1.4 Lífsskilyrði mannsins

1.4 Lífsskilyrði mannsins

Menn hafa aðlagast lífi á jörðinni í að minnsta kosti 200,000 ár. Jörðin og lofthjúpur hennar hafa séð okkur fyrir lofti til að anda, vatni til að drekka og fæðu til að borða, en þetta eru ekki einu lífsskilyrðin. Þótt þú leiðir sjaldan hugann að því getur þú heldur ekki lifað utan ákveðins hitastigs- og þrýstingsbils sem yfirborð reikistjörnunnar og lofthjúpur hennar skapa. Í næstu köflum er fjallað um þessi fjögur lífsskilyrði.

Súrefni

Loftið í andrúmsloftinu inniheldur aðeins um 20 prósent súrefni, en súrefnið er lykilþáttur í þeim efnahvörfum sem halda líkamanum á lífi, þar á meðal hvörfunum sem mynda ATP. Heilafrumur eru sérstaklega viðkvæmar fyrir súrefnisskorti vegna þess að þær þurfa mikla og stöðuga myndun ATP. Líklegt er að heilaskemmdir verði innan fimm mínútna án súrefnis og að dauði verði innan tíu mínútna.

Næringarefni

Hugtakið næringarefni vísar til efnis í mat og drykk sem er nauðsynlegt fyrir lífsafkomu mannsins. Þrír grunnflokkar næringarefna eru vatn; orkugefandi næringarefni og byggingarefni; og örnæringarefni (vítamín og steinefni).

Mikilvægasta næringarefnið er vatn. Eftir umhverfishita og heilsufari getum við ef til vill aðeins lifað í fáeina daga án vatns. Þau efni sem líkaminn notar til starfsemi sinnar eru leyst upp og flutt í vatni og efnahvörf lífsins fara fram í vatni. Vatn er auk þess stærsti efnisþáttur frumna, blóðs og vökvans milli frumna og er um 70 prósent af líkamsmassa fullorðins einstaklings. Vatn hjálpar einnig til við að stjórna innri líkamshita og dempar högg, verndar og smyr liði og margar aðrar byggingar líkamans.

Orkugefandi næringarefnin eru einkum kolvetni og lípíð, en prótín sjá aðallega fyrir amínósýrum sem eru byggingarefni líkamans sjálfs. Þú færð þessi efni úr mat og drykk úr jurta- og dýraríkinu og meltingarkerfið brýtur þau niður í sameindir sem eru nógu smáar til að frásogast. Síðan er hægt að nýta niðurbrotsefni kolvetna og lípíða í efnaskiptaferlum sem umbreyta þeim í ATP. Þótt þér kunni að finnast þú vera að svelta eftir að hafa sleppt einni máltíð getur þú lifað án inntöku orkugefandi næringarefna í nokkrar vikur hið minnsta.

Vatn og orkugefandi næringarefni eru einnig kölluð stórnæringarefni vegna þess að líkaminn þarf mikið magn af þeim. Örnæringarefni eru hins vegar vítamín og steinefni. Þessi frumefni og efnasambönd taka þátt í mörgum nauðsynlegum efnahvörfum og ferlum, svo sem taugaboðum, og sum þeirra, til dæmis kalsíum, eiga einnig þátt í byggingu líkamans. Líkaminn getur geymt sum örnæringarefni í vefjum sínum og nýtt þann forða ef þú færð þau ekki úr fæðunni í nokkra daga eða vikur. Önnur örnæringarefni, svo sem C-vítamín og flest B-vítamín, eru vatnsleysanleg og ekki er hægt að geyma þau. Því þarftu að neyta þeirra daglega eða annan hvern dag.

Þröngt hitastigsbil

Þú hefur líklega séð fréttir af íþróttafólki sem lést af völdum hitaslags eða göngufólki sem lést eftir að hafa orðið fyrir miklum kulda. Slík dauðsföll eiga sér stað vegna þess að efnahvörfin sem líkaminn er háður geta aðeins farið fram á þröngu bili líkamshita, frá því rétt undir 37°C (98.6°F) og upp í rétt yfir það hitastig. Þegar líkamshitinn hækkar langt yfir eða fellur langt undir eðlilegt gildi glata ákveðin prótín (ensím), sem auðvelda efnahvörf, eðlilegri byggingu sinni og starfshæfni og efnahvörf efnaskiptanna geta ekki haldið áfram.

Líkaminn getur einnig brugðist vel við þegar hann verður fyrir kulda í skamman tíma. Eitt viðbragð við kulda er skjálfti, það er ósjálfráðar vöðvahreyfingar sem mynda hita. Annað viðbragð er aukið niðurbrot geymdra orkuefna til að mynda hita. Þegar þessi orkuforði tæmist og kjarnhiti líkamans fer að lækka verulega missa rauðkorn hins vegar hæfnina til að losa súrefni og heilinn fær þá ekki þennan nauðsynlega þátt í myndun ATP. Súrefnisskorturinn getur valdið rugli, sleni og að lokum meðvitundarleysi og dauða. Líkaminn bregst við kulda með því að draga úr blóðrás til útlima, handa og fóta, svo blóðið kólni ekki þar og miðhluti líkamans geti haldist heitur. Jafnvel þótt kjarnhiti líkamans haldist stöðugur geta vefir sem verða fyrir miklum kulda, einkum í fingrum og tám, orðið fyrir kali þegar blóðflæði til útlima hefur minnkað verulega. Þessar vefjaskemmdir geta orðið varanlegar og leitt til branddreps sem krefst aflimunar á skaddaða svæðinu.

Þröngt loftþrýstingsbil

Þrýstingur er kraftur sem efni beitir á annað efni sem það snertir. Loftþrýstingur er þrýstingur frá blöndu lofttegunda (aðallega niturs og súrefnis) í lofthjúpi jarðar. Þótt þú finnir ekki fyrir því þrýstir loftþrýstingurinn stöðugt á líkama þinn. Þessi þrýstingur heldur lofttegundum í líkamanum, svo sem nitri í líkamsvökvum, uppleystum. Ef þér væri skyndilega kastað út úr geimfari fyrir utan lofthjúp jarðar færir þú úr umhverfi með eðlilegum þrýstingi í umhverfi með mjög lágum þrýstingi. Þrýstingur nitursins í blóðinu yrði þá mun meiri en þrýstingur nitursins í geimnum umhverfis líkamann. Nitrið í blóðinu myndi því þenjast út og mynda loftbólur sem gætu stíflað æðar og jafnvel rofið frumur.

Hreyfiþrýstingur líkamsvökva er einnig mikilvægur fyrir lífsafkomu mannsins. Blóðþrýstingur er til dæmis sá þrýstingur sem blóðið beitir þegar það flæðir um æðar. Hann verður að vera nægilega mikill til að blóðið nái til allra vefja líkamans en jafnframt nægilega lítill til að viðkvæmar æðarnar þoli núning og kraft hins púlsandi blóðflæðis undir þrýstingi.