مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
الدرس: الوسط الداخلي للجسم والاستتباب – علوم طبيعة وحياة – الثالثة ثانوي (بكالوريا)
أهداف التعلم
- أن يتعرف المتعلم على مفهوم الوسط الداخلي ومكوناته.
- أن يفهم مفهوم الاستتباب وأهميته في الحفاظ على صحة الجسم.
- أن يميز بين آليات التغذية الراجعة السلبية والإيجابية.
- أن يشرح آليات تنظيم درجة الحرارة وسكر الدم والضغط الأسموزي.
- أن يصف دور الكلية في تنظيم الوسط الداخلي.
تمهيد
يتمتع جسم الإنسان بقدرة مذهلة على الحفاظ على استقرار بيئته الداخلية رغم التغيرات المستمرة في البيئة الخارجية. هذا الاستقرار هو ما يعرف بـ الاستتباب (Homeostasis)، وهو شرط أساسي لحياة الخلايا وأدائها لوظائفها بشكل طبيعي. العالم كلود برنار (Claude Bernard) هو أول من وضع مفهوم الوسط الداخلي في القرن التاسع عشر، ثم طوره والتر كانون (Walter Cannon) وصاغ مصطلح “الاستتباب”.
أولاً: مفهوم الوسط الداخلي ومكوناته
تعريف الوسط الداخلي
الوسط الداخلي هو السائل الذي يحيط بالخلايا ويوفر لها الظروف المناسبة للقيام بوظائفها. يشمل الوسط الداخلي جميع السوائل خارج الخلوية التي تتوزع في أنحاء الجسم. أطلق عليه كلود برنار اسم “milieu intérieur” وأكد أن ثباته هو شرط الحياة الحرة للكائنات.
| مكونات الوسط الداخلي | الوصف |
|---|---|
| السائل الخلالي | السائل الذي يملأ الفراغات بين الخلايا ويمثل حوالي 80% من السائل خارج الخلوي. |
| البلازما | السائل الأصفر في الدم الذي يحمل الخلايا الدموية والمواد المغذية والهرمونات. |
| اللمف | سائل شفاف يتكون من السائل الخلالي الزائد الذي يتم تصريفه عبر الأوعية اللمفاوية. |
| السوائل الأخرى | مثل السائل الزجاجي في العين، السائل المفصلي، والسائل الدماغي الشوكي. |
ثانياً: مفهوم الاستتباب (Homeostasis)
تعريف الاستتباب
الاستتباب هو قدرة الجسم على الحفاظ على ثبات الوسط الداخلي ضمن حدود ضيقة، رغم التغيرات المستمرة في البيئة الخارجية والداخلية. يشمل الاستتباب تنظيم درجة الحرارة، مستوى السكر في الدم، تركيز الأملاح، درجة الحموضة (pH)، وضغط الدم.
أهمية ثبات الوسط الداخلي
- ضمان عمل الأنزيمات: الأنزيمات تحتاج إلى درجة حرارة وpH محددين لتعمل بكفاءة.
- الحفاظ على التوازن الأيوني: ضروري لنقل الإشارات العصبية وتقلص العضلات.
- تنظيم الضغط الأسموزي: يمنع انفجار الخلايا أو انكماشها بسبب تغير تركيز السوائل.
- توفير الظروف المثلى للأيض: الخلايا تحتاج إلى ظروف ثابتة لإنتاج الطاقة والقيام بالتفاعلات الحيوية.
ثالثاً: آليات تنظيم الوسط الداخلي
1. التغذية الراجعة السلبية (Negative Feedback)
هي الآلية الأساسية في الاستتباب. تعمل على تصحيح أي انحراف عن القيمة الطبيعية عن طريق عكس اتجاه الانحراف. عندما يرتفع متغير عن مستواه الطبيعي، تعمل آلية التغذية الراجعة السلبية على خفضه، والعكس صحيح.
مكونات الحلقة:
- المستشعر (Sensor): يكشف التغير في المتغير.
- مركز التحكم (Control Center): يقارن القيمة الحالية بالقيمة المرجعية.
- المؤثر (Effector): ينفذ التصحيح اللازم.
2. التغذية الراجعة الإيجابية (Positive Feedback)
هذه الآلية تزيد الانحراف عن القيمة الطبيعية بدلاً من تصحيحه. وهي أقل شيوعاً وتحدث في حالات خاصة مثل:
- تجلط الدم: عند حدوث جرح، تزيد العملية من تجلط الدم حتى يتوقف النزيف.
- الولادة: يزيد هرمون الأوكسيتوسين من انقباضات الرحم، مما يزيد من إفراز الأوكسيتوسين.
- الرضاعة: تحفيز الحلمة يزيد إفراز الحليب.
| وجه المقارنة | التغذية الراجعة السلبية | التغذية الراجعة الإيجابية |
|---|---|---|
| الوظيفة | تصحيح الانحراف واستعادة التوازن | تعزيز الانحراف وزيادته |
| النتيجة | الحفاظ على الاستقرار | الوصول إلى حالة جديدة |
| الانتشار | شائعة جداً (معظم أنظمة الجسم) | نادرة (حالات محددة) |
| أمثلة | تنظيم الحرارة، سكر الدم، ضغط الدم | الولادة، تجلط الدم، الرضاعة |
رابعاً: أمثلة على آليات الاستتباب
1. تنظيم درجة حرارة الجسم (Thermoregulation)
يحافظ الجسم على درجة حرارة حوالي 37°م عبر:
- عند الارتفاع: توسع الأوعية الدموية الجلدية، التعرق، زيادة تدفق الدم إلى الجلد.
- عند الانخفاض: انقباض الأوعية الدموية الجلدية، الارتعاش (تقلص العضلات لتوليد حرارة)، انتصاب الشعر.
- مركز التنظيم: تحت المهاد (Hypothalamus).
2. تنظيم مستوى السكر في الدم (Glucose Regulation)
المستوى الطبيعي: 0.8 – 1.2 غ/ل. التنظيم يتم بواسطة:
- عند ارتفاع السكر: يفرز البنكرياس الأنسولين الذي يخفض السكر بزيادة امتصاص الخلايا له.
- عند انخفاض السكر: يفرز البنكرياس الغلوكاغون الذي يرفع السكر بتحفيز تحلل الغليكوجين في الكبد.
3. تنظيم الضغط الأسموزي
يحافظ الجسم على تركيز الأملاح (خاصة الصوديوم) ضمن مجال ضيق عبر:
- الهرمون المضاد لإدرار البول (ADH): يزيد امتصاص الماء في الكلية عند الجفاف.
- هرمون الألدوستيرون: ينظم إعادة امتصاص الصوديوم في الكلية.
خامساً: دور الكلية في تنظيم الوسط الداخلي
تلعب الكلية دوراً محورياً في الحفاظ على الاستتباب من خلال:
| الوظيفة | الشرح |
|---|---|
| تنظيم حجم الدم | زيادة أو تقليل كمية الماء المطروح في البول حسب حاجة الجسم. |
| تنظيم تركيز الأملاح | إعادة امتصاص أو طرح أيونات الصوديوم، البوتاسيوم، الكالسيوم… إلخ. |
| تنظيم pH الدم | إفراز أيونات الهيدروجين الزائدة وإعادة امتصاص البيكربونات. |
| إفراز الهرمونات | إفراز الإريتروبويتين (EPO) لتحفيز إنتاج كريات الدم الحمراء ورينين لتنظيم ضغط الدم. |
| طرح الفضلات | إزالة اليوريا، حمض البول، الكرياتينين، وغيرها من مخلفات الأيض. |
تمارين بكالوريا محلولة
تمرين 1
السؤال: يمارس شخص رياضة شديدة لمدة ساعة. اشرح كيف يحافظ جسمه على استتباب درجة حرارته.
الحل: أثناء الرياضة ترتفع درجة حرارة الجسم بسبب زيادة النشاط العضلي. تستشعر الخلايا العصبية في تحت المهاد هذا الارتفاع، فيقوم مركز التحكم بإرسال أوامر إلى: (1) الأوعية الدموية الجلدية لتتوسع (توسع وعائي)، مما يزيد فقدان الحرارة عبر الجلد. (2) الغدد العرقية لزيادة إفراز العرق، الذي يتبخر ويبرد الجسم. هذه الآليات تعيد درجة الحرارة إلى المستوى الطبيعي (37°م).
تمرين 2
السؤال: تناول شخص وجبة غنية بالسكريات. اشرح آلية تنظيم مستوى السكر في الدم بعد ساعتين من الوجبة.
الحل: بعد الوجبة يرتفع مستوى الغلوكوز في الدم. تستشعر خلايا البنكرياس (جزر لانغرهانس) هذا الارتفاع فتُفرز الأنسولين. يعمل الأنسولين على: (1) زيادة امتصاص الخلايا للغلوكوز. (2) تحويل الغلوكوز الزائد إلى غليكوجين في الكبد والعضلات. (3) تثبيط إنتاج الغلوكوز في الكبد. تنخفض بذلك نسبة السكر في الدم إلى مستواها الطبيعي.
خلاصة
الاستتباب هو قدرة الجسم على الحفاظ على ثبات الوسط الداخلي رغم التغيرات الخارجية. يتم ذلك عبر آليات التغذية الراجعة السلبية (معظم الأنظمة) والإيجابية (حالات محددة). يلعب كل من الجهاز العصبي (خاصة تحت المهاد) والجهاز الهرموني (الغدد الصماء) دوراً أساسياً في هذه الآليات. الكلية هي العضو الرئيسي المسؤول عن تنظيم الوسط الداخلي من خلال التحكم في حجم الدم وتركيز الأملاح والحموضة. فهم الاستتباب ضروري لفهم عمل الجسم البشري والأمراض المرتبطة باختلال التوازن الداخلي كالسكري والجفاف وارتفاع ضغط الدم.
أسئلة للتفكير والمراجعة
- عرف الوسط الداخلي واذكر مكوناته الرئيسية الثلاثة مع شرح كل منها.
- ما الفرق بين التغذية الراجعة السلبية والتغذية الراجعة الإيجابية؟ أعط مثالين لكل منهما.
- اشرح آلية تنظيم مستوى السكر في الدم مع ذكر الهرمونات المسؤولة.
- كيف تساهم الكلية في الحفاظ على استتباب الوسط الداخلي؟
- ماذا يحدث إذا اختل الاستتباب؟ اذكر ثلاثة أمثلة لأمراض مرتبطة باختلال التوازن الداخلي.
📍 دروس مشابهة
- التكاثر عند الإنسان (الهرمونات الجنسية، الدورة الشهرية، التلقيح والحمل) — الثالثة ثانوي
- النشاط الإنزيمي: آلية عمل الإنزيمات والعوامل المؤثرة عليها — الثالثة ثانوي
