فيديو الدرس: التخلص من فضلات الجسم الأحياء

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نصف العمليات التي يتخلص بها جسم الإنسان من الفضلات. بعد ذلك، سنجرب حل بعض الأسئلة التدريبية، وأخيرًا سنراجع ما تعلمناه. إذن لنبدأ درسنا على الفور.

الاتزان الداخلي هو الاسم الذي يطلقه العلماء على استقرار البيئة الداخلية أو حالة التوازن داخل الجسم. والتخلص من المواد الضارة أو الزائدة أو غير الضرورية من الجسم جزء مهم من عملية الحفاظ على الاتزان الداخلي. فهو يمكن جميع أجهزتنا من أداء وظيفتها بشكل طبيعي. وقد يؤدي حدوث أي خلل في الاتزان الداخلي إلى الإصابة بالأمراض أو الوفاة.

يتكون جهاز الإخراج من أعضاء الجسم التي تؤدي وظيفة التخلص من الفضلات. وأعضاء الإخراج الأساسية هي الرئتان، والجلد، والكلى، والأمعاء الغليظة.

يشار إلى الأمعاء الغليظة أحيانًا باسم القولون. وهو العضو المسؤول عن التخلص من الفضلات الصلبة وغير القابلة للذوبان في صورة براز.

الرئة هي العضو المسؤول عن إخراج الفضلات الغازية من الجسم. تحدث عملية تسمى التنفس الخلوي بصورة مستمرة في جميع خلايا الجسم تقريبًا. يعمل التنفس الخلوي على تكسير الأكسجين والجلوكوز، وينتج الماء وثاني أكسيد الكربون. وتطلق هذه العملية الطاقة المخزنة في جزيء يسمى أدينوسين ثلاثي الفوسفات ‪(ATP)‬‏، الذي ربما تتذكر أن الخلايا تستخدمه لتوفير الطاقة لأداء جميع وظائفنا الحيوية. ينتشر غاز ثاني أكسيد الكربون الزائد من الخلايا ويحمله الدم إلى الرئتين حيث يجري التخلص منه عن طريق الزفير. كما يتخلص الجسم أيضًا من بعض كميات الماء الموجودة داخله عند الزفير نتيجة تبخره من الأسطح الرطبة داخل الرئتين.

الكليتان هما عضوا الإخراج المسؤولان عن إنتاج البول. والبول هو الطريقة الأساسية التي يتخلص بها الجسم من الفضلات السائلة أو القابلة للذوبان. يحتوي البول على الماء والأيونات، التي تسمى أيضًا الأملاح أو المعادن، واليوريا وغيرها من الفضلات الكيميائية التي ترشح من الدم. واليوريا هي ناتج ثانوي لعملية تكسير الأحماض الأمينية. فعندما يحول الجسم الأحماض الأمينية إلى جزيئات أخرى، تنتج مادة كيميائية سامة تسمى الأمونيا. بعد ذلك تتحول الأمونيا عن طريق الكبد إلى مادة كيميائية تسمى اليوريا، وهي مادة أكثر أمانًا بالنسبة إلى الجسم. ويجري ترشيح اليوريا من الدم عن طريق الكلى ثم التخلص منها في البول.

أما الجلد فيخلص الجسم من الفضلات في صورة عرق. يوضح هذا الرسم مقطعًا عرضيًّا للجلد. يفرز العرق من غدد خاصة في الطبقة الوسطى من الجلد تسمى الغدد العرقية. والوظيفة الرئيسية للعرق هي تنظيم درجة حرارة الجسم. كما يعد العرق أحد الطرق التي يتخلص بها الجسم من كميات الماء الزائدة والأيونات واليوريا.

قد لا تفكر في الماء باعتباره أحد الفضلات بما أننا نحتاج إليه بالتأكيد للبقاء على قيد الحياة. غير أن الماء الزائد في الجسم قد يزيد من ضغط الدم ويتلف الخلايا. لكن لا داعي للقلق بهذا الشأن. فالجلد والكلى يعملان معًا بكفاءة عالية للحفاظ على التوازن الأمثل للماء في أجسامنا طوال الوقت. ومن المثير للدهشة أننا نتعرق دائمًا حتى إذا لم نلاحظ ذلك. وهذا العرق في المعتاد يتبخر بمجرد إفرازه.

بعد أن تعرفنا على ماهية الفضلات، ومن أين تأتي، وتعلمنا كيف تتخلص أجسامنا منها، لنجرب معًا حل بعض الأسئلة التدريبية.

أي من المواد التالية يعد من الفضلات التي ينتجها جسم الإنسان؟ (أ) ثاني أكسيد الكربون، (ب) اليوريا، (ج) الجلوكوز، (د) الهيموجلوبين، أم (هـ) الأكسجين.

إذا قرأنا هذا السؤال بعناية، فسوف نلاحظ أنه يذكر كلمة «مواد» بصيغة الجمع، ما يعني أنه من المرجح وجود أكثر من إجابة صحيحة لهذا السؤال. وعندما نتحدث عن الفضلات، فإننا نتحدث عن المواد الزائدة وغير الضرورية في جسم الإنسان.

إذن، لكي نجيب عن هذا السؤال، سنتذكر أولًا الدور الذي تقوم به كل مادة من تلك المواد داخل جسم الإنسان. بعد ذلك، سيصبح من السهل التعرف على المواد التي تعد من الفضلات. دعونا نبدأ بتذكر أن ثاني أكسيد الكربون هو ناتج ثانوي لعملية تعرف باسم التنفس الخلوي. خلال هذه العملية، يتحول الأكسجين الذي نحصل عليه من الهواء الذي نتنفسه، والجلوكوز الذي نحصل عليه من الطعام الذي نأكله، إلى ثاني أكسيد كربون وماء. وهذا يطلق طاقة كيميائية تخزنها الخلايا داخل جزيء يسمى أدينوسين ثلاثي الفوسفات. يخرج ثاني أكسيد الكربون الزائد من الجسم عبر الرئتين عند الزفير. ولهذا يبدو أن ثاني أكسيد الكربون من الفضلات بالفعل.

لكن دعونا نواصل البحث بما أننا نعرف أنه من المحتمل وجود أكثر من إجابة صحيحة. حسنًا، نحن نحصل على الأكسجين، الذي نحتاج إليه لإجراء عملية التنفس الخلوي، من الهواء المحيط بنا عند الشهيق. إذن جسم الإنسان لا ينتج الأكسجين، ومن ثم فهو ليس من الفضلات. وكذلك، فإن الجلوكوز أحد السكريات التي نحصل عليها أساسًا من الطعام الذي نأكله. ونحن بحاجة إلى الجلوكوز من أجل عملية التنفس الخلوي. وهو أيضًا ليس من الفضلات التي ينتجها جسم الإنسان.

أثناء حدوث عملية أيض الأحماض الأمينية في الجسم، تنتج مادة كيميائية سامة تسمى الأمونيا. وهذه الأمونيا تتحول عن طريق الكبد إلى مادة كيميائية تسمى اليوريا، وهي مادة أكثر أمانًا للجسم. ثم يجري ترشيح اليوريا من الدم عن طريق الكلى، التي تتخلص منها في صورة بول. إذن، فاليوريا من الفضلات.

أما الخيار الأخير من بين الإجابات، فهو الهيموجلوبين، وهو جزيء غني بالحديد موجود داخل خلايا الدم الحمراء. وهو يساعد الخلايا على نقل الأكسجين إلى جميع أنحاء الجسم. إذن، فالهيموجلوبين ليس من الفضلات التي ينتجها جسم الإنسان.

وبالتالي فالمواد التي تعد من قبيل الفضلات هي: ثاني أكسيد الكربون واليوريا.

ماذا عن حل سؤال تدريبي آخر؟

أي مما يلي ليس من طرق إخراج الماء من الجسم؟ (أ) تغيير الجلد، (ب) العرق، (ج) التبول، أم (د) الزفير.

يطلب منا هذا السؤال أن نختار الإجابة التي لا تعد من طرق إخراج الماء من الجسم. لذا يمكننا أن نتوقع أن ثلاثة من الاختيارات تعد طرقًا لإخراج الماء. ونحن نبحث عن الخيار الذي لا يمثل طريقة لإخراج الماء. إذن، سنبدأ بتحديد المواد التي يمكن إخراجها بواسطة كل طريقة من الطرق الموضحة. وفي النهاية، سوف نستقر على الخيار الذي لا يمكن من خلاله إخراج الماء.

تغيير الجلد هو ما يحدث للطبقة الخارجية من خلايا الجلد عند نهاية دورة حياتها. ويمكن التخلص من تلك الخلايا عن طريق الاحتكاك بالملابس أو قطع الأثاث، أو غسلها عند الاستحمام، أو سقوطها ببساطة دون أن نشعر. أما العرق فهو عملية إخراجية تقوم بها الغدد العرقية الموجودة في الجلد. يتكون العرق في معظمه من الماء، لكنه يحتوي أيضًا على يوريا وأملاح وعدة مواد كيميائية أخرى. التبول هو عملية إخراج البول عن طريق المثانة. ويجري ترشيح البول من الدم عن طريق الكلى. وهو يتكون في معظمه من الماء، إلى جانب اليوريا والأملاح وغيرها من الفضلات القابلة للذوبان التي ينتجها الجسم. أما الزفير، فهو الطريقة التي تخلص بها الرئتان الجسم من الفضلات الغازية. يتكون الزفير في الغالب من ثاني أكسيد الكربون، لكن بعض الماء يتبخر أيضًا من الأسطح الرطبة داخل الرئتين. إذن، فالعرق والتبول والزفير كلها طرق مختلفة لإخراج الماء من الجسم، لكن تغيير الجلد ليس كذلك.

لنجرب حل سؤال تدريبي أخير.

أي من الآتي يصف العلاقة بين معدل التنفس وتركيز ثاني أكسيد الكربون؟ (أ) كلما زاد تنفس الخلايا، قل تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم. (ب) كلما زاد تنفس الخلايا، زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم. (ج) لا توجد علاقة بين معدل التنفس وتركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم.

يطلب منا هذا السؤال أن نبحث عن علاقة، أو بمعنى آخر عن رابط. ونحن نبحث عن العلاقة بين معدل التنفس الخلوي وتركيز ثاني أكسيد الكربون، الذي يكتب اختصارًا ‪CO2‬‏، في مجرى الدم.

عندما نتحدث عن العلاقات، تتبادر إلى أذهاننا التمثيلات البيانية على الفور. لذا سنرسم أولًا ثلاث تمثيلات بيانية صغيرة، يمثل كل منها إجابة مختلفة. يمثل المحور ‪𝑥‬‏ معدل التنفس الخلوي، بينما يمثل المحور ‪𝑦‬‏ تركيز ثاني أكسيد الكربون.

ينص الخيار الأول على أنه كلما زاد معدل تنفس الخلايا، قل تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم. ومن المتوقع أن يبدو التمثيل البياني الذي يوضح هذه العلاقة على هذا النحو. وينص الخيار الثاني على أنه كلما زاد معدل تنفس الخلايا، زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم. ومن المتوقع أن يبدو التمثيل البياني الذي يوضح هذه العلاقة على هذا النحو. أما الخيار الأخير فيقول إنه لا توجد علاقة بين معدل التنفس وتركيز ثاني أكسيد الكربون. ومن ثم فالتمثيل البياني الذي يوضح هذه العلاقة قد يبدو على هذا النحو.

دعونا نبدأ بتذكر أن التنفس الخلوي هو العملية التي تحول الخلايا من خلالها الأكسجين والجلوكوز إلى ماء وثاني أكسيد الكربون، مما يطلق الطاقة التي تخزنها خلايانا في صورة جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفات. لكن ما علاقة هذا كله بالدم؟

في الواقع، تستخلص الرئتان الأكسجين من الهواء المحيط، وهو ما مثلناه هنا باللون الأزرق. بعد ذلك يحمل مجرى الدم الأكسجين إلى جميع خلايا الجسم كي تستخدمه في إجراء عملية التنفس الخلوي. تنتج الخلايا ثاني أكسيد الكربون باعتباره ناتجًا ثانويًّا لعملية التنفس الخلوي، وهو ما مثلناه هنا باللون الأسود. ثم يحمل الدم ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى ويعيده إلى الرئتين حيث يتم إخراجه عن طريق الزفير. ومن ثم إذا حدثت زيادة في معدل التنفس الخلوي داخل الخلايا، فسوف نتوقع بالتالي زيادة إنتاج ثاني أكسيد الكربون. وبما أن الدم يحمل ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين ليتخلص الجسم منه، فسوف نتوقع أيضًا زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون. ومن المتوقع أن يبدو التمثيل البياني لهذه المعلومة على هذا النحو.

إذن يمكن وصف العلاقة على النحو التالي: كلما زاد معدل تنفس الخلايا، زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم.

لنلخص الدرس بمراجعة سريعة لما تعلمناه. تؤدي أعضاء الإخراج وظيفة مهمة تتمثل في التخلص من فضلات الجسم. وأعضاء الإخراج الرئيسية هي الرئة، التي تتخلص من الفضلات الغازية في صورة ثاني أكسيد الكربون، والجلد، الذي يتخلص من الفضلات في صورة عرق، والكلى، التي تتخلص من الفضلات عن طريق ترشيحها من مجرى الدم، والأمعاء الغليظة، التي تتخلص من الفضلات في صورة براز.