Homeostasis and response

• التوازن الداخلي هو تنظيم الظروف الداخلية خلوية أو في الكائن الحي، للحفاظ على الظروف المثلى لعمل الإنزيمات وجميع وظائف الخلية، استجابةً للتغيرات الداخلية والخارجية.
• يتحكم الجسم في تركيز جلوكوز الدم ودرجة حرارة الجسم ومستويات الماء.‬
• كل نظام تحكم تلقائي يحتوي على: مستقبلات (تكتشف المحفزات)، مراكز تنسيق (المخ والحبل الشوكي والبنكرياس — تستقبل وتعالج المعلومات) ومنفذين (عضلات أو غدد — تحقق الاستجابة التي تعيد المستويات المثلى).
• استجابات الجهاز العصبي سريعة وقصيرة الأمد؛ بينما استجابات الهرمونات أبطأ لكنها تعمل لفترة أطول.

المسار: محفز ← مستقبل ← منسق (الجهاز العصبي المركزي: المخ + الحبل الشوكي) ← منفذ (انقباض العضلة / إفراز الغدة) ← استجابة.

تمر المعلومات عبر خلايا تُسمى الأعصاب كـ نبضات كهربائية. يقوم الجهاز العصبي المركزي بتنسيق استجابة المنفذين.

قوس الانعكاس — حماية تلقائية وسريعة لا تشمل الجزء الواعي من المخ:

محفز ← مستقبل ← العصب الحسي ← مشبك ← العصب الوسيط (في الجهاز العصبي المركزي) ← مشبك ← العصب الحركي ← منفذ ← استجابة.

عند المشبك، يصل النبض الكهربائي إلى نهاية العصب ويتم إطلاق مادة كيميائية؛ تنتشر عبر الفجوة وتحفز نبضاً كهربائياً في العصب التالي.

RP7 — زمن رد الفعل: صمّم وخطط لتأثير عامل (مثل الكافيين) على زمن رد فعل الإنسان. أسقط مسطرة بين إصبع وأصبع مريضك؛ قِس المسافة الملتقطة؛ حوّلها إلى زمن (أو استخدم اختباراً حاسوبياً)؛ سيطر المتغيرات (نفس اليد، نفس الارتفاع)؛ كرر العملية وحسب المتوسط. طبّق بيانات زمن رد الفعل من الرسوم البيانية والجداول.

المخ (إضافي HT)

حدّد على رسم توضيحي: القشرة المخية (الوعي، الذاكرة، اللغة)، المخيخ (التوازن، تنسيق الحركة)، النخاع المستطيل (دورة القلب، التنفس).

(HT) صعوبات البحث في الدماغ وعلاجه: فهو معقد وحساس، يتلف بسهولة، ويصعب الوصول إليه. طرق التتبع: دراسة المرضى المصابين بـ تلف دماغي، وتحفيز مناطق كهربائياً، ومسح الرنين المغناطيسي. تقييم فوائد ومخاطر الإجراءات الدماغية.

العين

تحديد وشرح: الشبكية (خلايا مستقبلات حساسة لشدة الضوء ولونه)، العصب البصري (ينقل السيالات من الشبكية إلى الدماغ)، الصلبة (طبقة خارجية قوية)، القرنية (تكسر الضوء)، القزحية (عضلات ملونة تتحكم في حجم الحدقة — تكيف انعكاسي مع الضوء الخافت/الساطع)، العضلات الهدبية والأربطة المعلقة (تنظم شكل العدسة).

التكيف البصري — تغيير شكل العدسة للتركيز:

العيوب: قصر النظر (رؤية القريبة — تركيز الأجسام البعيدة أمام الشبكية؛ يُصحح بعدسة مقعرة)، طول النظر (رؤية البعيد — تركيز الأجسام القريبة خلف الشبكية؛ عدسة محدبة). العلاجات: نظارات طبية، عدسات لاصقة، جراحة الليزر لإعادة تشكيل القرنية، استبدال العدسة.

تنظيم درجة حرارة الجسم

يحتوي المركز التنظيم الحراري في الدماغ على مستقبلات حساسة لدرجة حرارة الدم؛ ترسل المستقبلات الجلدية السيالات إليه.

• ارتفاع الحرارة: تتمدد الأوعية الدموية (توسع الأوعية) — انتقال المزيد من الدم靠近 السطح لنقل الطاقة للبيئة؛ إفراز العرق — تبخر العرق ينقل الطاقة بعيداً.
• انخفاض الحرارة: تنقبض الأوعية الدموية (تضييق الأوعية)؛ يتوقف التعرق؛ تنقبض العضلات الهيكلية (الرعشة — التنفس ينقل الطاقة لتدفئة الدم).

(HT) اشرح في السياق كيف يخفض أو يرفع كل آلية درجة الحرارة عائدة إلى المستوى الأمثل.

الجهاز الغدي هو غدد تفرز هرمونات مباشرة في مجرى الدم؛ ينقل الدم الهرمونات إلى الأعضاء المستهدفة. أبطأ من الأعصاب ولكن تأثيره أطول أمداً. تحديد على رسم توضيحي للجسم: الغدة النخامية (الغدة "الرئيسية" للدماغ)، البنكرياس، الدرقية، الغدة الكظرية، المبيض، الخصيتين.

سكر الدم يتم مراقبته والتحكم فيه بواسطة البنكرياس:

• ارتفاعه → يفرز البنكرياس الأنسولين → انتقل الجلوكوز من الدم إلى الخلايا؛ في خلايا الكبد والعضلات يتحول الجلوكوز الزائد إلى جلايكوجين للتخزين.
• (HT) انخفاضه → يفرز البنكرياس الجلوكاجون → تحلل الجلايكوجين عوداً إلى جلوكوز، يُطلق في الدم. الأنسولين–الجلوكاجون هو دورة تغذية راجعة سالبة.

السكري: النوع 1 — فشل البنكرياس في إنتاج ما يكفي من الأنسولين؛ ارتفاع غير منتظم في سكر الدم؛ يُعالج بـ حقن الأنسولين. النوع 2 — لم تعد خلايا الجسم تستجيب للأنسولين؛ يُعالج بـ نظام غذائي مقيد بالكربوهيدرات وتمارين رياضية؛ السمنة عامل خطر. تفسير رسوم بيانية لمستوى سكر الدم مع السكري ودونه.

توازن الماء والنيتروجين — علم الأحياء فقط

يغادر الماء عبر الرئتين (الزفير) والبشرة (العرق، مع أيونات واليوريا) — دون تحكم في هاتين العمليتين. يتم إزالة فائض الماء والأيونات واليوريا عن طريق الكلى في البول. لا تعمل الخلايا التي تفقد أو تكتسب الكثير من الماء بالانتشار الأسموزي بكفاءة. (HT) يتم إزالة الأمين من الأحماض الأمينية الزائدة من النظام الغذائي في الكبد: الأمونيا (سامة) → اليوريا للتخلص الآمن منها.

تقوم الكلى بـ ترشيح الدم وإعادة امتصاص انتقائي للجلوكوز وبعض الأيونات والماء. (HT) إذا كان الدم مركزًا جدًا، يفرز الفص hypophyseal هرمون ADH، مما يجعل أنابيب الكلى أكثر نفاذية، sehingga يتم إعادة امتصاص المزيد من الماء — مرة أخرى التغذية الراجعة السالبة.

فشل الكلى: يُعالج بـ الزراعة أو الغسيل الكلوي — يتدفق الدم بين أغشية شبه منفذة في محلول الغسيل الذي يحتوي على التركيز الصحيح للماء/الأيونات، بحيث تنتشر الفضلات للخارج بينما يُحتفظ بالجلوكوز والمواد المفيدة؛ تقييم الجهاز الميكانيكي مقابل الزراعة.

الهرمونات في التكاثر البشري

الإستراديول (المبيض) — الهرمون النسائي الرئيسي؛ عند البلوغ تنضج البويضات وتطلق واحدة تقريبًا كل 28 أيام (التبويض). التستوستيرون (الحبوبة) — يحفز إنتاج الحيوانات المنوية.

(HT) الدورة الشهرية:

(HT) تفسير رسوم بيانية لمستويات الهرمونات عبر الدورة: يبدأ FSH نمو الجريبة → يرتفع الإستراديول → تحفز ذروة LH التبويض (حوالي اليوم 14) → يحافظ البروجستيرون على سماكة البطانة حتى ينخفض وتتجدد الدورة.

منع الحمل — تقييم الطرق الهرمونية وغير الهرمونية: حبوب منع الحمل (تكبح FSH فلا تنضج بويضات)، حقن/زراعة/لصوق البروجستيرون مطلق البطيء، الطرق العازلة (الواقي الذكوري، الحجاب السفلي)، الأجهزة داخل الرحم، المبيدات المنوية، الامتناع عندما قد تكون البويضة في قنا فالوب، التعقيم.

العقم (HT): 'أدوية الخصوبة' (FSH + LH) تحفز نضوج البويضات. IVF: FSH و LH يحفزان عدة بويضات → تُجمع البويضات وتخصب مع الحيوانات المنوية في المختبر → تنمو الأجنة إلى كرات صغيرة من الخلايا → يُنقل واحد أو اثنان إلى الرحم. تقييم: إجهاد عاطفي/جسدي، معدلات نجاح منخفضة، خطر ولادة متعددة الأجنة.

التغذية الراجعة السالبة (HT): الأدرينالين (الغدد الكظرية، الخوف/التوتر) يزيد معدل ضربات القلب وتسليم الأكسجين والجلوكوس للدماغ والعضلات — 'القتال أو الهروب'. الثيروكسين (الدرقية) يحفز معدل الأيض الأساسي وهو مهم في النمو والتطور؛ يتم التحكم في مستواه بالتغذية الراجعة السالبة. تفسير مخططات التغذية الراجعة السالبة البسيطة.

تنتج النباتات هرمونات لتنسيق والتحكم في النمو والاستجابة للضوء (التوجه الضوئي) والجاذبية (التوجه الأرضي). التوزيع غير المتساوي للأوكسين يسبب معدلات نمو غير متساوية في الجذور والسيقان — تنحني السيقان نحو الضوء؛ تنمو الجذور أسفل.

RP8: استقصاء تأثير الضوء أو الجاذبية على البادرات المنبثقة حديثاً — تدوين القياسات الطولية و رسم بيولوجي دقيق ومُصنَّف.

(HT) الجيبيريلينات تُحفِّز إنبات البذور؛ الإيثين يتحكم في انقسام الخلايا ونضج الثمار.

(HT) الاستخدامات: الأوكسينات كمبيدات للأعشاب، مساحيق تجذر، ولتعزيز النمو في زراعة الأنسجة؛ الإيثين للتحكم في النضج أثناء التخزين والنقل؛ الجيبيريلينات لإنهاء سكون البذور، تحفيز التزهير وزيادة حجم الثمرة. ضع في اعتبارك تأثير مبيدات الأعشاب على التنوع البيولوجي.

• عرّف الاستتباب؛ المقيّس–المركز المنسق–العامل الحاصل مذكور بالترتيب؛ ارسم قوس الانعكاس مع المشبك.
• جدول أجزاء العين والتكيف (معلومة ثابتة)؛ قصر النظر مقابل طول النظر مع التصحيحات.
• درجة الحرارة: توسيع الأوعية/التعرق مقابل تضيق الأوعية/الرعشة، في السياق (HT).
• الإنسولين و(HT) الجلوكاجون مع التغذية الراجعة السلبية؛ علاجات النوع 1 مقابل النوع 2.
• (Bio) ترشيح الكلى + إعادة الامتصاص الانتقائي؛ (HT) الهرمون المضاد لإدرار البول؛ الغسيل الكلوي مقابل الزرع.
• (HT) تفاعلات FSH–الإستروجين–LH–البروجستيرون والرسم البياني؛ قائمة وسائل منع الحمل؛ خطوات IVF؛ الأدرينالين والثيروكسين.
• (Bio) الاستجابات الاتجاهية مع الأوكسين؛ RP8؛ (HT) الاستخدامات الثلاثة للهرمونات.