الفسيولوجيا البشرية Human physiology يُعَدُّ أحد العلوم الأساسية الذي يبحث في الآليات الوظيفية للخلايا والأعضاء المتنوعة ضمن إطار وحدة العضوية. ويهجرَّب جسم الإنسان من نحو100 تريليون خلية، تُعَدُّ جميع منها الوحدة الوظيفية الأساسية في البدن، إذ تقوم بوظائفها بالتآزر مع بقية الخلايا الأخرى، وتشكِّل كلُّ مجموعة من الخلايا المتمايزة نسيجاً خاصاً يكوِّن الأعضاء المتنوعة التي تعمل على نحويؤازر بعضها بعضاً بصورة تحافظ فيه على استمرارية بقاء الإنسان بصحة جيدة، فمثلاً تقوم خلايا الدم الحمراء التي يبلغ عددها نحو25 تريليون خلية بنقل الأكسجين من الرئتين إلى جميع خلايا البدن، وعلى الرغم من اختلاف تخصص خلايا البدن إلا أنها تقوم بوظيفة مشهجرة هي توفير الطاقة energy، فهي توفرها من أكسدة عناصر الراتب الغذائي اليومي لتستعمل في بناء الخلايا وتجددها واستمرار وظائفها، ويقوم جهاز الدوران والدم بتوزيع الغذيّات والأكسجين اللازم إلى جميع خلايا البدن، وينقل الفضلات الناتجة من استقلاباتها metabolism مثل البولة urea وحمض اللبن lactic acid وغيرهما إلى جهاز الكليتين لطرحها، وتتخلص الخلايا من ثاني أكسيد الكربون بوساطة الرئتين، وتبقى ثوابت البيئة الداخلية internal environment ضمن الحدود السوية. وفيما يأتي بعض الآليات المسؤولة عن ثبات البيئة الداخلية:

ويستعمل الفيزيولوجيون اصطلاح الاستتباب الذي يعني المحافظة على ثبات البيئة الداخلية في البدن، إذ تقوم جميع خلايا البدن وأعضائه بالمحافظة على ثبات تلك البيئة، فالرئتان مثلاً تعملان على نحومستمر لتوفير الأكسجين اللازم للسائل خارج الخلايا ليعوِّض حاجة الخلايا منه، وتقوم الكليتان بالمحافظة على هجريز الشوارد بالمصورة (البلازما) ضمن الحدود السوية، ويوفر جهاز الهضم الغذيّات الضرورية لجميع الخلايا.

يُستنتج ممَّا تقدَّم أنَّ جميع عضوفي البدن يشارك في عملية الاستتباب بدءاً من الخلايا والأعضاء، وانتهاءً بالجهاز العصبي الذي يقوم بالوظائف العليا في البدن، مثل التفكير والتصرف بسلوكية مناسبة لكلِّ موقف.

- آليات التلقيم الراجع السلبي negative feedback: وهي إحدى الآليات التي تحافظ على الاستتباب في البيئة الداخلية للجسم، فمثلاً تسبب زيادة هجريز ثاني أكسيد الكربون في السائل خارج الخلوي زيادة التهوية الرئوية التي تؤدي إلى خفض هجريزه، وهذه هي آلية التلقيم الراجع السلبي فهوتلقيم سلبي نسبة للمنبه الأول، وباللقاء يؤدي انخفاضه إلى حدوث تلقيم راجع يزيد في هجريزه، وهي استجابة مغايرة نسبة إلى المنبه الأول، ويؤدي ازدياد ضغط الـدم الشرياني أيضاً إلى تحـريض مستقبلات الضغط التي تحفز خفضه، ويسبب هبوطه تحريضَ سلسلة من الاستجابات تؤدي إلى ارتفاعه عن طريق زيادة نتاج القلب وزيادة المقاومة الوعائية المحيطية وتحريض مركـز العطش وإفـراز الهرمون المضاد للإبالة (للإدرار) (ADH) antidiuretic hormone.

يُستنتج ممَّا تجاوز حتى آليات التلقيم الراجع تُصَحِّح أي تغيير يطرأ على الاستتباب الداخلي في البدن.

- آليات التلاؤم الوظيفي adaptation: وهي تلاؤم وظائف البدن مع البيئة الخارجية، ويذكر منها التلاؤم الجسدي والفيزيولوجي والاجتماعي.

أ - التلاؤم الجسدي: وهوالتغيُّرات التي تحدث في البيئة الداخلية بما يتناسب وتغيُّرات البيئة الخارجية. وتظهر تلك التغيرات على البدن، مثل اختلاف لون الجلد في البيئة الباردة وفي البيئة الحارة، وكذلك تغيُّرات طول الإنسان.

ب - التلاؤم الفيزيولوجي: وهوالتلاؤم الذي يحافظ على وظائف البدن بما يتناسب وتغيرات البيئة الخارجية، مثل زيادة تصنيع خلايا الدم الحمراء وخضاب الدم haemoglobin عند سكان الجبال بهدف العيش في شروط انخفاض الضغط الجزئي للأكسجين في الأماكن كثيرة الارتفاع. ويؤدي العيش في بيئة باردة إلى فرط نشاط غدة الدرق بهدف زيادة معدل الاستقلاب rate of metabolism وزيادة توليد الحرارة لتدفئة البدن.

أجهزة التحكم في البدن

ويحتوي جسم الإنسان على الآلاف من أجهزة التحكم يُذكر منها:

- جهاز التحكم الجيني genetic: يتحكم الجهاز الجيني بالوراثة من الوالدين للأبناء، ويتحكم أيضاً بهجريب البروتينات والإنظيمات في الخلايا، وكذلك بوظائف الخلايا ونموها وتكاثرها. ويشرف الجين gene وهوحمض ريبي منقوص الأكسجين deoxyribonucleic acid (الدناDNA ) على تكوين الحمض الريبي النووي ribonucleic acid (الرناRNA )، ويشرف على تكوين البروتينات النوعية والإنظيمات في الخلايا. وبما أنه يوجد 140000 جين فهذا يعني تكوين عدد كبير من البروتينات والإنظيمات الخلوية المتنوعة التي تشرف على جميع التفاعلات الكيميائية الخلوية وتحفز استقلاب السكريات والدهون والبروتينات. وفي جميع خلية آلية تلقيم راجع feedback mechanism تنظِّم العمليات الوظيفيـة للخلايا، وتسمى بالتنظيم المورّثي genetic regulation، وهناك أيضاً آلية تلقيم راجع أخرى تنظِّم عمل الإنظيمات وتسمى بالتنظيم الإنظيمي enzymatic regulation.

يُستنتج ممَّا تقدَّم أنَّ هناك طريقتين تتحكمان في وظائف الخلايا هما آلية التنظيم الجيني وآلية التنظيم الإنظيمي، وبهما يمكن تنشيط الجينات والإنظيمات أوتثبيطها، وتعمل هذه الآليات كأنظمة تحكم بآلية التلقيم الراجع.

- جهاز التحكم الهرموني: في البدن ثماني غدد صم تفرز مواد كيميائية هي الهرمونات hormones التي تنتشر في السائل خارج الخلوي لتقوم بوظيفة تنظيم الوظائف الخلوية المتنوعة، فهرمون الثيروكسين ـ مثلاً ـ يزيد في سرعة التفاعلات الاستقلابية في الخلايا، ويزيد هرمون الأنسولين في توفير الطاقة اللازمة للخلايا، فيسهِّل دخول الغلوكوز واستقلابه في الخلايا، ويُعَدّ هرمون الكورتيزول ذا نظم متغيّر فيزداد إفرازه صباحاً بين الساعة 6-8 وينخفض مساءً، ولذا يتغير ضغط الدم الشرياني ومستويات سكر الدم طوال الـ 24 ساعة بحسب تغيّرات إفرازه، إلى غير ذلك تمارس الهرمونات التحكم بأجهزة البدن بوساطة المستقبلات receptors التي تتوزع في خلايا البدن، وتُعَدّ أعضاء مراقبة حسَّاسة لكلِّ نمط من أنماط الحس الفيزيائي (مستقبلات الضغط baroreceptors) والحسّ الكيميائي (تبدلات هجريز الشوارد والغلوكوز والبولة ودرجة باهاء pH الدم) وحس الحرور وحس الألم وغيرها من مستقبلات الحواس المتنوعة التي تُدعى بأجهزة التماس contact systems التي تحافظ على استتباب البيئة الداخلية.

جهاز التحكم العصبي

يشتمل على ثلاثة أقسام رئيسة:

- الجهاز العصبي المركزي: وهومركز التكامل العصبي، ويتكوّن من الدماغ brain والنخاع الشوكي spinal cord، إذ يخزن الدماغ المعلومات ويكوِّن الأفكار ويصدر الأوامر الحركية إلى الأعضاء المنفذة. وفي الدماغ جهاز عصبي مستقل autonomic system يتحكم بوظائف الأعضاء الداخلية على نحولا إرادي مثل عمل القلب والرئتين وجهاز الهضم والغدد الصم وغيرها.

- الجهاز الحسي: ويرتبط مع المستقبلات التي تتحسس من جميع تغيرات البيئة الداخلية والخارجية.

- الجهاز الحركي: ويرتبط مع العضلات والمفاصل ويقوم بوظيفة تطبيق الأوامر.

يشرف الجهاز العصبي مع الجهاز الهرموني على ضبط آليات الاستتباب بوساطة إشارات عصبية واردة من المستقبلات، ويقوم بتحليلها ومقارنتها مع القيم المعيارية، ويصدر إشارات عصبية إلى الأجهزة التي تقوم بالتطبيق كالغدد الصم والكليتين والرئتين والعضلات وغيرها.

- جهاز الدوران والدم: ينقل جهاز الدوران والدم عوامل تنظيم التحكم إلى جميع أجهزة البدن ويجعلها تلبي جميع حاجاته، كما يضبط أي اضطراب طارئ يمكن حتى يتعرض له البدن كتغيرات ضغط الدم الشرياني ونظم القلب والتنفس وغيره، فحينما ينخفض ضغط الدم الشرياني يزداد نتاج القلب output وتزداد المقاومة الوعائية.

- جهاز التنفس: يشهجر جهاز التنفس مع الجهاز العصبي بالتحكم في تنظيم هجريز ثاني أكسيد الكربون في المصوّرة.

- الجهاز المناعي: يؤدي دخول الجراثيم أوذيفاناتها للجسم إلى حدوث قصور في الآليات الوظيفية للخلايا تحول دون استقرار الاستتباب، فيستجيب الجهاز المناعي بإفراز السيتوكينات والانترلوكينات والانترفيرونات ضد العوامل السقمية الغريبة عن البدن، ويُتَحَكَّمُ بعمل الجهاز المناعي بوساطة هرمونات الغدد الصم مثل الهرمونات القشرية السكرية وغيرها. ولهذا يلاحظ حتى تكامل عمل الأجهزة يؤدي إلى حالة صحية جسمية وفكرية واجتماعية جيدة.

المنهاج التجريبي في البحث الفهمي

أمكن كشف بعض الحقائق الوظيفية وآلية عملها بوساطة التجارب، ويهدف المنهاج التجريبي لتحويل التصور القَبْلِي a priori المرتكز على البديهيات أوعلى إحساس غامض بالأمور إلى تأويل بعدي a posteriori، فهويعتمد على مجموعة من القواعد المستقاة من البحث اليومي في ميدان فهم الفيزيولوجية، الذي بوساطته أمكن كشف كثير من الحقائق الفهمية الغامضة، وهذه القواعد هي الملاحظة والفكرة والتجربة.

- الملاحظة: وتعتمد على الحواس ولاسيما حاسة البصر التي تراقب الأمور التي في البيئة الخارجية، وتسمى بالملاحظة الساكنة، ويمكن من خلالها ملاحظة الظواهر المحيطة في حدود ضيقة، وأمكن التوصل إلى ملاحظات أعمق باستعمال الأجهزة المتطورة.

- الفكرة: وتعتمد على العقل. وإن نقطة الانطلاق في جميع استدلال فهمي هوخضوع الأفكار للتجربة، إذ تبدأ الفهم من الفكرة القَبْلية (التصور القَبْلي).

- التجربة: وتعتمد على اليدين، فهي الملاحظة التي تشارك فيها حركة اليدين. وتهدف التجربة إلى بناء النظرية اعتماداً على الفرضية (الفكرة) التي تخضع لنقد التجربة، وهذا هومنهاج العمل البحثي، فالوصول إلى النظرية يعتمد على نتائج التجارب، ويتم التفهم والتطور من نتائج التجارب التي تُعَدُّ المصدر الرئيس للمعارف البشرية، ويعد البحث الفهمي أساس التطور في العلوم الطبية، ويُقاس تطور البحث التجريبي بتطور الأجهزة والأدوات التي تُستعمل في مخابر البحث الفهمي، ويعتمد الطب التجريبي على ثلاثة أقسام رئيسة هي:

أ - فهم الفيزيولوجية: وهوالفهم الذي يتعرَّف مسببات ظواهر الحياة والمحافظة على استمرار الوظائف الحياتية بحالة سوية.

ب - فهم الفيزيولوجية السقمية: وهوالفهم الذي يتعرَّف الحالات السقمية الناتجة من الخلل في عمل أجهزة البدن وعلى الآليات السقمية الناتجة من السقم.

ج - فهم المداواة: وهوالفهم الذي يكافح الخلل الناتج من الأمراض بوساطة الأدوية والوسائط العلاجية المتنوعة.

الاستقصاءات الوظيفية في البحث الفهمي

يمكن الكشف عن الحقائق الوظيفية وآلية عملها بوساطة الاستقصاءات الوظيفية عند الإنسان، بطرق فهمية مختلفة مثل تخطيط كهربائية القلب والدماغ والعضلات والأعصاب، وقياس ضغط الدم الشرياني، والسَّعة التنفسية والصدى echo الذي يستقصي جميع أعضاء البدن وكذلك التصوير الطبقي المحوري والرنين المغناطيسي وغيرها، وذلك لتحديد الآليات الوظيفية المسؤولة عن استمرار حالة الاستتباب الوظيفي وتكامل الوظائف الإيقاعية لمختلف أجهزة البدن.

إلى غير ذلك تستمر حياة الإنسان طالما بقي عمل وظائف الأعضاء في حالة طبيعية، وحينما تميل الوظائف نحوالتقهقر نتيجة تقدُّم العمر أوالسقم فإنها تؤدي إلى الشيخوخة ثم الموت.

التكامل والتواصل والتوازن

انظر أيضاً

• Comparative physiology
• Darwinian medicine
• Evolutionary psychology
• Krogh Principle
• Physiology
• Thrifty phenotype

المصادر

وصلات خارجية

• Human Physiology textbook at Wikibooks

نطقب:Nervous system physiology نطقب:Eye and ear physiology

نطقب:Integumentary physiology نطقب:Musculoskeletal physiology