Az emberi szervezet működése

Szervezetünk egy komplex, multicelluláris (soksejtű) organizmus, sejtrendszerek hierarchikus rendben beágyazott rendszere.

  • Rendszereket ismerhetünk fel benne minden szerveződési szinten.

A szervezet legegyszerűbb strukturális egységeit (amelyek még őriznek az életre jellemző funkciókat) sejteknek nevezzük.

  • Az egyes sejteken belül is már igen bonyolult, rendszerekbe szerveződött, alapvető energetikai (pl. a mitokondrium a tápanyag-molekulák aerob oxidációja révén biztosít energiát a sejt működéséhez) és információs (pl. a sejtmag információtároló és sejtműködést irányító génapparátus) szerepet betöltő szervecskék (sejtorganellumok) működnek.

Minden egyes emberi szervezet élete egyetlen sejttel kezdődik, ez a megtermékenyített petesejt, amely osztódik, s két sejtet képez, ezek tovább osztódnak s négy sejt keletkezik, és így tovább. A sejtek szaporodása folyamán azonban nem teljesen azonos egyedekből álló sejtmassza jön létre, hanem fejlődésük során a sejtek specializálódnak bizonyos funkciók teljesítésére. Például arra, hogy mechanikai erőt és mozgást hozzanak létre (izomsejtek), elektromos jeleket generáljanak (idegsejtek) vagy információs kémiai molekulákat szintetizáljanak (endokrin mirigysejtek).

  • A folyamatot, melynek során a nem specializált sejtből specializált sejt jön létre, sejtdifferenciálódásnak nevezzük.

A differenciálódás mellett a sejtek új helyekre vándorolnak, szelektíven kötődnek egymással multicelluláris struktúrákat hozva létre. Ily módon a test sejtjei különböző kombinációkba rendeződve szervezett struktúrák hierarchikus rendszereit képezik, amelyekhez igen sok, nagyrészt célszerű bemeneti és kimeneti jel (hatás) kapcsolt.

  • A hasonló tulajdonságokkal rendelkező differenciált sejtek szövetekké csoportosulnak (vese, izomszövet, idegszövet, stb.), amelyek más típusú szövetekkel kombinálódva szerveket formálnak, s ezek alkotják a szervrendszereket (pl. a húgyutak, amely a vizeletkiválasztás szervrendszere).

A felnőtt emberi szervezet összes sejtjeinek száma 1013-ra becsülhető, amelyből struktúra- és funkcióbeli különbségek alapján mintegy 200 különböző sejtet lehet azonosítani. Az alapvető funkciók szerinti osztályozással általában 4 fő kategóriába sorolják sejtjeinket: izomsejtek, idegsejtek, hámsejtek, kötőszöveti sejtek.

  • Több más fontos sejtpopulációja is van a szervezetünknek, pl. folyékony szövetének, a vérnek alakos elemei, a vörös- és fehérvérsejtek, ill. az endokrin rendszer sejtjei.

Az emberi szervezet szervrendszerei:

  • A mozgás szervrendszere
  • A keringés szervrendszere
  • Zsigeri rendszerek
  • Légzőrendszer
  • Emésztőrendszer
  • Vizeletkiválasztó rendszer
  • Nemi szervek rendszere
  • Szabályozási szervek rendszere
  • Idegrendszer
  • Belső elválasztású mirigyek rendszere
  • Érzékszervek rendszere

Rendszerszintű működés

Az egyedi emberi szervezet (igen nagyléptű egyszerűsítéssel) értelmezhető úgy is, mint egy alkalmazkodásra és autoreprodukcióra (szaporodásra) képes, anyagot, energiát és információt kezelő önszabályozó rendszer, amely hierarchikusan (alá-, fölérendeltségben) és heterarchikusan (mellérendeltségi kooperációban) működő szervezett alrendszerekből (szervrendszerek) épül fel.

A szervezet anyagellátó rendszere

Az alimentációs (tápláló, ellátó) rendszer magában foglalja mindazokat a szerveket, ill. szervrendszereket, amelyek a szilárd, folyékony, valamint a gáznemű anyagok külső környezetből történő felvételét (bemeneti funkciók), a szervezeten belüli elosztását, valamint a salakanyagok külső környezetbe irányuló kiürítését (kimeneti funkciók) szolgálják.

  • Bemeneti egységek a gasztrointesztinális (gyomor-bél) és a respirációs (légző) szervrendszerek, amelyek a szilárd, folyékony és gáznemű anyagok felvételét végzik.

  • Elosztó egységek a kardiovaszkuláris (szív-ér), a lymphatikus (nyirok) és a cerebrospinális (agyvíz) folyadékrendszerek, amelyek funkciója a szervezeten belül az egyes sejtekhez (effektorok) irányuló anyagelosztás.
  • Az elosztó működéshez tartozik még az információs molekulák (hormonok, immun-mediátorok) és a hő elosztása is.

  • Kimeneti egységek a részben a bemeneti funkciókat is ellátó gasztrointesztinális és respirációs szervrendszerek, amelyeknek a kiürítő funkciók teljesítése is feladata (ezek tulajdonképpen betüremkedett külvilágnak tekinthetők), részben pedig specializált exkretoros (kiválasztó) szervekhez (vese és bőrmirigyek) kapcsoltak a szervezetben.

Az alimentációs összteljesítményt jellemzi, hogy egy hatvanéves felnőtt élettartam során a felvett szilárd tápanyagok becsült mennyisége mintegy 23 tonna, a vízé 75 tonna, az oxigénfogyasztás pedig 80000 hektoliter.

  • Nyugalmi alaphelyzetben az egészséges, átlagtömegű szervezet ~250 ml oxigént használ fel 1 perc alatt az elemi tápanyagok enzimek által irányított "égetéséhez" (alapanyagcsere). Intenzív izommunkában ez az érték mintegy 20x-osára nőhet.

Kardiovaszkuláris rendszer

A kardiovaszkuláris szervrendszer a szervezet alimentációs és információs elosztórendszere, a benne keringő vér olyan folyékony szövetnek tekinthető, amely a bemenő funkciókat teljesítő szervrendszerek által felvett és megfelelően előkészített tápanyag-molekulákat, továbbá az információs molekulákat a fogyasztó sejtek közvetlen közelébe (kb. 10-100 µm) juttatja nagy sebességgel. (Innen a sokkal lassúbb diffúzióval mozognak tovább a molekulák.)

  • Az elosztó kapacitásra jellemző, hogy nyugalomban a szív mindkét kamrája külön-külön percenként átlagosan 4,5-5,5 liter vért pumpál ki magából az aortába a jobb pitvar felé (nagyvérkör), ill. ezzel egy időben a tüdőartériába a bal pitvar felé (kisvérkör). Intenzív fizikai aktivitás kapcsán ez rövid időszakokra akár 5-7x-esére megnőhet.

Az anyagelosztó működés mellett fontos a szabályozott energiaelosztó (hő) és információelosztó (igen sokféle endokrin- és immun-mediátor molekula) funkció is.

A vérkeringési rendszer egészséges működésének egyik alapvető feltétele a nagyvérköri artériás vérnyomás optimális értéken tartása pillanatról-pillanatra. E feltétel negatív visszacsatolásos, értéktartó szabályozási rendszerek révén teljesül, központjuk az agytörzs, ahol az alapjel képzése, a hibadetektor-működés és a szabályozó utasítások generálása történik. A szabályozási mechanizmusok működésének meghatározó érzékelő elemei a baroreceptorok, amelyek az aorta ív és a fő agyi artériák (jobb és bal a. carotis interna) falában helyezkednek el. E receptorok folyamatosan monitorozzák mind a vérnyomás középértékét (statikus receptorok), mind a szív pulzációjával egyidejű nyomásváltozások sebességét (fázisos vagy sebességérzékeny receptorok).

  • Feltételezhető, hogy a statikus receptorokhoz kapcsolódó szabályozási kör az artériás középnyomás ingadozásainak minimalizálásáért, a fázisos receptorok köre pedig a pulzációs energia minimalizálásáért felelős.

A szervezet információs rendszerei

A szervezet részéről a külső és/vagy belső környezet jelzéseire, ingereire adott szabályozott intenzitású, célirányított, egységes tevékenységbe rendezett, komplex szomato-, viszcero- és pszichomotoros válaszok (reakciók) együttese a magatartás, amely a központi idegrendszer legmagasabb szintű jelfeldolgozó, szervező-irányító tevékenységéhez kötött.

  • Energetikai hátterét természetesen az alimentációs rendszer biztosítja.

Az egész alimentációs és magatartási mechanizmus az idegi és a hormonális rendszerek által szabályozottan működik (információs és kontroll alrendszer) és magában foglalja a központi idegrendszert, valamint a hormonális rendszert (neuro-endokrin rendszer).

Az információs és kontroll alrendszer keretébe tartozik a genetikai szabályozás is, amely alatt a szervezetünk azon informatikai rendszerét (genetikai alrendszer) értjük, amely irányítja az egyedi tulajdonságok átörökítését az előd (Pater) és az utód (Filius) között.

  • A sejtmag 23 pár kromoszómájában tárolt genetikai információ hordozza a szervezet teljes örökítő információját (genom).

Az agy alapvető integratív funkciói a hierarchikus szerveződés rendszerét tükrözik: Neokortex, Limbikus-hypothalamikus struktúrák, agytörzsi Retikuláris mag.

A neuro-endokrin rendszer termeli a hormonokat, amelyek a vérpálya útján, ill. diffúzióval jutnak el sejtjeinkhez, és befolyásolják azokat, amelyek megfelelő receptorral (érzékelő elemmel) rendelkeznek.

A vázizomzathoz, mint végrehajtó (effektor) szervrendszerhez kötött szomatomotoros aktivitási mintázatok csoportosíthatók testtartási (antigravitációs) és lokomotoros (helyváltoztató), valamint expresszív (mimika, gesztikuláció, stb.) akaratlagos/tudatos válaszokra. E legutóbbi válaszok a pszihomotoros tevékenységekhez kapcsolódnak.

  • A szomatomotoros aktivitást fő funkciói szerint lehet még támasztómotorikára (antigravitációs) és célmotorikára osztani.

A viszceromotoros reakciók fő végrehajtó szervei, ill. szövetei a szívizom és a simaizomzat, valamint a külső- és a belső-elválasztású mirigyek, ennek megfelelő a válaszok sokfélesége.

A pszichomotoros tevékenység kognitív (ún. legfelsőbb központi idegrendszeri megismerő funkciók, mint a tanulás, a beszéd, a gondolkodás stb.) és affektív reakciók (motiváció, pszichés drive, érzelem) csoportjaira bontható.

Motiváción (igény, vágy, szükséglet) a magatartás irányának és intenzitásának beállítását eredményező pszichofiziológiai mozgatóerőt, hajtóerőt értjük. A kifejezés a latin movere, motio (mozogni, mozgás) szavakból származtatható (mozgat, aktivitásra késztet, cselekvésre ösztönöz). A motiváció az egész egyed tendenciája arra, hogy szervezetten és szelektíven legyen aktív.

  • Pl. a táplálkozási magatartás motivációja az éhség, a vízivásé a szomjúság, de sportolóként az akaratlagos motiváció ennél erősebb, hiszen a maximális sportteljesítmény érdekében ezek hiányában is viszünk be tápanyagokat.

A motivált cselekvés (magatartás) pillanatnyi intenzitását beállító pszichés hajtóerőt drive-nak (késztetés) is nevezik. Fiziológiai szempontból a drive egyenlőnek tekinthető a motivációban részes mechanizmus(ok) aktiváltságának fokával.

A magatartásmintázatok lehetnek öröklöttek (ösztönösek, veleszületettek) és tanultak (szerzettek). A szerzett tulajdonságok örökölhetőségének tudományos kérdéseivel a modernszemléletű epigenetika foglalkozik.

Kapcsolat: natstrength@gmail.com