torstai 15. joulukuuta 2016

Opettajan kokemuksia syksyn 2016 kurssista

Tämän syksyn eläinfysiologian peruskurssin harjoitusten järjestämisessä olivat omat haasteensa opetustuntien vähentymisen vuoksi ja ryhmäkoko oli tällä kertaa reilusti yli, mitä aikaisempina vuosina. Kurssi on suunniteltu n 12 opiskeiljan ryhmille, ja nyt opiskelijoita oli reilu 20 per ryhmä. Mutta suunnittelulla ja opiskelijoiden ahkeralla työskentelyllä kaikki sujui loistavasti!
Harjoitustyöitä jouduimme karsimaan, mutta jäljelle jäi paljon hyödyllisiä ja mielenkiintoisia töitä, joiden avulla tutkimme eläinten fysiologiaan liittyviä asioita. Blogia kirjoitimme opintojaksosta ensimäistä kertaa. Opiskelijoilta saadun palautteen perusteella tämä oli erinomainen tapa kerrata asioita, ja kaikki tieto jää oppimispäiväkirjan tavoin talteen.
Opintojakson opettajina toimivat minun lisäkseni Elli Nyman ja Anniina Suutari-Holma. Erikoislaboratoriomestari Marja-Liisa Martimo-Halmetoja, ja laboratoriomestari Minna Orreveteläinen vastasivat kurssilla käytettävien liuosten valmistamisesta ja töiden etukäiteisvalmistelusta, iso kiitos heille!
Tästä on hyvä jatkaa kevään Vertailevan eläinfysiologian opintojaksolle, joiden harjoituksissa syvennetään tämän syksyn oppimista.

Henrika Honkanen
yliopisto-opettaja

torstai 24. marraskuuta 2016

Optinen harha

Optisella harhalla tarkoitetaan illuusiota, jossa aivot tulkitsevat silmistä saapuvan informaation siten, että näköaistimus vaikuttaa epätodelliselta tai mahdottomalta. Katsottavan kohteen näköaistimus ei tällöin ehkä vastaa kohteen realistisia mittoja ja ulottuvuuksia, vaan näköaistimus vääristyy, kun sitä prosessoidaan aivoissa. Optisia harhoja on erilaisia, kuten esimerkiksi kirkkaus- ja kontrastiharhat sekä kognitiiviset näköharhat. Lisäksi optisiin harhoihin luokitellaan kuuluvaksi esimerkiksi liikeharhat, joissa liikkumaton kuva näyttää liikkuvan, sekä esimerkiksi taipumisharhat, joissa suorat tai pyöreät linjat näyttävät taipuvan.

Esimerkiksi kirkkaus- ja kontrastiharhat yleensä johtuvat siitä, että näkymän konteksti vaikuttaa havaitsemaamme kirkkauteen. Esimerkkinä kuvan "Whiten harha", pystysuorat palkit ovat oikeasti saman värisiä, mutta konteksti missä ne sijaitsevat saavat silmämme havaitsemaan värieron niiden välillä.




Kuvio- ja taustaharhoissa aivomme taas tulkitsevat kuvion ja sen taustan, ja koko kuva voidaan tulkita kahdella tapaa. Esim. alla olevassa kuvassa voi nähdä saksofonistin ja naisen kasvot. On esitetty teoriota esim. siitä että, ihminen, joka kuvaa katsoo, hahmottaa ensin kuvion mitä alitajuisesti pitää merkittävämpänä, jolla saattaa olla hänelle syvempi merkitys kuin kuvan toisella kuviolla.




Myös kognitiiviset illuusiot ovat paljon tutkittuja. Yksi niistä on esimerkiksi alla kuvassa esiintyvä "Kanizsa's triangle", jossa ihminen mieltää näkyvän valkoisen kolmion keskellä, jota ei oikeasti ole olemassa. Tämä saattaa johtua siitä, että aivoillamme on taipumus yrittää hahmottaa kokonainen kuva, muodostuen yksittäisistä elementeistä, ja ikään kuin "paikata" hajanaista kuvaa tutuilla muodoilla, kuten tässä esimerkissä kolmiolla.

In this there is no "Drawn" White Triangle. Click caption for an explanation.


lauantai 19. marraskuuta 2016

Työ 27: Nystagmus

Nystagmus eli silmävärve tarkoittaa tilaa, jossa liikkuu edestakaisin tahdosta riippumatta. Vaakatasossa tapahtuva liike on silmälle täysin luonnollista, kun silmä etsii tarkennuspistettä. Nystagmus esiintyy myös sairautena, jolloin se vaikeuttaa esimerkiksi lukemista ja muita arjen toimenpiteitä.

Aluksi koehenkilön tuli sulkea silmänsä, painaa silmäluomiaan kevyesti sormillaan ja pyörähtää ympäri paikallaan seisten. Koehenkilö huomaa silmiensä tekevän nykimisliikettä. Silmät liikkuvat hitaasti eri suuntaan kuin ruumis pyörii ja palaavat äärimmäisestä tasoitusasennosta nopeasti ruumiin pyörimisen suuntaiseen liikkeeseen. 

Koehenkilö istui tuolille, joka laitettiin pyörimään tasaisesti. Nystagmus lakkaa, kun tuolilla pyöritään useampi kierros tasaista nopeutta. Liikkeen hidastuessa nystagmus kuitenkin alkaa taas uudelleen, mutta nyt eri suuntaan kuin alussa. Koehenkilön avatessa silmänsä tuntui hänen ympäristönsä pyörivän ruumiin liikkeeseen nähden vastakkaiseen suuntaan. Nystgamus oli helposti havaittavissa koehenkilön silmistä pyörimisen jälkeen.

tiistai 15. marraskuuta 2016

Elämää tyypin 1 diabeteksen kanssa

Korvatakseni poissaoloni sokeriaineenvaihduntaa koskevalta harjoituskerralta, päätin toteuttaa blogikirjoituksen elämästä 1. tyypin diabeteksen kanssa. Kirjoitus sivuaa tieteellistä taustaa, mutta valottaa enemmän kokemuspohjaisesti haasteita ja arkea sairauden kanssa.



Siihen nähden, että kehoni ei tuota ollenkaan sitä ainutta hormonia, joka kykenee laskemaan verensokeria ja näin mahdollistamaan solujen energiansaannin, ihmettelen säännöllisesti miten voin olla edes elossa ja näinkin hyvinvoiva. Ehkä tämä on yksi syy miksi olen niin kiinnostunut ja kiitollinen länsimaisesta lääketieteestä sekä myös suomalaisesta terveydenhoitojärjestelmästä, joka mahdollistaa, että minun ei tarvitse ottaa pankista lainaa pystyäkseni sairauttani hoitamaan.

Sairastuin 1.tyypin diabetekseen joulukuussa 1998 eli melkein kahdeksantoista vuotta sitten. Sairaus on ollut minulla siis kauan, mutta ei aina. Muistan ajat ennen sairautta, mutta en kaihoisasti kaipaa niitä. Sairastuessani en ollut surullinen enkä peloissani, koska olin lapsi enkä ehkä osannut. Aloin pistää itse insuliinit ja hoitaa sairauttani heti sairaalassa. Tämän jälkeen olen kokenut muiden puuttumisen sairauteni hoitoon omalle reviirilleni astumisena. Pysyäkseni hengissä minun on pakko ajatella, muistaa ja tehdä päivittäin paljon asioita, joita terveiden ei tarvitse. Vaikka en "panostaisi" välillä hoitamiseen, se on kuitenkin tehtävä. Siksi en kaipaa neuvoja, arvosteluja tai ohjeita ulkopuolisilta. Alan lääkärit ja hoitajat täytyy kuitenkin hyväksyä poikkeuksena, vaikka koen saaneeni heiltä aika vähän toimivia neuvoja. Koen arvostelut ja ihmettelyt henkilökohtaisena loukkauksena. Tämän sairauden hoitaminen ei ole yksinkertaista tai helppoa. Vaikka kuinka yrittää, täydellistä tasapainoa on lähes mahdoton saavuttaa, tulee virhearvioita ja tilanteita, joihin ei osannut varautua. Epäonnistuminen ja epätäydellisyys tässä asiassa on pakko hyväksyä, minkä olen tehnytkin, vaikka muuten olen aika perfektionistinen luonne.

Missään vaiheessa en ole myöskään ollut vihainen tai katkera, koska se ei auta mitään. En koe sairautta kehoni ja mieleni ulkopuolisena objektina, vaan se on osa minua. Mutta ei kuitenkaan yhtäkuin minä. En ole koskaan ajatellut, että en voi tehdä jotain, koska minulla on diabetes. Kerron mielelläni sairauteeni liittyvistä asioista ja vastailen kysymyksiin, joista yksi yleisimmistä on "saatko syödä karkkia"? Saan syödä karkkia. Saan syödä mitä vaan, mutta joudun huomioimaan erityyppiset ruuat erilaisilla hoitoratkaisuilla. Hyvää lopputulosta on hyvin vaikea saavuttaa, jos olet syönyt kokonaisen pizzan tai pussillisen karkkia. Ei pussillinen irtokarkkia hyvää tee kellekään. Ihmiset sekoittavat usein 1. ja 2.tyypin diabetekset keskenään, vaikka ne ovat kaksi täysin eri sairautta. Tämä ärsyttää. Vielä ei varmuudella tiedetä, mikä saa lopullisesti 1.tyypin diabeteksen puhkeamaan lapselle ja tämä on ollut tieteellisen tutkimuksen kiinnostuksen kohteena erityisesti Suomessa. Suomessa sairastutaan 1.tyypin diabetekseen useammin kuin missään muualla maailmassa ja se on täällä yleisempi kuin missään muualla maailmassa. Taudin yleisyys on viisinkertaistunut 50-luvulta, mutta ilmaantuvuuden kasvu on viime vuosina tasaantunut. Sairauden puhkeaminen on monitekijäinen prosessi, johon tarvitaan geneettisten tekijöiden lisäksi altistavia ja prosessia eteenpäin vieviä ulkoisia tekijöitä, joita ovat mm. tietyt virustaudit. 1. tyypin diabetes on siis autoimmuunisairaus, joka tarkoittaa sitä, että elimistön puolustusjärjestelmä hyökkää sen omia kudoksia vastaan, tässä tapauksessa haiman beetasoluja vastaan ja tuhoaa ne ainakin osittain, jolloin insuliinia ei erity. 

Pistän itselleni insuliinia 5-10 kertaa päivässä, mittaan sokeria hyvinä hoitomotivaatiohetkinä jopa 15 kertaa päivässä, normaalisti 1-3 kertaa. Ihmiset kauhistelevat miten pystyn pistämään itseäni. Ensimmäiset kolme kertaa jännittivät, sen jälkeen "vain pistän" sen kummemmin asiaa ajattelematta. Jos alan ajatella, että nyt mittaan sokerin ja tämä tässä on verta, saan itseni pyörtymään, koska voin tunnetusti pahoin verestä. Mutta pistämiset ja mittaamiset ovat niin rutiinia, etten edes ajattele asiaa. Sattuuko pistäminen? Harvemmin, joskus jos osut huonoon kohtaan. Sormenpäähän pistäminen hiukan enemmän, varsinkin jos et vaihda lansettia riittävän usein.  1. tyypin diabeteksen hoitaminen perustuu siihen, että insuliinipistoksilla yrität matkia terveen elimistön insuliinineritystä. Insuliinia erittyy haiman Langerhansin saarekkeista siirtämään ravinnon sokerit eli hiilihydraatit verestä soluihin polttoaineeksi tai varastoitavaksi maksaan sekä edistää myös mm. proteiinisynteesiä.. Minä joudun laskemaan ruuan hiilihydraatit ja pistämään pikavaikutteista insuliinia sen mukaan, jotta tämä siirtyminen tapahtuisi. Koskaan keinotekoisella pistämisellä matkinen ei voi olla yhtä täydellistä kuin elimistön normaali toiminta. Jokaisen keho tarvitsee ja reagoi myös insuliinin eri tavoin. Ja tämä reaktiotapa tietenkin myös vaihtelee esimerkiksi hormonikierron mukaan. Lisäksi tarvitsen perusinsuliinia kahtena pistoksena päivässä vaikuttamaan ikäänkuin "taustatasaajaksi". Mittaamalla verensokeria tarkistan osuiko arviot insuliinin määrästä oikein suhteessa ruuan hiilarimääriin ja päivän tapahtumiin. Liian korkea verensokeri=liian vähän insuliinia, solut eivät saa tarpeeksi energiaa. Liian matala verensokeri=liikaa insuliinia, veressä ei ole riittävästi sokeria siirrettäväksi soluille. Näin karkeasti yleistettynä.



Mikä tekee sitten diabeteksestä niin haastavan sairauden hoitaa? Monet asiat. Insuliini on siis ainut hormoni, jolla on kyky laskea verensokeria. Sen sijaan ruuan hiilareiden lisäksi monilla muilla hormoneilla on kyky nostaa verensokeria eli siirtää sokeria varastoista vereen. Tällaisia ovat esimerkiksi hormonit, jotka valmistavat elimistöä "suureen taisteluun". Stressi, jännittäminen, flunssat ja tulehdukset siis nostavat verensokeria, koska tällöin näitä hormoneja erittyy. Diabetes lisää (tietenkin) myös joidenkin tulehduksien todennäköisyyttä ja saattaa vaikeuttaa painonhallintaa. Nämä pitäisi osata huomioida insuliinimäärien arvioimisessa. Joskus pistät insuliinia esimerkiksi yöksi omasta mielestäsi oikein, mutta maksa on eri mieltä ja alkaa pitkällisen paaston takia kuvitella, että olet kuolemassa ravinnonpuutteeseen ja glukagoni-hormonin avulla vapauttaa sokeria vereen maksan sokerivarastoista. Aamulla ihmettelet korkeaa, pistät lyhyttä insuliinia laskemaan verensokeria, maksa innostuu entistä enemmän ja tulos on päinvastainen. Tämä on vain yksi esimerkki lukuisista tapauksista, joita saa päivittäin ihmetellä. Liikunta laskee verensokeria, koska töitä tekevä elimistö tarvitsee sokeria verestä polttoaineeksi. On vaikea arvioida minkätasoisessa verensokerilla uskaltaa lähteä lenkille, ettet tuuperru lenkkipolulle liian matalan verensokerin takia. Liian korkeassa verensokerissa olo on huono, ärsyyntynyt ja väsynyt. Eihän semmoisessa nyt jaksa ja huvita lähteä lenkille. 

Muut ravintoaineet vaikuttavat hiilihydraattien imeytymiseen. Rasvaisessa pizzassa kova rasvanmäärä tekee hiilihydraattien imeytymisestä hidasta, joten yhden pistoksen sijaan oikeasti insuulinia pitäisi pieninä sykäyksinä pistää pitkään tällaisen ruuan nauttimisen jälkeen ettei tapahdu romahduksia/äkkinousuja. Olen yleinen vitsi siitä, että en jaksa olla ikinä baarissa yhtä pidemmälle yöllä. Ehkä syy on siinä, että alkoholi nostaa verensokeria ensin rajusti, mikä tekee olosta väsyneen. Aamuyöstä alkoholi kuitenkin romahduttaa verensokereja, joten alkoholille ei saisi pistää paljon. Äsken parjaamani yli-innokas maksa ei nimittäin pelastaisikaan minua matalan verensokerin aiheuttamasta koomasta, jos se on sidottu alkoholin polttamiseen. Koska virhearviota tapahtuu väistämättä, tulee matalia ja korkeita verensokereita, joiden korjaamisesta suuntaan tai toiseen seuraa aina pienimuotoinen vuoristorata. Väsymyksen, ärsytyksen, nälän, janon, saamattomuuden, heikon olon ja lukuisten pistosten sarja, jonka syytä edes lääkärit eivät aina osaa selittää. Terveen ihmisen verensokerit eivät käytännössä ole koskaan jotain muuta kuin 4-6. Diabetekseni ansiosta tiedän kuitenkin miten mahtavalta tuntuu saada insuliinia, kun verensokeri on 24,6 tai Grandi naamaan verensokerin ollessa 1,9. Nämä nyt onneksi harvinaisempia ääriesimerkkejä. Lisäsairaudet. Ei itsessään riitä, että diabetes on tarpeeksi ikävä sairaus itsessään, se aiheuttaa myös lähes väistämättä lisäsairauksia, joita voi välttää parhaiten pitämällä verensokerin mahdollisimman tasaisena. Lue kuitenkin aikaisempi teksti=mahdotonta aina. Lisäksi diabeetikkokin on ihminen. Aina ei jaksa, aina ei kiinnosta. Sairaudesta ei voi ottaa vapaapäiviä, vaikka välillä olisi niiden tarpeessa. Muistan pienenä haaveilleeni yhdestä diabetesvapaasta päivästä vuodessa, jolloin olisin syönyt kymmenen Arnoldsin munkkia (:D). Nykyään vietän joskus suosiolla päiviä, jolloin syön vähän mitä sattuu, pistän paljon ja kärsin sitten seuraukset. Korkeat verensokerit rasittavat mm. silmänpohjia, verenkiertoa ja munuaisia. Silmänpohjistani kuulemma jo näkee diabeteksen keston, vaikka mitään hoidettavaa ei vielä olekaan. 

Olen kuitenkin kokenut, että yritän parhaani enkä murehdi liikaa etukäteen. En ole pahemmin lukenut miten diabetes vaikuttaa eliniänodoitteeseen. Varmasti laskevasti, mutta onko järkevää käyttää vuosia sen etukäteen murehtimiseen. Ei mitään järkeä. Pistän insuliinia pääasiassa reisiin, nykyään enemmän myös mahaan. Reiteni ovat siis kaikkea muuta kuin kauniit ja sormenpäät ovat täynnä pieniä reikiä. En missään nimessä hoida diabetestä täydellisesti, en ole täydellinen tai edes erinomainen diabeetikko. Parasta diabetekselle olisi elää säännöllistä ja terveellistä elämää. Niinkuin ihan jokaisen varmasti olisi parasta. Kuka elää kuitenkaan sellaista täydellistä elämää koko ajan? Otan tavoitteeksi, että voisin elää sellaista elämää vähän enemmän. 

Aikaisemmin totesin, että en ole koskaan ollut vihainen tai katkera sairaudelleni. Tämä oli pienimuotoinen valhe. Raskaus on aivan oma lukunsa diabeetikon elämässä. Vuosikymmeniä sitten diabeetikoiden raskaudet eivät  päättyneet hyvin, koska hoitomenetelmät eivät olleet niin kehittyneitä kuin nyt. Diabetes vaikuttaa kehittyvään sikiöön erityisesti mikäli verensokeritasapaino ei ole hyvä. Liika sokeri veressä ja poikkeavuus insuulin erityksessä verrattuna terveeseen odottajaan lisäävät epämuodostumien, kohtukuolen ja keskenmenojen riskiä. Hyvässä tapapainossakin oleva diabetes lisää makrosomien eli sikiön liikakasvun vaaraa. Hyvään hoitotasapainoon pääseminen on erityisen vaikeaa, koska raskaus taas vaikuttaa hormonitasapainoon ja näin sekoittaa verensokereita. Diabeetikoiden synnytykset ovat usein käynnistettyjä ja suurin osa päätyy sektioon joko suunnitellusti tai kiireisenä mm. sikiön suuren koon ja muiden ongelmien takia. Diabeetikon raskauden pitäisikin aina olla suunniteltu ja motivaatio hoitamiseen hyvä. Raskautta suunnitellessani ja jo aikaisemmin vauvasta haaveillessani olin vihainen sairaudelleni ja mietin olinko itsekäs asettaessani tulevan vauvan tilastolliseen riskiin siitä, että jokin menisi todennäköisemmin pieleen kuin ei-diabeetikon raskaudessa. Raskausaikanani oksensin käytännössä läpi raskauden ja loppuraskaudessa mukaan tuli muita ongelmia. Mittasin sokeria 10-15 kertaa päivässä ja tasapaino pysyikin hyvänä. Silti tunsin valtavaa syyllisyyttä jokaisesta matalasta ja korkeasta, joita en olisi yhtään kovan pahoinvoinnin keskellä jaksanut. Esikoiseni syntyi lokakuussa 2015 käynnistetyllä synnytyksellä hyvävointisena ja normaalikokoisena ja vältimme monet synnytyksen jälkeiset tyyppiongelmat. Koin ja koen olevani erittäin onnekas ja kiitollinen siitä, että jollain tapaa kova työni hoidon eteen palkittiin, vaikka asia ei ole niin mustavalkoinen. Seuraava kuva ei valitettavasti ollut yhtään liioiteltu, kun puhuttiin vuoristoradasta synnytyksen jälkeen ja yllättäviin yömataliin valmistautumisesta :D 


lauantai 12. marraskuuta 2016

Työt 25: Lämpimän- ja kylmänpisteet ja niiden suhteellinen esiintymistiheys ja 26: Lämpöaistin sopeutuminen

Ihossa on monenlaisia aistireseptoreja. Iho pystyy aistimaan esimerkiksi kuumuutta, kylmyyttä, kosketusta, painetta ja kipua. Kylmyyttä aistivat Krausen päätenuijat ja lämpöä Ruffinin keräset Kosketusta aistivat Merkelin tuntosolut ja Meissnerin keräset. Pacinin sälökeräset aistivat painetta ja ne sijaitsivat muita reseptoreja syvemmällä ihossa. Kipu aistitaan ihossa olevien vapaiden hermopäätteiden avulla.

Reseptorit eivät ole jakautuneet tasaisesti ihon pintaan, vaan niitä on eri kohdissa ihoa erilainen määrä tarpeen mukaan. Esimerkiksi sormenpäissä on paljon enemmän kosketusreseptoreita kuin kämmenselässä. Aistimus syntyy ihon mekaanisen muodonmuutoksen seurauksena, kuten painalluksen, lämpötilan muutoksen tai kahden edellisen muutoksen nopeuden seurauksena. Aistimus syntyy, kun samaa ärsykettä aistivat reseptorit aktivoituvat eri tasoisesti. Siis jos kaikki reseptorit aktivoituvat samalla tavalla, aistimusta ei synny.

Työ 25. Lämpimän- ja kylmänpisteet ja niiden suhteellinen esiintymistiheys

Työssä koehenkilöiden ihon eri lämpötilareseptorien esiintymistiheyttä havaittiin kuumalla ja kylmällä rautalangalla (kuva 1) tekemällä kämmenselkään neljä kappaletta vetoja kämmenluiden myötä. Kylmäpisteitä havaittiin kahdeksan kappaletta kämmenselässä, ja kuumapisteitä neljä.
Lämpötilat, jotka saattavat todennäköisemmin aiheuttaa vauriota organismille ovat selviytymisen kannalta tärkeämpiä, minkä takia kylmäpistereseptoreita on ihmisellä enemmän (lumi on luonnossa tulta yleisempää).
Äärimmäinen kuumuus voidaan joskus havaita kylmänä (ns. ”paradoksaalinen kylmyys”), jonka uskotaan johtuvan joko viassa kuumareseptorijärjestelmässä. Toisen hypoteesin mukaan kylmäreseptorit aktivoituvat luodakseen vahvan aistimuksen aivoissa vaurion välttämiseksi. Sen sijaan että elimistö yrittäisi erotella kuuman tai kylmän aistimuksen, se yhdistää ne.
Kuva 1. Vasemmassa metallilangassa kiinni oleva astia on täytetty jäillä ja oikea kuumalla vedellä.
Työ 26. Lämpöaistin sopeutuminen
Tässä työssä koehenkilö upotti vasemman kätensä noin 10-asteiseen veteen ja oikean kätensä noin 40-asteiseen veteen muutamaksi minuutiksi. Sen jälkeen kädet siirrettiin noin 25-asteiseen veteen ja mitattiin koehenkilön tuntemuksia. 10-asteisessa vedessä ollut käsi tunsi 25-asteisen veden lämpimänä, kun taas 40-asteisessa vedessä ollut käsi tunsi 25-asteisen veden kylmänä. Ihon kuuman ja kylmän reseptorit aktivoituivat eri tavalla käsissä ja siitä johtui erilainen aistimus.

torstai 10. marraskuuta 2016

Työ 17: Syljen amylaasin toiminta

Työ 17: Syljen amylaasin toiminta

Ruuan ravintoaineiden hajotus alkaa suussa syljen amylaasientysyymin vaikutuksesta. Syljen eritys on pääasiassa autonomisen hermoston säätelemää mutta osittain myös hormonaalista. Amylaasientsyymiä erittyy myös ohutsuoleen haimasta. Amylaasi alkaa pilkkoa polysakkarideja, kuten tärkkelystä, lyhytketjuisemmiksi monosakkarideiksi.



Harjoitustyön vaiheet:

          1. pH-sarjan valmistus puskureista koko ryhmälle

Valmistetaan puskureista pH-sarja työvihkon (Eläinfysiologian harjoitustyöt 755318) sivun 50 taulukon mukaan. Koko ryhmälle tehdään vain yksi pH-sarja. Sarjan tekemiseen tarvitaan yhteensä kahdeksan putkea. Jokaisen putken pH-arvo on eri, ja arvot vaihtelevat pH 4.2–8.0 välillä.


  2.  Sylkiliuoksen valmistus


Sylkiliuos valmistetaan huuhtomalla suu pariin kertaan 0.9 % NaCl-liuoksella. Suolaliuosta purskutellaan suussa noin parin minuutin ajan. Purskuteltu aine syljetään puhtaaseen kertakäyttömukiin, josta otetaan automaattipipetillä 1 ml sylkeä. Tämä sylki laimennetaan NaCl-liuoksella seuraavasti: 1:4 (1 ml sylkiliuosta + 4 ml NaCl-liuosta).

 3.  Puskuriliuosten pipetointi

Otetaan kahdeksan pientä putkea, jotka soveltuvat monikärkipipetin kanssa työskentelyyn. Pipetoidaan 1 ml kutakin valmistettua puskuriliuosta aina yhteen putkeen niin, että yhteen pieneen putkeen tulee ainoastaan yhtä puskuriliuosta.



4. Kuoppalevy ja Lugol-neste


Otetaan yksi kuoppalevy, ja lisätään jokaiseen kuoppaan Lugol-pisara (50 µl). Lugol-reagenssi reagoi ainoastaan polysakkaridien kanssa, jonka seurauksena nesteestä muodostuu sinistä.

  

5. Puskuriliuokset + tärkkelysliuos + sylkiliuos


Pieniin puskuriliuosta sisältäviin putkiin lisätään 100 µl tärkkelysliuosta, jonka jälkeen putkista pipetoidaan monikärkipipetillä pisara (50 µl) kuoppalevyn ensimmäiseen kuoppariviin vertailunäytteiksi. Tämän jälkeen jokaiseen pieneen putkeen pipetoidaan vielä 50 µl sylkiliuosta. Sen jälkeen putket suljetaan ”nauhalla” ja sekoitetaan.


6. Pipetointi kuoppalevylle


HETI sekoittamisen jälkeen laitetaan sekuntikello käyntiin, ja aloitetaan pipetoimalla monikärkipipetillä sylki-tärkkelys-puskuriliuoksesta pisara (50 µl) kuoppalevyn toiseen kuoppariviin. Seuraavat pipetoinnit seuraaviin kuoppariveihin tehdään, kun aikaa sekoituksesta on kulunut 0 s, 30 s, 1 min, 1.5 min, 2 min, 3 min, 4 min, 6 min, 8 min, 10 min ja 13 min (kunnes jokaisesta putkesta saadaan kuoppalevyllä negatiivinen värireaktio).

Tulos:



Kokeen tulokset ovat luettavissa kuoppalevyn värimuutoksista. Kellertävä Lugol-reagenssi reagoi polysakkaridien kanssa muuttaen liuoksen siniseksi, ja syljen amylaasin hajottaessa polysakkaridit monosakkarideiksi Lugol-reagenssin ja polysakkaridien välistä reaktiota ei tapahdu. Syljen amylaasin toimii parhaiten lähes neutraalissa pH:ssa, ja selkeimmät tulokset saatiin pH 6.6 – pH 7.0 Näissä liuoksissa värimuutosta ei tapahtunut, jos amylaasi oli ehtinyt vaikuttaa tarpeeksi kauan (n. 2 min. à) – liuos pysyi tällöin kellertävänä. Happamassa liuoksessa (pH n. 4-6) amylaasi ei toiminut eikä näin ollen pystynyt hajottamaan polysakkarideja, minkä seurauksena liuos muuttui siniseksi. Sama reaktio oli havaittavissa emäksisemmissä (pH n. 7.4 – 8.0) liuoksissa.


(Seuraavassa kuva vielä viime syksyn harjoituksista..)





tiistai 8. marraskuuta 2016

Työt 34 ja 35.

Työ 34: Makukynnyksen määrittäminen



Makuaisti perustuu kemialliseen aistimukseen. Tietty kemiallinen yhdiste ärsyttää aistisolua ja saa aikaan aistimuksen synnyn. Riippuen yhdisteestä se saa aikaan ärsykkeen vastaavaa perusmakua aistivassa aistinsolussa.

Viisi perusmakua ovat makea, suolainen, karvas, hapan ja umami. Eri perusmakuja aistivat makunystyjen makusilmut jossa aistinsolut sijaitsevat (kuva 1). Makunystyjä on myös muualla suussa, kuten kitalaessa, nielussa ja nielurisoissa. Iän mukana makusilmujen määrä vähenee ja makuaisti heikkenee.


Kuva 1. Kielen makualueet. Makea aistitaan pääasiassa kielen kärjessä, suolainen etualalla sivuilla, hapan reunoilla ja karvas kielen takaosassa. Umami aistitaan keskellä kieltä.

Aistitut maut ovat perusmakujen yhdistelmiä. Hajuaisti vaikuttaa makuaistimuksen syntyyn huomattavasti.
Työssä makuaistin herkkyys määritettiin erikonsentraatioisten sakkaroosi-, glukoosi-, C-vitamiini-, NaCl-, urea- ja kiniiniliuosten avulla (Taulukko I).


Taulukko I Makukynnyksen määrittäminen
Konsent. [M]
Sakkaroosi
Glukoosi
C-vitamiini
NaCl
Urea
Kiniini
1,0




kyllä

0,1
kyllä
kyllä
kyllä

-

0,01
-
-
heikko
kyllä
-

0,002
-
-
-
-
-
kyllä
0,0005
-
-
-
-
-
-
0,00005
-
-
-
-
-
-
Makukynnys määritettiin aloittamalla eri liuoksien alhaisimmista konsentraatioista ja siirtymällä kyseisen testiaineen suurempaan konsentraatioon, kunnes koehenkilö maistoi ja kykeni tunnistamaan testiliuoksen maun.
Kaksi koehenkilöä maistoi testiliuokseen upotettua vanupuikkoa ja paineli sitä eri makualueiille. Toinen testihenkilöistä oli sauhuseppo ja toinen ei ollut. Koehenkilöiden makuaistimuksilla ei kuitenkaan ollut mitään eroa, joten tulokset on kerätty vain kertaalleen taulukkoon. Teoriassa tupakoinnin pitäisi heikentää makuaistia.
Koehenkilöt kuvailivat sakkaroosin ja glukoosin makua makeaksi. C-vitamiini oli sitrusmaisen hapan. NaCl eli ruokasuola maistui suolaiselta. Urea oli pahaa ”hyi”. Kiniini oli lähinnä karvas.




Työ 35: Makuaistimukset ovat usein hajuaistimuksia


Hajuaisti on makua voimakkaampi aisti.
Flunssaisena makuaistimukset heikentyvät, sillä nenä on tukossa eikä hajuaisti toimi.
Työssä oli tarkoitus tunnistaa 20% ruokosokeriliuos vastaavasta, jossa oli lisäksi pisara anisöljyä. Testihenkilöiden silmät peitettiin ja sieraimet suljettiin. Henkilöt maistoivat kummastakin pullosta ja yrittivät päätellä, kummassa liuoksessa anisöljyä oli. Tämä jälkeen testi suoritettiin uudestaan sieraimet auki.

Sieraimet suljettuna makueroa ei liuoksissa ollut. Toisella suorituskerralla liuokset pystyttiin tunnistamaan toisistaan jopa ilman maistamista pelkän hajun perusteella. Hajuaisti ei rajoitukkaan viiteen perus makuaistimukseen vaan nenän epiteeli pystyy tunnistamaan huomattavan laajan kirjon eri aromeja. Monet makuaistimukset ovatkin todellisuudessa hajuaistimuksi. Aromit kantautuvat nenäonteloon pureskeltaessa jolloin aistimus voi tuntua makuaistimukselta. Flunssaisena hajuaistin merkityksen huomaa helpoiten kun ontelot ovat tukkoisia ja haistaminen vaikeaa.

Työ 33: Hajuaistimuksen syntyminen ja hajuaistin adaptoituminen

Ihmisellä hajua aistivat hajusolut sijaitsevat nenäontelon katossa hajuepiteelissä. Näiden solujen kemialliset hajureseptorit sitovat sisäänhengitysilman mukana kulkeutuvia hajuaineita. Molekyylien sitoutuminen reseptoreihin aiheuttaa hajusolun ionikanavien aukenemisen, joka puolestaan johtaa hermoimpulssin syntyyn. Impulssi kulkee hajuhermoa pitkin aivoihin tulkittavaksi. Hajusolut stimuloituvat ilmassa olevien kaasumaisten aineiden vaikutuksesta. Vain osa ilmavirrasta joutuu kosketuksiin hajuepiteelin kanssa normaalisti hengitettäessä. Tarkasti haisteltaessa sisäänhengitys suoritetaan nopeasti ja terävästi. Tällöin ilmavirta suuntautuu myös nenäontelon yläosien hajualueelle. Ihmisen hajureseptoreita koodaa noin 900 geeniä, joista kukin reseptori reagoi useaan hajumolekyyliin. Sama hajumolekyyli voi myös sitoutua useampaan eri reseptoriin eri affiniteetilla, jolloin syntyy suuri aistittavien hajujen kirjo. Hajuaistille on tyypillistä nopea adaptoituminen eli "tottuminen" tai "väsyminen".

Tässä työssä kokeiltiin hengityksen ja ilmavirran voimakkuuden vaikutusta hajuaistimuksen voimakkuuteen. Ensin anisöljyä nenän edessä ja hengitettiin normaalisti. Sen jälkeen hengitettiin muutaman kerran nopeasti ja voimakkaasti sisään. Tällöin hajuaine tunkeutui nenäontelon yläosaan, jolloin hajuaistimus oli voimakkaampi. Sitten hengitettiin uudestaan voimakkaasti sisään, jolloin hajuaistimus tuntui jälleen voimakkaana. Sitten heti sisäänhengityksen jälkeen pidätettiin hengitystä, jolloin hajuaistimus katosi. Todettiin, että hajuaistimus syntyy vain silloin, kun hajuaine on hengitysilman mukana liikkeessä. Sitten haisteltiin anisöljyä niin kauan, että hajuaisti tottui siihen. Sitten heti perään haisteltiin kamferia. Totesimme hajun tuntuvan selvästi.

lauantai 5. marraskuuta 2016

Työ 24: Tietokoneavusteinen mittaus ja signaalien analyysi: esimerkkeinä syke ja lihasvoima

Useat fysiologisissa tutkimuksissa tarkasteltavat tekijät eivät ole sellaisia suureita, että niitä  voitaisiin tarkastella suoraan mittaamalla, vaan mittaamiseen tarvitaan anturi muuntamaan tutkittava tekijä sähköisen signaalin muotoon. Tällainen signaali voidaan sopivasti muokata vahvistimien ynnä muiden samanlaisten laitteiden avulla ja edelleen vaivattomasti tallentaa sekä analysoida tietokoneella.

Tarvittava laitteisto:

Useimmiten mitattavat ja antureiden tuottamat signaalit ovat ajassa jatkuvia jännitteen muutoksia eli niin sanottuna analogisia signaaleja. Tietokone puolestaan käsittelee tietoa vain bitteinä eli "pisteinä". Tiedonkeruuta ja signaalin digitointia varten tietokoneeseen tarvitaanerityinen tiedonkeruukortti eli A/D- muunnin. Tämän laitteen avulla kerättyä digitaalista signaalia voidaan sitten tietokoneella käsitellä tiedonkeruuseen ja-analysointiin suunnitellun ohjelman avulla. Anturilta tuleva signaali voidaan ohjata joko suoraan tai vahvistimen kautta tiedonkeruukortin tietylle kanavalle.

Lisäksi tiedon analysointiin tarvitaan sopiva ohjelmisto tietokoneelle. Tämän kertaisissa harjoituksissa käytettiin Labchart- ohjelmaa, jonka avulla nähdään mittauksen tulokset ja voidaan suorittaa erilaisia laskutoimituksia aineistoon liittyen. Enemmän ohjelmistoon voi tututstua osoitteessa: https://www.adinstruments.com/products/labchart

Mittauksissa tarvittaan myös anturit, joiden avulla mitataan tarkasteltavaa suuretta. Tässä harjoituksessa mittausantureita olivat pulssimittari sekä sekä voima-anturi, jolla mitattiin käden puristusvoimaa.

Mittaaminen:

Sydämen pulssin mittaaminen sormen päästä (etu-tai keskisormi). 

Anturi kiinnitettiin sormenpäähän niin, että anturin "tyyny" oli sormenpäätä vasten. Anturi reagoi sormen iholla tapahtuvaan muutokseen ja muuttaa muutoksen jännitteeksi, jota sitten tarkasteltiin tietokoneen näytöllä. Kättä tuli pitää paikoillaan mittauksen aikana, sillä sen liikuttaminen vaikuttaa tulokseen. Pulssia mitattiin noin minuutti, ja testattiin myös sitä, kuinka syke muuttuu vedettäessä syvään henkeä.

Sormenpäähän kiinnitetty mitta-anturi

Tietokoneelle piirtyvä aineisto. Labchart-ohjelmalla sai tarkistettua pulssin kätevästi mustaamalla se alue piirtyvästä käyrästä, josta keskiarvo haluttiin saada.

Voima-anturi ja käden puristusvoima

Anturia puristettiin kummallakin kädellä maksimivoiman mittaamiseksi. Lisäksi kokeiltiin sitä, miten anturin puristaminen useasti, esimerkiksi 20 kertaa peräkkäin, vaikuttaa puristusvoimaan. Puristusvoiman havaittiinkin heikkenevän puristus puristukselta.

Puristusvoiman tarkastelua Labchartin avulla. vasemmalla yläkulmassa näkyy myös A/D-muunnin, jolla analogiset signaalit muutetaan digitaaliseen muotoon.

Maksimivoiman mittaus. Vasemmalla tietokoneen vieressä mittaukseen käytetty voima-anturi.


torstai 3. marraskuuta 2016

Työ 28: Silmän näkökenttä

Näkökenttä kattaa kummallakin silmällä nähdyn alueen. Ihmisillä terveen silmän näkökenttä vaaka- ja pystysuuntaan on 180 astetta, mutta stereonäköaluetta eli molempien silmien yhteistä näkökenttää on 120 astetta.

Näkökenttätutkimuksilla saadaan tietoa silmien näkökentistä ja niiden mahdollisista puutteista. Näkökenttäpuutokset voivat johtua näköhermon sairauksista tai aivotoiminnan häiriöistä. Perimetrillä mitataan vaaka- ja pystysuunnassa molempien silmien näkökenttää asteina.

Työn suoritus
Koehenkilö asettaa leukansa tuen päälle ja kohdistaa katseensa suoraan edessä olevaan pisteeseen. Vaakasuunnassa tutkittaessa koehenkilö peittää toisen silmänsä ja aukiolevan silmän puolelta kuljetetaan sauvaa perimetrin asteikkoa pitkin, kunnes koehenkilö havaitsee sauvan päässä olevan väripisteen. Asteikolta otetaan lukema muistiin ja jatketaan sauvan liikuttamista, kunnes koehenkilö ei enää havaitse värispistettä. Tässä saavutetaan sokea piste. Sama toistetaan toiselle silmälle. Perimetrin asteikko käännetään pystysuuntaan ja koe suoritetaan vastaavalla tavalla, mutta molemmat silmät auki.



Tulokset
Perimetrillä saatujen astelukujen perusteella voidaan piirtää tulokset näkökenttäympyrään. Näkökenttäympyrän avulla voidaan havaita esimerkiksi putkinäkö ja keskeisen näkökentän puutos.

Perimetrillä määritetty normaali näkökenttä
 Emilia, Hanna ja Linda
 

perjantai 28. lokakuuta 2016

Työ 19: Paaston vaikutus veren sokeritasoon

Haiman Langerhansin saarekkeiden β-solut erittävät insuliinia, joka alentaa veren sokeripitoisuutta. Insuliini stimuloi mm. glukoosin pääsyä lihas- ja rasvasoluihin ja edistää aminohappokuljetusta verestä soluihin sekä proteiinisynteesiä.

Työn tarkoituksena oli selvittää veren glukoosipitoisuuden vaihtelua. Alla on kahden tunnin glukoosirasituskokeen viitearvoja:

Normaali: paasto < 6,1 2 tuntia <7,8
Kohonnut paasto glukoosi: paasto 6,1-6,9 2 tuntia <7,8
Heikentynyt glukoosinsieto: paasto < 7,0 2 tuntia 7,8-11,0
Diabetes: paasto ≥ 7,0 2 tuntia  11
Raskausdiabetes: paasto ≥ 5,3 1 tunti  10,0

Ensin mitattiin noin 10 tuntia paastonneen opiskelijan veren glukoositaso. Glukoosipitoisuus mitattiin ottamalla verinäyte sormenpäästä mikrokapillaarikyvettiin kuten työssä 3. Heti näytteen ottamisen
jälkeen glukoosipitoisuus mitattiin HemoCue Glucose 201+ -laitteen avulla (Kuva 2). Laite seuraa reaktion edistymistä ja antaa tuloksen reaktion loputtua ja saatu kokoveriarvo muutetaan plasma-arvoksi.


Kuva 1. HemoCue Glucose 201+ -laitteen avulla mitattiin veren glukoosipitoisuus.

Paastoarvon mittauksen jälkeen koehenkilö joi painonsa mukaisen määrän (taulukko 1) Nutrical glukoosipolymeeri-maltodekstriiniä, joka täytyi ensin laimentaa koehenkilön painon mukaisesti. Yhteen pullolliseen Nutricalia (200ml) lisättiin 154 ml vettä, josta otettiin tarvittava määrä laimennettua liuosta koehenkilön painon mukaisesti (Kuva 2). Tämän jälkeen veren glukoosipitoisuus mitattiin puolen tunnin välein (taulukko 2).

Taulukko 1. Nutrical glukoosipolymeeri-maltodekstriinin annostustaulukko ruumiinpainon mukaan.


Kuva 2.  Nutrical glukoosipolymeeri-maltodekstriini laimennosta nautittiin opiskelijan painon 
mukainen määrä.


Taulukko 2. Veren glukoosipitoisuuden mittausarvot glukoosiannoksen nauttimisen jälkeen puolen tunnin välein.


Kun glukoosiannoksen nauttimisesta on kulunut aikaa, tulisi glukoosipitoisuuden laskea normaalille tasolle. Jos glukoositaso palautuu hitaasti normaalille tasolle ja verensokeri pysyy näin ollen pitkään korkeana, voi tämä kertoa mahdollisesta diabeteksesta.

keskiviikko 26. lokakuuta 2016

Työ 18: Ruoansulatusentsyymit

Ihminen saa ravinnostaan makromolekyylejä, joita ovat rasvat, hiilihydraatit ja proteiinit. Ne täytyy pilkkoa pienemmiksi molekyyleiksi, jotta ne voivat imeytyä elimistöön. Solut tarvitsevat näitä molekyylejä mm. kasvuun ja aineenvaihduntaan. Hiilihydraattien pilkkominen monosakkarideiksi alkaa suussa syljen amylaasin vaikutuksesta ja jatkuu ohutsuolessa haiman amylaasientsyymien avulla. Valkuaisaineet eli proteiinit pilkkouttuvat aminohapoiksi mahassa ja ohutsuolessa. Tässä pilkkoutumisessa käytetään peptidaaseja ja proteaaseja. Rasvat puolestaan pilkkoutuvat ohutsuolessa haiman erittämien lipaasien vaikutuksesta.

Koe 1: Ruoansulatus mahassa

Ensimmäisessä kokeessa tutkittiin proteiinien pilkkoutumista mahassa. Kuuteen koeputkeen valmistettiin erilaiset liuokset, joilla simuloitiin erilaisia olosuhteita. Koeputkia ravisteltiin kevyesti ja 37 asteessa. Tolueenia lisättiin inhiboimaan bakteerikasvua.



Koeputki 1: 1 ml keitettyä munanvalkuaista, 5 ml vettä, pari pisaraa tolueenia
Koeputkeen ei lisätty mitään entsyymiä, joten hajoamista ei tapahtunut. Koeputken sisältö pysyi kirkkaana koko kokeen ajan.
Koeputki 2: 1 ml keitettyä munanvalkuaista, 2,5 ml 0,5% suolahappoa, 2,5 ml pepsiiniä, pari pisaraa tolueenia
Liuos oli aluksi melko samea, mutta kirkastui. Suolahappo edisti pepsiinientsyymin toimintaa ja proteiinit pilkkoutuivat.
Koeputki 3: Kuten 2, mutta suolahapon sijasta 2,5 ml vettä
Koeputkeen ei lisätty suolahappoa, joten pepsiini ei pystynyt pilkkomaan proteiineja. Siksi pohjalle jäi sakka.
Koeputki 4: Kuten 2, mutta ei pepsiiniliuosta, vaan sen asemasta 2,5 ml vettä
Koeputkeen ei lisätty pepsiiniä, joten proteiini ei pilkkoutunut. Liuos oli kirkas, koska valkuaisaine jäi liuokseen muuttumattomana.
Koeputki 5: 1 ml keitettyä valkuaisliuosta, 2,5 ml vettä, 2,5 ml pepsiiniliuosta, pari pisaraa tolueenia, pari pisaraa fenoliftaleiiniliuosta ja 2 % NaOH-liuosta
Putkeen saatiin emäksiset olosuhteet NaOH:n avulla. Emäksisissä olosuhteissa pepsiini ei toimi, joten proteiinit eivät pilkkoutuneet ollenkaan. Liuos jäi kirkkaaksi ja vaaleanpunaiseksi fenoliftaleiini-indikaattorin vaikutuksesta.
Koeputki 6: Kuten 2, mutta valkuaisaineliuos lisättiin viimeisenä ja ennen sitä putken sisältö kiehautettiin.
Koska pepsiinientsyymi on proteiini, se denaturoitui kuumennettaessa. Siksi se ei pystynyt pilkkomaan valkuaisaineen sisältämiä proteiineja. Liuos jäi kirkkaaksi, sillä mitään reaktiota ei tapahtunut.



Koe 2: Amylopsiini

Kokeessa tutkittiin polysakkaridien hajoamista haimanesteen eli pankreatiiniliuoksen vaikutuksesta. Koeputkeen lisättiin 5 ml tärkkelysliuosta ja 1 ml pankreatiiniliuosta, jonka jälkeen se laitettiin lämpöhauteeseen 37 asteeseen puoleksi tunniksi. Suoritettiin kaksi erilaista koetta, joista ensimmäinen oli Lugolin koe. Lugolin koe osoittaa värin muutoksella kellertävästä sinimustaan liuoksen tärkkelyksen. Kokeessa otettiin Lugol-reagenssia ja siihen lisättiin tärkkelys-pankreatiiniliuosta. Liuoksen väri ei muuttunut, vaan pysyi kellertävänä eli liuoksen tärkkelys oli hajonnut glukoosiksi.
Toisessa kokeessa, Fehlingin kokeessa, reagenssi osoittaa vapaat aldehydiryhmät (ei ole tärkkelyksessä) muuttuen kellertäväksi. Koeputkesta otettiin näyte, johon lisättiin Fehlingin reagenssia ja kuumennettiin. Lugolin kokeen perusteella liuoksessa oli glukoosia, mutta merkittävää hapetusreaktiota ei tapahtunut ja liuoksen väri muuttui vain vähän. Tämä virhe saattoi johtua liian lyhyestä kuumennusajasta.



Koe 3: Lipaasi

Kokeessa tutkittiin rasvojen hajoamista pankreatiiniliuoksessa. Pipetoitiin 3 ml kermaa ja 6 ml pankreatiiniliuosta, 2% NaOH-liuosta ja fenoliftaleiinia, kunnes väri muuttui punertavaksi. Koeputki inkuboidaan 37 asteessa yli tunnin ja seurattiin muutoksia. Todettiin, että liuoksen vaaleanpunainen väri oli hävinnyt ja haisi pahalta, jonka perusteella rasvat olivat hajonneet glyseroliksi ja rasvahapoiksi.

Hanna ja Emilia