Disseksjon av hjerte. Naturfag 1 Vår 08. NN, Lene Dypvik og Øyvind Nilsen. 1 Innledning

Transkript

1 Disseksjon av hjerte Naturfag 1 Vår 08 NN, Lene Dypvik og Øyvind Nilsen 1 Innledning

2 Kroppen er et av de fineste maskinerier en kan tenke seg, samspillet mellom de ulike organene er nøye tilpasset. Barns tanker om hjertet og dets funksjon er nok stort sett knyttet til kjærlighet og følelser, at det faktisk er det viktigste organet for at vi skal kunne leve, vet de kanskje ikke like mye om. Ved å dissekere et grisehjerte som er anatomisk svært likt et menneskehjerte, og samtidig få forklart hvordan det fungerer, vil elevene få økt kunnskap om hvor viktig hjertet er og hvordan det fungerer. Et av målene i læreplanen (LK-06) for 7. årstrinn under kropp og helse er; at eleven skal kunne beskrive de viktigste organene i menneskekroppen og deres funksjoner. Disseksjonen ble gjennomført i undervisningen til Naturfag januar 2008, og er beskrevet i flere lærebøker, blant annet i aktivitetsdelen av læreboken for biologi VKI, ToBi. 2 Teori 2.1 Hjertet Hjertet er en hul muskel på størrelse med en knyttneve. 1 Denne muskelen har enorm kapasitet sammenlignet med andre muskler, helt fra fødselen av trekker den seg sammen mer enn 50 ganger i minuttet. Hjertet er delt inn i fire kamre, og hver halvdel består av et forkammer og et hjertekammer. Mellom hvert forkammer og hjertekammer er det seilklaffer som gjør at blodet kan pumpes den ene veien, men ikke tilbake igjen 2. Hjertet er som nevnt en muskel, og blodet pumpes ut i blodårene ved at muskelen trekker seg sammen og presser blodet ut i blodårene. Et hjerteslag har to faser; sammentrekningen, systolen, og fasen mellom hver sammentrekning, diastolen. 3 Hvis man lytter til hjerteslag i et stetoskop kan det høres ut som hjertet slår to ganger på hvert slag, i virkeligheten er det nerveknuter som styrer hjertets sammentrekninger, sinusknuten setter i gang sammentrekningen av hjertemuskelen og fører til at blodet presses fra forkamrene til hjertekamrene, deretter når impulsen atrioventrikulærknuten som forsinker kontraksjonen slik at hjertekamrene rekkes å fylles før 1 Hernes 2003: Dietrichs 2002:28

3 blodet pumpes videre ut i kroppen. 4 Bilde 2.1 Åpent hjerte med alle fire kamre Høyre forkammer Høyre hjertekammer Aorta Seilklaffer Venstre forkammer Venstre hjertekammer Foto: Øyvind Nilsen 2.2 Blodårer og blodtrykk Ute i kroppen fraktes blodet gjennom blodårer. Vi har mange forskjellige typer blodårer, etter hvor i kroppen de befinner seg, og hva de har til oppgave. Det oksygenrike blodet fra hjertet fraktes av arterier med høyt trykk. 5 På grunn av det høye trykket som kreves for å presse blodet ut til hele kroppen, er muskelvevet i venstre hjertehalvdel sterkere og tykkere enn i høyre halvdel (se bilde 2). Etter hvert deler arteriene seg til arterioler, disse frakter blodet til de minste blodårene i kroppen, nemlig kapillærene. 6 Dette er tynne hårrørsårer som vikler seg rundt de ulike organene våre. Kapillærene har svært tynne vegger, noe som gjør diffusjon gjennom åreveggen mulig. Diffusjon, i dette tilfellet av oksygen, går ut på at konsentrasjonen av oksygen i kapillærene er mye høyere enn i muskelcellen den er i kontakt med. Denne forskjellen utjevnes ved at oksygen tilfeldig flytter seg inn i muskelcellen 7, det betyr igjen at blodet som drar videre i kapillærene fra muskelcellene inneholder mindre oksygen. Når blodet kommer tilbake til hjertet sier vi at det er oksygenfattig siden oksygenkonsentrasjonen er ganske lav. Blodet kan bare ta opp en viss menge oksygen, selv om dette er trenbart i form Dietrichs 2002:27 6 Gjerset Hernes 2003:72

4 av at man kan øke konsentrasjonen av røde blodceller. I de røde blodcellene finnes proteinmolekyler som kalles hemoglobin, disse inneholder fire jernatomer som oksygen kan binde seg til. 8 Når det oksygenfattige blodet fra kapillærene skal fraktes tilbake til hjertet skjer det først i form av venyler med lavt trykk, og etter hvert som de nærmer seg hjertet blir de til vener som frakter blodet tilbake til hjertet. 9 Når man måler blodtrykket, er det trykket i blodårene som måles. Det systoliske trykket er trykket i blodårene når hjertet trekker seg sammen, mens det diastoliske trykket er trykket i blodårene når hjertet hviler. Forholdet mellom disse forteller oss om motstanden i de mindre arteriene 10. Hjertemuskelen har selv et stort behov for oksygenrikt blod, dette tilføres fra egne blodårer som omkranser hjertet. Disse blodårene kalles kransarterier 11. Bilde 2.2 Hjerte med kransarterier Høyre hjertehalvdel Venstre hjertehalvdel Kransarterier Foto: Øyvind Nilsen 2.3 Kretsløpene Kroppen består av 11 ulike organsystemer 12, sirkulasjonssystemet er et av disse. Dette organsystemet omfatter blodomløpet og hjertemuskelen. Samspillet mellom kretsløpssystemet og respirasjonssystemet er en forutsetning for å frakte oksygen til muskler i 8 Hernes 2003:111 9 Gjerset Hernes 2003: Dietrichs, E. 2002:12

5 hele kroppen. Kretsløpssystemet frakter blodet rundt i kroppen via det store og det lille kretsløpet. Det lille kretsløpet har som oppgave å tilføre oksygen til blodet, og det går fra hjertets høyre hjertekammer hvor oksygenfattig blod pumpes til lungene og oksygen diffunderer fra alveolene i lungene til de røde blodlegemene i blodet i kapillærene og fester seg på hemoglobinet før blodet fraktes tilbake til hjertets venstre forkammer. Det store kretskløpet har som oppgave å frakte oksygenrikt blod ut til alle organene i kroppen. Det skjer ved at oksygenrikt blod pumpes ut fra venstre hjertekammer gjennom hovedarterien aorta, ut til kroppens organer, før det returnerer gjennom venene til høyre forkammer. 13 Figur 2.1 Hjertekretsløpene 3 Materiell og metode 3.1 Utstyr Denne øvelsen krever at man har tilgang til grisehjerter, skalpell, gummihansker og avispapir. Grisehjerter kan man få ved å kontakte en lokal slakter, det kan imidlertid være lurt å informere om at hjertene skal brukes til disseksjon og at det av denne årsak er fint at de er i så bra stand som mulig, og at noe av aorta er igjen/"stikker ut". 3.2 Fremgangsmåte Gjennomføring I forkant av selve disseksjonen gikk vi teoretisk gjennom hjertets oppbygning og fysiologi, det store og det lille kretsløpet, blodet og blodårer (se teoridelen). Vi fikk også utdelt et ark der det sto hva vi skulle lete etter under disseksjonen; 13

6 Studere hjertets utside Finne kransearteriene Lage snitt i hjertet slik at alle fire kamrene kunne sees Finne klaffene mellom de forskjellige kamrene Se hvordan blodet går gjennom hjertet Studere tykkelsen ved venstre hjertekammer, hvorfor er muskelveggen tykkere her? Foto: Øyvind Nilsen Gjennomgangen gjorde at vi hadde en viss anelse om hva vi så etter, og hvor ting var i forhold til hverandre. Etter gjennomgangen fikk vi utdelt et hjerte som vi la på avispapiret for å hindre søl før vi begynte å undersøke det Risikovurdering Elevene skal i dette forsøket bruke skalpeller, og det vil være lurt å ta noen forhåndsregler i forhold til bruken av disse. Også om hvordan skalpellene rengjøres, og hvor de skal plasseres etter bruk. Skalpeller burde ikke ligge og slenge rundt. Enkelte elever kan få en reaksjon ved synet av blod, og i verste fall svime av. Dette er noe man bør være obs på, spesielt hvis man vet om elever som kan være i faresonen. 4 Resultater Under dissekeringen var vi i stand til å lokalisere de ulike delene av hjertet. Vi fant alle fire hjertekamre, seilklaffer, utgangen til aorta, kransarteriene (se bilde 1 og 2). Vi observerte også at muskelvevet i den venstre hjertehalvdelen var tykkere enn i den høyre halvdelen. Vi tok bilder av funnene våre etter hvert som vi kom over dem. Det kunne til tider være vanskelig å orientere seg i hjertet for å ta gode bilder. Grunnen til det, var at slakteren hadde fjernet alle ytre deler av aorta og nesten hadde delt hjertet i to. Vi måtte derfor holde eller plassere det på en spesiell måte da vi skulle ta bilde.

7 Bilde 4.1 Hjertet sett ovenfra Bilde 4.2 Åpent hjerte med seilklaff Utgangen til aorta Seilklaff Foto: Øyvind Nilsen Foto: Øyvind Nilsen Siden hjertet vi fikk utdelt var veldig oppkuttet, hadde vi ikke mulighet til å forsøke å sende vann gjennom det. Vi kunne likevel studere hvordan blodet går gjennom hjertet, og se for oss kretsløpene. 5 Drøfting 5.1 Naturfagvitenskapelig drøfting Når man leser teoristoff om ulike emner kan det være vanskelig å forestille seg hvordan det ser ut i praksis, dette gjelder i stor grad også hjertet. Hensikten med dette forsøket var derfor å bli kjent med hjertet og dets oppbygning, i tillegg til kunnskap om hjertekretsløpene. Det er selvsagt viktig med den teoretiske bakgrunnen slik at man vet noenlunde hva det er man ser etter. For eksempel er det nødvendig å vite at man har ulike kamre i hjertet og de to kamrene på hver side er skilt ved hjelp av klaffer, hvis man skal være i stand til å finne og undersøke disse. Selve snittingen med skalpellet er da avgjørende for hvor mye man klarer å finne, hvis man kutter for mye vil det ikke være mulig å finne de ulike delene. Under dette forsøket var vi i stand til å finne alle de aktuelle delene på tross av at det var kuttet en del i før vi begynte. Seilklaffene fikk vi veldig fint frem, og til dels også de ulike hjertekamrene. Det kan nok være enklere å finne og beskrive de delene av hjertet man kan se på utsiden uten å kutte i det, f eks. kransearteriene og utgangen til aorta. Kranseartereine fant vi lett, mens utgangen til aorta var delvis fjernet av slakteren. Det er et viktig poeng at det er menneskekroppen barna skal bli kjent med, og det at grisehjertet da er anatomisk likt menneskehjertet er en forutsetning for at forsøket skal ha noen hensikt.

8 5.2 Naturfagdidaktisk drøfting Dette er nok et forsøk elevene enten synes er kjempespennende og morsomt, eller absolutt ikke har lyst til å gjøre. De fleste synes nok det er interessant å få lov til å kutte i et ordentlig hjerte, og at dette igjen øker lysten til å lære hvordan det faktisk fungerer. Andre igjen kan synes det er ekkelt og skummelt, eller at de ikke tåler synet av blod. Det er da viktig å legge til rette for at alle som har lyst, får prøve seg med skalpellet, men at de som ikke har lyst eller tørr, blir inkludert ved å se på. En måte å tilpasse dette på er å gi ulike oppgaver til alle i gruppene. Noen kan for eksempel notere ned funn, ta bilder eller tegne. Hvis noen absolutt ikke tåler synet av blod kan de få en annen oppgave. Man kan ta i bruk flere tilleggsoppgaver for å bidra til økt læring, en gunstig vri kan være å be elevene selv om å tegne hjertet og kretsløpene. De kan så sette navn på hjertets ulike deler og forklare kretsløpene til hverandre. Gruppene burde ikke være for store slik at alle kan få bidratt, og for at elevene skal kunne dele kunnskap med hverandre. Men dette avhenger så klart av rammevilkår som hvor mange hjerter man har tilgjengelig og hvor stor elevgruppen er. Det er viktig at elevene blir gitt den nødvendige forkunnskap for best mulig utbytte av forsøket, hvis hjertet bare blir plassert foran dem uten spesielle retningslinjer skjønner de neppe så mye av det de ser. Å slippe elevene løs med skalpellet uten en gitt framgangsmåte i slike forsøk krever høy forkunnskap. Dette forsøket har en frihetsgrad lik 0 etter Anderssons skala. 14 Problemstilling, framgangsmåte og resultat er gitt. Det kan likevel diskuteres om resultatet er gitt ettersom grupper kan ende opp med å ikke finne enkelte deler. På den andre siden vil læreren vil gå rundt å vise elevene når dem ikke finner noe. Fremgangsmåten er så detaljert at elevene vet hva dem skal finne. 6 Konklusjon Dette er etter vår oppfatning et spennende og bra forsøk, og ikke minst; det engasjerte oss. Vi kan derfor anta at det også vil engasjere elevene. Det eneste negative vi kan nevne er at slakteren nesten hadde kuttet hjertet i to før vi fikk begynne å arbeide med det, noe som gjorde det litt vanskelig å finne alle delene, spesielt aorta som var kuttet helt vekk. Likevel føler vi at målene med forsøket ble oppnådd, vi lærte både om hvordan hjertet så ut og om 14 Marion, P. 1994:8

9 hvordan det er bygd opp. Det er viktig å huske på at det er skarpe redskaper vi bruker, og at sjansen for kutt og småskader er tilstede. Derfor kan det være lurt å ha lett førstehjelpsutstyr tilgjengelig, samt at man hele veien er obs på at elevene er forsiktige og seriøse.

10 7 Kildeliste Alle fotografier: Øyvind Nilsen Anonym (udatert) Hjertet. Nedlastet fra: Anonym (udatert) Blodtrykk. Nedlastet fra: Anonym (udatert) Hjerteklaffe. Nedlastet fra: Dietrichs, E., P. Hurlen og K. C. Toverud (2002) Den forunderlige kroppen, Gyldendal undervisning, 4. utgave Figur 2.1: Lene Dypvik Gjerset, A., Haugen, K. og Holmstad, Per (2006) Treningslære, Gyldendal forlag, 3. utgave Hernes, K. og K. E. Skaring (2003), ToBi, Gyldendal forlag, 2. utgave Marion, P. (1994) Feltarbeid i skolen. Biologi