Człowiek układanka - Centrum Nauki Kopernik

Eksperymentuj!
Człowiek układanka
Po której stronie naszego ciała znajduje się wątroba?
Który z naszych narządów wewnętrznych jest największy? Jak wygląda dwunastnica? Aby obejrzeć wnętrze
ludzkiego ciała, dziś nie trzeba już wykonywać sekcji czy chirurgicznego zabiegu, wystarczy dokładny
model. Sprawdź, czy potrafisz samodzielnie umieścić
wszystkie narządy w odpowiednich miejscach.
CENTRUM NAUKI
KOPERNIK
Trochę teorii
asze narządy wewnętrzne można
pogrupować w kilka układów: np.
krwionośny, nerwowy, pokarmowy,
oddechowy, wydalniczy, rozrodczy, odpornościowy, hormonalny oraz układ
ruchu. Są one ściśle powiązane, a wiele narządów należy do kilku z nich
jednocześnie (np. nerki oczyszczają
krew i produkują hormony).
Wszystkie narządy wewnętrzne są
dobrze zabezpieczone. Przed urazami
chronią je elementy szkieletu, mięśnie
(osłaniają np. jamę brzuszną), płyny
(np. płyn otaczający mózg), a także
tłuszcz i skóra. Te ostatnie chronią nas
także przed wyziębieniem lub przegrzaniem oraz przed utratą wody.
W ciele człowieka, jak w dobrze zorganizowanym przedsiębiorstwie, nad
porządkiem czuwa „szef” – mózg.
Kontroluje funkcjonowanie całego
ciała i odpowiada za myśli, uczucia
i pamięć. Mózg składa się z dwóch
półkul. Lewa – dominująca u naukowców i umysłów ścisłych – odpowiada
za logiczne, analityczne myślenie, tworzenie zdań, które wypowiadamy, oraz
„widzi” szczegóły obiektów. Prawa
półkula – dominująca u artystów i humanistów – odpowiada za wyobraźnię,
intuicję, poczucie rytmu, odbiór kolorów oraz „widzi” zarys obiektów.
Centralną część klatki piersiowej zajmuje serce. Wraz z naczyniami krwionośnymi zapewnia transport substancji w organizmie. Serce ma wielkość
zaciśniętej pięści, kurczy się 100 tys.
razy na dobę, przepompowując w tym
czasie ok. 10 tys. l krwi.
Serce jest otoczone z obu stron
przez płuca, czyli nasz „klimatyzator”.
Płuca zbudowane są z pięciu płatów:
lewe składa się z dwóch płatów, a prawe z trzech. Płuca mają budowę pęcherzykowatą. U dorosłego człowieka
mogą pomieścić około 5 l powietrza.
Dla kobiet wartość ta wynosi średnio
3,2 l, a dla mężczyzn 4 l. Natomiast
pojemność płuc sportowców to aż
7 l! Człowiek oddycha średnio 16 do
24 razy na minutę, za każdym razem
wymieniając zaledwie od 0,35 do 0,5 l
powietrza. Oznacza to, że pozostałe kilka litrów gazu znajdującego się
w płucach pozostaje w nich dłużej niż
przez jeden oddech.
Jamę brzuszną wypełniają głównie narządy układu pokarmowego:
płuca
serce
żołądek
pęcherzyk żółciowy
śledziona
wątroba
jelito cienkie
trzustka
jelito grube
wyrostek robaczkowy
żołądek, dwunastnica, wątroba, trzustka i jelita. Żołądek jest elastycznym
workiem, do którego trafia pożywienie. Jest ono poddawane działaniu soku żołądkowego – mieszaniny kwasu
solnego i enzymów. Kwas solny zabija
bakterie, a enzymy ułatwiają trawienie
białek, cukrów oraz wchłanianie witaminy B12. Ściany żołądka pokrywa
specjalny śluz, który zabezpiecza je
przed działaniem własnych żrących
wydzielin.
Nadtrawione pożywienie trafia do
dwunastnicy, czyli do pierwszego odcinka jelita cienkiego. Zachodzą tu
dalsze procesy trawienia białek, cukrów, a także tłuszczów dzięki trzustce wydzielającej enzymy trawienne
i wątrobie wydzielającej żółć. Produkowana przez wątrobę żółć jest magazynowana w pęcherzyku żółciowym
i w trakcie posiłku jest uwalniana do
dwunastnicy.
Wątroba leżąca tuż pod przeponą po prawej stronie jamy brzusznej
oprócz produkcji żółci odpowiada
również za wytwarzanie i wydzielanie
do krwi prawie wszystkich białek osocza, magazynuje glikogen, tłuszcze,
witaminy i żelazo. Czuwa też nad tym,
by krew nie dostarczyła do organizmu trujących składników. Wątroba
jest niezbędna do życia. Jej rozległe
uszkodzenie, spowodowane np. przez
toksyny (np. alkohol), leki, wirusy lub
pasożyty, prowadzi do śmierci.
Trzustka jest położona na tylnej
ścianie jamy brzusznej na wysokości pierwszego kręgu lędźwiowego.
W ciągu doby wydziela do dwunastnicy ok. 2,5 l soku zawierającego dużą
ilość enzymów, które trawią białka,
Fot. Corbis, Uppsala Universitet/Anneli Waara; rys. Małgorzata Świentczak
Eksperymentuj!
N
O historii
B
adanie wewnętrznej budowy ciała
jest jedną z najstarszych dyscyplin biologii. Anatomia rozwinęła się
już 500 lat p.n.e. Najwybitniejszym
przedstawicielem tej nauki w czasach
starożytnych był Hipokrates (V–IV w.
p.n.e.). Rozwój nowożytnej anatomii
zapoczątkował flamandzki uczony
Andreas Vesalius (1514–1564).
Anatomia przez bardzo długi czas
była nauką wyłącznie opisową, a do
badań wykorzystywano sekcje zwłok.
Zmieniło się to 23 stycznia 1896 roku, kiedy to niemiecki naukowiec
Wilhelm K. Roentgen zaprezentował światu swoje genialne odkrycie
– promienie X.
Odkrycie Roentgena zrewolucjonizowało medycynę. Dzięki niemu bez
użycia skalpela można było oglądać
ludzkie kości i niektóre narządy. Już
w tym samym roku polski chirurg
prof. Alfred Obaliński na podstawie
zdjęcia rentgenowskiego rozpoznał
zwichnięcie w stawie łokciowym.
Następnym wielkim krokiem w historii anatomii były przeszczepy narządów. Pierwszego przeszczepu
dokonali bostońscy lekarze Joseph
Murray i John Merrill w 1954 roku.
Przeszczepionym organem była nerka.
W Polsce pierwszy przeszczep (również
nerki) wykonał w 1965 roku wrocławski chirurg Wiktor Bross.
Współczesne zastosowania
D
ziś nowoczesne techniki pozwalają obejrzeć niemal każdy narząd
wewnętrzny bez chirurgicznego zabiegu. Oprócz zdjęć rentgenowskich
wykorzystuje się w tym celu m.in. ultrasonografię (USG), w której używa
się fal o wysokiej częstotliwości. Wnikają one do naszego ciała i odbijają
się od narządów wewnętrznych. Odbicia są przetwarzane przez komputer i wyświetlane na monitorze. Inna
metoda to badanie rezonansu magnetycznego, które umożliwia uzyskanie
obrazu trójwymiarowego. Promienie
rentgenowskie zastąpiono tu bardzo
silnym polem elektromagnetycznym.
Tomografia komputerowa używa promieni rentgenowskich, ale pozwala
na uzyskanie trójpłaszczyznowego
obrazu przekrojów naszego ciała.
Pacjenta umieszcza się w tunelu skanera, natomiast aparat rentgenowski
obraca się wokół niego i wykonuje
podczas badania nie jedno, ale setki
zdjęć. Komputer przetwarza uzyskane zdjęcia w trójwymiarowy obraz
przekroju ciała.
Bezpośrednie obejrzenie narządów
wewnętrznych jest możliwe dzięki
fiberoskopii. Umożliwia to elastyczna rurka zakończona urządzeniem
optycznym, które przesyła obraz do
komputera. Wprowadza się ją do
wnętrza ciała przez jamę ustną, odbyt pacjenta albo przez niewielkie
chirurgiczne nacięcie.
Tomografia
komputerowa
pozwala na
uzyskanie bardzo
precyzyjnych
obrazów wnętrza
ludzkiego ciała
bez potrzeby
chirurgicznej
ingerencji
Eksperymentuj!
cukry i tłuszcze. Trzustka wydziela także hormony regulujące poziom cukru
we krwi (insulinę i glukagon).
Widoczne w jamie brzusznej dalsze odcinki przewodu pokarmowego
– jelito cienkie i jelito grube – odpowiadają za wchłanianie substancji
z układu pokarmowego. W jelicie
cienkim następuje wchłanianie produktów powstałych w wyniku trawienia, a w jelicie grubym – wody
i elektrolitów oraz dodatkowo wytwarzany jest kał. Jelita można porównać
do ręcznika frotté, gdyż mają bardzo
dużą powierzchnię chłonną dzięki
obecności kosmków.
Inne narządy wewnętrzne niezwiązane z układem pokarmowym, a widoczne w jamie brzusznej, to nerki
i śledziona. Śledziona czuwa nad stanem czerwonych krwinek. Nazywana
jest także „cmentarzem” organizmu,
czyli miejscem usuwania defektywnych
i obumarłych erytrocytów. W czasie
życia płodowego w śledzionie produkowane są nowe erytrocyty. Jest ona
także największym „ochroniarzem”,
największym narządem układu limfatycznego i odpowiada za wytwarzanie immunoglobulin (specyficznego
rodzaju białek odpowiadających za
odporność organizmu). Zdarza się,
że w organizmie człowieka występuje
więcej niż jedna śledziona. Mogą być
dwie lub nawet trzy, ale wówczas są
one znacznie mniejsze.
Nerki to „oczyszczalnia ścieków”.
Filtrują krew i wydalają nadmiar wody,
soli mineralnych i innych substancji
zbędnych i/lub szkodliwych dla zdrowia. Odpowiadają też za zachowanie
stałej objętości, ciśnienia osmotycznego oraz składu elektrolitowego
płynów ustrojowych (roztworów
wodnych substancji znajdujących
się poza obrębem żywych komórek
stanowiących pod względem masy
i objętości jeden z głównych składników organizmu). Choć nerki są narządem parzystym, to do prawidłowego
funkcjonowania organizmu wystarcza
tylko jedna nerka. W ciągu doby przez
nerki przepływa ok. 170 l płynu – moczu pierwotnego. Po przefiltrowaniu
do pęcherza moczowego przez moczowody trafia ok. 1,5 l moczu, który
przez cewkę moczową jest wydalany
na zewnątrz.
A to ciekawe
raca różnych narządów wewnętrznych człowieka zmienia się w ciągu
doby. Nerki pracują najwydajniej w południe, rytm oddechowy wzmaga się
około godziny czwartej po południu,
natomiast serce przyśpiesza godzinę
później.
Ciężkie uszkodzenie nerek, serca
czy wątroby dzisiaj niekoniecznie są
równoznaczne z wyrokiem śmierci.
Można je zastąpić organem pobranym od innej osoby. Przeszczepia się
także skórę, jelita, płuca, szpik kostny
i trzustkę.
Naukowcy cały czas pracują również
nad opracowaniem coraz doskonalszych sztucznych narządów. Nikogo już
dziś nie dziwią sztuczne nerka, serce,
trzustka, elementy oka i ucha czy protezy narządów ruchu. Polska ma spore
osiągnięcia w tym zakresie. Zabrzańska
Fundacja Rozwoju Kardiologii wspierana
przez Ministerstwo Zdrowia koordynuje
prace nad skonstruowaniem sztucznego serca. Specjaliści oceniają, że za
kilka lat będzie można je już wszczepić
pierwszemu pacjentowi.
Eksperymentuj!
P
Sztuczna dłoń
skonstruowana przez
szkocką firmę Touch
Bionics jest pierwszą
tak zaawansowaną
protezą ręki. Każdy
z palców jest zasilany
niezależnym siłownikiem i wyposażony
w czujnik siły nacisku.
Protezą można
kierować dzięki
sygnałom elektrycznym przekazywanym
z mięśnia zachowanej
części kończyny
Więcej doświadczeń
Fot. Centrum Nauki Kopernik, Touch Bionics; rys. Małgorzata Świentczak
W internecie
1. Zmierz swój oddech. Do 2-litrowej
plastikowej butelki wlewaj porcjami po
100 ml wody. Po każdej porcji zaznacz
poziom na ściance butelki. Wypełnioną
wodą butelkę zakręć i wstaw do góry
dnem do miski z wodą. Teraz delikatnie odkręć nakrętkę. Włóż jeden
koniec plastikowej rurki do butelki,
a następnie weź głęboki oddech i wydmuchaj go rurką. Sprawdź, ile wody
wypchnąłeś z butelki.
2. Zabawa w anatoma. W sklepie
mięsnym można kupić różne narządy
pochodzenia zwierzęcego, np. serce, nerki, płuca lub wątrobę. Małym
nożem pokrój wybrane przez siebie
organy na części i obejrzyj ich budowę wewnętrzną.
CENTRUM NAUKI
KOPERNIK
Anatomia człowieka
www.innerbody.com/htm/
body.html
Ciekawostki medyczne
www.resmedica.pl/
Animowana wycieczka po wnętrzu
ludzkiego ciała
www.nlm.nih.gov/research/visible/
mpeg/umd_video.mpg
Zostań chirurgiem
www.abc.net.au/science/lcs/heart.
htm
www.kopernik.org.pl