النظام البيولوجي

النظام البيولوجي عبارة عن شبكة معقدة تربط بين عدة كيانات ذات أهمية بيولوجية. يمتد التنظيم البيولوجي على مستويات متعددة، ويُحدد بناءً على هياكل مختلفة تبعًا لطبيعة النظام. ^{[ 1 ]} من أمثلة الأنظمة البيولوجية على المستوى الكلي: تجمعات الكائنات الحية . أما على مستوى الأعضاء والأنسجة في الثدييات والحيوانات الأخرى، فتشمل الأمثلة: الجهاز الدوري ، والجهاز التنفسي ، والجهاز العصبي . وعلى المستوى الميكروسكوبي والنانوي ، تشمل أمثلة الأنظمة البيولوجية: الخلايا ، والعضيات ، والمركبات الجزيئية الكبيرة، والمسارات التنظيمية . يجب عدم الخلط بين النظام البيولوجي والنظام الحي ، مثل الكائن الحي .

تُدرس هذه الأنظمة المحددة على نطاق واسع في علم التشريح البشري ، وهي موجودة أيضًا في العديد من الحيوانات الأخرى.

• الجهاز التنفسي : الأعضاء المستخدمة للتنفس ، البلعوم ، والحنجرة ، والشعب الهوائية ، والرئتين ، والحجاب الحاجز .
• الجهاز الهضمي : هضم ومعالجة الطعام بواسطة الغدد اللعابية ، والمريء ، والمعدة ، والكبد ، والمرارة ، والبنكرياس ، والأمعاء ، والمستقيم ، والشرج .
• الجهاز القلبي الوعائي ( القلب والجهاز الدوري ): ضخ وتوجيه الدم من وإلى الجسم والرئتين بواسطة القلب والدم والأوعية الدموية .
• الجهاز البولي : الكليتان والحالبان والمثانة والإحليل ، وهي أعضاء تشارك في توازن السوائل وتوازن الكهارل وإخراج البول .
• الجهاز الغطائي : الجلد ، والشعر ، والدهون ، والأظافر .
• الجهاز الهيكلي : الدعم الهيكلي والحماية بواسطة العظام والغضاريف والأربطة والأوتار .
• الجهاز الصمّاوي : التواصل داخل الجسم باستخدام الهرمونات التي تنتجها الغدد الصمّاوية مثل الوطاء ، والغدة النخامية ، والغدة الصنوبرية أو الغدة الصنوبرية، والغدة الدرقية ، والغدد جارات الدرقية ، والغدد الكظرية ، أي الغدد الكظرية.
• الجهاز الإفرازي الخارجي : يقوم بوظائف متنوعة تشمل الترطيب والحماية بواسطة الغدد الإفرازية الخارجية مثل الغدد العرقية والغدد المخاطية والغدد الدمعية والغدد الثديية.
• الجهاز اللمفاوي : هو مجموعة من التراكيب المسؤولة عن نقل اللمف بين الأنسجة ومجرى الدم ؛ ويشمل اللمف والعقد والأوعية الدموية . وتشمل وظائف الجهاز اللمفاوي الاستجابات المناعية وتكوين الأجسام المضادة.
  • الجهاز المناعي : يحمي الجسم من الأجسام الغريبة.
• الجهاز العصبي : يقوم بجمع ونقل ومعالجة المعلومات بواسطة الدماغ والحبل الشوكي والجهاز العصبي المحيطي وأعضاء الحس .
  • الأنظمة الحسية : النظام البصري ، النظام السمعي ، النظام الشمي ، النظام الذوقي ، النظام الحسي الجسدي ، النظام الدهليزي .
• الجهاز العضلي : يسمح بالتفاعل مع البيئة، ويوفر الحركة، ويحافظ على وضعية الجسم، وينتج الحرارة. ويشمل العضلات الهيكلية ، والعضلات الملساء ، وعضلة القلب .
• الجهاز التناسلي : الأعضاء الجنسية ، مثل المبيضين ، وقناتي فالوب ، والرحم ، والمهبل ، والغدد الثديية ، والخصيتين ، والأسهر ، والحويصلات المنوية ، والبروستاتا .

يعتمد مفهوم النظام (أو الجهاز) على مفهوم الوظيفة الحيوية أو العضوية : ^{[ 2 ]} فالنظام هو مجموعة من الأعضاء ذات وظيفة محددة. كانت هذه الفكرة موجودة بالفعل في العصور القديمة ( جالينوس ، أرسطو )، لكن استخدام مصطلح "النظام" أحدث عهدًا. على سبيل المثال، أطلق مونرو (1783) اسمًا على الجهاز العصبي، لكن روفوس الإفسوسي (حوالي 90-120) نظر بوضوح لأول مرة إلى الدماغ والحبل الشوكي والأعصاب القحفية الشوكية كوحدة تشريحية، على الرغم من أنه لم يكتب الكثير عن وظيفتها، ولم يطلق اسمًا على هذه الوحدة. ^{[ 3 ]}

ظل تعداد الوظائف الرئيسية - وبالتالي الأنظمة - كما هو تقريبًا منذ العصور القديمة، لكن تصنيفها كان متنوعًا للغاية، ^{[ 2 ]} على سبيل المثال، قارن أرسطو ، وبيشات ، وكوفييه . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

أتاح مفهوم التقسيم الفيزيولوجي للعمل، الذي طرحه عالم وظائف الأعضاء الفرنسي هنري ميلن-إدواردز في عشرينيات القرن التاسع عشر ، "مقارنة ودراسة الكائنات الحية كما لو كانت آلات صنعها الإنسان". مستلهماً من أعمال آدم سميث ، كتب ميلن-إدواردز أن "جسم جميع الكائنات الحية، سواء أكانت حيوانية أم نباتية، يشبه مصنعاً... حيث تعمل الأعضاء، التي تُشبه العمال، بلا انقطاع لإنتاج الظواهر التي تُشكل حياة الفرد". وفي الكائنات الأكثر تمايزاً، يمكن توزيع العمل الوظيفي بين أدوات أو أنظمة مختلفة (أطلق عليها اسم " أجهزة "). ^{[ 6 ]}

يتم تحديد المكونات الدقيقة للخلية بناءً على ما إذا كانت الخلية حقيقية النواة أو بدائية النواة . ^{[ 7 ]}

• النواة (في حقيقيات النوى فقط): مخزن للمادة الوراثية؛ مركز التحكم في الخلية.
• السيتوسول : أحد مكونات السيتوبلازم، ويتكون من سائل هلامي تُعلق فيه العضيات.
• غشاء الخلية (الغشاء البلازمي):
• الشبكة الإندوبلازمية : الجزء الخارجي من الغلاف النووي الذي يشكل قناة متصلة تُستخدم للنقل؛ تتكون من الشبكة الإندوبلازمية الخشنة والشبكة الإندوبلازمية الملساء.
  • الشبكة الإندوبلازمية الخشنة (RER): تُعتبر "خشنة" بسبب ارتباط الريبوسومات بالقنوات؛ وهي تتكون من صهاريج تسمح بإنتاج البروتين
  • الشبكة الإندوبلازمية الملساء (SER): تخزين وتخليق الدهون والهرمونات الستيرويدية بالإضافة إلى إزالة السموم
• الريبوسوم : موقع تخليق البروتين الحيوي الضروري للنشاط الداخلي ولا يمكن استنساخه في أعضاء أخرى
• الميتوكوندريون (الميتوكوندريا): مركز الطاقة في الخلية؛ موقع التنفس الخلوي الذي ينتج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP ).
• الليزوزوم : مركز تحلل المواد غير المرغوب فيها/غير الضرورية داخل الخلية
• البيروكسيسوم : يقوم بتفكيك المواد السامة من الإنزيمات الهاضمة الموجودة فيه مثل H2O2 ₍ بيروكسيد الهيدروجين ₎ .
• جهاز جولجي (في حقيقيات النوى فقط): شبكة مطوية تشارك في التعديل والنقل والإفراز.
• البلاستيدة الخضراء : موقع عملية التمثيل الضوئي؛ تخزين الكلوروفيل

• "علم الأحياء النظمي: نظرة عامة" بقلم ماريو جاردون: مراجعة من مجلة العلوم الإبداعية الفصلية ، 2005.
• "تركيب وتحليل النظام البيولوجي" بقلم هيرويوكي كوراتا، 1999.
• شميدت-رايسا، أ. 2007. تطور أجهزة الجسم . مطبعة جامعة أكسفورد، أكسفورد.