[ Piše: Neđeljko Jeknić ]

FIZIČKA ČESTICA LjUDSKOG TIJELA

Od čega smo sastavljeni?

Iako se većina ćelija u ljudskom organizmu obnavlja svakih sedam do petnaest godina, čestice od kojih smo sastavljeni postoje milijardama godina. Nekada su činile neka druga tijela ili objekte, posle naše smrti će činiti opet nešto drugo. Iz ugla fizike, čovjek predstavlja trenutnog korisnika čestica koje ga sačinjavaju.

Пише: Види све колумне

Otprilike 99% ljudskog tijela sastoji se od samo šest hemijskih elemenata: kiseonika (65%), ugljenika (18.5%), vodonika (10%), azota (3.2%), kalcijuma (1.5%) i fosfora (1%). Još pet elemenata čini oko 0.85% i to: sumpor, kalijum, natrijum, hlor i magnezijum. Preostalih 0.15% čine elementi u tragovima, od kojih su neki neophodni za život a za neke nije poznata svrha ili je uopšte nemaju.

Većina kiseonika koji je prisutan u organizmu je u obliku vode koju čini zajedno sa vodonikom. Vodonik je najzastupljeniji element u univerzumu i čini oko 74% ukupne mase. Posle njega najviše ima helijuma, oko 24%, te kiseonika oko 1% a svega ostalog tu negdje oko 1%.

“Naše Sunce je zvijezda druge ili treće generacije. Sav stjenoviti i metalni materijal na kome stojimo, gvožđe u našoj krvi, kalcijum u našim zubima, ugljenik u našim genima proizvedeni su milijardama godina ranije u unutrašnjosti crvene džinovske zvijezde. Mi smo napravljeni od zvjezdanih stvari.“ Ovo su riječi Karla Segana, autora jednog od najgledanijih naučno popularnih serijala ikada (Kosmos). Imajući u vidu da se od dvadeset najzastupljenijih hemijskih elemenata koji čine preko 99% materije u svemiru, samo neon i argon ne nalaze u našim tijelima, proizilazi da je Segan očigledno bio u pravu. Znajući da je Sunčev sistem nastao u poslednjoj trećini sadašnjeg doba univerzuma, te da su Sunce i Zemlja relativno mladi u odnosu na starost kosmosa, može se zaključiti da je materijal od kog smo sastavljeni već i ranije bio činilac nekih drugih zvjezdanih ili planetarnih sistema.

Atomi od kojih je sve sastavljeno, pa između ostalog i mi su zanimljivog dizajna: jezgro atoma je 100 000 puta manje od cijelog atoma, te je od samog jezgra (koje je dakle u sredini atoma) do omotača atoma prazan prostor. Za bolje razumijevanje se može iskoristiti poređenje: ako bi jezgro atoma bilo veličine borovnice, atom bi bio veličine fudbalskog stadiona. Ili, ako bi jezgro bilo veličine fudbalskog stadiona, onda bi atom bio veličine Zemlje. Sve ono između je prazan prostor. Da možemo nekako da ispumpamo taj prostor i sabijemo atome koji nas grade da ne bude tih praznina između jezgra i omotača, cijeli čovjek bi mogao stati u jednu česticu prašine.

No, čovjek je izuzetno komplikovana "mašina" te ga nije moguće opisati procentima hemijskog sastava. U našem tijelu se nalazi tridesetak biliona ćelija i mi ljudi zapravo nismo samo ljudi. Svaki čovjek predstavlja jedan veliki ekosistem sa bilionima mikroorganizama koji u svakom trenutku žive u njemu. Mi zapravo predstavljamo superorganizme, svaka ljudska jedinka je praktično mala zasebna planeta, sa stanovnicima i povremenim gostima. 70 do 90 procenata ćelija u našem organizmu su bakterije, a čak 99% jedinstvenih gena su bakterijski geni. Ipak, zbog svoje male veličine mikroorganizmi čine samo 1 do 3 procenta ukupne mase čovjeka, ali igraju mnogo važnu ulogu u ljudskom zdravlju.Naše tijelo je i prirodno radioaktivno. Mi jedemo, pijemo i udišemo radioaktivne supstance koje su prirodno prisutne u okruženju. Te susptance apsorbujemo u naša tkiva, organe i kosti, te ih stalno dopunjamo gutanjem i udisanjem. Svi imamo i niz prirodnih radionuklida u tijelima.
Glavni je svakako radioaktivni izotop kalijuma nazvan kalijum-40 koji proizvodi prodorno gama zračenje koje može da pobjegne iz tijela. No, u ljudskom tijelu ima i prirodnih teških metalnih elemenata kao što je uranijum. Prosječna osoba unese oko 2 mikrograma uranijuma kroz hranu i vodu dnevno, ali se vrlo mali dio, svega 1-2% apsorbuje u tijelo. Od malog dijela koji se ipak apsorbuje kroz crijeva, većina se brzo izlučuje urinom, a manja količina kosom. Tako da nije neobična situacija da čovjek u kosi ima uranijum, naravno, u bezopasnim količinama.

Ipak, sam gradivni materijal ne znači puno. Možemo u jednu veliku posudu sipati sve hemijske elemente koji su potrebni za pravljenje jednog „prosječnog“ čovjeka. Oko 50 kilograma kiseonika, 15 kg ugljenika, 8 kg vodonika, 2.5 kg azota, 1 kg kalcijuma, te sve to „začiniti“ sa još desetak manje zastupljenih elemenata, ubaciti i 4-5 grama gvožđa, šta ćemo dobiti? Bezličnu masu crne boje, koja se neće mrdati. DNK je to što sadrži upustva koja su ovoj masi neophodna da bi se organizam razvio, preživio ili reprodukovao. Otprilike, DNK je dugački molekul koji sadrži jedinstven generički kod nekog organizma. Posjeduje instrukcije za izgradnju proteina koji su od suštinske važnosti za funkcionisanje tijela. DNK uputstva prelaze sa roditelja na dijete, pri čemu polovina DNK djeteta potiče od oca, a polovina od majke. Aproksimacijom bi se moglo dobiti da u ljudskom tijelu ima oko 200 grama DNK bez kojeg bi svi pobrojani gradivni elementi bili apsolutno beskorisni. Očigledno da nije sve u masi.

DNK bilo koje dvije osobe na Zemlji je 99.6% identičan. Ipak, varijacija od 0.4% predstavlja oko 12 miliona parova baza što objašnjava mnoge razlike između pojedinaca, posebno ako promjene leže u bitnijim genima. Okruženje takođe doprinosi individualnosti. Poklapanje našeg DNK sa šipanzama ili orangutanima je u rangu oko 97-98%, sa mačkama oko 90% ali isto tako sa vinskom mušicom dijelimo 60% identičnog genetskog materijala. Ovo može zvučati zbunjujuće, ali čovjek ima sasvim solidan broj životnih potreba (kiseonik, hrana, kretanje) koje se identične sa onima koje imaju životinje, a neke dijelimo i sa biljkama.

Kada sve saberemo, ljudsko tijelo je najsofisticiranija mašina koja postoji. Čovjek ima nevjerovatnu moć prilagođavanja, mogućnost samopopravke i kognitivne sposobnosti kakve nema nijedan živi organizam ili od strane čovjeka napravljeni sklop. Sa druge strane, baš ovakav dizajn kakav imamo je usko vezan i do detalja adaptiran na uslove koji danas vladaju na Zemlji. Čak i male, za planetu sasvim neznatne promjene – za čovjeka bi mogle značiti nestanak. Ukoliko ne stradamo od klimatske apokalipse, ili ne uništimo sami sebe atomskim bombama, kako će ljudsko tijelo izgledati za par hiljada godina? Vjerovatno ćemo biti viši, duže ćemo živjeti i biti manje agresivni. Ovo poslednje je logičan zaključak ako kao vrsta preživimo još nekoliko hiljada godina. Sa druge strane, evolucija nas podsjeća na trend koji kaže da je ljudski skelet sve lakši, mišići su manji, naročito u gornjem dijelu tijela. Potreba da ljudska vrsta bude korpulentna i fizički snažna je sve manja, usled evolucije poslova, uvođenja mašina umjesto ljudske radne snage, te racionalnijeg korišćenja resursa.

Da li ćemo nastaviti u tom pravcu, ne može se sa sigurnošću reći, ali da za kraj ponovo parafraziram Karla Segana, ako smo već napravljeni od zvjezdanih stvari, možda smo mi način da kosmos upozna sam sebe.