Vår kropp — ett under av ingenjörskonst
LÅNGT innan människan åstadkommit några underverk på ingenjörskonstens område fanns det ett byggnadsverk, som var vida överlägset allt som människan hittills lyckats åstadkomma. Detta byggnadsverk är människokroppen.
De omkring sex hundra musklerna i kroppen förbrukar bränsle, precis som en bilmotor, och överför detta bränsle till användbar energi. Men människokroppen är vida överlägsen bilen, därför att den själv framställer sitt bränsle från råmaterialen, själv sköter om rengöring och reparation och varje dag byter ut milliontals utslitna celler mot nya. Skulle det inte vara underbart för bilägare om deras bilar kunde göra något motsvarande?
Ett mästerligt byggnadsverk
Tidsåldrar innan det forntida Roms ingenjörer konstruerade kupolen på Pantheon skyddade huvudskålens kupol människans huvud. Och årtusenden innan dessa romerska ingenjörer byggde några valvbågar för att hålla upp sina akvedukter erbjöd fotens valv ett fjädrande stöd för kroppens tyngd, och de valvformiga revbenen bildade en smidig bur, som var mycket effektiv när det gällde att skydda organen i bröstkorgen. Ja, långt innan de stora grekiska och egyptiska pelarna konstruerades hölls människan upprätt av sina egna pelare, benen.
Skelettets ben, som kombinerar styrka med böjlighet, överträffar vida de byggnadsmaterial som människan uppfunnit. En människas skenben kan bära en vikt som är ungefär trettio gånger större än människans egen vikt. Inte ens järn skulle vara starkare. Järn skulle också vara alltför oböjligt för att kunna anpassa sig efter de spänningar som uppstår vid kroppsrörelse och alldeles för tungt för att kunna användas.
Benen i kroppen omges av vävnader som varken splittras, flisar sig eller vittrar sönder som människogjorda byggnadsmaterial, t. ex. trä, tegel, cement, stuck och målarfärg. Våra ögon är försedda med ögonfransar som skänker skyddande skugga, ögonbryn som kan liknas vid utskjutande takskägg och ”fönsterluckor” som stängs automatiskt. Kroppens inre organ är omgivna av vätska som verkar som stötdämpare. Ja, när ingenjörer studerar människokroppen för att lära av den, kan de inte annat än häpna över detta ingenjörskonstens mästerverk.
Pumpning, filtrering, cirkulation
Betrakta den pump som ingen mänsklig ingenjör någonsin skulle kunna göra efter fullständigt — hjärtat. Denna lilla pump pulserar i medeltal sjuttio gånger i minuten, fyrtio millioner gånger på ett år och pumpar omkring 7.000 liter vätska om dagen, nästan 200.000 ton under en medellivslängd.
Det finns inte heller någon tillverkare av specialartiklar för industrin som kan erbjuda ett sådant högtrycksfilter som en njure. Den består av omkring två millioner kompletta filterenheter med ”filtrerpapper”, ”filtrertratt” och återuppsugningsmekanism. Njurarna kan filtrera 200 liter vätska om dagen, fastän de bara är två och så små att de ryms i handflatan.
Tänk också på cirkulationssystemet i kroppen! Det kan liknas vid en stads system av gator, järnvägar och vattenvägar, som används vid den dagliga transporten av mat och andra produkter som är nödvändiga för livet. En stad har också anordningar för renhållning och bortskaffande av avloppsvatten och sopor. På liknande sätt betjänas människokroppen av blodcirkulationen, som sköter om distributionen av nödvändiga ämnen och bortskaffandet av avfallsprodukter.
Förenta staterna har till exempel miltals med vägar för att förse sina cirka 200 millioner invånare med mat. Men människokroppen har faktiskt omkring 16.000 mil ”vägar” och ”ledningar” — artärer, vener och kapillärer — som transporterar den livsuppehållande näringen till cirka 30.000.000.000.000 celler! Och hur lång tid tar det för kroppens cirka fem liter blod att passera genom hela detta ofantliga system? Det kan låta otroligt, men det tar bara ungefär en minut!
Trafikproblem i kroppens cirkulationsvägar behärskas sinnrikt till fulländning. Blodet kan till exempel bara gå i en riktning. Denna enkelriktade ström åstadkoms genom idealiskt konstruerade klaffar i venerna. En ingenjör skulle kalla dem ”backventiler”. Under stort tryck pumpas blodet av hjärtat genom artärerna till kapillärerna. När blodet sedan under mycket ringa tryck återvänder till hjärtat från de undre extremiteterna, pressas det uppåt genom venerna med hjälp av ben- och magmusklerna. Spänningen och sammandragningen av dessa muskler pressar blodet genom venerna. Förutom muskelverkan vidmakthålls flödet i riktning mot hjärtat av ”backventilerna”.
Men hur kommer det sig att en jämn blodström vidmakthålls alla de tusentals milen av kroppens cirkulationssystem? Beträffande alla rörledningssystem, där en vätska hålls i cirkulation för ett särskilt syfte, är det nödvändigt att man tänker på samma sak som till exempel när man leder varmvatten till värmeelementen i en byggnad för att värma upp den. Då måste man reglera den vattenmängd som strömmar genom varje element. Man måste sätta in stryp- eller utjämningsventiler för att säkerställa en jämn vattenström genom hela systemet.
På samma sätt upprätthålls också en jämn blodström genom hela människokroppen med hjälp av avstängningskranar i de små artärerna i kroppens vävnader och organ. De kontrollerar blodvolymen och blodflödet både nära hjärtat och långt från det. Förutom att de åstadkommer det rätta blodflödet till varje organ, öppnar sig dessa avstängningskranar och tillåter en ökning av blodflödet över det normala, när tillfälliga omständigheter kräver det. I kroppen kan vi sannerligen med lätthet se dessa under av vattenbyggnadskonst och trafikteknik i deras finaste form.
Temperatur- och miljökontroll
Nutida ingenjörer bygger hus där samma komfort vidmakthålls året runt oberoende av väderleksförhållandena, vare sig det är oerhört varmt eller bitande kallt utanför. Men vår kropp överträffar vida det mest fulländade system för miljökontroll. Den reglerar sin temperatur med hjälp av en sinnrik tillämpning av termostatkontroll. Kroppens termostatkontroll håller vävnaderna vid ungefär 37 grader Celsius oberoende av den omgivande luftens temperatur.
Under den kalla vintern håller man som bekant värmen uppe genom att elda med bränsle av något slag. När bränslet brinner äger en förbränningsprocess rum, varvid värme frigörs vid oxidationen. Men hur är det när det gäller vår kropp? Hur alstras värmen i kroppen, när det inte finns några ”eldar” i den?
Kroppen utnyttjar faktiskt en förbränningsprocess, och värme erhålls från oxidation. Glukos tillverkas i kroppen, och glukosmolekyler bryts ned i kroppen, varvid energi frigörs i form av värme. Denna produktion av kroppsvärme kallas ämnesomsättning.
Har du vidare lagt märke till att dina muskler blir spända när de utsätts för kyla? Också detta, att använda muskelarbete, är ett av kroppens sätt att producera värme på. Om man blir tillräckligt kall börjar man darra. Den välkände fysiologen, professor Arthur C. Guyton, kommenterar verkan av muskelspänning och darrning i fysiologiläroboken Textbook of Medical Physiology:
”Den resulterande ämnesomsättningen i musklerna ökar värmeproduktionen, varvid kroppens totala värmeproduktion ofta ökar med ända upp till 50 procent till och med innan darrning uppträder. När darrningen börjar, kan kroppens värmeproduktion stiga ända till 200 till 400 procent av det normala.”
Lika häpnadsväckande som kroppens uppvärmningssystem är dess kylsystem. När det är varmt väder, svettas vi. Detta är kroppens sätt att göra sig av med värmen genom avdunstning. Avdunstning är en av huvudprinciperna för modern avkylning. Vattnets avdunstning ger upphov till den avkylning som beror på övergången från vatten till ånga. Vår underbara kropp hade tagit denna teknik i anspråk långt innan mänskliga ingenjörer började använda den.
Avancerad optik
Linsen i människans öga är ännu ett under. Tack vare denna lins kan vi uppfatta olika figurer; ljusstrålarna bryts samman till en punkt på näthinnan. Ögats skärpeinställning liknar den som åstadkoms av en kameras optiska system. Linsen i ögat anpassar sig efter avståndet genom att ändra form. Men medan en kamera ställs in för hand, ändrar ögats lins sin tjocklek och buktighet automatiskt när skärpepunkten för olika avstånd ställs in.
Det finns ett annat intressant fenomen i samband med människans syn. Det har att göra med att när ljusstrålarna från ett föremål går igenom en konvex lins, sådan som vi har i ögat, framträder den överförda bilden inverterad, eller upp och ner. På det sättet överförs också bilderna till näthinnan och därefter till hjärnan. Men vår hjärna tolkar automatiskt bilden så att världen inte ser upp och nervänd ut för oss, utan rättvänd. Det är bara ett annat exempel på kroppens sinnrika operationer.
Denna korta undersökning av människokroppens under av ingenjörskonst bör kraftigt inskärpa hos oss den visdom som finns hos människokroppens store Skapare. En människa med ärligt hjärta och sunt förnuft drivs att säga till Gud som den bibliske psalmisten gjorde för länge sedan: ”Jag tackar dig, för att jag är danad så övermåttan underbart.” — Ps. 139:14.