أقوى شرح مع ملخص شامل لوحدة استجابة العضوية للجهد العضلي

يحتوي مجال وحدة العضوية ثلاث وحدات، أولها هي وحدة استجابة العضوية للجهد العضلي التي تتضمن درسا واحدا هو درس تأثير الجهد العضلي على الوظيفة القلبية والتنفسية. نريد في هذا المقال معرفة كيف يؤثر الجهد العضلي على الوظيفتين القلبية والتنفسية.

التذكير بآليات إنتاج الطاقة على مستوى العضلات أثناء الراحة (التنفس) وأثناء بذل جهد عضلي مكثف (تنفس + تخمر لبني)

تتقلص عضلات الجسم ويتطلب هذا التقلص طاقة ينتجها الجسم. أثناء الراحة يكون تقلص العضلات خفيف وبالتالي احتياج قليل للطاقة، ويؤمن التنفس الذي يحدث بشكل بطيء تلك الطاقة.

لماذا يحدث التنفس ببطء؟

لأن هدم المادة العضوية يكون كلي وهذا يتطلب وقتا، وباتالي فالعضلة أثناء الراحة تتنفس فقط فتنتج طاقة تكفي لمواكبة حالة الراحة.

أثناء الجهد العضلة تتقلص بشكل شديد وسريع مما يعني احتياجها لكميات أكبر من الطاقة، فتتنفس العضلة إلى التنفس لإنتاجها ولكن عملية التنفس بطيئة لأنها تهدم المادة العضوية كليا لهذا تلجأ إلى التخمر اللبني، الذي ينتج عنه حمض اللبن والذي يحدث بشكل سريع.

لماذا يحدث التخمر بسرعة؟

لأن التخمر يهدم المادة العضوية جزئيا وبالتالي تنتج الطاقة بسرعة ويبقى جزء من المادة العضوية في شكل حمض اللبن، بخلاف الخلايا النباتية وخلايا الفطر التي ينتج عن تخمرها كحول الإيثانول (تخمر كحولي).  

فكيف تتكيف العضوية استجابة للجهد العضلي تلبية لحاجتها المتزايدة من الطاقة؟

تبيان كيفية استجابة العضوية للجهد العضلي انطلاقا من الوثيقتين 1 و2 ص 172

باستغلال الوثيقة 1 (الدراسة بالتحليل)

عند محمد تكون الوتيرة التنفسية في حالة الراحة 26 وفي حالة النشاط البطيء 34 وفي النشاط السريع 40 ، وتكون وتيرته القلبية في حالة الراحة 78 وفي النشاط البطيء 128 وفي النشاط السريع 142 ومنه كلما زاد الجهد زادت الوتيرتين القلبية والتنفسية عند محمد.

عند سمير تكون الوتيرة التنفسية في حالة الراحة 22 وفي حالة النشاط البطيء 30 وفي النشاط السريع 36 ، وتكون وتيرته القلبية في حالة الراحة 80 وفي النشاط البطيء 128 وفي النشاط السريع 154 ومنه كلما زاد الجهد زادت الوتيرتين القلبية والتنفسية عند محمد.

عند دينا تكون الوتيرة التنفسية في حالة الراحة 22 وفي حالة النشاط البطيء 32 وفي النشاط السريع 42 ، وتكون وتيرتها القلبية في حالة الراحة 84 وفي النشاط البطيء 142 وفي النشاط السريع 166 ومنه كلما زاد الجهد زادت الوتيرتين القلبية والتنفسية عند محمد.

نستنتج أن الجهد العضلي يزيد في الوتيرتين القلبية والتنفسية.

استغلال الوثيقة 2 (الدراسة بالمقارنة)

تكون البروتيدات المستعملة أثناء الراحة والنشاط معدومة.

أثناء الراحة يكون حجم الدم المار عبر العضلة 225 مل، O2 المستهلك 8.4 مل، CO2 المطروح 7.4 مل والغلوكوز المستعمل 15.5 مغ، أما أثناء النشاط فتزيد حيث يصبح حجم الدم المار عبر العضلة 1040 مل، O2 المستهلك 115 مل، CO2 المطروح 120 مل والغلوكوز المستعمل 190 مغ

نتستنتج أن الجهد يزيد في استهلاك الأكسجين والغلوكوز وطرح CO2.

الربط (التبيان):

عند بذل جهد عضلي تستجيب العضوية بزيادة الوتيرتين القلبية والتنفسية وبالتالي زيادة كمية الغلوكوز والأكسجين الذي يصل إلى العضلات وزيادة طرح CO2.

توضيح كيفية تكيف النشاط القلبي والنشاط التنفسي استجابة للجهد العضلي انطلاقا من الوثيقتين 3 و4 ص 173

استغلال الوثيقة 3 (الدراسة بالمقارنة)

يكون التدفق الدموي 1200 مل/د أثناء الراحة ويزيد إلى 12500 مل/د أثناء النشاط.

يكون التدفق الهوائي 8 ل/د أثناء الراحة ويزيد إلى 60 ل/د أثناء النشاط.

نستنتج أن النشاط العضلي يزيد التدفق الدموي والهوائي.

استغلال الوثيقة 4 (الدراسة بالتحليل المقارن)

ثبات الوتيرة القلبية عند 80 نبضة/د وحجم الدم عند 90 مل وحجم الأكسجين عند 0.5 ل أثناء الراحة وتزيد أثناء النشاط إلى 120 نبضة/د بالنسبة للوتيرة القلبية و110 مل بالنسبة لحجم الدم و1.5 ل بالنسبة للأكسجين وعودتها إلى القيم الأصلية عند الاسترخاء.

نستنتج أن هناك تزامن في الوتيرة القلبية مع حجم الدم وحجم الأكسجين حسب الحالة الفيزيولوجية للشخص.

الربط (التوضيح):

أثناء الراحة تكون حاجة العضلات للطاقة قليلة فتكون الوتبيرتين القلبية والتنفسية مستقرتين وثابتتين، وعند القيام بنشاط عضلي تزيد حاجة العضلات للطاقة وهذا يتطلب المزيد من الأكسجين ولغلوكوز لتأمين الطاقة اللازمة لذلك، وبالتالي يزيد حجم الهواء المتبادل في الرئتين (التدفق الهوائي) أي زيادة الوتيرة التنفسية ويزيد حجم الدم المقذوف من البطين (التدفق الدموي) أي زيادة الوتيرة القلبية. 

ملخص وحدة استجابة العضوية للجهد العضلي

يجب أن يفهم التلميذ أن الوظيفة القلبية تشمل المفاهيم التالية:

• الوتيرة القلبية وهي عبارة عن عدد ضربات القلب في الدقيقة.
• التدفق الدموي وهو حجم الدم الذي يضخه البطين في الدقيقة
• حجم الدم وهو كمية الدم التي يضخها البطين في النبضة الواحدة

كما تشمل الوظيفة التنفسية المفاهيم التالية:

• الوتيرة التنفسية وهو عدد الحركات التنفسية في الدقيقة
• التدفق الهوائي وهو حجم الهواء المتبادل في الرئتين في الدقيقة
• حجم الهواء وهو كمية الهواء في عملية شهيق أو زفير واحدة

الجهد العضلي يعني القيام بتحريك الجسم وهذا لا يحدث إلا بتقلص عضلات الجسم وخصوصا العضلات الهيكلية.

تقلص العضلات يحتاج إلى طاقة، وهذه الطاقة تأتي من هدم الغلوكوز في وجود الأكسجين.

تقلص العضلات الشديد أثناء الجهد العضلي يعني حاجتها لكمية أكبر من الطاقة، وهذا يعني حاجتها لكمية أكبر من الغلوكوز الأكسجين.

تزداد الوتيرتين القلبية والتنفسية لتأمين الكمية اللازمة من الغلوكوز والأكسجين للعضلات.

أسئلة شائعة

ما المقصود بالجهد العضلي؟

المقصود بالجهد العضلي هو تحريك الجسم إما بالمشي، الجري، رفع الأثقال، السباحة وغيرها من أنواع الأنشطة المؤدية إلى تحريك الجسم، وتعني عبارة عضلي أنه مرتبط بتقلص العضلات الهيكلية أساسا.

ماذا تعني عبارة عضلات هيكلية؟

العضلات الهيكلية هي العضلات المتحكمة في حركة الهيكل العظمي، ولهذا سميت هيكلية مثل عضلات الفخذ والساق والساعد والظهر وغيرها.

ماهي الوتيرة القلبية؟

هي عدد ضربات القلب في الدقيقة، أي عدد المرات التي يضخ فيها القلب الدم في دقيقة واحدة وليس حجم الدم المضح، لأن هذا الأخير هو التدفق الدموي.

ماهو التدفق الدموي؟

هو حجم الدم الذي يضخه البطين (القلب) في الدقيقة أي حجم الدم الإجاملي من عدد ضربات القلب في دقيقة واحدة.

ماهي قيمة الوتيرة القلبية عند الشخص العادي البالغ؟

حوالي 75 نبضة في الدقيقة

ماهي الوتيرة التنفسية؟

هي عدد الحركات التنفسية في الدقيقة، أي عدد المرات التي يحدث قيها شهيق وزفير في دقيقة واحدة.

ماهو التدفق الهوائي؟

هو حجم الهواء المتبادل في الرئتين في الدقيقة، أي كمية الهواء الإجمالية التي دخلت إلى الرئتين من عمليات الشهيق في دقيقة واحدة، أو كمية الهواء الإجمالية من كل عمليات الزفير خلال دقيقة واحدة. لأن حجم الهواء الذي يدخل الرئتين من عملية شهيق واحدة هو نفس حجم الهواء الذي يخرج من الرئتين في عملية زفير واحدة.

ماهي قيمة الوتيرة التنفسية عند شخص عادي بالغ؟

حوالي 16 حركة تنفسية في الدقيقة

ما المقصود بالحركة التنفسية؟

الحركة التنفسية = شهيق واحد + زفير واحد أي مجموع شهيق وزفير.