Refleksjonsoppgaver om transport hos dyr

Hjerte-lungemaskinen tar over funksjonen til hjerte og lunger når hjertet må stanses under kirurgiske inngrep. Figur 1 viser oppbygningen til hjerte-lungemaskinen og en skisse av hjertet.

Forklar hvordan hjerte-lungemaskinen kobles til pasientens kretsløp. Bruk figuren.

Når du har løst oppgaven, kan du i denne NRK-videoen fra operasjonssalen se at hjerte-lungemaskinen kobles til kretsløpet (start ca. 6 minutter ut i programmet).

1. På fosterstadiet er lungearterien og aorta forbundet med en blodåre, ductus arteriosus (figur 2). Blodåren lukkes vanligvis i løpet av de første dagene etter fødselen.
   
   Hvilken funksjon har forbindelsen mellom lungearterien og aorta hos et foster? (Hint: Hva skiller gassutvekslingen hos et foster fra gassutvekslingen hos et født individ?)
   

2. En sjelden gang forblir blodåren åpen etter fødselen. Denne tilstanden kalles patent ductus arteriosus (PDA).
   Retningen på strømmen gjennom ductus arteriosus kan variere. I noen tilfeller transporteres det blod fra lungearterien til aorta. I andre tilfeller transporteres det blod fra aorta til lungearterien.
   
   I noen tilfeller av PDA ser man blålig misfarging av hud og lepper. Fargen kommer av fargen på blodet. Hvilken vei transporteres blodet gjennom ductus arteriosus i disse tilfellene?
   

3. Hva tror du avgjør hvilken vei blodet transporteres gjennom ductus arteriosus?

Sammenlign transportsystemene hos et pattedyr og en karplante. Du kan for eksempel sammenligne

• oppbygningen av rørsystemet

• hva som transporteres

• transportmekanismene

• regulering av transporten

• prosesser i organismen som transportsystemet har betydning for

Tabellen viser diameteren og den gjennomsnittlige tykkelsen av veggen til noen blodårer.

1. Finn ut hvilken av blodårene A–E som er 1) aorta, 2) en kapillaråre, 3) nyrearterien, 4) en arteriole, 5) en vene.

2. Forklar forskjellene i veggtykkelse og diameter i lys av funksjonen til blodårene.

3. Tykkelsen på veggen til aorta endrer seg i løpet av en hjertesyklus. Forklar hvorfor.

4. Hvorfor er det hensiktsmessig at røde blodceller er flate og ikke runde?

5. Dersom vi måler blodtrykket i aorta til ulike pattedyr, ser vi at blodtrykket avhenger av størrelsen til pattedyret. På hvilken måte, tror du?

1. Figur 3 gir en mer detaljert beskrivelse av sirkulasjonen hos en frosk. Når frosken er under vann, stenges blodtilførselen til lungene, og huden tar over som eneste gassutvekslingsorgan.
   
   Hvilken fordel tror du det kan gi å ha et udelt hjertekammer i dette tilfellet? Bruk informasjon fra figuren.

2. Hvilke sammenhenger er det mellom utformingen av sirkulasjonssystemet og stoffskiftet til et dyr?

3. De fleste virvelløse dyr har et åpent sirkulasjonssystem. Hvilke fordeler tror du et åpent sirkulasjonssystem kan ha sammenlignet med et lukket sirkulasjonssystem?

Noen blir født med en åpning i hjerteskilleveggen (se figur 4). Denne tilstanden kalles ventrikkelseptumdefekt (VSD) og er en av de vanligste medfødte hjertefeilene hos mennesker.

1. Hos personer med VSD kan det skje en viss transport av blod gjennom åpningen i veggen. Vanligvis transporteres det blod fra venstre hjertekammer til høyre hjertekammer, men ikke omvendt. Bruk det du vet om hjertets oppbygning, til å gi en forklaring på dette.

2. Hvilke grupper av virveldyr har et hjerte som ligner på hjertet til personer med VSD? Hva kan være grunnen til at disse dyrene fungerer "normalt" med denne typen hjerte?

Figur 5 viser noen egenskaper ved blodstrømmen gjennom blodåresystemet.

1. Hastigheten på blodstrømmen endrer seg gjennom blodåresystemet. Beskriv hvordan, og forklar hvorfor. Bruk informasjon fra figuren.

2. Forklar hvorfor det er hensiktsmessig at hastigheten på blodstrømmen endrer seg slik den gjør.

3. Blodtrykket i venene (venetrykket) endrer seg avhengig av om en person står i ro eller er i bevegelse. Normalt er venetrykket i føttene ca. 3 kPa. Dersom en person står helt i ro, kan venetrykket i føttene øke til om lag 5 kPa. Hvordan vil du forklare denne endringen i venetrykket?

4. Hvorfor har ikke arterier klaffer?

I denne oppgaven skal du bruke kunnskaper om hjertesyklusen. Kurvene i figuren viser hvordan ulike fysiske størrelser endrer seg i løpet av hjertesyklusen.

Du skal resonnere deg fram til hvilke av kurvene A–D som viser følgende:

• trykket i venstre forkammer

• trykket i venstre hjertekammer

• trykket i aorta

• blodvolumet i venstre hjertekammer

Tabellen viser hvordan trykket i venstre for- og hjertekammer endrer seg i løpet av en hjertesyklus.

1. Ved hvilke tidspunkt er klaffen mellom for- og hjertekammeret lukket?

2. Hvorfor er det maksimale trykket i hjertekammeret høyere enn det maksimale trykket i forkammeret?

3. Hva er hjertefrekvensen?

Figur 7 viser blodgjennomstrømningen i ulike organer når en person henholdsvis hviler og anstrenger seg.

1. Beskriv hvordan blodgjennomstrømningen endrer seg når aktivitetsnivået endrer seg.

2. Forklar hvilken betydning hver av følgende strukturer har for disse endringene:

• muskler i veggen til arterioler

• sympatiske og parasympatiske nervefibre

• sanseceller i aorta og halspulsåren som registrerer konsentrasjonen av CO₂ i blodet.

• hjernestammen

• sinusknuten

1. Kwashiorkor er en sykdom som skyldes lavere konsentrasjoner av plasmaprotein enn normalt. Et av symptomene på kwashiorkor er ødem, det vil si en økning i mengden vevsvæske.
   Forklar hvorfor lavere konsentrasjon av plasmaprotein kan føre til ødem.

2. Hvilke egenskaper gjør vann egnet som transportmedium i et sirkulasjonssystem?

3. Elefantsyke er en tropisk sykdom som skyldes en parasittisk rundorm. Larvene overføres via insektbitt. De voksne ormene kan leve i lymfesystemet i årevis. Elefantsyke kjennetegnes av at kroppsdeler hovner opp til ekstreme proporsjoner, slik tegningen viser.
   Basert på kunnskapen du har om lymfesystemet, hvorfor tror du kroppsdelene hovner opp?

Fjæremarken lever mesteparten av livet i en u-formet, vannfylt kanal som den graver i sanden (se figur 9). Vannet i kanalen skiftes ikke ut mens det er lavvann. Oksygenet transporteres i blodet bundet til hemoglobin. Figur 9 viser oksygenmetningskurven til hemoglobinet. Med oksygenmetningen, eller metningsgraden, mener vi andelen av bindingssetene til hemoglobin som er fylt opp med oksygen.

1. Sammenlign egenskapene til fjæremark- og menneske-hemoglobin.

2. Forklar egenskapene til fjæremark-hemoglobinet i lys av leveviset til fjæremarken.

Hos noen svikter hjertets evne til å pumpe blod. Mens man venter på hjertetransplantasjon, kan ei kunstig pumpe bidra til å holde sirkulasjonen ved like. Figur 10 viser hvordan den kunstige pumpa er koblet til hjertet.

1. Den kunstige pumpa bidrar til sirkulasjonen i kroppskretsløpet. Pek på informasjon i figuren som viser at dette er tilfellet.

2. Blodstrømmen i lungekretsløpet er ofte god nok til å holde personen i live.
   Hvorfor er det slik at hjertet trenger hjelp til å pumpe blod i kroppskretsløpet, men ikke i lungekretsløpet?

3. Figur 11 viser hvordan én type kunstig pumpe er bygd opp innvendig.
   Hva tror du er funksjonen til strukturene som er merket med A og B?