Mennesket [1] 8290388993, 8290388268 [PDF]

Zitiervorschau

VITENSKAPENS VERDEN

MENNESKET Hovedredaktør Dr. Bernard Dixon Norsk oversettelse Anne Sofie Rønning

ILLUSTRERT VITENSKAPS BIBLIOTEK

Innhold Forord

3

Opprinnelse og utvikling 1 2 3

Menneskekroppen Artenes opprinnelse Arv

5 17 21

Sanser og følelser 4 5 6 7 8

Sansene Nervesystemet Bevissthet og intelligens Sjelens krefter Hormonsystemet

29 37 45 53 57

Kroppens funksjoner

9 10 11 12 13

Skjelettet og musklene Huden Fordøyelse og ernæring Lever og nyrer Kroppens transportsystemer

65 73 77 89 93

Forplantning og vekst 14 15

Kjønn og forplantning Fra ung til gammel

Ordliste Register

105 117 125 126

VITENSKAPENS VERDEN □ «Mennesket» □ Norsk utgave © Norsk Fogtdal A/S 1987 □ 2. oplag 1987 □ Norsk redaksjon: Unni Høegh og Bjørn Østby □ Engelsk originaltitel «Health and the Human Body» O © Equinox (Oxford) Ltd. 1986 □ Hovedredaksjon: Bernard Dixon □ Forfattere: Jenny Bryan, Bernard Dixon, Richard Fifield, Caroline Richmond og Martin Sherwood □ Sats: Laursen Tønder □ Trykk: Dansk Heatset Rotation I/S □ ISBN 82-90388-99-3 (24bind, komplett) □ ISBN 82-90388-26-8 (bind 1, «Mennesket»)

Forord Det 20. århundre er blitt vitenskapens århundre. Aldri før i menneskehetens historie har utviklingen gått så raskt som i vår tid. Moderne vitenskap har ledet oss frem til et høyt utviklet og meget komplisert velferds­ samfunn, på godt og vondt. For store deler av jordens befolkning er tilværelsen blitt lettere, og de store tek­ nologiske landevinninger vil forhåpentlig også snart bre seg til u-landene. Det moderne informasjonssamfunnet gjør det ofte vanskelig å forstå alle de opplysningene vi daglig blir presentert for. VITENSKAPENS VERDEN gjør det mulig å finne frem til de opplysningene vi har bruk for på en rask og lett måte. Hva er egentlig mer naturlig enn å starte et slikt verk som dette med mennesket selv? Dette første bindet av VITENSKAPENS VERDEN gir et imponerende innblikk i menneskekroppens utal­ lige spennende fasetter og gjør oss kjent med forskere som utrettelig har arbeidet med å bringe klarhet i krop­ pens mysterier. Gang på gang blir man overrasket over menneskets både kompliserte og samtidig så enkle og logiske opp­ bygning. Selv noe så enkelt som å stå opp av sengen eller knytte skolissen krever et utrolig samspill i et ma­ skineri som fungerer meget mer effektivt enn den mest avanserte industrirobot. Utviklingen innenfor legevitenskapen går stadig ra­ skere. Ettersom det er forskning som dreier seg om helsen vår og behandling av sykdommer vi alle kan være utsatt for, er dette noe som i høy grad interesse­ rer både mennesker og medier. Vitenskapelig forskning har alltid vært internasjo­ nal. Forskere fra hele verden har utvekslet erfaringer og forskningsresultater, og det har ført til et fagspråk som er vanskelig å forstå for utenforstående. Heldigvis har det moderne informasjonssamfunnet ført til at mange forskere nå prøver å formidle sin viten til en bredere krets. Det er denne boken tydelig bevis på. Den er blitt til med bistand fra en lang rekke av verdens mest betydelige forskere innen den medisin­ ske vitenskapen. Illustrasjonene er også de beste på området. Boken kan leses uten noen medisinsk kjennskap. Der hvor det har vært mulig, er alle latinske og greske uttrykk erstattet med norske, og alle vanskelige beteg­ nelser og begreper er forklart lett forståelig. En så gjen­ nomført bearbeidelse har ikke vært laget før. Boken er bygd opp på den måten at hovedteksten

gjengir det aller nyeste i kunnskap og viten som for­ skerne rår over i dag. Den historiske utviklingen og de nyeste teoriene behandles i en rekke forskjellige avsnitt, som kan leses uavhengig av hovedteksten. I hvert kapittel beskrives en del av menneskekrop­ pen. Ett kapittel behandler menneskets opprinnelse og utvikling, og andre beskriver arvelighetslæren og lege­ mets forskjellige organsystemer. Dessuten gjennomgås de åndelige funksjonene som gjør mennesket så unikt. Forplantningen og menneskets utvikling fra fødsel til død beskrives også grundig. Målet er å gi leseren innsikt i mennesket som biolo­ gisk vesen i pakt med sine omgivelser. Derfor om­ handler verket også globale forhold, som kløften mel­ lom rike og fattige land. Teksten legger vekt på prinsi­ pielle forhold, og går dessuten i dybden med spesielle emner. Et gammelt kinesisk ordspråk sier at «et bilde sier mer enn tusen ord». Det er en sannhet som er tatt hensyn til i dette verket. Tegninger og diagrammer som er fremstilt spesielt til dette verket, bidrar til å illustrere og klarlegge de enkelte emnene overalt i bo­ ken. Det er en skarp kontrast mellom de flere hundre år gamle illustrasjonene som gir et innblikk i datidens forskeres tanker og arbeidsmetoder, og de nyeste lan­ devinninger innen legevitenskapens teknologiske av­ deling med MR-scanning, CT-scanning og elektronmikroskopiske teknikker som med utrolig skarphet avslø­ rer de minste detaljene i kroppen. Begge illustrasjonsformer er rikt representert og fremhever legevitenskapens lange tradisjoner, samti­ dig som de påpeker at målet langt fra er nådd. Det er fremdeles utrolig meget igjen å oppdage. Bakerst har boken en ordliste og en gjennomgåelse av de viktigste medisinske faguttrykkene. Til slutt er det også et stikkord-register som gjør det lett å finne fort frem til det emne man måtte ønske. «Mennesket» er spennende lesning og god informa­ sjon. Boken kan leses fra ende til annen, og kan også brukes som nyttig oppslagsbok hvor det går raskt å finne frem til den opplysningen man har bruk for. Det lett forståelige språket går ikke på bekostning av det faglige innholdet. Teksten er ført helt å jour med det nyeste i viten og teorier, og vil beholde sin verdi i mange år. Babill Stray-Pedersen dr. med.

1

Menneskekroppen Menneskearten og dens variasjoner... Genetiske og miljøbetingete forskjeller... Befolkningen før, nå og i fremtiden... Kroppens oppbygning... Kroppssystemene... Vev og celler... Reservedelskirurgi... Likevekt... Hva er sunnhet?... PERSPEKTIV... Raser og rasisme... Mennesketyper... Kroppsrytmer

r

Selv om alle mennesker på jorden tilhører en og samme art, Homo Sapiens (latinsk betegnelse på nåtidsmennesket), er det store varia­ sjoner i størrelse, farge og utseende. Det er et mangfold av menne­ sketyper som skyldes genetiske forhold og avspeiler kroppens til­ pasningsevne til de forskjellige omgivelsene menneskene lever un­ der på jorden. Det er tvilsomt om vi overhodet kan inndeles i forskjellige raser. De fleste «rasekarakteristika» som høyde, hudpigment og hårstruktur er simpelthen en tilpasning til særlige miljøfaktorer som solmengde, temperaturforhold og fuktighet. Det kan være større likhe­ ter mellom mennesker fra samme type klima forskjellige steder på kloden enn mellom genetiske slektninger fra forskjellige bredde­ grader på samme kontinent. Slektskap innen menneskegruppene ser man bedre ved å studere blodtype og gener, enn ytre særtrekk. Gruppering av rasene kompliseres ytterligere av store folkevan­ dringer og ekteskap over geografiske grenselinjer. Folkegrupper som man ofte tenker på som én rase, f eks jøder, er ikke noen rase i det hele tatt, men en sosio-religiøs gruppering. Amerikanske negre nedstammer hovedsakelig fra mennesker som ble tvangsflyt­ tet over Atlanteren fra Guinea, og mange av dem har en prosentdel europeisk avstamming. Noen forskjeller kan virke som rasetrekk, mens de faktisk har en miljøbetinget opprinnelse. Japanere vokst opp i USA blir høyere enn de som er vokst opp i Japan. Det skyldes at kosten i Amerika inneholder mer proteiner - dvs. kjøtt og melkeprodukter. Høyden på et voksent menneske bestemmes av genetiske faktorer, kosthold og hyppighet av infeksjonssykdommer i barneårene.

► Gruppering og oppdeling av menneskeraser har tradisjo­ nelt vært gjort etter ytre ka­ rakteristika. Dette har ført til en rekke forskjellige klassifiseringssystemer. Studiet av biokjemiske særtrekk, spesielt variasjonene i proteiner, blodgrupper, HL-antigener og enzymer innen de forskjellige befolkningsgruppene, indikerer klart at det tradisjonelle «fami­ lietreet» er modent for revisjon.

Klassifisering av rase-typer Mange forskjellige metoder har vært forsøkt gjennom tidene for å klassifisere Homo Sapiens i raser, men hittil har det ikke lykkes å komme frem til et globalt akseptert system. En meget utbredt gruppering er inndelingen i de følgende seks hoved-grupper: 1. Tidlig-mongolske (amerikanske indianere). 2. Sen-mongolske (øst-asiater, eskimoer og japanere), som ofte er kortvokste, har høye kinnben og en fet hudpose over øvre øyelokk som gjør dem spesielt egnet til å leve i sterk kulde. 3. Kaukasiske (europeere, arabere, jøder, nord­ afrikanere, indere, persere). Her er det store varia­ sjoner i hudfarge, men et fellestrekk er fremtreden­ de neser. 4. Negroide (inkludert pygmé). Her har menneskene flate neser, tykke, fremskutte lepper, mørk hud og ullaktig hår. Pygmeer har flatere, blekere ansikter og mye kortere ben. 5. Khoisane (busknegre og hottentotter), svairyggete og med en gulbrun hudfarge som kamuflerer i skogen hvor de ferdes. 6. Australoide (urinnvånere i Australia, maorier og sydhavsbefolkning). Dette er mørkhudete mennesker med flate ansikter og ullaktig hår.

Når raseforskjeller blir politikk Rasisme - troen på at enkelte raser er mindrever­ dige - stammer i nåværende form fra det 18. og 19. århundre, da negerslaver ble brukt til plantasje­ arbeid i Amerika og i området rundt Det karibiske hav. Det ble formulert noen bisarre teorier for å rettferdiggjøre behandlingen av slavene. Den amerikanske psykologen Arthur Jensen (f. 1923) hevder at amerikanske negre har en intelli­ genskvotient som ligger gjennomsnittlig 10 poeng under de hvite amerikaneres. Andre vitenskaps­ menn er sterkt uenige og hevder at forskjeller i kulturell og sosial bakgrunn lett kan påvirke slike undersøkelser. IQ-variasjonene innenfor de to rase­ gruppene er mye større enn alle forskjellene.

Verdens korteste mennesker lever side om side med verdens høyeste.

Menneskelige variasjoner Hudfarge varierer både med individ, alder, kjønn og rase. Kvinner er blekere enn menn, barn blekere enn voksne. Hvite mennesker blir solbrente, fregnete eller brune i sollys, mens negroide bare blir mørkere. Albinoer finner vi i alle raser, men de forekommer oftere blant mørkhudete mennesker. Mennesker som har tilpasset seg et varmt og fuktig klima, har korte og brede neser, mens mennesker som holder til i tørre soner eller fjellstrøk, har lengre og smalere neser og smale nesebor. Vek­ sten av kroppshår varierer også, fra å være sparsom hos den mon­ golske rase til ganske frodig hos kaukasiere og australoider. Skallet­ het, som er et arvelig trekk, forekommer hos menn i alle raser. Mennesker i strøk med kaldt klima er tettere og små, bygd for å bevare kropps varmen, mens de fra varmere strøk er slankere. Her er det imidlertid store variasjoner innen befolkningsgruppene, og grovt sett kan vi dele mennesker inn i gruppene pyknomorfe, runde, mesomorfe, med vanlig, atletisk kroppsbygning, og ektomorfe, som er slanke. Disse forskjellene er et resultat av arv, diett og mosjon. Høyde varierer enormt. M'Buti-pygméene som holder til i Iturijungelen i Øst-Zaire, er verdens korteste folkeslag med en maksimumshøyde på 1,38 m. De lever imidlertid side om side med watusiene som er verdens høyeste folk på opp til 2,1 m. Pygméene, som har levd lengst i dette området, er bedre tilpasset jungelen enn disse naboene, som vandret ned fra høylandet på et senere tidspunkt. Hjernen er størst hos asiater og ca 15 prosent mindre hos befolkningen i Stillehavet, med europeere midt på treet. For­ skjellen i hjernestørrelse har ingen sammenheng med intelligens. Kvinner har en noe større hjerne i forhold til kroppsvekten enn menn, mens mannens hjerne gjennomsnittlig er litt større.

Jordens befolkning På Kristi tid var det rundt 250 millioner mennesker på jorden. I løpet av 1600 år ble tallet doblet, i de neste 250 år var tallet doblet igjen, så igjen i løpet av 60 år og til slutt i løpet av 30 år. Innen år 2000 vil den nåværende befolkning på 4 milliarder ha nådd minst 6 milliarder. En slik enorm befolkningsøkning på så kort tid vil trekke store veksler på jordens ressurser når det gjelder dyrkbar jord, mat og råstoffer. Befolkningseksplosjonen har tre hovedårsaker - høy fruktbarhet, lav dødelighet og ung alder ved første fødsel. Siden ingen mennesker ved sine fulle fem ønsker å kutte ned på leveal­ der, legges det større og større vekt på å overtale - ja, enda tvinge folk til å få færre barn og få dem senere. En gjennomsnittlig alder for førstegangsfødende på 20 år produserer fem generasjoner pr århundre. Heves førstefødselsalderen til 33 år, fødes det bare 3 generasjoner. I den industrialiserte verden har synkende fødselstall stabilisert befolkningsveksten, mens den gjennomsnittlige levealder øker. Det skyldes bedrete helseforhold og levestandard. I fattigere land har spedbarnsdødeligheten nødvendiggjort store familier med mange barn for å sikre at noen barn overlever og kan forsørge foreldrene senere. Rike mennesker er ikke uten videre villige til å forsørge mange barn, mens folk som lever i fattigdom, ser på barn som en investering i egen fremtid.

Befolkningsprofiler

▲ Den høye befolkningstilveksten i den tredje verden gir et overskudd av yngre mennesker i disse land, mens stabil befolk­ ningstilvekst og lave fødselstall i i-land medfører et overskudd av middelaldrende og gamle mennesker.

▲ Velstandsforskjellen mellom u-land og i-land avspeiler seg direkte i den allmenne helsetilstand. Tilstrekkelig og fullverdig kost, rent vann og medisinsk behandling er de viktigste forutset­ ninger for å sikre høy levealder.

▼ Jordens befolkning økte jevnt i mange århundrer, regulert av sykdommer og fattigdom. Forbedret hygiene og medisinsk behandling har fått befolkningskurven til å stige brått, og resultatet blir økende problemer med helse, mat og arbeid.

Jordens befolkning

10.000

8000

6000

4000

2000

1000 (f.Kr.)

MENNESKEKROPPEN

4000

3000

Tidlig-mongolsk

2000

Kaukasisk

1000 (e.Kr.)

2000

7

8 Menneskekroppen er sammensatt av kjemiske strukturer og omfatter organisasjon på utallige nivåer.

Indre stabilitet Kroppen har evnen til å opprettholde indre stabilitet og likevekt til tross for endringer i det ytre miljø og i de indre vilkår. Dette fenomen kaller vi homeostatis (likevekt). Homeostasen omfatter at­ skillige kroppsfunksjoner, som f eks kroppstemperaturen, blodtryk­ ket, væske- og saltbalansen, og blodets surstoffinnhold. Betegnel­ sen ble først brukt av den amerikanske fysiologen Walter Cannon (1871-1945), som oppdaget at hard mosjon genererer nok varme til å «smelte» eller «koke» alle kroppens proteiner hvis disse ikke spres hurtigst mulig. Videre ville melkesyren som produseres i musklene under mosjon, drepe celler hvis den ikke ble fjernet eller gjort uvirksom. Alle kroppens celler trenger konstant tilførsel av en saltvannsoppløsning bestående av vann, salter, oppløst oksygen og andre gasser, samt næringsstoffer. Denne cellevæsken er helt avgjørende for homeostatis, eller likevekten i systemet. Uten væske ville celle­ ne tørke ut, og uten salttilsetningen ville de bli gjennomtrukket av vann. Konstant kroppstrykk er helt avgjørende for at cellene hverken skal tørke inn eller sprekke, høyt blodtrykk ville skade hjerte og nyrer.

Opprettholde en jevn kroppstemperatur Menneskekroppen er varm: rundt 37 °C. Denne temperaturen er et fysiologisk kompromiss, som gir best mulige arbeidsforhold for enzymene. Enzymer er de proteinene som formidler og katalyserer alle kroppens kjemiske reaksjoner. Hvis vi var kjøligere, ville enzy­ mene virke mye saktere, og vi ville bli døsige og sløve, og hvis vi var varmere, ville enzymene bli ødelagt på samme måte som om man koker kjøtt. Mennesker blir bevissthetssløve og deliriske ved temperaturer over 40,5 °C. Vi har forskjellige temperaturer i forskjellige deler av kroppen, og morgentemperaturen er rundt 0,6 °C lavere enn den normale. Varmen som muskelaktiviteten genererer i løpet av dagen, hever temperaturen med ca 1,1 °C. Hos sportsfolk er temperaturen høyere - opp til 40,5 °C - selv om temperaturen på huden er lavere på grunn av varmetapet ved svettefordamping. Kvinners temperatur stiger ca 0,5 °C etter eggløsning. Mekanismene som regulerer kroppstemperaturen, er langt fra perfekte. Ved fødselen er de svært dårlig utviklet - hos nyfødte faller temperaturen ca 2,2 °C i de tre første levetimene, og barnet må holdes varmt. Spedbarn har tendens til å være varmere enn voksne, muligens på grunn av deres raske utvikling. Et årsgammelt barn har en temperatur på 37,6 °C, men fra 14-årsalderen (for jenter) til 18-årsalderen (for gutter) har alle samme temperatur. Hos eldre mennesker er temperaturregule­ ringen mindre effektiv. De er derfor mer utsatt for hypotermia (for­ frysning), og de bevisste og ubevisste mentale funksjoner blir lang­ sommere. Kroppens vev Kroppen er bygd opp av organer, organene av spesielt vev og vevet igjen av spesielle celler. Cellene er komplekse enheter, som inne­ holder arvestoff og som har evnen til å reprodusere seg selv. De danner proteiner som er nødvendige for å opprettholde livet. Celle­ ne er spesialisert til forskjellige oppgaver - til å danne eller å reage­ re på forskjellige kjemiske stoffer. Hvert organ er en del av et større system, som fordøyelsessyste­ met, åndedrettssystemet eller utsondringssystemet. Organene har spesialiserte funksjoner: Nyrene skal opprettholde riktig salt- og væskebalanse og skille ut avfallsstoffer fra blodet, lungene skal ta inn oksygen og avgi kulldioksid, og fordøyelsessystemet skal oppta næringsstoffer.

Fra atom til system

Enkle molekyler (aminosyrer)

v Makromolekyler (proteiner)

Celler

*K

Vev (slim­ hinne)/

Organer (magesekk)

Systemer (fordøyelse)

▲ Kroppen er et kompleks av kjemiske strukturer organisert på mange nivåer. Aminosyrer (A), dannet av atomer, er byggestener for proteiner (B) som utgjør det vesentligste materiale i cellene (C). Spesia­ liserte celler danner vev (D), som igjen danner organer (E) og disse er igjen del av et funksjonelt system (venstre).

MENNESKEKROPPEN

Kroppens systemer Kroppen vår er en organisme bygd opp av en rekke systemer av organer som samarbeider. Med unntak av forplantningssystemene er disse identiske hos menn og kvinner. 1. Nervesystemet som omfatter hjernen, ryggmargen, perifere nerver og sanseorganene. 2. Det indresekretoriske system med alle kjertler som produserer hormoner. 3. Skjelettet, bestående av knokler, brusk og ledd. 4. Musklene med tilhørende sener. 5. Hudsystemet som omfatter hår, negler samt svette- og fettkjertler. 6. Fordøyelsessystemet omfatter munn, spiserør, magesekk, tarmer samt tilhørende organer som lever, bukspyttkjertel, galleblære og spyttkjertlene. 7. Urinsystemet som består av nyrene og de urinutskillende organer. 8. Hjertekarsystemet som omfatter hjertet, blodet, puls- og blodkarene. 9. Lymfesystemet som omfatter lymfen, lymfekar og lymfekjertler. 10. Åndedrettssystemet med lunger og luftveiene. 11. Forplantningssystemet med de organer som danner reproduksjonsceller hos menn og kvinner, samt de organer som lager og transporterer disse cellene.

Hjerne

9

Nervesystemet

Ryggmarg

Perifere nerver

Hormonsystemet Hypothalamus

Kraniet

Hypofyse

Skjoldbruskkjertelen

Ribben Overarmsben

Binyrer

Ryggrad

Bukspyttkjertelen Hofteledd Spoleben

Hos kvinner:

Ovarier (eggstokker)

Albueben.

Håndrotsben

Hos menn:

Testikler (sædkjertelen)

Fingerknokler Lårben.

Skinneben

Leggben

Skjelettet

10

Huden

Musklene

Urinsystemet

Fordøyelsessystemet

Munnen

------------ Spiserøret

—

Leveren

—

Magesekken

—

Bukspyttkjertel

__ Galleblære __ Tynntarm

—

.Tykktarm

—

Endetarm

—

Anus - endetarmsåpningen

Nyrer

Urinblære Urinrør__

Urinledere

MENNESKEKROPPEN

Åndedrettssystemet

11

Forplantningssystemet Nesehulen

Munnhulen Strupehodet Luftrøret

Bronkiene Lungene

Hos kvinner:

Reservedelskirurgi Transplantasjoner og kunstige organer Når en kroppsdel eller vev i en ellers frisk kropp svekkes, er det logisk å erstatte den med en naturlig eller kunstig «reservedel». Den vanligste erstatningen er blodoverføring. Man kan bruke deler av blodet, for eksempel røde blodlegemer til blodfattige, og blodfaktor (levringsfaktor) VIII til blødere. Syntetiske «plasma-utvidere» brukes for å gjenopprette blodvolumet hos mennesker i sjokktilstand, og selv om slike kunstige substanser aldri kan erstatte det ekte blodet, er de rimelige og effektive i spesielle be­ handlinger. HL-antigen-bestemmelse gjør det mulig å overføre vev fra en donor til en annen, der kroppens immunitetssystem normalt ville utstøte vevet. Benmarg kan transplanteres til mennesker med alvorlig svekket immunforsvar. Hjertetransplantasjoner gir i dag 35-40% av hjer­ tepasientene fem år ekstra. Pasienter med visse sykdommer i lunger og tilhørende blodkar, kan nå hjelpes med en kombinert transplantasjon av hjerte og lunger - en behandling som fortsatt er på ek­ sperimentstadiet. Etter mange år har det nå lykkes å transplantere lever (som det ikke kan lages en kunstig erstatning for), spesielt hos barn med medfødte sykdommer. Transplantasjoner av bukspyttkjertelen ser ut til å bli en lovende behandling i vanskelige tilfeller av sukkersyke, mens strupehode, luftrør og testikler har vært mindre vellykket å overføre. Hele kneledd har vært byttet ut på kaniner, og eksperi­ menter med rotter tyder på at det kan bli mulig å transplantere hjerneceller til behandling av Parkinsons sykdom. Man har også gode håp om å få kroppen til å gjenoppbygge sine egne organer. Ved bruk av kroppens eget vev får man ingen avvisningsproblemer. Årer fra benet kan transplan­ teres for å avhjelpe blodtilførselen til hjertemuske­ len, og hud kan brukes til å dekke defekter andre steder på kroppen. Det er utviklet en spesiell metode til å dyrke et menneskes egne hudceller i laboratoriet, og på denne måten lage ny hud til vedkommende. Ben og knokler kan brukes til å fylle ut defekter etter svulster og skader, og det finnes også rapporter om transplantasjon av muskelvev, bl a til reparasjon av hjertemuskelen. Noen kunstige reservedeler konkurrerer sterkt med sine naturlige motstykker. Enkelte kirurger fo­ retrekker faktisk hjerteklaffer av plast, andre fore­ trekker hjerteklaffer fra griser. Noen avhjelper blod­ sirkulasjonen med plastrør, mens andre bruker pasientens egne årer. Et meget omstridt spørsmål er om hele hjertet kan erstattes med en plastpumpe. Mange mener at slike innretninger aldri kan virke tilfredsstillende an net enn rent mid­ lertidig på grunn av problemer bl a med dannelse av blodpropper rundt det kunstige materialet. Andre igjen påpeker at bruk av så store kunstige organer som et helt hofteledd, viser at kroppen vil akseptere større mekaniske innretninger på permanent basis. Noen forskere mener også at til og med hjernen og nervesystemet i fremtiden vil kunne repareres med mikroelektroniske transplan­ tasjoner kalt «biochips».

► Transplantasjon av organer, som f eks nyrer, kan være en utfordring til kirurgens opp­ finnsomhet, men det er avvising av det nye organet som er det alvorligste problem. En løsning er å ta organet fra en nær slektning, eller en annen med vev som stemmer helt overens med pasientens eget. En annen løsning er å gi pasienten et medikament som hemmer det naturlige immunitetssystemet. Stoffet Cyclosporine har vist seg så effektivt ved transplantering av nyrer fra døde donorer, at det snart er unødvendig å la slektninger donere en av sine nyrer. Nyre­ transplantasjon har den fordel at en pasient kan settes tilbake på dialyse hvis trans­ plantasjonen ikke er vellykket.

► Mekaniske lemmer ble konstruert så tidlig som i det 16. århundre, men i den senere tid har man utviklet «myo-elektriske» lemmer som etterlikner funksjonen til den legemsdelen som mangler. Elektroder i stumpen fanger opp bevegelsen i den nærmeste muskelen, som aktiverer en motor i den kunstige armen eller benet.

► Lemmer som er revet av ved ulykker, kan settes på plass uten fare for avstøting. Utskiftning av utslitte og ødelagte ledd er den hyppigste formen for reserve­ delskirurgi og gir langvarig lindring, f eks ved leddgikt. Leddene erstattes av plast-, rustfritt stål- eller titaniumproteser.

▲ Hjertet er blitt gjenstand for mye reservedelskirurgi med både naturlige og kunstige er­ statninger. Man kan skifte ut ødelagte klaffer, forkalkete arterier og andre blodkar, til og med hele hjertemuskelen kan i dag teknisk sett skiftes ut. Selve hjerteaktiviteten kan stimuleres kunstig ved hjelp av en pacemaker. Rent midler­ tidig, for eksempel under en operasjon, kan en hjerte-lungemaskin brukes for kunstig å tilføre blodet oksygen og pumpe det rundt i kroppen.

Mekaniske erstatninger 1 Skalleplate (kranium) 2 Tenner 3 Kjeve 4 Strupehode 5 Myo-elektrisk arm 6 Hjerteklaff 7 Pacemaker 8 Hudlapp 9 Blodkar

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Insulinpumpe Skulderledd Albueledd Håndledd Fingerledd Kunstig ben Hofteledd Lårben Kneledd Leggplate

Organiske 20 Hornhinne 21 Blodkar 22 Blod 23 Lunge 24 Hjerte

25 26 27 28 29

Lever Nyrer Bykspyttkjertel Hud Muskler

Kosmetiske 30 Parykk 31 Øye-, nese- og kinnben 32 Øye

33 34 35 36

Øre Bryst Penis Testikler

◄ Mange reservedeler brukes av mer eller mindre kosmetiske grunner. Hår kan erstattes ved at man «strekker» skalpen, eller flytter naturlig eller kunstig hår. Plastisk kirurgi kan gjenskape mye av benstrukturen og også hudens utseende. Bryster kan forstørres med silikon-innsprøytninger/proteser, og kunstige testikler og penis kan skaffes. Mellom tvillinger har legene forsøkt å trans­ plantere funksjonsdyktige testikler. Kunstige testikler er bare rent kosmetiske.

14 Menneskekroppen består av 100 millioner millioner celler.

Et vev er en gruppe celler og den substansen som ligger rundt dem. Det finnes fire typer vev: epitelvev, bindevev, muskelvev og nervevev. Epitelvev dekker de ytre og indre overflatene og finnes i blodkar og hule organer. I dette vevet er det nerver, men ingen blodkar, og det har en membran som fester det til bindevevet. Bindevevet består av spredte celler omgitt av en organisk masse. Det inneholder fettvev, brusk og ben. Det holder de forskjellige organene sammen og beskytter og støtter dem. Musklene er grunnlaget for all bevegelse, sørger for kroppshold­ ning og genererer varme. Det finnes tre typer muskulatur, tverrstripet muskulatur, glatt muskulatur og musklene i hjertet. Nervevevet danner hjernen, ryggmargen, de perifere nervene og sanseorganene. Cellene er kroppens byggestener og består av fire deler, den ytre membran, cytoplasma, organellene («småorganer») og kjernen. Cel­ lemembranen er bygd opp både av fettstoffer og av en god del proteinstoffer. For å komme inn i cellen må de kjemiske stoffene først passere gjennom membranen. Det kan skje enten ved enkel diffusjon, ved osmose eller ved opptak av faste partikler og dråper. Organellene er forskjellige strukturer som utgjør cellens «organer». De finnes i cellesaften som kalles cytoplasmaet.

◄ Bindevev består av ben (som i dette snittbilde gjennom et hofteben), blodvev, brusk, fettvev og løst bindevev. Cellene ligger løst sammenpakket i bindevevssubstansen og har rikelig blodtilgang.

▲ Epitelvev, som f eks disse cellene fra slimhinnen i kinnet, danner huden som dekker menneskekroppens ytre og indre overflater. På fosterstadiet vokser epitelvevet ned i bindevevet under og danner kjertelvev.

▼ I motsetning til bindevev og epitelvev som har mange funksjoner og former, er mus­ kelvevet et ytterst spesialisert vev som bare har en eneste funksjon, nemlig å trekke seg sammen.

▼ Nervecellene i nervevevet er spesialisert til å motta påvirkninger fra sanselegemene og sende dem videre langs cellen som elektriske impulser til den neste nervecellen.

MENNESKEKROPPEN

15

I

Cellenes enkelte deler Cytoplasma, eller cellesaft, er en væske som inneholder alle de forskjellige celle-strukturene, bla organellene (små organer). Endoplasmisk reticulum (ER) er et nett av kanaler gjennom cytoplasma. Her foregår proteinsyn tesen, dvs. oppbyggingen av proteinstoffene fra aminosyrer. På kanalene sitter ribosomer, som sammensetter aminosyrene til proteiner. I det endoplasmiske reticulum blir proteinene omgitt av membraner og kan transporteres ut av cellen til bruk andre steder i kroppen. Noen ribosomer flyter fritt i cellesaften, og danner proteiner til cellens eget bruk. Golgi-apparatet er flate «sekker» som mottar det membrandekkete proteinet fra endoplasmisk reticulum, og oppbevarer det midlertidig. Med mellomrom avgir sekkene små blærer, se-

kretoriske vesikler, som inneholder de opplagrete proteinene. Noen vesikler beveger seg mot celle­ membranen og avleverer de kjemiske stoffene til omgivelsene der. Andre, som kalles lysosomer, holder seg inne i cellen. De inneholder enzymer som kan nedbryte uvelkomne partikler og nedslitte celledeler. Mitokondriene er cellens kraftverk. Her skapes energi som deponeres i det kjemiske stoff adenosintrifosfat (ATP) for senere bruk. Cellekjernen inneholder kromosomene med det genetiske materialet (DNA). Det er samlet i kro matinet som ligger i en geléaktig væske. I kjernen finnes ett eller flere kjernelegemer. Kjernen omgis av en tolags membran. I cytoplasma ligger de to centholene vinkelrett på hverandre, og sørger for at kromosomene fordeles likt mellom dattercellene ved celledelingen.

Å. Her ser vi en skjematisk celle som skal forestille en typisk kroppscelle. Den er sammensatt av strukturer fra mange forskjellige celletyper, som hver for seg er spesiali­ sert til hver sine oppgaver. Menneskekroppen består av 100 millioner millioner celler.

16

Kroppens indre rytmer Biorytmer, som bestemmes av vårt «innvendige urverk», er kroppsfunksjoner tilpasset normal tidsrytme. Noen varer en dag, mens én - menstruasjonssyklusen, som ikke har noe motstykke hos mannen - tar en måned. Det finnes også kortere sykluser, som f eks «90-minutters-gåten» når det gjelder sekresjonsaktiviteten i magen og nyreutskillelsen av avfallsstoffer, samt produksjonen av en del hormoner. Disse rytmene varierer fra menneske til menneske, med gjennomsnittlig 10% lengre eller kortere intervaller. De individuelle biorytmene kan bare bestemmes ved observasjon og er helt uavhengige av fødselstidspunkt. Den viktigste syklusen er døgnrytmen, følelsen av dag og natt og variasjonene gjennom et døgn. Alle har forskjellige behov når det gjelder søvn, tidsfornemmelse, sensoriske og motoriske responser, medikamentpåvirkelighet, sinnsstem­ ning, yteevne og årvåkenhet. Til og med folks oppfatning av «dag» varierer. Mennesker som utsettes for konstant lys og temperatur, slår seg til ro med en dagssyklus som varierer mellom 22 og 27 timer, avhengig av personen. Til tross for individuelle forskjeller, er det visse fundamentale likhetstrekk hos nesten alle mennesker. Disse er viktige når vi arbeider i skift, reiser over tidssoner, eller arbeider i lengre perioder uten søvn. De fleste mennesker arbeider minst effektivt i de tidligste morgentimer. Nesten alle foretrekker å sove om natten, og nattarbeidere foretrekker å sove om morgenen og tidlig på ettermiddagen, istedenfor sent på etter­ middagen og om kvelden.

«Helse for alle» Det er dramatiske forskjeller i velstand mellom rike og fattige land i 1980-årene, og variasjonene i tilgangen på føde og til de hygieni­ ske forholdene er like viktige som antall leger når det gjelder å legge helseforholdene til rette rundt på jorden. Verdens Helseorganisasjon (WHO) definerer helse som «en til­ stand av fullstendig fysisk, mentalt og sosialt velvære, og ikke bare fravær av sykdommer og mangler». En slik definisjon virker svært utopisk når den ses i sammenheng med WHOs nåværende målset­ ting: Å sørge for «helse for alle» innen år 2000. Det er usannsynlig at moderne medikamenter og vaksiner kan gjøre det mulig å oppnå selv den mest beskjedne målsetning når det gjelder å bekjempe sykdommer på denne planeten innen år 2000. Ikke den beste politi­ ske vilje eller kunnskap om hvordan man ved hjelp av renslighet og hygiene kan stoppe infeksjoner, kan oppnå dette. Men WHOs definisjon kan brukes for å vise at helse og sykdom er relative begreper. God helse betyr noe helt annet for en Kalaharibuskmann enn for en vestlig funksjonær. Begge ville bli sterkt ut­ satt for sykdommer hvis de brått ble tatt ut av sitt vante miljø. Noe av kroppens vev kan være sykt, mens alle de andre er friske. Mental helse er spesielt vanskelig å definere. Derfor er god helse ikke en selvfølge. Gamle og unge kan ha god helse, selv om de ikke har samme fysiske og psykiske styrke. Dessuten er det mange stadier mellom frisk og syk, mellom normalt og unormalt. Spennvidden mellom normalt og unormalt demonstreres tydelig ved såkalte normalverdier for fysiologiske verdier som f eks blod­ trykk, blodsukker og puls, hvor det ofte er umulig å avgjøre om en verdi ligger i øverste del av normalområdet, eller er noe for høy. Det skyldes nettopp den store individuelle variasjon hvor ta­ bellverdiene for «det normale» bare er kunstige grenser mellom friskt og sykt. Det kunne nesten sies slik: En frisk person er en som ikke er blitt grundig undersøkt.

Artenes opprinnelse

nr

Menneskearten og andre dyrearter... Paleontologi, jakt etter menneskets opprinnelse... Australopithecus - leddet mellom ape og menneske?... Tidlige hominider... Voksende hjerne... Tilpasning til gange... Mennesket og sosialisering... PERSPEKTIV... Opprinnelse i vannet?... Fossile fotspor... Mulige stamtrær

Hvis menneskene var typiske pattedyr, ville vi løpe på alle fire, være dekket av pels og kommunisere med lyder og fakter. Vi ville være kjønnsmodne et år eller to etter fødselen og ville kunne fort­ sette å formere oss resten av vår levetid, kanskje maksimalt 20 år! Hanner ville ikke være klar over at de hadde avkom, og hunne­ ne ville miste interessen for avkommet etter at det var avvent. Vi ville være tilpasset et bestemt miljø, men ville ikke kunne endre det. Vi ville ete rå føde, lage bare de enkleste redskaper og dø unge av sykdom, sult eller skader. Faktum er at vi er ingen spesialister. Vi kan ikke løpe som gasel­ ler, klatre som ekorn, svømme som fisk, fly som fugler, høre som katter, lukte som hunder, hoppe som lopper eller grave som metemarker. Vi har lange lemmer som egner seg til gange, hopping eller løping fordi vi lever på land, mens fisk eller hval bruker lem­ mene som padleårer. Fordi vi lever i varm luft i stedet for i kaldt vann, som fiskene gjør, kan vi tillate oss å ha større hudoverflate i forhold til kroppsstørrelsen. Det håret vi har, er bare til pynt og er ikke beregnet til å holde oss varme. Fordi vi er mer avanserte enn andre dyr, trenger kroppen og hjernen lengre tid til utvikling og læring. I den første barndommen trenger vi foreldreomsorg. Kjønnsmodningen er utsatt til ca 10 år etter fødselen. Vår overlegenhet ligger i vår evne til å planlegge, lage verktøy, bruke språk og bruke hendene til å omskape vårt miljø. Vi klarer oss uten pels fordi vi kan lage klær, bygge hus og varme oss ved hjelp av ild. Vår evne til å gjøre opp ild betyr også at vi kan koke maten vår og smi metaller. Koking myker opp hard mat, som f eks korn, og dreper også bakterier og parasitter. Med metall og annet materiale kan vi lage verktøy som utvider vår mulighet for aktivitet, samt maskiner som løper, svømmer, flyr og graver, lagrer informa­ sjon og ikke minst «tenker» for oss.

Ble menneskene utviklet i vannet? Den britiske biologen Sir Alister Hardy (1896-1985) har fremkastet ideen om at mennesket har vært så nær knyttet til vann i sin utvikling at dette avspeiler seg i menneskekroppen. Mennesket avviker fra andre apearter på en rekke måter som indikerer en tilpasning til vann. Det kan svømme lengre distanser, er ikke redde for vann selv som spedbarn, kan holde pusten under vann, svømmer elegant både over og under vann, er nakne som hvaler og delfiner, har hår som følger vannretningen når man svømmer, har strømlinjeformete kropper med et isolerende fettlag under huden, går oppreist og vasser i vannet, og har følsomme hender med hurtigvoksende negler som kan åpne skjell og krepsdyr. Motstandere av Hardys teori påpeker at det ikke finnes noe direkte bevis for dette nautiske mellom­ spill i menneskets utvikling. VI er ikke de eneste pels løse landdyr; griser, for eksempel, er nesten like hårløse og har like mye spekk under huden. På samme måte er vår oppreiste gange og allsidige hender tilpasninger til mange former for arbeid som ikke har noe med vann å gjøre. Fosteret Tidlig stadium

Sent stadium

Armen

Fisk

Salamander

Fugl

Flaggermus

Menneske

Skilpadde

◄ Menneskearmen er en vide­ reutvikling av forarmen til et virveldyr. Den bærer hånden og støtter den i alle dens bevegelser.

Ku

Menneske

▲ Gjellene og halen som vi finner på de tidligste stadier i utviklingen av et menneskefoster, avspeiler at livet hadde sitt opphav i vann.

18 Neandertalmennesket, som levde for over 35000 år siden, hadde større hjerne enn det moderne mennesket.

Menneskets opprinnelse Spørsmålet om Homo Sapiens' opprinnelse er et meget omdiskutert emne, ikke først og fremst fordi man er usikker på hva som er skjedd, men fordi man ikke klarer å fastslå tidspunktet og nøyaktig gruppering av arten. Dette kapitlet blir derfor mer teoretisk og mer basert på gjetting. Mennesket er en primat (gruppen av mennesker, aper og halvaper) og derfor i nær slekt med de store apene (gorillaen, sjimpan­ sen og orangutangen). De elementer som har vært utslagsgivende for at mennesket skulle kunne utvikle seg, har vært definert på forskjellige måter. Helt sentralt står utviklingen til oppreist gange, samt en økning av størrelsen og strukturkompleksiteten i hjernen. Ut fra disse og lignende kriterier forsøker paleontologer å identifise­ re fossile levninger etter tidligere menneskelignende arter samt for­ søke å finne arter som med sikkerhet skal kunne bestemme det øyeblikk da mennesket skilte lag med apene. De tidligst kjente oppreiste hominider er 3,75 millioner år gamle og er funnet i Etiopia på 1970-tallet. Disse hadde en hjernestørrelse som er mindre enn en tredjedel av det moderne menneskets hjerne og er blitt kalt Australopithecus afarensis (A. afarensis). Mellom tre og to millioner år yngre er fossiler av A. africanus og A. robustus, som også gikk oppreist. Deres skaller var imidlertid annerledes enn A. afarensis. Begge artene har lav panne og store, brede og meget flate ansikter med store tenner som ble brukt til å knuse føde. A. robustus var den største og mest massive. Det er en overlapping tidsmessig av funnene av de første av arten Homo og de yngste av australopithecinene. Homo habilis (H. habilis) hadde merkbart større hjerne og er det første fossilet som laget steinredskap. Homo erectus hadde enda større hjerne og er den første av hominidene som er funnet utenfor Afrika, nemlig i spredte samfunn fra Tyskland til Kina. Endelig, for omtrent 150000 år siden, finner vi rester av det fullt moderne mennesket, med høy, hvelvet skalle, ikke fullt så fremstående øyebryn og flatere ansikt enn H. erectus. Dette er Ho­ mo sapiens. Lik H. erectus finner vi disse spredt over et stort områ­ de. Det er mange undergrupper av H. sapiens, inkludert neandertalerne. De levde for 70 000 til 35 000 år siden og hadde større hjerne enn oss, men de var undersetsige og med lave panner. Tolking av fossilenes historie Når man diskuterer hvordan de tidlige artene beveget seg, er me­ ningene svært delte. Gikk de tidligste australopithecinene oppreist på samme effektive måte som vi gjør i dag? Eller vadet de av sted med bøyde hofter og knær? Selv om australopithecinene hadde små hjerner, er det hevdet at den forreste delen (som også er størst hos det moderne mennesket) var relativt forstørret. Og selv om oppreist gange kan ha forbindelse med forstørring av hjernen, star­ tet hjerneutviklingen meget tidlig i vår evolusjon. Et komplett ek­ semplar av H. habilis ble funnet i Kenya og er kalt KNM-ER 1470. Det var 1,8 millioner år gammelt og hadde en meget moderne hjerne. Hjernemassemønsteret, som vi kan studere i en moderne hjerne, kan tyde på at eieren var i stand til å snakke. De fleste paleontologer er enige om at senere medlemmer av gruppen Homo har H. habilis som felles opphav. De er imidlertid ikke enige om hvordan de ikke-afrikanske eksemplarene faller inn i mønsteret. Noen mener at overgangen til H. sapiens fant sted i Afrika og ble etterfulgt av minst to kolonisasjonsbølger. Den første av disse frembrakte neandertaleren som døde ut eller ble absorbert av den neste bølgen. Andre igjen mener at mennesker dukket opp uavhengig av hverandre i Afrika, Asia og Europa.

Menneskehetens stamtre Det eksisterer mange forskjellige meninger om detaljene i de forskjellige sidesprangene rundt menneskets utvikling. På 1960- og 70-tallet hadde det mest aksepterte stamtreet A. africanus som opphav til H. habilis, mens A. robustus var på en egen gren. I 1974 ble restene av et ca 3,75 millioner år gammelt skjelett funnet ved Hadar i Etiopia. Nesten halve skjelettet er bevart. Skjelettet, som trolig har tilhørt en kvinne, ble kalt Lucy. Andre funn fra Hadar omfatter en stor gruppe individer, 13 barn og voksne. Klassifiseringen av disse restene vil være helt utslagsgivende for å bestemme menneskets stamtre. Lucy blir betraktet som en ny art av australopi­ thecinene, som kalles A. afarensis, etter Afar, den regionen i Etiopia der funnet ble gjort. Don Johanson, som fant Lucy, har hevdet at A. afarensis er opphavet til alle senere hominider, men det er minst tre andre teorier, og alle har sine tilhengere. A. afarensis er spedbygd, som A. africanus, og har mange kranielikheter med de lettbygde og robuste australopithecinene. De kan derfor være opphavet til de andre australopithecinene, men ikke til oss. Forskjellene mellom de to spede australopitheciner og den robuste arten kunne tyde på at A. robustus tilhører en egen gren, mens de to andre er et ledd i utviklingen av det moderne mennesket. I siste instans er det også hevdet at levningene, som nylig er klassifisert som A. afarensis, faktisk tilhører to arter - den store arten (som Johanson mener er hanner) er forfedrene til de robuste au­ stralopithecinene, mens den mindre typen (Johansons hunner) til slutt utviklet seg til Homo og menneskeheten.

To mulige stamtrær

0-5

1. A. afarensis 2. A. africanus

3. A. robustus

opphavet til hominidene (A), mens Don Johanson, «Lucy’s» oppdager, foreslår et alterna­ tivt tre (B) med A. afarensis som opphavet for Homo og Australopithecus.

4. H. habilis 5. H. erectus 6. H. sapiens

ARTENES OPPRINNELSE

19

Forhistoriske fotspor Andrew Hill, en paleontolog ved Harvard-universitetet, snublet og falt under en fossilutgraving i 1976, ved Laetoli i Tanzania. Rett foran seg oppdaget han en rekke forstenete dyrespor bevart i fjellet. Da stedet ble nærmere utgravd, fant man spor etter hare, fugl, neshorn, elefanter, svin, buffaloer, hyener, antiloper, forskjellige bavianer og sabeltannete tigre. I 1978 ble det oppdaget fotspor like i nærheten etter hominider, som av erfarne oppdagere beskrives som utrolig moderne. Tre forskjellige individer hadde holdt følge en strekning på minst 25 meter. De hadde etterlatt seg to forskjellige slags spor. De minste sporene ses til venstre, mens de større sporene er etter to individer. Der har et mindre individ antagelig gått bak og satt føttene i sporene til det største. Et sted ser det ut til at de har tatt en pause og snudd seg halvveis. Sporene er ca 3,75 millioner år gamle. Vi vet ikke om disse tre individene gikk denne veien som en gruppe, selv om det er fristende å tro at det er tilfelle. Fotsporene er bevart pga. en utrolig kombinasjon av omstendigheter. Aske fra en nærliggende vulkan, Sandlman (nå utdødd), falt ned i dette landskapet på slutten av en lang tørke­ periode. Sandlmans aske er karbonittaske, en meget sjelden type. Den inneholdt kalsiumkarbonat og sodium-karbonat som danner hurtigtørkende sement når den blir fuktig. Det regnet rett etter utbruddet, og dette regnet var så lett at det bare fuktet asken uten å vaske den vekk. Da dyrene - også hominidene - gikk over asken, etterlot de seg spor som hurtig ble dekket av ny aske, for så å dukke opp igjen 3,75 millioner år senere.

► Det forbløffende velbevarte skjelettet av australopithecinen «Lucy», ca 3,75 millioner år gammel. Hun ble oppkalt etter Beatles-sangen «Lucy in the Sky with Diamonds» som var toppslager det året.

◄ De 3,75 millioner år gamle fotsporene fra Laetoli i Tanzania, som man antar tilhørte en gruppe australopitheciner. Det ble også funnet spor etter mange forskjellige typer dyr i samme område.

20

Slik ble mennesket til For mellom 10 og 15 millioner år siden forandret Afrikas topografi seg. Den flate sentralregionen hevet seg, og dette endret klima og vegetasjon dramatisk. Skogene trakk seg tilbake, og steppelandet bredte seg og skapte nye former for bosteder. Men det var knappere med føde på steppene enn i skogene, og den var av dårligere kvali­ tet. Dette gjorde det nødvendig å forflytte seg over større streknin­ ger. For dyr som er vant til å svinge seg mellom trærne, er det lite effektivt å forflytte seg over steppeland på alle fire. Hvis man derimot går på to, blir gangen mye mer effektiv, samtidig som man har hendene frie til å bære med seg mat. Nå fulgte en forstørring og omorganisering av hjernen, slik at den ble i samsvar med kroppens størrelse. Mennesker har en hjerne som er tre ganger så stor som en apes med samme kroppsstørrelse, og det er flere faktorer som har bidratt til dette. En av de viktigste - undersøkt av den britiske vitenskapsmannen Robert Martin er morens tilgang til føde. Martin mener at den øvre grense for hjernestørrelse avgjøres av den mengde føde moren kan skaffe mens fosteret befinner seg i morens liv. Etter fødselen følger hjerneveksten en bane som er bestemt allerede i morslivet. Hos den typiske primat (aper og halvaper) kan dette bety en fordobling av hjernevekten, mens det hos mennesker kan firedoble hjernemassen. For å oppnå denne veksten må de tidligste mennesker ha hatt pålitelig tilgang til føde. Det har de nok funnet i skogen, men en viss utvikling av redskapen og noen former for samarbeid kan ha vært medvirkende til å skaffe nok føde på savannen også. Slik har bruk av redskap, oppreist gange, hjerneutvikling og samarbeid gjensidig forsterket hverandre. Det er et motsetningsfor­ hold mellom oppreist gange og hjernevekst, fordi den utvidete fødselskanal som er nødvendig for å føde en større hjerne, gjør kvin­ nens hofter lite egnet til gange. Denne konflikten er løst ved utvik­ lingen av redskaper og en sosial organisering som minsker behovet for å gå så meget. Foreldreomsorg er et utbredt trekk hos alle primater, men er spesielt utviklet hos menneskene, fordi spedbarna er så hjelpeløse. Mesteparten av deres hjernevekst skjer etter fødselen. Kvinnebekkenet tillater passasje av størst mulig hjerne i forhold til hensynet til hennes egen gangfunksjon. Hjernen er ved fødselen ca 350 milli­ liter, og dersom et menneske var en typisk primat, ville den voksne hjernen fylle ca 700 milliliter. Primater fordobler hjernestørrelsen fra fødsel til voksen. Denne teoretiske størrelsen passer godt med den som er observert hos H. habilis, den første hominiden som viser tegn på teknologisk forståelse. Sammenligning av hender

Sammenligninger av hjerner

▲ Fasongen på skallen og kjeven til fossiler av hominider gir opplysninger om muskulaturen og holdningen til de forskjellige artene. Hjernens rominnhold forteller om artens intellektuelle og motoriske status. Neandertalerne hadde større hjerne enn oss. Til sammenligning har gorillaen et hjernevolum på 500 milliliter.

Menneskelig utvikling Lengre barndom

Foreldreomsorg

Lek

Intelligens

Samarbeid innbyrdes

Sosial oppførsel

Få etterkommere

Bavian

Orangutang

Menneske

◄ I motsetning til apehendene, kan tommelfingeren hos mennesket bøyes inn mot hver av de andre fingrene. Dette er grunnlaget for vår enestående håndfunksjon, hvor vi kombi­ nerer styrke og presisjon.

▲ Små familier, lang barndom, intelligens og foreldreomsorg hevdes alt sammen å være in­ dividuelle faktorer, som har medvirket til i utviklingen av Homo sapiens - det tenkende menneske.

Kromosomer og gener... Arvemekanismer... Dominante og recessive trekk... Enkel og kompleks arv... Blodgrupper... Innavl... Genetikk og sykdommer... PERSPEKTIV... Uvanlige arvelige evner... Tvillinger og arvelighet... Gregor Mendel, genetikkens grunnlegger... Oppdagelsen av blodgruppene... Incest

L-

....... 1

~

.............................

_______ __ _________ .

.------------ ------- ■.

-------

I 1956 annonserte to biologer i Sverige, Albert Levan og Joe-Hin Tijo, til stor forlegenhet for kolleger over hele verden, at menneskecellene inneholder 46 kromosomer - de lange strengene av deoxyribonucleisk syre (DNA), som bærer arvelige trekk fra celle til celle og fra generasjon til generasjon. I mange år har vitenskapsmenn trodd at det var 48 kromosomer, det antall man finner hos våre nærmeste genetiske slektninger - de store apene. Forbedret mikroskopteknikk gjorde det mulig for Dr. Levan og hans indonesiske kollega å fastslå at det ikke var mer enn 23 par. Som hos andre dyrearter, kopierer disse DNA-strengene seg selv før de skilles, ved mitose (den normale celledelings-prosessen). Hver av de nye celle­ ne inneholder således et fullt sett DNA. På den annen side reduse­ res de til bare 23 kromosomer under meiosen - prosessen som lager eggceller og sædceller. Under meiosen kan imidlertid kromosomparene slynge seg rundt hverandre og produsere nye arvelighetskombinasjoner som overføres til avkommet. Menn og kvinner har 22 identiske kromosompar, men de har ett ulikt par som avgjør kjønnet. Hos kvinnen finnes ett par med to X-kromosomer, mens mannen har ett par med både et X- og et Y-kromosom. Etter meiosen (kjønnscelledelingen) har kvinnens eggceller derfor alle de 22 + X-kromosomet, mens mannen har to typer sædceller, halvparten har 22 + X-kromosomet, mens den andre halvparten har 22 + Y-kromosomet. Ved befruktningen mø­ tes en eggcelle og en sædcelle. De smelter sammen slik at det befruktete egget får i alt 46 kromosomer. Hvis sædcellen har et Xkromosom, blir avkommet en jente, er det et Y-kromosom, blir det en gutt. ◄ ► Habsburg-leppen, som i flere århundrer har vært typisk særtrekk for kongefamiliene i Østerrike og Spania, og som går igjen på utallige portretter av dem gjennom tidene, er et velkjent eksempel på et familie-særtrekk produsert av en enkelt gen. Fra keiser Maximillian (til venstre) i det 15. århundre frem til Alfonso XIII av Spania i det 19. (til høyre), har den stygge, fremskutte underleppen dukket opp så regelmessig at arvelighetsfor­ skere er sikre på opprinnel­ sen. Når et sjeldent trekk dukker opp ofte i en familie og bare overføres i rett linje, er det nesten sikkert resultatet av en dominant gen. Omhyggelige slektsundersøkelser av det gamle aristokrati og detaljerte øyenskildringer og dokumentasjoner om disse, skaffer arvelighetsforskere meget og uhyre verdifullt be­ vismateriale.

Når man arver en spesiell evne til smak... Evnen til å smake det kjemiske stoffet fenyltiokarbamid (PTC) er et pussig arvelig trekk. Hvis et barn har to foreldre som kan oppfatte den bitre smaken av dette kjemikaliet, vil barnet arve denne evnen. Barn av foreldre uten denne smaken, vil heller ikke kjenne den. Hvis en av foreldrene kjenner smaken og den andre ikke, vil barna sann­ synligvis arve den. Som blå eller brune øyne, er denne bisarre smaksegenskapen kontrollert av ett enkelt genpar. Den recessive er den som ikke kjenner smak. Dette særtrekket varierer i de for­ skjellige deler av verden. Rundt 70 prosent av de hvite i Nord-Amerika og Europa kan smake kjemi­ kaliet, sammenlignet med bare 51 prosent av urinn­ vånerne i Australia. Amerikanske indianere (98 prosent) og negre (95 prosent) topper statistikken. Den biologiske betydningen av PTC-smak kjenner vi ikke, men det er tydeligvis en forbindelse mellom ikke-smak og utvikling av visse former for sykdom i skjoldbruskkjertelen.

... og luktesans En av de merkeligste og nylig oppdagete arvelige trekk er evnen til å lukte det karakteristiske kjemi­ kaliet som opptrer i urin etter at man har spist asparges. Inntil 1980 trodde man at disse substanser ble produsert som et resultat av en metabolisk abnormitet i en liten del av befolknin­ gen. Så oppdaget Dr. S. H. Blondheim og hans kolleger ved Hadassah-universitetet I Jerusalem at utsondringen av dette kjemikaliet er universelt. Folk som er kjent med denne lukten, kan spore den i urinen fra alle som har spist asparges - selv om de ikke kan lukte den selv. Men bare en minoritet har denne følsomheten. På samme måte som PTC-smaking, synes den virkelige forklaringen å være genetisk, slik at rundt 10 prosent av befolk­ ningen bærer en gen som gjør dem i stand til å gjenkjenne lukten, de resterende 90 prosent mangler denne genen. Dette er første eksempel på spesiell lukt-hypersensitivitet som er oppdaget, og verdien av dette er ennå ikke kjent.

22 Et menneske arver omkring en fjerdedel av genene fra hver av besteforeldrene.

Meiose: Kjønnscelledelingen 1. Meiose er dannelsen av sædceller og eggceller hos mannen og kvinnen, som kan smelte sammen til et nytt menneske. Den skiller seg fra andre former for celledeling fordi kjønnscellene bare har halvparten av det normale kromosom-antall. Delingen skjer henholdsvis i eggstokken hos kvinnen og i testiklene hos mannen.

Ull

2. Kromosomene har hver sin bestemte form og danner 23 par. Et kromosom i hvert par ble opprinnelig arvet fra faren, det andre kromosomet fra moren.

Slik arves kjønn

Q) Mannlig

Kvinnelig

◄ ▼ Et barns kjønn bestemmes av kromosomene det arver fra hver av foreldrene. Når sædcellene dannes, deler cellene seg slik at halvparten er bærere av Xog den andre halvparten av Ykromosomer. Eggcellen inneholder alltid bare Xkromosomer. Hvis en Yspermie befrukter et egg, blir barnet en gutt, men hvis spermien bærer et Xkromosom, blir barnet en pike. Det er bare ett egg som utvikles av gangen. De andre tre gar til grunne.

3. Hvert kromosom blir kortere, tykner og deler seg på langs i to såkalte kromatider som holdes sammen på midten så de danner et X. På dette tids­ punktet har kromosomene fordoblet sitt genetiske materiale, og hver «arm» er nøyaktig kopi av den motsatte armen. 4. De to kromosomer som hører sammen fra henholdsvis moren og faren, stiller seg tett sammen parvis.

5. Nå skjer det en vilkårlig ombytting av genetisk materiale mellom de to kromo­ somene som har dannet par. Denne «kryssblandingen» er det viktigste punktet i blandingen av genetisk infor­ masjon. Det er nå det kan oppstå mutasjoner, f eks dersom de to kromosomene i et par ikke passer sammen, eller hvis de vrir seg slik at in­ formasjonen blir gal. Mange slike mutasjoner blir totalt leveudyktige, men av og til skapes det et individ som er bedre utstyrt enn de opprinne­ lige.

6. Kromosomene er samlet i cellens midtpunkt, og nå trekkes et kromosom i hvert par mot hver sin pol i cellens periferi. (For oversiktlighetens skyld viser figur 6-9 ikke det korrekte antallet kromosomer.)

Et befruktet egg deler seg ► Et komplett sett kromosomer fra et menneske sett i fluorescerende mikroskop.

► ► De to settene med kromosomer trekkes fra hverandre ved hjelp av tråder som utgår fra de to cellepoler. ► ► ► Et befruktet egg ca 60 timer etter sammensmeltingen. Det har delt seg 1 gang. Den genetiske informasjonen er klar og finnes i alle kroppens celler. Den består av kromoso­ mene fra en sædcelle og en eggcelle.

ARV

23

► Datamaskin-fremstilt grafisk illustrasjon av den tokjedete strukturen i DNA-strenger, som inneholder genetisk infor­ masjon i små, kodete sekvenser, dannet fra kun fire nukleotider, byggestener i DNA. DNA-molekylets komplekse struktur gjør at det kan pakkes godt sammen, slik at de lange molekylene får plass i en kroppscelle.

7. Cellene begynner å dele seg. Hver del inneholder nå bare 23 kromosomer, og hvert av disse består av to kromatider.

8. Etter at cellen har delt seg helt, og hver halvdel inneholder et sett med 23 kromosomer som igjen er doblet, dannes det igjen poler. Kromosomene plasserer seg for å gjøre seg klar til neste celledeling. 9. Kromosomene splitter seg opp på midten til kromatider, og hver halvpart trekkes til en cellepol. Så deler cellen seg som før, og hver del inneholder 23 kromosomer.

10. Kjønnscelledelingen er nå komplett. Hver celle har en helt unik blanding av gener som er en kombinasjon av for­ eldrenes gener. Slike nye celler kaller vi gameter, og disse utvikles til sædceller og eggceller klare til befruktning.

(M.

24 Eneggete tvillinger er ideelle til studier av den relative effekt av arv og miljø.

Tvillingers genetiske likhet Den største genetiske likhet som er mulig mellom mennesker, er den vi finner mellom tvillinger. Eneggete tvillinger kommer fra samme befruktete egg som kort etter møtet med sædcellen deler seg i to deler som utvikles til hvert sitt barn og har derfor identiske gensett. Toeggete tvillinger kommer fra to forskjellige befruktete eggceller, og er i realiteten ikke mer genetisk like enn søsken som er født med års mellomrom. Studier av en- og toeggete tvillinger hjelper genetikere til å få svar på spørsmål omkring genenes og miljøets innvirkning på menneskelig atferd. Den vanlige fremgangsmåten er å sammenligne eneggete tvillinger som har bodd atskilt og i for­ skjellige miljøer, med tvillingpar som har vokst opp sammen. En slik undersøkelse Indikerte, for eksempel, at høydeforskjellen mellom eneggete tvillinger var mindre enn den høydeforskjellen man fant mellom vanlige søsken. Dette ble ytterligere bekreftet av det faktum at man fant meget liten høydeforskjell mellom tvillinger som var vokst opp hver for seg og deres søsken. En annen undersø­ kelse avdekket at mens symptomer på schizofreni bare var til stede hos 15 prosent av personer som hadde toegget tvilling med schizofrene trekk, var den tilsvarende prosent for eneggete tvillingpar 80 prosent. Eneggete tvillinger er oftere kjevhendte enn andre mennesker. Dette kan ha sammenheng med hormonpåvirkninger på fosterstadiet som i en del tilfeller skaper en ujevn utvikling av de to hjerne­ halvdelene.

Eneggete tvillinger

Toeggete tvillinger

▲ Identiske, eller eneggete, tvillinger er resultatet av at ett enkelt befruktet egg deler seg i to forskjellige fostre. Dette skjer i de to første ukene etter befruktningen. Begge er enten hankjønn eller hunkjønn og deler ofte samme morkake, toeggete tvillinger stammer fra to individuelt befruktete egg. De har separate morkaker og behøver ikke være av samme kjønn.

Enkel arvelighet

Kromosomer som er bærere av blåøyde gener Kromosomer som er bærere av brunøyde gener Person med blå øyne Person med brune øyne

▲ Øyefarge er et klassisk eksempel pa det vi kaller enkel arvelighet. Den blåøyde genen er såkalt recessiv, mens den brunøyde er dominant. Det vil si at en blåøyd person må ha arvet en slik gen fra begge foreldre. En brunøyd person kan være bærer av en blåøyd gen, men den vil ikke dukke opp før den møter en annen blåøyd gen.

En tysk zoolog, August Weismann (1834-1914), var den første til å antyde at kromosomer inneholder arvesubstanser. Nå vet vi at genetiske koder gruppert i de fire enhetene i DNA-molekylet be­ stemmer, ikke bare velkjente familietrekk som blå eller brune øyne, men også de finere nyanser i arveanleggene. Øyefargen hører med til de trekk som er lettest å oppdage. Den bestemmes av en gen som forekommer i to versjoner og som kalles alleler. Den allelen som er ansvarlig for brune øyne, er dominerende (dominant) i for­ hold til sin «blå» motpart (som da kalles recessiv). Genene ordnes vilkårlig i unnfangelsesøyeblikket, og et spedbarn kan enten arve to blå gener, to brune gener eller en av hver, men bare i det første tilfelle får barnet blå øyne. Med en gen av hver type, vil den brune dominere den blå - som altså bare kan gjøre seg gjeldende sammen med en annen blå. Brunøyde mennesker er derfor mer vanlig enn blåøyde. Til og med bærere av blå gener vil høyst sannsynlig føde brunøyde barn hvis den ene ektefellen har brune øyne. En person med to like (dominante eller recessive) alleler betegnes derfor som homozygot for den genen. En person med to forskjellige alleler er heterozygot. Iblant kan et dominant trekk hoppe over en generasjon hvor det egentlig var naturlig å vente at den dominerende genen ville markert seg sterkt. Men noen ganger opptrer den ikke hos individer som bærer genen i den doble homozygote formen. Det foretas rik­ tignok en DNA-koding av denne (mis-)informasjon, men effekten er for liten til at den skal kunne spores. Vi sier at en slik gen mangler gjennomslagskraft. Total fargeblindhet forårsakes av en recessiv gen og er ekstremt sjeldent. Rød-grønn fargeblindhet, som rammer en av tretti, er mer vanlig hos menn enn hos kvinner. Man vet at tilstanden har sin opprinnelse i X-kromosomet. Når en fargeblind mann gifter seg med en «normal kvinne», vil barna sannsynligvis få normalt syn. Men hvis en kvinne som er bærer av en fargeblind gen gifter seg med en «normal» mann, vil alle sønner være fargeblinde og alle

ARV

25

► Gregor Mendel (1822-1894), her nummer tre fra høyre, var en bayersk munk som gjorde visse planteeksperimenter på 1850-60-tallet. Han studerte effekten av å krysse høye og lave erteplanter gjennom mange generasjoner. Han kon­ kluderte med at de arvelige trekkene ikke blandet seg (jevnet seg ut) i de senere leddene, men at de opprinneli­ ge høye og lave egenskapene var uforandret i en del av plantene flere generasjoner senere. Som forklaring intro­ duserte han hypotesen om uavhengige faktorer basert på statistiske resonnementer om at noen er recessive - noen dominante. Onde tunger indikerte at Mendels resultater var så teoretisk perfekte at de kan ha inneholdt et element av ønsketenking - kanskje godt assistert av klosterets gartner som visste hva Mendel forventet. Hans forskningsar­ beid ble i alle fall ignorert i vi­ tenskapelige kretser helt til 1900, da det viste seg at Mendels arbeid forklarte de spørsmål som dukket opp i forbindelse med oppdagelsen av kromosomer.

døtre «bærere» (selv om de har normalt syn). En pike med en farge­ blind far arver hans X-kromosom og altså hans defekte gen, men hun kan også arve en normal allel fra sin mor. Til tross for den avvikende gen, vil det normale X-kromosom sørge for normalt syn. I sin tur vil halvparten av hennes sønner ha den defekte genen og fargeblindhet, mens den andre halvparten vil ha den normale genen og normalt syn. Slike defekter opptrer som mutasjoner, dvs sjeldne forandringer i genene som kan være dødbringende. Men samtidig sørger de for alle de verdifulle variasjonene i naturen som danner grunnlag for den naturlige utvelgelsesprosessen i vår evolusjon. Mutasjoner fin­ nes i alle kroppens celler og danner for eksempel forskjeller i hudpigmentet. For at disse forandringene skal kunne være arvelige må de imidlertid finnes i egg- eller sædcellene. Mutasjon hos menne­ sker opptrer med en hyppighet av 1/100000 pr gen pr generasjon, og fordi det finnes ca 500000 muligheter for mutasjoner i et menneskekromosom, har hvert individ sannsynligvis minst én mutasjonsgen. Mutasjonsfrekvensen øker betraktelig ved røntgenstrå­ ling, annen høy-energibestråling eller bruk av visse kjemiske stof­ fer. Inntil Gregor Mendels verk ble gjenoppdaget i år 1900, gikk man ut fra at mors og fars arvetrekk blandet seg hos avkommet. Dette var en logisk slutning, i og med at man kunne observere mange karakteristiske trekk hos barnet som virkelig syntes å være et snitt av foreldrenes. Mendels demonstrasjon av spesielle arveegenskaper hos erte­ planter førte til at lignende arvelighetsmønstre (som f eks øyefarge) kunne spores hos dyr og mennesker. Han kjente hverken til kromo­ somer eller kjønnscelledeling, som først ble beskrevet flere år etter hans forsøk. Han arbeidet med krysninger av erteplanter og reson­ nerte seg frem til resultatene med statistikk. Først i 1900 var kunn­ skapene om cellens struktur og funksjon så store at Mendels resul­ tater ble anerkjent og bekreftet av andre forskere.

Fargeblind

Normal

Bærer

Normal

Normal

Normal

Bærer

Bærer

G) Hunkjønn

(/J Hankjønn

Q

□ □

sæclcelle Recessiv fargeblindhetsgen på X-kromosomet Dominant normalt synsgen på X-kromosomet

Y-kromosom

Genen for rød-grønn farge­ blindhet er recessiv og knyttet til X-kromosomet. Denne far­ geblindheten er et typisk eksempel på kjønnsbetinget arv, ettersom det nesten bare rammer menn.

26 Studiet av blodtyper forklarer hvorfor visse sykdommer opptrer hyppigere bestemte steder på jorden.

Blodtypene ble tidlig gjenstand for genetisk forskning - og med stor praktisk betydning. Antigenene i de røde blodlegemene produ­ serer destruktive antistoffer dersom blodet sprøytes inn i en person med annerledes gen-sammensetning. For å sikre en vellykket blod­ overføring, må blodet først type-bestemmes og giverens blod stem­ me overens med mottakerens. Det er en rekke forskjellige blodtypegrupper, - den viktigste og mest kjente inndelingen er ABO-systemet (leses A-B-null). Mens øyefarge bestemmes av to alternative gener, bestemmes ABO-blodtypene av tre gener: A, B og 0. De to første, som er dominante i forhold til den tredje, får de røde cellene til å produsere henholdsvis antigenene A og B. Hvis AA- eller A0-blod overføres til en BB- eller B0-person, blir det øye­ blikkelig angrepet av anti-A-stoffer. Det motsatte er tilfelle hvis BB- eller B0-blod gis til et AA- eller AO-individ. 00-individer har ingen antigener i sine celler, og de produserer derfor ingen antistof­ fer mot andre blodtyper. Givere med denne blodtypen kan derfor gi blod til alle. Utallige mennesker over hele verden har fått typebestemt blodet sitt, og blodtype-genene er derfor bedre kjent enn noen andre gener hos mennesket. Dette har igjen ført til den erkjennelse at disse genene også har andre virkninger. Mennesker som får sår på tolvfingertarmen, har, for eksempel, oftere blodtype 0 enn det som med rimelighet kan betegnes som tilfeldig, mens individer med blodtype A har 20 % større sjanser for å utvikle kreft i magen enn typene 0 eller B. Det kan være andre og hittil ukjente fordeler og ulemper, både nyttige og skadeli­ ge effekter, ved de forskjellige blodtypene, slik at «regnskapet» til slutt balanserer og opprettholder den såkalte polymorfi med flere gener for samme egenskap.

Oppdagelsen av blodtypene Den østerrikske legen og kjemikeren Karl Lan ds tei­ ner (1868-1943) satte blodtypene i system. Han in­ troduserte betegnelsen ABO-systemet i 1909 og fikk Nobelprisen i 1930. Mens han arbeidet i Wien, oppdaget Lan ds teiner at røde blodlegemer fort oppløste seg når de ble sprøytet inn i en annen dyreart. Senere demonstrerte han hvordan røde blodceller ofte klumper seg sammen hvis de blir blandet med blodserum fra et annet menneske. Dette ga ham ideen om at blodet kan klassifiseres i grupper. Under første verdenskrig, med sine enorme tap av menneskeliv og mange sårete, oppdaget legene viktigheten av Landsteiners arbeid. Hans andre store oppdagelse, som først ble ferdig utviklet etter hans død, var å vise hvordan andre blodtypesystemer (særlig MN-systemet som han oppdaget i samarbeid med Philip Levine) kunne brukes til å avgjøre farskapssaker. Hvis en baby er MN og moren M, så kan ikke faren også være M. På samme måte, hvis babyen er MN og moren N, kan ikke faren være N. Denne metoden er svært utbredt i dag i rettssaker for å avgjøre et eventuelt farsskap med stor sikkerhet. ▼ Hyppigheten av blodtyper hos innfødte varierer sterkt. Amerikanske indianere er de eneste med bare én type, nemlig type 0. Blodtype B er mest vanlig i Asia.

► «Lot og hans døtre» av Jan Massys. Etter at Lots hustru ble forvandlet til en saltstøtte, fikk Lot barn med begge sine døtre. Ifølge Bibelen blomstret begge familiene.

ARV

Et eksempel på slik balansert polymorfi er den genen som forår­ saker en spesiell anemi i Afrika pga defekte røde blodlegemer. Hos homozygoter forårsaker dette svært alvorlige sykdommer, mens den hos heterozygoter gir en viss beskyttelse mot malaria. Dette er grunnen til at genen ikke er utryddet. Enda mer innviklet er den gjensidige påvirkningen genene imel­ lom for å oppnå et bestemt resultat. Slike polygene arveegenskaper, som var observert til og med før Mendel, kan illustreres ved studiet av legemshøyde. Francis Galton (1822-1911), engelsk matematiker som startet høydemåling, var den første som påpekte normalkurven for legemshøyde. Han laget en matematisk fordeling av høyder som varierer rundt en gjennomsnittsverdi, og fikk frem en klokkeformet fordelingskurve. Det var få meget høye og meget lave perso­ ner, mens hovedparten lå på gjennomsnittshøyden. Samme forde­ ling finner vi ved mange andre biologiske verdier, som intelligens og vekt. Når mange gener arbeider sammen, blir resultatet oftest en slik fordeling. En annen faktor som gjør det vanskelig å oppspore arvelighetsmønstre, er den tendensen mennesker har til å velge partnere som ligner en selv. Slik utvalgt paring er med å forklare hvorfor det ofte er overensstemmelse mellom mann og hustru i slike karakteri­ stika som høyde, IQ og hudfarge. Genetikere som studerer arv hos mennesker, er nødt til å ta denne faktor i betraktning. Incest, eller blodskam, seksuell omgang mellom de næreste slekt­ ningene, er bannlyst i de fleste samfunn. Lover som forbyr blod­ skam, ble nok laget for å opprettholde ro i samfunnet, men det er også biologiske grunner til å unngå en slik innavl. Vi har alle sammen noen skadelige recessive gener, og risikoen for å bringe to skadelige gener sammen øker betraktelig hvis to nære slektnin­ ger får et avkom.

Hudfarge

on

Mørke hud-gener

Lyse hud-gener

Hudfarge

27

▼ En person med meget mørk hud har arvet gener for mørk hud fra begge foreldre. Barn av foreldre som blander mørke og lyse gener, kan ha en middels gyllen hudfarge. Fremtidige generasjoner vil få hudfarge som gir et tydelig bilde av det antall mørke hudgener de har arvet.

28

Det genetiske grunnlag for sykdom I de senere år har våre kunnskaper om arvelige sykdommer tatt flere store skritt fremover. Først og fremst har forskere sporet en rekke genetiske sykdommer til det området på DNA-strengen hvor den defekte genen befinner seg. Sigdcelle-anemi skyldes for eksem­ pel en feil i en enkelt enhet i genen for hemoglobin, og kartlegging av genene avslører det molekylære grunnlaget for andre lignende tilstander. Visse former for dvergvekst som skyldes mangel på veksthor­ mon, er forårsaket av defekter i den genen som regulerer produk­ sjonen av hormonet. Oppdagelsen av vevstypene HLA har vist at mange andre sykdommer skyldes det genetiske grunnlaget. Vevstype-antigenene befinner seg på overflaten av cellene, som akkurat som blodtypene må passe mellom giver og mottaker ved for eksem­ pel hjerte- og nyretransplantasjoner for å hindre avstøting av de nye organene. Genene for disse vevstype-antigenene finnes på det sjette kromosom. Undersøkelser av sammenheng mellom vevstype og sykdomshyppighet har vist at mange sykdommer forekommer hyppigere hos personer med én bestemt vevstype, enn hos andre, uten at det kan gis noen nærmere forklaring på dette ennå. Sykdommer som kan oppstå i forbindelse med vevstypen, er ekte leddgikt, mul­ tippel sklerose, ankyloserende spondylitis (Bechterews sykdom) og Hodgkins' sykdom. Vevstypene spiller også en rolle sammen med andre faktorer, som for eksempel alkohol ved skrumpleversykdom og spedalskhetsbakterier ved leprasykdommen. Den sterkeste sammenhengen finnes mellom vevstypen HLAB27 og Bechterews sykdom. En person som har denne vevstypen, har over 87 ganger større mulighet til å utvikle sykdommen enn andre. Denne vevstypen finnes hos 90% av pasientene, mens det bare er 9,4 % av resten av befolkningen som har den. Det er en svakere sammenheng mellom Hodgkins' sykdom og vevstypen HLA-A1, med en hyppighet som bare er 1,4 ganger det normale. Etter hvert som molekylærbiologene kartlegger menne­ skets gener med større og større nøyaktighet, blir det mulig å finne ut enda mer og klarere om betydningen av arvelige muligheter for både sunnhet og sykdom.

► ◄ Sigdcelle-anemi er en sykdom der de røde blodlege­ mene inneholder en abnorm form for hemoglobin som forårsaker karakteristiske endringer i celleformen med avlange, flate og spisse, røde blodlegemer. De mister sin surstofførende funksjon og far tendens til å klumpe seg sammen i blodkarene og skader vevene. Forekomsten av sigdcelle-anemi (forårsaket av et recessivt gen som må nedarves fra begge foreldre) er relatert geografisk til områder hvor malaria også forekommer ofte. Det later til at sigdcelle-anemi-genet beskytter pasienten mot malaria. I hvert fall så meget at genet forekommer med konstant hyppighet i stedet for å dø ut med pasientene.

Incest-tabuet Studier av forplantning mellom nære slektninger har bekreftet den økete faren for å blande sammen skadelige recessive gener hos avkommet. I USA har undersøkelser vist en dødelighet på 8,1 % i løpet av de første ti leveårene for avkom av fetter-kusine-forhold, sammenlignet med 2,4% i ekteskap mellom ubeslektete. Tilsvarende tall i japanske undersøkelser for alderen ett til åtte år er henholdsvis 4,6 %> og 1,5 %, mens franske studier har vist en spedbarnsdødelighet i løpet a f den første levemåneden på henholdsvis 9,3 % og 3,9 %. Dødeligheten for barn fra forhold mellom fardatter, mor-sønn eller bror-søster er enda fire ganger større. Det er få samfunn som har ekteskap mellom nære slektninger, og tallet på slike samfunn vil sannsynligvis synke for fremtiden. Men teoretisk sett kan denne forandringen også medføre ulemper. Hvis et misdannet barn av to nært beslektete dør, vil de skadelige genene også forsvinne i denne generasjonen. Hvis slike forbindelser mellom nært beslektete imidlertid unngås, blir de farlig recessive genene i stedet ført videre til kommende generasjoner. Det samme problemet vil oppstå, dersom genetisk rådgivning blir tatt i bruk for å fraråde forplantning mellom de ubeslektete mennesker som tilfeldigvis er bærere av recessive skadelige gener. På samme måte som det skjer en tilfeldig blanding av gener ved enhver befruktning, er det også en viss tilfeldighet til stede i kombinasjonen av gener fra to puljer som inneholder mulige farlige kombinasjoner. Miriam Rotschild kaller i sin bok «Dear Lord Rotschild» som kom ut i 1983, familien Rotschild en «ekte blodskamfamilie». Dette er sikkert ikke noe enestående tilfelle, og det viser at forplantning mellom nære slektninger kan finne sted og finner sted uten at det blir noen katastrofale konsekvenser.

Sansene Våre viktigste sanser... Variasjoner av berøring... Slik fungerer øyet... Fargesyn... Ørets struktur... Balansesansen... Lukt og smak, mystiske sanser... Smerte... PERSPEKTIV... Blindsyn... Magnetisk sans?... Å sanse sin egen kropp... Feromoner, seksuell tiltrekning?

nzzzzzzz_____ .......................................................................... zz......... .

Berøring, syn, hørsel, smak og lukt - dette er de fem sansene slik den greske filosof og biolog Aristoteles (384-322) klassifiserte dem. Han mente de var sjelens vinduer, og vi tenker fremdeles på dem som våre viktigste sanser. Men vi er også klar over andre viktige sansetyper, som for eksempel balanseevnen og følsomhet overfor temperatur, trykk og smerte. Selv om følelsene som settes i sving er vidt forskjellige, ligner cellene som er ansvarlige for disse følelse­ ne på hverandre, fordi de ligger på kroppens overflate og bare reagerer på spesielle stimuli. Vi er nå klar over at informasjon fra en av sansene kan virke inn på en annen, selv om denne sansen opprinnelig er ansvar­ lig for en helt annen reaksjon. Sansene kan komme i konflikt med hverandre og til og med overskygge hverandre. Tenk for ek­ sempel på den følelsen du får når du går inn på en rulletrapp som står stille. Rulletrappens normaltilstand er bevegelse, og dette motsies av informasjon fra cellene våre som forteller at rulletrap­ pen er i ro. Den mystiske berøringssansen Mot slutten av forrige århundre begynte fysiologer å kartlegge menneskelegemets overflate ved hjelp av fine hår og sonder med forskjellige temperaturer. Forskerne kunne vise at forskjellige områder på huden er mer følsomme enn andre overfor trykk, berøring, kulde og varme. Sene­ re har studiet av pasienter med spesielle sykdommer øket denne kunnskapen. Pasienter som lider av en ryggmargsnedbrytende syk­ dom (syringomelia), mister, for eksempel, følelsen av smerte og temperatur, men reagerer på trykk og berøring. I dag mener fysiologene at det finnes spesielle følelegemer og tilhørende nerveløp for blant annet disse sansene: lett trykk, hardt trykk, varme, kulde og smerte. Huden inneholder mange forskjelli­ ge typer følelegemer. Følelegemene er celler som er spesialisert for å motta en spesiell påvirkning og sende beskjeder til nervesystemet. Gjennom mange forskjellige eksperimenter har det vært gjort forsøk på å forbinde de forskjellige sansene med de enkelte følelegemene, men hittil har det ikke lykkes å gjøre en helt overbevisende inndeling. Krauses knoller (kulde)

► Huden inneholder en rekke forskjellige sanselegemer. Smertelegemene har frie ender som går helt ut i overhuden. Andre san­ selegemer er innkapslete ender av et eller annet slag. Meissnerske følelegemer er små bindevevsovaler som har en eller flere nervefibrer. De forekommer oftest i de hårløse delene på kroppen og er følsomme overfor bevegelse og lett berøring. Pacini-følelegemer er ellipseformete strukturer i underhuden, spesielt på hender, føtter, kjønnsorganer, sener og ledd. Ruffiniorganer er langstrakte og omkranset av hud. De oppfanger kraftige berøringer. Krauses følelegemer i underhuden kan være et av de organer som er med og føler kulde.

Pacini-legeme (trykk) Ruffinis organ (hardt trykk)

Fettvev

▲ Fingertuppene er følsomme nok til å lokalisere og skille mellom opphøyde punkter på et papir. Dette gjør det mulig for blinde å lese, for eksempel etter Braiile-systemet, som ble oppfunnet på 1800-tallet av Louis Braille. Hver bokstav utgjør opp til seks opphøyde punkter, og en erfaren leser kan lese inntil 50 ord i minuttet.

Hudens sanselegemer

30 Hjernen registrerer bevegelse, dybde og farge hver for seg og konstruerer så sitt eget bilde.

◄ ► Øyet består av en linse (som kan fokusere ved at den utvider seg eller trekker seg sammen), en «blender»åpning (i regnbuehinnen) og et område hvor bildet oppløses (netthinnen). Herfra sender de lysømfintlige cellene informa­ sjon til hjernen. En stor del av lysbrytningen foretas av den gjennomsiktige hornhinnen. Den gule flekken inneholder flest sanseceller og gir oss skarpt syn. Den blinde flekken er det stedet hvor synsnerven forlater øyet. Herfra fortsetter nerven inn i hjernen og ender i hjernens synssenter i bakhodet.

Gule flekk

Synsbanene

▲ Synsnervene fra hvert øye møtes i synsnervekrysset (chiasma). Deretter skilles de idet fibrene sender impulser til synsnerven bakerst i hjernen. Noen nervefibrer (fra den midtre del av øyet) krysses i chiasma, mens andre ikke gjør det. Ven­ stresiden av hjernen mottar impulser fra venstre side av hver netthinne og omvendt.

▼ Netthinnens lysfølsomme del består av millioner staver og tapper. Stavene har lange, tynne utspring, mens tappene er kortere og buttere. Hver av cellene aktiveres av lys, og hjernen setter informasjonen sammen til et forståelig bilde.

Synet Av sansene våre er synet den enkleste å forstå, selv om den har vist seg å være mer kompleks enn tidligere antatt. I mange år gikk den optiske vitenskap og kunnskapen om øyet hånd i hånd, og man fikk en for enkel oppfatning av synet. Lysbølger trenger inn i øyet via den beskyttende hornhinnen, som sammen med linsen fokuserer bildet på netthinnen. Øyets lin­ se skiller seg bare fra linsen i et kamera ved at den er omsluttet av en muskelring som kan forandre formen og dermed fokuserin­ gen av linsen. Pupillen, den runde åpningen i iris som gir øyet dets farge, kan sammenlignes med blenderen i et kamera. Den har samme funk­ sjon, nemlig at den ved å endre størrelse kan regulere lyset som slippes inn. Helt bakerst i øyet inneholder netthinnen rundt 125 millioner staver og 7 millioner tapper - lysømfintlige celler som sender infor­ masjon videre til hjernen via synsnerven. Stavene, som bare opp­ fatter gråtoner, brukes til nattsyn, mens tappene kan skille mellom de tre grunnfargene. På samme måten som i et kamera, lager linsen i øyet et lite, omvendt bilde av det øynene ser på. Tidligere mente man at bildet ble brutt ned av nervene i netthinnen (slik som et fotografi fremkalles i punkter for å kunne trykkes i en avis). Dette inntrykket ble så overført til hjernens synsområde som så satte punktene sammen til et fullstendig bilde. Nyere forskning har gjort det nødvendig å modifisere denne teo­ rien. Bildet på netthinnen er ikke så skarpt eller klart som på filmen i et kamera. Stavene og kjeglene oppløses heller ikke i små prikker som et avisbilde. Hjernen må foreta en nokså komplisert «databe­ handling» for å oppnå et forståelig bilde. Vi kan for eksempel øye­ blikkelig gjenkjenne forskjellige versjoner av en bokstav i alfabetet - en oppgave som er umulig selv for den mest avanserte elektroni­ ske innretning. Studier av dyr har vist oss hvordan hjernen behandler visuelle data. En padde vil, for eksempel, forsøke å spise en linje som beve­ ger seg over en skjerm (den oppfatter linjen som en mark). Den forsøker imidlertid ikke å spise linjen hvis den beveger seg vertikalt (fordi en mark aldri beveger seg slik). Menneskehjernen har også forventninger til hva den skal oppfatte, og dette illustreres best av optiske illusjoner. Hjernecellene er ikke organisert på samme måte som sansecellene i netthinnen. Noen hjerneceller stimuleres av linjer, andre av dybde, noen reagerer på farger og andre igjen på bevegelse. Ved å kombinere disse tingene kan hjernen tyde bil­ det på netthinnen og gjøre det forståelig.

SANSENE

31

◄ Øyeeplet har innvendige muskler som regulerer linsens form og pupillens størrelse, og utvendige muskler som beveger øyet i øyehulen.

▼ Bildet tolkes i hjernen og introduserer elementer som ikke er objektivt til stede på netthinnen. Slik dannes optiske illusjoner, f eks som nedenfor. Her vil hjernen danne sitt eget bilde av hva som er selve figuren og hva som er bakgrunn.

Det er ikke så enkelt å oppfatte farger heller. Teorien om at netthin­ nen har tre typer sanseceller som reagerer på tre hovedfarger, ble først fremsatt av den engelske legen og vitenskapsmannen Thomas Young (1773-1829). I dag kan denne teorien bare sies å være delvis korrekt. Det finnes tre typer netthinne-celler, men fargeresponsen på disse er ikke så nøyaktig som ovennevnte teori hevder. Ameri­ kaneren Thomas Land (f. 1914), som i studietiden oppfant Polaroid-kameraet og senere Land-kameraet, har oppdaget at vi kan se et meget bredere spekter av farger når Youngs røde, grønne og fiolette settes sammen i mer komplekse mønstre. Et farge-lysbilde basert på de tre primærfargene (rød, gul og blå) kan for eksem­ pel gi oss brunt og andre farger som Young ikke kunne lage ved å overlappe rød, grønn og fiolett i et enkelt mønster. Tydeligvis reagerer ikke synscellene bare på en gjenstands egen farge, men ved å sammenligne fargen på objektet med omgivelsenes. Derfor kan et rødt område som reflekterer mer grønt og blått lys enn rødt, allikevel virke rødt.

Blindsyn En kameleon har bare tre valgmuligheter når det gjelder ting innenfor sin synsvidde: Skal den spise det, pare seg med det - eller stikke av? Dens hjerne har et nokså enkelt synsområde. Mennesket har, i tillegg til ganske avansert synshjerne, også bevart den primitive delen. Midthjernen inneholder colliculi, som tilsvarer strukturen hos kameleoner, fisk og padder. Vi retter blikket mot objektet før syns nerven analyserer bildet i detalj. En basketballspiller bruker colliculi til å føle ballens posisjon, selv om han trenger synsnerven for å analysere forandringer i bildet på netthinnen. Forbløffende bevis på colliculi kommer fra mennesker som har fått ødelagt sin syns nerve. De er praktisk talt blinde, men hvis de blir bedt om å gjette posisjonen til et blinkende lys, klarer de dette med stor nøyaktighet. Dette kaller vi blindsyn.

32 30000 nervetråder i hvert øre registrerer lydens forskjellige frekvenser.

Hørselen - den sarte sansen Øret gir plass for to sanser - hørselen og balansen. Begge sanseor­ ganer finnes i det indre øret, dypt inne i hjerneskallen. Lydbølgene oppfattes først av det ytre øret og overføres derfra via trommehin­ nen, gjennom den ytre øregangen til mellomøret. For at tromme­ hinnen skal kunne vibrere fritt når lydbølgen treffer, må lufttrykket være likt på begge sider. Det sørger øretuben - som forbinder midtøret med svelget - for. Det åpner seg hver gang vi gjesper eller svelger, slik at luft kan trenge inn i mellomøret hvis det er under­ trykk der. Vibrasjonene fra trommehinnen ledes til det indre øret ved hjelp av en meget følsom rad av tre små ben: hammeren, ambolten og stigbøylen. De forbinder trommehinnen med en hinne ved inngangen til det indre øret. Fordi denne hinnen er meget mindre enn trommehinnen, skjer det en forsterkning av lyden. Det indre øret er et kompleks av hulrom og kanaler, og dette kalles labyrinten. Den ligger inne i en liten benstruktur som er helt tilpasset formen. Alle hulrom og kanaler er dekket av hinner. I selve labyrinten og mellom den og benstrukturene er det væ­ ske. Labyrinten består av en snegleformet gang (som har med selve hørselen å gjøre), en vestibyle og halvrunde kanaler hvor balanseog orienteringssansen befinner seg. Sneglehuset, Cochlea (det latinske ordet for snegl), består av et spiralrør som skråner innover. På innsiden er det væskefylte kana­ ler, og her ligger Cortis organ, som første gang ble beskrevet av den italienske biologen Alfonso Corti (1822-1888). Vibrasjoner som overføres gjennom væsken fra det ovale vindu, påvirker de følsomme sansehårene på hårcellene til Cortis organ, som igjen sender impulser videre til hjernen. Det er ca. 30000 nervefibrer fra 16000-20000 hårceller i hvert øre som løper sammen og danner hørselsnerven. Denne leder alle signalene til hjernen. Lyder med forskjellige frekvenser later til å aktivisere forskjellige deler av Cortis organ. Hjernen registrerer hvilke hårceller som blir stimulert, og tolker tonehøyden i samsvar med signalene. Cortis organ kan måle både intensiteten og frekvensen av lydbølger fra 20 til 20000 svingninger pr sekund (= hertz, Hz). Ørets følsomhet varierer betydelig med de forskjellige frekvensene, og er størst i området 3000 til 5000 Hz. Vanlig tale ligger i området 500-2000 Hz. Balansen - like viktig som hørselen Resten av det indre øret er ansvarlig for orienteringssansen og følel­ sen av akselerasjon og rotasjon. I den benaktige vestibylen finnes to hinneaktige sekker - utriklen og sacculen. Begge har et fortykket område med spesialiserte celler som kalles macula. Cellene er kledt med små følehår som går over i en geléaktig substans, og inni denne flyter utallige kalkkrystaller. Når vi står stille, registrerer san­ secellene vekten av krystallene som hviler på dem. Når vi beveger oss, signaliserer cellene at krystallene har forandret posisjon. De to maculaene er plassert vinkelrett på hverandre, og påvirkes derfor forskjellig av tyndgekraften. På den måten får vi en fornemmelse av retning. Fortsatt stimulering av sansecellene ved bevegelse kan forårsake «sjøsyke». Dette skjer spesielt hvis balanseimpulsene kommer i konflikt med andre sanseimpulser, f eks når synet festes til en avis samtidig som båten eller bilen duver. De tre buegangene er plassert oppå hverandre i rette vinkler. Når vi beveger hodet opp, ned eller til sidene, beveges væsken i buegangene tilsvarende. Bevegelsene i buegangene stimulerer sanseceller av lignende ty­ pe som utriklen og sacculen og kan på den måten gi en følelse av balanse og rotasjon. Beskjeder sendes deretter gjennom likevektsnerven direkte til hjernen.

Magnetisk sans? I 1980 rapporterte Robin Baker, en psykolog ved Manchester-universitetet i England, om resultater som kan tyde på at mennesker har en innebygd magnetisk sans. Han hadde tatt med seg en gruppe barn, bundet for øynene på dem og satt på dem like hjelmer. Så hadde han spasert med dem på en svingete vei på landet. Fra denne ukjente posisjonen klarte faktisk noen av barna å peke nokså riktig i retning av skolen sin. Andre pekte ca 90 grader til høyre, og andre til venstre. Det barna ikke visste, var at to tredjedeler av hjelmene inneholdt magneter. De som pekte i gal retning til høyre, hadde magneter på høyre side av hjelmen og omvendt. Robin Baker mener at disse resultatene faktisk viser at mennesker kan føle jordens magnetiske felt og kan bruke det til å navigere etter.

SANSENE

33

Øret Mellomøret Ambolt Hammer Sneglehus

Stigbøylen

Trommehinnen

▲ ► Det ytre øret samler lydbølger og sender dem videre inn i mellomøret. Her overføres og forsterkes de av tre småben - lydbena - og sendes inn i det indre øret der sansemottakere plukker dem opp.

◄ ▼ Harcellene i Cortis organ inne i sneglehuset. De oppfatter bevegelser i væske­ balansen og danner nerveim­ pulser som hjernen hører som lyder. Forskjellige deler av sneglehuset plukker opp for­ skjellige frekvenser.

Trommehinne -------Det runde vinduet

Sneglehus _____ Øretuben _____

Kinetese - å føle sin egen kropp I tillegg til sansene for balanse og likevekt har vi også «kinetese» eller propriosepsjon - følelsen av hvordan kroppen og lemmene våre beveger seg, og i hvilken retning - selv med lukkete øyne. Denne sansen hjelper oss til å bedømme de kreftene vi trenger til å utføre en oppgave, og gjør det mulig å utføre handlinger uten stadig å bruke øynene. Den informasjonen kinetese benytter seg av, kommer fra sanseorganene i muskler, sener og ledd. De gir lillehjernen beskjed om aktive muskelsammentrekninger, passiv strekking, spenning, enten passiv eller aktiv, og vinkelen på lemmene våre. I motsetning til våre andre sanser som tilpasser seg forskjellige påvirkninger, (som når vi f eks etter en tid ikke hører en lyd som fortsetter og fortsetter), tilpasser de proprioseptive sanseorgane­ ne seg bare i liten grad.

< Balansemekanismen består av tre bueganger i det indre øret. Disse står i rett vinkel i forhold til hverandre. Når hodet beveger seg, vil væsken i buegangene påvirke sanse­ cellene. Hjernen kombinerer disse informasjonene til en tredimensjonal oppfatning av bevegelsen.

34 Ingen har ennå forstått hvordan nesen kjenner forskjellige lukter og skiller dem fra hverandre.

Lukt og smak, våre kjemiske sanser I motsetning til balanse, hørsel og syn, som er basert på fysiske påvirkninger av sanseorganene, kaller vi lukt og smak for kjemiske sanser, fordi de er avhengige av våre reaksjoner på kjemiske stoffer i omgivelsene. Vitenskapen har ennå ikke helt forstått hvordan de virker. Greske filosofer spekulerte på både lukt og smak, men det var ikke før i det 19. århundre at virkelig forskning begynte. Ekspe­ rimentell psykologi etablerte seg da for alvor i Tyskland som et eget fag. Dette var begynnelsen på en rekke anstrengelser for å prøve å finne de bestanddeler som lukt og smak består av - en oppgave som ennå ikke er løst. Selve smaksorganenes anatomi er velkjent. Smaksløker på tun­ gen, i ganen, strupehodet, mandlene, strupelokket og på lepper og kinn, inneholder de to typene av celler som gjør det mulig å oppfatte lukt og smak. Dette er «smaksmottakelige celler» - ender av spesialiserte nervefibrer samt støtteceller. Smaksløkene samler seg oftest nær papillene, de små, synlige opphøyningene på over­ flaten av tungen. Hver papill er omgitt av en voll (vollgrav) som danner en beholder for det som skal smakes. Før vi kan smake noe i det hele tatt, må substansen oppløses i spytt, den kommer da i kontakt med toppen av smakscellene på overflaten av tungen og andre områder. Forskjellige nerver, blant annet ansiktsnerven fra tungens forreste del og glossofaryngus-nerven fra den bakerste delen, overfører så smaken til hjernen. Hvordan oppløste kjemikalier lokker frem spesielle smaker, er usikkert. De fleste fysiologer tror at det er fire grunnleggende for­ mer: surt, søtt, salt og bittert, som i forskjellige kombinasjoner dan­ ner spesielle smaker, på samme måte som forskjellige bølgelengder i lys går sammen og danner farger. Teorien om at individuelle smaksceller «føler» spesielle smaker, har man gått bort fra, selv om vitenskapsmenn ennå ikke er enige om hvorvidt enkelte nerve­ fibrer fungerer på denne måten.

▲ En smaksløk består av smaksceller med en liten åpning ut mot tungens overflate, kalt smaksspore. De følsomme delene av smaks­ cellene er små følehår på overflaten. Smaksløkene opptrer ofte i grupper som samler opp og oppløser det stoffet som skal smakes.

▼ Tungen er dekket av smaksløker og har store, vorteaktige papiller i bakkant. Disse oppfanger vesentlig bitre smaker. De som fanger opp søtsmaken, ligger nær tungespissen, og de som fanger opp surt, sitter på sidene. Saltsmaken fanges opp langs den fremre delen.

SANSENE

Luktenervene

▲ Luktesansen er avhengig av luktecellene, som har små sansehår som går ut i nesehulen. Luktecellene reagerer meget hurtig på lukt, men tilpasser seg også slik at halve luktintensiteten er borte på et sekund. Lukteorganet er lokalisert øverst oppe i nesehulen.

▼ Vinsmakeren bruker en kombinasjon av lukt, smak og syn for å vurdere vinens kvalitet. Selv om smaks- og luktecellene dør i stort antall gjennom hele livet, kompense rer vinsmakerens mangeårig opparbeidete dømmekraft og erfaring dette når vinen skal bedømmes.

35

I motsetning til hva man vanligvis tror (spesielt kokker og gastrono­ mer), er lukt og smak helt separate systemer. Selv om begge funge­ rer i munnhulen og reagerer på kjemiske stimuli, er cellene helt forskjellige. Begrepsforvirringen oppstår sannsynligvis gjennom betegnelsen aroma, som faktisk dekker både smak, lukt og et psykisk inntrykk. Når maten kommer inn i munnen, stimuleres hver av disse sanse­ ne, uavhengig av hverandre, og resultatet er at vi oppfatter en spesiell smaksaroma. Når vi trekker pusten, strømmer luktpartikler ut fra luftstrøm­ men, og disse når spesielle, følsomme celler øverst i nesehulen. Denne inneholder millioner små lukteceller med støtteceller som stimuleres av partiklene. Nervefibrene løper sammen i større og større bunter der de forlater området, og sender sine duftbeskjeder, kanskje forsterket underveis, til hjernen. På samme måte som med smak, har man forsøkt å oppløse lukt i sine enkelte bestanddeler. Fremstillingene strekker seg fra Platons elementære oppdeling («behagelig» og «ubehagelig») til Carl von Linnés syvdelte system: aromatisk, velduftende, moskus, hvitløk, geitaktig, frastøtende og kvalmende. En hollandsk fysiolog, Hendrick Zwaardemaker, utvidet Linnés definisjon ved å inkludere eterisk (frukt og vin) og svidd (brent kaffe og kreosot). Mens parfymeprodusentene finner slike klassifikasjoner prakti­ ske, forsøker nåtidens luktforskere å forstå hvordan molekyler lok­ ker frem spesielle lukter. Det er tre hovedteorier: Duftsubstansene kan reagere kjemisk med luktecellene, de kan stimulere nervene ved bestråling, eller de virker sammen med dem ved hjelp av vi­ brasjoner. Av disse tre er det den første teorien man er mest enige om. Det kan virke som om formen på duftmolekylet passer inn i en tilsvarende struktur på luktecellens overflate, som en nøkkel i en lås. Mennesket antas å kunne skjelne mellom 3000 og 4000 forskjellige dufter. Seksuell tiltrekning Feromoner (luktstoffer som fungerer utenfor menneskets bevissthet) brukes av maur som var­ selsignaler. Ulver bruker dem som avmerking av sitt territorium, og hunder bruker dem som seksuell tiltrekning. De fleste forskere mener at også mennesker reagerer på disse stumme kommunikasjonsmidle­ ne. I 1970 begynte man å lete etter en menneske­ lig lukt som ikke kan oppfattes av bevisstheten. Psykiateren Richard Michael i Georgia, USA, oppdaget kjemiske stoffer som for eksempel eddiksyre i slimutsondringen i skjeden på rhesusaper. De ble kalt copuliner fordi de fremmet seksuallysten hos hannene selv når disse ble påført kjønnsorganene til kastrerte og ellers uinteressante hunner. Betydningen av undersøkelsen er omdisku­ tert, men muligheten for at feromoner fungerer i mennesker, eksisterer. Synkroniseringen av menstruasjonssyklusen som man noen ganger kan se hos venninner eller kvinner som bor sammen, kan komme av feromoner. Dette ble bekreftet i 1977 av Michael Russel ved Sonoma State Hospital i Eldrige, California, da han synkroniserte syklusen hos studenter ved å påføre dem armhulesvette fra en annen kvinne. Det er nå forsøk i gang med å isolere de stoffene man mener er ansvarlig for denne ubevisste kommunikasjon mellom mennesker eller dyr.

36

Smerte - en tilstand i kroppen eller sinnet? Smerte føles av alle levende vesener, men ingen forstår den full­ stendig. Filosofene diskuterer om smerte skal kalles en sans i det hele tatt, eller om det er snakk om en overstimulering av de ekte sansene. Det kan være vondt å få sterkt lys rett i øynene, for ek­ sempel, men følelsen er helt annerledes enn et kutt i fingeren. Deler av kroppen, spesielt dypere vev, er relativt ufølsomme over­ for smerte, og reagerer bare på visse former for trauma. Organene i bukhulen produserer smerte hvis de blir strukket, men ikke hvis de skjæres i eller brennes. Skade på annet vev forårsaker sterk smerte. Stimuleringsmønster og den psykologiske sammenheng er helt utslagsgivende. Et enkelt elektrisk støt kan nesten ikke merkes på huden, mens gjentatte støt forårsaker sterk smerte. Noen smer­ ter varierer fra et øyeblikk til det neste, selv om de kan synes uforandrete. Den britiske fysiologen Patrick Wall utviklet sin smerteport-teori for å forklare disse variasjonene, og hvorfor noen over­ hodet ikke føler smerte, selv ved store skader. I motsetning til det syn at smerteintensiteten er avhengig av det antall nerveceller som sender smertemeldinger til hjernen, tror Wall at det finnes en «port» i ryggmargen som regulerer passeringen av disse signalene til hjer­ nen. Han mener at meldinger fra hjernen gir nervecellene i ryggra­ den beskjed om ikke å sende smertesignaler. Omkring 40% av alle skader er ikke smertefulle med det samme, og han mener der­ for at porten først stenger for smertesignalene. Motsatt, en vidåpen port kan forklare den økning av smerte som kommer av at man venter at noe skal gjøre vondt. Det finnes foreløpig ikke noe fysio­ logisk bevis for at smerteporten eksisterer.

Varslet smerte

▲ Smerte fra et organ kan ofte kjennes ut som det kommer fra en helt annen del av kroppen. Denne sakalte varslete smerte kommer av at det syke organ og den delen av kroppen der smerten kjennes, vanligvis har nerver som kommer fra samme del av ryggmargen. Typisk eksempel er smerter ved hjer­ tesykdommer som ofte føles i venstre arm.

< En mann som er gjennomhullet av naler i forbindelse med et rituale, kan likevel være i stand til a undertrykke all følelse av smerte. Hjernen ser ut til a kunne forhindre at smerteimpulser nar frem under spesielle forhold. Hjernen inneholder også stoffet endorfin som virker smerte­ stillende.

Nervesystemet Hjernen

Hjernens anatomi... For-, midt- og lillehjernen... Ryggmargen... De perifere nerver... Reflekser... Nervecellenes struktur... Neurosendere... PERSPEKTIV... Hjernens størrelse... Hullet i Phineas Gages hjerne... Hjernenervene... Det autonome (selvstyrte) nervesystem... Endorfiner

Hjernestammen

Ryggmarg

Nervesystemet er kroppens kontroll- og kommunikasjonssystem. Det oppdager øyeblikkelig alle forandringer i omgivelsene, bestem­ mer en reaksjon og instruerer organene hvordan de skal møte for­ andringene. Nervesystemet deles inn i: Sentralnervesystemet som tar seg av følelse, bevegelse (motoriske funksjoner) og bevisst tan­ kevirksomhet, det perifere nervesystem som formidler meldinger til og fra organer og muskler og det autonome nervesystem som kontrol­ lerer mange av kroppens indre organer. Sentralnervesystemet består av hjernen og ryggmargen. Hjernen er et av kroppens største indre organer, og den styrer tankevirk­ somhet, bevegelse, sanser, følelser, atferd, læring og hukommelse. Den styrer også hormonsystemet. Hjernen består av tre deler: Forhjernen, midthjernen og bakhjernen. Cerebrum (storhjernen) som omfatter de to hjernehalvdelene, utgjør 95 prosent av forhjernen og over 90 prosent av hjernen totalt sett. De resterende 10 prosent - midt- og bakhjernen utgjør hjernestammen. Hjernen og ryggmargen er dekket av tre hinner. De to hjerne­ halvdelene har hulrom, sideventrikler, som er forbundet med en sentral ventrikkel. Denne er igjen forbundet med hulrommet i rygg­ margen ved hjelp av en fjerde ventrikkel. Ventriklene og hinnene som omslutter hjernen, inneholder den vannlignende cerebrospinal-væsken, som absorberer støt. Den transporterer også nærings­ stoffer filtrert ut av blodet. Hjernen har svært rikelig blodforsyning, men de minste blodårene, hårrørsårene, som fører inn i hjernen, har et tykt innvendig lag som hindrer at større molekyler fra blodet passerer inn og skader hjernen. Hjernebarken - setet for læring Hjernebarken er det ytre laget rundt hjernehalvdelene. Den er sete for alle høyere mentale prosesser inkludert bevegelse, sanser, følel­ ser og intellekt. Den har et sammenrullet, valnøttlignende, rynkete utseende og dekker 2600 kvadratcentimeter. Hjernebarken består av søyler av grå substans (nerveceller), som igjen dekker en hvit substans (nervefibrer). Den grå substansen er et 3 mm tykt lag som består av sensoriske og motoriske nerveceller, og et indre lag nerveceller hvis fibrer - hvit substans - kryssforbinder seg med andre deler fra samme eller motsatte hjernehalvdel. De fibrene som krysser over til den motsatte halvdel, utgjør hjernebjelken - et bånd av hundre millio­ ner fibrer som forbinder de to hjernehalvdelene. Store spalter i hver halvdel skiller de fem lappene: Pannelappen, isselappen, bakhodelappen og tinninglappene. Pannelappen bestemmer intensite­ ten på reaksjonene våre, og skade på en av disse gjør oss passive. Isselappen har områder for bevegelse, også av øyne og munn. Tin­ ninglappene dekker de hudømfintlige områder, føler berøring, press, temperatur og smerte fra bestemte deler av kroppen. Her finner vi også områder for hørsel, smak og lukt, samt assosiasjoner. Bakhodelappen tar seg av syn og visuelle assosiasjoner.

Midtnerve Spolebensnerve

Nedre ryggmargsdel

Obturatoriusnerve Isjiasnerve

Lårnerve

Skinnebensnerve

. Safenusnerve Ytre leggnerve

Indre leggnerve

▲ Nervesystemet består av hjerne, ryggmarg og perifere nerver. Vi har 31 par ryggmargsnerver: 8 i halsen som går til strupe, skuldre og armer, 12 brystnerver som fører ut i kroppen, 5 lumbalnerver som går ned langs forsiden av bena til øvre del av føttene, 5 korsbens- og 1 halebensnerve som går langs baksiden av bena og ned i fotsålene.

Hjernens størrelse Den gjennomsnittlige menneskehjerne veier 1350 gram hos menn og 1200 gram hos kvinner. Kvinnehjernen er størst i forhold til kroppsvekten. Ved obduksjon har man funnet at begge forfatterne Jonathan Swift og Ivan Turgenjev hadde hjerner som veide over 2000 gram. Det er faktisk ikke hjernens vekt som er utslags­ givende, men overflatens krumninger, som øker mengden av den grå substansen, hjernecellene. Hjernen står stort sett i forhold til kroppsstørrelse, og den krymper med 20-30 gram pr tiår til 60årsalderen, deretter 30-40 gram.

38 «Broen» som forbinder de to hjernehalvdelene, inneholder 100 millioner nervefibrer.

Hjernen Den store langsgående spalte (hemisfærespalten) Sentralspalte Tinninglapp

Bakhodelapp

Pannelappen ___________

Enden på halekjernen

Snitt gjennom hjernebjelken

Thalamus

Pineal-kjertel (epifysen) Linsekjernen ____________

Halekjernen ____________

Midthjernens tektum

______

Lillehjernen

Synskrysset---------------------

substans

Synsnerven ---------------------

_____ Hjernebro

Lukteknopp _____________

Trigeminusnerve

Forlengete marg

Hypoglossusnerve

Første ryggmargsnerve

Hypofyse-kjertel

Synsmargen

0090900 ▲ Snitt gjennom hjernens synsområde. Hver av cellene i denne regionen stimuleres av spesielle impulser. Kommer en vertikal lysstråle, vil én celle reagere, og hvis strålen snus 45 grader, stimuleres en annen celle. Ut fra slike brokker med informasjon lager hjernen et forståelig bilde av omverdenen.

Isselapp

Hippocampus

Hjernens forskjellige deler Forhjernens hoveddeler er hjernebarken, thalamus og hypothalamus. Thalamus kanaliserer sansene til hjernehalvdelen, unntatt lukt, frivillige handlinger, vekking og sensoriske impulser fra andre deler av forhjernen, hjernestammen og ryggmargen. Den er videre et fortolkningssenter for smerte, temperatur, berøring, press, følelser og hukommelse. Hypothalamus, som ligger under thalamus, har flere funksjoner - først og fremst i forbindelse med sta­ bilisering av kroppens indre miljø. De forskjellige områdene kontrollerer det autonome nervesystem og mesteparten av hormonsystemet. Hypothalamus mottar impulser fra tarmene og er et sentrum for temperaturkontroll og reaksjoner som panikk, psy­ kosomatiske lidelser, raseri, aggresjon, sult og tørst, og er sentrum for våre biorytmer. Det limbiske system kalles også «den følelses­ messige hjernen». Det omfatter de indre delene av hjernebarken, hypothalamus og basalgangliene. Det er sentrum for behag, straff, raseri, lærevillighet, frykt, sorg og seksuelle følelser. Vi kan si at dette systemet regulerer vår sosiale tilpassing. Mellom forhjernen og midthjernen ligger basal­ gangliene, som er to par strukturer av grå substans i hver hjernehalvdel. De fungerer som bindeledd mellom hjernebarken, lillehjernen, thalamus og hypothalamus. Denne substansen tar seg av ubevisste bevegelser (som svinging med

Ryggmargen

armen når man går). Den inkluderer substantia nigra («mørk substans») som sørger for jevn bevegelse av lemmene, og den røde kjerne som fører fibrer fra lillehjernen og hjernebarken til ryggmargen og slutter seg til kranienervene som kontrollerer øyemusklene. Midthjernen har «sendeposter» som sender motoriske fibrer nedover (fra hjernebarken til hjernebroen og ryggmargen), og sensoriske fibrer opp (fra ryggmargen til thalamus). Her finner vi flere kjernegrupper. Fire av dem opptrer som små forhøyninger (colliculi) med reflekssentra for hode- og øyebevegelser som reaksjoner på synsinntrykk, og hode- og kroppsbevegelser som reaksjon på lyder. Mellom midthjernen og lillehjernen finner vi lemniscus som tilhører begge hjernedeler og som formidler impulser for lett berøring, vibrasjon og kroppsstilling. Den bakre del av hjernen består av den forlengete marg og hjernebroen. Broen har fibrer på kryss og tvers, og disse er forbundet med lille­ hjernen. Den har også langsgående motoriske og sensoriske fibrer som forbinder margen med hjernens høyere deler. Den forlengete margen inneholder alle organer som går oppover og nedover mellom hjerne og ryggmarg. De fleste av disse skifter side i margen, slik at informasjon fra hjernens venstre side mottar informasjon fra høyre kroppsdel og omvendt. Midt i den forlengete marg

NERVESYSTEMET

finner vi retikulærformasjonen, som strekker seg ned til ryggmargen og opp til de høyere deler av hjernen. Den styrer bevissthet og oppvåkning og har tre absolutt livsviktige sentra. Det er hjertesenteret som regulerer hjerterytmen, rytmesenteret som tilpasser pustingen og det vasomotoriske senter som justerer blodkarenes diameter. Det er andre sentra som koordinerer svelging, brekning, hosting, nysing og hikke. Vi finner også det vestibulare kompleks i den forlengete marg, og det er dette som opprettholder balansen. Noen av hjernefunksjonene ligger bare i den ene av hjernehalvdelene, spesielt i en av tinninglappene. De fleste mennesker er høyrehendte, og for dem er den venstre hjernehalvdel viktigst, ikke bare for ting som skal utføres med hendene, men også språk (både muntlig og skriftlig) og tallforstå­ else, dømmekraft og evne til vitenskapelig forskning. Høyre hjernehalvdel er den viktigste for kjevhendte, men den styrer også musikalitet, litterær forståelse, kunstopplevelser, følelse for rom og mønstre, innsikt, fantasi og lydminner, syn og hverdagsassosiasjoner. Vi vet imidlertid at disse sentra er utviklet forskjellig hos forskjellige mennesker. Er det «plassmangel» i hjernen som er grunnen til at mennesker har så forskjellige ferdig­ heter, og at det finnes defekter i de laterale ferdig­ heter, som ordblindhet, tonedøvhet eller matematisk blokkering?

39

▲ Nervecellene i lillehjernens bark inneholder et stort antall celler som danner forbindel­ sen med andre hjerneceller.

Åpning til sideventrikkel

Tredje ventrikkel

Lillehjernen Fjerde ventrikkel Hypofyse

Hjernebroen Forlenget marg

Sentralkanalen

Cerebrospinalvæske

▲ Hjernen og ryggmargen er omgitt av flere hinner som inneholder cerebrospinalvæske. Denne væsken filtrerer, beskytter og renser hjernecellene ved passasjen gjennom ventrikkelhulrommene i hjernen, går deretter gjennom sentralkanalen i ryggmargen, før den går tilbake til hodet. Den fungerer også som en effektiv polstring mot støt.

40 Mesteparten av hjernens nerver kontrollerer funksjoner til hode, hender og føtter.

Ryggmargen og refleksene Ryggmargen ligger i virvelkanalen i ryggsøylen. Den består av hvit substans - fettskjede-kledte nervetråder - og grå substans, som består av nervecellelegemer og nakne nervetråder. Ledningsbanene i den hvite substansen overfører impulser mellom kroppen og hjer­ nen. Den grå substansen danner en H, sett i tverrsnitt. Bakerst ligger det sensoriske vevet, mens det motoriske ligger på forsiden. De to sidene forbindes av et smalt bånd med en liten sentralkanal som inneholder cerebrospinalvæske. Alle ryggmargsnerver deler seg i to røtter - en sensorisk bak og en motorisk foran - før de når ryggmargen. De sensoriske røttene har en liten kul, et ganglion, som inneholder nervens celler. Hver celle strekker seg fra følelegemet i huden til den grå substansen i ryggmargen. Her løper de sammen med de sensoriske nervene til hjernen, eller de motoriske til musklene. De motoriske røttene har sine celler i ryggmargens substans som mottar impulser fra hjernen. De går direkte til musk­ lene hvor de samler seg ved endepunktet. Refleks er impulser fra et sanseorgan (som for eksempel Pacinians følelegeme på huden) til et utførende organ (som en motorisk endeplate). Overføringen kan finne sted i hjernen eller i ryggmar­ gen. Reflekser er raske svar på indre eller ytre forandringer og er raske med å opprettholde organismens stabilitet. I 1932 fikk den britiske fysiologen Sir Charles Sherrington (1857-1952) No­ belprisen for sin påvisning av at nervesystemet er organisert på forskjellige plan, og at refleksveiene er medfødte. Somatiske reflek­ ser, som for eksempel kneets strekkerefleks, er en skjelettmuskelrefleks, mens autonome reflekser som spyttsekresjon og økt hjerte­ rytme benytter seg av «glatte» muskler. Knerefleksen er den enkle­ ste form for refleks og benytter bare én forbindelse mellom et sensorisk og et motorisk neuron i ryggmargen. De fleste reflekser er mye mer kompliserte og involverer flere nerveceller - «sendebuds»-celler - i ryggmargen med mange forbindelser. De kan gi mange muskler beskjed om sammentrekning, for eksempel når en person snubler og gjenvinner balansen. Autonome reflekser kan i enkelte tilfelle kontrolleres ved hjelp av biofeedback eller yoga. En betinget refleks er innlært ved trening eller vane.

▲ Ryggmargen, her med den fremre delen til høyre, består av gra substans som inneholder nakne nervefibrer og nerveceller omgitt av den hvite substans. Ryggmargen har to funksjoner: Sende informasjon til og fra hjernen, og sørge for reflekssvar. Det kan være enkle reflekser som knerefleksen, eller mer kompliserte som omfatter flere nerveceller forbundet i et inn­ viklet arrangement.

Phineas Gage fikk hull i hodet I 1848 helte den amerikanske arbeidsformann Phineas Gage krutt på en knaus som skulle skytes vekk. Da Gage mistet en jernstang på knausen, slo den en gnist, og den 1,3 m lange og 4 cm brede jernstangen ble blåst inn i hans venstre kinn, gjennom hjernen og ut gjennom pannen. Han var svimeslått i rundt en time. Så kom han seg på bena for å finne en lege. Underveis pratet han om hullet i hodet. Såret ble infisert, og det tok lang tid før det ble leget. Han begynte imidlertid aldri å arbeide igjen. Han mistet ikke sin hukommelse eller intellekt, men personligheten forandret seg gradvis. Han som engang hadde vært en hensynsfull og avbalansert person, ble uberegnelig, grovkjeftet, hensynsløs, sta og lunefull. Han var lite lysten på å arbeide, og reiste rundt i USA og viste seg frem sammen med jern­ stangen. I 1860 døde han i San Francisco, og etterpå ble han obdusert. Obduksjonen viste at venstre lapp var fullstendig ødelagt, og høyre lapp var også skadet. ■4 Phineas Gages ødelagte skalle.

NERVESYSTEMET

41

Ankel

Nedre del av benet Øvre del av benet _

Kroppen Halsen__ _ Kropp

Hodet Arm

Skulder

Håndledd

Håndflate Lillefinger

Hånd

Fot____

Ringfinger

. Lillefinger

Tær____

Ringfinger

Langfinger

Langfinger

___ Fot

Pekefinger

Pekefinger Øyet

Tommel

L Kjønnsorganer

Tommel

Ansiktet

- Hals Øyenbryn Øyelokk og øyeeple

_ Ansikt

Lepper

Lepper

Kjever

Tungen -------Tunge

«Den sensoriske mann» viser på samme måte hvor meget hjernebark som brukes til å registrere sanseimpulser fra de forskjellige kroppsdele­ ne. På samme måte bytter sansebanene side, så de mottar impulsene fra hjerne­ barken på den mottsatte siden av hodet. Den største delen av hjernebarken brukes til å kon­ trollere hånden.

► «Den motoriske mann» viser den mengden hjernebark som brukes til de forskjellige kroppsregionene. Den største delen av hjernen er reservert hender og fotter. De motoriske nervebanene krysser over til den motsatte siden i bakhjernen, slik at høyre halvpart av kroppen kontrolle­ res av venstre hjernehalvdel og omvendt.

Hjernenervene Tolv nervepar går ut fra hjernen gjennom åpninger i skallen. Noen av disse er rent sensoriske, dvs at de bringer beskjeder fra sanseorganene, andre er rent motoriske og bygd opp av nervetråder til musklene, mens andre igjen er blandet sensoriskmotoriske. Du ftinn trykk formidles fra nesen til hjernebarken gjennom første hjernenerve. Øynene, som egentlig er utvekster fra hjernen, har forbindelse med denne via annen hjernenerve, synsnerven. De fleste impulser ledes til synsbarken i bakhodet fra thalamus, men noen når midthjernen hvor de har forbindelse med tredje, fjerde og sjette hjernenerve som styrer de ytre øyenmusklene og derved øyets bevegelighet. Tredje hjernenerve fokuserer også øyelinsen og bestemmer størrelsen på pupillen. Trigeminusnerven (femte hjernenerve) har tre grener. Øverste gren leder sanseinntrykk fra pannen, øyet, tårekjertlene og nesehulen, mens de to nederste grenene leder impulser til tyggemusklene og san­ seimpulser fra resten av ansiktet, tennene, neseborene, ganen, tungen og forreste del av svelget. Ansiktets uttrykksmuligheter styres av

syvende hjernenerve (ansiktsnerven), som sender grener til alle ansiktsmusklene. Samme nerve påvirker tåre- og spyttkjertler og leder dessuten smaksimpulser fra forreste del av tungen. Høreimpulser fra det indre øre ledes til den forlengete margen og videre til thalamus og hjerne­ barken via åttende hjernenerve. Denne nerven overfører også balansesansen fra buegangene via den forlengete margen og hjernebroen til thalamus og lillehjernen. Motoriske impulser til svelg- og ganemuskler ledes gjennom niende hjernenerve sammen med beskjeder til spyttkjertler. I denne nerven ledes også sanseimpulser fra den bakerste delen av tungen, munnens svelg og blodtrykksmålere i de store halspulsårene. Motoriske fibrer fra den forlengete margen til åndedrettssystemet, svelgemusklene, talemuskulaturen, hjertet, galle­ blæren og hele tarmen med unntagelse av nederste del av tykktarmen og endetarmen, ledes gjennom tiende hjernenerve (vagus). Ellevte hjerne­ nerve styrer de store hals- og skuldermusklene som beveger hodet, mens de impulsene som beveger tungen når man snakker og svelger, styres av den tolvte hjernenerven.

Sensorisk nervecelle

Ryggmarg

yggmargsnerve ____ Motorisk nervecelle _ Lårstrekker _____ Kneskål

▲ Knerefleksen utløses av et lite slag mot kneet som påvirker strekkfølsomme san­ selegemer i låret. Beskjeder sendes omgående til ryggmargen og påvirker de motoriske nervecellene som får lårstrekkeren til å trekke seg sammen. Det er den enkleste av alle refleksbuene vi kjenner.

42 Det autonome nervesystemet kontrollerer de ubevisste aktivitetene i mange av kroppens organer.

◄ Det autonome nervesystem styrer aktiviteten i de fleste av kroppens organer helt uten bevissthetens medvirkning. Det består av to deler: Det sympatiske og det parasympatiske system, som har motsatt virkning. Det parasympatiske system er mest aktivt når kroppen er i ro, mens det sympatiske forbereder organismen på plutselig aktivitet. De fleste sympatiske nerver tar seg av stress-situasjoner og avgir noradrenalin fra nerveendene. Stoffet som siver ut i kroppen, produserer en varig stimulans.

■----- ——- Sympatiske nerver ____ .__ _ Parasympatiske nerver O Ganglion

Lunger

Hjerte

_______ Lever ___ Magesekk ______ Binyre ________

Milt

Bukspyttk|ertel _______

Nyre

_______ Tynntarm _______ Tykktarm ___ K|ønnsorganer

Urinleder og blære

______

1 Hjernenerver 2 Halsnerver 3 Brystnerver 4 Lendenerver 5 Korsbensnerver

Endetarm

NERVESYSTEMET

43

Nervene til de indre organer Det autonome nervesystem regulerer aktivitetene til de glatte muskler (bl a i blodårer og omkring tarm­ kanalen), hjertemuskelen og kjertlene. Det reguleres fra hjernen, spesielt hypothalamus og den forlengete margen, men er vanligvis utenfor bevissthetens kontroll. Det er helt og holdent motorisk og styres av fibrer som går ut fra ryggmargen sammen med hovednervene. De to systemer som danner det autonome ner­ vesystemet, nemlig det sympatiske og det parasympatiske, har motsatte virkninger. Det parasympatiske har med hverdagen å gjøre, mens det sympatiske systemet er aktivt ved opphisselse og nødsituasjoner. Den øverste delen av det parasympatiske systemet utgår fra nerveceller i hjernestammen. Nervetrådene forlater hjernen med tredje, syvende, niende og tiende hjernenerve. Nervene ender blant annet i regnbuehinnen og linsen i øyet, tårekjertelen, spyttkjertelen, lungene, hjertet (som mottar 80% av alle parasympatiske fibrer) samt magetarmkanalen og bekkenorganene. De nederste delene av kroppen mottar parasympatiske nerve­ tråder fra annen, tredje og fjerde korsbensnerve. Det sympatiske nervesystemet har sin opprinnel­ se i de tolv brystnervene samt de to øverste lendenervene. De sympatiske nervene har en rekke fortykninger, ganglier, rett ut for virvelsøylen og ved de store blodårene i bukhulen. Disse gangliene består av cellelegemer og har innbyrdes forbindelse til grensestrengen som ligger på hver side av virvelsøylen. Det sympatiske nervesystemet sender nervetrå­ der til øyet, spyttkjertlene, lungene, kjønnsorgane­ ne, nyrene, urinlederen, blæren og tarmsystemet. De fleste av blodårene mottar også sympatiske tråder, akkurat som hjertet gjør.

► En nerveendes forgreninger på muskelfibrer.

▲ En motorisk nervecelle i ryggmargen med cellelegemet og de tilhørende dendrittene. I cellelegemet finnes både kjernen og hele produksjonsapparatet som holder cellens aktivitet i gang. Her dannes signalmolekylene og andre stoffer som føres ut i utløperne. Det er ikke mulig å identifisere aksonet helt sikkert. Normalt finnes bare ett akson i hver celle, og det er større og lengre enn dendrittene.

Nervecellene, neuroner, består av et cellelegeme med to typer utlø­ pere, aksoner og dendritter. Aksonet leder nerveimpulsen vekk fra cellelegemet, mens dendrittene fører nerveimpulsen inn mot celle­ legemet. Aksonet ender i fine små grener med små utposninger som avgir signalstoffer til for eksempel en muskelcelle eller dendrit­ ter på en tilstøtende nervecelle. De fleste nerveceller i hjernen og ryggmargen har ett akson og atskillige dendritter. Noen celler i for eksempel netthinnen, det indre øre og nesens lukteområde har bare ett akson og én dendritt. Signalmolekylene gjør nervecellene i stand til å kommunisere med andre celler. Nerveceller står i for­ bindelse med hverandre ved synapsen, som er en liten spalte mel­ lom akson og dendritt på to nerveceller som ligger inntil hverandre. Mange forskjellige stoffer fungerer som signalmolekyler. I utposningene på aksonet ligger signalmolekylene opphopet i små sekker som kan avgis til synapsespalten når nerven påvirkes av en elek­ trisk impuls. Signalmolekylene går i kryss over synapsespalten og bindes til mottakermolekyler på dendrittene til den tilstøtende ner­ ven. Det påvirker nervecellemembranens mottakelighet for natri­ um- og kaliumioner og skaper en ny nerveimpuls i denne nerven. Impulsen føres deretter med dendrittene over cellelegemet og ut av aksonet for å overføres til enda en celle.

44

Mer enn 40 andre kjemiske stoffer fungerer også som signalmole­ kyler i hjernen. Åtte er såkalte klassiske signalmolekyler, som rea­ gerer på samme måte som acetylkolin og noradrenalin. Resten er peptider (små proteinstoffer sammensatt av aminosyrer) som også har andre funksjoner i organismen. Noen virker som hormoner, for eksempel insulin. Signalmolekylene dannes i cellelegemet nær kjernen, og trans­ porteres deretter til nerveenden, hvor det oppbevares stoff for flere dagers forbruk. Noen mener at hver nervecelle avgir mange for­ skjellige peptider, og at deres virkning avhenger av typen mottakermolekyler. Foruten endorfinene som undertrykker smerteimpulser, finnes andre peptider som bl a er involvert i læreprosessen og hu­ kommelsen. Stimulerende signalmolekyler virker ved å minske den elektriske spenningsforskjellen mellom det indre av nervecellen og dens om­ givelser, mens hemmende neurosendere har motsatt effekt. I en hvilende nervecelle er konsentrasjonen av kaliumioner 30 ganger høyere enn i omgivelsene, mens cellens natrium-konsentrasjon ba­ re er 1 /3 av omgivelsenes. Selv om begge ioner vil forsøke å utligne denne konsentrasjonsforskjellen ved diffusjon, så opprettholdes forskjellen av en natrium-kalium-pumpe som pumper kalium inn og natrium ut av cellen. Cellen blir negativt ladet i forhold til omgivelsene, slik at det blir en spenningsforskjell på 70 millivolt over nervecellemembranen. Når nervecellen mottar en sterk stimulans åpnes natriumkanalene i membranen helt, slik at natrium fosser inn i cellen. På denne måten endres spenningsforskjellen så cellen blir positiv. Det skaper en elektrisk impuls som øyeblikkelig overføres via cellemembranen i en bestemt retning. Deretter må nervecellen hvile et par millise­ kunder før den kan lede en ny nerveimpuls. Alle nerveceller arbei­ der etter et alt-eller-intet-prinsipp. Er stimulansen for svak, skapes det ingen impuls. Er den derimot kraftig nok, skaper nervecellen en fullstendig impuls-overføring. Når noen impulser føles kraftigere enn andre, skyldes det at flere nervetråder deltar i impulslednin­ gen. De største nervefibrene trenger minst tid til å komme seg etter en impuls - nemlig 2,5 millisekunder sammenlignet med 25 milli­ sekunder for de andre fibrene. Nervenes ledningshastighet Farten en impuls får når den ledes langs nervefibrene, avhenger også av fibrenes størrelse. De minste, f eks tråder til glatte muskler, er de langsomste. Tykke fibrer (til skjelettmuskler eller fra følelegemer i huden) er raskest. De tykke nervene er omgitt av en myelinskjede. Myelin dannes av schwannske celler som finnes rundt de perifere nervene. Hver schwannsk celle danner utposninger som vikler seg i spiralform rundt tre til fire aksoner. Hvert akson blir atskillige ganger utsatt for slike viklinger. Der hvor to slike viklinger møtes, finnes ranvierske knuter, som mangler myelinskjeden. Myelinskjeden isolerer nervefiberen, slik at den elektriske impulsen hopper raskt fra knute til knute. På denne måten øker myelinskje­ den nerveledningshastigheten. Nervefibrer uten myelin er bare dekket av noen få lag schwannske celler. I hjernen og ryggmargen dannes myelinskjedene av en annen celletype som tilhører sentralnervesystemets støttevev, gliacellene. Det finnes fire typer gliaceller, og de har mange funksjoner. De omgir blodårene og danner blod-hjerne-barrieren, danner sterke, fleksible forbindelser mellom nervecellene og utgjør et støttenettverk, de ødelegger mikroorganismer og fjerner avfallsstoffer, og dessuten danner de det innvendige belegget i hjernens hulrom som inneholder cerebrospinalvæsken.

A En nervecelle med cellelegeme, akson og synapseende. Aksonet er omgitt av en myelinskjede (omtrent som en pølse i lompe) dannet av schwannske celler. Myelinskjeden virker som isolasjonsmateriale. Der hvor myelinlaget mangler, dannes ranvierske knuter. Nerveimpulser ledes langs aksonet ved a hoppe fra knute til knute, og øker ledningshastigheten i forhold til en nervefiber uten myelinlag.

Smerte og smertelindring Blant de mange stoffer i hjernen som fungerer som signalmolekyler, er minst 15 opptatt med smertesignalisering. Et av dem kalles substans P, og finnes også i netthinnen og blodårene bak pannen (områder som ofte er utsatt for migrene). Endorfiner er en gruppe peptider som minner om morfin og som undertrykker smerte, sannsynligvis ved å regulere utstrømming av substans P. De øker også læreevnen og skjerper hukommelsen, og regulerer dessuten pubertetshormonene og hormoner for seksuell drift. De har også innvirkning på schizofreni og depresjoner. Enkefaliner (peptider som ligner endorfiner) ble oppdaget i 1975 av John Hughes (f. 1924) og Hans Kosterlitz (f. 1903) ved Aberdeen-universitetet i Skottland. Pattedyrs hjerner har mottakerceller som reagerer utelukkende på opium fra valmuer - et høyst forunderlig faktum siden svært få pattedyr kommer i kontakt med opiumsvalmuer. For å undersøke dette fenomenet, målte man effekten av morfin (et opiumsekstrakt) på forskjellige typer vev, også sædlederne hos mus. Disse ble så dissekert ut og plassert i en oppløsning tilsvarende normal kroppsvæske. Når en liten elektrisk ladning passerte væsken, trakk vevet seg sammen. Sammentrekningen kunne imidlertid forhindres ved å tilsette en viss morfinkonsentrasjon. Hughes oppdaget enkefaliner da han undersøkte lignende aktivitet i en del av en grisehjerne. Valget av sædlederen hos en mus var et heldig valg, fordi nesten alt annet vev ødelegger enkefaliner. Begge de to typene endorfiner som foreløpig er isolert, er tre ganger mer effektive enn morfin, og gir ingen avhengighet.

Bevissthet og intelligens Å definere intelligens... Følelser... Personlighets­ trekk... Tale, en enestående evne... Språk og grammatikk... Hva er læring?... Hukommelse... PERSPEKTIV... Intelligenstesting... De to hjerne­ halvdelene... Kan sjimpanser lære å snakke?... Hypnose... Frenologi... Parapsykologi

«Intelligens,» sa den britiske dataeksperten Christopher Evans (1931-1979), «er et av de viktigste begreper innen psykologien, og det som er dårligst forstått.» Å definere det er enda vanskeligere. Evans definerte intelligens som «et hurtig svar på forandringer i omgivelsene, evnen til å se flere løsninger på et problem, og spesi­ elt har det med evnen til å se nye forbindelser mellom aspektene i en problemstilling å gjøre.» Intelligenskvotienten hos voksne (IQ) måles etter en metode utarbeidet av psykologen David Wechsler (f. 1896), som tester ord­ bruk, regneferdigheter og evnen til å gjenkjenne mønstre. Gjennomsnittspoeng for en befolkning er 100, og mer enn to tredjedeler av befolkningen faller innenfor rammen 85-115. Verdier under 70 anses å være lave, mens bare 1% ligger over 150.

Strid omkring intelligenstestene Den britiske forsker Sir Franeis Galton (1822-1911) var pioner innenfor det vitenskapelige intelligensstudiet. Han trodde at mentale og fysiske egenskaper var nedarvete, en Idé som fikk tilslut­ ning av hans fetter Charles Darwin (1809-1882). Påstanden er fremdeles under debatt. De som tror at intelligens er arvelig, peker på at undersøkelse av eneggete tvillinger som vokser opp hver for seg, indikerer at opp til 80 prosent av intelligensen arves. Et motsatt syn hadde den sveitsiske psykologen Jean Piaget (1896-1980) som mente at intelligens stimuleres av omgivelsene. Evnen til å bearbeide informasjon tilpasser individet til stadig skiftende omgivelser. Et tredje syn er at intelligens består av spesielle evner tilpasset en spesiell kultur. Teknologiske samfunn krever abstrakt tenking som læres gjennom formell utdannelse. Intelligensen øker da med motivasjon, og reduseres ved åndelig fattigdom. Barn som vokser opp i ånds fattige miljøer, får sjelden motiverte mål og begrenses i sine utdanningsmuligheter. Utvelging av oppgaver favoriserer bestemte grupper tilfeldig - jenter ventes å være bedre når det gjelder språk, mens gutter ligger bedre an når det gjelder mekaniske og tekniske oppgaver. Andre forskjeller kommer for dagen hvis man sam­ menligner raser. Sir Cyril Burt (1883-1971), samtidens mest re­ spekterte psykolog, «beviste» at eneggete tvillinger som vokste opp hver for seg, hadde nesten identiske intelligenskvotienter, på tross av helt for­ skjellige miljøpåvirkninger. Dette ble tatt som bevis på at evner er medfødt, og ikke kan forbedres med utdanning. På midten av dette århundre var det britiske skolesystem (med en test for 11åringer) helt og holdent basert på Burts teorier. Etter Burts død ble det oppdaget at det var grove feil i fremstillingene, og i 1972 gjennomgikk den amerikanske psykologen Leo Kamin hele Burts materiale, og fastslo øyeblikkelig at alt var svindel fra ende til annen. Undersøkelsene indikerte at Burt hadde diktet opp hele sitt materiale om tvillinger og at de vitenskapelige assistentene som hadde vært med på forsøkene, aldri hadde eksistert. Men Arthur Jensen, en annen amerikansk psykolog (f. 1923) og Burts disippel, ser fremdeles rasemessige forskjeller som et bevis på naturens dominans over oppfostringen. Noen forskere mener at IQ hos japanere har økt siden 1910 og at den i 1982 er gjennomsnittlig 11 prosent høyere enn hos amerikanere. 10 prosent hadde IQ på over 130, mot bare 2 prosent hos amerikanere. Andre trekker denne påstanden i tvil. Intelligenstester kan avbalanseres i forhold til alder, kjønn og rase. Manipulering med disse faktorene, f eks å tilføye omdiskuterte egenskaper, kan skape vrengebilder av bestående befolkningsgrupper.

◄ Her er en illustrasjon av Rene Descartes (1596-1650) som viser forbindelsene mellom sanseorganene, hjernen og de motoriske muskler. Descartes så sjelen som et ikke-fysisk fenomen, uavhengig av den fysiske aktiviteten i sanser, nerver og hjerne. Dette synet har dominert vestlig filosofi og er funda­ mentalt i forskningsarbeid.

46 Hjernehalvdelene kan operere uavhengig av hverandre.

Følelsenes utspring Hjernen både «føler» og tenker. Følelsene, i kombinasjon med for­ nuften, bestemmer vår reaksjon på mennesker, ting og hendelser. De skaper bånd innen familier, og mellom venner og kolleger. Sen­ tra i hypothalamus og det limbiske system, som først ble oppdaget i 1953 av kanadieren James Olds, er festet oppover til hjernebarken og har nerveforbindelser til kjertlene. Sentra som sitter tett sam­ men, fremkaller behag, sinne og andre følelser når de stimuleres. Følelser er vanskelige å skjule. Selv om ansiktsuttrykk kan bringes under kontroll, kan forandringer, som for eksempel utvidelse av pupillene, ikke skjules. Det er blandingen av følelser og tanker som danner personligheten. Å beskrive personligheten Personlighetstester brukes ofte til å vurdere søkere til ansvarsfulle stillinger. Den såkalte 16 PF-testen, som er utviklet av den ameri­ kanske psykolog R. B. Cattell (f. 1905), måler 16 forskjellige person­ lighetstrekk. En test utviklet av Hans Eysenck, skiller mellom innadvendte og utadvendte, og mellom stabile og nevrotiske personligheter. Noen mener at de kvaliteter som identifiseres på denne måten, samsvarer med den middelalderske forestillingen om de fire temperamenter. En britisk psykolog, Liam Hudson (f. 1933) skiller i sin Contrary Imaginations (1966) mellom konvergerende og divergerende tanke­ gang. De konvergerende tenkerne er ofte veltilpassete og scorer bra på konvensjonelle intelligenstester. De løser problemer på en logisk måte og forenkler dem. De er mindre kreative enn de diver­ gerende, som ofte gjør det bedre i åpne tester, der det ikke finnes bare ett svar. De divergerende tenkerne er individualister, er mer uavhengige, har mer selvtillit og stoler på egen dømmekraft. Det er mer naturlig for dem å gjøre opprør mot autoriteter.

► Man mener at høyresiden av hjernen er senter for kunst­ neriske evner, og spesielt sansen for form og mønster. Det antas at man, ved å styrke denne hjernehalvdelen, kan lære folk å tegne og male raskere enn ved andre metoder. Tegningene til høyre her er tegnet etter bare tre måneders trening av uøvete elever.

Demonstrasjon av de to hjernehalvdelene

▲ I et klassisk eksperiment ble pasienter med overskåret hjerne­ stamme bedt om å se gjennom en skjerm som tillot dem a se en gjenstand bare et øyeblikk med høyre side av hjernen. Siden denne delen av hjernen ikke kan snakke, kunne ikke pasientene si hvilken gjenstand det var, men de kunne peke på den med sin venstre hånd (som styres av hjernens høyreside). Den høyre handen kunne derimot ikke peke på gjenstanden, siden venstre­ siden av hjernen ikke hadde sett gjenstanden på skjermen. Hjer­ nestammen var blitt skåret over i et forsøk på å kurere en alvorlig form for epilepsi.

De to hjernehalvdelene Hjernebarken er delt på midten, med hundre tusen nervefibrer - hjernestammen - som binder de to delene sammen. De to hjernehalvdelene er like viktige: Den ene for å kontrollere de motoriske funksjoner, og den andre for å motta sensoriske beskjeder. For over hundre år siden studerte den britiske nevrologen Hughlings Jackson (1835-1911) hjerneskadde mennesker, og oppdaget at skader på høyre hjernehalvdel forårsaket en relativt liten nedsettelse av åndsevnene. Den venstre halvdel er dominerende med hensyn til tale og verbal forstå­ else hos de fleste mennesker. Noen ganger er keivhendte likevel høyreside-dominante. På 50-tallet fant man ut at kutting av hjerne­ stammen kunne hjelpe mange epilepsi-pasienter. På 60-tallet oppdaget amerikaneren Poger Sperry (f. 1913) at pasientene etter operasjonen kunne lese, skrive, sy, spille piano og sykle. Alle tidligere ferdigheter var intakte, og oppfatningsevnen lot til å være upåvirket av operasjonen. Det viste seg imidlertid under tester at høyrehånden, bokstavelig talt, ikke visste hva venstrehånden gjorde. En person kunne kneppe igjen frakken med venstre hånd, mens høyrehånden kneppet den opp igjen. En pasient kunne beskrive en gjenstand ved å føle den med høyre hånd. Når gjenstanden var i venstre hånd, hevdet pasienten at det ikke var noe der, fordi impulser fra venstre hånd går direkte til høyre hjernehalvdel, og derfra var det ikke

lenger noen forbindelse over til talesenteret. Tidligere hadde Sperry vist at normale katter kunne utføre en handling med bind for det ene øyet og gjenta handlingen med bind for det andre, men hvis hjernestammen var kuttet, kunne de det ikke. Dette indikerer at informasjon gitt til én hjer­ nehalvdel normalt kopieres over i den andre, hvor den sammenlignes med ny informasjon. De britiske nevropsykologene Donald og Valerie Mackay studerte i 1982 pasienter med delt hjerne. Venstre øye ble vist et tall mellom 0 og 9, som også ble oppfattet av hjernens andre halvdel. Så ble pasienten bedt om å gjette tallet. Siden handlingen forutsatte tale, måtte hjernens venstre halvdel koples inn. Høyresiden hørte hva som ble gjettet, og selv om den ikke kunne få pasienten til å snakke, kunne pasienten peke på kort som indikerte «oppover», «nedover» eller «OK». Leken fortsatte til venstresiden fikk riktig svar. Pekingen ble oppfattet av begge hjernehalvdelene. Så introduserte forskerne en ny regel: For hvert gale svar måtte venstresiden betale høyresiden tre mynter. For hvert riktige svar mottok den mynter fra forskerne. Spillet ble «vunnet» av høyresiden, som ruinerte venstresiden. Så ba forskerne ven­ stresiden om å senke prisen til to mynter for hvert gale svar. De ventet at den skulle nekte (ved å peke), men det gjorde den ikke, og indikerte dermed at selv om de to hjernehalvdelene er selv­ stendige i sine funksjoner, er de underlagt én vilje.

▲ Scanninger av hjernen viser aktiviteten til den delen av hjernen som hviler (venstre), med åpne øyne (i midten) og ved betraktning av en komplisert scene. Med denne teknikken festes radioaktive «merkelapper» til blodsukkeret. De viser på scanneren de områdene hvor det trengs blodsukker og hvor det derfor er høy aktivitet (rødt).

▲ ► Elektroencefalografi (EEG) registrerer hjernens elektriske aktivitet ved hjelp av elektroder festet til skallen. Disse avslører mønstre av hjerneaktivitet.

48 Regler for språkforståelse og grammatikk kan godt være medfødt.

Tale er kanskje den eneste evne vi ikke deler med dyrene. Denne evnen har vi fått takket være en spesialisering av hjernen og stru­ pehodet som ligger over luftrøret. I strupehodet er det to par folder: Det øvre par, også kalt de falske stemmebåndene, som finnes hos alle pattedyr, er ventiler som gjør det mulig for oss å holde pusten under vann, og det nedre par, de ekte stemmebåndene, som er flate, hvite bånd. Hos kvinner er de 13-18 mm lange og hos menn 17-25 mm. Lyd oppstår ved at båndene vibrerer når luft presses fra lungene. Andre deler omgjør lyd til tale - svelg, munn- og nesehule og bihuler danner resonansrom som gir stemmen sitt spesielle preg. Vi danner vokaler ved å bevege musklene i svelget og uttaler orde­ ne ved hjelp av ansiktsmusklene, tungen og leppene. Tonehøyden bestemmes av stemmebåndenes lengde og tykkelse. Stemmen beveger seg opp- og nedover skalaen ved hjelp av muskelstramming - når stemmebåndene strammes, vibrerer de raskere og stemmeleiet heves.

Strupehodet

T unge____ Svelg--------

Epiglottis (strupelokk) Spiserør — Tungeben

Skjoldbrusk

Stemmebånd

Stemmebånd

▲ Strupehodet er passasjen mellom luftrøret og svelget. Lyd dannes ved at luft presses gjennom stemmebån­ dene, som strammes eller slakkes. Normalt krever tale et lufttrykk pa en femtedels atmosfære.

Hjernen og taleevnen To områder i hjernen er nødvendige for talen. Brocas område er oppkalt etter sin oppdager, den franske nevrologen Paul Broca (1824-1880). Brocas område ligger i frontallappen på venstre side, nær den motoriske hjernebark som kontrollerer musklene til leppe­ ne, kjeven, ganen og stemmebåndene. Hvis dette området skades, for eksempel ved slag, er språkforståelsen uforandret, men talen blir langsom og møysommelig, og pasienten vil snakke i «telegram­ stil». Wernickes område ble oppdaget i 1874 av tyskeren Carl Wernicke (1848-1904) og ligger bak tinninglappen, igjen vanligvis til venstre, nær områdene for hørsel og synsinformasjon. En skade her ødelegger forståelsen, og pasienten vil snakke flytende, men uten mening. Den amerikanske språkforsker Noam Chomsky (f. 1928) indike­ rer at regler for forståelse og grammatikk er medfødt. Teorien støt­ tes av undersøkelser gjort av barns tale. Barns første nektelser be­ står av at de legger ordene «nei» eller «ikke» til en positiv setning: «ikke hunden like det» i stedet for «hunden liker ikke det». Slike konstruksjoner forekommer over hele kloden og indikerer at barn har en medfødt grammatikkforståelse.

Hjernens regioner

Jordspissmus

Trespissmus

Andre funksjoner

Motorisk

► En sammenligning av de forskjellige delene av hjerne­ barken hos pattedyr som har med sanseoppfattelse a gjøre, viser at mennesket bruker en langt mindre del av hjernen til sanseoppfattelse enn dyr. Dermed har mennesket en større del av hjernen fri til tale og intellektuelle aktiviteter.

Spøkelsesape

Sjimpanse

BEVISSTHET OG INTELLIGENS

49

Fra idé til tale

Hjernen skaper en idé, som ennå ikke er formulert med ord eller definert grammatisk.

Ideen går videre til den semantiske komponent, hvor den gis en grammatisk struktur. Her tas en avgjørelse mht hvilke ord som skal brukes.

< Tale krever oppbygging av en setning med ord som er konstruert og satt sammen i overensstemmelse med gram­ matiske regler. Så brytes setningen ned i sine fonetiske enheter som deretter kan omdannes til tale.

■i/|

I «ordlisten» velges passende ord for å uttrykke ideen. Disse ordene kan være lagret i assosiasjonsnettet, slik at letingen etter et ord innen et bestemt felt automatisk leder inn på andre ord med til­ svarende betydning.

I ordforrådet er de enkelte ord ikke lagret som enheter, men som brokker eller morfemer. For­ stavelser, endelser og ordstammer kan dermed settes sammen etter behov.

Nå bygges setningen med de utvalgte ordene fra ordforrådet som gis korrekte endelser, bøy­ ningsform og rekkefølge.

I talesenteret blir fonemene omdannet til beskjeder til stemmebåndene, og ideen kan endelig uttales.

Nå går setningen til det fonemiske senter, hvor den brytes ned i de forskjellige lydkomponenter.

▲ På 1970-tallet ble det utført eksperimenter med sjimpanser for a teste en tale-innlæringsmaskin. Denne sjimpansen bruker et tastatur der hver tast representerer et ord. Ved å kombinere tastene utvikles enkel grammatikk. Slike maskiner har vist seg å være nyttige også når det gjelder å lære alvorlig handikappete mennesker språk.

Er språk bare for mennesker?

► Tegnspråk utviklet for å kommunisere med døve mennesker, viser de grunnleg­ gende krav til tale. Selv om de fleste mennesker bruker mer eller mindre talende bevegelser når de snakker, danner slike gester ingen grammatikk. Med ekte tegnspråk er det mulig a bruke vanlig grammatikk.

Papegøyer, stær og undulater kan lære seg å fremsi fraser takket være sitt velutviklete stemmeapparat og medfødte evne til å etterligne. Det er imidlertid ikke noe bevis for at de selv forstår hva de «sier». De kan ikke gjennomføre en konversa­ sjon. Påstandene om at sjimpanser har evnen til å tale har vært sterkere. I 1960- og -70-årene lærte de amerikanske psykologer Pobert og Beatrice Gardner en ung sjimpanse døvespråket. De rappor­ terte at hun hadde lært 132 ord innen hun var fire år og 180 innen hun var åtte. Senere gjentok den amerikanske psykologen Herbert Te rrace forsøket. Sjimpansen Nim syntes å sette sammen ord helt ugrammatisk, men da Terrace så video-opptakene av Nim og lærerne hans, oppdaget han at Nim i virkeligheten besvarte lærerens ubevisste «sufflering». Selv om denne for­ tolkning er allment akseptert, er debatten omkring dyrs språk ennå ikke bilagt. Det viser hvor forsiktig man må være med å trekke konklusjoner.

50 Det er antakelig en øvre grense for hvor mye påvirkning vi kan motta av gangen.

Å Et lite barn eksperimenterer direkte med omgivelsene og undersøker hverdagslige ting for tingenes egenverdi, mer enn bruksverdi. Dette er et eksempel pa Piagets teori om barnets utvikling i tiden O-V/2 år gjennomgår den første «sensomotoriske» fasen av læring, da intelligens er non-verbal og barnets opplevelse av verden er utelukkende motorisk og sensorisk.

Barnets utvikling Den sveitsiske psykologen Jean Piaget (f. 1896) tror at den intellektuelle utvikling går i bestemte faser. Han hevder at barn i de to første leveår (den senso-motoriske fasen) bare bruker muskler og sanser til å håndtere ting og hendelser. Fra to- til sjuårsalderen er de i den pre-operasjonelle fasen hvor de bruker ord for å betegne ting og følelser. De bruker gjenstander eksperimentelt med prøve-feile-metoden, intuisjon og erfaring. Fra sju til tolv år er de i konkrete operasjoners-fasen der de begynner å tenke logisk og rasjonelt, og hvor de klassifiserer gjenstander. Fra 12-årsalderen har de en voksens mentale operasjoner. De har fleksible tanker, og lager og forstår hypoteser. Piagets teori er omdiskutert, og andre forskere mener at barn har uttrykt mer komplekse tanker i samtaler med sine mødre enn med lærere eller forskere.

Hvordan lærer vi? Læring er å samle og lagre informasjon som kan modifisere fremti­ dig atferd. Prosessen er forskjellig fra hukommelse - selve lagringsmekanismen, og fra å huske - det å bringe informasjon ut fra lage­ ret. Mennesker har forskjellige måter å lære på. Noen bruker bilder og andre verbale ferdigheter. Innlæringen er avhengig av vår fysi­ ske form og omgivelsene. Dykkere som lærte en rekke ord under vann, husket dem bedre neste gang de dykket, enn på land, og historier man har hørt under påvirkning av alkohol, kommer alltid bedre frem igjen under alkoholpåvirkning enn i edru tilstand. Den enkleste formen for læring, er vane. Pupiller trekker seg kraftigere sammen hvis en enkelt lysstråle treffer øyet, enn hvis lyset står på hele tiden så øynene venner seg til det. Følelse er nesten like enkelt. Vi trekker fort hånden til oss når vi rører ved noe varmt, og reagerer på samme måte hvis vi berører noe som virker varmt, men ikke er det. Som for eksempel en kokeplate eller et strykejern som er slått av. Den russiske forskeren Pavlov beskrev en mer komplisert innlæringsmetode, den såkalte klassiske betinging. Han lot en bjelle ringe samtidig med at en hund så maten. Etter hvert koblet hunden bjellelyden sammen med foring, og da Pavlov til slutt ringte med bjellen uten å vise noe mat, begyn­ te hunden likevel å sikle.

BEVISSTHET OG INTELLIGENS

Å I Piagets annen fase, den pre-operasjonelle perioden fra IV2-7 år, begynner barn å prøve seg frem med forskjelli­ ge gjenstander for å lære hvordan de fungerer.

51

▼ I den tredje fasen fra 7 til 12 år begynner barn å analysere hendelser logisk. De kan gruppere gjenstander med hensyn til forskjeller og likheter.

Pavlovs arbeid er senere blitt utvidet med en mer aktiv form for læring, den instrumentale betinging, som bygger på prinsippet om belønning/straff. Det danner også grunnlaget for dyredressur. Når dyret foretar en ønsket handling, blir det belønnet med en godbit. Det får dyret til å gjøre samme handling om igjen. Disse studiene er blitt grunnlag for den gren av psykologien som kalles behaviorismen, og som ledes av amerikaneren Burrhus F. Skinner (f. 1904). Her blir menneskets atferd kartlagt med objektive metoder (instrumenter og tester) uten at man tar hensyn til tanker og følelser. På den måten konsentrerer man seg om handlinger som er helt utvetydige, observerbare og først og fremst målbare. Skinner betrakter mennesket på linje med høytstående dyr uten spesielle innlærings-, oppfatnings- eller hukommelsesmekanismer. Språkforsker/psykolog Noam Chomsky hevder derimot det full­ stendig motsatte syn. Han mener at atferd er et resultat av den eksisterende åndelige tilstand og av tanker. Mentalisme kalles den­ ne teorien. Effektiv læring krever oppmerksomhet, dvs fokusering av noe bestemt. Psykologer tror at vi bare kan oppta et visst antall stimuli av gangen og at mer informasjon vil bety mindre oppmerksomhet på hver ting. Vi er mindre oppmerksomme på verden rundt oss når vi bruker hjernen til tankevirksomhet eller problemløsning.

▲ Etter 12-årsalderen nærmer barnet seg det voksne intellektuel­ le stadium. Barnet kan analysere abstrakte situasjoner uten å skulle foreta en fysisk handling. Disse muligheter for tenking gjør det mulig å planlegge fremtidige handlinger og forutsi konse­ kvensene av det. Disse tingene henger sammen med barnets evne til å abstrahere seg fra den situasjonen de er i i øyeblikket.

Hypnosens mysterium Hypnose har antakelig vært praktisert i mange hundre år, og ble formelt anerkjent av Frantz Anton Mesmer (1734-1828) i 1776. Han kalte det «dyrisk magnetisme», og senere ble det kalt hypnose etter det greske ordet for søvn. Hjernebøl­ ger, hjerteslag og pust er som for våkne mennesker, og knerefleksen, som vanligvis er fraværende i søvn, er aktiv. Bare en av 20 mennesker kan hypnotiseres dypt, flere kan bringes i lett trance, men uvillige personer kan ikke hypnotiseres. Hypnotiserte mennesker husker ikke alltid at de har vært hypnotisert, selv om de senere utfører handlinger de er instruert om under hypnosen. Hypnose kan forandre funksjoner som er utenfor bevisst kontroll, som for eksempel utsondring av magesaft og kjertelaktivitet. I den senere tid har man brukt hypnose til å kurere såkalt «irritabel tarm».

52

◄ Frenologene mente at romantisk kjærlighet var knyttet til den nederste del av hjernen, destruktivitet til området over ørene, konstruktiv atferd og idealisme til tinningene, forsiktighet og vennskap til sidene og menneskekjærlighet, ærefrykt, fasthet og selvaktelse langs toppen av hodet.

Hva forteller hodets form? Frenologi var en pseudovitenskapelig lære som ble utviklet av den tyske lege Franz Gall (1758-1828). Han mente at hjerneskallens utvikling avspeilet en persons spesielle evner og karaktertrekk. Ved å undersøke den ytre formen på hjerneskallen, mente han derfor at han kunne avdekke noen av vedkom­ mendes sjelelige egenskaper. Frenologene mente at hjernen var inndelt i spesielle områder med helt bestemte funksjoner. Lillehjernen var senter for forplantningsinstinktet, men kjærlighet til barn skulle befinne seg i bakhodet, like under det området som var avgjørende for fedrelandskjærligheten. Intellektuelle funksjoner fantes foran i hjernen, mens destruktiv atferd var lokalisert over ørene. Dr. Gall mente at det fantes en naturlig disposi­ sjon hos mennesket for å stjele, som ofte kunne avleses av hodeformen. Den kaukasiske rase hadde høy panne - et tydelig tegn på intellektuell overlegenhet overfor den negroide med sin meget lavere panne, som på grunn av lavere intelligens hadde en dyrisk holdning og oppførsel. Galls teorier passet godt til samtidens menneskesyn og innstilling til avvikere og fremmede, men teoriene var bare basert på fantasifull innbildningskraft og overhodet ikke vitenskapelig forskning.

Hukommelsens gåte Hukommelsen består av tre komponenter: registrering, minne og tilbakekallelse. Det er minst to former for minne - korttidsminne (som vi for eksempel bruker for å huske et telefonnummer så lenge at vi får slått det) og langtidsminne. Psykologer antar nå at det også finnes en slags mellomting mellom disse, og at de forskjellige kategoriene som smak og lukt, syn, fysiske ferdigheter og abstrakt læring lagres på forskjellige måter, eller i forskjellige deler av hjer­ nen. Det er meget uklart hvordan informasjoner holdes lagret i hjer­ nen. Kanadieren Donald Hebbs (f. 1904) lanserte i 1947 en teori om to faser. Elektrisk aktivitet, som er flyktig, holder minnet lagret en periode, og en senere strukturell endring - kanskje en syntese av proteiner eller nevro-signaler, sørger for permanent lagring. Karl Lashley (1890-1958) oppdaget at hvis en del av hjernebarken øde­ legges, svekkes minnet, men det ødelegges ikke. Karl Pribram (f. 1911) sammenligner minner med hologrammer. De gir et tredimensjonalt bilde, og hvis en del av det ene bildet ødelegges, blir det utydelig. Psykologer tror at nye bilder holdes i et midlertidig lager omkring et halvt sekund. Deretter går utvalgte deler videre til et korttids-lager, hvor de fortrenger det som eventu­ elt alt måtte være der. Hvis de styrkes tilstrekkelig, går de videre til langtidsminnet. Ved å studere pasienter med skader i forskjellige deler av hjernen har man identifisert noen områder i hjernen med spesielt stor betydning for hukommelsesfunksjonen. Men det er også blitt klart at det ikke finnes et spesielt minne-senter. De fleste områdene i hjernen deltar på en eller annen måte i opplagringen av informasjon, eller det vi kaller hukommelse.

Uvanlige mentale krefter Parapsykologien er den gren av psykologien som forsøker å studere overnaturlige fenomener med vi­ tenskapelige metoder. Fenomener som på det nåværende tidspunkt ikke stemmer overens med vitenskapens oppfatning av verden. Telepati (tankeoverføring), forutanelse (varsel om hendelser i fremtiden), clairvoyance (synskhet, å oppfatte hendelser uten bruk av sanser) og psykokinese (gjenstanders bevegelse uten fysisk påvirkning) er alle eksempler på dette, og fremdeles meget omstridt. I 1882 ble Selskapet for Psykisk Forskning dannet i Londen for å studere slike fenomener. Fremdeles, mer enn hundre år etterpå, er parapsykologien ikke akseptert av den ortodokse vitenskap. Amerikanske Joseph Rhine (f. 1895) skapte i 1927 et forskningslaboratorium for parapsykologi, og utførte derved en vesentlig innsats for forsknin­ gen. Han arbeidet vitenskapelig med kontrollerte forsøk, og behandlet sine resultater statistisk. Rhines laboratorium ble imidlertid stengt i 1965, etter at han oppdaget at hans nærmeste medar­ beidere hadde manipulert måleinnretningene. I 1974 overbeviste den israelske «psykokinetiker» Uri Geiler en del vitenskapsfolk om at han kunne bøye skjeer ved hjelp av sin mentale kraft. Da en profesjonell tryllekunstner etterlignet alle Gellers «evner» med vanlig fingerferdighet, mistet Geiler fullstendig sin vitenskapelige troverdighet. Men slik svindel vanskeliggjør parapsykologi-forskning og gir den des verre bare vanry.

Sjelens krefter Samspill mellom kropp og sjel... Psykisk behandling av sykdommer... Stress og sykdommer... Positiv tenking kurerer sykdommer... Meditasjon... Biofeedback-apparater... PERSPEKTIV... Placebo... Sykdommer under krig

~ I_______________ ________________________________________ _______ _________________

_____________ ■

------------------- -

Menneskets mentale tilstand påvirker på mange måter det fysiske velværet, og medvirker til å øke mottakeligheten for en rekke syk­ dommer, fra hjertelidelser og magesår til vanlige infeksjoner. Rød­ me er kanskje det tydeligste eksempel på hvordan en mental pro­ sess ufrivillig kan påvirke fysiologiske funksjoner. Undersøkelser og observasjoner viser hvordan utskillelse av magesaft i høy grad påvirkes av følelser. Det har også vært kjent i mange år at astmati­ ske anfall kan utløses av engstelse, for eksempel. Det er bakgrun­ nen for å bruke for eksempel hypnose og avspenningsteknikker ved astmabehandling. Fysiske lidelser som primært utløses av mentale faktorer, kaller vi psykosomatiske, fra det greske ordet psyche, som betyr sinn, og soma, som betyr kropp. Ordet har tidligere vært brukt i negativ betydning for å indikere at slike sykdommer er «bare i sinnet». I 30-årene forsøkte psykoanalytikere å påvise at noen sykdommer, f eks høyt blodtrykk, leddgikt, magesår og tarmsykdommen ulcerøs colitis utelukkende var av psykisk opprinnelse. I de senere år har man innsett at det er et svært innviklet samspill mellom fysiske og psykiske faktorer. Den stigende interesse for psykosomatiske sykdommer skyldes blant annet at det nå er en voksende forståelse for at mennesket ikke kan betraktes som en maskin. En sykdom er ikke bare én feil i det mekaniske mennesket, men skal ses på som et resultat av flere fysiske og psykiske faktorer i samarbeid. Dette synet på sykdom er bare så vidt begynt å få innpass i den legevitenskapelige verden i de senere år. Mens det innen naturmedisinen alltid har eksistert en mer nyansert holdning til sykdom, med mange utradi­ sjonelle, ofte vellykte behandlinger. Sjel, stress og sykdom Det er en nær forbindelse mellom psykosomatiske sykdommer og den spenning som skyldes fysisk og psykisk press på det enkelte individ, altså det som vanligvis kalles stress. Den kanadiske lege Hans Selye har forsket i stress og utviklet en teori om de forandrin­ ger i kroppen som skjer under fysisk og psykisk press. Han mener at alle stresspåvirkninger, uansett form, utløser samme fysiologiske reaksjon i kroppen. Det kaller han det generelle tilpasningssyndrom. En alvorlig forbrenning, brukket ben eller psykisk påkjenning utløser de samme endringer i organismen. Fra binyremargen kommer adrenalinhormonet som setter indivi­ det i «kamp eller flukt»-tilstanden. Fra binyrebarken kommer flere hormoner som også inngår i stressreaksjonen. På kort sikt er effekten av disse hormonene nyttig, den øker kroppens yteevne og omdirigerer blodet fra magen og tarmene til musklene. Men stress-sykdommene skyldes at det blir et misfor­ hold mellom «kamp eller flukt»-tilstanden og den siviliserte livssti­ len, «kamp eller flukt»-reaksjonen er et primitivt instinkt. Hvis

▲ Lourdes i Syd-Frankrike har vært et meget populært reisemål for syke helt siden St. Bernadette i 1858 mente hun så Jomfru Maria her. Det påstås at det er flere enn 60 mirakler som skal ha funnet sted her.

Placebo-effekten En av de mest overbevisende demonstrasjoner av den psykiske komponent i en sykdom er den såkalte placebo-effekt. Det vil si den bedring i en sykdomstilstand som bare skyldes troen på og for­ ventningene til behandlingen. Hvis et nytt legemiddel skal utprøves, skjer det ofte sammen med såkalt «narremedisin», som bare er makne tabletter med helt uvirksomt stoff. Lege­ midlet og placebo-stoffet fordeles til pasientene etter et system slik at hverken leger eller pasienter vet hvem som får hva. Når resultatene av behandlingen er vurdert, kan man begynne å bedømme legemidlets virkelige effekt, fordi narremedisinen kan vise hvor stor placebo-effekten er. Man regner med at det vanligvis er ca. 30% av legemidlets virkning som skyldes placebo (innbilt helbredelse). Det gjelder for eksempel for smertestillende midler. At behandlingens pris og ubehag også inngår som en del av placeboeffekten, er bevist. Placebo-stoffer som blir gitt i sprøyter, er ofte mer effektive enn tabletter som ganske enkelt bare skal svelges ned. Det er også mange som mener at plagsomme behandlinger er grunnen til at mange «mirakelku­ rer» har noen virkning. Det har vist seg at mennesker som måtte reise langt for å komme til en hellig kilde, fant behandlingen mer effektiv enn de som bodde i nærheten gjorde.

54 Stressykdommer opptrer hyppigere hos frustrerte mennesker.

kroppen fortsetter å være under stress med endret hormontilstand i lengre tid, kan det oppstå forskjellige sykdommer. Når blodsirku­ lasjonen omdirigeres, så det meste av blodet går via musklene i stedet for mage/tarm, kan det lede til forstyrrelser i fordøyelsessy­ stemet, med for eksempel magesår og diaré. Hjertet pumper krafti­ gere, og det kan føre til forhøyet blodtrykk og eventuelt åreforkalk­ ning. Konstante målinger av puls og blodtrykk på forsøkspersoner som ble utsatt for stresspåvirkninger, har vist at for eksempel bil­ kjøring, særlig forbikjøring, var forbundet med uregelmessige hjertefunksjoner, bl a hjertebank.

Stress og personlighet Stressykdommer forekommer i alle samfunnslag. Tidligere trodde man at sykdommer forbundet med stress spesielt forekom blant folk i ansvarsfulle lederposisjoner. Men det har vist seg senere, at ensformige, uinspirerende jobber like så ofte medfører magesår som travle sjefsjobber. Kanskje er det mer et menneskes innstilling og ikke selve jobben som disponerer for sykdom. En rekke undersøkelser har påvist sammenheng mellom en hel del faktorer i omgivelsene og sykdommer. Sosial isolasjon, arbeids­ løshet og manglende utdannelse er blant de viktigste psykosomati­ ske faktorer i nåtids-samfunnet. Slike faktorer har ofte nær sam­ menheng. Det er for eksempel en økende tendens blant arbeidsløse til å isolere seg sosialt. Samtidig er det også mange flere arbeidsløse blant dem som har dårligst utdannelse. Stress kan akkumuleres slik at flere stressende hendelser i løpet av kort tid kan virke like sterkt som en enkelt, kraftig belastende påkjenning. Noen hendelser i livet antas å påføre større stressbelastninger enn andre. Høyest på denne skalaen rager dødsfall i den nærmeste familie. Dette er en stress-situasjon ingen kan rømme fra eller be­ kjempe. «Kronisk belastningssyndrom» kan oppstå etter et liv i hardt arbeid og mye motgang. Forskerne har også interessert seg for personligheten. Mange un­ dersøkelser konkluderer med at det finnes særlige personligheter som er disponert for stressplager. Ambisiøse maktmennesker har oftere hjertesykdommer enn andre. Særlig hvis de blir utsatt for frustrasjoner, det vil si skuffelser over å ikke kunne oppfylle sine egne ambisjoner. Hvis de derimot når sine mål, reduseres tilfellene straks. Noen forskere har fulgt en gruppe ambisiøse mennesker som hadde hatt hjerteanfall. De påviste at hvis disse pasientene gjen­ nomgikk et program som gjorde dem mindre ambisiøse og mektige, var det mulighet til å halvere gjentakelsen av hjerteanfall. Det betyr at man i fremtiden bør arbeide med psykologisk behandling av stressykdommer - også som en konsekvens av psykiske faktorers tydelige betydning som sykdomsårsak. Sammenhengen mellom kropp og sjel har også stor interesse innenfor en annen sykdomsgruppe, kreftsykdommene. Men her er resultatene foreløpig meget spinkle, og det er svært mangelfulle bevis for at psykiske faktorer er sykdomsfrembringende. Det er gjettet på at kreft kan utløses av bestemte psykiske tilstander. En teori går ut på at kroppens immunforsvar kan svekkes av blant annet depresjoner. Amerikaneren Carl Simonton utviklet en behandlingsform basert på denne teorien. Kreftpasienter ble oppfordret til å forestille seg at de gikk til et helt bokstavelig angrep på sin egen kreftsvulst. Det viste seg at pasienter som kunne klare å arbeide seg inn i en slik innbilning, gjennomsnittlig levde dobbelt så lenge som en kontrollgruppe som ikke ble oppfordret til slik mental «krigføring».

Hendelse: Ektefelles død Skilsmisse Separasjon

Ekteskap Dødsfall i nær familie Fengselsopphold Alvorlig skade eller sykdom Gå av med pensjon Miste jobben Gjenoppta ekteskap Seksuelle problemer

Større endring i familiens helse Nytt familiemedlem

Stor endring i arbeidssituasjon Stor endring i økonomien Krangel med ektefelle En nær venns død Gå over til helt annet arbeid Svangerskap Inndragelse av pantelån Endring i arbeidsansvar Barn flytter hjemmefra

USA

Japan

1 2 3 4

1 3 7

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

15 16 17 18 19 20 21 22

6 4 2 5 11 8 15 10 9 23 12 21 33 16 13 14 19 22 18

SJELENS KREFTER

Hendelse:

Svigerforeldre-problemer Ektefelle begynner eller slutter å arbeide Begynne eller avslutte utdannelse Problemer med overordnete Fremragende personlig prestasjon Stort pantelån Større endring i bosituasjon Større endring i arbeidssituasjon

Ny skole Endring i personlige vaner Nytt hjem Endring av rekreasjonsmuligheter Endring av sosiale aktiviteter Endring i kirke-aktiviteter Endring av sovevaner Endring av spisevaner

Lite pantelån Større endring i familiesammenkomster Ferie Jul Mindre lovovertredelser

USA

23 24 24

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 38 40 41 42 43

Japan

20 25 32 27 24 17 26 31 34 29 37 38 39 42 35 36 30 40 41 43 28

▲ Kroppsbevegelser sammen med meditasjon, slik som Tai Chi, praktiseres av mange kinesere og kan avhjelpe stress. Konsentrasjonen og bevegelsen virker samlende på kropp og sjel. ► Å handle på salg kan være en meget stressende opplevelse.

■< Denne listen over hendelser ble vurdert av en gruppe amerikanere og japanere for å undersøke hva som oppfattes som stressende. Svarene ble samlet langs en skala for relativt stress. Hendelsene hadde en akkumulerende effekt, slik at tre eller flere mindre hendelser førte til samme stressnivå som en større krisesituasjon.

55

56

I de senere år er forskjellige avspenningsmetoder fremhevet som effektivt middel til å motvirke stress. I vår del av verden er det særlig meditasjon og biofeedback som er blitt populært. De vanligste former for meditasjon er yoga og transcendental meditasjon. I den transcendentale meditasjonen konsentrerer man seg helt om en enkel lyd eller et ord, mantraet. Det kan gi en total avslapning med nedsettelse av stoffskifte og blodtrykk. Prin­ sippet i biofeedback er at fysiologiske prosesser i kroppen som nor­ malt er «stumme» blir gjort hørbare eller synlige ved hjelp av spesi­ elle apparater. Hjerneaktiviteten kan bl a presenteres som lydsigna­ ler, så man oppfatter sin egen kropp på en ny måte og på den måten forsøker å innvirke på disse prosessene. Med trening kan man så lære å kontrollere dem. Biofeedback anvendes bl a til behandling av migreneanfall, til å avslappe musklene under fødsler og som en hjelp ved angstanfall. Forskere har diskutert om sinnstilstanden har inflytelse på be­ handlingen av kreft. Det er flere som mener at depresjoner i hvert fall kan ha en negativ innflytelse på sykdommen. Undersøkelser har vist, at mange av kreftpasientene ofte mangler lyst til å leve. På den annen side er det ingen tvil om at det er en hel del av kreftpasientene som beholder en meget sterk livsvilje. Til tross for at mange av disse menneskene likevel dør av sykdommen sin, er det meget sannsynlig at deres psykiske innstilling har påvirket syk­ domsforløpet i gunstig retning. ◄ En heksedoktor i Indonesia. Det faktum at de kan påføre mennesker bade sykdom og helse ved suggesjon, er et sterkt eksempel pa psykiske faktorers betydning for kroppens tilstand.

▲ De som praktiserer visse former for massasje, som f eks shiatsu fra Japan, hevder at de kan hindre dårlig helse ved å sørge for muskelavslapning og ved å stimulere presspunkter.

Sinnets makt Sinnet kan også ha en innvirkning på infeksjonsmottakelighet, har britiske forskere funnet ut. 48 frivillige forsøkspersoner ble utsatt for et forkjølelsesvirus. Halvparten av disse fikk tilbud om å prøve et nytt middel mot forkjølelse samtidig, men ble fortalt at det senere måtte tas en magesaftprøve av dem med en mageslange. Da symptomene senere ble vurdert, fant man at disse var langt alvorligere hos de forsøkspersoner som var blitt fortalt at de måtte ta mageprøven. Engstelsen for ubehaget ved mageprøven hadde en merkbar effekt på sykdomsbildet. Sterkere eksempler på sinnets kraft finner vi i samfunn der folk er redde for hjertesykdommer. Leger treffer ofte pasienter med stikkende brystsmerter uten noen påviselig grunn. Dette kalles Da Costa-syndromet, etter Jacob Da Costa, som oppdaget dette under deltakelse i den amerikan­ ske borgerkrig. Under en krig der mange må kjempe, noen også ufrivillig, finner man ofte symptomer på hjertesyk­ dommer uten at sykdom foreligger. Disse symptomene kommer av frykt og engstelse, og medvirker ofte til at pasienten ikke kan delta i den fysiske treningen. De gjør pasienten uegnet til aktiv tjeneste, og fjerner ham derved fra årsaken til symptomene. Under Den første verdenskrig var det rundt 60000 slike tilfeller blant britiske soldater, og mer enn to tredjedeler av dem fikk tilkjent uførepensjon.

Hormonsystemet Hormoner og kjertler... Hypothalamus som styrer hormonsystemet... Hormoner fra hypofysen... Binyrer og stressreaksjoner... Kjønnshormoner... Andre hormonkjertler... PERSPEKTIV... Hormonstudier... Hormonsystemet... Kappløpet for å finne de utløsende faktorer

EZZZZZZ

z

z

z:

Z ZZZZZZZZ........ ZZZZZZZZZZ

ZZZZ

insulin og glukagon □

ZZ—ZZZZZZ-

Kroppen er avhengig av to forskjellige systemer til å kontrollere alle dens forskjellige funksjoner - hormonsystemet og nervesyste­ met. De tilpasser kroppen både til endringer i organismen selv og til endringer i omgivelsene. Det er viktig at de to systemene ikke motarbeider hverandre, og de har derfor en felles koordinasjon som foregår i hypothalamus på hjernens underside. Nervesystemet reagerer lynraskt, men kortvarig. Hormonsyste­ met produserer «budbringere», kjemikalier eller hormoner som bringer instruksjoner til kroppens forskjellige deler. Disse instruk­ sjonene bruker lengre tid på å nå frem, men virkningene av dem er mer langvarige enn nervenes øyeblikkelige reaksjoner. Ordet hormon betyr en substans som «settes i bevegelse». Hormonene er et kjemisk stoff som dannes i lukkete kjertler, dvs at de ikke har noe utløp til kroppens overflate. Når kroppen trenger dem, sendes de ut til de forskjellige cellene via blodomlø­ pet, for å påvirke deres funksjoner på positiv måte. Hormonene har mange viktige funksjoner; de gjør kroppen i stand til å tåle kulde, hete, stress og sult. De motvirker uttørring, infeksjon, sjokk og blødning, de sørger for forplantning (sæd- og eggproduksjonen), svangerskap, fødsel og morsmelkproduksjon, kontrollerer vekst og utvikling, samt kroppsvæskene og deres kje­ miske sammensetning.

Forskjellige typer hormoner Kroppens hormonproduserende kjertler består av: hypofysen, epifysen, skjoldbruskkjertelen, biskjoldbruskkjertlene, binyrene og de­ ler av bukspyttkjertelen. I tillegg produserer eggstokker, testikler, og under graviditet også morkaken, hormoner. Foruten disse orga­ nene har tarmkanalen og nyrene hormonproduserende funksjoner. Kjertlene produserer vannoppløselige hormoner - peptider, glykopeptider og aminosyrer. Disse fester seg til spesielle proteiner i mottakercellene og føres inn, hvor de stimulerer eller demper syste­ met som omdanner ATP til energi. Hormonet kan enten stimulere eller hemme aktiviteten til enzymene inne i cellen. Det er en rask prosess som forklarer at påvirkningen skjer meget hurtig. Adrenalinets hurtige reaksjon kjenner vi godt, tenk for eksempel hvis vi blir redde og får hjertebank og rask pust. Steroidhormonenes - binyrebark- og kjønnshormonenes - virk­ ning er langsommere. Det skyldes at disse hormonene er fettoppløselige og derfor trenger gjennom mottakercellens overflatehinne, som består vesentlig av fettstoffer. Inne i cellen forbinder steroidhormonet seg med et mottakermolekyl og danner et kompleks som trenger videre inn i cellekjernen. Her finnes det genetiske materiale som inneholder «oppskriften» på de enzymer som er i cellen. Hormonkomplekset påvirker det genetiske materiale slik at dannelsen av enzymer økes eller min­ skes etter kroppens behov.

Kroppsvev Blodomløp Glukose

Insulin

♦

■

Glukagon

▲ Bukspyttkjertelen inneholder en mengde små cellekonsentrasjoner som kalles Langerhanske øyer. De produserer to viktige hormoner, insulin og glukagon. Insulin dannes når blodets sukkerkonsentrasjon (blodsukker) overstiger normalnivået. Insulinet gjør det mulig for kroppens celler å oppta glukose, og senker dermed blodsukkeret til et normalt nivå igjen. Hvis blodsukkerinnholdet blir for lavt, f eks på grunn av sult eller hardt fysisk arbeid, økes produksjonen av glukagon som skaffer glukose fra leveren og øker glukosekonsentrasjonen i blodet. Slik normalise­ res blodsukkeret igjen. Sukkersyke skyldes enten nedsatt eller manglende insulindannelse i kroppen, slik at blodsukkerinnholdet blir unormalt høyt.

For høy hormonproduksjon Den amerikanske kirurg Harvey Cushing (18691931) oppdaget i 1901 den sykdommen som i dag bærer hans navn. Han undersøkte en 14-årig jente som led av hodepine og nedsatt syn. Piken var liten, tykk og ikke normalt kjønnsutviklet, alle tegn på for høy produksjon av binyrebarkhormoner. Cushing mente at symptomene fra nervesystemet skyldtes en svulst i lillehjernen. Han opererte henne, men uten resultat, og hun døde seks uker senere. Ved obduksjonen ble det oppdaget en stor cyste i hypofysen. Kort tid etter hørte Cushing om et lignende tilfelle i Wien, og det lyktes ham å overtale kirurgen til å tømme cysten. Pasienten overlevde. Cushing var en av sin tids mest fremra­ gende nevrokirurger, og han utførte over 2000 ope­ rasjoner. I dag bruker vi betegnelsen Cushings sykdom (syndrom) på alle tilstander som kommer av for høy binyrebarkhormon-produksjon. Det er også blitt bekreftet av tester foretatt med kunstig tilførsel av binyrebarkhormoner.

58 Hypothalamus kontrollerer kroppens hormonproduksjon.

Hormonenes kontrollsenter På hjernens underside finnes et lite område som har stor betydning for organismens indre likevekt. Hypothalamus, hormonsystemets øverste kontrollfunksjon, er en del av sentralnervesystemet og mot­ tar hele tiden informasjon fra sansene om ytre og indre forhold. Det er hypothalamus som justerer organismen til disse forholdene, og det skjer dels gjennom det autonome (selvstyrte) nervesystem og dels gjennom hormonsystemet. I hormonsystemet skjer det ved at hypothalamus avgir en rekke overordnete hormoner til et spesi­ elt blodomløp mellom hypothalamus og den underliggende hypo­ fyse. Disse hormonene er av to typer: enten stimulerer de eller hem­ mer hypofysens egen hormondannelse. Hypofysen avgir en rekke hormoner som selv kontrollerer aktiviteten i en rekke av kroppens kjertler. Disse hormonene, som dannes i hypofyseforlappen, er veksthormonet, prolaktin (stimulerer morsmelkproduksjon), THS (stimulerer skjoldbruskkjertelen), ACTH (stimulerer binyrebarken) samt FSH og LH (styrer dannelsen av kjønnshormoner og regulerer menstruasjonssyklus). Vi har da en situasjon der hypothalamus avgir overordnete hor­ moner til hypofysen, som svar på en rekke sansepåvirkninger i organismen, og som på den måten instrueres til selv å avgi hormo­ ner til de øvrige hormonkjertler. Hypothalamus danner også to selvstendige hormoner, vasopressin og oxytocin som føres til hypo­ fysens baklapp gjennom spesielle nerveutløpere. Herfra avgis de til blodet. Vasopressin har en viktig funksjon i væskebalansen fordi det regulerer vannutskillelsen i nyrene. Oxytocin virker også inn på melkerefleksen, da suging på morens brystvorte får melken til å bli presset ut av melkekjertlene.

▲ Krystaller av adrenalinhormonet som dannes i binyremargen. Det avgis når vi blir opphisset eller redde, og setter i gang funksjoner i organismen, kjent som «kamp eller flukt»-reaksjonen.

▼ Et databilde av den insulinlignende vekstfaktoren som dannes bl a som resultat av virkningen av veksthormonet. Den spiller en viktig, men foreløpig nesten ukjent rolle i stoffskiftet.

HORMONSYSTEMET

59

Hjernens signalmolekyler, de såkalte nevrotransmittere, fungerer muligens også som hormoner andre steder i kroppen.

Hypofysens forlapp danner flere hormoner. Veksthormonet stimulerer veksten, nedbryter fett­ stoffer til energi og øker blodets glukosekonsentrasjon ved å øke leverens glukosedannelse. ACTHhormonet styrer binyrebarkens hormonutslipp. Prolaktin fremmer melkekjertlenes melkeproduksjon. TSH stimulerer skjoldbruskkjertelen, mens LH og FSH regulerer kjønnshormoner og menstruasjonssyklusen.

Hypofysens baklapp danner va­ sopressin, som øker nyrenes ab­ sorbering av vann og minsker diameteren på de små blodkar, slik at blodtrykket forhøyes. Baklappen produserer også oxytocin, som får livmoren til å trekke seg sammen etter fødselen. Den stimulerer også melkerefleksen ved amming.

Skjoldbruskkjertelens hormoner T3 og T„ sørger for en generell økning av av stoffskiftet. De øker hjerteaktiviteten, pulsen og blod­ trykket, stimulerer tarmfunksjo­ nen og gir økt varmeproduksjon.

I huden dannes D-vitamin som sammen med biskjoldbruskkjertelens hormon kontrollerer blodets kalsiumkonsentrasjon.

lus) danner flere Brisselen (thymus) hormoner med viktige funksjoner lunforsvar. i kroppens immunforsvar.

f

Parathormonet som dannes i biskjoldbruskkjertelen, øker opptak av kalsium fra tarmkanalen, minsker utskillelsen av kalsium fra nyrene og trekker kalsium ut av knoklene, slik at blodets kalsiumkonsentrasjon økes.

I hjertets forkamre dannes proteinstoffer som influerer på blod­ trykket.

Slimhinnen i magesekken danner flere hormoner som enten hemmer eller stimulerer utskillel­ sen av magesaft og magesekkens tømming.

Binyrebarken stimuleres av ACTH fra hypofysen. Her dannes kvinnelige og mannlige kjønns­ hormoner, aldosteron som kon­ trollerer absorberingen av salter og vann i nyrene, glukortikoider (f eks kortisol, som er viktig for stoffskiftet og også er et «stress­ hormon»).

Morkaken danner flere hormoner i forbindelse med graviditet, f eks østrogen, progesteron og relaxin.

Eggstokkene, som reguleres av FSH og LH fra hypofysen, produ­ serer østrogen og progesteron de kvinnelige kjønnshormoner som styrer menstruasjonssyklusen.

Langerhanske øyer i bukspytt­ kjertelen danner insulin og glukaN gon som holder blodets glukose\ konsentrasjon - blodsukkeret 1/ på riktig nivå. Her dannes også et hormon som regulerer produk­ sjonen av insulin og glukagon.

Binyremargen frigir adrenalin som svar på stresspåvirkninger, og slik dannes «kamp eller flukt­ reaksjonen med økt blodtrykk, hurtigere åndedrett, muskelarbeid og stoffskifte.

I nyrene dannes erytropoetin som stimulerer utviklingen av røde blodlegemer, og renin, som øker dannelsen av binyrebarkens aldosteronhormon.

I testiklene produseres mannlig kjønnshormon som kontrollerer ut­ viklingen av de mannlige kjønnstrekk. Testiklenes hormon- og sædcelledannelse styres av hypofysehormonene LH og FSH.

60 Binyrene danner hormoner som setter kroppen i stand til å motstå kriser og stress.

De viktige binyrebarkhormonene Binyrene er to organer som er plassert øverst på hver nyre. De består av en bark som omgir margen, og slik deles binyren inn i to helt forskjellige kjertler. Barken produserer tre forskjellige typer steroidhormoner: aldosteron, glukokortikoider og kjønnshormoner. Aldosteronet og en rekke beslektete hormoner virker på nyrenes utskilling av salter og vann. De øker tilbaketrekningen av natrium fra nyrene og trek­ ker med vann. Aldosteronavgivelsen stimuleres av lavt blodtrykk, som via nyrenes reninhormon øker binyrebarkens aldosterondannelse. Aldosteronet øker kroppens væskeinnhold slik at blodtrykket igjen stiger til normalt nivå. De viktigste glukokortikoider er kortisol og kortikosteron som har tre viktige funksjoner. For det første har de en generell virkning på stoffskiftet da de fremmer en rekke stoffskifteprosesser, som igjen øker oppbyggingen av leverens glukoselagre. For det andre er glukokortikoidene viktige for å kunne motstå en rekke fysiske og psykiske påvirkninger - kjent som stress. Det kan være kulde, varme, forbrenninger, operasjoner eller psykiske problemer som nært dødsfall, skilsmisse osv. Alle slike påvirkninger fører til en kraftig økning av ACTH fra hypofysens forlapp, og dermed også en forhøyet kortisol- og kortikosteron-utskillelse fra binyrebarken. ACTH er som nevnt binyrebarkens overordnete hormon. Og ende­ lig har glukokortikoidene en hemmende virkning på betennelser og allergiske reaksjoner. Dette har stor klinisk betydning i behand­ lingen av f eks leddgikt og astma, hvor legene ofte benytter kunsti­ ge hormoner (prednison og kortison) med god virkning. Binyremargen og «kamp eller flukt»-reaksjonen I binyremargen dannes to viktige hormoner som er nært beslektet: adrenalin og noradrenalin. 80% av produksjonen er adrenalin, mens noradrenalin ikke har noen vesentlig hormonfunksjon hos mennesket. Derimot er noradrenalinet et av de viktigste signalmo­ lekyler mellom nervecellene. Adrenalinhormonet gjør kroppen i stand til å møte plutselige katastrofesituasjoner, ved å gripe inn i de fysiologiske forhold: Hjertet stimuleres og slår kraftigere og hurtigere, kretsløpet legges om, slik at blodkarene i tarmkanalen trekker seg sammen mens blodårene i musklene utvider seg slik at blodet stort sett går gjennom muskulaturen, åndedrettet og stoff­ skiftet økes. Alle disse reaksjonene har til hensikt å gjøre organis­ men klar til hurtig og kraftig innsats. I 1936 innførte den kanadiske forsker Hans Selye betegnelsen «det generelle tilpassingssyndrom» for en rekke endringer i kroppen som utløses av fysisk eller psykisk stress. Det første stadium i syn­ dromet, alarmstadiet, utløses overveiende av hormonene adrenalin og glukokortikoidene. Blodtrykket stiger, blodet omdirigeres slik at det løper gjennom muskler og hjerne, svettesekresjonen økes, mens spytt- og magesaftproduksjonen reduseres. Glukosedannelsen i le­ veren økes, og proteiner og fettstoffer brytes ned og omdannes til energi når sukkerdepotene minskes. Denne tilstanden kan utvik­ le seg til et livstruende sjokk. Tilstanden etterfølges av motstandsstadiet hvor organismen forsøker å gjenopprette normale forhold i kroppen: blodtrykk og stoffskifte er fremdeles høyt, og organis­ men får av den grunn større motstandskraft mot infeksjoner, mot følelsesmessige belastninger og mot uheldige virkninger av fysiske anstrengelser. Hvis disse mekanismene allikevel skulle svikte, opp­ trer til slutt et utmattelsesstadium der organismen bryter sammen. En rekke sivilisasjonssykdommer, som f eks for høyt blodtrykk og magesår, kan delvis skyldes en konstant overbelastning av organis­ mens tilpassingsmekanismer.

Binyrene Nøklelag

▲ Binyrene ligger på den øverste del av hver nyre. De består av bark og marg, som både utviklingsmessig og funksjonelt kan betraktes som to forskjellige organer. Hos mange laverestående dyr, f eks fisk, finnes de to delene helt atskilt. Barken deles i tre lag: I nøklelaget dannes aldosteron, i strengelaget dannes glukokortikoider, mens strengenettlaget produserer kjønnshormo­ ner. I binyremargen dannes overveiende adrenalin.

Kappløpet om Nobelprisen I 1948 viste den engelske biolog Geoffrey Harris at hypofysens aktivitet blir styrt av noen «frigjøringsfaktorer» av ukjent natur fra hypothalamus. På den tiden var tanken at hjernen kontrollerte hor­ monsystemet, noe mange vitenskapsmenn syntes var en blasfemisk idé. Harris ’ teori førte til voldsomme diskusjoner, noe som virket uverdig og flaut på den vitenskapelige verden. Problemet lå i å isolere en av disse påståtte «frigjøringsfaktorer». Flere forskere tok kampen opp, bl a Harris i England samt fysiologen Roger Gu illem in og biokjemikeren Andrew Schally i USA. De to sistnevnte arbeidet sammen fra 1957 til 1962. Etter dette arbeidet Schally videre alene, og deres vesentligste kontakt var senere en rekke sammenstøt ved vitenskapelige konferanser. Det var en krevende oppgave å finne den første

HORMONSYSTEMET

61

Sanseorganene og -legemer forteller hjernen om stressende påvirkninger som organismen må reagere på. Det kan være fysiske, psykiske, traumatiske og følelsesmessige påvirkninger.

«Kamp-eller-flukt»-reaksjonen

Reaksjonen utløses fra hypotha­ lamus, som stimulerer organene direkte gjennom den sympatiske del av det autonome nervesyste­ met. De sympatiske nervene stimulerer også aktiviteten i binyremargen.

For å opprettholde kroppens tilpassingsreaksjoner stimulerer hyIpothalamus via sine overordnete hormoner («frigitte faktorer») hypofysen til å avgi ATCH som aktiverer binyrebarken.

Blodkarene i musklene utvides, slik at blodet kan tilføre mer energi i tilfelle en plutselig kraft­ anstrengelse.

omdannes til ekstra glukose i

Blodkarene i huden og de fleste andre organer trekker seg sammen slik at blodtrykket stiger. Blodkarene i huden og andre organer, især tarmkanalene, holder seg sammentrukne, og blodtrykket holdes høyt. Vevet blir mindre tilbøyelig til å skape lokale betennelsesreaksjoner og på den måten gi de generelle for­ svarsmekanismer bedre arbeids­ muligheter. Det forlenger også helbredelsestiden.

Fra binyremargen kommer adrena­ lin og noradrenalin til blodet. Disse hormonene påvirker mange organer og supplerer effekten av det sympatiske nervesystem. Spesielt skyldes innvirkningen på muskelblodkarene adrenalin.

«frigjøringsfaktoren». Hjerner ble dissekert, utallige kjemiske prosedyrer utført, og minimale mengder kjemiske stoffer ble renset og analysert. En hær av assisterende forskere, studenter og teknikere var involvert i oppgaven. Det ble brukt fem millioner sauehjerner for å isolere den første kjente TRF-faktoren. To team arbeidet hver for seg, men gjorde allikevel de samme feil og oppdagelser på nesten samme tidspunkt. I 1969 offentliggjorde Schally strukturen av TRF, bare seks dager før Guillemin. Den neste faktor, LRF, ble isolert i 1971, og igjen var Schally ute et par dager før Guillemin. Begge forskerne nøt godt av arbeidet til fremragende biokjemikere. Særlig Hisayuki Matsuo, som arbeidet hos Schally, fortjener anerkjennelse. Til tross for foreldet laboratorieutstyr, lyktes det ham å analysere LRF bare fem måneder etter sin

Binyrebarken produserer glukokortikoider som fortsetter virkningen av adrenalinet og noradrenalinet, men med mer varig effekt.

ankomst i laboratoriet. Schally var nemlig ikke særlig villig til å bruke penger på utstyr, hvis de i stedet kunne brukes til innkjøp av hypofyser. Den britiske forsker Harris, som var opphavsmann til hele teorien, var også nær identifiseringen av LRF, men døde i 1971. Både Schally og Guillemin fortsatte søkingen etter andre faktorer i hypothalamus mens de ventet på Nobelprisen i medisin og fysiologi. Schally ble beskrevet som likefrem og bomba­ stisk, interessert i arbeidet, men også i kvinner og sport. Guillemin ble betraktet som veloppdragen og kultivert, men også upålitelig. I hans vitenska­ pelige artikler finnes det nesten aldri henvisninger til oppdagelser gjort av Schally. I 1977 delte de to Nobelprisen sammen med Rosalyn Yalow. Hun hadde utviklet en fintfølende opprensingsmetode, som gjorde oppdagelsene mulig.

▲ Når organismen står overfor en stressende situasjon, reagerer den med «kamp eller flukt»-reaksjonen, som utløses av det autonome nervesystem og adrenalin fra binyremargen. Dette setter kroppen i stand til en kraftanstrengelse, slik at situasjonen enten kan bekjempes eller flyktes fra. Ved en lengre påvirkning avgis binyrebarkhormoner, især kortisol som generelt har samme virkning, men mer varig effekt.

62 Sædproduksjonen er avhengig av seksuell aktivitet.

Kontroll av kjønnskjertlene Testiklene og eggstokkene kontrolleres av to hormoner fra hypofy­ sen, FSH (follikkelstimulerende hormon) og LH (luteiniserende hormon). Både FSH og LH reguleres igjen fra hypothalamus gjen­ nom det overordnete hormonet GnRG («frigjøringsfaktoren»). FSH stimulerer sædcelledannelsen i testiklene, mens LH stimulerer testiklenes produksjon av det mannlige kjønnshormon testosteron. Det påvirker veksten, sædcelledannelsen, den mannlige kjønnsdrift og utviklingen av de mannlige kjønnskarakteristika, f eks mørk stemme og skjeggvekst. Når testosteronkonsentrasjonen i blodet stiger som følge av på­ virkningen fra hypofysen og hypothalamus, virker hormonet tilba­ ke på disse to organene og hemmer aktiviteten. Slik holdes hor­ monnivået hele tiden ganske konstant. I testiklene dannes også hormonet inhibin som påvirker sædcelleproduksjonen i forhold til seksuell aktivitet. I kvinnens eggstokker stimulerer FSH modningen av et egg hver måned. Samtidig påvirkes cellene omkring det modne egget til å danne østrogen, som igjen bygger opp livmorens slimhinne etter foregående menstruasjon. Etter ca 14 dager er egget utviklet, og eggløsningen fremkalles av LH. Egget går ut i egglederne og beve­ ger seg mot livmoren. Samtidig påvirker LH cellene i eggstokken til å produsere progesteron som gjør livmoren klar til å ta imot et befruktet egg. Hvis egget ikke befruktes på veien til livmoren, faller hormonproduksjonen, og slimhinnen avstøtes under men­ struasjonen. En ny syklus kan begynne. Hvis egget derimot befruk­ tes av en sædcelle, fortsettes hormonproduksjonen under hele svangerskapet. Østrogen har også betydning for utviklingen av de kvinnelige kjønnskarakteristika, f eks brystene og kvinnelig behåring. Det sti­ mulerer veksten og har betydning for væske- og saltbalansen. Graviditetens hormoner

A Progesteronhormonet forbereder livmorslimhinnen på a motta det befruktete egg. Men før dette skjer, bygges en ny slimhinne av østrogen etter siste menstruasjon. Pro­ gesteron dannes - på samme måte som østrogen - av kolesterol og acetylcoenzym A i eggstokkene.

LH FSH

HCG

Progesteron

▲ Hvis et egg befruktes av en sædcelle, kapsles det inn i livmorens slimhinne. Det danner hormonet humant chorion gonadotropin (HCG), som stimulerer det gule legeme i eggstokken til a fortsette produksjonen av østrogen og progesteron.

▼ De graafske follikler i egg­ stokkene inneholder et modent egg som utvikles i hver menstruasjonssyklus. Modningen stimuleres av hypofysehormonet FSH. Det er et annet hypofysehormon, LH, som fremkaller eggløsningen og som bevirker at egget går ut i egglederne.

HORMONSYSTEMET

Hvorfor finner vi ofte en kjertel inne i en annen? Skjoldbruskkjertelen, som danner hormonene T3 og T4, inneholder også hormonproduserende vev som virker inn på kalsiumstoffskiftet (kalcitoninhormonet). Den ligger like ved biskjoldbruskkjertlene som også danner kalsiumregulerende hormoner. Grunnen til dette er ukjent, men det kan virke underlig at både skjoldbruskkjertelens og biskjoldbruskkjertlenes hormoner har innvirkning på nerve­ ledningen. Spredt rundt omkring i bukspyttkjertelen finner vi Langerhanske øyer. De danner insulin, glukagon og en veksthormonhemmende faktor. Både bukspyttet og kjertlenes hormoner virker inn på tarmfunksjonen. Hos mange laverestående dyr er imidlertid Lan­ gerhanske øyer atskilt fra resten av bukspyttkjerte­ len, og det er ingen forklaring på den nære sammenheng hos mennesker. Binyrene består av to uavhengige deler: barken og margen. Barken danner steroidhormoner og litt kjønnshormoner, mens margen produserer adrenalin og noradrenalin. Hos noen laverestående dyr er også binyrene plassert hver for seg. Den amerikanske biologen og nobelprisvinner fra 1970, Julius Axelrod, har vist at i de tilfeller der binyrebarken omslutter margen, trenger steroidhormoner (f eks kortisol) fra barken inn i margen. Her er de med og gjør noradrenalin om til det sterkere adrenalin.

◄ Sædcellene dannes i gangsystemet i testikkelvevet ved hjelp av hormonet FSH, som kommer fra hypofysens forlapp. Testiklene danner også mannlige kjønnshormo­ ner og inhibin som hemmer sædcelledannelsen hvis den seksuelle aktiviteten ikke er høy.

63

▲ Testosteron, det viktigste mannlige kjønnshormon fra testiklene, fremkaller de mannlige kjønnskarakteristika: dyp stemme og kraftige muskler.

▼ Modningen av sædcellene påvirkes også av testosteronhormonet.

64

Kontroll av utviklingen Skjoldbruskkjertelen ligger på forsiden av halsen, foran luftrøret og strupehodet. Kjertelcellene danner avrundete blærer, som ligger rundt et hulrom der hormonene lagres. De to egentlige skjoldbruskkjertel-hormoner er triiodtyronin og tyrosin - også kalt T3 og T4. De virker generelt stimulerende på stoffskiftet ved å påvirke nesten alt vev og alle organer. De er viktige for veksten og den psykiske utvikling, spesielt hos barn. T3 og T4 øker hjerterytmen, blodtrykket, tarmfunksjonen og ten­ densen til nervøsitet. Hormondannelsen reguleres av TSH-hormonet fra hypofysens forlapp. Når konsentrasjonen av skjoldbruskkjertelhormoner faller i blodet, stimuleres hypofysen til å avgi TSH, som igjen påvirker kjertelen til å danne flere hormoner. Hvis kon­ sentrasjonen øker, hemmes TSH-produksjonen, og stimuleringen av skjoldbruskkjertelen avtar. Slik avstemmes hormondannelsen etter kroppens behov. Andre celler i skjoldbruskkjertelen produse­ rer kalcitoninhormonet. Sammen med biskjoldbruskkjertelhormonet «parathormon» regulerer det organismens innhold av kalsium og fosfat. Er kalsiumkonsentrasjonen lav, aktiviseres parathormonet og sørger for at kalsium hentes fra knoklene. Parathormonet reduserer også nyrenes utskillelse av kalsium og magnesium, mens fosfatutskillelsen økes. Til slutt aktiviserer det D-vitaminet som øker kalsium- og fosfatopptaket i tarmsystemet. Kalcitoninhormonet øker innholdet av kalsium i knoklene, og på denne måten blir organismens kalsiumbalanse et resultat av den samlete effekt av parat-hormon, kalcitonin og D-vitamin.

Andre hormonproduserende organer Epifysen, som har sitt latinske navn Corpus pineale (konglekjertelen) på grunn av likheten med en furukongle, ligger midt i hjernen. I århundrer har den vært omgitt av mystikk. Filosofen Descartes mente at kjertelen var «sjelens sentrum». I dag mener man at den påvirker døgnrytmen, og kanskje også tidspunktet for puberteten. Den danner hormonet melatonin, som hemmer hypofysens utskil­ lelse av de overordnete kjønnshormoner FSH og LH. Lys hemmer hormondannelsen, mens mørke aktiviserer kjertelen. Lysavhengigheten avspeiles også i det faktum at epifysen hos laverestående dyr, finnes like under huden, som et «tredje øye». Bak den øvre del av brystbenet ligger brisselen. Den er relativt størst ved fødse­ len og absolutt størst i puberteten. Senere brytes den ned og erstat­ tes med fettvev. Brisselen har to hovedfunksjoner som inngår i kroppens immunitetsforsvar. Den danner en rekke hormoner som ennå er dårlig beskrevet, men som stimulerer forskjellige reaksjoner i immunitetsforsvaret mot mikroorganismer, og kanskje også kreftsvulster. Bris­ selen har også en meget viktig rolle i utviklingen av en spesiell type hvite blodlegemer, de såkalte T-lymfocytter, som betyr meget i kroppens immunforsvar. Listen over hormoner blir lengre og lengre. I tarmkanalen produ­ seres en lang rekke hormoner med innvirkning på fordøyelsesmekanismene. Flere av disse hormonene er også funnet i hjernen hvor de ofte er signalmolekyler mellom nervecellene. I morkaken dannes flere hormoner som opprettholder graviditeten. Nyrene avgir erytropoitin, hvis oksygentilførselen til nyrene skulle minske. Dette hormonet stimulerer knokkelmargen til å danne flere av de oksygenbærende røde blodlegemer. I huden produseres D-vitamin ved sollysbestråling. Hjertets forkamre danner også forskjellige, foreløpig ganske ukjente, stoffer, som reduserer virkningen av flere hormoner med væskedannende funksjoner.

Kjertlenes vekst

Fødsel