ثانوي · الصف 2

جهاز الغدد الصم

جاري تحضير الدرس المعاد صياغته وبناء الأنماط

4-3 جهاز الغدد الصم

The Endocrine System

الأهداف

تعرف وظائف الغدد التي تكون جهاز الغدد الصم وتصفها.
توضح دور جهاز الغدد الصم في الحفاظ على اتزان الجسم الداخلي.
تصف آلية التغذية الراجعة التي تنظم مستوى الهرمون في الجسم.

مراجعة المفردات

الاتزان الداخلي Homeostasis: تنظيم الظروف البيئية الداخلية للمخلوق الحي لاستمرار حياته.

المفردات الجديدة

الغدد الصم.
الهرمون.
الغدة النخامية.
الثيروكسين.
الكالسيتونين.
الهرمون الجاردرقي، باراثورمون.
الأنسولين.
الجلوكاجون.
الألدوستيرون.
الكورتيزول.
الهرمون المانع لإدرار البول.

الفكرة الرئيسية

تنظم آليات التغذية الراجعة الهرمونية أجهزة جسم الإنسان.

الربط مع الحياة

هل استعملت من قبل نظام البريد الإلكتروني في إرسال الرسائل؟ فكر في ذلك؛ تنتقل الرسالة إلكترونيًا من الحاسوب، عبر نظام حاسوبي مركزي لتصل إلى الحاسوب الآخر خلال ثوان. وهذا يشبه آلية عمل جهاز الغدد الصم في الجسم.

آلية عمل الهرمونات

Action of Hormones

يتكون جهاز الغدد الصم من غدد تعمل عمل نظام اتصال. وينتج جهاز الغدد الصم endocrine glands الهرمونات التي تطلق إلى مجرى الدم، ويتم توزيعها إلى خلايا الجسم.

الهرمون hormone مادة كيميائية تؤثر في خلايا وأنسجة معينة معنية، معطية لها تعليمات محددة. وتصنف الهرمونات إلى هرمونات ستيرويدية، دهنية، وهرمونات غير ستيرويدية أو هرمونات الأحماض الأمينية، بناءً على تركيبها وآلية عملها.

الهرمونات الستيرويدية

Steroid Hormones

الإستروجين والبروجستيرون والتستوستيرون من الهرمونات الستيرويدية. ويؤثر كل منها في أجهزة التكاثر في الإنسان.

وجميع الهرمونات الستيرويدية تؤثر في الخلايا المستهدفة لبدء عملية بناء البروتين، كما في الشكل 4-12.

الشكل 4-12

ينتقل الهرمون الستيرويدي عبر الغشاء الخلوي، ويرتبط مع مستقبل داخل الخلية؛ فيحفز عملية بناء البروتين.

بيانات الشكل

الغشاء الخلوي.
هرمون ستيرويدي دهني.
النواة.
مركب متحد من الهرمون ومستقبله.
تنشيط بناء البروتين في السيتوبلازم.
تغيير نشاط الجين.

تذوب الهرمونات الستيرويدية في الدهون؛ ولهذا تستطيع الانتشار عبر الغشاء البلازمي للخلية الهدف. وبمجرد دخولها الخلية الهدف ترتبط مع المستقبل في الخلية، ثم يعمل الهرمون والمستقبل المتحدان معًا على الارتباط مع المادة الوراثية DNA داخل النواة، مما يحفز جينات محددة لبدء بناء بروتينات معينة.

هرمونات الأحماض الأمينية

Amino Acid Hormones

الأنسولين وهرمون النمو من الهرمونات غير الستيرويدية، أو هرمونات الأحماض الأمينية. وتتكون هذه الهرمونات من أحماض أمينية؛ لذا يتعين على هرمونات الأحماض الأمينية أن ترتبط مع مستقبلات موجودة على سطح الغشاء البلازمي للخلية الهدف، بسبب عدم قدرتها على الانتشار من خلاله.

وبمجرد ارتباط الهرمون مع المستقبل يعمل المستقبل على تنشيط إنزيم موجود داخل الغشاء، مما يؤدي إلى بدء مسار كيميائي حيوي يؤدي في النهاية إلى الاستجابة المرغوبة للخلية، الشكل 4-13.

الشكل 4-13

يرتبط الهرمون غير الستيرويدي، هرمون الحمض الأميني، مع مستقبل على الغشاء البلازمي قبل دخوله الخلية.

وضح: الفرق بين هرمونات الأحماض الأمينية والهرمونات الستيرويدية.

بيانات الشكل

الغشاء الخلوي.
هرمون حمض أميني.
مستقبل بروتيني.
تنشيط الإنزيمات.
استجابة الخلية الهدف.
النواة.

التغذية الراجعة السلبية

Negative Feedback

يتم الحفاظ على اتزان الجسم بوساطة آلية تغذية راجعة تسمى التغذية الراجعة السلبية؛ حيث تعيد التغذية الراجعة النظام إلى نقطة البداية، النقطة المرجعية set point، بمجرد انحرافه عن هذه النقطة.

لذلك يتغير النظام ضمن مدى معين. وقد تكون لديك دراية بالتغذية الراجعة السلبية من خلال استخدامها في بعض الأجهزة الكهربائية في البيت، كما في الشكل 4-14.

فعلى سبيل المثال، يمكن الحفاظ على درجة حرارة نظام التدفئة المركزية عند درجة 21°C مثلًا؛ إذ يضبط منظم الحرارة في هذا النظام درجة الحرارة.

فعندما تنخفض دون 21°C يرسل المنظم إشارة إلى مصدر الحرارة ليبدأ الاشتعال وإنتاج حرارة أكثر. وعندما ترتفع الحرارة أعلى من 21°C يرسل منظم الحرارة إشارة إلى مصدر الحرارة ليتوقف عن العمل، ولن يعمل مصدر الحرارة مرة أخرى إلا عند انخفاض درجة الحرارة دون 21°C، عندها يتم استشعارها بواسطة منظم الحرارة.

وتشبه هذه العملية التغذية الراجعة السلبية.

الشكل 4-14

ينظم نظام التدفئة المركزية في المنزل بناءً على العلاقة بين درجة الحرارة التي تم ضبطها ودرجة الحرارة المرجعية التي تم ضبطها.

بيانات الشكل

الحجرة دافئة 21°C.
إشارة لإيقاف الجهاز.
الحجرة دون 21°C.
إشارة لاختبار الجهاز.
جهاز التدفئة.

الغدد الصم وهرموناتها

Endocrine Glands and Their Hormones

يضم جهاز الغدد الصم جميع الغدد التي تفرز الهرمونات، ومنها الغدة النخامية، والدرقية، وجارات الدرقية، والكظرية، والصنوبرية، والغدة الزعترية، والبنكرياس، والمبيضان والخصيتان، الشكل 4-15.

الشكل 4-15

يبين الشكل الغدد الرئيسة لجهاز الغدد الصم في جسم الإنسان.

بيانات الشكل

الغدة الصنوبرية.
الغدة النخامية.
الغدة الزعترية.
الغدد الدرقية والغدد جارات الدرقية.
الغدة الكظرية.
الكلية.
البنكرياس.
الخصيتان.
المبيض.

الغدة النخامية

Pituitary Gland

تقع الغدة النخامية pituitary gland في قاعدة الدماغ، كما في الشكل 4-16. وكما في الشكل 4-15 غدة صغيرة تنظم العديد من وظائف الجسم.

وبغض النظر عن حجمها فهي أهم الغدد الصم. وتفرز هذه الغدة هرمونات تنظم العديد من وظائف الجسم، وكذلك تنظم عمل الغدد الصم الأخرى، ومنها الغدة الدرقية والغدة الكظرية والخصيتان والمبيضان.

وتعمل بعض هرمونات الغدة النخامية على الأنسجة بدلًا من العمل على أعضاء محددة. فهرمون النمو GH الذي تفرزه الغدة النخامية يساعد على تنظيم نمو كتلة الجسم، عن طريق تحفيز انقسام الخلايا في العضلات والنسيج العظمي.

وينشط هذا الهرمون خصوصًا في أثناء الطفولة وفي مرحلة البلوغ.

الشكل 4-16

تقع الغدة النخامية في قاعدة الدماغ، ويبلغ قطرها نحو 1 cm، وتزن ما بين 0.5-1 g.

بيانات الشكل

المخ.
الغدة النخامية.
تحت المهاد.
الحبل الشوكي.

الغدة الدرقية والغدد جارات الدرقية

Thyroid and Parathyroid Glands

تعرف على آلية عمل الغدة الدرقية وجارات الدرقية في الشكل 4-17.

تفرز الغدة الدرقية هرمونًا يسمى الثيروكسين thyroxine، وكما في هرمون النمو لا يقتصر عمل الثيروكسين على أعضاء محددة، بل يؤدي إلى زيادة معدل الأيض في خلايا الجسم.

كما تفرز الغدة الدرقية هرمون الكالسيتونين calcitonin (CT)، وهو مسؤول جزئيًا عن تنظيم أيونات الكالسيوم في الجسم، وهو معدل مهم في تكوين العظام وتجلط الدم، وفي الجسم ووظائف الخلايا العصبية، وانقباض العضلات.

ويؤدي الكالسيتونين إلى خفض مستوى الكالسيوم في الدم من خلال إرسال إشارات إلى العظام لتزيد من امتصاص الكالسيوم، وإشارة إلى الكليتين لإفراز المزيد منه مع البول.

عندما ينخفض مستوى الكالسيوم في الدم تعمل الغدد جارات الدرقية على زيادة إنتاج الهرمون الجاردرقي parathyroid hormone (PTH) الذي يزيد من مستوى الكالسيوم، عن طريق تحفيز العظام على إطلاقه.

كما يحفز الكليتين على إعادة امتصاص كميات أكثر من الكالسيوم، وكذلك يزيد من امتصاص الأمعاء للكالسيوم من الغذاء.

وللغدد الدرقية وجارات الدرقية تأثيرات متضادة في مستوى الكالسيوم في الدم، وبعملهما معًا يحافظان على اتزان الجسم الداخلي، انظر الشكل 4-18.

الشكل 4-17

الهرمون الجاردرقي PTH، وهرمون الكالسيتونين CT ينظمان مستوى الكالسيوم في الدم.

وضح: كيف يعمل كل من الهرمون الجاردرقي PTH وهرمون الكالسيتونين CT آلية التغذية الراجعة السلبية؟

تسلسل الشكل

مستوى عالٍ من الكالسيوم Ca²⁺ في الدم.
ينتقل الكالسيوم Ca²⁺ من الدم إلى العظام.
مستوى منخفض من الكالسيوم Ca²⁺ في الدم.
الغدد جارات الدرقية.
تفرز كمية أكثر من PTH.
العظم الجاردرقي.
تفرز كمية أقل من PTH.
الغدة الدرقية.
إفراز كمية من الكالسيتونين CT.
ينتقل الكالسيوم Ca²⁺ من الدم إلى العظام.

الشكل 4-18

الغدة الدرقية وجارات الدرقية.

بيانات الشكل

الغدة الدرقية.
الغدد جارات الدرقية.

ماذا قرأت؟

وضح أهمية التغذية الراجعة السلبية في المحافظة على اتزان الجسم.

البنكرياس

Pancreas

للبنكرياس دور مهم في إنتاج الإنزيمات التي تهضم الكربوهيدرات والبروتينات والدهون. كما يفرز البنكرياس هرموني الأنسولين والجلوكاجون اللذين يعملان معًا للحفاظ على اتزان الجسم، كما في الشكل 4-19.

فعندما يرتفع مستوى الجلوكوز في الدم يفرز البنكرياس هرمون الأنسولين insulin الذي يرسل إشارة إلى خلايا الجسم، وخصوصًا في الكبد والعضلات، لتسريع عملية تحويل الجلوكوز إلى جلايكوجين الذي يخزن في الكبد.

وعندما ينخفض مستوى الجلوكوز في الدم يفرز البنكرياس الجلوكاجون glucagon، ويرتبط الجلوكاجون بخلايا الكبد، فيرسل إليها إشارة لبدء تحويل الجلايكوجين إلى جلوكوز وإطلاقه في الدم.

ينتج مرض السكري عن عدم إنتاج الجسم لكميات كافية من الأنسولين، أو لعدم استعمال الأنسولين على نحو صحيح.

ينتج النوع الأول من السكري، الذي يظهر عادة عند الأشخاص في سن العشرين، عن عدم إفراز الجسم للأنسولين. أما النوع الثاني من السكري فيصيب نحو 70-80% من الناس، وعادة ما يحدث بعد سن 40، وينتج عن عدم حساسية خلايا الجسم للأنسولين.

يسبب مرض السكري مضاعفات ناتجة عن فرط السكر، منها أمراض القلب، تلف شبكية العين والخلايا العصبية والحموضة الزائدة، وانخفاض درجة حموضة الدم.

وفي نوعي السكري يجب مراقبة مستوى الجلوكوز في الدم، والحفاظ عليه لمنع حدوث المضاعفات الناتجة عن هذا المرض.

الشكل 4-19

الجلوكاجون والأنسولين يعملان معًا للحفاظ على مستوى السكر في الدم.

بيانات الشكل

عندما يرتفع مستوى الجلوكوز في الدم.
يفرز الأنسولين من البنكرياس.
تتحول الجلوكوز إلى جلايكوجين.
يقل جلوكوز الدم، ويتوقف إفراز الأنسولين.
عندما ينخفض مستوى الجلوكوز في الدم.
يفرز الجلوكاجون من البنكرياس.
يتحول الجلايكوجين إلى جلوكوز.
يزداد جلوكوز الدم، ويتوقف إفراز الجلوكاجون.

مهن مرتبطة مع علم الأحياء

اختصاصي الغدد الصم

Endocrinologist

يدرس اختصاصي الغدد الصم الغدة التي تفرز الهرمونات، والأمراض المرتبطة معها.

الغدد الكظرية، فوق الكلوية

Adrenal Glands

تقع الغدد الكظرية في أعلى الكليتين، ارجع إلى الشكل 4-15.

ويسمى الجزء الخارجي من الغدد الكظرية القشرة، وهي التي تقوم بإفراز الهرمونات الستيرويدية، التي منها مجموعة من الهرمونات تسمى الهرمونات الستيرويدية السكرية، ومنها الكورتيزول.

ويؤثر هرمون الألدوستيرون aldosterone في الكليتين، وهو ضروري جدًا لإعادة امتصاص أيونات الصوديوم.

أما الكورتيزول cortisol فيساعد على زيادة مستوى الجلوكوز في الدم، ويقلل من الالتهابات.

وللجسم آليات مختلفة في الاستجابة للضغوط النفسية، مثل "استجابة المواجهة أو الهروب" في الجهاز العصبي. ويرتبط جهاز الغدد الصم أيضًا بهذه الاستجابة عبر الاستجابات وردود الفعل.

أي إفراز الأدرينالين. وعندما تحدث أي حالة تطلق كمية من الطاقة في موقف يدعو إلى التوتر، ويفرز الجزء الداخلي من الغدد الكظرية إبينفرين، أدرينالين، ونورإبينفرين، نور أدرينالين.

ويعمل هذان الهرمونان معًا على زيادة معدل ضربات القلب، وضغط الدم، ومعدل التنفس، ومستوى السكري في الدم. وجميع هذه العوامل مهمة في زيادة نشاط خلايا الجسم في أثناء المواقف العصبية.

تجربة 4-2

عمل نموذج لجهاز الغدد الصم

كيف تساعد الهرمونات في الحفاظ على اتزان الجسم الداخلي؟

إن الأنشطة اليومية، ومنها الخضوع للاختبار أو المشاركة في سباق ما تتطلب من الجسم ردود فعل خاصة. واستجابة الجسم لهذه الحاجات يسبب حدوث تغيرات فيه. ويعمل جهاز الغدد الصم والجهاز العصبي معًا لضمان استقرار البيئة الداخلية في الجسم.

خطوات العمل

املأ بطاقة السلامة في دليل التجارب العملية.
حدد نشاطًا معينًا. ماذا يحدث للجسم في أثناء التحضير للنشاط، ثم قم به، وبعد الانتهاء منه.
تخيل أنك تكتب برنامجًا حاسوبيًا، وأن جسمك سيتابع النشاط إلى حين انتهائه. ضع الخطوات التي تحدث كما في الخطوة 2.
راجع برنامجك. أدخل الخطوات، حيث يبدأ جهاز الغدد الصم لديك إفراز الهرمونات للحفاظ على اتزان جسمك الداخلي. استعمل معرفتك والمصادر المتوافرة لتحديد الهرمونات التي ارتبطت بذلك. وضمن دور هذه الهرمونات في خطوة منفصلة.
قارن برنامجك بالبرامج الأخرى التي صممها زملاؤك.

التحليل

التفكير الناقد: هل تتكرر ظهور الهرمونات نفسها في معظم البرامج التي درستها في الخطوة 5؟ ولماذا؟
استخلص النتائج: اعمل قائمة بأجهزة الجسم الرئيسة التي تشبه في برنامجك. علام يدل هذا بالنسبة لتعدد وظائف الجسم التي يتحكم فيها جهاز الغدد الصم؟

جهاز الغدد الصم

The Endocrine System

الشكل 4-20

محافظة تحت المهاد Hypothalamus على الاتزان الداخلي للجسم موضحة حلقة وصل بين الجهاز العصبي وجهاز الغدد الصم.

جهاز الغدد الصم يتصل منطقة تحت المهاد من خلال تركيب خاص بالغدة النخامية التي تتكون من جزأين، أمامي وخلفي، يتصلان معًا بواسطة شبكة من الأوعية الدموية والخلايا العصبية.

يفرز الجزء الخلفي من الغدة النخامية هرمونين هما: المانع لإدرار البول، والأكسيتوسين، اللذان تفرزهما منطقة تحت المهاد حين الحاجة إليهما.

وتعمل الغدة النخامية أيضًا على إفراز الهرمونات التي تنظم عمل الخصيتين والمبيضين والغدة الدرقية والغدد الكظرية.

بيانات الشكل

تحت المهاد.
تفرز الخلايا في غدة تحت المهاد الهرمون المانع لإدرار البول وهرمون الأكسيتوسين اللذين ينتقلان عبر المحاور العصبية حتى نهاياتها، ويخزنان في مجرى الدم عند الحاجة.
الأكسيتوسين.
عضلة ملساء في الرحم.
الجزء الخلفي للغدة النخامية.
الهرمون المانع لإدرار البول ADH.
الكلية.
قشرة الغدة الكظرية، فوق الكلوية.
الغدة الدرقية.
العضلة الهيكلية.
العظام.
هرمون النمو.
الجزء الأمامي للغدة النخامية.
الخصية.
المبيض.
يفرز الجزء الأمامي للغدة النخامية الهرمونات إلى مجرى الدم.

الربط مع الجهاز العصبي

Link to the Nervous System

ينظم كل من الجهاز العصبي وجهاز الغدد الصم نشاطات الجسم، ويحافظان على اتزانه.

ارجع إلى الشكل 4-20 لدراسة دور تحت المهاد في اتزان الجسم. وتقع تحت المهاد في جزء مهم من المخ، وتتحسس وتنظم بعض نواحي الجسم، ومنها إنتاج وإدرار البول.

وينتقل هذان الهرمونان عبر المحاور العصبية، ويتم تخزينهما في نهايات المحاور التي تقع في الغدة النخامية.

تتمثل وظيفة الهرمون المانع لإدرار البول ADH antidiuretic hormone في الحفاظ على اتزان الجسم عن طريق تنظيم تركيز الماء.

ويؤثر هرمون ADH جزئيًا في الأنابيب الجامعة في الكليتين. فعندما تعمل خارج المنزل في أيام الصيف الحارة، وتنتج جسمك كميات كبيرة من العرق، فقد يجعلك عرضة للإصابة بالجفاف.

فعندما تشعر الخلايا الموجودة تحت المهاد بعدم وجود كمية كافية من الماء، ترسل السيالات عبر المحاور العصبية إلى إفراز الهرمون المانع لإدرار البول من المحاور العصبية في الغدة النخامية التي اختزنت هذا الهرمون.

ويبين الشكل 4-21 انتقال الهرمون المانع لإدرار البول مع الدم ليصل إلى الكلية.

الشكل 4-21

يتحكم الهرمون المانع لإدرار البول ADH في تركيز الماء في الدم.

بيانات الشكل

تحت المهاد.
الغدة النخامية.
مستقبلات.
انخفاض ADH.
زيادة ADH.
الكلية.
زيادة إعادة امتصاص الماء.
تقليل إعادة امتصاص الماء.
زيادة حجم الماء في الدم.
تقليل حجم الماء في الدم.

حيث يتحد الهرمون المانع لإدرار البول مع مستقبلات خاصة توجد في خلايا الكلية، فيساعد على إعادة امتصاص الماء في الكلية، وتقليل كمية الماء في البول، وزيادة مستوى الماء في الدم.

أما في حالة وجود كمية كبيرة من الماء في دم الشخص، فتعمل غدة تحت المهاد على منع إفراز الهرمون المانع لإدرار البول، ليجعله أقل تركيزًا.

ويحفز أيضًا الغثيان والقيء إنتاج الهرمون المانع لإدرار البول، فكلاهما يسبب الجفاف. كما أن فقدان ما نسبته 15-20% من الدم في أثناء النزف يؤدي إلى إفراز الهرمون المانع لإدرار البول.

تنتج الخلايا في منطقة تحت المهاد هرمون الأكسيتوسين الذي ينتقل ليخزن في الجزء الخلفي من الغدة النخامية، وتفرزه عند الحاجة.

وهو يؤثر في العضلات الملساء للرحم، مما يساعد على زيادة تقلصاتها وحدوث الطلق الذي يؤدي إلى سرعة عملية الولادة.

التقويم 4-3

الخلاصة

تفرز الغدد الصم مواد تسمى الهرمونات.
تنتقل الهرمونات في الجسم عن طريق مجرى الدم.
تصنف الهرمونات إلى هرمونات ستيرويدية وهرمونات الأحماض الأمينية.
يتأثر مستوى الهرمونات بنظام التغذية الراجعة.
يساعد جهاز الغدد الصم في المحافظة على الاتزان الداخلي للجسم عبر إرسال الإشارات بواسطة آلية تسمى التغذية الراجعة السلبية.

فهم الأفكار الرئيسة

الفكرة الرئيسة: قوّم الأسباب التي أدت إلى تسمية نظام التغذية الراجعة للهرمونات بالتغذية الراجعة السلبية.
توقع: متى تفرز مستويات عالية من الأنسولين والجلوكاجون في دم الإنسان؟
وضح آلية عمل الجهاز العصبي وجهاز الغدد الصم معًا للحفاظ على الاتزان الداخلي للجسم.
حدد: صف وظيفة كل من: الغدة النخامية، والدرقية، وجارات الدرقية، والبنكرياس، والغدد الكظرية.

التفكير الناقد

ابحث: اليود عنصر مهم جدًا لوظيفة الغدة الدرقية. ويعد نقص اليود عند الأجنة وفي مرحلة الطفولة سببًا رئيسًا في حدوث الإعاقات العقلية التي يسهل الوقاية منها. قوّم كيف يؤدي نقص اليود إلى الإعاقة العقلية أو أي مشاكل صحية أخرى. استخدم مكتبة مدرستك أو الشبكة الإلكترونية للبحث عن طرائق للتخفيف من هذه الآثار، واذكر بعض المصادر الغنية بعنصر اليود.

حلل: كيف يؤدي الخلل في آلية التغذية الراجعة السلبية إلى وفاة المخلوق الحي؟

جاري تحضير الدرس المعاد صياغته وبناء الأنماط

نحافظ على المعنى العلمي ونربط كل فقرة بنواتجها ومفاهيمها.

إعادة إنتاج الدرس حسب نمط التعلم

طلب واحد ينتج المسارات البصري والسمعي والحركي والقرائي معًا، بصياغة تراعي سياق المناهج السعودية.

خبير مناهج سعودية

اختر نمط التعلم

تُنتج الأنماط الأربعة دفعة واحدة، ثم تُستدعى الحزمة المحفوظة في الزيارات التالية.