الدرس ٢: الجهاز الهيكلي والجهاز العصبي (١)

يقوم هذا الدرس على شرح تكامل عمل الجهاز الهيكلي والجهاز العصبي في جسم الإنسان لضمان الحركة والاستجابة للمتغيرات. يتناول الجهاز الهيكلي بوظائفه الخمس وتركيب العظام والمفاصل التي تسهل الحركة وتمنع الاحتكاك بوجود الغضاريف والأربطة. أما الجهاز العصبي فيتكون من وحدات أساسية تسمى العصبونات التي تنقل الرسائل عبر السيالات العصبية والشق التشابكي، وينقسم إلى جهاز عصبي مركزي وجهاز عصبي طرفي، ليتولى معالجة المنبهات وتحقيق الاتزان الداخلي. كمثال سريع، عندما تلمس شيئاً ساخناً بالخطأ، ينتقل السيال العصبي عبر عصب حسّي إلى الحبل الشوكي ليصدر رد فعل منعكس يسحب يدك فوراً دون تفكر مسبق.

الفكرة الأساسية

يتعاون الجهاز الهيكلي والجهاز العصبي معا لمنح الجسم دعامته وشكله وحمايته، ولتمكينه من التحرك والتفاعل مع البيئة المحيطة والاستجابة للمتغيرات بسرعة ودقة للحفاظ على الاتزان الداخلي.

الشرح

يتكون الجهاز الهيكلي من جميع العظام في الجسم وله خمس وظائف رئيسية تشمل إعطاء الجسم الشكل والدعامة، وحماية الأعضاء الداخلية، والاتصال بالعضلات للمساعدة على الحركة، وتكوين خلايا الدم في نخاع العظام، وتخزين أملاح الكالسيوم والفوسفور لتكتسب العظام صلابتها. يحيط بسطح العظام غشاء صلب يسمى السمحح، وتحتوي العظام من الداخل على العظم الكثيف والعظم الإسفنجي الذي يقلل وزن العظام ويحوي نخاع العظام. وتلتقي العظام معا عبر المفاصل التي تربطها الأربطة وتغلفها الغضاريف لتقليل الاحتكاك. أما الجهاز العصبي فيتكون من وحدات أساسية تسمى العصبونات التي تنقل رسائل تسمى السيالات العصبية في اتجاه واحد من الشجيرات العصبية إلى جسم الخلية ثم المحور الأسطواني وصولا إلى النهايات العصبية. وتنتقل السيالات بين عصبون وآخر عبر الشق التشابكي بمساعدة مواد كيميائية. ينقسم الجهاز العصبي إلى قسمين رئيسيين هما الجهاز العصبي المركزي الذي يضم الدماغ والحبل الشوكي، والجهاز العصبي الطرفي الذي يضم جميع الأعصاب خارج الجهاز المركزي، وينقسم بدوره إلى جهاز جسمي وجهاز ذاتي ينظم الأفعال اللاإرادية.

مثال محلول خطوة بخطوة

إذا أردت تقدير حجم عظم أسطواني الشكل طوله $36$ سم وقطره $7$ سم، فاتبع الآتي:

1. المعطيات: عظم أسطواني الشكل بطول أو ارتفاع يساوي $36$ سم، وقطر يساوي $7$ سم.
2. المطلوب: حساب حجم الأسطوانة.
3. طريقة الحل: استعمل معادلة حجم الأسطوانة الحجم = $\pi \times (\text{نصف القطر})^2 \times \text{الارتفاع}$. احسب نصف القطر بقسمة القطر على اثنين ليساوي $\frac{1}{2} \times 7 = 3.5$ سم. عوض بالقيم مستخدما القيمة $\pi \approx 3.14$ ليكون الحجم = $3.14 \times (3.5)^2 \times 36 = 1384.74$ سم$^3$ تقريبا.
4. التحقق من الحل: اقسم الناتج على $14.3$ ثم اقسِم الناتج على $(3.5)^2$ لتستنتج طول العظم الصحيح.

أخطاء شائعة

• الاعتقاد بأن العظام صلبة وساكنة تماما، والصواب أنها أنسجة حية تتجدد ويتم إعادة تشكيلها وتستوعب أوعية دمويّة وأعصاب.
• الخلط بين مسار السيال العصبي، إذ يعتقد البعض أنه يتحرك في الاتجاهين داخل العصبون، والصواب أنه يتحرك في اتجاه واحد فقط من الشجيرات العصبية إلى المحور الأسطواني.
• الظن بأن رد الفعل المنعكس يحتاج إلى تفكير من الدماغ، والصواب أنه استجابة غير إرادية سريعة يصدرها الحبل الشوكي لتوفير الحماية قبل تدخل الدماغ.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

1. ما الوظيفة التي تقوم بها الأربطة في الجهاز الهيكلي؟

• الإجابة: تثبيت العظام معا في المفصل.

2. ما الفرق الأساسي بين الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي الطرفي؟

• الإجابة: الجهاز العصبي المركزي يتكون من الدماغ والحبل الشوكي لتنظيم الأنشطة، بينما يتكون الجهاز العصبي الطرفي من جميع الأعصاب الموجودة خارج الجهاز المركزي لربط الدماغ والحبل الشوكي بأجزاء الجسم الأخرى.