Työ 7: Verenkierto kanan alkiossa

Verenkiertoon päästiin tutustumaan havainnoimalla kanan alkion verisuonistoa.

Kana on yksi käytetymmissä eläinmalleista alkionkehityksessä. Kehittyessään alkio käyttää ruskuaista ravinnonlähteenään. Alkion ympärillä on läpinäkyvä sikiökalvo, rakkokalvo
(allantois), jonka kautta tapahtuu kaasujenvaihto. Lintujen muita sikiökalvoja ovat mm. vesikalvo (amnion), suonikalvo (chorion) sekä ruskuaispussi. (Kuva 1)

Kuva 1. Henrika Honkanen (2016) Poikkileikkauskuva linnun alkiosta ja sen sikiökalvoista; allantois ja kaasujen vaihto, amnion, chorion sekä ruskuaispussi. Kehitysbiologia-histologia harjoitustyömateriaali 755317A  Oulun yliopisto, luonnontieteellinen tiedekunta, genetiikka & fysiologia

10 päivää haudottu kananmuna avattiin varovasti terävästä päästä, ja alkio siirrettiin fysiologista suolaliuosta (0,85% NaCl) sisältävälle petrimaljalle. Verenkiertoa pystyttiin seuraamaan preparointimikroskoopilla.

Havaitsimme heti preparoinnin jälkeen alkiossa pieniä liikkeitä sekä kaataessa alkiota petrimaljalle tuntui munan kuoren läpi pientä tahdikasta sykintää. Alkio oli sen verran kehittynyt, että verisuonisto erottui hyvin (kuva 2).

Veren kulkusuunta oli alkioon päin, joskin liikkeen nähdäkseen verisuonistoa oli seurattava tarkasti ja tarpeeksi pitkään.

Kuva 2. Juuri preparoitu kanan alkio petrimaljalla 0,85% NaCl liuoksessa ja hyvin erottuva verisuonisto.

Alkion kehitysvaiheissa oli selviä eroja: ensimmäinen rikkomamme munan alkio ei ollut vielä niin kehittynyt että siinä olisi näkynyt verisuonia laisinkaan. Käyttämämme mikroskooppi olisi voinut myös olla tehokkaampi jotta verenkulun olisi nähnyt paremmin. Kun alkio oli siirretty maljalle, verenkiertoa oli alettava seurata heti, sillä alkio kuoli nopeasti.

Muuten koe oli todella mielenkiintoinen. Jo 10. päivän ikäisellä alkiolla oli kehittyneet varpaat ja sulat!

Työ 9. Sydänäänet

Ihmisen sydän on n. 250-300 grammaa painava elin, joka sijaitsee keuhkojen välissä rintaontelossa. Sydämen supistusrytmin määrää sinoatriaalinen solmu (S-A-solmu), jonka aiheuttama sähköimpulssi supistaa eteiset. Eteisen ja kammion välissä on atrioventrikulaarinen solmu (A-V-solmu), josta lähtee Hisin kimpuksi kutsuttu johtorata kammiolihakseen. Ärsytyksen seurauksena kammiot supistuvat pumpaten verta pois sydämestä.

Sydämen toiminta on osittain autonomista ja osittain hermoston säätelemää. Parasympaattinen hermosto erittää asetyylikoliinia sydänlihakseen hidastaen sydämen lyöntinopeutta. Sympaattinen hermosto puolestaan kiihdyttää lyöntinopeutta noradrenaliinin välityksellä.

Sydämen supistusvaihetta kutsutaan systoleksi. Tällöin kammiot pumppaavat verta eteenpäin (kauhkovaltimo- ja aorttaläppä avautuvat, kolmiliuska- ja hiippaläppä ovat kiinni). Systolen päätyttyä kammiot alkavat täyttyä uudelleen eteisestä virtaavalla verellä. Täyttymisvaihetta kutsutaan diastoleksi. Diastolen aikana kolmiliuska- ja hiippaläppä ovat avoinna kun taas keuhkovaltimo- ja aorttaläpät estävät jo pumpatun veren valumisen takaisin kammiohin.

Kuva 1. Sydämen rakenne (Terveyskirjasto 2016). Vähähappinen veri saapuu laskimoista oikeaan eteiseen, josta se etenee oikean kammion kautta keuhkoverenkiertoon (pieni verenkierto). Keuhkoverenkierrosta saapuu hapekasta verta sydämen vasempaan puoliskoon, josta se pumpataan aortan kautta isoon verenkiertoon.

Sydänääniä kuunneltiin painamalla stetoskooppi rintaa vasten sydämen kohdalle. Ääniä kuuluu kaksi, joista ensimmäinen on pitempi ja kumea. Toinen äänistä on terävä ja lyhyempi. Ensimmäinen ääni syntyy, kun kammiot supistuvat ja eteiskammioläpät sulkeutuvat. Toinen ääni taas syntyy, kun aortan taskuläpät sulkeutuvat.

Kokeessa sydänääniä kuunneltiin koehenkilön istuessa ja seistessä. Koehenkilön istuessa sydämen lyöntirytmi oli melko rauhallinen, mutta jo seisomaan nousu aiheutti rytmissä pienen nopeutumisen.


Lähteet:

Eläinfysiologian harjoitustyöt 755318 (2016) Heimonen Kyösti, Hohtola Esa, Honkanen Henrika, Mänttäri Satu, Nuutila Juha, Pyörnilä Ahti & Saarela Seppo, Biologian koulutusohjelma, Oulun Yliopisto.

Sydän.fi (2016) Sydämen toimintavaiheet [online]. Suomen sydänliitto Ry [viitattu 7.10.2016]. Linkki: http://www.sydan.fi/terveys-ja-hyvinvointi/sydamen-toimintavaiheet

Terveyskirjasto (2016) Sydämen läppäviat [online]. Kustannus Oy Duodecim [viitattu 7.10.2016]. Linkki: http://www.terveyskirjasto.fi/terveyskirjasto/tk.koti?p_artikkeli=dlk00081

Työ 5: Veren hyytyminen alkaa verinesteestä

Veri voi hyytyä eli liukoinen fibrinogeeni muuttua kiinteäksi fibriiniksi, joko ns. sisäisen järjestelmän tai ulkoisen järjestelmän vaikutuksesta. Sisäinen järjestelmä tarkoittaa, että veren omat tekijät aktivoituvat ja ulkoinen puolestaan, että kudoksien tromboplastiini vaikuttaa vereen. Trombiini, jota syntyy sen esi-asteesta protrombiinista, katalysoi hyytymistä. Tromboplastiinia vapautuu vereen rikkoutuneista soluista verisuonen seinämän vaurioituessa ulkoisessa järjestelmässä. Hyytymiseen kuuluu ainakin kolme eri vaihetta ja reaktioon tarvitaan myös Ca2+-ioneja.
Hyytyminen voidaan estää mekaanisesti tai kemiallisesti. Kemiallinen estäminen onnistuu esimerkiksi lisäämällä kalsiumia sitovia sitraatteja tai oksalaatteja, sillä kalsium-ionit ovat välttämättömiä hyytymisen kannalta. Lisäksi hyytyminen voidaan estää esimerkiksi lisäämällä hepariinia.

Työssä pipetoimme ensin  viiteen koeputkeen 0,5ml valmiiksi sentrifugoitua veriplasmaa, johon oli lisätty kaliumoksalaattia. Tämän jälkeen lisäsimme automaattipipetillä 2.5 prosenttista kalsiumkloridia koeputkiin, ensimmäiseen 12.5 mikrolitraa, toiseen 25µl, kolmanteen 37.5µl, neljänteen 50µl ja viidenteen 62.5µl.

 Taulukko 1. Koeputkien sisällöt


 Koeputkia sekoitettiin varovasti. Noin puolen tunnin kuluttua tarkastelimme koeputkia ja luimme tuloksen. Hyytymistä oli hieman huomattavissa koeputkissa numero 4 ja 5. Tämä johtuu siitä, että näihin koeputkiin lisättiin enemmän kalsiumkloridia, jota siis vaaditaan hyytymiseen, kuin muihin. Pienemmissä määrissä lisättynä kalsiumkloridi ei riittänyt hyytymiseen, sillä vereen oli lisätty oksalaattia, joka estää hyytymistä. Vasta 50 mikrolitraa kalsiumkloridia riitti kumoamaan oksalaatin vaikutuksen.
Tulokset eivät olleet selkeästi nähtävissä vielä puolen tunnin tarkastelun jälkeen (minkä vuoksi oheisessa kuvassa ei näy putkissa 1 ja 5 eroavuuksia), mutta tarkastelimme muutama päivä aiemmin tehtyjä saman työn koeputkia ja näistä koeputkien 4 ja 5 hyytyminen näkyi selkeästi.


Kuva 1. Koeputkissa ei havaittavia eroja puolen tunnin jälkeen.