استتباب

الاستتباب أو الاتزان الداخلي إنگليزية: homeostasis هي خاصية النظام المفتوح أو المغلق للكائن الحي، ينظم منها بيئته الداخلية وذلك للحفاظ على استقرارها وثباتها. ومن أجل ذلك يجب الحفاظ على عدة متغيرات كالحرارة مثلا التي يجب أن تبقى ضمن حدود معينة بواسطة جهاز دقيق لتنظيمها يسمى الترموستات ونسبة السكر في الدم ودرجة الحموضة والضغط الداخلي وبصفة عامة فاننا نقصد بالاستتباب قدرة كل جهاز –على حدة– على الحفاظ على توازنه من أجل الحفاظ على الكل وهو الكائن الحي. وذلك بفعل الأجهزة المختلفة والانزيمات والهرمونات والتي تقوم بملاحظة ومواجهة أي خلل قد يحدث ويسمح الجسم لنفسه بسهولة بالتأقلم مع البيئة المحيطة من أجل تفادي أي تغيرات مفاجئة داخل الجسم وكمثال عن ذلك نسبة السكر في الدم إذ تتدخل العديد من الهرمونات لتبقيه في مستوياته الطبيعية^[1] هذا المصطلح استعمله كلود برنار،^[2] الذي يعتبر أب الفيزيولوجيا، ونشر سنة 1865.

حيث يستخدم الفسيولوجيون اصطلاح الاستتباب بمعنى المحافظة على الظروف الثابتة أو الساكنة فى المحيط الداخلى للجسم . و تقوم كل أعضاء الجسم و أنسجته بصورة أساسية بوظائف تساعد فى المحافظة على هذه الظروف الثابتة . فمثلا تزود الرئتان الأكسجين باسترار للسائل خارج خلوي ليعوض عما تستعمله الخلايا من الأكسجين ، كما تقوم الكليتان بالمحافظة على تركيزات أيونية ثابتة ، و يوفر الجهاز الهضمى الغذاء الضرورى للجسم .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

أصل التسمية

مصطلح "homeostasis" هو ذو أصل اغريقي، "Homeo" مماثل و"stasis" استقرار أو البقاء واقفاً. ومن ثم انتشر استخدامها على نطاق واسع في علم الأحياء، البيولوجيا، الاجتماع والسياسة. وقد أطلق المصطلح كذلك من طرف وليام روز آشبي أحد رواد السريانية والذي قدم مثالا حيا من خلال صنع جهاز Homéostat الذي يتكون من عدة عناصر تعود للاستقرار بعد عدة حركات تنظيمية، يُراقب ويحدد أي خلل في الاستتباب ومن ثم تعديلها بواسطة الجهاز العصبي الذاتي والغدد.

استعراض

The metabolic processes of all living organisms can only take place in very specific physical and chemical environments. The conditions vary with each organism, and with whether the chemical processes take place inside the cell or in the fluids bathing the cells in multicellular creatures. The best known homeostats in human and other mammalian bodies are regulators that keep the composition of the extracellular fluids (or the ”internal environment”) constant, especially with regard to the temperature, pH, osmolality, and the concentrations of Na⁺, K⁺, Ca²⁺, glucose and CO₂ and O₂. However, a great many other homeostats, encompassing many aspects of human physiology, control other entities in the body.

Circadian variation in body temperature, ranging from about 37.5 °C from 10 a.m. to 6 p.m., and falling to about 36.4 °C from 2 a.m. to 6 a.m.

An example of a basal body temperature chart in an adult woman. Day 1 is the first day after the last menstrual period. The rise in temperature between days 14 and 18 is indicative of ovulation. Temperature was taken orally with a regular fever thermometer. Temperature reading is very sensitive to breaks in the regular sleep-rhythm (e.g. "sleeping in" on day 25 ).

أمثلة

يعتبر الحفاظ على مكونات الدم بنسبة طبيعية والحفاظ على خصائصه الديناميكية من أهم العوامل المؤثرة للحفاظ على الاستتباب ويشمل ذلك الحفاظ على نسب الشوارد و الصوديوم و البوتاسيوم والكالسيوم ونسبة السكر في الدم و نسبة الحموضة في الدم (وبخاصة نسبة ثاني أوكسيد الكربون) والضغط التناضحي و حركة الدم ودرجة الحرارة.

وقد يُنظم بواسطة القلب والرئتين بالتحكم في نسبة الأوكسجين وتوزيع الشوارد والمغذيات في الجسم بالإضافة إلى تمدد وتقلص الأوعية الدموية التي تؤثر على نسبة ضغط الدم وفقدان الحرارة، التبول الذي يقوم بطرح الكميات الزائدة من الماء والشوارد التعرق للتخلص من الزوائد و تخفيض درجة الحرارة، انقباض العضلات الذي ينتج الحرارة إذ أن 15 إلى 25 بالمائة من الطاقة المنتجة تستخدم من أجل الحركة أما 75 الى 85 بالمائة على شكل حرارة. الجوع والعطش بفضلهما يتم الاحساس والحاجة بالنقص و بالتالي السعي لتعويضها. وقد يتأثران بعوامل بسيكولوجية أو حتى المزاج. وبالتالي قد يتم توسيع مفهوم الاستباب ليشمل مثلا الحفاظ على الوزن بحيث أن أي خلل في الوزن من شأنه أن يظهر مستويات أو درجات في مفهوم الاستتباب و فشل العمليات المحافظة على الاستتباب يؤدي الى خلل وظيفي في مختلف أعضاء الجسم.

التوازن والتنظيم الداخلي للكائنات الحية هو واحد من المبادئ الأساسية لوظائف الأعضاء، فشل الاستتباب يؤدي إلى خلل وظيفي في مختلف أعضاء الكائن الحي.

كما أنها العملية التي يبقى فيها الجسم متوازن. وهذه العملية تتأصل بفعل الأجهزة المختلفة والإنزيمات والهرمونات والتي تقوم بملاحظة و مواجهة أي خلل قد يحدث . ويسمح الجسم بسهولة لنفسه بأن يحقق التوازن بسرعة مع البيئة المحيطة وذلك لتفادي أي تغيرات مفاجئة داخل الجسم.

عملية الاستتباب التنبؤي هي عبارة عن استجابة استباقية لحدث متوقع يمثل تحدي لعملية الاستتباب في المستقبل. وتعتبر الهجرة الموسمية إحدى الأمثلة للاستتباب التنبؤي.

الضغط الجزئي في الدم للأكسجين وثاني أكسيد الكربون

مقال رئيسي: الجهاز التنفسي#تبادل الغازات

The blood gas homeostat controls the alveolar concentrations of oxygen and carbon dioxide by measuring the partial pressures of these gases in the blood that exits from the lungs (in red on the right), in the aortic and carotid bodies, and adjusting the rate and depth of breathing accordingly. Gas tensions are in kPa. To convert to mm Hg, multiply by 7.5.

حامضية السائل خارج الخلية

The pH of the extracellular fluids (which includes the blood plasma) is regulated by adjusting the ratio of the concentration of carbonic acid (H₂CO₃) to that of the bicarbonate ions (HCO−3) to equal 1:20. This ratio and its relationship to the pH is described by the Henderson–Hasselbalch equation, which, when applied to the bicarbonate buffering system in the extracellular fluids, states that:^[3]

\mathrm {pH} =\mathrm {p} K_{\mathrm {a} ~\mathrm {H} _{2}\mathrm {CO} _{3}}+\log _{10}\left({\frac {[\mathrm {HCO} _{3}^{-}]}{[\mathrm {H} _{2}\mathrm {CO} _{3}]}}\right),

where:

$p K a H 2 CO 3$ is the cologarithm of the acid dissociation constant of carbonic acid. It is equal to 6.1.
$[HCO - 3]$ is the concentration of bicarbonate in the blood plasma
$[H 2 CO 3]$ is the concentration of carbonic acid in the blood plasma

However, since the carbonic acid concentration is directly proportional to the $P_{{\mathrm {CO} }_{2}}$ in the extracellular fluid, the Henderson–Hasselbalch equation can be rewritten as follows:^[3]

\mathrm {pH} =6.1+\log _{10}\left({\frac {[\mathrm {HCO} _{3}^{-}]}{0.0307\times P_{\mathrm {CO} _{2}}}}\right),

where:

$pH$ is the acidity in the plasma
$[HCO - 3]$ is the concentration of bicarbonate in the plasma
$P CO 2$ is the partial pressure of carbon dioxide in the arterial blood plasma

There are therefore at least two homeostats responsible for the regulation of the plasma pH. The first is the $P_{{\mathrm {CO} }_{2}}$ homeostat described above which keeps the arterial blood $P_{{\mathrm {CO} }_{2}}$ at 5.3 kPa (or 40 mm Hg). The sensor is on the surface of the medulla oblongata of the brain stem, which is also sensitive to the pH of the cerebrospinal fluid.^[4] The effector organs are the muscles of respiration, which are stimulated via motor nerves to breathe faster and more deeply (hyperventilation) when the $P_{{\mathrm {CO} }_{2}}$ rises and the plasma pH falls, or more slowly and less deeply (hypoventilation) when the $P_{{\mathrm {CO} }_{2}}$ falls and the pH rises. Changes in the rate and depth of breathing can change the pH of the arterial plasma within a few seconds.

كيف يساهم الجهاز العضلي الهيكلي في وظائف الاستتباب فى الجسم

لا يتمكن الجسم من دون الجهاز العضلي الهيكلي من التحرك للموقع المناسب و في الوقت المناسب للحصول على الغذاء الضرورى لوظائفه. كما يوفر هذا الجهاز الحركة للوقاية من عوامل المحيط الضارة، و من دون ذلك يتعرض كل الجسم وكل وظائفه الاستتبابية للتلف والخراب السريع.

التوالد

لا يعتبر التوالد أحيانا وظيفة استتبابية، ولكنه قد يساعد في الحفاظ على حالات التوازن بتوليد أفراد جدد ليحلوا محل الأفراد المتوفيين. وقد يكون هذا استعمالا غير واقعي لمصطلح (الاستتباب) و لكنه يوضح عند التحليل العام للوظائف بأن الجسم منظم بصورة عامة كي يعمل على تنظيم تلقائية الحياة و إدامتها.

المصادر

^ Homeostasis
^ Cannon, W. B. (1926). "Physiological regulation of normal states: some tentative postulates concerning biological homeostatics". In A. Pettit(ed.). A Charles Richet : ses amis, ses collègues, ses élèves (in French). Paris: Les Éditions Médicales. p. 91
^ ^أ ^ب Bray, John J. (1999). Lecture notes on human physiology. Malden, Mass.: Blackwell Science. p. 556. ISBN 978-0-86542-775-4.
^ خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة tortora1

ملحوظة

الهامش

وصلات خارجية

Homeostasis
Walter Bradford Cannon, Homeostasis (1932)

قالب:أدوية استتباب الكالسيوم

الكلمات الدالة:

كلود برنار

[1] Homeostasis

[2] Cannon, W. B. (1926). "Physiological regulation of normal states: some tentative postulates concerning biological homeostatics". In A. Pettit(ed.). A Charles Richet : ses amis, ses collègues, ses élèves (in French). Paris: Les Éditions Médicales. p. 91

[Bray1999-3] أ ^ب Bray, John J. (1999). Lecture notes on human physiology. Malden, Mass.: Blackwell Science. p. 556. ISBN 978-0-86542-775-4.

[tortora1-4] خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة tortora1

[1]

[2]

[3]

[4]