المقرر الأكاديمي • التربية البدنية والرياضة
الدرس 03
الاستتباب (الاتزان الداخلي)
Homéostasie — Homeostasis
صورة تعليمية توضيحية من إعداد هذا الدرس.
المستوى
المدة
نوع المحتوى
BT1
50 دقيقة
كتاب الطالب
منهجية إعداد الدرس: شرح علمي متدرج، أمثلة من المجال الرياضي، أنشطة صفية ولا صفية، تقويم تكويني.
القسم الأول | كتاب التلميذ
1. نواتج التعلم
1. تعريف مفهوم الاستتباب أو الاتزان الداخلي بلغة علمية دقيقة.
2. تحديد عناصر آلية التغذية الراجعة السلبية وترتيبها.
3. تفسير الاستجابات الأساسية لتنظيم حرارة الجسم عند الحر والبرد.
4. تطبيق مفهوم الاتزان الداخلي على ممارسة النشاط البدني.
5. تمييز الاستتباب عن فكرة الثبات التام للمتغيرات الداخلية.
2. وضعية الانطلاق: فكر وناقش
سؤال البداية: خلال حصة رياضة في يوم حار، يبدأ أحد اللاعبين بالتعرق، ويشعر بأن نبض قلبه أسرع من المعتاد. لماذا يستجيب الجسم بهذه الطريقة؟ وهل تظل وظائفه ثابتة أثناء النشاط؟
3. ما الاستتباب؟
الاستتباب (Homéostasie) هو مجموعة عمليات التنظيم التي تُبقي متغيرات البيئة الداخلية للجسم ضمن مجالات مناسبة لاستمرار عمل الخلايا، رغم تغير الظروف الداخلية والخارجية.
معلومة أساسية: الاستتباب لا يعني أن القيم الحيوية ثابتة تماما؛ بل إنها تتغير ضمن حدود منظمة حول قيم أو مجالات مرجعية، وقد تتبدل الاستجابات الطبيعية بحسب النشاط والظروف.
4. متغيرات ينظمها الجسم
المتغير
لماذا يعد تنظيمه مهما؟
مثال حياتي
درجة الحرارة الداخلية
المحافظة على بيئة ملائمة لعمل الإنزيمات والخلايا.
التعرق في الجو الحار.
غلوكوز الدم
توفير الوقود للخلايا ضمن نطاق مناسب.
تنظيم السكر بعد الطعام.
توازن الماء والأملاح
دعم حجم سوائل الجسم ووظائف الخلايا.
تغير تركيز البول مع توازن السوائل.
درجة حموضة الدم
المساعدة في استمرار العمليات الحيوية ضمن مجال ضيق.
تعديل التهوية للتعامل مع ثاني أكسيد الكربون.
5. كيف يعمل نظام التنظيم؟ التغذية الراجعة السلبية
التغذية الراجعة السلبية (Negative feedback) آلية شائعة في الجسم تُنتج استجابة تقلل أثر الانحراف عن المجال المنظم. ويُبسط عملها إلى خمس مراحل مترابطة:
الشكل 1: مخطط تعليمي لمسار التنظيم عند ارتفاع حرارة الجسم.
1. المؤثر: يحدث تغير في متغير من متغيرات البيئة الداخلية، مثل ارتفاع الحرارة.
2. المستقبلات: تكتشف مستقبلات حساسة التغير وترسل معلومات.
3. مركز التحكم: يعالج المعلومات وينسق الاستجابة، ومنه الوطاء (تحت المهاد) في تنظيم الحرارة.
4. المستجيبات: أعضاء وأنسجة تنفذ الأوامر، مثل غدد العرق والأوعية الدموية الجلدية.
5. الاستجابة: تساعد على الحد من الانحراف وإعادة المتغير نحو مجاله المنظم.
6. تنظيم حرارة الجسم
تتغير حرارة البيئة وشدة النشاط، لكن الجسم ينظم حرارته الداخلية من خلال استجابات متعاونة. وتعد قيمة نحو 37 درجة مئوية وصفا تقريبيا شائعا لحرارة الجسم الداخلية في ظروف معينة، وليست رقما ثابتا لدى جميع الناس وفي كل الأوقات.
الشكل 2: استجابات رئيسية عند ارتفاع الحرارة أو انخفاضها.
في حالة ارتفاع الحرارة
في حالة انخفاض الحرارة
زيادة التعرق: يبرد الجلد أساسا عندما يتبخر العرق.
الارتعاش العضلي: يولد حرارة إضافية عبر انقباضات لا إرادية.
توسع الأوعية الدموية الجلدية: يساعد في فقد الحرارة.
تضيق الأوعية الدموية الجلدية: يساعد في تقليل فقد الحرارة.
تنبيه علمي: في الرطوبة المرتفعة قد تقل فاعلية تبخر العرق، لذلك لا يعني ازدياد التعرق دائما أن التبريد كاف. ويتأثر التوازن الحراري أيضا بالجهد والملابس وحرارة الجو والهواء.
7. التطبيق الرياضي: لاعب يجري في يوم حار
الشكل 3: يواجه الجسم أثناء الجري زيادة في إنتاج الحرارة ويتفاعل معها بآليات تنظيمية.
أثناء الجري تنتج العضلات حرارة إضافية نتيجة النشاط الأيضي. ترصد آليات الجسم الارتفاع الحراري، فتزداد الاستجابات التي تعين على فقد الحرارة، ومنها التعرق وزيادة تدفق الدم للجلد. وبالتوازي، قد يزداد معدل ضربات القلب والتنفس لتلبية متطلبات الجهد؛ وهذه التغيرات الوظيفية لا تعني فشل الاستتباب، بل تدخل في التكيف الطبيعي مع النشاط.
8. الأنشطة الصفية
النشاط 1 | رتب مراحل التغذية الراجعة السلبية
رتب المصطلحات التالية بدءا من حدوث التغير: الاستجابة – المستقبلات – المؤثر – المستجيبات – مركز التحكم.
النشاط 2 | موقف تطبيقي جماعي
بعد الركض في ساحة المدرسة، لاحظ ثلاثة تلاميذ أن أحدهم يتعرق أكثر في الجو الرطب. ناقشوا:
1. ما المتغير الداخلي الذي يسعى الجسم إلى تنظيمه في هذا الموقف؟
2. ما دور التعرق وتبخر العرق؟
3. ما التفسير العلمي لاحتمال انخفاض فاعلية التبريد في الجو الرطب؟
4. هل ارتفاع نبض القلب أثناء الركض يدل وحده على اضطراب الاستتباب؟ علل.
9. التقويم التكويني | 5 علامات
السؤال الأول | اختر الإجابة الصحيحة (علامتان):
1. الاستتباب يعني: (أ) ثبات جميع القيم تماما، (ب) تنظيم المتغيرات ضمن مجالات مناسبة، (ج) منع الحركة.
2. من أمثلة المستجيبات في تنظيم الحرارة: (أ) غدد العرق، (ب) العظام وحدها، (ج) العدسة.
السؤال الثاني | صح أم خطأ مع التصحيح (علامتان):
1. التغذية الراجعة السلبية تعزز الانحراف عن المجال المنظم عادة.
2. يساهم الارتعاش العضلي في إنتاج الحرارة عند البرد.
السؤال الثالث | فسّر (علامة واحدة):
لماذا قد يكون التعرق أقل قدرة على تبريد الجسم في الأجواء الرطبة؟
ملخص المفاهيم المطلوب حفظها
1. الاستتباب: تنظيم متغيرات البيئة الداخلية ضمن مجالات ملائمة للحياة.
2. التغذية الراجعة السلبية: استجابة تحد من الانحراف عن المجال المنظم.
3. المستقبل: جزء يكشف التغير في متغير معين.
4. مركز التحكم: يعالج المعلومات وينسق الاستجابة المناسبة.
5. المستجيب: عضو أو نسيج ينفذ الاستجابة التنظيمية.
6. تنظيم الحرارة: تعاون التعرق والأوعية الدموية والعضلات وغيرها للموازنة الحرارية.
الواجب المنزلي
1. اختر موقفا واحدا: الجري في جو حار، الخروج في صباح بارد، أو الانتقال من الراحة إلى نشاط خفيف.
2. حدد المؤثر والمتغير الداخلي المعني والمستقبل أو نظام الكشف ومركز التحكم والمستجيبات والاستجابة.
3. اكتب فقرة من 6 إلى 8 أسطر تشرح كيف تساعد الاستجابة في تقليل أثر التغير.
بطاقة الخروج: دوّن فكرة علمية تعلمتها اليوم، وقدّم مثالا رياضيا واحدا يوضحها.