11 Inngangur að mannslíkamanum

1.3 Lífsstarfsemi mannsins

Námsmarkmið

Að þessum hluta loknum munt þú geta gert eftirfarandi:

útskýrt hvers vegna skipulag er mikilvægt fyrir starfsemi mannsins sem lífveru
greint á milli efnaskipta, uppbyggingar og niðurbrots
nefnt að minnsta kosti tvö dæmi um svörun og hreyfingu hjá mönnum
borið saman vöxt, frumusérhæfingu og æxlun og greint muninn þar á

Hin ólíku líffærakerfi hafa hvert sína starfsemi og gegna því sérstökum hlutverkum í lífeðlisfræði líkamans. Þessa fjölbreyttu starfsemi má draga saman í nokkra þætti sem telja má einkennandi fyrir mannslífið: skipulag, efnaskipti, svörun, hreyfingu, þroska og æxlun.

Skipulag

Mannslíkaminn samanstendur af billjónum frumna sem mynda vel afmörkuð innri rými. Þessi rými halda líkamsfrumum aðskildum frá hættum í ytra umhverfi og sjá til þess að frumurnar haldist rakar og fái næringu. Þau skilja einnig innri líkamsvökva frá óteljandi örverum sem vaxa á yfirborði líkamans, þar á meðal á þekju sumra ganga sem tengjast ytra yfirborði hans. Í þörmunum eru til dæmis fleiri bakteríufrumur en samanlagður fjöldi mannafrumna í líkamanum. Þessar bakteríur teljast engu að síður vera utan líkamans og mega ekki berast óhindrað inn í hann.

Frumur hafa til dæmis frumuhimnu, einnig nefnda plasmahimnu, sem skilur innanfrumuumhverfið, það er vökva og frumulíffæri, frá utanfrumuumhverfinu. Æðar halda blóðinu innan lokaðs blóðrásarkerfis og taugar og vöðvar eru umlukin bandvefsslíðrum sem skilja þau frá nærliggjandi byggingum. Í brjóst- og kviðarholi skilja ýmsar innri himnur meginlíffæri, svo sem lungu, hjarta og nýru, hvert frá öðru.

Húðkerfið er stærsta líffærakerfi líkamans. Til þess teljast húðin og tengdar byggingar á borð við hár og neglur. Yfirborðsvefur húðarinnar myndar hindrun sem ver innri byggingar og vökva gegn hugsanlega skaðlegum örverum og öðrum eiturefnum.

Efnaskipti

Fyrsta lögmál varmafræðinnar kveður á um að hvorki sé hægt að skapa orku né eyða henni. Orka getur aðeins breyst úr einu formi í annað. Grundvallarhlutverk þitt sem lífveru er að taka inn orku og sameindir með fæðunni, umbreyta hluta þeirra í eldsneyti fyrir hreyfingu, viðhalda líkamsstarfsemi og byggja upp og viðhalda byggingum líkamans. Tvenns konar efnahvörf gera þetta mögulegt: uppbygging og niðurbrot.

Uppbygging er ferlið þar sem minni og einfaldari sameindir sameinast í stærri og flóknari efni. Með því að nýta orku getur líkaminn myndað þau flóknu efni sem hann þarfnast úr smáum sameindum sem fást úr fæðunni.
Niðurbrot er ferlið þar sem stærri og flóknari efni eru brotin niður í minni og einfaldari sameindir. Við niðurbrot losnar orka. Flóknu sameindirnar í fæðunni eru brotnar niður svo líkaminn geti nýtt hluta þeirra til að mynda þær byggingar og þau efni sem nauðsynleg eru fyrir líf.

Saman kallast þessi tvö ferli efnaskipti. Efnaskipti ná yfir öll uppbyggingar- og niðurbrotshvörf sem eiga sér stað í líkamanum (mynd 1.6). Bæði uppbygging og niðurbrot eiga sér stað samtímis og stöðugt og halda þér á lífi.

Skýringarmyndin sýnir hvernig fæða berst inn í frumu og brotnar þar niður í smærri agnir í mismunandi litum. Þetta er niðurbrot og við það losnar orka. Við uppbyggingu sameinast agnirnar í mismunandi litum og mynda stærri, marglitar byggingar. Uppbygging krefst orkuinntaks. — **Mynd 1.6.** Uppbyggingarhvörf byggja upp efni og krefjast orku. Niðurbrotshvörf brjóta efni niður og losa orku. Efnaskipti ná bæði til uppbyggingar- og niðurbrotshvarfa.

Sérhver fruma líkamans notar efnasambandið adenósínþrífosfat (ATP) til að geyma og losa orku. Fruman geymir orku við myndun ATP, sem er uppbygging, og flytur síðan ATP-sameindirnar þangað sem orku er þörf til að knýja frumustarfsemi. ATP er þá brotið niður, sem er niðurbrot, og ákveðið magn orku losnar með stýrðum hætti. Fruman notar orkuna til að sinna tilteknu hlutverki.

Svörun

Svörun er hæfni lífveru til að laga sig að breytingum í innra og ytra umhverfi sínu. Dæmi um svörun við ytra áreiti er að hreyfa sig í átt að uppsprettum fæðu og vatns en frá hættum sem lífveran skynjar. Breytingar í innra umhverfi lífveru, svo sem hækkaður líkamshiti, geta kallað fram svitamyndun og æðavíkkun í húð til að lækka líkamshitann, eins og hlaupararnir á mynd 1.7 sýna.

Hreyfing

Hreyfing hjá mönnum nær ekki aðeins til hreyfinga í liðum líkamans heldur einnig til hreyfingar einstakra líffæra og jafnvel einstakra frumna. Á meðan þú lest þessi orð ferðast rauðkorn og hvítkorn um líkamann, vöðvafrumur dragast saman og slakna til að viðhalda líkamsstöðu og skerpa sjónina og kirtlar seyta efnum sem stýra líkamsstarfsemi. Líkaminn samhæfir virkni heilla vöðvahópa svo þú getir flutt loft inn í og út úr lungunum, dælt blóði um líkamann og knúið fæðuna sem þú hefur borðað áfram eftir meltingarveginum. Meðvitað spennir þú að sjálfsögðu beinagrindarvöðvana til að hreyfa bein líkamans og komast á milli staða (eins og hlaupararnir á mynd 1.7) og til að sinna öllum athöfnum daglegs lífs.

Ljósmyndin sýnir þrjá unga karla sem taka þátt í maraþonhlaupi. — **Mynd 1.7.** Hlauparar sýna tvö einkenni lífsstarfsemi mannsins: svörun og hreyfingu. Líffærafræðilegar byggingar og lífeðlisfræðileg ferli gera hlaupurum kleift að samhæfa virkni vöðvahópa og svitna þegar innri líkamshiti hækkar. (ljósmynd: Phil Roeder/Flickr)

Þroski, vöxtur og æxlun

Þroski nær til allra breytinga sem verða á líkamanum á lífsleiðinni. Til þroska telst frumusérhæfing, þar sem ósérhæfðar frumur sérhæfast að byggingu og starfsemi til að sinna ákveðnum verkefnum í líkamanum. Til þroska teljast einnig vöxtur og viðgerð, en hvort tveggja felur í sér frumusérhæfingu.

Vöxtur er aukning á líkamsstærð. Menn, eins og allar fjölfruma lífverur, vaxa með því að fjölga frumum, auka magn efnis utan frumna, svo sem steinefnaútfellinga í beinum, og, innan mjög þröngra marka, stækka frumurnar sem fyrir eru.

Æxlun er ferlið þar sem ein eða fleiri lífverur mynda nýja lífveru. Hjá mönnum fer æxlun fram fyrir tilstilli æxlunarkerfa karla og kvenna. Þar sem allar flóknar lífverur deyja að lokum myndu ættir þeirra deyja út án æxlunar.