Lidské tělo je zastaralý hardware bez záruky

Karel Javůrek  |  Věda

Naše tělo je evolucí vyšlechtěný biologický stroj, který používáme pro pohyb v prostoru a pro přijímání energie z externího prostředí. Pečujte o něj, novější model nedostanete.

Ve starších článcích jsem se zabýval především roboty a dalšími elektro-počítačovými stroji, které nás obklopují. Už dnes se jich každou sekundu vyrobí více, než se narodí lidí. Tentokrát se ale podíváme na náš vlastní hardware, ze kterého jsme tvořeni a jenž se za posledních několik milionů let změnil jen minimálně.

Nebudu zabíhat do přílišných podrobností. Chci především utvořit ucelený náhled na systém lidského těla a jeho fungování, které si většina z nás ve znamení rčení „pro stromy nevidět les“ spíše neuvědomuje.

Mozek: hlavní výpočetní centrála s vědomím

Začneme tím nejdůležitějším, co máme a díky čemuž jsme tací, jací jsme. Mozek je hlavní a univerzální výpočetní část, která má velikost přibližně 1 450 kubických centimetrů a hmotnost kolem 1,3 až 1,4 kg. Obsahuje až sto miliard neuronů, jejichž funkce lze měnit konfigurovatelnými synapsemi, kterých je asi stokrát až tisíckrát více – konkrétně 20 až 1 000 synapsí na jeden neuron. Mozek je rozdělen do několika částí dle druhu použití pro jednotlivé systémy (komunikační centrum, zpracování obrazu atd.). Homo Sapiens Sapiens mají nejpokročilejší model ze všech savců.

Vlevo je lidský mozek, uprostřed mozek nosorožce a vpravo delfína (Foto: Wikipedia)
Vlevo je lidský mozek, uprostřed mozek nosorožce a vpravo delfína (Foto: Wikipedia)

O komunikaci mezi jednotlivými neurony skrze konfigurovatelné synapse se v rámci celé centrální nervové soustavy starají dendrity (pouze přijímaní signálu, minimální vzdálenost) a axony. Jednotlivé neurony jsou tak na větší vzdálenosti spojeny axony (pouze jeden na neuron), přes které jsou taktéž přenášeny signály s určitým potenciálem na delší vzdálenost.

Axonů je několik druhů, pro minimalizaci chybného přeskočení vzruchu do okolních spojení jsou ve většině případů vybaveny myelinovou pochvou (bílá hmota mozku). Slouží tedy k podobnému účelu jako izolační pryž na metalickém vodiči. Dle tloušťky tohoto stínění je také rozdíl v maximální rychlosti přenosu signálu, která je dle hustoty myelinu 2 m/s až 120 m/s. Bez izolace to zkrátka nejde.

Jednou z příčin roztroušené sklerózy je právě oslabování myelinové pochvy ze strany imunitního systému (špatná detekce). To způsobuje stále větší chyby při přenosech vzruchů a tedy poškození logických operací nutných například pro bezproblémové ovládání těla ale i fungování CNS jako celku.

Časový průběh vzruchu (Foto: Wikipedia)
Časový průběh vzruchu (Foto: Wikipedia)

Mozek se stará o zpracování všech signálů ze smyslů a řídí činnost některých důležitých orgánů. Vzdáleně se rozdělení podobá BIOSu a operačnímu systému, i mozek má vědomí coby vyšší vrstvu nad základním systémem spravující některé životně důležité procesy. V případě bezvědomí tak sice mohou všechny důležité orgány a funkce pracovat, ale u těžkého kóma je nulová reakce na vnější podněty ze smyslů a minimální šance, že systém naběhne do plného stavu. V řeči počítačů: „Invalid Boot.ini“, „System File Corrupted“.

Mozek je zjednodušeně jakýsi hybrid mezi hardwarem a softwarem. Spolu s centrální nervovou soustavou coby logickými obvody mu to dovoluje učit se nové věci (s pokročilým věkem ale stále hůře) a tyto obvody stále efektivněji propojovat. Výsledkem je větší rychlost, přesnost a menší spotřeba energie.

Mozek

  • Složitost: až 100 miliard neuronů (600 nm), stovky trilionů synapsí
  • Rozměry, hmotnost: 1 450 cm3, 1,3 až 1,4 kg
  • Spotřeba: 15–20 % cirkulující okysličené krve
  • Napájení: redundantní (dva páry tepen)
  • Poškození: infekce (bakterie, viry), mrtvice (nedokrvení), migréna (porucha cévního zásobení), epilepsie (porucha přenosu vzruchů), schizofrenie, deprese (chyby vědomí), rakovina, Alzheimerova choroba (zánik buněk), roztroušená skleróza (ztráta nervových obalů) a další

Centrální nervová soustava pokračuje i v rámci míchy, kde je proti poškození je skryta uvnitř páteře. Míchu tvoří zmíněné axony z neuronů pro přenos informací v podobě vzruchů pro jednotlivé orgány těla a i všechny končetiny.

Smyslové orgány: informace z okolí

Evoluce oka (Foto: Wikipedia)

Pro interakci v prostředí máme k dispozici několik základních smyslových orgánů/přijímačů, které jsou určeny pro přijímání mechanických, tepelných, chemických a světelných signálů a informací z okolí. Konkrétně se jedná o hmatové orgány a termoreceptory na kůži, chemoreceptory (jazyk, nos), fotoreceptory (oči – světlo o určité frekvenci) a mechanoreceptory (uši – zvuk je mechanické vlnění o určité frekvenci). Zde je přehled, chemické a fyzické poškození je samozřejmě automaticky u všeho biologického materiálu.

Oko

  • Frekvenční rozsah: 400 až 700 nm
  • Teoretické rozlišení: 50 CPD, 100 milionů světločivých buněk
  • Datový tok do CNS: přibližně 72 GB/s na každé oko
  • Zvláštní vlastnosti: adaptace dle úrovně osvitu, stereoskopie (odhad vzdálenosti), automatické čištění a ochrana (víčko, slzná žláza)
  • Poškození: zelený zákal (zvýšení tlaku tekutiny), šedý zákal, dalekozrakost, krátkozrakost barvoslepost (porucha buněk sítnice), vysoká energie záření (zvýší lokálně teplotu) a další

Jazyk

  • Chemický rozsah: sladkost, slanost, kyselost, hořkost
  • Počet pohárků: 500–10 000
  • Spojení s CNS: myelizované axony s nízkou rychlostí
  • Zvláštní vlastnosti: sval (optimalizace hlasu), koordinace potravy, citová/sexuální náklonnost
  • Poškození: chemické (receptory), fyzické

Ucho

  • Frekvenční rozsah: 20 Hz až 20 000 Hz
  • Zvláštní vlastnosti: EPS (Echo Position System) – zpoždění/rozdíl zvuku z levého a pravého ucha pro určení zdroje zvuku v prostoru, s hlasivkami součást rychlého komunikačního rozhraní
  • Poškození: vysoká hladina zvuku, virová infekce (záněty), další chyby

Nos

  • Chemický rozsah: až 10 000 pachů
  • Snímání: až 40 milionů čichových receptorů
  • Zvláštní vlastnosti: filtrace vzduchu (chlupy), detekce cizorodých částic – kýchání
  • Poškození: epistaxe (krvácení – porušení cév), infekce, záněty, anosmie (ztráta čichu) a další

Kůže

  • Detekce: tlak, poškození, teplota (záření o určité frekvenci a energii)
  • Rozměry: 1,6 až 1,8 m2
  • Zvláštní vlastnosti: ochrana vnitřního složení proti vnějším vlivům, termoregulace, uložení energie (tuk), vylučování (pot – dezinfekce)
  • Poškození: akné (ucpání mazových žláz), ekzém (zánět), rakovina, přehřátí (vysoké/dlouhodobé záření energie – Slunce, solár. přístr.), lupénka, viry, pihy (zvýšené množství pigmentu) a další

Oběhová soustava a ostatní orgány: jste to, co jíte

Nebudu se podrobně zabývat všemi orgány. Je však nutné uvědomit si, že vnitřní orgány se starají o zpracování energie z vnější hmoty (potrava) a výrobu všech potřebných látek pro celý systém, včetně zpracování odpadu.

Zpracovaná energie a látky se k orgánům dostávají pomocí oběhové soustavy skrze cévy (tepny, žíly, vlásečnice), přičemž přenosovým standardem je krev (4 až 6 litrů). Srdce coby svalová pumpa zajišťuje oběh, který spočívá v okysličení kyslíkem z plic a následným rozvodem pro všechny orgány.

Na tomto velkém obrázku si prohlédněte referenční hodnoty koncentrací jednotlivých složek krve.

Pro správnou funkčnost tohoto systému vyřaďte z jídelníčku i pitného režimu veškeré „nezdravé“ věci s vysokou hladinou nekvalitního tuku (zpracovává cholesterol) a dalších škodlivých látek. Mohou způsobit snížení průchodu krve tepnami či poškozovat vnitřní orgány. To samozřejmě platí i u kouření (plíce, mozek) a alkoholu (játra, mozek – kocovina)

Imunitní systém: učící se hybrid firewallu a antiviru

Zastavím se u velmi zajímavého systému, kterým je naše biologické tělo vybaveno pro nutné přežití. Protože se v prostředí nevyskytují pouze pokročilé a velké organismy, proti kterým potřebujete inteligenci nebo fyzickou sílu k obraně, musí být tělo vybaveno i kontrolním mechanismem pro detekci mikroskopických cizích látek. Ty se i přes základní ochranu v podobě kůže a minimum otevřených portů (oči, ústa, uši, pohlavní orgány, řitní otvor) mohou dostat do vnitřního systému.

žaludku jsou extrémně kyselé šťávy, které by měly zničit většinu narušitelů. Vstup je ale možný i ze zmíněných částí a v případě poškození kůže pak velmi snadno odkudkoli.

Kromě bakterií, které jsou z větší části neškodné, využitelné či dokonce pomáhající organismy, jsou největším nepřítelem organismů viry. Vir je nebuněčný organismus a sám o sobě není schopen přežít. Nemá totiž žádné komponenty pro zpracování energie. Jediné co má, je vlastní DNA/RNA informace o struktuře, kterou po vzoru základního smyslu přežití musí rozmnožit.

Vir chřipky napadne každý rok miliony lidí, uvnitř je vidět stočená RNA (Foto: Wikipedia)
Vir chřipky napadne každý rok miliony lidí, uvnitř je vidět stočená RNA (Foto: Wikipedia)

Vir při reprodukci přeprogramuje cizí buňku a její „biologický stroj“ na výrobu jednotlivých komponent a kopií sebe sama. Mezi nejznámější viry patří chřipka, rhinoviry (nachlazení), hepatitis (žloutenka), vzteklina, herpesvirus (plané neštovice), ebola, HIV, klíšťová encefalitida a další. Některé viry v těle zůstávají po celý život (karanténa). V případě oslabení imunitního systému se mohou opět rozšířit a tím projevit své ničivé účinky nahrazování buněk svým DNA/RNA.

Imunitní systém má za úkol viry likvidovat: známé podle databáze a ostatní „nepodepsané“ buňky, které nepatří do systému a jsou jiné oproti vlastním buňkám. Zajímavostí je, že tato databáze je schopná neustále se aktualizovat dle nových virů, ale samozřejmě v rámci omezených možností.

To je také jeden z důvodů, proč provádíme očkování. Do těla se přivede malé množství viru nebo rovnou protilátka do stávající databáze. S tím si běžně fungující imunitní systém poradí a navíc se naučí s tímto novým typem viru bojovat. Pro příště tento typ bude znát a může tak mnohem rychleji či snadněji reagovat.

Protože se imunitní systém stará o kontrolu všech buněk a zkoumá, zda „hardwarové podpisy“ souhlasí, vzniká problém s transplantacemi, kdy tělo cizí orgán z bezpečnostních důvodů nepřijme. Imunitní systém zkrátka rozpozná, že se nejedná o vlastní buňky. Zatím se to částečně řeší potlačováním imunitního systému, ale to může vést k dalším komplikacím při jakékoli nemoci. Řešením by byla výroba orgánů přímo z našich vlastních buněk. S kmenovými buňkami si už vědci delší dobu hrají, takže v budoucnu to bude jistě běžnou realitou.

Pro dobře fungující imunitní systém stačí dodržovat známé techniky – zdravý životní styl, dostatek vitamínů a podobně. Nic složitého.

Žijte zdravě

Jak je vidět ve zjednodušeném přehledu, vaše tělo je biologický stroj, který má své funkce a potřeby. Reklamovat se nedá, jiný model nedostanete. Tělo musí vydržet pokud možno co nejdéle, v nejlepším případě také s minimálními problémy při provozu. Starejte se proto, co jíte, pijete, jak žijete a pro své duševní zdraví nezapomeňte ani na mozek. Vyvarujete se drog ovlivňujících a poškozujících centrální nervovou soustavu – patří sem i kofein, nikotin a další látky. Snižte co možná nejvíce stres a další faktory.

Index tělesné hmotnosti je jeden ze základních a jednoduchých ukazatelů obezity (Foto: Wikipedia)
Index tělesné hmotnosti je jeden ze základních a jednoduchých ukazatelů obezity (Foto: Wikipedia)

Jak zaznělo v jednom rozhovoru, představte si, že v mládí dostanete auto s tím, že vám musí vydržet až do konce života. Jak se o něj budete starat? Určitě jak nejlépe dovedete, budete řešit každý sebemenší škrábanec a nezapomenete na žádnou prohlídku. Stejné je to i s vaším biologickým tělem. Máte pouze jedno a je tak na vás, jak s ním naložíte a jak příjemný život s ním prožijete.

Nejčtenější