Oppimistavoitteet
- Vertaavat ja vertailevat anatomiaa ja fysiologiaa, mukaan lukien niiden erikoisalat ja tutkimusmenetelmät
- Keskustellaan anatomian ja fysiologian välisestä perustavanlaatuisesta suhteesta
Ihmisen anatomia on kehon rakenteiden tieteellistä tutkimusta. Osa näistä rakenteista on hyvin pieniä, ja niitä voidaan tarkastella ja analysoida vain mikroskoopin avulla. Toisia suurempia rakenteita voidaan helposti nähdä, käsitellä, mitata ja punnita. Sana ”anatomia” tulee kreikan kielen juuresta, joka tarkoittaa ”paloitella”. Ihmisen anatomiaa tutkittiin aluksi tarkkailemalla ruumiin ulkopintaa ja tarkkailemalla sotilaiden haavoja ja muita vammoja. Myöhemmin lääkärit saivat leikellä kuolleiden ruumiita lisätäkseen tietämystään. Kun ruumis leikataan, sen rakenteet leikataan erilleen, jotta voidaan tarkastella niiden fyysisiä ominaisuuksia ja suhteita toisiinsa. Paloittelua käytetään edelleen lääketieteellisissä kouluissa, anatomian kursseilla ja patologian laboratorioissa. Elävien ihmisten rakenteiden havainnoimiseksi on kuitenkin kehitetty useita kuvantamistekniikoita. Näiden tekniikoiden avulla lääkärit voivat havainnollistaa elävän kehon sisällä olevia rakenteita, kuten syöpäkasvainta tai murtunutta luuta.
Kuten useimmilla tieteenaloilla, anatomiassakin on erikoistumisalueita. Bruttoanatomia on kehon suurempien, ilman suurennusta näkyvien rakenteiden tutkimusta (kuva 1.2a). Makro- tarkoittaa ”suurta”, joten bruttoanatomiaa kutsutaan myös makroskooppiseksi anatomiaksi. Mikro- sen sijaan tarkoittaa ”pientä”, ja mikroskooppinen anatomia on sellaisten rakenteiden tutkimista, jotka voidaan havaita vain mikroskoopin tai muiden suurennuslaitteiden avulla (kuva 1.2b). Mikroskooppiseen anatomiaan kuuluvat sytologia eli solujen tutkimus ja histologia eli kudosten tutkimus. Mikroskooppien tekniikan kehittyessä anatomit ovat voineet tarkkailla yhä pienempiä kehon rakenteita aina suurten rakenteiden, kuten sydämen, viipaleista kehon suurten molekyylien kolmiulotteisiin rakenteisiin.
Kuva 1.2. Mikroskopointi. Karkea ja mikroskooppinen anatomia
(a) Karkea anatomia tarkastelee suuria rakenteita, kuten aivoja. (b) Mikroskooppisessa anatomiassa voidaan käsitellä samoja rakenteita, joskin eri mittakaavassa. Tämä on mikrokuva aivojen hermosoluista. LM × 1600. (luotto a: ”WriterHound”/Wikimedia Commons; luotto b: Micrograph provided by the Regents of University of Michigan Medical School © 2012)
Anatomit käyttävät kehon rakenteiden tutkimiseen kahta yleistä lähestymistapaa: alueellinen ja systeeminen. Alueellisessa anatomiassa tutkitaan tietyn kehon alueen, kuten vatsan, kaikkien rakenteiden keskinäisiä suhteita. Alueellisen anatomian tutkiminen auttaa meitä ymmärtämään kehon rakenteiden keskinäisiä suhteita, kuten sitä, miten lihakset, hermot, verisuonet ja muut rakenteet toimivat yhdessä palvellakseen tiettyä kehon aluetta. Sitä vastoin systeemianatomia tutkii rakenteita, jotka muodostavat erillisen kehon järjestelmän eli ryhmän rakenteita, jotka toimivat yhdessä suorittaakseen ainutlaatuisen kehon toiminnon. Esimerkiksi lihasjärjestelmän systeemisessä anatomisessa tutkimuksessa tarkasteltaisiin kaikkia kehon luurankolihaksia.
Siinä missä anatomia käsittelee rakennetta, fysiologia käsittelee toimintaa. Ihmisen fysiologia on tieteellistä tutkimusta kehon rakenteiden kemiasta ja fysiikasta ja siitä, miten ne toimivat yhdessä tukeakseen elämän toimintoja. Suuri osa fysiologian tutkimuksesta keskittyy kehon taipumukseen homeostaasiin. Homeostaasi on elävien olentojen ylläpitämä tasaisten sisäisten olosuhteiden tila. Fysiologian tutkimukseen kuuluu varmasti havainnointia sekä paljain silmin että mikroskoopin avulla sekä manipulointia ja mittauksia. Fysiologian nykyiset edistysaskeleet ovat kuitenkin yleensä riippuvaisia huolellisesti suunnitelluista laboratoriokokeista, jotka paljastavat ihmiskehon muodostavien monien rakenteiden ja kemiallisten yhdisteiden toiminnan.
Kuten anatomit, fysiologitkin tyypillisesti erikoistuvat johonkin tiettyyn fysiologian osa-alueeseen. Esimerkiksi neurofysiologia tutkii aivoja, selkäydintä ja hermoja sekä sitä, miten ne toimivat yhdessä niinkin monimutkaisten ja moninaisten toimintojen kuin näkemisen, liikkumisen ja ajattelun toteuttamiseksi. Fysiologit voivat työskennellä elintasolta (tutkien esimerkiksi sitä, mitä aivojen eri osat tekevät) aina molekyylitasolle (tutkien esimerkiksi sitä, miten sähkökemiallinen signaali kulkee hermoja pitkin).
Muoto liittyy läheisesti toimintaan kaikissa elävissä olennoissa. Esimerkiksi silmäluomesi ohut läppä voi napsahtaa alaspäin poistaakseen pölyhiukkaset ja liukua lähes välittömästi takaisin ylös, jotta voit taas nähdä. Mikroskooppisella tasolla silmäluomea palvelevien hermojen ja lihasten sijoittelu ja toiminta mahdollistavat sen nopean toiminnan ja vetäytymisen. Pienemmällä analyysitasolla näiden hermojen ja lihasten toiminta perustuu niin ikään tiettyjen molekyylien ja ionien vuorovaikutukseen. Jopa tiettyjen molekyylien kolmiulotteinen rakenne on olennaista niiden toiminnalle.
Anatomian ja fysiologian opiskelussa on enemmän järkeä, jos jatkuvasti yhdistät tutkimiesi rakenteiden muodon niiden toimintaan. Itse asiassa voi olla jokseenkin turhauttavaa yrittää opiskella anatomiaa ymmärtämättä sitä fysiologiaa, jota jokin kehon rakenne tukee. Kuvittele esimerkiksi, että yrittäisit ymmärtää ihmisen käden luiden ainutlaatuista järjestystä, jos sinulla ei olisi mitään käsitystä käden toiminnasta. Onneksi ymmärrys siitä, miten ihmiskäsi käsittelee työkaluja – kynistä matkapuhelimiin – auttaa sinua ymmärtämään peukalon ainutlaatuista asettelua neljän sormen vastakohtana, mikä tekee kädestäsi rakenteen, jonka avulla voit nipistellä ja tarttua esineisiin ja kirjoittaa tekstiviestejä.