Categories
Stiinta

Anatomie: cum funcționează organele din tine?

Dacă vrei să înveti multe lucruri noi, atunci trebuie să te abonezi la canalul de YouTube numit TED Ed. Din cele câteva sute de filme educative publicate de-a lungul anilor ai multe lucruri de învățat despre natură, oameni, știință și cultură.

În acest articol am făcut o selecție de filme educative de la TED Ed din ultimii doi ani care au ca centrul atenției unele organe umane. Atunci când știi anatomie și cum funcționează organele din tine, știi ce trebuie să faci ca să te protejezi și ca să te dezvolți normal.

În filmul de mai sus poti vedea cum funcționează inima. În timpul vietii noastre inima bate de 2 miliarde de ori iar modul în care funcționează poate fi mai bine înțeles din filmul următor:

Sângele plin cu dioxid de carbon vine de la corp prin vene și ajunge în atriul drept, este apoi împins prin ventriculul drept și artera pulmonară către plămâni, unde preia oxigenul. Sângele oxigenat vine câtre inimă în atriul stâng și este apoi pompat prin ventriculul stâng și aortă către corp prin artere și capilare.

Cum funcționează rinichii?

Rinichii funcționează precum senzorii și au grijă să reguleze fluidele din corp, detectează deșeurile și eliberează minerale, vitamine și hormoni la nevoie.

Sângele trece prin rinichi zilnic de 20 – 25 de ori iar aceștia filtrează aproximativ 180 de litri de sânge în fiecare zi.

Pentru aceasta sângele intră în rinichi prin artera renală care se divide în artere tot mai mici până ajung la cei 1 milion de nefroni, care au rolul de a filtra sângele. Aici mineralele și vitaminele din sânge sunt retrimise în circulație prin vena renală. Ce nu este bun este trimis prin ureter către vezica urinară.

Nefronii au grijă să trimită și o parte din apă înapoi spre corp dacă nu avem suficient de mult lichid în corpul nostru. Este situația în care urina este galbenă. Rinichii mai pot activa vitamina D, secretă hormonul numit renin (mărește presiunea sanguină) și hormonul eritropoietină (mărește producția de celule roșii).

Functionarea plămânilor

Respirăm de 15-25 de ori pe minut iar prin plămâni trec aproximativ 10 000 de litri de aer pe zi.

Când respirăm aerul oxigenat întră în plămâni prin gură, faringe, laringe, trahee și apoi bronhii. Ca să inspirăm diafragma determină mărirea cutiei toracice iar aerul intră în plămânii măriți.

Bronhiile se divid în multe bronhiole care au la capătul lor alveole. Plămânii nu sunt goi pe dinăuntru, ci trebuie văzuți ca niște bureți. Alveolele vin în contact direct cu capilarele care au sânge plin de dioxid de carbon adus din corp. Prin procesul de difuzie oxigenul trece în hemoglobină iar dioxidul de carbon întră în alveole.

Apoi, când expirăm diafragma se relaxează și cutia toracică se micșorează. Astfel aerul plin de dioxid de carbon este scos din corp.

Cum funcționează mirosul?

Putem distinge 10 000 de mirosuri diferite și putem face aceasta datorită epiteliului olfactor, care este format din celule receptoare olfactoare. Există 40 de milioane de asemenea celule în nasul nostru. Cu alte cuvinte, există celule nervoase (neuroni) în interiorul nasului care au rolul de a detecta substanțele chimice pe care le inspiri.

Când o moleculă intră în nas, ajunge la mucusul din interiorul nasului, se dizolvă și apoi intră în contact cu celulele olfactoriale care genereaza un curent electric. Acel curent electric este trimis apoi prin tractul olfactor către creier.

Mirosul se formează atunci cănd o substanță excită mai multi neuroni diferiți. Fiecare substantă excită doar anumiți neuroni și așa putem deosebi un miros de altul. Lucru bun: acești neuroni speciali sunt schimbați o dată la patru săptămâni.

Mirosul afectează și gustul pe care îl are mâncarea.

Cum funcționează ficatul?

Ficatul este o mică uzină de 1,4 kg din noi. El are rolul de a filtra sângele care vine de la inimă și de la intestin. Lobulele din ficat au rolul de a prelucra carbohidrații, grăsimile și vitaminele. Carbohidratii sunt transformați în zaharuri care sunt stocate în ficat ori trimise în corp după nevoie.

Ficatul filtrează toxinele din sânge fie prin distrugerea lor și folosirea pentru necesitățile corpului, fie prin eliminarea lor către rinichi sau către intestine.

Ficatul generează proteine pentru plasma din sânge, creează colesterol și vitamina D. Toxinele distruse sunt apoi trimise către bila hepatică și, de acolo, în intestin unde ajută la descompunerea grăsimilor, distrugerea unor microbi sau pentru a neutraliza acidul din stomac.

Pielea: cum se fac cicatricile?

Pielea este cel mai mare organ din corp. Poate avea o suprafață de până la 2 metri pătrați. Cicatricile rămân foarte mult timp pe piele pentru că, atunci când are loc o tăiere a pielii, zona respectivă se umple cu proteina numită colagen.

Colagenul, generat de celule fibroblaste, care este pus în acele cicatrici, întrerupe conexiunile normale din cadrul matricei intra-celulare. Astfel, acea matrice nu mai are orientare aleatorie ca înainte, ci este direcționată după zona rănii. Tocmai de aceea cicatricile rămân mult timp cu noi.

Ce face pancreasul?

Pancreasul este situat în spatele stomacului și ajută la reglarea acidității din stomac, la generarea sucurilor pancreatice, dar și la eliberarea hormonilor insulină și glucagon. Bonus: câinii au ajutat la descoperirea tratamentului cu insulină pentru diabet.

Insulina are rolul de a micșora cantitatea de zahăr din sânge iar glucagon are rolul de a mări cantitatea de zahăr din sânge la nevoie.

Când avem prea mult zahăr în sânge de la mâncare generarea de insulină duce la transporarea zahărului în exces către celule unde este folosit ca energie ori pentru a fi depozitat.

Diabetul apare atunci când echilibrul dintre insulină și glucagon este afectat. În lipsa insulinei zahărul mult din sânge duce la îngroșarea sângelui ceea ce duce la atacuri de cord, insuficiență renală și la accidente vasculare cerebreale.

De asemenea, lipsa insuline înseamnă că zahărul necesar nu mai ajunge la celule pentru a fi depozitat sau pentru a fi folosit ca sursă de energie.

Ochiul: de ce lăcrimăm?

Ochiul lăcrimează foarte des, mai ales când există particule de praf în aer. Pentru a functiona ochiul trebuie protejat mereu, astfel că este umezit în permanență.

Glandele lacrimale sunt cele care creează un lichid care are rolul de a acoperi ochiul și de a prelua praful și bacteriile ce vin în contact cu acesta.

Despre creier

Rolul hipocampusului

Hipocampusul este o zona din interiorul creierului care ajută la memorarea pe termen lung. Atunci când învățăm ceva nou informatia ajunge la hipocampus și apoi este trimisă către exteriorul creierului, în cortex, unde este salvată permanent.

Dacă elimini hipocampusul, oamenii nu mai pot ține minte lucruri noi.

Cum percepe creierul durerea?

Durerea este o senzație pe care o percepem diferit de la om la om. Poate varia în intensitate și poate fi de mai multe feluri, dar este o senzație creată ca răspuns a afecțiunilor unor țesuturi.

Când pui mâna în foc, de exemplu, neuroni din cadrul mâinii numiți nociceptori trimit semnale către coloana vertebrală și creier iar creierul creează senzația de durere.

Boala Alzeheimer

O dată la fiecare 4 secunde cineva de pe Glob primește diagnosticul de boală Alzheimer, cel mai cunoscut tip de demență.

Alzheimer este generată de formarea unor noduri din proteine în locuri unde nu ar trebui să fie și, astfel, blocheză comunicarea dintre neuroni. Neuronii care nu mai pot comunica sunt apoi distruși unul câte unul.

La început boala afectează hipocampusul, lucru ce duce la pierderea memoriei de lungă durată.

Aceste noduri de proteine se extind în zonele unde se procesează găndurile logice, apoi în zonele unde se procesează emoții și apoi în zona cortexului provocând paranoia. Când ajunge în spatele creierului memoria pe termen lung este ștearsă apoi funcțiile involuntare sunt afectate și ele.

Rezultatul? Moartea.

Cât la sută din creier folosim zilnic?

Tu îți folosești tot creierul, nu doar 10%. Faptul că folosești doar atât este un mit.

Mitul provine din faptul că pentru anumite activități ai nevoie de doar 16% din celulele creierului să fie active și nu tot creierul odată. Cănd schimbi activitatea se modifică și zonele active din creier. Acest lucru se întâmplă pentru a nu consuma prea multă energie.

Zahărul și creierul

Zaharurile sunt, de fapt, carbohidrați, dintre care amintim sucroza, fructoza, glucoza, lactoza, dextroza, maltoza, amidonul. Când mănânci zahăr creierul generează dopamină ceea ce te face să te simti bine și să vrei mai mult zahăr.

Categories
Stiinta

Importanța somnului: de la menținerea unei memorii bune până la curățarea creierului de reziduuri


Lecția de pe TED despre beneficiile unui somn bun a nimerit la momentul potrivit: la început de an oamenii îsi fac planuri mari. Tehnocultura.ro te invită să incluzi în planurile tale un somn bun, după un program stabilit în functie de nevoile corpului tău, program pe care să îl respecți mereu.

Benjamin Franklin zicea, în 1758:

“Early to bed, and early to rise, makes a man healthy, wealthy, and wise.”
( Poor Richard’s Almanac )

Un lucru despre care ne atrage atenția lecția de mai sus este faptul că memorezi mai bine anumite formule sau moduri de lucru dacă ai parte de somn suficient. La trei ore după învățarea unor formule sau la o oră după exersarea unor mișcări noi de dans un somn bun te poate ajuta în memorarea acestora.

Somnul nu numai că te ajută la obținerea unor memorii mai bune, dar permite creierului curățarea de reziduurile acumulate de-a lungul zilei.

Pe timp de zi, de activitate, sistemul linfatic culege și curăță reziduurile generate de celule în timpul activității acestora. Acele reziduuri se strâng între celule, dar sunt curățate ușor. Nu același lucru se poate spune despre creier. Reziduurile pot fi curățate doar dacă dormi.

Atunci când dormi sistemul glimfatic, un fel de canalizare a creierului format din celule gliale, elimină reziduurile din creier asemenea sistemului limfatic pentru restul corpului. Acele reziduuri sau toxine pot fi proteine extracelulare, fluid în exces ori resturi create de procesele metabolice din celule.

Dat fiind că creierul și măduva spinării nu au acces la vasculatura sistemului limfatic, sistemul glimfatic este cel ce preia toxinele și le elimină, dar poate face acest lucru doar când dormim. Atunci când dormim spațiul dintre celulele creierului crește astfel că sistemul glimfatic se deschide și permite lichidului cefalo-rahidian să intre în spațiul nou creat și curăță reziduurile dintre celule.

Cel care a făcut acest studiu, Maiken Nedergaard, co-director al Centrului pentru Neuromedicină Translațională de la Universitatea Centrului Medical Rochester din New York a afirmat că, în timpul somnului, structura celulară a creierului se schimbă. El și echipa sa și-au dat seama de acest lucru făcând teste pe șoareci.

Atunci cănd șoarecii de laborator dormeau au putut observa, cu ajutorul unor electrozi, că spațiul liber din creierul lor crește cu 60%. Folosind o vopsea specială au putut vedea că aceasta era răspândită repede prin creier cănd șoarecii dormeau, dar era aproape absentă cănd șoarecii erau trezi.

Acest lucru l-a determinat să concluzioneze faptul că oamenii, mamifere la fel ca șoarecii, au nevoie de somn pentru a permite sistemului glimfatic eliminarea reziduurilor din creier.

Lipsa somnului adecvat poate duce la diferite maladii ale creierului. Jim Koenig, Ph.D., director de programe la NINDS – National Institute of Neurological Disorders and Stroke, lb. rom. Institutul Național pentru Disfuncții Neurologice și Atacuri Cerebrale – spune:

“Aceste rezultate pot avea implicații largi pentru o mulțime de disfuncții neurologice. Aceasta înseamnă că celulele care controlează sistemul glimfatic ar putea fi noua țintă pentru tratarea unei palete de disfuncții.”

Bonus: ce se întâmplă atunci când extirpezi hipocampusul din creierul uman? Memoriile pe termen lung nu se mai formează (lecție TED-ED):

Referințe:
1. NIH.gov – Brain may flush out toxins during sleep
2. Xie et al “Sleep initiated fluid flux drives metabolite clearance from the adult brain.” Science, October 18, 2013. DOI: 10.1126/science.1241224
3. Sistemul glimfatic Wikipedia

Categories
Stiinta

Câteva lucruri despre creier: în fiecare secundă îți moare câte un neuron

Creierul uman a primit destul de mulță atenție de-a lungul timpului iar cercetările din ultima perioadă vor să obțină cât mai multe informații despre functionarea lui pentru a obține tratamente mai bune, pentru a înțelege chimia oamenilor și pentru a crea mașini mai puternice.