قائمة أنظمة جسم الإنسان
الفيزيولوجيا هي علم وظائف الكائنات الحية، أي شرح العوامل الفيزيائية والكيميائية المسؤولة عن أصل الحياة وتطورها وتقدمها. ويتصف كل نوع من أنواع الأحياء - ابتداءً من الفيروسات حتى أكبر الأشجار أو الإنسان المعقد نفسه - بخواص وظيفية خاصة به. ولهذا يقسم حقل الفيزيوجيا إلى الفيزيولوجيا الفيروسية viral physiology، والفيزيولوجيا الجرثومية bacterial physiology، والفيزيولوجيا الخلوية cellular physiology، والفيزيولوجيا النباتية plant physiology، والفيزيولوجيا البشرية human physiology، وإلى عدة فروع ثانوية أخرى.

الفيزيولوجيا البشرية 
تعنى الفيزيولوجيا البشرية بالمميزات والآليات الخاصة التي تجعل من جسم الإنسان كائناً حياً. وتبقى حقيقة بقاء الإنسان حياً خارج نطاق سيطرة الإنسان نفسه؛ لأن الجوع هو الذي يحفز الإنسان على تناول الطعام، والخوف هو الذي يدفع الإنسان للبحث عن ملجأ يحتمي به، والإحساس بالبرد هو الذي يحمل الإنسان على تدفئة جسمه. كما أن هناك دوافع حيوية هامة تدفع الإنسان للبحث عن الرفقة والتكاثر. ولذلك فالإنسان ليس إلا مجرد آلة أتوماتيكية، وأن كل حقائق الإحساس والشعور والمعرفة بأن الإنسان مخلوق حي ما هي إلا مجرد مظاهر لهذه الحياة الأتوماتيكية. ولكن هذه الخواص كلها هي آليات تمكن الإنسان من البقاء حياً تحت الظروف المتباينة العديدة، ومن دونها تكون الحياة مستحيلة.

الخلايا كوحدات حية للجسم 

الوحدة الحية الأساسية للجسم الحي هي الخلية، وتتكون كل خلية من من أعضاء الجسم من تجمعات عديدة من مختلف أنواع الخلايا المتماسكة مع بعضها البعض بواسطة البنيات السائدة بين الخلايا. ويتكيف كل نوع من أنواع الخلايا للقيام بوظيفة معينة خاصة به؛ فمثلاً تقوم خلايا الدم الحمراء - التي يبلغ عددها في الجسم حوالي 25  خلية - بنقل الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة. وبالرغم من أن هذه الخلايا هي الأوفر عدداً من بين خلايا الجسم الأخرى؛ فقد يحتمل وجود 75 تريليون خلية أخرى فيه، وبهذا يبلغ عددها الإجمالي في الجسم كله حوالي 100 تريليون خلية. وبالرغم من أن خلايا الجسم المتعددة تختلف كثيراً عن بعضها البعض، إلا أن لجميعها صفات أساسية متشابهة؛ فمثلاً الأكسجين يتحد في كل خلايا الجسم مع السكريات والدهون والبروتين لإطلاق الطاقة الضرورية لوظائفها، وبالإضافة لذلك تتشابه عمليات تحويل المواد الغذائية إلى طاقة في كل الخلايا وتنقل جميع هذه الخلايا نتاجاتها النهائية التي تتولد عن عملياتها الكيميائية إلى السوائل المحيطة بها.
وتتمكن جميع الخلايا تقريباً من التكاثر، وعندما يُتلف أي نوع منها - لسبب أو آخر - تتمكن الخلايا المتبقية من نوعها من إعادة توليد خلايا جديدة لتقوم بتعويض الأعداد التالفة منها.

السائل خارج الخلايا - المحيط الداخلي 
يكون السائل حوالي 56 % من جسم الإنسان البالغ. وبالرغم من أن معظم هذا السائل يوجد داخل الخلايا ويسمى (السائل داخل الخلايا - intracellular fluid)، فإن حوالي ثلث هذا السائل يوجد خارج الخلايا ويسمى السائل خارج الخلايا (السائل البراني). ويدور هذا السائل الأخير بحركة مستمرة خلال الجسم، وينتقل بسرعة عن طريق دوران الدم ثم يمتزج بين الدم والسوائل النسيجية بخاصية الانتشار diffusion خلال جدران الشعيرات الدموية.
ويحتوي السائل خارج الخلايا على الأيونات والمواد الغذائية التي تحتاجها الخلايا لإدامة حياتها. وبهذا تعيش كل الخلايا بصورة أساسية في نفس المحيط وهو المحيط السائل خارج الخلايا، ولهذا سمي هذا السائل (المحيط الداخلي - internal environment ) للجسم. وقد استعمل هذا الاصطلاح قبل مئة عام من قبل عالم الفيزيولوجيا الشهير كلود برنارد.

وتتمكن الخلايا من المعيشة و والقيام بوظائفها الخاصة ما دام هناك تركيز مناسب من الأكسجين والجلوكوز والأيونات المختلفة والأحماض الأمينية والمواد الدهنية الكافية في هذا المحيط.

الاختلافات بين السائلين داخل وخارج الخلايا 
يحتوي السائل خارج الخلايا على كميات كبيرة من أيونات الصوديوم والكلوريد والبيكربونات بالإضافة إلى المواد الغذائيةالضرورية للخلايا كالأكسجين والجلوكوز والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية . كما أنه يحتوي على غاز ثاني أكسيد الكربون الذي ينقل من الخلايا إلى الرئتين لطرحه خارج الجسم، وعلى نواتج خلوية أخرى تنقل إلى الكليتين لطرحها للخارج.
ويختلف السائل داخل الخلايا اختلافاً كبيراً عن السائل خارج الخلايا، وخصوصاً لاحتوائه على كميات كبيرة من أيونات البوتاسيوم والماغنسيوم والفوسفات بدلاً من أيونات الصوديوم والكلوريد التي توجد في السائل خارج الخلايا. وهناك آليات خاصة تعمل في نقل الأيونات خلال جدران الخلايا للمحافظة على هذه الاختلافات .

آليات الاستتباب في الأنظمة الوظيفية الرئيسية 
يستعمل علماء الفيزيولوجيا اصطلاح الاستتباب استتباب بمعنى المحافظة على الظروف الثابتة أو الساكنة في المحيط الداخلي للجسم. وتقوم كل أعضاء الجسم وأنسجته بصورة أساسية بوظائف تساعد في المحافظة على هذه الظروف الثابتة؛ فمثلاً تزود الرئتان الأكسجين باستمرار للسائل خارج الخلايا ليعوض عما تستعمله الخلايا منه، كما تقوم الكليتان بالمحافظة على تركيزات أيونية ثابتة، ويوفر الجهاز الهضمي المواد الغذائية الضرورية للجسم .

جهاز نقل السائل خارج الخلايا - جهاز الدوران 
ينقل السائل خارج الخلايا خلال كل أقسام الجسم بمرحلتين مختلفتين؛ تشمل المرحلة الأولى دوران الدم خلال جهاز الدوران، وتشمل المرحلة الثانية حركة السائل بين الأوعية الشعرية الدموية وبين الخلايا. فكل الدم الموجود في الدوران العام للدم يجتاز هذا الجهاز كله بمعدل مرة واحدة في الدقيقة عند الراحة وحوالي ست مرات في الدقيقة عندما يكون المرء شديد النشاط .
وعند مرور الدم خلال الأوعية الدموية الشعرية يحدث تبادل مستمر للسائل خارج الخلايا بين الجزء البلازمي من الدم والسائل الخلالي interstitial fluid الذي يملأ الأحياز الخلالية intercellular spaces المنتشرة بين الخلايا. فالأوعية الدموية سميمة ( أي ذات مسامات ) بحيث تنتشر خلالها كميات كبيرة من السائل والمواد المذابة فيه خروجاً ودخولاً بين الدم والأحياز النسيجية. وتسبب عملية الانتشار هذه الطاقة الحركية لجزيئات  والسائل الخلالي. وهذا يعني أن السائل والجزيئات المذابة فيه تبقى متحركة ومتراقصة باستمرار بكل الاتجاهات سواء ضمن السائل نفسه أو عبر المسامات وخلال الأنسجة نفسها. ومن الملاحظ أنه لا توجد أية خلية على بعد يزيد على 50 ميكروناً من وعاء شعري دموي مما يضمن انتشار كل المواد تقريباً من الوعاء الدموي الشعري إلى الخلية خلال بضع ثوان فقط . وبهذا يتم اختلاط السائل خارج الخلايا في أي موقع في الجسم سواء كان في  أو في الأحياز الخلالية باستمرار مما يحافظ على تجانسه التام والمستمر تقريباً.

مصدر الغذيات في السائل خارج الخلايا

الجهاز التنفسي 

في كل مرة يدور فيها الدم خلال الجسم يمر فيها أيضاً خلال الرئتين ويلتقط من حويصلاتهما الأكسجين الذي تحتاجه  الجسم. ويبلغ سمك الغشاء الذي يفصل بين الحويصلة وتجويف الوعاء الدموي الشعري في الرئة 0.4 - 0.2 ميكرون وينتشر الأكسجين من خلاله إلى الدم بنفس الطريقة التي ينتشر فيها الماء والأيونات خلال الأوعية الدموية الشعرية في  الجسم.

السبيل المعدي المعوي 
يمر قسم كبير من الدم الذي يضخه القلب خلال جدران أعضاء الجهاز المعدي المعوي. ومن هنا فإن مختلف المواد الغذائية المذابة التي تشمل السكريات والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية وغيرها تُمتص إلى السائل خارج الخلايا.

الكبد والأعضاء الأخرى التي تقوم بوظائف استقلابية أساسية 
لا تتمكن خلايا الجسم من استعمال كل المواد التي تمتص من السبيل المعدي المعوي بشكلها الممتص؛ ويقوم الكبد بتغيير التركيب الكيميائي لمعظم هذه المواد وتحويلها إلى أشكال تتمكن الخلايا من استعمالها. كما تساعد  الجسم الأخرى كالخلايا الدهنية والغشاء المخاطي للسبيل المعدي المعوي والكليتين والغدد الصماء في تحوير المواد الممتصة أو في خزنها إلى أن تتولد الحاجة لها بعد ذلك.

الجهاز العضلي الهيكلي 
لا يتمكن الجسم من دون الجهاز العضلي الهيكلي من التحرك للموقع المناسب وفي الوقت المناسب للحصول على الغذاء الضروري لوظائفه الحيوية. كما يوفر هذا الجهاز  لل من عوامل المحيط الخارجي الضارة؛ ومن دون ذلك كله يتعرض الجسم وكل وظائفه الاستتبابية للتلف والخراب السريع.

إزالة النتاجات الأيضية النهائية

1. إزالة الرئتين لثاني أكسيد الكربون 
في نفس الوقت الذي يلتقط فيه الدم الأكسجين من الرئتين يتحرر منه ثاني أكسيد الكربون إلى الحويصلات الهوائية، كما تدفع الحركات التنفسية الهواء إلى داخل الحويصلات الهوائية أو إلى خارجها للجو المحيط الخارجي. ويكون ثاني أكسيد الكربون  أكبر نسبة من النتاجات النهائية للعمليات الأيضية في الجسم.

2. الكليتان 
عند مرور الدم خلال الكليتين تزال من  معظم المواد التي لا تحتاجها خلايا الجسم. وتشتمل هذه المواد بصورة خاصة على النتاجات النهائية للعمليات الأيضية في خلايا الجسم والكميات الفائضة من الأيونات والماء التي تتجمع في السائل خارج خلايا الجسم.
وتقوم الكليتان بوظائفهما أولاً بترشيح كميات كبيرة من  خلال الكبيبات إلى النبيبات الكلوية، ثم إعادة  المواد التي يحتاجها الجسم كالجلوكوز والأحماض الأمينية وكميات مناسبة من الماء والعديد من الأيونات إلى الدم. ولكن معظم المواد التي لا يحتاجها الجسم - كالنتاجات الأيضية النهائية مثل اليوريا - لا يعاد امتصاصها بل تمر خلال الأنيبيبات الكلوية إلى البول ثم إلى خارج الجسم.

تنظيم وظائف الجسم

1. الجهاز العصبي 
يتكون الجهاز العصبي من ثلاثة أقسام رئيسية وهي: القسم الحسي، والجهاز العصبي المركزي ( أو القسم التكاملي integrative portion )، والقسم الحركي . وتكشف المستقبلات الحسية حالة الجسم وأحوال ما يحيط به؛ فمثلاً يتعرف الشخص بواسطة المستقبلات الحسية المنتشرة على سطح الجلد على كل ما يلامس أية نقطة عليه، و هي  الإحساس الذي يوفر للشخص صورة بصرية لمحيطه الخارجي، وتقوم الأذن بوظيفة حس السمع .
ويتكون الجهاز العصبي المركزي من الدماغ brain، والنخاع الشوكي spinal cord . ويتمكن الدماغ من تخزين المعلومات وتوليد الأفكار وخلق الطموحات وتحديد ردود فعل الجسم  التي يقوم بها استجابة لإحساساته المختلفة، وتنقل  المناسبة خلال القسم الحركي من الجهاز العصبي إلى الأعضاء المنفذة لاستجابات الشخص ولرغباته .
ويسمى قسم كبير من الجهاز العصبي بالجهاز العصبي المستقل أو الجهاز العصبي اللاإرداي جهاز عصبي ذاتي؛ وهو يعمل بمستوى دون مستوى الوعي، ويتحكم في العديد من وظائف أعضاء الجسم الداخلية كتلك التي تشمل عمل القلب، وحركات السبيل المعدي المعوي، وإفرازات الغدد المختلفة سواء الغدد الصماء أو الغدد اللاصماء .

2. الجهاز الهرموني للتنظيم 
توجد في الجسم ثماني غدد صماء رئيسية تفرز مواد كيميائية تسمى الهرمونات hormones. وتنتقل هذه المواد في السائل خارج الخلايا إلى كل أقسام الجسم لتساعد على تنظيم الوظائف الخلوية؛ فمثلاً يُزيد هرمون الغدة الدرقية من سرعة معظم التفاعلات الكيميائية في خلايا الجسم، وبهذه الطريقة يساعد هرمون الغدة الدرقية في تحديد سرعة أنشطة الجسم. وبنفس الأسلوب يتحكم الأنسولين في استقلاب الجلوكوز، كما تتحكم الهرمونات القشرية الكظرية adrenocortical hormones باستقلاب الأيونات والبروتينات. ويتحكم هرمون الغدد جارات الدرقية هرمون جار درقي  في استقلاب العظام. ويعني كل ما سبق أن الهرمونات هي جهاز تنظيمي متمم للجهاز العصبي. وبصورة عامة ينظم الجهاز العصبي بصورة رئيسية الأنشطة العضلية والإفرازية في الجسم، بينما ينظم الجهاز الهرموني بصورة رئيسية الوظائف الاستقلابية في الجسم.

3. التوالد 
لا يعتبر التكاثر أحياناً وظيفة استتبابية، ولكنه قد يساعد في الحفاظ على حالات التوازن بتوليد أفراد جدد ليحلوا محل الأفراد المتوفين. وقد يكون هذا استعمالاً غير واقعي لمصطلح (الاستتباب)؛ ولكنه يوضح عند التحليل العام للوظائف بأن الجسم منظم بصورة عامة كي يعمل على تنظيم تلقائية الحياة وإدامتها.

أجهزة التحكم في الجسم ووظائفها 
يحتوي جسم الإنسان على الآلاف من أجهزة التحكم، وأكثر هذه الأجهزة تعقيداً هي أجهزة التحكم الجينية التي تعمل داخل الخلايا للتحكم بالوظائف الخلوية الداخلية والتحكم بكل العمليات الحياتية؛ ويعمل العديد من أجهزة التحكم الأخرى ضمن الأعضاء المختلفة للتحكم بوظائف أقسامها الخاصة بها. كما أن هناك أجهزة للتحكم تعمل في كل أنحاء الجسم لتنظيم العلاقات الخاصة بين الأعضاء المختلفة؛ فمثلاً يعمل الجهاز التنفسي بالترافق مع الجهاز العصبي في تنظيم تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون في السائل خارج الخلايا، ويقوم الكبد والبنكرياس بتنظيم تركيز الجلوكوز في السائل خارج الخلايا، كما تنظم الكلى تركيز أيونات الهيدروجين ومستوى الحمضية أس هيدروجيني وأيونات الصوديوم والبوتاسيوم والفوسفات والأيونات الأخرى في السائل خارج الخلايا.

بعض أمثلة أليات التحكم

تنظيم تركيز غازي الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في السائل خارج الخلايا 
لما كان الأكسجين أحد المواد الرئيسية التي تحتاجها العمليات الكيميائية في خلايا جسم الكائن الحي فلا بد من أن تكون للجسم آلية تحكم خاصة تحافظ على تركيز ثابت له تقريباً في السائل خارج الخلايا. وتعتمد هذه الآلية بصورة رئيسية على الخواص الكيميائية للهيموجلوبين الموجود في كافة خلايا الدم الحمراء؛ وعندما يمر الدم في الشعيرات الدموية في الأنسجة فإن الهيموجلوبين - وبسبب ألفته القوية للأكسجين - لا يطلق جزيئات الأكسجين في سائل الأنسجة إذا كانت الكمية الموجودة من الأكسجين فيه كبيرة. أما إذا كان تركيز الأكسجين قليلاً، فعندها يقوم الهيموجلوبين بإطلاق كمية كافية من الأكسجين لإعادة تركيز الأكسجين في الأنسجة إلى مستواه المناسب. وبهذا تكون عملية تنظيم تركيز الأكسجين في أنسجة الجسم هي عملية منوطة بصورة رئيسية بالخواص الكيميائية للهيموجلوبين نفسه. وتسمى هذه العملية وظيفة الدرء الأكسجيني للهيموجلوبين oxygen buffering function of hemoglobin.

ويتم تنظيم تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون في السائل خارج الخلايا بطريقة مختلفة عن ذلك تماماً فثاني أكسيد الكربون هو أحد النتاجات النهائية لتفاعلات الأكسدة داخل الخلايا؛ فإذا استمر تراكم كل ثاني أكسيد الكربون الذي يتولد في الخلايا في السوائل النسيجية، يوقف عند ذاك الفعل الكتلوي mass action لثاني أكسيد الكربون كل التفاعلات المولدة للطاقة في الخلية. وتتحكم آلية عصبية خاصة في عملية زفير غاز ثاني أكسيد الكربون من الرئة فيحافظ الجسم بهذه الطريقة على تركيز مناسب لثاني أكسيد الكربون في السائل خارج الخلايا؛ أي أن تركيزاً عالياً لجزيئات غاز ثاني أكسيد الكربون ينبه المركز التنفسي في المخ مما يحفز الشخص على التنفس العميق والسريع، فيؤدي ذلك إلى زيادة زفير غاز ثاني أكسيد الكربون وإزالته من الدم ومن السائل خارج الخلوي لطرحه خارج الجسم عبر الرئتين، وتستمر هذه العملية حتى يعود تركيزه إلى المستوى السوي.

تنظيم ضغط الدم الشرياني 
يساهم العديد من الأنظمة المختلفة في تنظيم ضغط الدم؛ وأحدها هو جهاز مستقبلات الضغط baroceptor system، وهو  بسيط ومثل هام لآلية . ففي جدران معظم الشرايين الكبيرة في القسم العلوي من الجسم - وخاصة في منطقة انشعاب الشريانين السباتيين وقوس الأبهر - توجد عدة مستقبلات عصبية تسمى مستقبلات الضغط baroceptors التي تتنبه عند تمديد جدار الشريان. فعندما يرتفع ضغط الدم الشرياني تتنبه مستقبلات الضغط هذه بشدة وتنقل الدفعات العصبية إلى البصلة (في النخاع المستطيل) في جذع الدماغ حيث تثبط المركز المحرك للأوعية الدموية vasomotor centre الذي يقلل بدوره من عدد النبضات التي تنقل خلال الجهاز العصبي اللاإرداي إلى القلب وإلى الأوعية الدموية. ويؤدي نقص هذه الدفعات إلى التقليل من فعاليات  القلب وإلى تسهيل جريان الدم خلال الأوعية الدموية الطرفية.
ويؤدي هذان العاملان إلى خفض ضغط الدم وإعادته إلى حده السوي. وبالعكس من ذلك يرخي انخفاض الضغط الشرياني مستقبلات التمدد فيزيد ذلك نشاط المركز المحرك للأوعية لأكثر من مستواه العادي ويؤدي ذلك إلى ارتفاع ضغط الدم الشرياني إلى مستواه الطبيعي.

المد السوي للمكونات المهمة للسائل خارج الخلايا 
يدرج الجدول الآتي أهم مكونات السائل خارج الخلايا وخواصه الفيزيائية مع قيمها ومداها السوي للتحكم وحدودها القصوى التقريبية من دون أن تسبب الموت لفترة زمنية قصيرة.

ويلاحظ بصورة خاصة المدى السوي الضيق لكل من هذه المكونات. وقد تولد القيم خارج هذه الحدود بعض الأمراض أو تنشأ عنها .
والأهم من ذلك هي الحدود التي يسبب تجاوزها توليد حالات مرضية خطيرة تؤدي إلى الموت؛ فمثلاً غالباً ما تؤدي زيادة درجة حرارة الجسم بما يبلغ 10 إلى 12 درجة فهرنهيت (وهو ما يعادل 6 إلى 7 درجة مئوية ) فقط فوق المعدل الطبيعي إلى حلقة مفرغة من زيادة في الاستقلاب الخلوي الذي يؤدي إلى تخريب خلايا الجسم .
كما يلاحظ أيضاً المدى الضيق جداً للتوازن الحمضي القاعدي حيث أن المعدل السوي للأس الهيدروجيني هو 7.4، والقيمة المميتة لهذا المعدل هي زيادته أو نقصانه بمقدار لا يتجاوز 0.5 فقط تقريباً . والعامل الآخر المهم بصورة خاصة هو أيونات البوتاسيوم، فعندما يهبط تركيزها إلى أقل من ثلث التركيز الطبيعي يحتمل أن يصاب الشخص بالشلل بسبب عدم مقدرة الأعصاب على نقل الإشارات العصبية، وإذا ما زاد إلى ضعف مستوى التركيز السوي أو أكثر من ذلك يمكن أن تثبط عند ذاك عضلة القلب لدرجة وخيمة جداً . وكذلك إذا ما هبط تركيز أيونات الكالسيوم إلى أقل من حوالي نصف التركيز الطبيعي فمن الممكن أن يصاب الشخص بتقلصات تكززية - انقباضات متتالية مؤلمة - في كل عضلات ه بسبب التولد التلقائي للدفعات العصبية في الأعصاب الطرفية، وعندما يهبط تركيز الجلوكوز إلى ما دون نصف مستواه الطبيعي فغالباً ما يصاب الشخص بالهياج العقلي الشديد وأحياناً بالاختلاج .
ولهذا فإن بحث هذه الأمثلة يؤكد أهمية هذه القيم وبالتالي أهمية الأعداد الكبيرة من أنظمة التحكم التي تحافظ على عمل الجسم بصحة تامة. وقد تتولد عند غياب أي من أنظمة التحكم هذه أمراض وخيمة أو قد يسبب الموت .

خواص أجهزة التحكم 
تمثل الأمثلة السابقة لآليات التحكم الاستتبابي القليل من مئات الآليات الأخرى الموجودة في الجسم والتي تشترك كلها في خواص مشتركة خاصة.

طبيعة التلقيم الراجع السلبي لمعظم أجهزة التحكم 
تعمل معظم أجهزة التحكم بالتلقيم الراجع السلبي - ارتجاع سلبي - ارتجاع سلبي الذي يمكن معرفته باستعراض بعض أجهزة التحكم الاستتبابي التي تم ذكرها آنفاً؛ فمثلاً في حالة  تركيز ثاني أكسيد الكربون تسبب زيادة نسبته في السائل خارج الخلايا زيادة في التهوية الرئوية، وتسبب هذه بدورها خفض تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون.
وبكلمة أخرى فإن زيادة التركيز تسبب انخفاضه وهو تلقيم سلبي بالنسبة للمنبه الأولي .

وبالعكس من ذلك يولد الانخفاض الكبير في تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون تلقيماً راجعاً يرفع التركيز. وهذه استجابة سلبية أيضاً بالنسبة للمنبه الأولي.
وفي آليات  ضغط الدم الشرياني يولد ارتفاع الضفط الشرياني سلسلة من الاستجابات التي تحفز تخفيض ضغط الدم. وبالعكس من ذلك يؤدي هبوط الضغط إلى توليد سلسلة من الاستجابات التي تحرض ارتفاع ضغط الدم، وتكون التأثيرات في كلتا الحالتين سلبية بالنسبة للمنبه الأولي .
ولذلك وبصورة عامة إذا ما أصبح أحد العوامل مفرطاً أو واطئاً، يحفز جهاز تحكم عند ذاك تلقيماً راجعاً سلبياً يتكون من سلسلة من التغييرات التي تعيد العامل إلى قيمة وسطية معينة، فيحافظ بذلك على الاستتباب .

الكسب في جهاز التحكم 
تتعين درجة الفاعلية التي يحافظ بها جهاز  على حالات مستقرة بمدى كسب (gain) التلقيم الراجع السلبي فيه. وبفرض مثلاً أن كمية كبيرة من الدم نقلت إلى شخص تعطلت لديه مستقبلات الضغط baroceptors الخاصة بجهاز التجكم بالضغط، فارتفع ضغط دمه الشرياني من مستواه الطبيعي 100 ملم زئبق إلى 175 ملم زئبق. وبفرض أنه تم نقل نفس الكمية من الدم إلى شخص آخر لم يتعطل لديه هذا الجهاز فارتفع ضغط دمه الشرياني في هذه الحالة 25 ملم زئبق فقط . وهذا يعني أن جهاز تحكم التلقيم الراجع لدى هذا الشخص يقوم بتصحيح correction يساوي (-50 ملم زئبق) أي من 175 ملم زئبق إلى 125 ملم زئبق فقط . ومع ذلك تبقى لديه زيادة في الضغط تبلغ +25 ملم زئبق وهذا هو ما يسمى بالخطأ error الذي يعني أن جهاز التحكم لم يكن فعالاً 100 % في ذلك التغيير، ولذلك يحسب كسب الجهاز بالصيغة التالية:

الكسب = التصحيح ÷ الخطأ

ولهذا يكون التصحيح في المثل السابق ( -50 ملم زئبق ) والخطأ ( +25 ملم زئبق )، فيصبح كسب جهاز مستقبلات الضغط للتحكم بضغط الدم الشرياني لدى هذا الشخص ( -50 ملم زئبق ) مقسوماً على ( +25 ملم زئبق )، أي -2. ويعني هذا أن العامل الخارجي الذي حاول أن يزيد أو يقلل ضغط الدم الشرياني أدى إلى تغييره إلى ثلث المقدار الذي كان يمكن أن يحدث لو لم يكن هناك جهاز التحكم هذا .
كما أن في الجسم كسباً لبعض أجهزة التحكم الفيزيولوجية الأخرى أكبر بكثير من كسب جهاز مستقبلات ضغط الدم؛ فمثلاً يبلغ كسب الجهاز الذي يتحكم في درجة حرارة الجسم (-33 درجة تقريباً)، ولذلك من الممكن أن تكون درجة التحكم في حرارة الجسم هي أكثر فاعلية من درجة تحكم جهاز مستقبلات الضغط بضغط الدم الشرياني.

التلقيم الراجع الموجب 
يؤدي التحكم بطريقة التلقيم الراجع الموجب أحياناً إلى الحلقات المفرغة ومن ثم إلى الموت الحتمي. فكل أجهزة  في الجسم تعمل بالتلقيم الراجع السالب بدلاً من التلقيم الراجع الموجب ارتجاع إيجابي؛ فالتلقيم الراجع الموجب لا يؤدي إلى استقرار وظائف الجسم بل بالعكس فإنه يولد عدم الاستقرار وغالباً ما يؤدي إلى الموت .
فعلى سبيل المثال لتوضيح اللحظة التي يمكن أن يحدث فيها الموت نتيجة التلقيم الراجع الموجب؛ وبدراسة فاعلية ضخ القلب للدم فإن القلب السوي يضخ حوالي خمسة لترات من الدم في الدقيقة الواحدة، ولكن إذا نزف الشخص بصورة مفاجئة لترين من الدم ينقص عندئذ حجم الدم في جسمه إلى مستوى منخفض لدرجة لن تتوفر عندها كمية كافية من الدم ليضخها القلب بكفاءة إلى  الجسم. ونتيجة لذلك يهبط ضغط الدم ويقل جريان الدم إلى عضلة القلب خلال الشرايين التاجية، ويؤدي ذلك إلى إضعاف القلب ويقلل من ضخه لحد كبير ويؤدي هذا بدوره إلى إضعاف أكبر للقلب، وتعيد الدورة نفسها مرات ومرات متتالية حتى الموت.
ويلاحظ من ذلك أن كل دورة من دورات التلقيم الراجع تؤدي إلى إضعاف إضافي للقلب؛ وبمعنى آخر إن المنبه الأولي يسبب منبهات إضافية من نفس النوع وهذا هو التلقيم الراجع الموجب .

ويعرف التلقيم الراجع الموجب بأنه حلقة مفرغة ولكن في الواقع من الممكن التغلب على درجة صغيرة من التلقيم الراجع الموجب بآلية التلقيم الراجع السالب لل فيوقف بذلك تطور تلك الحلقة المفرغة. فمثلاً لو نزف الشخص المذكور في المثال السابق لتراً واجداً من الدم فقط بدلاً من لترين لتمكنت آليات التلقيم الراجع للجسم من التحكم في النتاج القلبي وفي ضغط الدم الشرياني فيوازن بذلك التلقيم الراجع الموجب ويتغلب عليه ويشفي الشخص فيعود لحاله الطبيعي.

ولكن من الممكن أن يكون التلقيم الراجع الموجب مفيداً أحيانا؛ فقد يقوم الجسم في حالات نادرة باستعمال التلقيم الراجع الموجب لفائدته بالطريقة التالية:

يقدم تخثر الدم مثلاً جيداً للاستعمال القيم للتلقيم الراجع الموجب. فعند تمزق أحد الأوعية الدموية تبدأ الجلطة بالتكون وتنشط عدة إنزيمات تسمى عوامل التجلط clotting factors ضمن الجلطة نفسها. ويعمل البعض من هذه العوامل في تنشيط الإنزيمات الأخرى في الدم المجاور لها مباشرة ويحفزها على توليد جلطة إضافية حولها . وتستمر هذه العملية إلى أن تغلق الثقبة في جدار الوعاء الدموي المصاب ويتوقف النزيف. ولكن مع الأسف تنفلت أحياناً هذه العملية وتسبب توليد جلطات إضافية غير مرغوب فيها داخل الجسم. وفي الواقع هذا هو السبب في بدء معظم نوبات أمراض القلب الحادة التي تسببها الجلطات التي تبدأ من على لويحات التصلب العصيدي في الشريان التاجي والتي تنمو إلى أن يغلق الشريان تماماً.

وولادة الجنين حالة أخرى من الحالات التي يقوم بها التلقيم الموجب بدور مهم . فعندما تشتد تقلصات الرحم لدرجة كافية يندفع أثنائها  الجنين خلال عنق الرحم، ويرسل عنق الرحم المتوسع إشارات خلال عضلات الرحم عائدة إلى جسمه مولدة بذلك تقلصات أشد في الرحم . وعندما تصبح هذه التقلصات شديدة لدرجة كافية يولد الوليد . أما إذا لم تكن هذه التقلصات كافية فإنها عادة ما تتلاشى وتنتظر بضعة أيام لكي تعود ثانية.

وأخيراً فإحدى حالات التلقيم الموجب المهمة الأخرى هي توليد الإشارات العصبية حيث يولد تنبيه غشاء الليف العصبي تسرباً ضعيفاً لأيونات الصوديوم خلال قنواته في غشاء الليف العصبي إلى داخله . فتقوم الأيونات التي دخلت إلى الليف بتغيير جهد الغشاء الذي يسبب بدوره فتح قنوات إضافية أخرى . ويستمر ذلك من هذه البداية البسيطة إلى التسرب المفرط لأيونات الصوديوم فيولد جهد الفعل جهد الفعل. ويستثير هذا بدوره الليف العصبي لدرجة أشد وعلى طوله كله وتستمر العملية إلى أن تسري الإشارة العصبية على طول الليف حتى تبلغ نهايته.

ومع ذلك فإنه في كل من هذه الحالات التي يكون فيها التلقيم الموجب مفيداً فإنه هو نفسه يكون جزءاً من عملية تلقيم سلبي شامل. فمثلاً في حالة تجلط الدم تكون عملية التلقيم الموجب للتجلط نفسها جزءاً من عملية تلقيم سلبي للمحافظة على حجم الدم داخل الجسم. كما أن عملية التلقيم الموجب التي تولد الإشارات العصبية تسمح للأعصاب بالمساهمة عملياً في الآلاف من أنظمة التحكم العصبية ذات التلقيم السلبي.

بعض الأنماط المعقدة الأخرى من أنظمة التحكم

نظام التحكم التلاؤمي : 
بدراسة الجهاز العصبي وجد أن هذا الجهاز يحوي أنظمة عديدة من آليات التحكم مترابطة ومعقدة، يتكون بعضه من أنظمة تلقيم راجع بسيط شبيهة بتلك المذكورة سابقاً، ولكن العديد منها غير ذلك. فمثلاً تحدث بعض  الجسم بسرعة عالية لدرجة لا يتوفر فيها وقت كافٍ لانتقال الإشارات العصبية من أقسام الجسم المحيطية على طول المسافة إلى الدماغ والعودة منه بعد ذلك إلى الأقسام المحيطية ثانية في وقت مناسب للتحكم بالحركات . ولهذا يستخدم الدماغ مبدأ يسمى التحكم بالتلقيم للأمام feed -forward control لكي يولد التقلصات العضلية المطلوبة منه . وعند التنفيذ ترد من الأقسام المتحركة إلى الدماغ إشارات حسية عصبية تعلمه فيما إذا كانت الحركات المناسبة قد تولدت بطريقة صحيحة ومتفقة مع رغبة الدماغ .
فإذا لم تكن كذلك يقوم الدماغ بتصحيح إشارات التلقيم للأمام التي يرسلها إلى العضلات في المرة اللاحقة التي يرغب في توليد أمثالها من الحركات . كما يجري التصحيح الضروري الإضافي للحركات اللاحقة ويسمى ذلك التحكم التلاؤمي adaptive control. ومن الواضح أن التحكم التلاؤمي هذا هو بمفهوم آخر تلقيم راجع سلبي متأخر .

وهذا يوضح مدى تعقد بعض أنظمة التحكم بالتلقيم الراجع؛ حيث تعتمد حياة الشخص على كل ذلك.

الخلاصة: أوتوماتيكية الجسم 
الهدف العام هو الإشارة أولاً إلى التنظيم العام للجسم، وثانياً إلى الطرق التي تعمل بها مختلف أقسام الجسم بكل تناسق وانتظام .
فإن الجسم ما هو إلا نظام اجتماعي مكون من حوالي مئة تريليون خلية في مختلف البنيات الوظيفية التي يسمى بعضها  . وتساهم كل بنية وظيفية من هذه بنصيبها في إدامة حالات الاستتباب في السائل خارج الخلايا الذي يسمى المحيط الداخلي. وما دامت الحالات السوية للمحيط الداخلي محتفظة بمستواها السوي، فإن خلايا الجسم تستمر بالبقاء حية وتقوم بوظائفها بطريقة مناسبة. وبهذا تنتفع كل خلية من الاستتباب وتقوم كل منها بدورها في المحافظة عليه. ويوفر التفاعل المتبادل هذا أوتوماتيكية مستمرة للجسم إلى أن يفقد أحد الأجهزة الوظيفية أو أكثر قدراته في المساهمة بأدواره الوظيفية . فإن ما حدث ذلك تعاني عند ذاك كل خلايا الجسم فيؤدي تردي وظائفها الشديد إلى الموت. أما ترديها البسيط فيمكن أن يولد بعض الحالات المرضية.

مصادر 

أجهزة حيوية
قوائم المعالم التشريحية للإنسان
الفيزيولوجيا هي علم وظائف الكائنات ا لحية ، أي شرح العوامل الفيزيائية والكيميائية المسؤولة عن أصل الحياة وتطور ها و تقدم ها . ويتصف كل نوع من أنواع الأحياء - ابتداءً من الفيروسات حتى أكبر الأشجار أو الإنسان المعقد نفس ه - بخواص وظيفية خاصة ب ه . و ل هٰذا يقسم حقل الفيزيوجيا إلى الفيزيولوجيا الفيروسية viral ph ysiology ، والفيزيولوجيا الجرثومية bacter ial ph ysiology ، والفيزيولوجيا الخلوية cellular ph ysiology ، والفيزيولوجيا النباتية plant ph ysiology ، والفيزيولوجيا البشرية human ph ysiology ، و إلى عدة فروع ثانوية أخرى . الفيزيولوجيا البشرية تعنى الفيزيولوجيا البشرية بالمميزات والآليات الخاصة التي تجعل من جسم الإنسان كائناً حياً . وتبقى حقيقة بقاء الإنسان حياً خارج نطاق سيطرة الإنسان نفس ه ؛ لأن الجوع هو الذي يحفز الإنسان على تناول الطعام ، والخوف هو الذي يدفع الإنسان ل البحث عن ملجأ يحتمي ب ه ، والإحساس بالبرد هو الذي يحمل الإنسان على تدفئة جسم ه . كما أن هناك دوافع حيوية هامة تدفع الإنسان ل البحث عن الرفقة والتكاثر . و لذٰلك فالإنسان ليس إلا مجرد آلة أتوماتيكية ، و أن كل حقائق الإحساس و الشعور والمعرفة ب أن الإنسان مخلوق حي ما هي إلا مجرد مظاهر ل هٰذه الحياة الأتوماتيكية . و لٰكن هذه الخواص كل ها هي آليات تمكن الإنسان من البقاء حياً تحت الظروف المتباينة العديدة ، و من دون ها تكون الحياة مستحيلة . الخلايا كوحدات حية للجسم الوحدة ا لحية الأساسية للجسم الحي هي الخلية ، و تتكون كل خلية من من أعضاء الجسم من تجمعات عديدة من مختلف أنواع الخلايا المتماسكة مع بعض ها البعض ب واسطة البنيات السائدة بين الخلايا . ويتكيف كل نوع من أنواع الخلايا ل القيام بوظيفة معينة خاصة ب ه ؛ فمثلاً تقوم خلايا الدم الحمراء - التي يبلغ عدد ها في الجسم حوالي خلية - ب نقل الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة . و ب الرغم من أن هذه الخلايا هي الأوفر عدداً من بين خلايا الجسم الأخرى ؛ ف قد يحتمل وجودتريليون خلية أخرى في ه ، و ب هٰذا يبلغ عدد ها الإجمالي في الجسم كل ه حواليتريليون خلية . و ب الرغم من أن خلايا الجسم المتعددة تختلف كثيراً عن بعض ها البعض ، إلا أن لجميع ها صفات أساسية متشابهة ؛ فمثلاً الأكسجين يتحد في كل خلايا الجسم مع السكريات والدهون والبروتين لإطلاق الطاقة الضرورية ل وظائف ها ، وب الإضافة ل ذٰلك ت تشابه عمليات تحويل المواد الغذائية إلى طاقة في كل الخلايا وتنقل جميع هذه الخلايا نتاجات ها النهائية التي تتولد عن عمليات ها الكيميائية إلى السوائل المحيطة ب ها . و تتمكن جميع الخلايا تقريباً من التكاثر ، و عندما يُتلف أي نوع من ها - ل سبب أو آخر - تتمكن الخلايا المتبقية من نوع ها من إعادة توليد خلايا جديدة ل تقوم ب تعويض الأعداد التالفة من ها . السائل خارج الخلايا - المحيط الداخلي يكون السائل حوالي % من جسم الإنسان البالغ . و ب الرغم من أن معظم هذا السائل يوجد داخل الخلايا ويسمى ( السائل داخل الخلايا - intracellular fluid ) ، ف إن حوالي ثلث هذا السائل يوجد خارج الخلايا ويسمى السائل خارج الخلايا ( السائل البراني ) . و يدور هذا السائل الأخير بحركة مستمرة خلال الجسم ، و ينتقل ب سرعة عن طريق دوران الدم ثم يمتزج بين الدم والسوائل النسيجية بخاصية الانتشار diffusion خلال جدران الشعيرات الدموية . و يحتوي السائل خارج الخلايا على الأيونات و المواد الغذائية التي تحتاج ها الخلايا لإدامة حيات ها . و ب هٰذا تعيش كل الخلايا ب صورة أساسية في نفس المحيط و هو المحيط السائل خارج الخلايا ، و ل هٰذا سمي هذا السائل ( المحيط الداخلي - internal environment ) للجسم . و قد اس تعمل هذا الاصطلاح قبل مئة عام من قبل عالم الفيزيولوجيا الشهير كلود برنارد . و تتمكن الخلايا من المعيشة و و القيام ب وظائف ها الخاصة ما دام هناك تركيز مناسب من الأكسجين والجلوكوز والأيونات المختلفة والأحماض الأمينية و المواد الدهنية الكافية في هذا المحيط . الاختلافات بين السائلين داخل و خارج الخلايا يحتوي السائل خارج الخلايا على كميات كبيرة من أيونات الصوديوم والكلوريد والبيكربونات ب الإضافة إلى المواد الغذائيةالضرورية للخلايا كالأكسجين والجلوكوز والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية \ . كما أن ه يحتوي على غاز ثاني أكسيد الكربون الذي ينقل من الخلايا إلى الرئتين لطرح ه خارج الجسم ، و على نواتج خلوية أخرى تنقل إلى الكليتين ل طرح ها ل الخارج . ويختلف السائل داخل الخلايا اختلافاً كبيراً عن السائل خارج الخلايا ، و خصوصا لاحتواء ه على كميات كبيرة من أيونات البوتاسيوم والماغنسيوم والفوسفات بدلاً من أيونات الصوديوم والكلوريد التي توجد في السائل خارج الخلايا . و هناك آليات خاصة تعمل في نقل الأيونات خلال جدران الخلايا ل المحافظة على هذه الاختلافات \ . آليات الاستتباب في الأنظمة الوظيفية الرئيسية يس تعمل علماء الفيزيولوجيا اصطلاح الاستتباب استتباب ب معنى المحافظة على الظروف الثابتة أو الساكنة في المحيط الداخلي للجسم . و تقوم كل أعضاء الجسم وأنسجة ه ب صورة أساسية بوظائف تساعد في المحافظة على هذه الظروف الثابتة ؛ فمثلاً تزود الرئتان الأكسجين ب استمرار للسائل خارج الخلايا ليعوض عن ما تستعمل ه الخلايا من ه ، كما تقوم الكليتان ب المحافظة على تركيزات أيونية ثابتة ، و يوفر الجهاز الهضمي المواد الغذائية الضرورية للجسم\ . جهاز نقل السائل خارج الخلايا - جهاز ال دوران ينقل السائل خارج الخلايا خلال كل أقسام الجسم بمرحلتين مختلفتين ؛ تشمل المرحلة الأولى دوران الدم خلال جهاز ال دوران ، و تشمل المرحلة الثانية حركة السائل بين الأوعية الشعرية الدموية و بين الخلايا . ف كل الدم الموجود في ال دوران العام للدم يجتاز هذا الجهاز كل ه ب معدل مرة واحدة في الدقيقة عند الراحة و حوالي ست مرات في الدقيقة عندما يكون المرء شديد النشاط\ . و عند مرور الدم خلال الأوعية الدموية الشعرية يحدث تبادل مستمر للسائل خارج الخلايا بين الجزء البلازمي من الدم والسائل الخلالي interstitial fluid الذي يملأ الأحياز الخلالية intercellular spaces المنتشرة بين الخلايا . فالأوعية الدموية سميمة ( أي ذات مسامات ) ب حيث تنتشر خلال ها كميات كبيرة من السائل و المواد المذابة في ه خروجاً ودخولاً بين الدم والأحياز النسيجية . و تسبب عملية الانتشار هذه الطاقة الحركية لجزيئات والسائل الخلالي . و هٰذا يعني أن السائل والجزيئات المذابة في ه تبقى متحركة ومتراقصة ب استمرار ب كل ال اتجاهات سواء ضمن السائل نفس ه أو عبر المسامات و خلال الأنسجة نفس ها . و من الملاحظ أن ه لا توجد أية خلية على بعد يزيد علىميكروناً من وعاء شعري دموي مما يضمن انتشار كل المواد تقريباً من الوعاء الدموي الشعري إلى الخلية خلال بضع ثوان فقط\ . و ب هٰذا يتم اختلاط السائل خارج الخلايا في أي موقع في الجسم سواء كان في أو في الأحياز الخلالية ب استمرار مما يحافظ على تجانسه التام والمستمر تقريباً . مصدر الغذيات في السائل خارج الخلايا الجهاز التنفسي في كل مرة يدور في ها الدم خلال الجسم يمر في ها أيضاً خلال الرئتين ويلتقط من حويصلات هما الأكسجين الذي تحتاج ه الجسم . و يبلغ سم ك الغشاء الذي يفصل بين الحويصلة وتجويف الوعاء الدموي الشعري في الرئة 4 - 2 ميكرون وينتشر الأكسجين من خلال ه إلى الدم ب نفس الطريقة التي ينتشر في ها الماء والأيونات خلال الأوعية الدموية الشعرية في الجسم . السبيل المعدي المعوي يمر قسم كبير من الدم الذي ي ضخ ه القلب خلال جدران أعضاء الجهاز المعدي المعوي . و من هنا ف إن مختلف المواد الغذائية المذابة التي تشمل السكريات والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية و غير ها تُمتص إلى السائل خارج الخلايا . الكبد والأعضاء الأخرى التي تقوم بوظائف استقلابية أساسية لا تتمكن خلايا الجسم من استعمال كل المواد التي تمتص من السبيل المعدي المعوي بشكل ها الممتص ؛ و يقوم الكبد ب تغيير التركيب الكيميائي ل معظم هذه المواد و تحويل ها إلى أشكال تتمكن الخلايا من استعمال ها . كما تساعد الجسم الأخرى كالخلايا الدهنية والغشاء المخاطي للسبيل المعدي المعوي والكليتين والغدد الصماء في تحوير المواد الممتصة أو في خزن ها إلى أن تتولد الحاجة ل ها بعد ذلك . الجهاز العضلي الهيكلي لا يتمكن الجسم من دون الجهاز العضلي الهيكلي من التحرك للموقع المناسب و في الوقت المناسب ل الحصول على الغذاء الضروري لوظائف ه الحيوية . كما يوفر هذا الجهاز لل من عوامل المحيط الخارجي الضارة ؛ و من دون ذلك كل ه يتعرض الجسم و كل وظائف ه الاستتبابية للتلف والخراب السريع . إزالة النتاجات الأيضية النهائية 1 . إزالة الرئتين لثاني أكسيد الكربون في نفس الوقت الذي يلتقط في ه الدم الأكسجين من الرئتين يتحرر من ه ثاني أكسيد الكربون إلى الحويصلات الهوائية ، كما تدفع الحركات التنفسية الهواء إلى داخل الحويصلات الهوائية أو إلى خارج ها للجو المحيط الخارجي . و يكون ثاني أكسيد الكربون أكبر نسبة من النتاجات النهائية للعمليات الأيضية في الجسم . 2 . الكليتان عند مرور الدم خلال الكليتين تزال من معظم المواد التي لا تحتاج ها خلايا الجسم . وتشتمل هذه المواد ب صورة خاصة على النتاجات النهائية للعمليات الأيضية في خلايا الجسم و الكميات الفائضة من الأيونات و الماء التي تتجمع في السائل خارج خلايا الجسم . و تقوم الكليتان بوظائف هما أولاً بترشيح كميات كبيرة من خلال الكبيبات إلى النبيبات الكلوية ، ثم إعادة المواد التي يحتاج ها الجسم كالجلوكوز والأحماض الأمينية و كميات مناسبة من الماء والعديد من الأيونات إلى الدم . و لٰكن معظم المواد التي لا يحتاج ها الجسم - كالنتاجات الأيضية النهائية مثل اليوريا - لا يعاد امتصاص ها بل تمر خلال الأنيبيبات الكلوية إلى البول ثم إلى خارج الجسم . تنظيم وظائف الجسم 1 . الجهاز العصبي يتكون الجهاز العصبي من ثلاثة أقسام رئيسية و هي : القسم الحسي ، والجهاز العصبي المركزي ( أو القسم التكامل ي integrative portion ) ، و القسم الحركي \ . و تكشف المستقبلات الحسية حالة الجسم وأحوال ما يحيط ب ه ؛ فمثلاً يتعرف الشخص ب واسطة المستقبلات الحسية المنتشرة على سطح الجلد على كل ما يلامس أية نقطة علي ه ، و هي الإحساس الذي يوفر ل الشخص صورة بصرية لمحيط ه الخارجي ، و تقوم الأذن بوظيفة حس السمع\ . و يتكون الجهاز العصبي المركزي من الدماغ brain ، والنخاع الشوكي spinal cord\ . ويتمكن الدماغ من تخزين المعلومات وتوليد الأفكار و خلق الطموحات و تحديد ردود فعل الجسم التي يقوم ب ها استجابة لإحساسات ه المختلفة ، وتنقل المناسبة خلال القسم الحركي من الجهاز العصبي إلى الأعضاء المنفذة لاستجابات الشخص ولرغبات ه \ . ويسمى قسم كبير من الجهاز العصبي بالجهاز العصبي المستقل أو الجهاز العصبي اللاإرداي جهاز عصبي ذاتي ؛ و هو يعمل ب مستوى دون مستوى الوعي ، و يتحكم في العديد من وظائف أعضاء الجسم الداخلية ك تلك التي تشمل عمل القلب ، وحركات السبيل المعدي المعوي ، وإفرازات الغدد المختلفة سواء الغدد الصماء أو الغدد اللاصماء \ . 2 . الجهاز الهرموني ل التنظيم توجد في الجسم ثماني غدد صماء رئيسية تفرز مواد كيميائية تسمى الهرمونات hormones . و تنتقل هذه المواد في السائل خارج الخلايا إلى كل أقسام الجسم ل تساعد على تنظيم الوظائف الخلوية ؛ فمثلاً يُزيد هرمون الغدة الدرقية من سرعة معظم التفاعلات الكيميائية في خلايا الجسم ، وبهذه الطريقة يساعد هرمون الغدة الدرقية في تحديد سرعة أنشطة الجسم . و ب نفس الأسلوب يتحكم الأنسولين في استقلاب الجلوكوز ، كما تتحكم الهرمونات القشرية الكظرية adrenocortic al hormones باستقلاب الأيونات والبروتينات . و يتحكم هرمون الغدد جارات الدرقية هرمون جار درقي في استقلاب العظام . و يعني كل ما سبق أن الهرمونات هي جهاز تنظيمي متمم للجهاز العصبي . و ب صورة عامة ينظم الجهاز العصبي ب صورة رئيسية الأنشطة العضلية والإفرازية في الجسم ، بينما ينظم الجهاز الهرموني ب صورة رئيسية الوظائف الاستقلابية في الجسم . 3 . التوالد لا يعتبر التكاثر أحياناً وظيفة استتبابية ، و لٰكن ه قد يساعد في الحفاظ على حالات التوازن بتوليد أفراد جدد ليحلوا محل الأفراد المتوفين . و قد يكون هذا استعمالاً غير واقعي لمصطلح ( الاستتباب ) ؛ و لٰكن ه يوضح عند ال تحليل العام للوظائف ب أن الجسم منظم ب صورة عامة كي يعمل على تنظيم تلقائية الحياة وإدامت ها . أجهزة التحكم في الجسم و وظائف ها يحتوي جسم الإنسان على الآلاف من أجهزة التحكم ، وأكثر هذه الأجهزة تعقيداً هي أجهزة التحكم الجينية التي تعمل داخل الخلايا ل التحكم بالوظائف الخلوية الداخلية والتحكم ب كل العمليات الحياتية ؛ و يعمل العديد من أجهزة التحكم الأخرى ضمن الأعضاء المختلفة ل التحكم بوظائف أقسام ها الخاصة ب ها . كما أن هناك أجهزة ل التحكم تعمل في كل أنحاء الجسم لتنظيم العلاقات الخاصة بين الأعضاء المختلفة ؛ فمثلاً يعمل الجهاز التنفسي بال ترافق مع الجهاز العصبي في تنظيم تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون في السائل خارج الخلايا ، و يقوم الكبد والبنكرياس ب تنظيم تركيز الجلوكوز في السائل خارج الخلايا ، كما تنظم الكلى تركيز أيونات الهيدروجين ومستوى الحمضية أس هيدروجيني وأيونات الصوديوم والبوتاسيوم والفوسفات والأيونات الأخرى في السائل خارج الخلايا . بعض أمثلة أليات التحكم تنظيم تركيز غازي الأكسجين و ثاني أكسيد الكربون في السائل خارج الخلايا ل ما كان الأكسجين أحد المواد الرئيسية التي تحتاج ها العمليات الكيميائية في خلايا جسم الكائن الحي ف لا بد من أن تكون للجسم آلية تحكم خاصة تحافظ على تركيز ثابت ل ه تقريباً في السائل خارج الخلايا . و تعتمد هذه الآلية ب صورة رئيسية على الخواص الكيميائية للهيموجلوبين الموجود في كافة خلايا الدم الحمراء ؛ و عندما يمر الدم في الشعيرات الدموية في الأنسجة ف إن الهيموجلوبين - و ب سبب ألفت ه القوية للأكسجين - لا يطلق جزيئات الأكسجين في سائل الأنسجة إذا كانت الكمية الموجودة من الأكسجين في ه كبيرة . أما إذا كان تركيز الأكسجين قليلاً ، فعند ها يقوم الهيموجلوبين ب إطلاق كمية كافية من الأكسجين ل إعادة تركيز الأكسجين في الأنسجة إلى مستوى ه المناسب . و ب هٰذا تكون عملية تنظيم تركيز الأكسجين في أنسجة الجسم هي عملية منوطة ب صورة رئيسية بالخواص الكيميائية للهيموجلوبين نفس ه . وتسمى هذه العملية وظيفة الدرء الأكسجيني للهيموجلوبين oxygen buffering function of hemoglobin . و يتم تنظيم تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون في السائل خارج الخلايا ب طريقة مختلفة عن ذلك تماماً فثاني أكسيد الكربون هو أحد النتاجات النهائية لتفاعلات الأكسدة داخل الخلايا ؛ ف إذا استمر تراكم كل ثاني أكسيد الكربون الذي يتولد في الخلايا في السوائل النسيجية ، يوقف عند ذاك الفعل الكتلوي mass action لثاني أكسيد الكربون كل التفاعلات المولدة ل الطاقة في الخلية . وتتحكم آلية عصبية خاصة في عملية زفير غاز ثاني أكسيد الكربون من الرئة فيحافظ الجسم ب هٰذه الطريقة على تركيز مناسب لثاني أكسيد الكربون في السائل خارج الخلايا ؛ أي أن تركيزاً عالياً لجزيئات غاز ثاني أكسيد الكربون ينبه المركز التنفسي في المخ مما يحفز الشخص على التنفس العميق و السريع ، ف يؤدي ذلك إلى زيادة زفير غاز ثاني أكسيد الكربون وإزالة ه من الدم و من السائل خارج الخلوي لطرح ه خارج الجسم عبر الرئتين ، و تستمر هذه العملية حتى يعود تركيزه إلى المستوى السوي . تنظيم ضغط الدم الشرياني يساهم العديد من الأنظمة المختلفة في تنظيم ضغط الدم ؛ وأحد ها هو جهاز مستقبلات الضغط baroceptor system ، و هو بسيط و مثل هام ل آلية \ . ف في جدران معظم الشرايين الكبيرة في القسم العلوي من الجسم - و خاصة في منطقة ان شعاب الشريانين السباتيين وقوس الأبهر - توجد عدة مستقبلات عصبية تسمى مستقبلات الضغط baroceptors التي تتنبه عند تمديد جدار الشريان . ف عندما يرتفع ضغط الدم الشرياني تتنبه مستقبلات الضغط هذه ب شدة وتنقل الدفعات العصبية إلى البصلة ( في النخاع المستطيل ) في جذع الدماغ حيث تثبط المركز المحرك ل الأوعية الدموية vasomotor centre الذي يقلل ب دور ه من عدد النبضات التي تنقل خلال الجهاز العصبي اللاإرداي إلى القلب و إلى الأوعية الدموية . و يؤدي نقص هذه الدفعات إلى التقليل من فعاليات القلب و إلى تسهيل جريان الدم خلال الأوعية الدموية الطرفية . و يؤدي هذان العاملان إلى خفض ضغط الدم وإعادة ه إلى حد ه السوي . وب العكس من ذلك يرخي انخفاض الضغط الشرياني مستقبلات التمدد ف يزيد ذلك نشاط المركز المحرك ل الأوعية ل أكثر من مستوى ه العادي و يؤدي ذلك إلى ارتفاع ضغط الدم الشرياني إلى مستوى ه الطبيعي . المد السوي للمكونات المهمة للسائل خارج الخلايا يدرج الجدول الآتي أهم مكونات السائل خارج الخلايا وخواص ه الفيزيائية مع قيم ها ومدا ها السوي ل التحكم وحدود ها القصوى التقريبية من دون أن تسبب الموت ل فترة زمنية قصيرة . ويلاحظ ب صورة خاصة المدى السوي الضيق ل كل من هذه المكونات . و قد تولد القيم خارج هذه الحدود بعض الأمراض أو تنشأ عن ها \ . و الأهم من ذلك هي الحدود التي يسبب تجاوز ها توليد حالات مرضية خطيرة تؤدي إلى الموت ؛ فمثلاً غالباً ما تؤدي زيادة درجة حرارة الجسم ب ما يبلغإلىدرجة فهرنهيت ( و هو ما يعادلإلىدرجة مئوية ) فقط فوق المعدل الطبيعي إلى حلقة مفرغة من زيادة في الاستقلاب الخلوي الذي يؤدي إلى تخريب خلايا الجسم\ . كما يلاحظ أيضاً المدى الضيق جداً للتوازن الحمضي القاعدي حيث أن المعدل السوي للأس الهيدروجيني هو 4 ، والقيمة المميتة ل هٰذا المعدل هي زيادة ه أو نقصانه ب مقدار لا يتجاوز 5 فقط تقريباً \ . والعامل الآخر المهم ب صورة خاصة هو أيونات البوتاسيوم ، ف عندما يهبط تركيز ها إلى أقل من ثلث التركيز الطبيعي يحتمل أن يصاب الشخص بالشلل ب سبب عدم مقدرة الأعصاب على نقل الإشارات العصبية ، و إذا ما زاد إلى ضعف مستوى التركيز السوي أو أكثر من ذلك يمكن أن تثبط عند ذاك عضلة القلب ل درجة وخيمة جداً \ . و كذٰلك إذا ما هبط تركيز أيونات الكالسيوم إلى أقل من حوالي نصف التركيز الطبيعي ف من الممكن أن يصاب الشخص بتقلصات تكززية - انقباضات متتالية مؤلمة - في كل عضلات ه ب سبب التولد التلقائي للدفعات العصبية في الأعصاب الطرفية ، و عندما يهبط تركيز الجلوكوز إلى ما دون نصف مستوى ه الطبيعي فغالباً ما يصاب الشخص بالهياج العقلي الشديد وأحياناً بالاختلاج\ . و ل هٰذا ف إن بحث هذه ال أمثلة يؤكد أهمية هذه القيم و ب التالي أهمية الأعداد الكبيرة من أنظمة التحكم التي تحافظ على عمل الجسم ب صحة تامة . و قد تتولد عند غياب أي من أنظمة التحكم هذه أمراض وخيمة أو قد يسبب الموت\ . خواص أجهزة التحكم تمثل ال أمثلة السابقة ل آليات التحكم الاستتبابي القليل من مئات الآليات الأخرى الموجودة في الجسم و التي تشترك كل ها في خواص مشتركة خاصة . طبيعة التلقيم الراجع السلبي ل معظم أجهزة التحكم تعمل معظم أجهزة التحكم بالتلقيم الراجع السلبي - ارتجاع سلبي - ارتجاع سلبي الذي يمكن م عرفت ه باستعراض بعض أجهزة التحكم الاستتبابي التي تم ذكر ها آنفاً ؛ فمثلاً في حالة تركيز ثاني أكسيد الكربون تسبب زيادة نسبة ه في السائل خارج الخلايا زيادة في التهوية الرئوية ، و تسبب هذه ب دور ها خفض تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون . وبكلمة أخرى ف إن زيادة التركيز تسبب انخفاضه و هو تلقيم سلبي ب النسبة للمنبه الأولي \ . وب العكس من ذلك يولد الانخفاض الكبير في تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون تل قيما راجعاً يرفع التركيز . و هٰذه استجابة سلبية أيضاً ب النسبة للمنبه الأولي . و في آليات ضغط الدم الشرياني يولد ارتفاع الضفط الشرياني سلسلة من الاستجابات التي تحفز تخفيض ضغط الدم . وب العكس من ذلك يؤدي هبوط الضغط إلى توليد سلسلة من الاستجابات التي تحرض ارتفاع ضغط الدم ، و تكون التأثيرات في كلتا الحالتين سلبية ب النسبة للمنبه الأولي \ . و لذٰلك و ب صورة عامة إذا ما أصبح أحد العوامل مفرطاً أو واطئاً ، يحفز جهاز تحكم عند ذاك تل قيما راجعاً سلبياً يتكون من سلسلة من التغييرات التي تعيد العامل إلى قيمة وسطية معينة ، فيحافظ ب ذٰلك على الاستتباب \ . ال كسب في جهاز التحكم تتعين درجة ال فاعلية التي يحافظ ب ها جهاز على حالات مستقرة ب مدى كسب ( gain ) التلقيم الراجع السلبي في ه . وبفرض مثلاً أن كمية كبيرة من الدم نقلت إلى شخص تعطلت لدي ه مستقبلات الضغط baroceptors الخاصة ب جهاز التجكم بالضغط ، فارتفع ضغط دم ه الشرياني من مستوى ه الطبيعيملم زئبق إلىملم زئبق . وبفرض أن ه تم نقل نفس الكمية من الدم إلى شخص آخر لم يتعطل لدي ه هذا الجهاز فارتفع ضغط دم ه الشرياني في هذه الحالةملم زئبق فقط\ . و هٰذا يعني أن جهاز تحكم التلقيم الراجع لدى هذا الشخص يقوم ب تصحيح correction يساويملم زئبق ) أي منملم زئبق إلىملم زئبق فقط\ . و مع ذلك تبقى لدي ه زيادة في الضغط تبلغ + 25 ملم زئبق و هٰذا هو ما يسمى ب الخطإ error الذي يعني أن جهاز التحكم لم يكن فعالاً % في ذلك التغيير ، و لذٰلك يحسب كسب الجهاز ب الصيغة التالية : ال كسب = ال تصحيح ÷ الخطأ و ل هٰذا يكون ال تصحيح في المثل السابق ( ملم زئبق ) و الخطإ ( + 25 ملم زئبق ) ، فيصبح كسب جهاز مستقبلات الضغط ل التحكم بضغط الدم الشرياني لدى هذا الشخص ( ملم زئبق ) مقسوماً على ( + 25 ملم زئبق ) ، أي و يعني هذا أن العامل الخارجي الذي حاول أن يزيد أو يقلل ضغط الدم الشرياني أدى إلى تغيير ه إلى ثلث ال مقدار الذي كان يمكن أن يحدث لو لم يكن هناك جهاز التحكم هذا \ . كما أن في الجسم كسباً ل بعض أجهزة التحكم الفيزيولوجية الأخرى أكبر ب كثير من كسب جهاز مستقبلات ضغط الدم ؛ فمثلاً يبلغ كسب الجهاز الذي يتحكم في درجة حرارة الجسمدرجة تقريباً ) ، و لذٰلك من الممكن أن تكون درجة التحكم في حرارة الجسم هي أكثر فاعلية من درجة تحكم جهاز مستقبلات الضغط بضغط الدم الشرياني . التلقيم الراجع ال موجب يؤدي التحكم ب طريقة التلقيم الراجع ال موجب أحياناً إلى الحلقات المفرغة و من ثم إلى الموت الحتمي . ف كل أجهزة في الجسم تعمل بالتلقيم الراجع السالب بدلاً من التلقيم الراجع ال موجب ارتجاع إيجابي ؛ فالتلقيم الراجع ال موجب لا يؤدي إلى استقرار وظائف الجسم بل ب العكس ف إن ه يولد عدم الاستقرار وغالباً ما يؤدي إلى الموت\ . ف على سبيل المثال لتوضيح اللحظة التي يمكن أن يحدث في ها الموت نتيجة التلقيم الراجع ال موجب ؛ وبدراسة فاعلية ضخ القلب للدم ف إن القلب السوي يضخ حوالي خمسة لترات من الدم في الدقيقة الواحدة ، و لٰكن إذا نزف الشخص ب صورة مفاجئة لترين من الدم ينقص عندئذ حجم الدم في جسم ه إلى مستوى منخفض ل درجة لن تتوفر عند ها كمية كافية من الدم ليضخ ها القلب بكفاءة إلى الجسم . و نتيجة ل ذٰلك يهبط ضغط الدم ويقل جريان الدم إلى عضلة القلب خلال الشرايين التاجية ، و يؤدي ذلك إلى إضعاف القلب و يقلل من ضخ ه ل حد كبير و يؤدي هذا ب دور ه إلى إضعاف أكبر للقلب ، و تعيد الدورة نفس ها مرات ومرات متتالية حتى الموت . ويلاحظ من ذلك أن كل دورة من دورات التلقيم الراجع تؤدي إلى إضعاف إضافي للقلب ؛ وبمعنى آخر إن المنبه الأولي يسبب منبهات إضافية من نفس النوع و هٰذا هو التلقيم الراجع الموجب\ . و يعرف التلقيم الراجع ال موجب ب أن ه حلقة مفرغة و لٰكن في الواقع من الممكن التغلب على درجة صغيرة من التلقيم الراجع ال موجب ب آلية التلقيم الراجع السالب لل فيوقف ب ذٰلك تطور تلك الحلقة المفرغة . فمثلاً لو نزف الشخص المذكور في المثال السابق لتراً واجداً من الدم فقط بدلاً من لترين ل تمكنت آليات التلقيم الراجع للجسم من التحكم في النتاج القلبي و في ضغط الدم الشرياني فيوازن ب ذٰلك التلقيم الراجع ال موجب ويتغلب علي ه ويشفي الشخص ف يعود لحال ه الطبيعي . و لٰكن من الممكن أن يكون التلقيم الراجع ال موجب مفيداً أحيانا ؛ ف قد يقوم الجسم في حالات نادرة ب استعمال التلقيم الراجع ال موجب لفائدة ه ب الطريقة التالية : يقدم تخثر الدم مثلاً جيداً لل استعمال القيم للتلقيم الراجع ال موجب . ف عند تمزق أحد الأوعية الدموية تبدأ الجلطة بالتكون وتنشط عدة إنزيمات تسمى عوامل التجلط clotting factors ضمن الجلطة نفس ها . و يعمل البعض من هذه العوامل في تنشيط الإنزيمات الأخرى في الدم المجاور ل ها مباشرة ويحفز ها على توليد جلطة إضافية حول ها \ . و تستمر هذه العملية إلى أن تغلق الثقبة في جدار الوعاء الدموي المصاب ويتوقف النزيف . و لٰكن مع ا الأسف تنفلت أحياناً هذه العملية و تسبب توليد جلطات إضافية غير مرغوب في ها داخل الجسم . و في الواقع هذا هو السبب في بدء معظم نوبات أمراض القلب الحادة التي تسبب ها الجلطات التي تبدأ من على لويحات التصلب العصيدي في الشريان التاجي و التي تنمو إلى أن يغلق الشريان تماماً . وولادة الجنين حالة أخرى من الحالات التي يقوم ب ها التلقيم ال موجب ب دور مهم \ . ف عندما تشتد تقلصات الرحم ل درجة كافية يندفع أثنائ ها الجنين خلال عنق الرحم ، و يرسل عنق الرحم المتوسع إشارات خلال عضلات الرحم عائدة إلى جسم ه مولدة ب ذٰلك تقلصات أشد في الرحم \ . و عندما تصبح هذه التقلصات شديدة ل درجة كافية يولد الوليد\ . أما إذا لم تكن هذه التقلصات كافية ف إن ها عادة ما تتلاشى و تنتظر بضعة أيام لكي تعود ثانية . و أخيرا ف إحدى حالات التلقيم ال موجب المهمة الأخرى هي توليد الإشارات العصبية حيث يولد تنبيه غشاء الليف العصبي تسرباً ضعيفاً لأيونات الصوديوم خلال قنوات ه في غشاء الليف العصبي إلى داخل ه \ . ف تقوم الأيونات التي دخلت إلى الليف ب تغيير جهد الغشاء الذي يسبب ب دور ه فتح قنوات إضافية أخرى \ . و يستمر ذلك من هذه البداية البسيطة إلى التسرب المفرط لأيونات الصوديوم ف يولد جهد الفعل جهد الفعل . ويس تثير هذا ب دور ه الليف العصبي ل درجة أشد و على طول ه كل ه و تستمر العملية إلى أن تسري الإشارة العصبية على طول الليف حتى تبلغ نهاية ه . و مع ذلك ف إن ه في كل من هذه الحالات التي يكون في ها التلقيم ال موجب مفيداً ف إن ه هو نفس ه يكون جزءاً من عملية تلقيم سلبي شامل . فمثلاً في حالة تجلط الدم تكون عملية التلقيم ال موجب للتجلط نفس ها جزءاً من عملية تلقيم سلبي ل المحافظة على حجم الدم داخل الجسم . كما أن عملية التلقيم ال موجب التي تولد الإشارات العصبية تسمح للأعصاب بالمساهمة عملياً في الآلاف من أنظمة التحكم العصبية ذات التلقيم السلبي . بعض الأنماط المعقدة الأخرى من أنظمة التحكم نظام التحكم التلاؤمي \ : ب دراسة الجهاز العصبي وجد أن هذا الجهاز يحوي أنظمة عديدة من آليات التحكم مت رابطة ومعقدة ، يتكون بعضه من أنظمة تلقيم راجع بسيط شبيهة ب تلك المذكورة سابقاً ، و لٰكن العديد من ها غير ذلك . فمثلاً تحدث بعض الجسم ب سرعة عالية ل درجة لا يتوفر في ها وقت كافٍ لانتقال الإشارات العصبية من أقسام الجسم المحيطية على طول المسافة إلى الدماغ و العودة من ه بعد ذلك إلى الأقسام المحيطية ثانية في وقت مناسب ل التحكم بالحركات \ . و ل هٰذا يستخدم الدماغ مبدأ يسمى التحكم بالتلقيم للأمام feed - forward control لكي يولد التقلصات العضلية المطلوبة من ه \ . و عند التنفيذ ترد من الأقسام المتحركة إلى الدماغ إشارات حسية عصبية تعلم ه فيما إذا كانت الحركات المناسبة قد تولدت ب طريقة صحيحة ومتفقة مع رغبة الدماغ\ . ف إذا لم تكن كذلك يقوم الدماغ ب تصحيح إشارات التلقيم للأمام التي يرسل ها إلى العضلات في المرة اللاحقة التي يرغب في توليد أمثال ها من الحركات \ . كما يجري ال تصحيح الضروري الإضافي ل الحركات اللاحقة ويسمى ذلك التحكم التلاؤمي adaptive control . و من الواضح أن التحكم التلاؤمي هذا هو بمفهوم آخر تلقيم راجع سلبي متأخر \ . و هٰذا يوضح مدى تعقد بعض أنظمة التحكم بالتلقيم الراجع ؛ حيث تعتمد حياة الشخص على كل ذلك . الخلاصة : أوتوماتيكية الجسم الهدف العام هو الإشارة أولاً إلى التنظيم العام للجسم ، و ثانيا إلى الطرق التي تعمل ب ها مختلف أقسام الجسم ب كل تناسق و انتظام \ . ف إن الجسم ما هو إلا نظام اجتماعي مكون من حوالي مئة تريليون خلية في مختلف البنيات الوظيفية التي يسمى بعض ها \ . وتساهم كل بنية وظيفية من هذه بنصيب ها في إدامة حالات الاستتباب في السائل خارج الخلايا الذي يسمى المحيط الداخلي . و ما دامت الحالات السوية للمحيط الداخلي محتفظة بمستوى ها السوي ، ف إن خلايا الجسم تستمر ب البقاء حية و تقوم ب وظائف ها ب طريقة مناسبة . و ب هٰذا تنتفع كل خلية من الاستتباب و تقوم كل من ها ب دور ها في المحافظة علي ه . و يوفر التفاعل المتبادل هذا أوتوماتيكية مستمرة للجسم إلى أن يفقد أحد الأجهزة الوظيفية أو أكثر قدرات ه في المساهمة بأدوار ه الوظيفية \ . ف إن ما حدث ذلك تعاني عند ذاك كل خلايا الجسم ف يؤدي تردي وظائف ها الشديد إلى الموت . أما تردي ها البسيط ف يمكن أن يولد بعض الحالات المرضية . مصادر أجهزة حيوية قوائم المعالم التشريحية للإنسان