كتاب الإحياء وحدة الاتزان الداخلي الصف العاشر الفصل الثالث
مستويات التنظيم
لاستيعاب طريقة حفاظ الجسم على الاتزان الداخلي، تصور الجسم على أنه تدرج من المستويات يتزايد كل مستوى منها في التعقيد، كما هو مبين في الشكل 1 ويعمل كل مستوى مع المستويات الأخرى للحفاظ على الاتزان الديناميكي. نتيجة لذلك. تكون كل الظروف التي تؤثر في البيئة الداخلية للجسم ضمن الحدود الطبيعية
المستوى الجزيئي المستوى الأول للتنظيم هو المستوى الجزيئي. ويضم هذا المستوى الجزيئات التي أساسها الكربون مثل الكربوهيدرات والبروتينات والدهون والأحماض النووية، فتوفر تلك الجزيئات، التي تعرف أيضا بالجزيئات الضخمة، الدعم الهيكلي والطاقة للخلايا الموجودة في المستوى التالي. وتؤدي مواد أخرى. مثل أيونات الصوديوم وأيونات البوتاسيوم، أدوارا في عمليات الخلية.
المستوى الخلوي إن المستوى الثاني للتنظيم هو المستوى الخلوي. تؤدي الخلايا الموجودة في الكائنات الحية المتعددة الخلايا، مثل النباتات والحيوانات، وظائف محددة. على سبيل المثال، إن الخلايا التي تكون عضلة قلب الإنسان موجودة في القلب فقط، وتعمل على إبقاء القلب ينبض.
مستوى الأنسجة إن النسيج هو مجموعة من الخلايا التي تعمل مقا لأداء وظيفة محددة. توجد أربعة أنواع أساسية من الأنسجة في جسم الإنسان، يغطي النسيج الغشائي الجسم ويبطن الأعضاء والأوعية وتجاويف الجسم الداخلية كالأمعاء والمعدة. أما النسيج العضلي فهو ملحق بالعظام وهو يضمن حركة الجسم. النسيج الضام هو النسيج الذي يدعم أجهزة جسم الإنسان والذي يربط بين جميع الأعضاء والأجهزة والأنسجة الداخلية، مونزا الدعم والارتباط وأماكن للتخزين. يتلقى النسيج العصبي الإمارات من المؤثرات الخارجية والداخلية ويحولها الى سيالات عصبية يرسلها إلى الدماغ والحبل الشوكي في الجسم، يرسلها إلى الدماغ والحبل الشوكي لتحليل تلك الإشارات ومن ثم تعود منها كالاستجابات الى الأنسجة المختصة.
الحفاظ على الاتزان الداخلي
يتم الحفاظ على الاتزان الداخلي وتنظيمه في كل مستويات التنظيم عند المستوى الجزيئي، تراقب كميات مواد معينة وتعذل لتبقى ضمن المعدل الطبيعي. وعند المستوى الخلوي، تستجيب الخلايا الرسائل واردة من الجهاز العصبي وهرمونات واردة من جهاز الغدد الصماء لتساعدها في الحفاظ على الاتزان الداخلي، تعمل بعض الأعضاء مثل البنكرياس والخصيتين والمبيضين کندد صماء وتفرز هرمونات. تؤثر على استجابة الأجهزة، وخاصة الجهاز التناسلي، وتقوم هذه الهرمونات بوظيفة معية أو عمليات عدة محددة
الأيض
تتطلب كل الأنشطة التي تؤديها إلى طاقة. فمثلا تحتاج إلى طاقة للقيام بأنشطة رياضية مثل الكرة الطائرة، كما هو مبين في الشكل 3 أو لتمضي نهارك بنشاط في المدرسة. لكن جسمك يحتاج دائما إلى الطاقة حتى أثناء نومك. إن الأيض هو المصطلح المستخدم لوصف كل التفاعلات الكيميائية التي تحدث في كائن حي ما للحفاظ على الاتزان الداخلي. ويتضمن الأيض استخدام وتخزين الجزيئات الضخمة والماء والمعادن والفيتامينات المهضومة من الطعام للحصول على الطاقة ولبناء مواد ضرورية مثل البروتينات، راجع الجدول 2 لمعرفة بعض أدوار الجزيئات الضخمة في جسم الإنسان.
إنتاج الطاقة يتضمن الأيض كل مستويات التنظيم. فعند مستوى الأجهزة يحلل الجهاز الهضمي الطعام الذي جرى هضمه ويمتص الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والمواد المغذية الأخرى إلى الجسم، ويحمل الجهاز الدوري تلك المواد إلى الخلية، بالإضافة إلى الأكسجين الذي حصل عليه من الجهاز التنفسي، وتكون بعض تلك المواد ضرورية لإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) عبر عملية التنفس الخلوي الهوائي عند المستوي الجزيئي، إذ يوفر ATP الطاقة التي يحتاج إليها الجسم للحفاظ على الاتزان الداخلي
يزال ثاني أكسيد الكربون الثاني عن التنفس الخلوي من الخلايا بواسطة الجهاز الدوري ويخرج من الجسم عبر الجهاز التنفسي. كما تزال العضلات الأخرى الناتجة عن العمليات الأيضية من الخلايا بواسطة الجهاز الدوري ويتم إخراجها من الجسم عبر الجهاز الإخراجي.
يحمل الدم أيضا مواد مقاومة للأمراض يتم إنتاجها في جهاز المناعة، فنقاوم کریات الدم البيضاء وخلايا أخرى العدوي وتدمر الخلايا الغربية، وتساعد الصفائح الدموية الدم على التخثر عند حدوث جرح أو نزف للدم، كما يساعد الجهاز الدوري في الحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة عن طريق توزيع الحرارة عبر الجسم.
الإخراج
يكون كل من الرئتين والجلد والكليتين والمثانة البولية معا الجهاز الإخراجي، المبين في الشكل 9. ويؤدي كل عضو وظيفة التخلص من الفضلات من الجسم بقدر ما من أجل الحفاظ على الاتزان الداخلي. تخرج الرئتان ثاني أكسيد الكربون، وهو أحد نواتج عملية التنفس الخلوي، عند الزفير. ويخرج الجلد الماء والأملاح عندما يعرق الجسم
تعتبر الكليتان العضو الإخراجي الرئيس في الجسم، وهما عبارة عن عضوين يشبهان حبة الفاصولياء، بصيان العضلات والأملاح والماء من الدم. تساعد الكلبنان في الحفاظ على الرقم الهيدروجيني (pH) للدم ضمن المعدل الطبيعي عبر إخراج يونات الهيدروجين وإعادة امتصاص أيونات الصوديوم. وتنتقل العضلات السائلة في صورة بول، من الكليتين إلى المثانة البولية عبر الحاليين، ثم يجري إخراج البول من المثانة البولية عبر الإحليل أثناء التبول.
الحركة والتنسيق
يتطلب تنسيق أجهزة الجسم استجابة الجهاز العصبي وجهاز الغدد الصماء. وتعتبر حركة الجسم إحدى وظائف الجهاز الهيكلي والجهاز العضلي
الجهاز الهيكلي كما هو مبين في الشكل 10. يتكون الجهاز الهيكلي من 206 عظمة موجودة في الجسم. وينقسم إلى قسمين هما الهيكل المحوري والهيكل الطرفي، تتمثل الوظيفة الأساسية للجهاز الهيكلي في تدعيم الجسم. وحماية أعضاء من الإصابة. على سبيل المثال، الدماغ تحميه الجمجمة، والقلب والرئتان تحميهما الضلوع وعظمة القص. وتتضمن الوظائف الأخرى للجهاز الهيكلي إنتاج خلايا دم حمراء، وكريات دم بيضاء، وصفائح دموية. كما تخزن العظام بعض المعادن مثل الكالسيوم والفسفور
تعمل العظام کسطح ترتبط به العضلات من أجل تحريك الجسم. وتلتقي العظام عند المفاصل التي تصنف تبعا لنوع الحركة التي تسمح بها وشكل أجزائها. وترتبط العظام بعضها ببعض عند المفاصل بواسطة الأربطة، وهي أشرطة متينة مكونة من النسيج الضام. كما تكون بعض المفاصل، مثل تلك التي توجد في الجمجمة، غير متحركة
جهاز الغدد الصماء يعمل جهاز الغدد الصماء كجهاز اتصال. ويتكون من غدد، بعضها مبين في الشكل 13. تفرز هرمونات استجابة للمعلومات الواردة من حلقات التغذية الراجعة الداخلية تتضمن غدد جهاز الغدد الصماء: الغدة النخامية والفدة الدرقية والغدة الجاردرقية والغدة الزعترية والغدة الصنوبرية والبنكرياس والغدة الكظرية والمبيضين والخصيتين. وتساعد الهرمونات التي تفرزها تلك الغدد في تنظيم الاتزان الداخلي عبر الجسم حيث يجري مراقبة مستويات كل من الكالسيوم والجلوكوز في الدم وتوازن الماء في الجسم بواسطة جهاز الغدد الصماء. ويؤثر هرمون النمو عند الإنسان (hGH)، الذي تفرزه الغدة النخامية، في أنسجة العضلات والعظام. فهرمون النمو عند الإنسان يحفز انقسام الخلايا في تلك الأنسجة مما يؤدي إلى نمو الجسم. وتحفز الهرمونات التي تفرزها الخصيتان والمبيضان لدى الذكور والإناث على التوالي البلوغ وتنظم عمليات الجهاز التناسلي
المناعة
يتمتع الجسم بالكثير من وسائل الدفاع التي تساعده في مقاومة غزو المواد الغريبة وقد تكون وسائل الدفاع هذه لا نوعية في حالة الجهاز الغشائي، ونوعية في حالة خلايا جهاز المناعة
الجهاز الغشائي المبين في الشكل 14، يتكون من الجلد والشعر والأظافر. فيغطي الجلد الجسم ويمنع الكائنات المجهرية والمواد الغربية الأخرى من دخول الجسم، ويعتبر خط الدفاع الأول ضد العدوى. كما تحمي الخلايا الموجودة في الجلد الجسم من الأشعة فوق البنفسجية وتجعل الجلد مقاومة للماء، ومن بين وظائف الجلد الرئيسة المساعدة في الحفاظ على الاتزان الداخلي عن طريق الإبقاء على درجة حرارة الجسم الداخلية ضمن المعدل الطبيعي. إذ يساعد تبخر العرق عن سطح الجلد في تبريد الجسم عندما ترتفع درجة حرارته الداخلية. وإذا انخفضت درجة حرارة الجسم بشدة، تضيق الشعيرات الدموية الموجودة في الجلد. وبما أن الدم لا يكون بالقرب من سطح الجلد، يقل فقدان الحرارة. كما يعمل الجلد كعضو حسي لأن له مستقبلات عصبية للألم والضغط وتغيرات درجة الحرارة التي ترسل معلومات إلى الدماغ عن تلك التغيرات. ويشترك الجلد أيضا في إنتاج فيتامين D وهو فيتامين مهم للتكون السليم للعظام