1-1 علم وظائف الأعضاء والتشريح (Physiology and Anatomy)
انظر إلى رأس الصفحة: الأهداف التي سنحققها نهاية الدرس هي التمييز بين علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء، وتفسير بعض الظواهر الفسيولوجية، وتلخيص مستويات تكوين جسم الإنسان، واستعمال بعض التقنيات لدراسة الجسم. لدينا مفاهيم أساسية مثل علم التشريح Anatomy وعلم وظائف الأعضاء Physiology. التمهيد يوضح أن دراسة الأعضاء تتطلب فهماً دقيقاً للتركيب على جميع المستويات، من الجزيئات الدقيقة والخلايا والأنسجة حتى أنظمة الجسم المختلفة. انظر إلى الشكل التوضيحي الذي يربط بين الأعضاء مثل الدماغ، الغدة الدرقية، القلب، الرئتين، الكبد، المعدة، الكليتان، الأمعاء، والمثانة البولية داخل جسم الإنسان.
يربط هذا الدرس بين علم التشريح الذي يدرس شكل أعضاء الجسم وتركيبها ومواقعها، وعلم وظائف الأعضاء الذي يدرس كيفية عمل هذه الأعضاء وآليات وظائفها. يتدرج جسم الإنسان في مستويات تنظيم دقيقة تبدأ من مستوى الذرة والجزيء، مروراً بالخلية والنسيج والعضو ونظام الجسم، وصولاً إلى مستوى الجسم المتكامل الذي يحافظ على التوازن والثبات الداخلي. كما يوضح الدرس سلاسل الأسباب والتاثيرات في الظواهر الحيوية مثل تنظيم الحرارة، ويستعرض تقنيات دراسة الجسم وأهمها المجاهر الضوئية والإلكترونية. مثال سريع: عندما تبذل جهداً بدنياً ترتفع حرارة جسمك، فيرسل الدم سيالات عصبية إلى منطقة تحت المهاد في الدماغ لتبدأ سلسلة من الاستجابات مثل التعرق واتساع الأوعية الدموية لخفض الحرارة وإعادة الجسم إلى حالته الطبيعية.
الفكرة الأساسية
يعتمد فهم جسم الإنسان على تكامل علمين أساسيين هما علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء، حيث يهتم الأول بدراسة التركيب والبنية والموقع، بينما يهتم الثاني بدراسة العمل والوظيفة، ويتدرج بناء الجسم في مستويات دقيقة ترتبط ببعضها عبر علاقات سببية للحفاظ على الاتزان الداخلي.
الشرح
ينقسم فهم الكائن الحي إلى دراسة التركيب من خلال علم التشريح الذي يوضح شكل الأعضاء ومواقعها وعلاقاتها، ودراسة الآليات من خلال علم وظائف الأعضاء. يتدرج تنظيم جسم الإنسان من أصغر الجسيمات وهي الذرة في مستوى الذرة، ثم اتحاد الذرات لتكون الجزيء في مستوى الجزيء مثل الماء وملح الطعام، ثم الوحدة الأساسية الصغرى وهي الخلية في مستوى الخلية، تجمع الخلايا المتماثلة لتكوين النسيج في مستوى النسيج مثل النسيج العضلي، وتكاتف الأنسجة لتكوين العضو في مستوى العضو مثل القلب والربد، ثم ترابط الأعضاء لتشكيل الجهاز العضوي في مستوى نظام الجسم مثل الجهاز العصبي، وانتهاء بمستوى الجسم المتكامل الذي يضمن توازن وظائف الجسم. ولدراسة هذا التعقيد، يستعين العلماء بتقنيات متعددة أبرزها المجاهر مثل المجهر الضوئي المركب الذي يستعمل العدسات الضوئية للتكبير، والمجهر الإلكتروني بشقيه النافذ والماسح الذي يستعمل حزمة من الإلكترونات ومجالات كهرومغناطيسية لتحقيق دقة تكبير عالية جداً وصور ثنائية أو ثلاثية الأبعاد.
مثال محلول خطوة بخطوة
إذا كانت قوة تكبير العدسة العينية للمجهر الضوئي المركب تساوي وقوة تكبير العدسة الشيئية تساوي ، فما هي قوة تكبير المجهر الكلية؟ الخطوة الأولى: حدد المعطيات من السؤال، وهي قوة تكبير العدسة العينية وتساوي ، وقوة تكبير العدسة الشيئية وتساوي . الخطوة الثانية: طبق قانون حساب قوة التكبير الكلية للمجهر المركب وهو حاصل ضرب قوة تكبير العدسة العينية في قوة تكبير العدسة الشيئية. الخطوة الثالثة: قم بإجراء عملية الضرب الحسابية: قوة التكبير الكلية تساوي وتساوي ضعف.
أخطاء شائعة
الخلط بين دور علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء، واعتبار أن أحدهما يغني عن الآخر، في حين أنهما وجهان لعملة واحدة لفهم الجسم. الظن بأن استخدام العدسة الزيتية في المجهر الضوئي يتم مع أي قوة تكبير، بينما هي مخصصة حصراً للعدسة التي تبلغ قوة تكبيرها فقط لمنع انكسار الضوء. الاعتقاد بأن المجهر الإلكتروني الماسح يعطي صوراً ثنائية الأبعاد، والصحيح أنه يعطي صوراً ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لمسح سطح العينة.
سؤالان للتدريب مع الإجابة
السؤال الأول: ما الفرق الأساسي بين المجهر الضوئي المركب والمجهر الإلكتروني من حيث الإشعاع المستعمل؟ الإجابة: المجهر الضوئي يستعمل الضوء المرئي والإشعاع الضوئي عبر العدسات الزجاجية، بينما المجهر الإلكتروني يستعمل حزمة من الإلكترونات وتركيزها بمجالات كهرومغناطيسية للحصول على طول موجي أقصر بكثير ودقة أعلى. السؤال الثاني: اذكر مستويات تكوين جسم الإنسان بترتيب تصاعدي من الأصغر إلى الأكبر ابتداءً من مستوى الذرة. الإجابة: مستوى الذرة، مستوى الجزيء، مستوى الخلية، مستوى النسيج، مستوى العضو، مستوى نظام الجسم أو الجهاز العضوي، مستوى الجسم المتكامل.