15. Az emberi test parányi, de annál csodálatosabb egységei:…
A testnedvek pH-értékének mérésével elsődleges célunk megtudni, hogy megfelelő körülmények között élnek-e a sejtjeink. Mivel ha a sejtjeink élnek, mi is élünk, és ha a sejtjeink elpusztulnak, mi is meghalunk, nagyon fontos, hogy biztosítsuk számukra a működésükhöz a legkedvezőbb feltételeket. Az elektronmikroszkóp feltalálásával lehetővé vált, hogy minden eddiginél nagyobb részletességgel tanulmányozzuk a sejtek felépítését. A sejt azon részeit, amelyeket egykor zselatinszerű anyagoknak véltünk, ma a sejtműködés szempontjából létfontosságú struktúrák bonyolult hálózataként láthatjuk. A sejtek szorgosan ügyködő, parányi kis egységek. A sejteken belül mindig akkora a nyüzsgés, mint a New York-i tőzsdén egy forgalmas napon.
Ebben a fejezetben megnézzük, hogyan épül fel egy sejt, hogy legyen valami fogalmunk róla, mi zajlik az icipici sejten belüli univerzumban.
A sejtek mérete és alakja funkciójuktól függően változó. Kémiai összetételét tekintve azonban minden sejt hasonló. Mindenekelőtt valamennyien a megtermékenyített petesejt leszármazottai.
A sejtek szöveteket, a szövetek szerveket és a szervek szervrendszereket alkotnak. Bár önmagában véve minden egyes sejt egy speciális külön egység, mégis a test többi részeit felépítő sejtekkel összhangban működik. A testet „különböző funkcionális struktúrákba rendezett több ezer milliárd sejt társadalmi rendjeként határozták meg…”. Az egészséges, jól funkcionáló sejtek összhangban működnek az összes szervvel és szervrendszerrel, hogy a test belsejében uralkodó körülmények állandóak maradjanak. Amikor a testben lévő szabályozó rendszereknek sikerül a változó külső környezetben lévő belső környezetet állandó határértékek között tartaniuk, homeosztázisról beszélünk.
A homeosztázis a fiziológiai egyensúly állapotaként is felfogható. A szervezetnek problémamentesen és hatékonyan kell működnie. A keringési rendszer, a légzőrendszer, az emésztőrendszer, a máj, a váz- és izomrendszer, a kiválasztási rendszer és az idegrendszer mind csapatjátékosok, akiknek a céljuk, hogy a csapat, az egész számára biztosítsák ezt a belső egyensúlyt. Bizonyos tekintetben még a szaporítószervek is egyensúly orientáltak, gondoskodnak a fajfenntartásról.
A homeosztázis nemcsak kizárólag az egyes részek lojalitásán múlik. A különböző részek működését ellenőrző rendszerek figyelik és szabályozzák. A szén-dioxid-szintet az idegrendszerrel együttműködve a légzőrendszer szabályozza; a glükózkoncentrációt pedig a máj és a hasnyálmirigy felügyeli. A vese a hidrogén, nátrium, kálium, foszfor és egyéb ionok megfelelő arányáról gondoskodik. Az oxigénszint szabályozására is külön rendszer van. Ahhoz, hogy hatékonyan tudják végezni a munkájukat, ezeknek a szerveknek és szervrendszereknek egészséges, jól táplált sejtekből kell felépülniük.
A két legnagyobb mennyiségben előforduló anyag a sejtek belsejében a víz és a fehérje. A sejtek tömegének kb. 75-80 százaléka víz, és 10-20 százaléka fehérje. Miközben a fehérjére általában úgy gondolunk, mint izomra (vagy a vacsorára készülő steakre), a testünkben lévő fehérje nagy része a sejteken belül található. Az enzimek (fehérjekatalizátorok) főként a sejtekben fejtik ki tevékenységüket. Az enzimek összetett fehérjék, amelyek az élő szervezetekben felgyorsítják a kémiai reakciókat. A sejteket körülvevő külső és belső sejtmembrán is nagyrészt fehérjéből épül fel.
A fehérje nélkülözhetetlen a sejtműködéshez – az élethez!
Ellentmondásosnak tűnhet a fehérje jelentőségét hangsúlyozni, amikor az egész könyvben azt próbálom bebizonyítani, hogy a fehérjében gazdag táplálék a betegségek kialakulásának legfőbb oka. Nagyon lényeges, hogy megértsük, a fehérje nélkülözhetetlen az egészséghez – a helytelen táplálkozás következtében felhalmozódó fehérjefölösleg az, ami problémákat okoz. Az életben maradáshoz ugyanolyan fontos a fehérje, mint a víz. Ha azonban bármelyikből a kettő közül túl sok gyülemlik fel a szervezetben, olyan nagy nyomás nehezedik a szervezetünkre, hogy megbetegszünk!
A vízen és a fehérjén kívül különböző funkciót betöltő szervek (kis gépezetek) is találhatók a sejtekben. Ezen szervek egy részéről röviden írok, más részéről pedig épp hogy csak említést teszek. De először vizsgáljuk meg a sejtek természetes környezetét.
A sejteket folyadék veszi körül. A testnedvek kb. 2/3-a a sejteken kívül található. A sejteken kívül lévő folyadékot értelemszerűen sejten kívüli folyadéknak nevezzük. A sejten kívüli folyadék alkotja a szervezet belső környezetét. A sejten kívüli folyadék szállítja a testben a különböző anyagokat a sejtekhez. A sejten kívüli folyadék sok nátrium- klorid- és bikarbonát-iont tartalmaz, de kálium-, kalcium- és egyéb ionokból kevés található benne. (Az ionok atomok vagy atomcsoportok, amelyek pozitív vagy negatív elektromos töltéssel rendelkeznek.) A sejten kívüli folyadékban értékes tápanyagok, így például glükóz, zsírsavak, aminosavak és oxigénionok is vannak. Ha a körülöttük lévő folyadékból kellő mennyiségű tápanyaghoz jutnak, a sejtek korlátlan ideig elélnek. Ahhoz azonban, hogy éljenek és tökéletesen működjenek, jól tápláltnak kell lenniük. így merül fel a kérdés: Az, amit megeszünk, hogy jut el a sejtekhez?
A sejtek táplálása ott kezdődik, hogy a szánkba vesszük az ételt és lenyeljük!
Az enzimek egyre kisebb és kisebb részekre bontják le a megrágott ételt, míg végül az apró kis táplálékdarabkák a tápcsatornából felszívódnak a sejten kívüli folyadékokba, köztük a vérplazmába. Az emésztés elsődleges célja tehát felhasználható nyersanyaghoz juttatni a sejteket. Amikor a táplálékot teljesen lebontotta szervezet, a táplálékrészecskéket a sejten kívüli folyadék elszállítja, és bekerülnek a sejtekbe. A különböző anyagok háromféle módon juthatnak be a sejtekbe: diffúzióval, aktív transzporttal és endo- citózissal. Ezek a módszerek sokkal érdekesebbek, és a működési elvüket is sokkal könnyebb megérteni, mint azt a nevük alapján gondolnánk.
A diffúzió folyamán az anyagok vagy a sejtmembrán pórusain keresztül, vagy magán a sejtmembránon át jutnak be a sejtekbe. Úgy is mondhatnánk, hogy átszivárognak energiabefektetés nélkül. Azok az anyagok, amelyeket át kell „nyomni” a sejtmembránon, enzimek és speciális szállítófehérjék segítségével, egy aktív transzportnak nevezett szállítási folyamat útján kerülnek be a sejtekbe. Ezek is átmennek a sejtmembránon. A harmadik és legcsodálatosabb módszer, az endocitózis során maga a sejtmembrán is aktívan részt vesz azoknak az anyagoknak a bekebelezésében, amelyek hozzá tapadnak. A membrán egy kis sejten kívüli folyadékkal együtt körbeveszi a táplálékrészecskét, és beolvasztja a sejtbe.
A részecskék aztán a sejten kívüli folyadékból átáramlanak a sejt belsejében lévő folyadékba. Ezt a sejtben található folyadékot szintén nem meglepő módon sejten belüli folyadéknak nevezzük. A sejten kívüli folyadékkal szemben a sejten belüli folyadék nagy mennyiségben tartalmaz káliumot, viszont kevés benne a nátrium. Találhatók benne továbbá magnézium- és foszforionok.
Testünk nagy részét folyadék tölti ki – a sejteken belül és a sejteken kívül is.
Lehet, hogy túlságosan leegyszerűsítem a dolgot, de én egy önálló sejtet egy egyénhez hasonlítanék. A sejt is táplálkozik, feldolgozza, amit bekebelez, kiválasztja a felesleges és idegen anyagokat, és ellátja a feladatot, amire a legalkalmasabb. A sejtekben kis szervek, úgynevezett sejtszervecskék találhatók, amelyek sajátos funkciókat töltenek be. A sejtmembrán is egy ilyen sejtszervecske. További, a sejt működése szempontjából létfontosságú sejtszervecskék a liposzómák, a Golgi- készülékek, a centriólumok és a csillók. Nem feltétlenül szükséges önnek ezekkel a fogalmakkal mind tisztában lennie, a lényeg, hogy a sejtek nagyon összetett, sajátos funkciót betöltő és mérnöki pontossággal megtervezett élő mikrokozmoszok. A sejtek kezében van az életünk. Ha élnek, mi is élünk, ha egyszerre sok elpusztul közülük, mi is velük halunk.
A sejtek valamennyi anyagának és szervecskéjének sajátos szerepe van. Tekintve hogy a célom most csak felhívni a figyelmet a sejtműködés bonyolultságára és arra, milyen nagy hatással van a sejtekre a táplálék, amit nap mint nap eszünk, csak néhányra fogok kitérni ezek közül a jelenleg ismert sejtszervecskék közül. A sejtet a környezetétől a sejtmembrán vagy sejthártya – a bőr – választja el. Ez a hártya több egy egyszerű buroknál, ami a folyadékot és a belső részeket összetartja. Mint már láttuk, szerepe van az anyagok bekebelezésében, ezért a sejtmembrán is egy szerv, amelynek funkciója van, mint ahogy a testünket fedő bőr is a legnagyobb szervünk.
A sejtmembrán belsejében lévő, citozol néven ismert folyadék oldott fehérjéket, elektrolitokat, glükózt, koleszterint és észterezett zsírsavakat tartalmaz. A sejten belül találhatók még enzimek és olyan hulladékanyagok, mint a karbamid és a húgysav. (Ezeknek a hulladékanyagoknak a jelentősége később fog nyilvánvalóvá válni, amikor arról lesz szó, hogy a túl sok fehérje a szervezetben betegséghez vezet.) Közvetlenül a sejthártya alatt egy fehérje-mikrorostszálakból álló réteg, az ektoplazma helyezkedik el, ami védelmi funkciót tölt be.
A sejteket csatornaszerű kis képződmények bonyolult hálózata szövi be. Ezt a rendkívül összetett membránrendszert endoplazmatikus retikulumnak nevezzük. Az endoplazmatikus retikulum tölti ki a sejteket a külső sejthártyától a sejtmagot körülvevő maghártya két fala közötti területig. Az anyagok az endoplazmatikus retikulumon keresztül jutnak el a sejt minden részéhez. Az óriási kiterjedésű endoplazmatikus retikulum számos fontos funkciót tölt be. Ennek a membránrendszernek a felülete egy májsejtben például 30-40-szer nagyobb, mint a sejtmembrán felülete.2 Az endoplazmatikus retikulum egyes részeinek felülete sima. Ez a sima felszínű endoplazmatikus retikulum, itt folyik a zsírok szintetizálása, és itt mennek végbe bizonyos enzimreakciók. Az endoplazmatikus retikulum szemcsés részének membránjai pedig fehérjéket készítenek.
Az egyik legjellegzetesebb sejtszervecske a mitokondrium. A mitokondriumok ATP (adenozin-trifoszfát) molekulák formájában energiát szabadítanak fel. (Az ATP-ről később még lesz szó.) A mitokondriumok nagyon szorgos kis szervecskék. A mitokondriumokban megy keresztül a glükóz a Krebs-cikluson vagy más néven citromsavcikluson. A Krebs-ciklus során sav termelődik, és a ciklus folyamatosan zajlik.
A Krebs-ciklus folyamán a zsírok egy része is oxidálódik. Először nagyon bonyolult folyamatok eredményeként zsírsavakká alakulnak. Aztán néhány a zsírsavakból keletkezett molekula a Krebs-ciklus folyamán citromsavvá alakul, és legvégül szén-dioxidra és hidrogénre bomlik. A zsírokból kétszer annyi (9 kcal/gramm) energiához jutunk, mint a fehérjékből 122 vagy a szénhidrátokból (4 kcal/gramm).
A Krebs-ciklus során felszabaduló savból keletkező szén-dioxidot a tüdő könnyen kiválasztja. De minél gyorsabban dolgoznak a sejtek, annál több savat termelnek. Ha a szervezet már eleve túl savas, ez a természetes úton keletkezett sav olyan mértékben megnövelheti a savszintet, hogy azt már a szervezet nem bírja el.
A szervezet folyamatosan savat termel!
A mitokondriumokban lejátszódó Krebs-ciklushoz sok ásványi anyagra, vitaminra és hormonra van szükség. Ha ezen nélkülözhetetlen anyagok bármelyikéből nem áll rendelkezésre elegendő, és a szervezet tartalék rendszere nem kapcsol be, a ciklus véget érhet és a sejt elpusztulhat. A Krebs- ciklushoz szükséges anyagok közötti egyensúly szükségessége az egyik dolog a sok közül, ami miatt a fehér cukor és annak üres kalóriái annyira károsak a szervezetre nézve.
A fehér cukor a szervrendszerek működéséhez szükséges nátrium, kálium, kalcium, magnézium, B-vitaminok vagy hormonok közül egyik anyagot sem tartalmazza, ugyanakkor rengeteg glükózhoz juttatja a szervezetet. Glükóz ugyan van bőségesen, de azokból az anyagokból, amelyek segítségével a glükóz energiává alakítható, nincs egy kevés sem. Ennek eredményeképpen a rendszerben felborul az egyensúly. A ciklushoz például egyforma arányban van szükség glükózra, B-vitaminra és egyéb ásványi anyagokra. A működéshez legyen szükség mondjuk egy egység glükózra, egy egység B-vitaminra és egy egység kalciumra – 1 : 1 : 1. A B-vitamin és a kalcium készen állnak és várnak, azonban amikor a tápanyagot nem tartalmazó fehér cukor hozzájuk adódik, eltolódnak az arányok. Az 1:1:1 arány helyett kilenc egység glükóz lesz egy egység B-vitaminhoz és egy egység kalciumhoz – 9 : 1 : 1. A rendszer nem fog működni, mert túl sok glükóz van benne. Ha az egyik elemből túl sok van, a többiből nincs elég.
Az egyensúly a szervezetben létszükséglet. Ahhoz, hogy el tudják látni a feladatukat, a mitokondriumoknak a megfelelő tápanyagokból elegendő mennyiségre van szükségük. A mitokondriumok vagy ahogy gyakran emlegetjük őket, erőművek nélkül a sejtek nem működnének. Nélkülük 95 százalékkal csökkenne a sejtekben az energiatermelés.
A Krebs-ciklus csak egy fázisa a glükóz lebontásának. A ciklus közben folyamatos a savtermelődés, az energiafelszabadító ATP-molekulák viszont csak kis mennyiségben képződnek. Az ATP-molekulák közel kilencven százaléka a mitokondriumban a glükóz lebontásának egy másik fázisa, az úgynevezett oxidatív foszforizálás során képződik. A folyamatot a mitokondriumokban az enzimek szabályozzák, és a folyamat eredményeképpen a glükóz lebontásának korábbi fázisaiban keletkezett hidrogénionok oxidálódnak. Az érett vörösvértestek kivételével a sejtekben sok mitokondrium található. Egyes sejtek száznál kevesebb, mások pedig akár több ezer energiafelszabadító sejtszervecskét is tartalmaznak. A citoplazma azon részeiben csoportosulnak a legnagyobb számban, amelyiknek a legnagyobb az energiaszükséglete.
A mitokondriumok képesek megsokszorozni önmagukat. Ha több ATP- re van szüksége a sejtnek, egy mitokondriumból több keletkezik. A sejtmag egy kettős falú maghártyával körülvett külön világ a sejtben. A sejtmag többek között tartalmazza az öröklődést meghatározó géneket és DNS-molekulákat.
Ezenkívül a sejtmag a sejt irányítóközpontja is. Bár a sejtben zajló valamennyi folyamatot (kémiai reakciókat és szaporodást) a sejtmag szabályozza, amikor a sejt működésben van, a sejtmag nem szabályoz. Az időzítés az elektrokémiai ingerekre adott válasz. A szervezet belső környezetének egyensúlyban tartása érdekében a sejtek úgy működnek, hogy az az egész testnek jó legyen. Nem mondanánk teljesen igazat, ha azt állítanánk, hogy „a sejtek pontosan úgy működnek, ahogy azt az egész megkívánja”, mintha egy központi biológiai irányítótorony jeleket küldözne a sejteknek, hogy mikor kapcsoljanak be és ki. Ehelyett az utasítások kétféle szervezeten belüli kommunikációs folyamat eredményei:
- A sejtmag által vezérelt sejten belüli kommunikációs rendszer.
- Az a kommunikációs rendszer, amelyik az idegrendszert használja arra, hogy jeleket továbbítson az agy és a test különböző részei között.
Az üzenetek az idegrendszeren keresztül jutnak el a szervekhez és szervrendszerekhez. Az üzenetek közül sok az agy alapja közelében elhelyezkedő hipotalamuszból indul ki. A hipotalamusz az agy azon kis területe, amely az akarattól független, létfontosságú folyamatokat szabályozza. Állandóan ellenőrzi például a szívritmust, a vérnyomást, a hormontermelést és az anyagcserét. Ezen a rendszeren keresztül jut el az információ például egy májsejtből a mellékvesébe és az agyalapi mirigybe vagy más szervekbe. Ez a szervezeten belüli kommunikáció a vérben lévő hormonok segítségével serkenti a szervek és szervrendszerek sejtműködését.
Egy sejt két gazdát szolgál: a saját sejtmagját és a közjót.
A különböző típusú sejtek különböző funkciót látnak el. A csontot alkotó sejtek funkciója nem ugyanaz, mint mondjuk a szív sejtjeinek funkciója: a csont kemény, merev; a szív kitágul és összehúzódik; a máj sejtje kémiai anyagokat állít elő és változásokat idéz elő; a vese sejtje szűr, a hasnyálmirigy sejtje pedig kiválaszt.
A közel 75 billió sejtünkből kb. 25 billió vörösvérsejt. Lényeges különbségek vannak a vérsejtek és a test egyéb sejtjei között. A vörösvérsejtek elsősorban a szállítás specialistái. Elsődleges feladatuk az oxigénszállítás. Az érett vörösvérsejteknek nincs sejtmagjuk, mitokondriumuk és endoplazmatikus retikulumuk, de a citoplazmájukban vannak enzimek, és képesek lebontani a glükózt, illetve kis mennyiségben ATP-molekulákat előállítani. A vörösvérsejtek a csontvelőben képződnek, és az élettartamuk kb. 120 nap.
A fehérvérsejtek vagy leukociták a csontvelőben és a nyirokszövetekben is keletkeznek. Hat különböző típusú fehérvérsejt van, plusz a vérlemezkék vagy trombociták. A fehérvérsejtek védik a szervezetet a fertőzésekkel szemben. Nekik is szerepük van abban, hogy milyen hatékonyan tud védekezni az immunrendszer a betegségek ellen, illetve részt vesznek sérült erek kijavításában. Egyes fehérvérsejtek4camikazetendenciát mutatnak, ugyanis miközben elpusztítják a szervezetet fenyegető baktériumokat, maguk is elpusztulnak. A fehérvérsejtek rövid ideig élnek.
A vörösvérsejtek és fehérvérsejtek kivételével a legtöbb sejt képes önmagát reprodukálni. A mitózisnak nevezett folyamat során a sejtmag kettéhasad. A leggyorsabban szaporodó sejtek 10-30 óránként képesek reprodukálódni. Bizonyos sejtek, köztük a bőrsejtek és a csontvelő vérképző sejtjei állandóan reprodukálódnak. Ugyanakkor vannak olyan sejtek is, amelyek csak ritkán szaporodnak, és vannak olyanok is, amelyek nem képesek reprodukálódni. A reprodukciót illetően a májsejtek óriási teljesítményre képesek. Ha műtéti úton a máj több mint nyolcvan százalékát eltávolítják, a sejtek olyan mértékben képesek osztódni és megsokszorozni önmagukat, hogy szinte majdnem az egész szervet újra előállítják. A magzat sejtjei szintén nagy sebességgel osztódnak. Eközben megváltoznak, s kialakulnak a különböző szervek és testrészek. Az egész emberi test egyetlen megtermékenyített petesejtből fejlődik ki, amely tovább osztódik. Ebből az egyetlen sejtből alakul ki az a többi méretében, alakjában és funkciójában különböző közel 75 billió sejt, amelyik felépíti a testünket.
Ha egyszer ráébredünk, hogy minden, amit a szánkba veszünk és lenyelünk, hatással van a biológiai lényünk alapját képező sejtjeinkre, mindjárt más szemmel nézzük a táplálkozás kérdését. Az evés jelenthet számunkra szórakozást, és képezheti társasági összejövetelek programját is. Az étvágy puszta elfojtásánál és a szükségletek kielégítésénél azonban sokkal többről van szó. Bizonyos ételek káros, mások pozitív hatással vannak a sejtekre és azok környezetére. A szervezetünket olyan üzemanyagokkal kell megtöltenünk, amelyeknek a feldolgozásából profitálunk, illetve amelyeknek a feldolgozása mind fizikailag, mind élettanilag kellemes a számunkra. Az, hogy milyen ízeket kedvelünk, illetve kevésbé szeretünk, idővel alakul ki. Főként azokat az ételeket részesítjük előnyben, amelyeknek az íze hasonlít azokéra, amelyeket gyerekkorunkban ettünk, amelyek megszokottak, ismertek a kultúránkban, vagy amelyek más országokban elterjedtek, de nálunk is divatosak. Sok ország sok városában találhatók olyan éttermek, amelyek más népek specialitásait kínálják. Az tehát, hogy mely ételek a kedvenceink, és melyek nem, elsősorban az adott nép szokásaitól, hagyományaitól és attól függ, hogy jni elérhető, hozzáférhető.
Az élelmiszergyártás forradalmasítása óta egyre több az olyan élelmi- 126 szer, amely többet árt, mint használ. Minél jobban feldolgozza, finomítja, minél több adalékanyagot ad hozzá, minél hosszabb ideig akarja eltartani az ember az élelmiszereket, azok egyre kevésbé tesznek jót a sejtjeinknek. Nagyon sok dolgon tudunk változtatni az életünkben, hogy azok jobban megfeleljenek az igényeinknek, de az, hogy a sejtjeink hogyan működnek, és mire van szükségük ahhoz, hogy jól működjenek, adott, azon nem változtathatunk. Az egészség nem egyenlő a fájdalom hiányával. A természet törvénye nagyon egyszerű: az ember azért él a Földön, hogy az ott termő táplálékot egye. Minél bonyolultabb eljárással készülnek, és minél összetettebbek az élelmiszerek, annál nehezebben kezelhetőek a betegségek. Nem a betegség pusztít el bennünket. A sejtektől függ az életünk. Ha a sejtjeink egészségesek, mi is azok vagyunk. Ha egyszerre sok sejtünk elpusztul, mi is belehalunk. Ha tehát egészségesek akarunk lenni és egészségesek akarunk maradni, elegendő természetes tápanyaggal kell ellátnunk a sejtjeinket. A mi egészségünk – a mi döntésünk.