גוף אחד, אחת־עשרה מערכות
אתם עשויים מכ־37 טריליון תאים, וכמעט אף אחד מהם לא יכול לשרוד לבדו. תאים מסוג אחד עובדים יחד כרקמה: שריר, עצב, הציפוי הפנימי של המעי, עצם. כמה רקמות יוצרות איבר, כמו הלב או כליה, ואיברים שחולקים תפקיד יוצרים מערכת איברים.
ביולוגים מונים בדרך כלל אחת־עשרה. העור עוטף הכול. השלד מחזיק את הגוף והשרירים מניעים אותו. מערכת העצבים והמערכת האנדוקרינית (הבלוטות שמייצרות הורמונים) נושאות מסרים. מערכת הדם, הלב וכלי הדם, מספקת אספקה. מערכת הנשימה מכניסה חמצן, מערכת העיכול מכניסה דלק, ומערכת השתן מפנה פסולת. מערכת הלימפה והחיסון מגינה על הגוף, ומערכת הרבייה יוצרת את הדור הבא; זו המערכת היחידה שגוף יכול לחיות בלעדיה, והסצנה משמיטה אותה.
הערך תאים מתבונן ברמה הקטנה ביותר. הערך הזה מתבונן בשלם: איך המערכות מחלקות את העבודה, ולמה כל אחת צריכה את האחרות.
מקלפים את השכבות
מבחוץ, גוף הוא עור: כשני מטרים רבועים שלו, במשקל של כארבעה קילוגרמים, האיבר הגדול ביותר שיש. מתחתיו נמצאים שרירי השלד, יותר מ־600 מהם, כשליש ממשקלו של אדם מבוגר, וכל אחד מושך בעצמות שהוא מחובר אליהן (תנועה ושרירים). בתוך הגו יושבים האיברים, ארוזים בשני חללים: בית החזה, עם הלב והריאות, והבטן, עם הקיבה, הכבד, המעיים והכליות. המוח יושב בנפרד בתוך הגולגולת. מחזיקות את כל זה, ומגינות על החלקים הרכים ביותר, 206 העצמות של השלד.
נסו: עברו בקילוף השכבות מעור דרך שרירים ואיברים אל שלד. כל שכבה מופיעה לפני שהשכבה שמעליה נעלמת, כך שאפשר לראות היכן יושבת הבאה. סובבו את הגוף כדי לראות את הצלעות מתעקלות מעמוד השדרה, ואת הכליות צמודות לדופן האחורית של הבטן.
קווי אספקה: ריאות, מעיים ודם
כל תא צריך אספקה קבועה של חמצן ודלק, ואף אחד מהם לא יכול להביא אותה בעצמו. שלוש מערכות עושות זאת יחד.
הריאות מכניסות אוויר כשתים־עשרה פעמים בדקה במנוחה, חצי ליטר בכל פעם. בתוכן האוויר מגיע למאות מיליוני שקיקים זעירים שדופנותיהם בעובי של תא אחד, ושם החמצן עובר לדם והפחמן הדו־חמצני יוצא ממנו (נשימה וחילוף גזים). המעיים מפרקים את המזון לסוכרים, שומנים וחומצות אמינו קטנים מספיק כדי לעבור את הדופן שלהם אל הדם, שמוביל אותם קודם כול לכבד (עיכול).
הלב מחבר ביניהם. במנוחה הוא שואב כחמישה ליטרים של דם בדקה, כמעט את כל הדם שבגוף, בשתי לולאות: דרך הריאות כדי לקלוט חמצן, ואז החוצה לכל איבר אחר כדי למסור אותו (מחזור הדם). זה כ־7,000 ליטרים ביום, בכלי דם שאילו הונחו זה אחר זה היו מקיפים את כדור הארץ יותר מפעמיים.
נסו: הדליקו את מחזור הדם. כל נקודה עוברת דרך הריאות בכל סיבוב: אדומה בכלי הדם שיוצאים מהן, מלאה בחמצן, וכחולה בכלי הדם שחוזרים מהאיברים שכבר השתמשו בו.
מפנים את הפסולת
שימוש בדלק יוצר פסולת, וגם אותה הדם מוביל. פחמן דו־חמצני, הפסולת של שריפת סוכר ושומן, יוצא דרך הריאות בכל נשיפה. הכליות מסננות את הדם: כ־180 ליטרים של נוזל ביום יוצאים מהמסננות הזעירות שלהן, והן מחזירות כמעט את כולו, שומרות את המים והמלחים שהגוף צריך ושולחות כליטר וחצי ביום, עם אוריאה ופסולת אחרת, דרך השופכנים אל שלפוחית השתן. הכבד מפרק תאי דם אדומים ישנים, הורמונים משומשים, אלכוהול ותרופות, ושולח חלק ממה שנשאר החוצה עם המרה.
נסו: הדליקו את כליות. אחר כך לחצו על ריצה קלה וראו את החלק של הכליות בתרשים יורד: במאמץ, סינון הפסולת יכול לחכות כשהשרירים צריכים את הדם.
שתי דרכים לשלוח מסר
מערכות שחולקות עבודה צריכות תיאום, ולגוף יש לכך שתי דרכים. מערכת העצבים היא חיווט: המוח וחוט השדרה אוספים אותות מהחושים, כמו ראייה ושמיעה, מחליטים, ושולחים אותות לאורך עצבים אל שרירים ובלוטות בתוך אלפיות שנייה ספורות. עצב התועה, שיוצא מגזע המוח אל הלב, הריאות והמעיים, מאט את הלב ומחזיק את העיכול בפעולה כשהגוף נח.
המערכת האנדוקרינית היא שידור: בלוטות כמו יותרת המוח, בלוטת התריס ובלוטות יותרת הכליה משחררות הורמונים לדם, שמוביל אותם לכל תא בתוך כדקה, ורק התאים שיש להם הקולטן המתאים מגיבים (הורמונים). אדרנלין מאיץ את הלב בתוך שניות מבהלה; אינסולין מהלבלב אומר לכבד ולשרירים לאגור סוכר אחרי ארוחה; הורמון בלוטת התריס קובע את הקצב של הגוף כולו לאורך שבועות.
נסו: הדליקו את עצבים ולחצו על מאמץ מרבי. האותות לרגליים ולזרועות ממלאים את העצבים; לחצו על מנוחה וקבעו את הזמן מאז האוכל על 60 דקות, והעצב העסוק ביותר הוא עצב התועה, שמחזיק את המעיים בעבודה.
מרחיקים פולשים
העור הוא קו ההגנה הראשון: חומה יבשה, חומצית ומתקלפת כל הזמן, שרוב החיידקים לא יכולים לחצות. הציפוי של דרכי הנשימה ושל המעיים הוא קו שני, עם ריר, חומצה ותאי שמירה משלהם. מה שבכל זאת עובר פוגש את מערכת החיסון (מערכת החיסון וחיסונים). תאי הדם הלבנים שלה נוצרים במח העצם האדום שבתוך העצמות, עוברים חלק מהאימון שלהם בתימוס שמאחורי עצם החזה, ומתאספים בכ־600 בלוטות לימפה ובטחול, ושם הם פוגשים את החיידקים שכלי הלימפה מנקזים אליהם מהרקמות.
כך שגם ההגנה חוצה מערכות: השלד מייצר את המגינים, הדם מוביל אותם, וכלי הלימפה, שגם מחזירים לדם נוזל שדלף ממנו, מביאים להם את הראיות.
נסו: הדליקו את מערכת החיסון, ואחר כך את שלד. מח העצם הזוהר באגן, בעמוד השדרה ובעצם החזה מייצר כשני מיליון תאי דם אדומים חדשים בכל שנייה, וגם תאים לבנים.
מחלקים את הדם
הלב לא יכול לספק לכל איבר זרימה מלאה בבת אחת, ולכן הגוף מחלק את הדם לפי הצורך: הוא מרחיב את העורקים הקטנים של האיברים שעובדים ומצר את האחרים. במנוחה, כרבע הולך למעיים ולכבד, חמישית לכליות, חמישית לשרירים וכשביעית למוח, שצורך חמישית מהחמצן של הגוף אף שמשקלו רק 2% ממשקל הגוף.
מאמץ משנה הכול. השרירים העובדים צריכים פי כמה יותר חמצן, ולכן הלב פועם מהר וחזק יותר ושואב עד כ־20 ליטרים בדקה אצל אדם מבוגר בכושר, והנשימה עולה מ־6 ליטרים של אוויר בדקה ליותר מ־100. העורקים הקטנים של השרירים נפתחים לרווחה ולוקחים יותר מארבע חמישיות מהדם; המעיים והכליות מוותרים על חלק משלהם. העור לוקח תחילה יותר, כדי לפלוט חום, ואחר כך שוב פחות כשהשרירים צריכים הכול. המוח שומר על 0.75 ליטר בדקה שלו, יהיה אשר יהיה.
ארוחה מזיזה את האיזון לכיוון השני: הדם למעיים ולכבד עולה ביותר מחצי למשך שעה או שעתיים בזמן שהם מעכלים וסופגים, והלב שואב קצת יותר כדי לספק אותו. זו אחת הסיבות שמאמץ קשה מיד אחרי ארוחה גדולה מרגיש כל כך רע: שתי מערכות מבקשות את אותו הדם.
נסו: לחצו בזו אחר זו על הליכה, ריצה קלה ומאמץ מרבי וראו את הפס בתרשים מתארך מ־5 ליטרים ל־20, והחלק של השרירים גדל מחמישית ליותר מארבע חמישיות. אחר כך לחצו על מנוחה והורידו את הזמן מאז האוכל ל־0, ובמקום זה גדל החלק של המעיים.
הכול תלוי בהכול
מפני שהעבודה משותפת, תקלה במערכת אחת מגיעה מהר לאחרות. אם הלב נעצר, המוח, שאין לו מאגר חמצן, מאבד הכרה בתוך שניות ומתחיל להיפגע בתוך דקות. אם הכליות כושלות, פסולת ואשלגן מצטברים עד שהלב פועם לא כראוי. אם הריאות לא מצליחות להכניס מספיק חמצן, כל שריר נחלש, כולל הלב. אפילו השלד, שנראה כמו פיגום, אוגר את הסידן של הגוף, שהעצבים והשרירים צריכים כדי לפעול בכלל.
שמירה על כל זה באיזון, על החמצן, הסוכר, המלח, המים והטמפרטורה של הדם בגבולות צרים מה שהגוף לא יעשה, נקראת הומאוסטזיס. זו העבודה שאין לה מערכת אחת, וכולן חולקות אותה. דוגמה אחת, שמירה על טמפרטורת הגוף קרובה ל־37 °C, מוצגת צעד אחר צעד בהומאוסטזיס.
מה המודל הזה משמיט
המספרים באים מנוסחאות פשוטות עם ערכים עגולים מספרי הלימוד לאדם מבוגר בכושר בינוני במשקל של כ־70 קילוגרם: צריכת החמצן, הדופק, הנשימה והחלק של כל איבר בדם במנוחה, בזמן עיכול ובכל רמת מאמץ. גופים אמיתיים שונים זה מזה בגיל, בכושר, בגודל, בחום ובבריאות, ולבו של ספורטאי מאומן יכול לשאוב פי שניים. מאמץ כאן פירושו מאמץ ממנוחה ועד המרבי של הגוף, אבל הדמות נשארת עומדת; החלקים הם לפעילות של הגוף כולו, כמו ריצה, והחלק “כל השאר” מאחד שומן, עצם וכל השאר.
הגוף הוא דמות מסוגננת. האיברים בערך בגודל הנכון ובערך במקום הנכון, אבל מצוירים רק כלי הדם, העצבים וכלי הלימפה העיקריים, הבלוטות גדולות מבמציאות, ונקודות הדם גדולות ואיטיות לאין שיעור מתאי דם אמיתיים. מערכת הרבייה, העיניים והאוזניים ורוב האיברים הקטנים הושמטו.