11 Inngangur að mannslíkamanum

1.2 Skipulagsstig mannslíkamans

Námsmarkmið

Að þessum hluta loknum munt þú geta gert eftirfarandi:

lýst gerð mannslíkamans út frá sex skipulagsstigum
talið upp ellefu líffærakerfi mannslíkamans og tilgreint að minnsta kosti eitt líffæri og eitt meginhlutverk hvers kerfis

Áður en þú tekur til við að rannsaka mismunandi byggingu og starfsemi mannslíkamans er gagnlegt að skoða grunnskipulag hans, það er hvernig smæstu hlutar hans raðast saman í stærri heildir. Hentugt er að skoða byggingu líkamans eftir grundvallarskipulagsstigum sem verða sífellt flóknari: öreindir, frumeindir, sameindir, frumulíffæri, frumur, vefir, líffæri, líffærakerfi, lífverur og lífhvolf (mynd 1.3).

Þessi skýringarmynd sýnir líffræðilegt skipulag sem píramída. Efnafræðilega stigið er efst í píramídanum. Þar tengjast frumeindir og mynda sameindir með þrívíddarbyggingu. Dæmið sýnir tvær hvítar vetnisfrumeindir sem tengjast rauðri súrefnisfrumeind og mynda vatn. Næst fyrir neðan er frumustigið, sýnt með langri, mjókkandi sléttvöðvafrumu. Á þessu stigi sameinast ýmsar sameindir og mynda vökvann og frumulíffærin inni í líkamsfrumu. Næst fyrir neðan er vefjastigið. Hópur svipaðra frumna myndar líkamsvef. Dæmið sýnir sneið af sléttvöðvavef sem inniheldur margar sléttvöðvafrumur þétt saman hlið við hlið. Næst fyrir neðan er líffærastigið, sýnt með þvagblöðru og þvagrás. Í þvagblöðrunni er sléttur vöðvi en í þvagrásinni er beinagrindarvöðvi. Hvort tveggja er dæmi um vöðvavef. Næst fyrir neðan er líffærakerfastigið, sýnt með öllu þvagkerfinu, sem samanstendur af nýrum, þvagleiðurum, þvagblöðru og þvagrás. Á þessu stigi vinna tvö eða fleiri líffæri náið saman að starfsemi líffærakerfis. Neðst í píramídanum er lífverustigið, sýnt með konu sem drekkur vatn. Á þessu stigi vinna mörg líffærakerfi saman í samræmi og sinna starfsemi sjálfstæðrar lífveru. — **Mynd 1.3.** Oft er fjallað um skipulag líkamans á sex aðskildum stigum með vaxandi flækjustigi, frá smæstu efnafræðilegu byggingareiningunum til einstakrar mannveru.

Skipulagsstigin

Til að rannsaka efnafræðilegt skipulagsstig beina vísindamenn sjónum að einföldustu byggingareiningum efnis: öreindum, frumeindum og sameindum. Allt efni í alheiminum er gert úr einu eða fleiri tilteknum hreinum efnum sem kallast frumefni. Kunn dæmi eru vetni, súrefni, kolefni, köfnunarefni, kalsíum og járn. Minnsta eining hvers þessara hreinu efna, frumefnanna, er frumeind. Frumeindir eru gerðar úr öreindum á borð við róteindir, rafeindir og nifteindir. Tvær eða fleiri frumeindir tengjast og mynda sameind, svo sem vatnssameindir, prótein og sykrur sem finnast í lífverum. Sameindir eru efnafræðilegar byggingareiningar allra bygginga líkamans.

Einstök fruma er minnsta eining lifandi lífveru sem starfar sjálfstætt. Jafnvel bakteríur, sem eru örsmáar lífverur og lifa sjálfstætt, hafa frumugerð. Hver baktería er ein fruma. Allar lifandi byggingar mannslíkamans eru gerðar úr frumum og nær öll lífeðlisfræðileg starfsemi hans fer fram í frumum eða hefst þar.

Mannsfruma samanstendur að jafnaði af sveigjanlegum himnum sem umlykja umfrymi, það er vatnskenndan frumuvökva ásamt ýmsum smáum starfseiningum sem kallast frumulíffæri. Hjá mönnum, eins og öllum lífverum, sinna frumur allri lífsstarfsemi. Vefur er hópur margra svipaðra frumna, en stundum nokkurra skyldra frumugerða, sem vinna saman að tilteknu hlutverki. Líffæri er líffærafræðilega afmörkuð bygging í líkamanum sem er mynduð úr tveimur eða fleiri vefjagerðum. Hvert líffæri sinnir einu eða fleiri tilteknum lífeðlisfræðilegum hlutverkum. Líffærakerfi er hópur líffæra sem vinna saman að meginhlutverkum eða mæta lífeðlisfræðilegum þörfum líkamans.

Bókin fjallar um ellefu aðgreind líffærakerfi mannslíkamans (mynd 1.4 og mynd 1.5). Það er ekki alltaf ótvírætt hvaða líffærakerfi líffæri tilheyra, því líffæri sem „tilheyra“ einu kerfi geta einnig gegnt ómissandi hlutverki í öðru. Raunar leggja flest líffæri sitt af mörkum til fleiri en eins kerfis.

Í þessari bók og í námi þínu í lífvísindum munt þú oft lesa lýsingar á því hvernig líffræðilegar byggingar, ferli og heilsa eru lík eða ólík eftir líffræðilegu kyni einstaklings. Orðin „kvenkyns“ og „karlkyns“ eru oft notuð um tvö ólík hugtök: kynvitund okkar annars vegar og líffræðilegt kyn hins vegar, sem ræðst af litningum, hormónum, líffærum og öðrum líkamlegum einkennum. Hjá sumum er kynvitund önnur en líffræðilegt kyn eða það kyn sem þeim var úthlutað við fæðingu. Í þessari bók vísa „kvenkyns“ og „karlkyns“ eingöngu til líffræðilegs kyns og fjallað er um dæmigerða líffæra- og lífeðlisfræði einstaklinga með XX- og XY-litningasamsetningu.

Þessi skýringarmynd sýnir átta útlínumyndir af líkama konu og á hverri þeirra sjást hlutar eins líffærakerfis. Húðkerfið þekur og ver innri hluta líkamans og í því eru margir skynnemar. Til húðkerfisins teljast hár, húð og neglur. Stoðkerfið styður líkamann og gerir hreyfingu mögulega ásamt vöðvakerfinu. Til stoðkerfisins teljast brjósk, svo sem í nefbroddinum, auk beina og liða. Vöðvakerfið gerir hreyfingu mögulega ásamt stoðkerfinu og hjálpar einnig til við að viðhalda líkamshita. Til vöðvakerfisins teljast beinagrindarvöðvar og sinar sem tengja beinagrindarvöðva við bein. Taugakerfið nemur og vinnur úr skynupplýsingum og virkjar viðbrögð líkamans. Til taugakerfisins teljast heili, mæna og úttaugar, svo sem taugar í útlimum. Innkirtlakerfið seytir hormónum og stýrir líkamsferlum. Til innkirtlakerfisins teljast heiladingull í heila, skjaldkirtill í hálsi, bris í kviðarholi, nýrnahettur ofan á nýrum og eistu í pung karla, auk eggjastokka í grindarholi kvenna. Hjarta- og æðakerfið flytur súrefni og næringarefni til vefja og jafnar einnig hitastig líkamans. Til hjarta- og æðakerfisins teljast hjarta og æðar. — **Mynd 1.4.** Líffæri sem vinna saman mynda líffærakerfi.

Sogæðakerfið skilar vökva aftur út í blóðið og ver líkamann gegn sýklum. Til sogæðakerfisins teljast hóstarkirtill í brjóstholi, milta í kviðarholi, sogæðar sem liggja um allan líkamann og eitlar sem dreifast eftir sogæðunum. Öndunarkerfið fjarlægir koltvíoxíð úr líkamanum og flytur súrefni í blóðið. Til öndunarkerfisins teljast nefgöng, barki og lungu. Meltingarkerfið vinnur fæðu svo líkaminn geti nýtt hana og fjarlægir úrgang úr ómeltri fæðu. Til meltingarkerfisins teljast magi, lifur, gallblaðra sem tengist lifrinni, ristill og smáþarmar. Þvagkerfið stjórnar vatnsjafnvægi líkamans og fjarlægir úrgang úr blóðinu og skilur hann út. Til þvagkerfisins teljast nýru og þvagblaðra. Æxlunarkerfi karla og kvenna mynda kynhormón og kynfrumur. Æxlunarkerfi karla er sérhæft til að flytja kynfrumur til konu en æxlunarkerfi kvenna til að styðja við fósturvísi og fóstur fram að fæðingu og framleiða mjólk handa ungbarninu eftir fæðingu. Til æxlunarkerfis karla teljast eistun tvö í pungnum og eistalyppa sem liggur utan um hvort eista. Til æxlunarkerfis kvenna teljast mjólkurkirtlar í brjóstum og eggjastokkar og leg í grindarholi. — **Mynd 1.5.** Líffæri sem vinna saman mynda líffærakerfi.

Lífverustigið er efsta skipulagsstigið. Lífvera er lifandi vera sem hefur frumugerð og getur sjálfstætt sinnt allri lífeðlisfræðilegri starfsemi sem er nauðsynleg fyrir líf. Í fjölfruma lífverum, þar á meðal mönnum, vinna allar frumur, vefir, líffæri og líffærakerfi líkamans saman að því að viðhalda lífi og heilbrigði lífverunnar.