البحوث العلمية

المحاضرات العلمية

 المحاضرة الاولى           الفسلجة الحيوانية                              د. نضال ابراهيم لطيف

علم الفسلجة Physiology
يمكن تعريف علم الوظائف (الفسيولوجي) :- بأنه ذلك الفرع من العلوم الحيوية الذي يتعامل مع الوظائف الكاملة للأعضاء المختلفة للجسم وهي بكامل صحتها ويؤكد على التغيرات التي تطرأ على الجسم بأكمله عند نشاط وعمل هذه الأعضاء أثناء قيامها بفعالياتها الأساسية والتحري عن سبب وكيفية أنجاز تلك الوظائف الحيوية الضرورية لإدامة حياة الكائن الحي . أما أبسط تعريف يمكن أن ينطبق على الفسلجة :- هو علم وظائف الكائنات الحية . يختص علم الفسلجة بدراسة كيفية عمل الجسم , ويعني علم الفسلجة بالمملكتين الحيوانية والنباتية غير أننا سنقتصر على المملكة الحيوانية .

 يبحث علم الفسلجة في فعاليات المادة الحية سواء على مستوى الكائن الحي بأكمله أو عضو منه أو على مستوى الخلية أو جزء منها , والهدف من علم الفسلجة هو فهم معنى الحياة .
يعد علم الفسيولوجيا أحد الفروع الهامة لعلم البيولوجي الذي يهتم بدراسة ظاهرة الحياة في الكائنات الحية بصورة عامة ، فالكائن الحي عبارة عن وحدة بيولوجية أي ((وحدة بنائية متكاملة مترابطة تتفاعل مكوناتها لتعطي ظاهرة الحياة للكائن الحي)) . وعلم الفسيولوجي ((هو العلم الذي يهتم بدراسة كيفية حدوث وظائف الكائن الحي المختلفة مثل عمل جهاز الدوران ، جهاز التنفس ، الجهاز العضلي ، الغدد الصم…
وهذا يعني :
- وصف وظائف الأعضاء في الكائنات الحية ((الإنسان ، الحيوان ، النبات)).
- شرح وتفسير هذه الوظائف في ضوء القوانين الفيزيائية والكيميائية .
وعليه يمكن تفسير علم الفسيولوجي في ضوء ما تقدم بأنه ((فيزياء وكيمياء الكائنات الحية)) , ولا يقتصر أن نعرف ما هي وظيفة هذا العضو أو ذاك ، فأن هذا الوصف غير كافي ولكن الأهم أن نفسر كيف يؤدي ذلك العضو تلك الوظيفة ونحاول اكتشاف آلية هذه الوظيفة فضلا عن دراسة العلاقة بين أنشطة أعضاء الكائن الحي والعوامل التي تؤثر على هذه الأنشطة إذ يعتمد علم الفسيولوجي على الجوانب الفيزيائية والكيميائية والحيوية بالجسم.

علم الفسلجة هو علم تجريبي Experimental Scinence أي ان المعطيات Data يتم الحصول عليها عن طريق تجريبي أي باجراء التجارب Experiments في حين ان معظم العلوم الحياتية الاخرى هي اكثر ما تكون وصفيه Descriptive Science أي تعتمد على الملاحظة الدقيقة والوصف دون الحاجة الى اجراء التجارب ، والتجربة ماهي الا محاولة للاجابة على سؤال يطرح من قبل الطبيعة وعند اجراء التجربة يجب خلق الظرف المناسبة لها بحث يصبح .بالامكان دراسة تاثير عامل واحد فقط على المادة تحت ظروف التجربة .

ان من اهم المبادئ الاساسية للفسيولوجيا والذي يعتمد عليه نشاط الكائن الحي هي:

1.                تبادل المواد مع المحيط Exchange of Material with the Environment :

يتميز الكائن الحي عن محيطه بالنواحي التنظيمية والكيميائية للحصول على مصدر الطاقة والمواد الضرورية لنموه ومستلزمات فعالياته الحيوية فالمحيط الخارجي ممتد الى دخل الكائن الحي، ومن اجهزة التبادل مع البيئة الخارجية الرئتان والكلية والقناة الهضمية والجلد وهذه الاعضاء تتميز بسعة سطوحها واتصالها بالأوعية الدموية الشعرية، مثلا يقدر السطح الفعال للأمعاء الدقيقة حوالي 10 امتار مربعة وللرئة 55 متر مربع وللكلية 6 أمتار مربعة.

2.                الأيض Metabolism

يحصل الكائن الحي على الطاقة الضرورية لنموه وترميم اعضائه وانجاز فعالياته الحيوية من الغذاء ويتم تحرير الطاقة عن طريق تفاعلات كيميائية معقدة يتم من خلالها تحطيم الجزيئات الكبيرة الى جزيئات بسيطة او اكسدتها الى ماء وثاني اوكسيد الكاربون وتدعى عملية التقويض هذه بعملية الهدم Catabolism كما يقوم الكائن الحي في الوقت نفسه ببناء مواد معقدة من مواد بسيطة تسمى عملية الابتناء Anabolism وتدعى المحصلة النهائية لعمليتي البناء والهدم بالأيض.

ان دراسة الايض في مجال الكيمياء الحياتية يقتصر على التفاعلات الكيمياوية اما في مجال دراسة الجوانب الفسيولوجية فيقتصر دراسة الايض على استهلاك الاوكسجين والغذاء وانتاج ثاني اوكسيد الكاربون وانبعاث الحرارة او نتائج أخرى ومن الاجهزة المستخدمة لتحديد معدلات الايض هو جهاز قياس السعرات Calrlimeters.

ان الطاقة المتولدة من عمليات الايض لبناء جزيئات ضخمة مثل البروتين تكون عالية اما في عمليات التحويل من غذاء الى طاقة فتتصف بكونها طاقة واطئة وذلك لان معظم الطاقة تتحول الى حرارة بدلاً من طاقة نافعة، ومن اهم العوامل والنشاطات التي تؤثر في معدلات الايض هي النوم والعمل الشاق والاضطرابات الحاصلة بسبب خلل في الغدد الصم.

3.                التنسيق الداخلي Internal Coordination:

يعتمد التنسيق الداخلي على حجم الكائن الحي ففي الاحياء وحيدة الخلية تكون الحركة العشوائية للمواد كافية لانتقالها بين اجزاء الخلية كما تعجل الحركة الدورانية Cyclosis عملية التنسيق , اما في الاحياء ضخمة الاجسام توجد اليات أخرى لتحقيق التنسيق المطلوب بين اعضائها وخلاياها ومن بين هذه الاليات :

أ‌-                 وجود جهاز نقل متخصص مثل جهاز الدوران الذي يجلب مواد الى الخلايا ويحمل منها مواداً اخرى (إذ ينقل جهاز الدوران المواد المنتجة عن الهضم لخزنها على هيئة كلايكوجين في الكبد او لنقل خزين الشحوم الى الخلايا لتوليد الطاقة كما ينظم درجة حرارة الدم ويحمل الفضلات لطرحها خارج الجسم).

ب‌-            وجود جهاز للغدد الصم (الذي يتألف من مجموعة غدد صم تفرز هرموناتها في الدم والذي ينقلها بدوره الى الانسجة والاعضاء المستهدفة فتزيد من نشاطها او تثبطه) وتتميز الهرمونات بعملها التنسيقي البطيء مقارنة بالجهاز العصبي.

ت‌-            وجود الجهاز العصبي الذي يحمل الرسائل على هيئة سيالات عصبية بين اجزاء الجسم بسرعة فائقة كما يحصل عند الاستجابة على هيئة منعكسات شوكية, ويحدث التنسيق العصبي في حالات تتطلب سرعة التنفيذ مقابل التنسيق الهرموني الذي قد يستغرق عدة ساعات كما ان الاستجابات للتأثير الهرموني تكون طويلة الامد بينما تكون الاستجابات بواسطة الجهاز العصبي ليس بالأمر السهل وتسبب له انهاكاً لأنها تتطلب توليد سيالات عصبية متكررة ومستمرة لفترات طويلة اي تكون قصيرة الامد. ويشترك الجهاز العصبي وجهاز الغدد الصم بآلية من النوع الثنائي التأثير المتضاد إذ يكون نشاط العضو محصلة إما لتأثير هرمونين متضادين او لتأثير تنبيهين عصبيين متضادين وتسمى هذه الآلية بالدفع والسحب Push-Pull وهذه الآلية تكون افضل من استخدام تأثير واحد متدرج يتحكم بنشاط العضو.

4.                الأستتباب Homoestasis:

يفصل غطاء الجسم في الحيوانات بين البيئة الخارجية والبيئة الداخلية ومن اهم منجزات التنسيق الداخلي هو تحقيق ثبوت البيئة الداخلية، وان الكثير من المثبتات كدرجة الحرارة والاس الهيدروجيني للسوائل الجسمية ونسبة كلوكوز الدم او تركيز الايونات تبقى ثابتة ضمن حدود ضيقة وان اي حيود عنها يمكن ان يعبر عن حالة مرضية لذلك مكنت حالة الاستتباب الخلايا من المحافظة على تركبيها الكيمياوي بما يتناسب نشاطها واذا اختل لسبب او لآخر فسرعان ما يعود الى وضعه السابق بفضل آلية التغذية الاسترجاعية Feed-back Mechanism وهذه الآلية تكون على نوعين:-

أ‌-                 تغذية استرجاعية موجبة Positive F.B.M ومثالها: ان انخفاض نسبة مستوى هرمون الاستروجين في الدورة الشهرية تحفز هرمون المحفز للجريبات FSH والذي بدوره يحفز افراز الاستروجين وتكون النتيجة زيادة في تركيز كل من هرموني الاستروجين والهرمون المحفز للجريبات.

ب‌-            التغذية الاسترجاعية السالبة Negative F.B.M وهذه التغذية تكون أكثر شيوعاً في العمليات الفسيولوجية وتحصل فيها استجابة او رد فعل فسيولوجي مثلها: عند زيادة تركيز مستوى السكر في الدم يفرز هرمون الانسولين الذي يقوم بتحويل الفائض من السكر الى كلايكوجين يخزن في الكبد وبذلك ينخفض مستوى السكر الى الحد الطبيعي عندئذٍ فقط يتوقف افراز المزيد من الانسولين.

5.                التنسيق الخارجي External Coordination:

تؤثر التغيرات في عوامل البيئة الخارجية على نشاط وسلوك الاحياء لذلك جهز تطور الاحياء بجهاز عصبي واعضاء الحس الخاص لفحص المحيط واستشعار ما يطرأ عليه من تغييرات، ففي الفقريات تصل المعلومات عن المحيط الخارجي من المستقبلات الى الجهاز العصبي المركزي عبر الالياف العصبية الحسية ويستجيب اليها الحيوان بسيالات عصبية من العصبات المحركة الى المنفذات (العضلات والغدد) وتكون الاستجابة على نوعين:

أ‌-                 استجابة بسيطة على هيئة منعكسات اذا تمت بمستوى الحبل الشوكي من غير أن يتدخل الدماغ وذلك لكون رد الفعل السريع يجنب الحيوان الخطر ولا يحتاج الى تفكير.

استجابة معقدة تحصل في حالة تدخل الدماغ ويحدث في حالة سلوكيات غريزية تحسبا لظروف الشتاء كجمع الغذاء او الهجرة الى اماكن مناسبة او قد تأخذ الاستجابة شكلاً تكيفياً مثل السبات او نمو الفراء بغزارة او بناء المساكن وتبدل في عادات التغذية والملبس كما يحدث عند البشر.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
ان درجة الحرارة من العوامل البيئية المهمة ذات التاثير الكبير على فعاليات الكائنات الحية لذا فانها تحدد الى حد كبير مدى انتشار الحيوانات والنبات على سطح الكرة الارضية .
تنظيم درجة حرارة الجسم Regulation of body temperature:

ان الطاقة الكامنة الموجودة في المواد الغذائية التي يتناولها الحيوان تتحول في النهاية الى طاقة حرارية اما مباشرة او بعد انجازها لشغلا مفيدا في الجسم وذلك عند تحول ATP الى ADP مثلا على ذلك عند الامساك بطير او حيوان لبون نلاحظ ان اجسامها حارة وتنبعث منها هذه الحرارة نتيجة لحرق المواد الغذائية اذ تعد الحرارة ناتج عرضي لعملية التنفس الخلوي التي تهدف الى تزويد الخلايا بطاقة مفيدة لتسير الفعاليات الحيوية المختلفة تقسم الحيونات من حيث درجة الحرارة الجسم الى :
1- الحيوانات خارجية الحرارة  Ectotherms: وهي الحيوانات التي تنظم درجة حرارة الجسم باكتساب الحرارة من المحيط الخارجي سواء من الماء الدافئ التي تعيش فيه او من الشمس او من الصخور والتربة التي هي في تماس معها وتمتاز هذه الحيونات بقدرتها على التحكم في درجة حرارة الجسم كثيرا او قليلا (أي حيوانات متغيرة الحرارة )
2- الحيوانات داخلية الحرارة Endotherms :وهي الحيوانات التي تنظم حرارتها بالاعتماد بدرجة رئيسية على حرارة الايض (الايض الداخلي) غير ان ذلك لا يمنع من الاستفادة الى حد ما من الحرارة الخارجية خصوصا في المناطق الباردة .ان الحيوانات ثابتة الحرارة هي بصورة عامة داخلية الحرارة كما ان بعض الحيوانات المتغيرة الحرارة قد تلجا الى هذا الاسلوب في الحفاظ على درجة حرارة أجسامها بمستوى معين .
3- الحيوانات متباينة الحرارة Heterotherms:  تشمل الحيوانات التي تكون درجة حرارة اجسامها ثابته ولكن قد تنخفض او ترتفع من الحد الطبيعي تحت ظروف معينة وبوسائل فسلجية ويقع العديد من الحيوانات ثابته الحرارة واخرى متغيرة الحرارة تحت هذا الصنف من الحيوانات ومن الوسائل الفسلجية التي تستخدمها هذه الحيونات لاحداث تباين حراري :-
أ‌- السبات الشتوي : تظهر كثير من اللبائن والطيور والسبات الشتوي اذ تنخفض خلالها درجة حرارة اجسامها عشر درجات عن الحد الطبيعي .
ب‌- التفاوت اليومي بين الليل والنهار في درجة حرارة الجسم والذي قد يبلغ 6-7 درجات مئوية كما في الجمال والاغنام .
ت‌- ظاهرة الخمول اليومي Daily Torpidity : تحدث هذه الظاهرة في العديد من اللبائن والطيور الصغيرة اذ تتغير فيها درجة حرارة الجسم خلال اليوم وذلك بانخفاضها في الليل عشرات الدرجات المئوية.
4-الحيوانات المتغيرة الحرارة Poikilotherms:
تمتاز هذه الحيوانات بكون درجة حرارة اجسامها مساوية لدرجة حرارة المحيط اذ انها لا تتمكن من التحكم بدرجة حرارة الجسم الا في حالات نادرة فقط وضمن حدود ضيقة لا تتجاوز بضع درجات تحت او فوق درجة حرارة المحيط ويعود ذلك بصورة رئيسية الى عدم امتلاكها وسائل حفظ وتصريف الحرارة الناتجة من التمثيل الغذائي وكذلك كون التمثيل الغذائي فيها واطئ مقارنة مع الحيوانات ثابته الحرارة .
بعض الحيوانات المتغيرة الحرارة تقوم بتنظيم درجة حرارة الجسم او المناطق التي تعيش فيها بواسطة وسائل سلوكية Behavioral means وليست وظيفية مثلا تقوم الافاعي والعضيات في الشتاء بتعريض اجسامها لاشعة الشمس لرفع درجة حرارة اجسامها وبالعكس تلجا في الجو الحار الى الظلال والاماكن الباردة .
كما يلاحظ ان بعض انواع الفراش والحشرات الاخرى تحرك اجنحتها لبضع ثواني قبل الاقلاع وذلك لرفع درجة حرارة العضلات المحركة للاجنحة بضع درجات فوق درجة حرارة المحيط في الشتاء ويقوم النحل بضرب اجنحتها وذلك لتبريد المكان في الصيف وفي الشتاء كثيرا ما يتم مشاهدة الحشرات وغيرها من الحيوانات مكدسة على بعضها تجنبا للانجماد .
ان عدم استطاعة الحيوانات المتغيرة الحرارة على التحكم في درجة حرارة اجسامها بطرق وظيفية جعلها لا تنتشر في البيئات المختلفة ويتركز انتشارها في المناطق المعتدلة والاستوائية ونادرا ما تنتشر في المناطق التي تنخفض فيها درجة حرارة المحيط واذا وجدت في هذه المناطق فتلجا الى وسائل لمواجهة الموقف وضمان استمرار النوع منها :
1- تموت كثير من الحشرات والديدان وغيرها في فصل الشتاء في المناطق الباردة تاركة البيوض التي تؤدي رسالة استمرار النوع الى الدافي اذ ان البيوض مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة كما انها تكون موضوعة في مناطق تحفظها من الانجماد مثلا في داخل التربة او داخل انسجة الحيوانات والنباتات او تلقى في الماء بعيدا عن المنطقة السطحية المنجمدة .
2- ان اغلب الحيوانات المتغيرة الحرارة هي مائية بذلك تستطيع تجنب الانجماد في الشتاء من خلال عيشتها تحت الطبقة الثلجية وفي البحار والمحيطات والانهار اذ ان درجة حرارة الماء لاتنخفض عن 40مo .
3- اما الحيوانات الاكثر حساسية للدرجات الحرارية الوطئة فانها اما تلجأ الى السبات الشتوي Hibernation اذ تزاول ادنى حد ممكن من الفعاليات الوظيفية او انها تهاجر الى مناطق اكثر دفئا.
الحيوانات ثابتة الحرارة Homotherms:
تستطيع هذه الحيوانات ) الطيور واللبائن) ان تحافظ على درجة حرارة اجسامها ثايته ضمن حدود ضيقة جدا على الرغم من التغير في درجة حرارة المحيط . تتراوح درجة حرارة اجسام اللبائن بين 37-38مo ، وفي الطيور تتراوح بين 40-42 مo وتعود هذه القابلية على تنظيم درجة الحرارة الى عاملين هما :
1- قدرة الانسجة على توليد كمية كبيرة من الحرارة في الجو البارد والتقليل من توليد الحرارة في الجو الحار على العكس من الحيوانات المتغيرة الحرارة التي يكون فيها كمية الحرارة المنبعثة متناسبة طرديا مع درجة حرارة المحيط وتدعى هذه الوسيلة في تنظيم درجة حرارة الجسم بالتنظيم الحراري الكيميائي chemical Thermoregulation
2- امتلاك هذه الحيونات وسائل عديدة للتحكم في كمية الحرارة المفقودة الى المحيط الخارجي ويتم ذلك بوساطة مايدعى التنظيم الحراري الفيزيائي Physical Thermorrgulation ، اذ يفقد الحيوان الحرارة الى المحيط الخارجي كاي جسم ساخن اخر بطرق فيزيائية منها الاشعاع Radiation والحمل Convection والتبخر Evaporation اما الحرارة الناتجة فيكون مصدرها هو التمثيل الغذائي Metabolism ..

التمثيل الغذائي او الايض Metabolism      

الاستقلابأو الأيضأو عملية التمثيل الغذائي^] (Metabolism) هي مجموعة من التفاعلات الكيميائيةالتي تحدث في الكائنات الحية على المواد الغذائيةالمختلفة بواسطة العوامل الإنزيميةبغرض الحصول على الطاقةأو بناء الأنسجة (أو هي مجموع العمليات الحيوية الكيميائية التي تحدث داخل الجسم لضمان نموه وأدائه الوظيفي السليم بما فيها هدم المواد الغذائية لإنتاج الطاقة). يسمى ناتج عملية الاستقلاب باسم مستقلَب.

يقصد بالاستقلاب تلك العمليات البيوكميائية التي تتم داخل الجسم عندما يقوم ببناء الأنسجة الحيّة من مواد الطعام الأساسية ومن ثم يفككها لينتج منها الطاقة, ويحتاج ذلك إلى عملية هضم الطعام في الأمعاء وامتصاص خلاصاتها وتخزينها كمرحلة انتقالية لدمجها في أنسجة الجسم ثم تفكيكها إلى ماء وثاني أكسيد الكربونفالطاقة التي تتولد من الاستقلاب لا تتحول كلها إلى حرارة بل تخزن داخل الخلايا وتستخدم عند الحاجة.

تنقسم تفاعلات الاستقلاب إلى:

1- تفاعلات الهدم Catabolism : حيث يتم تكسير المواد الغذائية الرئيسية سواء كانت كربوهيدراتأو بروتيناتأو دهونخلال طرق مختلفة من التفاعلات الحيوية إلى جزيئاتبسيطة وينتج عن ذلك الحصول على الطاقة.

2-تفاعلات البناء (Anabolism): الجزيئات البسيطة الناتجة من عملية الهدم يمكن استخدامها كنواة لبناء مواد أكثر تعقيداً سواء كانت بروتينية أو أحماض نوويةمن خلال سلسلة من التفاعلات وذلك لبناء الأنسجة وتستهلك طاقة في تلك التفاعلات.

تأخذ عمليات البناء والهدم مسارات مختلفة من ناحية التفاعلات الحيويةداخل جسم الكائن الحي، يتم فيها تحويل المواد الكيميائية عن طريق سلسلة من الأنزيمات.هذه الأنزيمات هي حاسمة لعملية التمثيل الغذائي حيث تعمل على تسريع التفاعلات وتكون مهمة جداً في الحفاظ على حياة الخلية.

أحد السمات البارزة في عملية الأيض هو التشابه في المسارات الأساسية بين كائنات تختلف اختلافاً شاسعاً عن بعضها البعض.

معظم الهياك

السلسل	المادة	اسم المحاضرة	المرحلة	التحميل	مشاهدة
1	علم الخلية	تعريف علم الخلية	الأولى
2	علم الخلية	الكائنات حقيقية النواة	الأولى
3	علم الخلية	كيمياء الخلية	الأولى
4	علم الخلية	الرواشح	الأولى
5	علم الخلية	النواة والكروماتين والكرموسومات	الأولى
6	علم الخلية	تركيب ووظيفة جدار الخلية والغشاء البلازمي	الأولى
7	علم الخلية	جدار الخلية النباتية	الأولى
8	علم الخلية	الغشاء البلازمي	الأولى
9	علم الخلية	الشبكة الاندوبلازمية	الأولى
10	علم الفسلجة الحيوانية	مقدمة في علم الفسلجة	الأولى
11	علم الفسلجة الحيوانية	المبادئ الاساسية للفسيولوجيا	الثالثة
12	علم الفسلجة الحيوانية	الاثر الفسلجي لدرجة الحرارة	الثالثة
13	علم الفسلجة الحيوانية	تنظيم درجة حرارة الجسم	الثالثة
14	علم الفسلجة الحيوانية	التمثيل الغذائي او الايض	الثالثة
15	علم الفسلجة الحيوانية	فسلجة جهاز الدوران	الثالثة
16	علم الفسلجة الحيوانية	خطيط القلب الكهربائي	الثالثة
17	علم الفسلجة الحيوانية	فسلجة الجهاز البولي	الثالثة

الشهادات الاكاديمية

v    عنوان رسالة الماجستير:  

التاثيرات التركيبية والظيفية لمستخلص عرق السوس على الاعضاء التناسلية الذكرية في الفئران

The Steuctural and Functional Effects of the Glycyrrhiza glabra on the Male Genital Organs in Mice                                                                           

v    عنوان أطروحة الدكتوراه :  

تاثير بعض شدد المجال المغناطيسي المستقر في بعض المتغيرات الدمية والكيمو حيوية والنسجية للفئران البيض Balb- C- albino 

الاشراف

اخرى