren d b en

az izomban találhatók. A reflexek a testhelyzet fennm<uadását szolgálják, antigravitácios műkö­déssel, az állandó izomtónus fenntartásával. A boreredetu reflexek a bőrből indulnak ki fáj­dalom vagy nyomás hatására. E kkora végtag hajlításával eltávolítják az ingerfoirástól, ezzel egyidejűleg az ellenoldali végtag izmai megfeszülnek. Ezek a keresztezett hajlító-feszítő ref­lexek. (179.2. ábra)

O A kisagy működéseA kisagy a nagyagy tól, az agytöizstől és a geríncvelőlyői egyaránt kap rostokat. Az itt feldol­gozott információk a kisagyban lévő magvak közvetítésével a középagyon és a talamuszon keresztül jutnak vissza a nagyagyba, és ezen keresztül befolyásolják annak mozgatószabályo- zásiU. A kisagy tehát rendkívül fontos mozgáskoordinátor, a bonyolultabb, finomabb mozgá­sok kialakításában van szerepe. A kisagy három pár kisagykarral kapcsolódik az agy többi részéhez, melyeken keresztül kap információkat a test izmainak állapotáiól. illetve az agytöi-zs magvainak működését befolyásoló utasításokat ad le.

179.2. F á jd a lo m re fle x

180 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

3 7 . A vegetatív szabályozásKÖZKI^S/INTfl követelm ény:

O Éltelmezze, milyen folyamatok szabályozását jelenti a vegetatív működés, hogyan valósul ez meg.

© Ismertesse a szembogár (pupilla), a vázizom, a bél, a szív és a vérerek szimpatikus és pa- ra.szimpatikus befolyásolásának következményeit.

EMELTSZINTŰ követelm ény:

O Ismertes.se, hogyan valósul meg szervezetünkben a keringés (lásd 127. oldal) és a test- hőmérséklet szabályozása.

O Ismerje fel ábrán a szimpatikus és paraszimpatikus idegrendszer anatómiai hasonlósá­gait és különbségeit.

O Milyen folyamatok szabályozását jelenti a vegetatív szabályozás?A vegetatív szabályozás a zsigerí szeivek összehangolt működését és a M s(7kömyezer viszony- ía^os állandóságát biztosítja. A zsigeri szervek alatt értjük a vérkeringés, a légzés, a táplál­kozás és a kiválasztás szeiA'rendszereit felépítő szei'veket. A szabályozás jellemzője, hogy a fo­lyamatok során szükségessé váló ingei válaszok végrehajtását az ak a ra tu n k k a l nem tu d ju k befolyásolni.

Hogyan valósulnak meg a vegetatív szabályozási folyamatok?Ezeknek a folyamatoknak a szabályozása is, a szomati­kus szabályozáshoz hasonlóan, reflexívek segítségével valósul meg. A belső szervekben lévő receptorok a belső állapotváltozások hatására létrejövő akciós potenciáljai, a vegetatív éi*zőrostokon keresztül ju tla k be a vegetatív központokba. Egyes esetekben nincsenek receptorok, hanem a vegetatív központok közvetlenül a vér minden­kori kémiai összetételéMI szereznek információkat a bel­ső környezet pillanatnyi állapotáról. Például a nyúltvelői légzőközpont vegetatív központi sejtjei a rajtuk keresz- tüláiamló vér szén-dioxid-taitalmának növekedése esetén váltják ki a belégzést.

A vegetatív reflexív befelé futó szakasza a szomatikus reflexpályákéval megegyező felépítést mutat. A receptor­ból egy (pseudo) bipoláris neuron perifériás nyúlványai hozzák el az ingerületet, és centrális nyúlványaikkal to­vábbítják azt a vegetatív központ irányába. A bipoláris neuronok a szomatikus érzőidegsejttel együtt a gerincve­lői idegek hátsó gyökerében lévő érződúcokban találha­

geríncvelöi k

szimpatikusparaszimpatikus

180.1. A szervezetet beidegző vegeliilív lostok

A VEGETATÍV SZABÁLYOZÁS 181

tok. A centrális nyúlvány ugyanúgy a hátsó gerincvelői gyökéren lép be a központi idegrend­szerbe. és a vegetatív központi sejteken végződik. (iKn.i.nbra)

A vegetatív reflexív felépítésében a szomatikus reflexívekkel összehasonlítva különbség a vá­laszt vivő. a kilépő idegek elhelyezkedésében és működésében van. A gerincvelőme/lsómoz- gatószciiván kilépő vefiefafív idegrostok ugyanis nem futnak közvetlenül a belső szervhez, hanem előtte minden esetben egy szinapszison áfkapcsohk/nak. A szinapszis lehet a szervtől távolabb, a gerincvelő közelében, de lehet közvetlenül a szervnél vagy a szerv falában is.

A vegetatív „mozgatórostok’' hatásaA vegetatív működésekben változásokat eredményező rostok szei'vekre gyakorolt hatásukat te­kintve kétcsopoitba sorolhatók: szim patikus és paraszim patikus hatásúak lehetnek (iKi.i.áhni). A szimpatikus hatás mozgósítja az egész szervezet erőtailalékait, működését. A paraszim­patikus hatás ezzel szemben a szervezet lokalizált területein tartalékolja a szervezet energiáit.

VaUmennyi belső szervünk kettős beidegzésu. szimpatikus és paiaszimpatikus rostok egy- ✓

aránt futnak hozzá. Átlagos körülmények között a két hatás egyensúlyban tartja egymást, ez határozza meg a szervezet pillanatnyi állapotát.

Szerv Hatás Szimpa­tikus

Paraszim­patikus

bőr verejtékmtrigy í+ ) +

szem a pupüla tágítása a pupilla szűkítése

+0

0+

nyálmírígy nedvtermelés (+ ) +

erek

tágítás: koszoriierek coinerek agyi erek

bőrerek a tápcsatorna erei

+++ Ő

++

pajzsmirígy múkodésfokozás + -

szív osszehúzódások száma + -

tüdő a beiéQZés seikentése a horgöcskék tágítása + -

gyomor izomműködésnedvtermelés Ö

++

máj epetermelés + 0hasnyálmirigy nedvtermelés - +mellékvese nedvtermelés + 0

vékonybélizomműködés nedvtermelés

vérerek tágassága felszívás

- +

vastagbélizomműködés

vérerek tágassága felszrvás

- +

vese kiválasztási kapacitás - +húgytiölyag záróizom - +

ivarszervek nedvtermelés az erek tágulása - +

181.1. A vegetatív idegrendszer és hatilsiii (nincs lényeges hatás; 0, működés fokoziisij; +. működés csökkenése: - )

182 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

O A belső szervek működésváltozásai szimpatikus és paraszimpatikus hatásra

Szerv Paraszimpatikus hatás Szimpatikus hatás

Pupilla szűkül tágulSzív rttmusa lassul ritmusa gyorsul

Koszorúerek nincs hatással tágulnakVázizmok erei szűkülnek tágulnak

Bőrerek tágulnak szüleinekHörgők izomzata ósszehúzódik elernyed

Gyomor, belek mozgása fokozódik csökken

Váladéktermelés fokozódik mérséklődik

Verejtéktermelés erősen fokozódik enyhén fokozódik

Nyáttermelődés fokozódik csdidcen

182.1. V egeta tív reflexív

O A hőszabályozásA h<w/abályo/HS idegrendszeri központja a köztiiigyban. azon belül a hipoluíam tiszhan van. Itt ta­lálható két iT iagcsopo il, a fűlőközfxm t é s a hűtőközixmf. A fűtóközpont aktivitása a testhoinérséklet növckedcset, a fűtőközpont aktivitása pedig a tcsthőméi-scklet csökkenését eredményezi. A központok s2uibályozó működése nonnális köm lm ények között egyensúlyban van, a kialakuló testhóméi>iéklet az opt imális hőméixéklet a szervezet számára. A központok a rajtuk keresztüláramló vér hőmérsékleti értéke alapján éizékeiik a lest belső hőmérsékletét.A fűtoközpont egyben a szjinpaíikusy a hűtőközpont pedig egyben a paraszim palikus vegetatív mű­ködések központja is.

O A szimpatikus és a paraszimpatikus rostok anatómiai és működésbeli eltéréseiA szimpatikus és a pai aszimpatikus hatású idegrostok a központi idegrendszert egymástól jól elkülö­nülő területeken hagyjiík el. és lefutásutíxm is különbségek mutatkoznak. A p»ras/im patík iis nw»tok egyrészt az agyidegben találhatók (III., VII., X .), másrészt a gerincvelő utolsó, keresztcsonti szaka­szából lépnek ki. A s/Jinpatikus hatású rostok a háti é s az ágyéki csigolyatájaknak m egfelelő sza­kaszokból kilépve hagyják el a gerincvelőt. A kétféle hatású rost lefutásában levő eltéiés a m ozgató­rostok álkafH'.solási helyéhen mutatkozik m eg. A szimpatikus rostok átkapcsolása mindig a gerincvelő két oldalán sorakozó szimpatikus dúcokban van, a paraszimpatikus hatású rostok átkapcsolása leg­többször a zsigeri szerv falában lévő. úgynevezett fali dúcban történik. (i«2.2. ábra)

A rostok kilépése

Dúcok

Paraszimpatikus rostokSzimpatikus rostoka gerincvelő mellkasi és ágyéki tájékának

gerincvelői kJegeifőleg a gerincvelő mellett (dúclánc)

+ hasüregi dúcoka hípotalamo-iímbikus rendszer

a hipotalamusz oMalsó-hátsó része a hípotalamusz elúlső-oklalsó része

az agytörzs agyidegei (Ili.. VII.. IX.. X.) és a gerincvelő keresztcsonti tájékának idegei

főleg a zsigerek falában

Központ

182.2. A sz im patikus és a paraszim patikus h a tás összehason lítása

AZ EMBERi MAGATARTÁS BlOLÓGIAi-PSZICHOLÓGIAI ALAPJAI 183

3 8 . Az emberi magatartás biológiai-pszichológiai alapjai

KÖZKI>SZINTfj követelmény:

O Hasonlítsa össze az öröklött és tanult magatailásfoimákat. Tudja, hogy az öröklött ma- gatailási elemek hátterében feltétlen reflexek állnak. Hozzon példákat az emberi ma­gatartás öröklött elemeire (szopóreflex, éi'zelmet kifejező mimika, agresszió).

O Értelmezze a tanulás fogalmát a viselkedés megváltozása alapján. A feltételes reflexeket hozza összefüggésbe a fájdalmas i ngerekre fellépő vérnyomás-növekedéssel, szívfrek- vencia-fokozódással, félelemmel, drogtoleranciávai.

© Világítsa meg a tanulás és az érzelmek kapcsolatát (megközelítés-elkerülés, játék, kí­váncsiság, unalom).

O Példákon mutassa be a tanulás kritikus szakaszait, az egyedfejlődés során (bevésődés, járás, beszéd).

© Példákon mutassa be a megerősítés rászoktató vagy leszoktató hatását, a szokás, a rá- szokás és a függőség kialakulását. Lássa a család, az iskola, a hírközlés, a reklám stb. szerepét a szokások kialakításában. Foglaljon állást a fentiekkel kapcsolatban.

KMKLT S/JNTŰ követelm ény:

© Ismertesse az emberi vi.selkedés evolúciós (genetikai), ökológiai, kulturális alapjait.

O Ismertessen olyan kísérleti módszereket, amelyek a feltételes reflex, az operáns tanulás és a belátásos tanulás kutatására irányulnak. Ismertesse módszemk korlátait. Hozzon példát ezekre az ember viselkedéséből.

O Példák az emberi magatartás öröklött elemeireAz emberi magatartás öröklött elemei például a szopóreflexs az a szomontság, n félelem, tehát az éi*zelmi kifejeződések arci megjelenítései, az agresszió elemei, amelyek a személyes tér biztosítására, a táplálék megszerzésére stb. irányulnak. Ezeket nem kell tanulnunk, velünk születnek. Az ilyen magatartáselemeket feltétlen reflexeknek nevezzük.

O A tanulás etológiái megközelítéseA tan u lás idegrendszeri alapja a memória kialakulásának folyama fa. Etológiái tartalma az állatok (az ember) viselkedésének m egváltozása.

A feltételes reflexek kialakulásának idegélettani alapjaiA feltételes reflexek kialakulása az em ber tanulási folyamataiban is nagyjelentőségű.A feltételes reflex kialakulását egy úllatetológiaí példán mutatjuk be.

184 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

Hit egy akváriumban tiutott halat enyhe iu<tmütcsnek teszünk ki. az állat egy feltétlen reflexszel, az úgy­nevezett iefagyási reakcióval válaszol rá. mozdulatlanná válik. Ennek idegélettiini alapja az az evolúció során előnyt jelentő és genetikailag rögzült („bevált") viselkedési fonna, hogy a mozdulatlansiíg észre­vehetetlenné teszi az állatot a támadójával szem ben, és esélye nyílik a megmenekülésre. A konkrét esetben azonban mozdulatlan állapotban is ki van téve az áramütés kellem etlen hatásának, ezért előbb* utóbb elmenekül. Ha a hatást többször megisméteijük. a hal megtanulja, hogy ebben a helyzetben melyik az előnyösebb viselkedési fonna, és egyre kevesebb időre „fagy le”. Később inár le sem fagy. azonnal menekül. A tanulásnak ez a típusa az ismét léses tanulás. Ebből feltételes reflex akkor lesz, ha az előző kísérletben az áramütéssel egy időben egy k is lámpa is felgyullad. Rövidesen ugyanis azt fogjuk tapasz­talni. hogy az állat nem várja m eg az áramütést, már a fény felvillanásakor elm enekül. A tanulási folya­mat lényege az, hogy egy feltétlen reflexet, a menekülést, tái>iítolluk egy általunk megválasztott inger­rel, a fén y felvillanásával. A tanulási folyam at idegélettani alapja, hogy az áramütés az elsődleges agykérgi éi-zőmezőben kell fájdalmat, onnan ez „átkapcsol” a kérgi m ozgatóm ezőie, és feltétlen reflexként kiváltja a m enekülést. A feltételes reflex kialakulása során a lámpa felv illanása okozta Ingerület a látómezőből automatikusan a mozgatómezőre jut, ezéil feleslegessé válik az eredeti inger, az <u amütés. Term észetesen a feltételes reflexek kiépülésében bármely más központi idegrendszeri érzőreakció vagy belső állapotváltoz«ts hasonló szerepet játszhat.

O A tanulás és az érzelmek kapcsolataAz érzelem egy belső állapot, amelynek változása, illetve a változások következtében fellépő késztetések (m otivációk) a viselkedés evoltációjának legfontosabb belső (endogén) meg­határozói. A viselkedésváltozások egy részét nem a tanulás hozza létre, hanem a belső kész­tetés változása, vagy az egyedfejlődés genetikailag meghatározott folyamata. A tanulási folyamatok többsége az állat (vagy ember) valamilyen speciális tevékenységéhez kapcsolódik, mint például a táplálkozáshoz, meneküléshez, szaporodáshoz. Vannak olyan tanulási fo­lyamatok is, amelyek általánosan jellem zőek, ám nem kapcsolhatók speciális tevékeny­séghez, ellenben belső állapotváltozásokat eredményező környezeti hatás a kiváltójuk. Ilyen például a meff.szokós (hahifuáció) vagy az ellentettje, az éizékennyé válás. Ezek motivációja a félelem.

O Példák az emberi tanulás kritikus szakaszairaAz ember egyedfejlődése során is megfigyel­hető a bevésődés. Például a csecsemő-anya köUniés a 2-6 . hónap között alakul ki. Kez­detben a kisbaba minden arcra m osolyog, később mái' különbséget tesz az anya és az ide­gen arca között. Kritikus bevésődés! perió­dusa van a beszéd tanulásának is. A süketen született gyermekek nem tanulnak meg be­szélni. Ha a gyermeknek hároméves korát kö­vetően visszaadják a hallását, sikeres műtétet követően, akkor megtanul beszélni, de szókin­cse szegényes lesz. artikulációja rossz, és ezt korrigálni sem lehet. Kodály Zoltán a zeneta- 184.1. A csecsem ő és a z a n y a k ö z ö tti kötődés

AZ EMBERi MAGATARTÁS BlOLÓGIAi-PSZICHOLÓGIAI ALAPJAI 185

m tlá sh a u hangsúlyozta a k ritikus periódus fontosságát, amelyben a megfelelő rendszeres­séggel oktatott minőségi zenei anyag rendkívül fejlesztő hatású. Kritikus bevésődés! periódusa van a j í t r á s ta n u lá sá n a k is.

nagyagyféhekék

- A szokások kialakulásaA szokások kialakításában a környezet meg­határozó jelentőségű. Egyes tevékenységek r e n d sze re s sé g e , a fo ly to n o s m e g e r ő s íté s , füg­gőségek kialakulásához vezethet. A függő­ségek — tágan értelmezve a fogalmat - a rend­szeresség igényében (m int belső ké.szte- tésben) jelentkeznek. Ezért nem mindegy, hogy a környezet, a család, az iskola, a baráti kör milyen szokásrenddel - mint igénnyel - alakítja a fiatalok személyiségfejlődését. A füg­gőségek kialakításában szerepet játszó agyi központok ma már többé*kevésbé ismertek.Ilyen például a h ip o ta la m u s z egy jól köi*ül- íiható sejtcsoponja, de a íim h ik u s r e m ts ze r -h en (iK5.i.ái>ru)és a h o m lo k le b e n y b e n is vannak hasonló működésű sejtcsoportok, amelyeket ju ta lm azási központoknak is neveznek, mert működésükkor a szervezetben kellemes (kielé­gítő) hatású anyagok szabadulnak fel. Idővel ezek hiánya lesz a motiv'áció alapja, közvetve a c s e le k v é s k iv á ltó ja . Ily módon ezeknek a központoknak a működése döntő befolyási gya­korol a; magatartásra.

sziígiórostok

hipoluliunusz iigyaliipimirigy

(hipf>í>cam/>iis}

gcriiKvelfi

185.1. A líinbikus rendszer

O Az ember viselkedésének evolúciós alapjaiA z emberi evolúció során az ember társadalmi lénnyé váU. Ennek során a szociális vonzódás, a fajtiusakkid való együttműködés, az önzcilcnscí* magas szinten és kiziíróiug az em bene jellem ző m ódon valósulhat m eg. Ennek alapjai részben genetikuson kódoltak , részben olyan tanu lási elem ekkel egészülnek ki, amelyet kom plex elne­vezéssel s»K 'ialí/ációnak nevezünk. A z einbeiré Villás sörein az eir»berí agy velő téifogata jelentősen megnőtt, fejlődése lehetővé tette a legtökélete­sebb iTiodellépílő tevékenységet, am ely a gon­dolkodás alapja, és a nyelv útján történő m odelle­zés is lehetővé teszi a modellépítést. így jö tt létre az elvont gondolkodás és a beszed (1X5.2. úhni). iuneiy az emberi viselkedés csak rá jellem ző lehe­tőségeit kibontakoztathatta.

Oondolati kép

beszédmiKgatö kozpont

AGYKEREG

gon(k)latij

beszé((értö központ

hangképzés be&zéd hallásl)$ngok

185.2. A n y e lv és a beszéd kap cs o la ta

1 8 6 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

3 9 . A társas viselkedés alapjaiKÖZÉPSZINTŰ követelmény:

O Hozzon példákat a társas kapcsolatokban megnyilvánuló vonzódásra és taszításra (pl. ivadékgondozás, rangsor), ezek formáira (pl. verbális) megnyilvánulására (pl. behódo- lás, fenyegetés).

© Hasonlítsa össze a csoportok közötti taszítás (agresszió) és az altruizmus megnyilvá­nulásait emberek és állatok esetében.

O Ismertesse az éraelmi fejlődés hatását az értelmi fejlődésre, hozza összefüggésbe a csa­lád szocializációs funkcióival.

KMKLT SZINTŰ követelm ény:

O Ismertesse az emlékezés szakaszait (kódolás, tárolás, előhívás), típusait, a memóriatá­rakat (szenzoros, rövid távú, hosszú távú memória) és az információfeldolgozás kont­rolifolyamatait.

© Magyarázza el a társas kapcsolatokban megnyilvánuló vonzódás és taszítás lehetséges okait (csoportos kohézió, csoportszelekció, rokonszelekció).

o A társas kapcsolatokA tál-sas életet szociális kapcsolatok jellemzik. Vonzódás az időleges tömöiülés, például sere­gélyek csoportba verődése vándorsólyom támadása esetén. T aszítás, a másik elutasítása például akkor, ha megsérti a személyes teret. Az agresszió, a fajtái sakkal szemben fellépő erő­szakos megnyilvánulás. Ez sokszor csak iituális, szimbólumokban nyilvánul meg, például erő­fitogtatással, hanggal vagy fenyegető mozdulatokkal. Ebbe a körbe tartozik az ember verbális agressziója is.

© Az altruizmusAz a ltru izm us az állatok fajtársaik javára végzett tevékenysége. Az állatok kizárólag roko- naikkai szemben altruisták, és tevékenységük a rokonok, illetve a csoport előnyét szolgálja. Ez rendszerint egyes egyedeknek a szaporodásról való le­mondását jelenti, ezzel egyidejűleg viszont az egyed gon­doskodik a rokonok utódjainak fennmai'adásáról. A visel­kedésforma az evolúció során szelekciós előnyt jelentett, ezért tudott fennmaradni. Hamüfon [hemilton) szerint (Hamilton-törvény) az altruizmus egyenesen arányos a rokonság fokával. Az „altruista gén” nem szaporodik, azonban a rokonokban is megvan a génváltozat (például heterozigóta formában), és mivel az altruista egyed is segít a gondozásban, nő az utódok felnövekedésének, ise.i. AEMlt™izmusúltahmosi,íUlli,mMl. ezzel a gén fennmaradásának is az esélye. (iX 6.i. áh ra) kotó roviiiok esetében

A TÁRSAS VISELKEDÉS ALAPJAI 187

Az emberi önzetlenségA z e m b e r i ö n z e tle n s é g - a z a ltiu izm u ssa l szem b en tu d a to s t e v é k e n y s é g , ezér t e g é s z e n m ás a m eg n y ilv á n u lá su k alapja. E n nek m e g fe le lő e n nem szü k ség szerű en já r a lo k o n sz e le k c ió v a l.

O Az Érzelmi és az értelmi fejlődés kapcsolataÁ lla tk ísérletek k el igazo lh ató (példáu l m este rsé g e s „anya” ), h o g y az é r te lm i fe j lő d é s é s az é r ­z e lm i f e j lő d é s kapcso latban áll e g y m á ssa l. A z anya nélkül fe ln ö v ő c s e c se m ő k n é l nem alakul ki k ö tő d é s . A szü lő i v á la szo k a c s e c s e m ő k reak ció i közü l nem erősítik m e g a z e lm e fe j lő d é s ­h e z s z ü k s é g e s p o z itív m eg n y ilv á n u lá su k a t, é s nem is m érsék lik k ö zü lü k a negatívakat.

vizuálisingerekakus2tii(usingerek

köztiagy

rövid távú men>ória

hosszú távú memória

halántéklebeny

keresó-visszaidézö rendszer

187.1. Az emberi emickczcs vázlatu

beszéd (kimenő )el)

O Az emlékezés szakaszaiA tunulás alapja az cm ickczcs. A z em lékezet mechanizmusának három típusa van. A z egyik az éppen átélt eseményekre vonatkozik, ez a szen­zoros m em ória. A z em lékezet másik fonnúja órákkül, napokkal korábban átélt esem ényeket rögzít, e z a rövid távú m em ória. A hannadik fonnája, a hosszú távú m em ória, a régmúlt tör­ténéseinek felidézését teszi lehetővé. (187.1. úbru)A memória anyagi alapjait az idegrendszerben cgyrc.szt új, m űkíklőképa szjiiiapszis(fk kialaku­lása teremti m eg. M ásrészt feltételezik , hogyaz egészséges p r 'umfehérjék működése az idegrendszerben, a memória tájolásában van, é s ennek anya­gi alapja a másodlagos szerkezetük reverzibilis megváltozása. Ha a fehérjék szerkezetváltozása iné- verzibilissé válik, vagy valamilyen más formát vesz fel, akkor válnak csak kórokozókká, és indítják be az autokatalitikus, pozitív visszacsatolású folyamataikat, amelyek eredménye egyre több hasonlóan hibás szerkezetű prionfehérje lesz. Ez pedig «iz agy leepülé.séhez vezet.

O RokonszelekcióA populáció rokon egyedei közöli nemcsak altmisla, hanem önzó m a^atartásiiukl is fellép, amely az elől)bi ellentéte. A z előző elmélet gondolatmenetét fordítottan használva, <iz önirfí magatartás fenn­maradásai is megmagyarázható. Ez jellem ző az emlősök közül például az oroszlánokra. A z oroszlánok 4 -1 5 fő s csopoilokban élnek, amelyek központjában az egymással rokonságban lévő nőstények állnak, amelyek általában testvérek. Ők teszik ki a csoport többségéi. Közösen vadásznak, közösen táplálkoz­nak. Elviselik egym ás kölykeit, sőt gyakran szoptatják is azokat. A c.soport néhány hímje is rokon. A nőstényekhez hasonlóan egymást békésen tűrik, az idegen hímekkel szemben viszont agresszívek. Többnyire a nőstények vadá.sznak, azonban a hímek táplálkoznak először, őket követik előbb a nős­tények. végül a kölykök. A felcseperedő, iviuéietté váll hímekei a csoport idősebb hímjei általában el- zavaiják. Ilyenkor a testvérek rendszerint együtt kezdenek kóborolni. Telje.sen kifejlődve megroha­moznak egy idegen csoportot, elűzik vagy m egölik az olt uralkodó hímeket. Ezt követően többnyire m egölik a nőstények előző apáktól szánnuzó fiatal kölykeit. A nőstények ezt néha inegakadályozziík. ám a csoport hamarosiin - főleg - az új hímek utódaiból fog állni. A szaporodási csoport 4 - 6 év után újra m egváltozik.

1 8 8 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

4 0 . Az idegrendszer egészségtanaKÖZÉI>SZINTfj követelmény:

O Eltelmezze a fizikai, mentális és szociális jóllét fogalmát.

© Ismertesse az életmód szerepét az idegrendszeri betegségek kialakulásának megelőzésé­ben. Ismertesse a stres.szbetegségek kialakulásának feltételeit.

© Tudja a fájdalomcsillapítás néhány módját, ezek esetleges veszélyeit.

O Ismertesse az idegrendszer néhány betegségét: agyrázkódás, migrén, epilepszia, szél­ütés. agyvéreés.

© Ismertesse a pszichoaktív szerek főbb csoportjait, a kémiai és a viselkedési függőségek közös jellegzetességeit. Ismertesse a szülő, a család, a környezet felelősségét a drogfo­gyasztás megelőzésében.

EMELT S /IN T ll követelm ény:

O Eltelm ezze a zsigeri működések kapcsolatát az érzelmi-pszichikus működésekkel, hozza összefüggésbe a pszichoszomatikus betegségek kialakulásával. Magyarázza el. hogy személyiségtényezők, társadalmi nyomás, biológiai faktorok is hozzájárulhatnak egy betegség kialakulásához (anorexia, bulémia).

© Ismertesse az Alzheimer-kór és a Parkinson-kór lényegét.

O A jó llé t (jó közérzet) fogalmaAz Effészséfitigyi Világszeivezf’f az egészséget így határozta meg: „A teijes testi és lelki, vala- m int szociális jó közéizei állapora". Az egészséges tehát, aki testileg és lelkileg egyensúly­ban van, és szociális környezetével megfelelő összhangban él. (iX9.i.ái>ra)

A fizikai jó közérzet (egészség) fő tényezői a következők: a) káros anyagok nélküli lakó-, munkahelyi és egyéb környezeti viszonyok; h) a túlzott koffein*, alkohol- és nikotinélvezet, valamint a gyógyszerfogyasztás elke­

rülése;c) rendszeres testi igénybevétel mozgás és sport formájában;<l) kiegyensúlyozott, vitaminokban, ásványi anyagokban és rostokban gazdag táplálkozás; e) testápolás és higiéné.A m entális (lelki) jó közérzet fő tényezői az alábbiak: a) megfelelő kapcsolatteremtés másokkal;h) kiegyensúlyozott érzelmi kapcsolatok, szerelem és szexualitás;c) kiegyensúlyozott társas kapcsolatok a családban, a baráti körben, a lakóterületen és a mun­

kahelyen;(!) a munka és a pihenés rendszeres váltakozása;e) az érzelmek, a bánat, a csalódás, a gyötrődés, az öröm és a megelégedettség közlésképes­

sége;

AZ IDEGRENDSZER EGÉSZSÉGTANA 189

f) részvételi lehetőség a kulturális életben és a tovább­képzésben.

A szociális jó közérzet fő tényezői pedig a következők: a) megfelelő lakó- és munkahelyi környezet, amely le­

hetővé teszi a testi és lelki szükségletek kielégítését: b} megfelelő anyagi háttér és egészségügyi ellátás, a be­

tegek. öregek, hátrányos helyzetűek és veszélyeztetet­tek védelme;

c) munkalehetőség; a munkaidő megfelelő szabályo­zása, megfelelő munkavédelem;

<{) egyéni és kollektív részvételi lehetőség a társadalmat érintő fontosabb döntési folyamatokban.

(fzdrn fe iiM g o z is ű iv

Onbec$<:«é$ tntfKO amktftSSbQ

minőseQíkornyuet

ttfudalrn«Heoefleúfts

|exomakromezőmikro

ta rs» U m íresjvM

komjiezetiartaimA

stresszt fA k n i

erzdm ietianyaijotts

189.1. A lelki egész.scg elemeinek iibiújsi

O A stresszbetegségekÉlete során nap mint nap érik az embeil veszélyeztető ha­tások, amelyek testében vészreakciós állapotot idéznek elő. Ezt stresszóHopotuak nevezik. A stressz önmagában nem betegség, de beteggé tud tenni, ha túlságosan gya­kori, vagy hosszú ideig tait. Rendszerint azok a „stresz- szorok” (stesszt kiváltó hatások) játszanak szerepet a stresszbetegségek kialakulásában, amelyek erőssége vagy tartóssága meghaladja a szervezet alkalmazkodó­képességét. Az egyik leginkább stresszt okozó hatás az örökös időhiány, valamint az ezzel összefüggő alvás­hiány (i«y.2. Hbra). Megelőzésükben meghatározó szerepet játszik a fizikai, mentális és szociális jó közérzet. 189.2. Munkahelyi stressz

O A fájdalomcsillapítás módjaiA fájdalom csillapítás természetes biológiai hatóanyagai a szervezetben az egyes idegsejtek­ben termelődő tennészetes ópiátok, amelyek pl. nagyobb sérüléseknél termelődnek. Ennek megfelelően fájdalomcsillapító hatású minden olyan természetes anyag (pl. növényi alkaloi­dok: moifin, kodein stb.) vagy szintetikus ké.szítmény, amelyek hatása «iz érintett receptorokra nézve hasonló, de ezeknél könnyen kialakulhat a hozzászokás, a függőség. Fájdalomcsillapítás elérhető helyi érzéstelenítéssel (pl. hűtéssel), vagy más olyan vegyületekkel, amelyek a szi­napszisok működését gátolják, de tizikai módszerekkel, pl. masszázzsal vagy akupunktúrával is. A pszichikai hatások közül ilyen lehet a tudatos izomtónus-csökkentés (relaxáció).

O Az agyrázkódás, a migrén, az epilepszia, a szélütés és az agyvérzésAz agyrázkódást a koponyát éil mechanikai erőhatások okozzák. Többnyire csak az idegsej­tek átmeneti zavaalt eredményezi. M igrénnek nevezzük a rohamszenaen jelentkező heves fej­fájást. Hányás, fényérzékeny.ség, látászavar kísérheti. Kialakulásakor be.szűkülnek az agyi erek, a szövetek oxigénhiánya okozza a fájdalmat. Kialakulásának számos oka lehet, köztük fáiadt-

190 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

ság, pszichés okok stb. Az epilepszia görcsös losszullét, az idegsejtek kóros eleküomos kisülései váltják ki. Ennek oka lehet az agy fejlődési rendellenessége, daganat, anyagcserezavm*, alkoho­lizmus stb. A rohamokat napokig taitó fejfájás követheti. A szélüté.s vagy agyvérzés leggya­koribb oka a magas vérnyomás, amelynek hatásiíra az agyi veroerek fala károsodik, és ezért megreped. Az agyvéizést vénög (trombózis), illetve annak leszakadása (embólia) is okozhatja.

O A pszichoaktív szerekA pszichoaktív szerek (az agyra, a lelki működésre ható) közül elsőként az alkoholt kell ki­emelni. Hatása mindenekelőtt a gátló szinapszisok normális működésének megakadályozá­sában nyilvánul meg, de valamennyi szinapszisra több-kevesebb hatással van. A kisagyi mozgáskoordinációs működés zavaraira vezethető vissza a testtartás és a járás elbizonytala­nodása. A nők fokozottan érzékenyek a szeszes italok hatására, különösen veszélyeztetettek a terhesség alatt. A tartós alkoholfogyasztás következtében leggyorsabban a központi ideg- rendszer működése romlik.

A nyugtató hatású szerek közül az ópium, s ugyancsak a mákból kinyerhető morfium és a heroin szerkezete az agyban termelődő természetes fájdalomcsillapító szerek szerkeze­téhez hasonló kémiai felépítésű. A serken tők közül az amfetaminszármazékok. valamint a koffein, a kokain, a nikotin egyaiánt veszélyes. A dohcrnyzás sajnos társadalmilag elfogadott szokás. Romboló hatása nem látszik olyan egyértelműen, mint az alkoholé. A magyar lakosság több mint harmadij dohányos, többségük egyúttal erős dohányos is. A nikotin és a kátrány okozta ártalmakat szinte fel sem lehet sorolni. Az érelmeszesedés, az agyvérzés, a szívinfark­tus és a tüdőiák csak a legsúlyosabbak közülük. A dohányosok túlnyomó többségében igen rövid idő alatt függőség alakul ki a dohányzással kapcsolatban. A cigaretta megvonása, a do­hányzás abbahagyása kellemetlen tünetekkel jár: fáradékonyság, nyugtalanság, ingeióiltség, alvászavaiok. a koncentrálóképesség romlása, fejfájás, elhízás, kínzó vágy acigaietta után stb. A függőség kettős, elsősorban nikotinfüggő a dohányos, ez a függőség erősebb, mint a heroin esetében, másodsorban pszichés függőség is kialakul. Az utóbbi azt jelenti, hogy a dohányos ember bizonyos helyzetekben, alkalmakkor rágyújtási kényszert érez. Ha nincs lehetősége rá­gyújtani, ideges lesz. rosszul érzi magát. A függőség miatt a dohányzásról csak nagy akarat­erővel és hosszú idő alatt lehet leszokni.

A m arihuána előbb serkent, majd gátol, emellett hallucinogén hatású, és rontja a memóriát is. Kifejezetten hallucinogén hatású az anyarozsgomba alkaloidja, a szintetikusok közül pe­dig az LSD. A kábítószerek hatásának molekuláris szintű oka az. hogy a neuroli anszmitter (in­gerülettovábbító) kémiai molekulák helyére lépnek, de csak lassabban szívódnak fel vagy bomlanak le, ezért egyes idegsejtcsoportokat tartósan ingemletben tartanak.

A kábító hatású anyagokhoz fűződő szenvedélybetegségek nemcsak azért veszélyesek, mert a felhasznált anyagok egyértelműen ártalmasak az egészségre, hanem azért is, mert az anyagok fogyasztása során olyan mértékű függőség alakul ki (I9i.i. ábra), amely lehetetlenné teszi a normális életvitelt, hiszen a fogyasztó már csak azzal törődik, hogy megszokott adíig- jához folyamatosan hozzájusson. Mivel ez igen drága szenvedély, a drogosok nagy része bű­nözésre kényszerül (prostitúció, dílerkedés), hogy beszerezze drogadagját. A kábítószer-ter- jesztŐk általában ..beetetik” a fiatalokat, akik később segítség nélkül képtelenek megszabadulni függőségüktől. A függőket „sóvárgás” (drogéhség) jellemzi, s mindent megtesznek ennek ki­

AZ IDEGRENDSZER EGÉSZSÉGTANA 191

Anyag Hozzászokás Pszichikaifüggőség

Fizikaifüggőség

Morfin ++ +++ +++

Barbiturátok + +++ ++

Kokain - +++ +

LSD + ++ -

Hasis + ++ -

Alkohol + ++ ++

Nikotin + ++ +

elégítésére. A szerhasználók (alkoholisták és diogozók) illúziója, hogy „akkor állok le a szer fogyasztással, amikor csak akarok” .A valóságban igen nehéz a gyógyításuk.

A >tzenvedélybetegségekkel kapcsolatos m agyarországi helyzet rendkívül súlyos.Az adatok szerint 1996-ban Magyarországon m integy 100-150 ezer fiatal és felnőtt fo­gyasztott több-kevesebb kábítószert, ebből már 40 ezer lehetett a drogfüggő fiatalok szá­ma. Az alkoholisták számát 1 millióra becsül­ték. a m agyar férfiak és nők pedig évente 27 milliárd cigarettát szívnak el. Ennek ered- 191.1. A drogok összchasonLíiásit fúggőscg ahipjitn ményeként a középkorúak halandóságában,az éirendszen és a daganatos halálozásban és az öngyilkosságokban a világ élvonalába t«ulozunk. Ráadásul a magyarországi egé.szségi helyzet 1980 óta jelentősen és folyamatosan romlik.A szenvedélybetegségek kialakulásának megakadályozásában a szülő, <i család és a környezet felelőssége senki másra át nem hárítható.

O A pszichoszomatikus betegségekA z emberi élet során a leggyakoribb panaszok közé a ps/ich oszom atík u s háiila lm ak tartoznak. A pszichoszomalika a pszichés eredettel is jellem ezhető élettani elváltoziísokat vizsgálja. Szám os be­tegségről tudjuk már, hogy a szervi elváltozás inogott lelki tényzők, pszichés okok húzódnak meg. Ilyen például a gyomor- és a nyom bélfekély, a krónikus soványodás (anorexia nervosa) vagy a bete­ges falánkság (bulémia). Megelőzésükben a fizikai, mentális és szociális jó közéi'zet meghatározó sze­repet játszik.

O Az Alzheímer-kórA z A lzhcinicr-bctegség öregkori gyengeelm éjűség. Eleinte em lékezelgyengeség, tiíjékozódási zavai\ majd beszéd- és olvasi'isi zavar alakul ki. A betegség végén a szem élyiség teljesen leépül. A z elválto­zást olyan kóros lerakódások okozzák, am elyek megakadályozziik az idegsejtek egym ás közötti kap­csolatát. A z agysejtek elhalnak, az agyszövetben megkeményedett gócok keletkeznek. A betegség okairól noég ma is csak feltételezések vannak. A z első tünetek megjelenésétől a halálig mintegy 8 -1 0 év telik e l. A betegségen gyógyszeres kezeléssel csak nagyon kis mértékben lehel segíteni.

A Parkínson-kórA Parkhison-hetcgsé}* többnyire enyhe remegéssel kezdődik, amely csak nyugalomban és ébrenlét­kor jelentkezik, m ozgás és alvás közben m egszűnik. Később a m ozgások lassulása figyelhető meg. ném elyik rr>ozgás kifejezetten nehezére esik a betegnek. A járás apró léptűvé és csoszogóvá válik. Elmaradnak a mimikái m ozgások, a beszéd monoton és érthetetlen lesz, az írás apró betűssé és olvas­hatatlanná válik. A betegség oka az agyi központok lassú és feltartóztathatatlan tönkremenetele. A leg­több cselben a zavar valódi oka ismeretlen marad. A betegség többnyire 50 év felett alakul ki, egyes családokban halmozottan. A betegséget sem m eggyógyítani, sem feltiutóztatni nem lehet.

192 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

4 1 . A hormonrendszer és működéseKÖZKI»SZINTf] követelmény:

O IsmeHesse a hoimonrendszer működésének a lényegét, a honnonteimelést és szabályo­zását.

© Hasonlítsa össze a hormonrendszer és az idegrendszer működését, tudja, hogy a hor­monok hatnak a viselkedésre is.

O Ismertesse az ember belső elválasztású mirigyeinek elhelyezkedését, az alábbi hormo­nok termelodési helyét és hatását; inzulin, adrenalin, tiroxin, tesztoszteron, oxicotin.

O Ábra alapján értelmezze a n^i nemi ciklus során végbemenő hormonális, valamint a méhnyálkahártyában, petefészekben és testhőmérsékletben végbemenő változásokat.

0 Éitse a hormonális fogamzásgátlás biológiai alapjait.

O Magyarázza el a belső környezet állandóságának a biztosítását az inzulin, a tiroxin és az adrenalin termelésén keresztül. Ábra alapján - a pajzsmirigy példáján - elemezze a hoiTnontermelés szabályozásának alapelveit.

O Ismertesse a cukorbetegség lényegét, tüneteit és kezelési módját.

KMKLT SZINTŰ követelm ény:

© M agyaiázza el, hogy ugyanaz a hormon más szervben más hatást fejthet ki (receptor­különbség).

© Magyaiázza el, hogyan befolyásolják a hormonok a szervezet szénhidrát-anyagcseréjét (adrenalin, inzulin, glükokortikoidok): só- és vízháztartását, kalcium-anyagcseréjét.

Ismertesse az alábbi hormonok termelodési helyét és hatását: az agyalapi mirigy hor­monjai, a hipotalamusz hormonjai és a mellékvesekéreg hormonjai.

O Tudja, hogy hormon nem csak belső elválasztású mirigyben jöhet létre, gyakorlatilag minden szerv képes előállítani hormont.

0 Ismertesse a hormonhiányból vagy hormontúltermelésből eredő rendellenességeket a növekedési hormon példáján.

O A hormon és a belső elválasztású mirigy fogalmaA honnonok kémiai hatóanyagok, amelyek az életműködések szabályozásában játszanak sze­repet. A hormonokat belső elválasztású m irigyek termelik. A mirigyeknek nincs kivezetőcsö- vük, váladékukat közvetlenül a vérbe öntik.

0 A hormonrendszer és az idegrendszer kapcsolataA két szabályozó rendszer egymással szoros összhangban működik. A hormonrendszer az idegrendszerrel közvetlen kapcsolatban áll a hípotalam usz-hípotízís rendszeren keresztül.

A HORMONRENDSZER MŰKÖDÉSE 193

O A hormonok, termelődés! helyük és hatásuk

A hormon neve

Inzulin

Adrenalin

Tiroxin

Tesztoszteron

Oxitocin

Progeszteron

Ösztrogén

Vazopresszin

Aídoszteron

Izomhormonok

Kémiai összetétele

fehérje

aminosav-származék

aminosav-származék

szteránvázas vegylilet

peptid

szteránvázas vegylilet

szteránvázas vegyület

peptid

szteránvázas ve9yület

szteránvázas vegyűlet

Termelődés! helye Hatása

hasnyálmirigy, Langerhans- szigetek

mellékvesevelö

pajzsmirigy

here

hipotalamusz

petefészek (sárgatest)

petefészek (tüsző)

hipotalamusz

mellékvesekéreg

mellékevesekéreg

a cukorrat^rozás nóvdése és a cukoroxkláciö fokozódása

a szervezet tartalékainak nr>ozgösftása

a sejtanyagcsere fokozása

a férfi nemi működések fokozása, níiásodlagos nemi jelegek

a simaizmok összehúzódása (anyaméh)

a terhesség fenntartása

serdülőkorban ivarszervek fejlődése, később a nemi ciMus fenntartása

a vizvisszaszivás fokozása a vesecsatomácskákban

az ionok viszaszivásának fokozása a vesecsatomácskákban

férti másodlagos nemi jellegek, izomgyarapodás

A hipofízis hormontermelése és hormonjainak hatásai

A hormon neve

Növekedési hortnon (STH)

Mellékvesekéregre ható hormon (ACTH)

Tüszőserkentő hormon

Tejelváiasztó hormon

Kémiai összetétele

fehérje

fehérje

fehérje

fehérje

fehérje

fehérje

Hatása

növekedés; fokozza a fehérjebeépülést a sejtekben, csökkenti a zsír* és cukoroxidáciöt.

fokozza a pajzsmirigy működését

fokozza a meliékves^éreg működését (kivéve az akioszteron temielés)

serkenti a tüsző érését és a hímivarsejt termelést

fokozza a sárgatest keletkezését és a here tesztoszteron termelését

fokozza a tej termelődését

194 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

© A női nemi ciklus hormonális összefüggése

MHKTAlKAKAflTYA

a n y « a M rT y a, 'f tn ts iMUbeni

PETffÉSffK

tüszóeres oteiiM6iúaö sárgatest ú jlü s iő

I é c í s e

HPOTALAMUSZ AGYAUPI MnCYo sn o o e n osnrogtnáRat osztrogénsMScentw Waioaioii

IK-«$FSH- LH-ésFSH- LH-ésFSH-t tn n e K s term eits termelés

20 25 atwmiGídüsnap ovuláci6

194.1. A !><>Í nemi ciklus váhoziis^ií

A petefészkek működése ciklusos. Bennük ugyanis több százezer, már a megszületésre kifej­lődött riiszőí találunk, amelyek közül, az ivarérettségtől kezdve, átlagosan 28 naponként érik meg egy-egy petesejtté. Az érett tüszők is tei*melnek ivari honnonokat. A tü.sz()honmmok vagy ösztroiiének alakítják ki a nőkre jellem ző másodlagos nemi jellegeket.

A petefészekben a kilökődött tüsző helyén sárgatest keletkezik, amely ugyancsak egy hor­mont kezd tennelni, a pwgeszteront. Hatásáia a méhnyálkaháitya duzzadttá válik, és alkalmas lesz iura, hogy az odaérkező petesejtet, ha az megtermékenyült, befogadja, majd táplálni tudja. Ha a megtermékenyítés elmarad, a progeszteron termelése fokozatosan csökken. A petesejt megtapad ugyan a méhnyálkaháitya falán, de nem ágyazódik oda be. hanem átlagosan az ovu­lációt követő 14. napon a nyálkahártya egy diu abjával együtt lelökődik onnan. A leválást a méh- izomzat összehúzódása segíti, és vérzés kíséri. Ez a menstntáció. A vérzés 3-5 napig tart. A nyál kahártya a következő ovuláció idejére újraképződik, és a ciklus kezdődik elölről. Ter­hesség esetén a progeszteron termelése nem csökken, a megtermékenyített petesejt beágyazó­dik a méhnyálkahártyába. Az nem válik le, hanem körbenövi a fejlődő magzatot, és a meg.szü- letéséig magába foglalja. (194.1. ái>ra)

A női nemi ciklust kísérő testhőmérséklet-változásAz ovuláció előtt a nő ébredéskor m éit testhőmérséklete csökken, utána pedig tartósan kissé megemelkedik.

~ A hormonális fogamzásgátlás biológiai alapjaiA fo}{<ijnzás}{ófló tabletták általában magas nemihormon-tartalmúak. Vannak közöttük olya­nok, amelyek magas ösztrogéntaitalma gátolja a petefészekben a tüszoérést. Vannak olyanok is, amelyek nem a tüszőrepedést gátolják, hanem a méhnyak nyáktartalmát áthatolhatatlanná teszik a hímivarsejtek számára.

O A pajzsmirigy működéseA pajzsmirígyserkentő hormon a pajzsm irigyre hat. Hormonja a jódtartalmú tiroxin, mely a szervezet anyagcsere-folyamatainak egyik leghatékonyabb szabályozója. Növeli a sejtekben

A HORMONRENDSZER ÉS MŰKÖDÉSE 195

U ra y e R tiiUUS

(n v a ró ie i)4 i

t i r o ú i

uaMiyuoneun>- szabályozú

SttKrttum M polats NxmcM

eM s6let)eny pajzunMyhormon

a szabtfyozo iw m o n san iie a vM ien •<'

a horm oftsam a vé rtx n —' a $ K fv vtssa idzése az idegrendszwen k tre s a iii •

• a ; anyagcseretermek v issa jeb ftse a v t i t je n *

c é ls a rv anyagcsere-v tM ia s

N H í-C H -C O O H

.13'RM(Ora)

I a pajzsmirigybenM<ora)

a teljes I a vérplazmában

195.1. A pííjzsmh igy működcscnck vázlulii

W(öra).1311 a vizeletben

a szőlőcukor oxidációját, ezáltal az energiatermelést. Segíti a fehérjék sejtekbe való beépülését, így hat a növekedésre, illetve az egyedfejlődés ütemére. Túlműködése esetén a beteg sokat eszik, mégis egyre fogy, ingerlékeny lesz, a mirigy szövetállománya megduzzad, a nyakon ffo/yva lép fel. Hiánytünete esetén lassulnak az anyagcsere-folyamatok, fáradékonyság, közömbösség mutatkozik. A hiánytüneteket okozhatja a jódhiányos táplálkozás is. (iv5.i. ábra)

O A cukorbetegségA cukorbetegség ma a civilizált országokban népbetegség. Elterjedése összefüggésben van a fizikai aktivitás csökkenésével, a magas energiatailalmú koncentrált ételek fogyasztásával, az elhízással. A cukorbetegségnek több formája ismert.

c p e -V é Z e lc k

a hitsnyálmirigy kivezctócNÖve

Langeihiins-Nziget

S Z Ö V E T T A N I KÉP

195.2. A hasnyiílmiiigy

3óra

195.3. Glükózteszt egészséges és cukorbeteg emberben

196 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

Kíulakulúsának legfőbb oka a kellő mennyiségű hatásos inzulin ternnelődésének a hiánya. Ha nincs elegendő inzulin (iwi.i. Hi>nt>, vagy a molekiihi működése tökéletlen, a sejt nem képes a glükóz elégetésére, ezért az energiaszükségletét csak fehérjék és zsírok lebontásából tudja biztosítani. Inzulin hiányában azonban nemcsak a fehérjelebomlás gyorsul, hanem a fe­hérjeszintézis is csökken. Kellő mennyiségű inzulin esetén ugyanis megfelelő mennyiségű aminosav jut a sejtekbe, meil ezek bejutását az inzulin serkenti. Hiánya esetén az aminosav- felvétel is csökken, fehérjehiány lép fel. A fehérjeh iány gyengíti a fertőzésekkel szembeni ellenálló képes.séget. Inzulin hiányában nagymértékben károsodik a zsíranyagcsere is. Cukor- betegség esetén a sejtek csökkenő glükózfelvétele miatt növekedik a mennyisége a vérben, és m e^elenik a glükóz a vizeletben. A .sejtek cukorhiánya miatt mobilizálódik a zsírtartalék, a májban és más .szövetekben a zsírsavakból olyan nagy mennyiségben keletkeznek acetil- KoA-molekulák. hogy az meghaladja a szövetek igényeit. Ebben a helyzetben egy részük a májban acetoacetáttá alakul. Ez a molekula és száimazékai, köztük az aceton, nagy mennyi­ségben kerül a keringésbe, emiatt ketózis alakul ki. A keletkező termékekből felszabaduló hid­rogénionok savassá teszik a vért és a vizeletet. A folyamatot ezért acidózisnak is nevezik, kö­vetkezményeként a vesében nátrium- és káliumion-veszteség jön létre, és jelentős a vízvesztés is. A cukorbetegekben fokozódik a szomjúságéraet. növekedik a vizelet mennyisége. Jellemző véiükben a tökéletlen zsírlebontás termékeinek megjelenése, a ketózis és az acidózis kialaku­lása. Az anyagcseretennékek megjelennek a vizeletben, sőt a leheletben is. Ha ilyenkor a gyors segítség elmarad, akkor kialakulhat a diabéteszes kóma. amely azonnali intenzív kezelés nél­kül halálhoz vezet. Jellemző tünet a látás hirtelen romlása is. Késői szövődményei főleg az ér­rendszert érintik. Elsősorban a szív koszorúerei, az agyi erek és a végtagok közül a lábak arté­riái betegednek meg. A hajszálerek elváltozásai főleg a szemfenék ereinél és a vese ereiben alakulnak ki. A hajszálerek elváltozásai alapvetően veszélyeztetik az idegháityát. Ez végső so­ron vakságot is okozhat.Az időben felismert cukorbetegség hosszú ideig egyensúlyban tartható. Az enyhébb mértékű cukorbetegségek kezelésében jó eredményeket hozhat a diéta, ha ez mégsem segít, akkor pe- dig a gyógyszeres kezelés. A súlyosabb esetekben az inzulin folyamatos vérbe juttatására i s szükség van (196.2.ábm).

ituulinhlány (és gfakagontobUet)

csökkeniglütózfetvélel

magas vércukorsant Qitiköz a vizeseiben • ioníiiariy (Na*. K*)

tokozottfetiérjebontás

magas aminosavszifK «— nitogénvesztés

a vizetettel

savas kémhatás a vérben a sejtek dehidralácMja

lokozottlipidbontás

magas zsirsavszint ketofitest

196.1. A z inzulinhiány következinényei 196.2. Az inzulin bejuttutás;i a szervezetbe

A HORMONRENDSZER ÉS MŰKÖDÉSE 197

O Hormonok eltérő hatása a szervekreA kémiai közvetítők (híi'vivők) eljutva a célsejthez, annak ~ a híi'vivőre specifikus - receplorához kö­tődik (197.1. ábra). A kapcsolat megváltoztatja a receptor téiszerkezetét, iunely ezáltal aktivál egy vele kapcsolatban lévő molekulát, a G-fehérjél. A G-fehérje konfonnáciöváltásának következtében külön­böző folyamatok indulhatnak be a sejthártyában, illetve a sejten belül. A változások eredményeként fehérjék aktiválódnak, ami valamilyen kifzyetiiő anyag kialakulását teszi lehetővé.Az egyik legjelentősebb sejten belüli közvetítő az ATP-ből képződő ciklikus-AMP (cAMP), de a Cur*, esetleg a citoplazma egyes fehéijéi is módosíthatjiík a sejt folyiunatait. Bármelyikük megjelenése en- zintel aktivál, amely a citoplazmában egy-egy biokémiai folyamatsor beindulásait, leállásiít, gyorsulásiít vagy lassulását eredményezi. Amennyiben a hormonmolekula (pl. adrenalin. ACTH, TSH, FSH, LH. piuathormon. kalcitonin) bekapcsolódott u recepUirfni, a mellette lévő G-fehérje képessé válik GTP-t GDP + Pj-vé hidrolizáini. A változás módosít egy inaktív állapotban lévő enzimet, az adenilát-cik- lázt, lunely az ATP-ből cAMP-X alakít ki, az pedig egy másik enzimre (protein-kiniíz-A) hat. Ez külön­böző enzimeket aktiválhat (foszforilálva <izokat), módosítva sz<ímos folyamat kialakulását. A válasz specifitását az adott sejtben megtalálható foszforUálhatófehérjék minősége és mennyisége adja.

Más honnonok (pl. az acetilkolin. a vazopresszin, az oxitocin. a s2:erotonin) a seji Ca^*'StJnljének növelésével módosítja a működést. A hormon receptorba való kötődésével módosuló G-fehéije ion- csatomát nyit, amelynek következtében a sejt környezetéből - a koncentrációkülönbség miatt - ionok kerülnek a sejtbe. Az ionokat a citoplazma kalciumkötő fehéijéi veszik fel, és ezek aktiválódva kü­lönböző élettani hatást fejtenek ki.Hírvivő lehet az inozitol-trifoszfát (IP3) és a diglicerol (DAC) is. Ezek közvetítésével tennelődik a bel­ső elvstlasztásü mirigyekben nagyobb mennyiségű adrenalin, aldoszteron, inzulin, növekedési honrton, teszto-szteron, parathormon stb.A z aszteroidhoimonok és a pajz.smirigy hormonjai kémiai tulajdons<>guknak m egfelelően képesek a sejthártyán átjutni. A citoplazmában vagy a sejtmagban lévő helső recefytonnolekidákhoz kötődve közvetlenül a célsejt sejtmagjáia, az RNS-szintézisére hatnak. A kialakuló új fehéijék módosítjiík a sejt működését.

ionok által közvetített hatás hormon—A

cAMP által közvetíteti hatás

íeceptOfV ioocs3lornaj>

közvetílő (ionok) o ® o

hatás

197.1. A h o n n o n h a tás típusai

.hormon

apoiáris homioflok hatása enzimek Utzvetitésévei

hormon

receptor enán

kozvetitd (cAMP)

hatás

O A szervezet kalcium-anyagcseréjének szabályozásaA mellékpajzsmirigy honnonja a parathorm on. Ez a vér és a szövetneüv szintjét emeli. Növeli a csontokban a Ca "*" leiidásiít, a vesében annak visszaszívását, a bélben pedig a felszívásiít. A folyama­tokat a D-vitamin segíti, mely nélkülözhetetlen a felszíváshoz. Tenneiődését negatív visszacsijtolással a testfolyadékok Ca"‘‘'-szintje szabályozz.*!. A parathonnon a \év foszfátU m siin tjét is befolyásolja.

198 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

hiszen a csontok sejtközöttí álloinányúban a kai- cíum>foszfát száimazéka található. Azz^il, hogy a vesében gátolja a foszfátionok visszaszívását, szerepet Játszik a vér Ca^VPO^'^ koncentrációvi­szonyának szabályozásában.

A parathonnon túltennelődése eseten m eg­növekszik a testfolyadekok Ca^‘‘’-szintje, ami a kalcium sók kiválásához vezet: a lágy belsó szervek elm eszesednek. (I9K.l.ábra)

A z angol-kór D-vitamin-hiány esetén alakul ki. A bélből történő Ca^*-felszívás csökken, ami miatt a testfolyadék Ca^*-szintje alacsonyabb lesz. A kalciumhiúny mialí az újonnan képződd cson­tok nem m eszesednek el. Ennek eredményeként a fiataloknál a csontok elgörbülnek, ezáltal a moz­gásuk kiírosodik. Okozhatja a D-vitamin elovita- minjának a hiánya, a kevés UV sugárzás, mely aktív Dj-vitaminná alakítja az elovitamint. illetve a veseelégtelenség is okozhatja.

mellék*

csontépiW scjíek

CNonibonió sejtek

('a^^-liom cos/lúds (9 -11 ing/lOO ml veiben

198.1. A Ca*hi»ztai1ás és a csontok anyagcseréje (/\), valamint a D-vitamin aktív fonnája {B)

0 Az agyalapi mirigy működése

kisneuro*

s/ckrcciós

nagyncuros/ckr&'iós sejtek

szabályozóncun>s/ckrótum<>k

a / agyalapi mingy elülső lebenye

A z ember központi jelentőségű belső elválasztású \ hip«^amuszm irigye iiz agyalapi n iíii^ v (hipofízis). M ind­össze 0 ,5 g-nyi szerv, a? agy alján helyezkedik el, közvetlen kapcsolatban áll a felette lévő hipota- lanui.fszol.A z agyalapi mirigy két lebenyből áll, a hátulsó le­beny cl hipotalamuszban termelődő kétféle hor­mont tárolja és üríti, az elü lső lebeny hatféle hor­mont termel.

A hátulsó lebenyben tárolt két horinon, a va- zopresszin és az oxíUk íh. A vazopresszin hatásá­ra a vesecsatom ácskák falában nő a v ízvissza­szívás mértéke, az oxitocin hatására fokozódik a sim iiizom szövetek összehúzódása. Különösen érzékeny rá az anyaméh és az emlők .simiiizom- szövete.

A z elü lső lebeny hat hormonjának egy ik e ix növekedési lunnum. Hatására fokozódik a fe- héijék beépülése a sejtekbe, és elősegíti a májban termelődő növekedést serkentő anyag tenrielését is. H iánya következtében arányos törpeség lép fel, túlműködésekor pedig óriásnövekedés alakul ki.A hipofízis elülső lebenyének további honnonjai a belső elválasztású mirigyre hatnak, ez magyarázza a szabályoziisban játszott központi szerepét. Ezek a fHíjzsmirígyserkeiUőhormon, a meüékvesekéreg- serkenuJhormon, valamint az ivarm irigyek niíík/klésére haló honnonok. (198.2. ábra)

ICM- lejei- ivar-nuga\%ág v á ta su ás m irigy

pajAs-m in g y

mellék-vese

n> vese

198.2. A hipotalaino-hipofízis rendszer

A HORMONRENDSZER ÉS MŰKÖDÉSE 199

Ahipotalamusz működéseA lH|>(>talamus/ sziíinos le- cs felszálló pályával tail kapcsolatot. Magcsoportjai szabályozzák a ve- gela ttv működéseket, az állandó lesíhőm érséklel beállításiít, a láphUékfeh'éleU. Szoios kapcsolata N'an az agyalapi miriggyel, amelyen keresztül a horm onrem lszer irányfuí.sál végzi.A hipotalainusz <iz agyalapi miriggyel (h ipofízis) közvetlen és közvetett kapcsolatban is van (hipo- talam o'hipofízis rendszer), melyeken keresztül számtalan belső elválasztású mirigy működését be* folyásolhatja.

A hipotalainusz szoros kapcsolatban van a nagyagy egyik neuronhálózatával, a limhikus rend­szerre l (hipotalamo-limbikus rendszer). A z együttműködés eredményeként e z a rendszer a vegeuifív m űködések legfelső szjidndyozó közj>onlju. A hipotalamusz egy-egy magja a szimpatikus-paraszim- patikus hatások arányát, szervezetszintű összerendezését biztosítja, miközben ugyanezen magok a szeiA'ezet hőtennelését (fűtókö^wnt), illetve hőleadásiit (hűtóközpont) is szervezi (hőszahályozó köz- {xm i). Középső területén találjuk a íáplálékfelvétel köz^yontját. Ezen magok egyike a vér glükóztiu- talmának csökkenésére, illetve az üres gyom or fokozott mozgásiira jön ingerületbe.A hatás eredményeként az élőlény igyekszik táplálékot felvenni (éhségközpont). A mellette lévő mag ingerlésére jóllakottsági érzet alakul ki az agyban, az egyed nem kíván táplálékot felvenni (jóllakott­sági központ). A folyadékfelvételt a szontjúsá^köziyonl ingerületbe kerülése irányítja.A hipotalitmo-limbikus rendszer más területei a niagulariás sznlxílyozásálnm töltenek be fontos szelepet.

A mellékvesekéreg működéseA n ie llék v csck kéregállom ánya három rétegű (199.1. ábra), mindegyik réteg m ásféle honnont termel. A legkülső réteg hormonja a szervezel Á6- é i vízháztartását befolyásolja, hatásái’a a ve­sékben nő az ionok visszaszívá.sa. A középső ré» lég honnonja a szervezet anyagcsere-folyamatait, elsősorban a szénhidrát-anyagcserét szabályozza.M űködési zavara esetén kóros elh ízás, magas vérnyomás, mérgező anyagcseretermékek kelet­kezése lép fel. A legbelső réteg féifi nemi hor­mont é s hozz<Í hasonló vegyületeket tennel a fér­fiakban é s a nőkben egyaránt.Szerepük a m ásodlagos nemi je llegek (m egjele­nés, alkat, hang stb.) kialakításában van. A m el­lékvesekéreg honnonjai a szteránvázas vegyületek csoportjába tartoznak.

Viúlloinány álloiniíny

199.1. A m ellékvese felép ítése

O A szövethormonokSzerveink többsége képes <ina, hogy egyes szövetcsoportjai honnonhatású anyagot tenneljenek. Ezeket nevezzük s/övcth on n on ok n ak . Például a gyomor-bél rendszer nyálkahártyájában számos honnonhatású anyag termelődik. A feladatuk a bélcsatomában fo lyó em észíőnedv-íerm elési és -fel- szívást fo lyam atok szabályozása. Általábiin a tennelődési helyük után következő bélsz<ika.sz em ész­tőnedv-termelését é s a szaka.sz működését fokozzák, ugyanakkor a m egelőző bélszakasz hormonter­m elésére és működésére többnyire gátlókig hatnak. A gyom or által tennelt gasztrin például fokozza am<íj és a hasnyálmirigy váladéktennelését és az epeürítést. A patkóbél enterogasztrin ja fokozza az éhbél működését, a gyom or váladéktennelésére azonban gátlókig hat.

200 A2 EMBER ÉLETMÚKODÉSEi II.

0 A növekedési hormon termelésének zavaraiA z agyalapi mirigy elü lső lebenyének egyik hormonja a n ö­vekedési horm on. Hatásma fokozódik a fehérjék beépülése a sejtekbe, és elősegíti a miíjban term elődő növekedést ser­kentő anyag lennelését is. A növekedési hormon túltermelő- dése fiatalkorban, kórosan magas növekedést, giganlizfnusi hoz létre (200.1. áhru). Ha a növekedés intenzív szakaszának befejeződése után kezdődik a túlteniielődés. akkor a kezek, a lábfej, az ori' és az állkapocs növekedik csak, kiszélesednek a fogak közti rések, nő a nyelv is. Kóros növekedés követ­kezik be néhány belső szeiA’nél is. A betegség az akromegá- lio. A növekedési hormon hiányos tennelődése gyermekkor­ban Urrpenövésí eredményez. Kezelés nélkül a beteg gyerekek felnőttkorukra is alacsonyabbak maradn«tk 140 cm -nél. In­telligenciájuk nem károsodik, de a serdülőkor késik, vagy teljesen elmarad náluk. A honnon hiánya ma már géntechno­lógiai eljárással előállított növekedési honnon adagolásával pótolható.

200.1. A növekedési honnon túlzott ler- melődcse óriiisnövést okoz

Kiadja a Moz^úk Kiadó. 6723 Szeged, Dcbrcccni «. 3/B. • Telefon: (62) 470-101, 554*664 Drótposta: kÍado@mozaÍk.info.hu • Honlap: www.inozaik.info.hu • Felelős kiadó: Töiök Zoltiín Készült a Dürer Nyomda Kft.-bcn. Gyulán • Felelős vezető: Kovács János Terjedelem: 18,25 (A/5) nyomdai ív • 2 0 11. október • Tömeg; 350 g • Raktári sz«ím: MS-3155