Flag of the United Kingdom
Andreas Rejbrands webbplats

Aktuellt

Aktionspotentialer och mekanismen för muskelkontraktion

För att förstå universum behövs så klart fysik. För att förstå de ämnen och material som finns i universum, t.ex. på jorden, behövs kemi. För att förstå jordens biosfär (som präglar hela planeten!) behövs organisk kemi, biokemi och cellbiologi med nyckelingredienser som DNA, proteiner, genetik och evolution.

Givet en grundförståelse för livet på jorden i största allmänhet, enligt ovan, vad krävs för att förstå Animalia?

Tänk dig en utomjording som kommer till jorden för första gången. Troligtvis skulle vederbörande först och främst fascinerad av djuren, som verkar vara de allra ”coolaste” livsformerna: de är stora, har förmåga att ändra form och förflytta sig snabbt och effektivt, inhämta information från omgivningen, bearbeta denna (även med tecken på hög intelligens) och anpassa sina handlingar efter inhämtad data. Och vad är grunden för detta: jo, nervsystemet och skelettmusklerna. Och vad är grunden för hela nervsystemet: jo, membranpotential och aktionspotentialer. Därför tycker jag att aktionspotentialer och mekanismen för muskelkontraktion är bland det mest fundamentala när det gäller att förstå Animalia. (Men självklart är andra system, såsom cirkulationssystemet och det endokrina systemet, också av avgörande vikt. Dessa system är dock i högre omfattning bekanta för de flesta sedan grund- och gymnasieskolan.)

Det är dessutom så att dessa två moment behövs för att förstå nästan alla organsystem i (t.ex.) människokroppen. Förutom skelettmusklerna har vi också (glatt) muskulatur genom (nästan) hela matspjälkningskanalen och i blodkärlens väggar, hjärtat är en muskel och andningen sker med hjälp av muskler, bara för att nämna några exempel. I ännu högre omfattning är neurofysiologin (membranpotential, aktionspotentialer, nervledning, …) en nödvändig ingrediens i förståelsen för nästan varje del av kroppen eftersom motoriska och sensoriska nerver förekommer i princip överallt och i mängder av olika sammanhang. Kunskap om koncentrationsskillnader mellan cytosol och vävnadsvätska och om membranpotentialen, som är grunden för neurofysiologin, krävs också för att förstå grundläggande cellulära transportmekanismer, i synnerhet sekundär aktiv transport (typexempel: natriumsymportern som tar upp glukos från tarmen).

Det är sålunda föga förvånande att de flesta läroböcker i fysiologi tar upp membranpotential, aktionspotentialer, den neuromuskulära synapsen och mekanismer för muskelkontraktion tidigt eller väldigt tidigt, i de första kapitlen. Notera att detta förfarande även på ett mycket naturligt sätt introducerar den kemiska synapsen.

Detta upplägg, som t.ex. följs av Sand et al. och Guyton–Hall, tycker jag om.

Dels får läsaren tidigt lära sig om nervledning och muskelkontraktion, två av de mest fundamentala fenomenen hos människokroppen, dels kommer läsaren under resten av boken – i kapitlen om matspjälkningssystemet, cirkulationssystemet och så vidare – att verkligen förstå exakt hur saker fungerar, ända ner på cellulär och molekylär nivå.

En av de saker jag inte tycker om med läkarprogrammet i Linköping är att de missar att tidigt introducera enkel neurofysiologi och muskel­kontraktions­mekanismer. Faktiskt kommer momentet med aktionspotentialer allra sist under första läsåret, och muskelkontraktionen får nästan ingen tid alls i rampljuset.

Detta tycker jag är fel. Under första terminen behandlades matspjälkningssystemet, och då spelar den glatta muskulaturen i GI-kanalen en framträdande roll. Om jag inte hade kunnat fysiologi sedan tidigare, hade jag tyckt att det var tråkigt att inte förstå hur musklerna faktiskt fungerar. Hade jag sedan i läroböckerna stött på diskussioner om GI-kanalens pacemakerceller hade jag inte förstått något alls och blivit stressad, frustrerad och kanske tappat motivationen/intresset. Om man i stället kan membran- och nervfysiologi och muskelkontraktion sedan tidigare kommer man troligtvis i stället att tycka att det är kul att ha ”koll på läget” och också få se praktiska exempel på dessa grundläggande fenomen.

Sedan kommer vi ner i tunntarmen, där det är dags för absorption av näringsämnen, och sekundär aktiv transport kommer in i bilden. Samma sak gäller här: själv hade jag blivit frustrerad, nedstämd och stressad av att inte förstå de begrepp som man tydligen ”måste” förstå innan man läser om matspjälkningen. Å andra sidan, om man kan sina cellulära transportmekanismer så är det bara roligt att ha ”koll på läget” och se praktiska exempel på dem.

Det finns fler exempel från första terminen, men det blir ännu värre under andra terminen. Introduktionen till hjärtat och cirkulationssystemet gavs nu utan att studenterna kunde något om aktionspotentialer och muskelkontraktion. Och det är naturligtvis fullkomligt omöjligt att förstå hjärtats funktion med sinusknutan, AV-knutan, His bunt, purkinjefibrerna och hjärtmuskelcellerna utan att först vara förtrogen med membranfysiologi, aktionspotentialer och mekanismen för hjärtmuskelkontraktion. Hade jag inte kunnat detta sedan tidigare, hade jag tyckt att det var lite tråkigt att jag inte alls förstod hur saker och ting fungerade i grunden, och hade jag dessutom öppnat någon fysiologilärobok och sett hur mycket fundamental kunskap det faktiskt var som jag saknade, hade jag blivit mycket frustrerad och stressad.

(Nu kunde jag fysiologin långt innan jag började på läkarprogrammet, men blev ändå frustrerad och stressad, eftersom jag tyckte att utbildningen var upplagd på ”fel” sätt.)

Sedan har vi glatt muskulatur i blodkärlens väggar, och autonoma nervfibrer innerverar hjärta och blodkärl. Andningen styrs från centra i hjärnstammen och vi har kemo-, baro- och osmoreceptorer i kroppen, vilket diskuterades under terminen. Återigen: åtminstone jag hade blivit väldigt frustrerad om jag fått läsa om det här utan att först ha lärt mig hur nervceller faktiskt fungerar. Argumentet ”det är inte viktigt just nu” köper jag inte, eftersom studenterna ändå kommer att stöta på begrepp såsom ”aktionspotential” i litteraturen som de ändå måste läsa. Om man kan göra studierna antingen roliga och behagliga eller frustrerande och stressande för studenterna, tycker jag att man som utbildningsansvarig skall välja det förra.

Neurofysiologin kom alltså alldeles för sent första året. Ämnet presenterades under två föreläsningar som hölls av två olika föreläsare: den enda pratade om membranpotential och aktionspotentialer och den andra pratade om synapser. Båda föreläsningarna var bra, men ingen av dem nämnde något om hur nervsignaler faktiskt leds i nervfibrer (axoner), som ju kan vara över en meter långa. Denna ”detalj” är förstås extremt viktig, och borde ha nämnts av någon av föreläsarna. Beträffande muskelkontraktionen var det ännu värre: Så vitt jag förstår framhävdes mekanismen för muskelkontraktion inte alls under någon föreläsning, vilket är mycket underligt. Icke desto mindre utgår jag ifrån att kontraktionsmekanismen i skelettmuskelceller ingår under året – något annat vore tragiskt.

Däremot verkar glatt muskulatur inte alls ”ingå” rent formellt under första året, vilket jag tycker är tråkigt. Jag tycker att man bör lära sig hur glatt muskulatur och hjärtmuskulatur fungerar i samband med (eller direkt efter) skelettmuskulaturen, så att man kan jämföra dessa olika typer av muskler, och identifiera likheter och skillnader. Dessutom utgör glatt muskulatur givetvis en mycket fundamental del av kroppen – i synnerhet i de organsystem som diskuteras under första året – så deras funktion borde vara en självklar del av första året.

Värt att påpeka är att de genomgångar jag tycker borde ha kommit väldigt tidigt i utbildningen inte alls är tidskrävande eller särdeles svåra. Kan man t.ex. skelettmuskelcellernas funktion så tar det inte mer än någon minut att förklara hur glatt muskulatur skiljer sig från skelettmuskulatur.

I största allmänhet tycker jag att läkarprogrammet under första året kunde ha varit bättre på att förmedla den stora helheten inom fysiologin. Ytterligare ett exempel på detta är behandlingen av det autonoma nervsystemet, som nästan bara nämns i samband med effekter på enskilda organ (t.ex. hjärtat). Att bara kortfattat förklara var de autonoma nerverna utgår från CNS och hur systemet är uppbyggt med pre- och postganglionära celler (inklusive de olika neuro­transmittorerna och receptorerna) skulle ge så mycket för studenterna (gissar jag), och skulle ta så lite tid i anspråk.

Andra områden som jag tycker åtminstone borde ha introducerats under första året är zona fasciculata och ACTH–kortisol-systemet, endokrina pankreas (i samband med matspjälkningen och metabolismen) samt paratyreoidea och PTH. Att sammanfatta de tre effekterna av PTH tar knappt en minut. När jag väl tänker efter vore det också trevligt med en kort beskrivning av corpus pineale och melatonin i samband med endokrinologin, för fullständighetens skull. Angående sinnesorganen så ingick känsel och nociception. Helst hade jag också sett att syn, hörsel, smak och lukt hade ingått efter neurotemat, där det hade passat perfekt. Detta hade tagit fyra ”basgrupper”, d.v.s. två veckor, i anspråk, med utbildningens PBL-modell. I samband med örat och hörseln hade man också kunnat introducera balansorganen, d.v.s. båggångarna och otolitorganen.

Läkarutbildningen vid Linköpings universitet är som bekant PBL-baserad (d.v.s. speciellt anpassad för … små barn med motivations- och inlärningssvårigheter?) och dessutom är inte fysiologin, anatomin, histologin o.s.v. förpackade i separata kurser, utan i stället är specifika organsystem förpackade i olika ”kurser” (så att man t.ex. läser hjärtats fysiologi, anatomi och histologi tillsammans vid ett tillfälle, och sedan byter organsystem). Jag misstänker att de problem i utbildningen som jag påpekar ovan faktiskt skulle minska ifall utbildningen var mer klassisk, d.v.s. utan PBL-trams och med en fysiologikurs, en anatomikurs, en histologikurs o.s.v. Framför allt ”en fysiologikurs” (gärna ledd av en och samma lärare med stort engagemang för ämnet och stor pedagogisk skicklighet) låter som något bra när det gäller möjligheten att ge en god helhetsbild av kroppens normala funktion.

(För personer som liknar mig är i och för sig föreläsningarnas upplägg inte avgörande, eftersom jag ändå lär mig bäst genom att läsa välskrivna läroböcker från pärm till pärm, d.v.s. på rätt sätt, så jag får läsa allt i rätt ordning. Tyvärr främjar PBL-metodiken ett mer hoppande (felaktigt, olämpligt) läsande i böcker. Jag är på ett sätt väldigt glad att jag kunde fysiologi innan jag började på läkarprogrammet; annars hade jag blivit mycket stressad och frustrerad över upplägget. I praktiken hade jag löst det problemet genom att före terminsstart eller så snart som möjligt läsa igenom läroböckerna från pärm till pärm. I sådana fall hade obligatoriska moment såsom ”basgrupper” bara stört mig i min inlärningsprocess.)

Nåja, i vilket fall som helst hade en tidig och tillfredsställande introduktion till grundläggande neurofysiologi och mekanismerna för muskelkontraktion (med tillbehör) suttit fint.

Anmärkning: Den här artikeln är skriven med grundvetenskapliga glasögon.


Visa alla tidigare notiser.

Visa enbart de senaste notiserna.