Dajen Keli (Diane Kelly): Šta nismo znali o anatomiji penisa

Nismo završili sa anatomijom. Znamo mnogo toga o genomici, proteomici i ćelijskoj biologiji, ali kao što Dajen Keli objašnjava na TEDMED konferenciji, postoje osnovne činjenice o ljudskom telu koje još uvek učimo. Jedan primer: kako funkcioniše erekcija kod sisara?

Kada odem na žurke,

obično ne prođe puno vremena

dok ljudi ne saznaju

da sam naučnik i da proučavam seks.

Onda mi postavljaju pitanja.

Pitanja obično imaju veoma specifičan oblik.

Počinju sa frazom:

"Prijatelj mi je rekao",

a završavaju se frazom:

"Da li je ovo tačno?"

Uglavnom mi je drago

da mogu da im odgovorim,

ali ponekad moram da kažem:

"Zaista mi je žao,

ali ne znam,

zato što ja nisam ta vrsta doktora."

To jest, ja nisam kliničar,

ja sam komparativni biolog koji proučava anatomiju.

Moj posao je da pregledam mnogo različitih životinjskih vrsta

i pokušam da shvatim kako njihova tkiva i organi rade

kada je sve u redu,

a ne da pokušavam da shvatim

kako da popravim stvari kada krenu po zlu,

kao što rade mnogi od vas.

Ono što radim jeste da tražim sličnosti i razlike

u evolutivnim rešenjima

za osnovne biološke probleme.

Danas sam ovde da bih raspravila

da ovo uopšte nije

neka ezoterična, beskorisna aktivnost,

koju nalazimo na našim univerzitetima.

To obimno proučavanje,

preko različitih vrsta, tipova tkiva i sistema organa,

može da pruži uvide

koji imaju direktne implikacije na ljudsko zdravlje.

Ovo je istina za oba moja skorašnja istraživanja

polnih razlika u mozgu,

kao i za moj stariji rad

o anatomiji i funkciji penisa.

Sada znate zašto sam zabavna na žurkama.

(Smeh)

Danas ću vam dati jedan primer

izvučen iz moje studije o penisu,

da bih vam pokazala kako je znanje

uzeto iz proučavanja jednog sistema organa,

pružilo uvid u veoma različit sistem.

Sada, sigurna sam da svi u publici već znaju --

morala sam to da objasnim svom devetogodišnjaku krajem prošle nedelje --

penisi su strukture koje prenose spermu

od jedne osobe do druge.

Slajd iza mene

je jedva zagrebao površinu

njihove rasprostranjenosti među životinjama.

Postoji ogroman broj anatomskih varijacija.

Nalazite mišićne cevi, modifikovane noge, modifikovana peraja,

kao i mesnati cilindar sisara koji može da se naduva

koji svi poznajemo --

ili bar polovina vas.

(Smeh)

Mislim da vidimo ove neverovatne varijacije

zato što je to veoma efikasno rešenje

za bazični biološki problem,

a to je postavljanje sperme u položaj

iz kog može da se sretne sa jajnom ćelijom i formira zigot.

Sada, penis zapravo nije neophodan za unutrašnje oplođenje,

ali kada se unutrašnje oplođenje javlja u evoluciji,

penisi tu promenu često prate.

Pitanje koje mi najčešće postave, kada počnem da pričam o ovome, je:

"Šta te je zainteresovalo za ovu temu?"

Odgovor je - skeleti.

Ne biste pomislili da skeleti i penisi

imaju bilo šta zajedničko.

Ovo je zbog toga što smo skloni da o skeletima razmišljamo

kao o krutim sistemima poluga

koji proizvode brzinu ili snagu.

Moji prvi pokušaji bioloških istraživanja

dok sam se kao student bavila paleontologijom dinosaurusa,

su nedvosmisleno bili iz ove oblasti.

Ali kada sam otišla na postdiplomske studije biomehanike,

zaista sam želela da nađem projekat za disertaciju

koji bi proširio naše znanje u funkciji skeleta.

Pokušala sam mnoštvo različitih stvari.

Mnoge nisu uspele.

Međutim, jednog dana sam počela da razmišljam

o penisu sisara.

To je zaista neobična vrsta strukture.

Pre nego što može da se upotrebi za unutrašnje oplođenje,

njegova mehanička svojstva moraju da se promene

na zaista dramatičan način.

Većinu vremena, to je fleksibilan organ.

Lako ga je saviti.

Ali pre nego bude upotrebljen,

tokom snošaja,

mora da postane krut,

mora da postane težak za savijanje.

Štaviše, mora da radi.

Reproduktivni sistem koji podbaci u funkciji

daje individuu koja nema potomstvo

i ona je onda izbačena iz sveukupne baze gena.

Onda sam pomislila: "Evo problema

koji jednostavno vapi za skeletnim sistemom --

ne za nekim poput ovoga,

već za jednim kao ovaj" --

zato što, funkcionalno gledano,

skelet je bilo koji sistem

koji podupire tkiva i prenosi sile.

Već sam znala da životinje, poput ove gliste,

u stvari, većina životinja,

na podupire svoja tkiva

time što njima prekriva svoje kosti.

Umesto toga, oni su više kao ojačani vodeni baloni.

Oni koriste skelet koji mi nazivamo hidrostatički skelet.

Hidrostatički skelet

koristi dva elementa.

Potpora skeleta potiče iz interakcije

tečnosti pod pritiskom

i okolnog tkivnog zida

koji je zategnut i ojačan fibroznim proteinima.

Ova interakcija je ključna.

Bez oba elementa nema potpore.

Ako imate tečnost

bez okolnog zida

koji održava povišen pritisak,

dobijate baru.

A ako imate samo zid,

bez tečnosti unutra koja će izvršiti pritisak na zid,

onda dobijete malu, vlažnu krpu.

Kada pogledate presek penisa

on ima mnoštvo obeležja

hidrostatičkog skeleta.

Ima centralni prostor

od erektilnog, sunđerastog tkiva

koji je ispunjen tečnošću -- u ovom slučaju krvlju --

a okružen je zidom tkiva

bogatim čvrstim strukturnim proteinom koji zovemo kolagen.

U vreme kada sam započela ovaj projekat,

najbolje objašnjenje koje sam mogla da pronađem za erekciju penisa

je da zid okružuje ova sunđerasta tkiva,

a sunđerasta tkiva se ispune krvlju,

pritisak raste i eto! Postao je uspravan.

I to mi je objasnilo ekspanziju --

imalo je smisla: više tečnosti, dobijete tkiva koja se šire --

ali zapravo nije objasnilo erekciju.

Zato što u ovom objašnjenju nema mehanizma

koji bi strukturu napravio teškom za savijanje.

Niko nije sistematski pogledao tkivo zida.

Pomislila sam, tkivo zida je značajno u skeletima.

Ono mora da bude deo objašnjenja.

U ovom trenutku

moj mentor je rekao:

"Opa! Čekaj. Stani malo."

Nakon otprilike šest meseci pričanja o ovome,

mislila sam da je konačno shvatio

da sam zaista bila ozbiljna o ovoj stvari sa penisom.

(Smeh)

Rekao mi je da sednem i upozorio me.

Rekao je: "Budi oprezna na tom putu.

Nisam siguran da će ovaj projekat uspeti."

Plašio se da ću upasti u zamku.

Preuzela sam društveno neprijatno pitanje

sa odgovorom, za koji je on mislio

da neće biti naročito interesantan.

To je bilo zbog toga što je

svaki hidrostatički skelet,

koji smo do tog trenutka pronašli u prirodi,

imao iste osnovne elemente.

Imao je centralnu tečnost,

imao je okolni zid,

a potporna vlakna u zidu

su bila organizovana u ukrštene navoje

duž uzdužne ose skeleta.

Slika iza mene

pokazuje deo tkiva

jednog od ovih skeleta sa ukrštenim navojima,

presečenog tako da vidimo površinu zida.

Strelica vam pokazuje uzdužnu osu.

Možete da vidite dva sloja vlakana,

jedan plav, a drugi žut,

organizovana u leve i desne spirale.

Ukoliko ne biste gledali samo mali presek ovih vlakana,

ta vlakna bi se kretala u navojima

duž uzdužne ose skeleta --

nešto poput kineske zamke za prste,

gde ubacite svoje prste unutra i oni se zaglave.

Ovi skeleti imaju specifičan set ponašanja,

koja ću vam demonstrirati jednim filmom.

Ovo je model skeleta

koji sam napravila od parčeta tkanine,

koje sam obmotala oko naduvanog balona.

Tkanina je isečena po dijagonali.

Vidite da su vlakna umotana u navoje

i ta vlakna mogu da se reorijentišu kako se skelet pomera,

što znači da je skelet fleksibilan.

Produžava se, skraćuje i savija veoma lako

kao odgovor na unutrašnje ili spoljašnje sile.

Moj mentor je brinuo,

šta ako je tkivo zida penisa

isto kao i bilo koji drugi hidrostatički skelet.

Čime ćeš da doprineseš?

Kojim to novim otkrićem doprinosiš

našem znanju iz biologije?

Pomislila sam: "Da, zaista je u pravu."

Provela sam puno, puno vremena razmišljajući o tome.

Jedna stvar me je brinula,

a to je, kada oni funkcionišu,

penisi se ne migolje.

(Smeh)

Dakle, nešto interesantno je moralo da se događa.

Nastavila sam, prikupila tkivo zida,

pripremila ga, tako da je bilo uzdignuto,

secirala, stavila na slajd,

a onda ga gurnula pod mikroskop da pogledam,

očekujući da vidim presečenu neku vrstu navoja kolagena.

Umesto toga, videla sam ovo.

Postoji unutrašnji i spoljašnji sloj.

Strelica vam pokazuje dužu osu skeleta.

Bila sam zaista iznenađena ovim.

Svako kome sam ovo pokazala

se iznenadio.

Zašto su svi bili iznenađeni ovim?

Zato što smo teorijski znali

da postoji drugi način

organizovanja vlakana u hidrostatičkom skeletu,

a to je, vlakna su postavljena na nula stepeni

i na 90 stepeni u odnosu na dužu osu strukture.

Stvar je u tome, niko to pre nije video u prirodi.

A sada sam gledala u jedan primer.

Ta vlakna, sa tom specifičnom orijentacijom,

daju skeletu veoma, veoma drugačije ponašanje.

Pokazaću vam model

napravljen od potpuno istih materijala.

Biće napravljen od iste pamučne tkanine,

istog balona, sa istim unutrašnjim pritiskom.

Jedina razlika

je što su vlakna organizovana na drugačiji način.

Videćete da, za razliku od modela sa ukrštenim navojima,

ovaj model odoleva širenju i skupljanju

i odoleva savijanju.

To nam govori da

tkiva zidova obavljaju mnogo više

od pukog pokrivanja vaskularnih tkiva.

Ona su sastavni deo skeleta penisa.

Da zid oko erektilnog tkiva nije tamo,

da nije ojačan na ovaj način,

oblik bi se promenio,

pa naduvani penis ne bi odoleo savijanju

i erekcija jednostavno ne bi radila.

To je opažanje sa očiglednom medicinskom primenom

kod ljudi,

ali je isto tako relevantno i u širem smislu,

u dizajnu protetskih pomagala, mekih robota,

u osnovi bilo čega

gde su promene u obliku i tvrdoći bitne.

Dakle, da rezimiram:

Pre dvadeset godina

imala sam mentora,

kada sam otišla kod njega i rekla:

"Pomalo se interesujem za anatomiju",

dobila sam odgovor: "Anatomija je mrtva nauka."

Nije mogao više da pogreši.

Ja zaista verujem da još uvek imamo dosta toga da naučimo

o normalnoj strukturi i funkciji naših tela.

Ne samo o njegovoj genetici i molekularnoj biologiji,

nego i ovde gore, ne poslednjem stepenu evolucije.

Imamo ograničenja sa našim vremenom.

Često se fokusiramo na jednu bolest,

jedan model, jedan problem,

ali moje iskustvo upućuje

da treba da izdvojimo vreme

i primenimo ideje široko među sistemima

i vidimo gde će nas to odvesti.

Na kraju, ako nam ideje o skeletima beskičmenjaka

mogu dati uvide

o reproduktivnim sistemima sisara,

može postojati mnogo fantastičnih i produktivnih veza

koje vrebaju i čekaju da budu otkrivene.

Hvala vam.

(Aplauz)