معلومة

هل هناك نقطة ضبط استتباب لعدد ساعات النوم التي يحتاجها الإنسان؟

هل هناك نقطة ضبط استتباب لعدد ساعات النوم التي يحتاجها الإنسان؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد سمعت موقع TED.com هذا يتحدث عن اتباع نظام غذائي ويذكر أن هناك نقطة محددة للغاية داخل دماغ الإنسان حول مقدار الوزن الذي يجب أن يزنه الإنسان. يذكر المتحدث أنه بعد ما يصل إلى 7 سنوات ، يعود الجسم إلى هذا الوزن المتماثل.

أنا مهتم إذا كان هناك شيء مشابه للنوم - هل هناك نقطة ضبط استتباب تنص على أن الإنسان يجب أن ينام X ساعة من أصل 24؟

في هذا المثال بالاستتباب أعني: إذا كانت نقطة النوم عند 9 ساعات ، يمكن للإنسان أن ينام لمدة 8 ساعات لبعض الوقت ، ولكن عند إزالة قيود النوم الاصطناعي ، سيعود الإنسان إلى 9 ساعات من النوم بشكل طبيعي.


هل هناك نقطة ضبط استتباب لعدد ساعات النوم التي يحتاجها الإنسان؟ - مادة الاحياء

بنهاية هذا القسم تكون قد أكملت الأهداف التالية:

  • حدد التوازن
  • صف العوامل التي تؤثر على التوازن
  • ناقش آليات التغذية الراجعة الإيجابية والسلبية المستخدمة في الاستتباب
  • وصف التنظيم الحراري للحيوانات الماصّة للحرارة والحيوانات الخارجة للحرارة

تتكيف أعضاء وأنظمة الأعضاء الحيوانية باستمرار مع التغيرات الداخلية والخارجية من خلال عملية تسمى الاستتباب ("الحالة المستقرة"). قد تكون هذه التغيرات في مستوى الجلوكوز أو الكالسيوم في الدم أو في درجات الحرارة الخارجية. التوازن يعني الحفاظ على التوازن الديناميكي في الجسم. إنه ديناميكي لأنه يتكيف باستمرار مع التغييرات التي تواجهها أجهزة الجسم. إنه توازن لأن وظائف الجسم يتم الاحتفاظ بها ضمن نطاقات محددة. حتى الحيوان الذي يبدو أنه غير نشط يحافظ على هذا التوازن الاستتبابي.


24.3 الاستتباب

في هذا القسم سوف تستكشف الأسئلة التالية:

  • ما هو الاستتباب؟
  • ما هي العوامل التي تؤثر على التوازن؟
  • ما هي الاختلافات بين آليات التغذية الراجعة السلبية والإيجابية المستخدمة في التوازن؟
  • ما هي الاختلافات بين آليات التنظيم الحراري في الحيوانات الماصّة للحرارة والحيوانات الخارجة للحرارة؟

اتصال لدورات AP ®

يجب أن تكون الحيوانات قادرة على الحفاظ على التوازن - القدرة على الحفاظ على التوازن الديناميكي حول نقطة محددة - مع القدرة أيضًا على الاستجابة للظروف المتغيرة. على سبيل المثال ، باعتبارها مادة ماصة للحرارة ، تظل درجة حرارة جسمك ثابتة إلى حد ما عند حوالي 37 درجة مئوية أو 98.6 درجة فهرنهايت. إذا ارتفعت درجة حرارتك فوق النقطة المحددة ، فإنك تتعرق لتبرد إذا انخفضت درجة حرارتك إلى ما دون النقطة المحددة ، فأنت ترتجف عند الإحماء. تظل مستويات الجلوكوز في الدم ثابتة إلى حد ما لأن الكبد يزيل الجلوكوز من الدم ويحوله إلى الجليكوجين عندما تحتاج خلايا الجسم إلى الجلوكوز ، ويتحلل الجليكوجين. (يمكنك على الأرجح أن تفترض كيف سيستجيب كبدك إذا أكلت دزينة من حلوى الهلام!) يمكن أن يكون الفشل في الحفاظ على التوازن ضارًا ويمكن أن يتسبب في الوفاة. بالتالي، نفي و / أو حلقات ردود الفعل الإيجابية تنظيم التوازن.

تؤدي آليات التغذية الراجعة السلبية إلى تقلبات طفيفة فوق وتحت نقطة التحديد. على سبيل المثال ، إذا كنت ستستهلك دزينة من حلوى الهلام ، سيرتفع مستوى السكر في الدم ، وسيطلق البنكرياس الأنسولين ، وهو هرمون يشارك في تحويل الجلوكوز إلى الجليكوجين ، وبالتالي إعادة مستوى الجلوكوز في الدم إلى نقطة ضبطه المناسبة. بالمقارنة، ردود الفعل الإيجابية يضخم الاستجابات في نفس الاتجاه ، حيث يبدأ المتغير الاستجابة مما يحرك النظام بعيدًا عن نقطة التحديد. هناك عدد أقل من الأمثلة على ردود الفعل الإيجابية ، ولكن أحدها هو بداية المخاض أثناء الولادة عندما تزداد تقلصات الرحم بقوة مع إفراز هرمون الأوكسيتوسين ، وهو هرمون آخر. ومع ذلك ، فإن فقدان التوازن الداخلي بسبب ردود الفعل الإيجابية يمكن أن يكون ضارًا ، على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي منطقة صغيرة من أنسجة القلب التالفة إلى حدوث نوبة قلبية تؤدي بدورها إلى إتلاف المزيد من عضلات القلب.

المعلومات المقدمة والأمثلة الموضحة في القسم تدعم المفاهيم الموضحة في الفكرة الكبيرة 2 من إطار منهج AP Biology®. توفر أهداف التعلم AP ® المدرجة في إطار المنهج الدراسي أساسًا شفافًا لدورة AP ® Biology ، وتجربة معملية قائمة على الاستفسار ، وأنشطة تعليمية ، وأسئلة اختبار AP ®. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبع.

فكرة كبيرة 2 تستخدم النظم البيولوجية الطاقة المجانية ولبنات البناء الجزيئية للنمو والتكاثر والحفاظ على التوازن الديناميكي.
الفهم الدائم 2. ج تستخدم الكائنات الحية آليات التغذية المرتدة لتنظيم النمو والتكاثر ، وللحفاظ على التوازن الديناميكي.
المعرفة الأساسية 2-ج 1 تستخدم الكائنات الحية آليات التغذية الراجعة للحفاظ على بيئاتها الداخلية والاستجابة للتغيرات البيئية الخارجية.
ممارسة العلوم 7.2 يمكن للطالب ربط المفاهيم في وعبر المجال (المجالات) للتعميم أو الاستقراء في و / أو عبر التفاهمات الدائمة و / أو الأفكار الكبيرة.
هدف التعلم 2.16 يستطيع الطالب ربط كيفية استخدام الكائنات الحية للتغذية الراجعة السلبية للحفاظ على بيئاتها الداخلية.
المعرفة الأساسية 2-ج 1 تستخدم الكائنات الحية آليات التغذية الراجعة للحفاظ على بيئاتها الداخلية والاستجابة للتغيرات البيئية الخارجية.
ممارسة العلوم 5.3 يمكن للطالب تقييم الأدلة المقدمة من مجموعات البيانات فيما يتعلق بسؤال علمي معين.
هدف التعلم 2.17 يستطيع الطالب تقييم البيانات التي تظهر تأثير (تأثيرات) التغييرات في تركيزات الجزيئات الرئيسية على آليات التغذية الراجعة السلبية.
المعرفة الأساسية 2-ج 1 تستخدم الكائنات الحية آليات التغذية الراجعة للحفاظ على بيئاتها الداخلية والاستجابة للتغيرات البيئية الخارجية.
ممارسة العلوم 6.4 يمكن للطالب تقديم ادعاءات وتنبؤات حول الظواهر الطبيعية بناءً على النظريات والنماذج العلمية.
هدف التعلم 2.18 الطالب قادر على عمل تنبؤات حول كيفية استخدام الكائنات الحية لآليات التغذية الراجعة السلبية للحفاظ على بيئاتها الدولية.
المعرفة الأساسية 2-ج 1 تستخدم الكائنات الحية آليات التغذية الراجعة للحفاظ على بيئاتها الداخلية والاستجابة للتغيرات البيئية الخارجية.
ممارسة العلوم 6.4 يمكن للطالب تقديم ادعاءات وتنبؤات حول الظواهر الطبيعية بناءً على النظريات والنماذج العلمية.
هدف التعلم 2.19 يستطيع الطالب إجراء تنبؤات حول كيفية قيام آليات التغذية الراجعة الإيجابية بتضخيم الأنشطة والعمليات في الكائنات الحية بناءً على النظريات والنماذج العلمية.
المعرفة الأساسية 2-ج 1 تستخدم الكائنات الحية آليات التغذية الراجعة للحفاظ على بيئاتها الداخلية والاستجابة للتغيرات البيئية الخارجية.
ممارسة العلوم 6.1 يمكن للطالب تبرير الادعاءات بالأدلة.
هدف التعلم 2.20 الطالب قادر على تبرير أن آليات التغذية الراجعة الإيجابية تضخم الاستجابات في الكائنات الحية.

تتكيف أعضاء وأنظمة الأعضاء الحيوانية باستمرار مع التغيرات الداخلية والخارجية من خلال عملية تسمى الاستتباب ("الحالة المستقرة"). قد تكون هذه التغييرات في مستوى الجلوكوز أو الكالسيوم في الدم أو في درجات الحرارة الخارجية. الاستتباب يعني الحفاظ على التوازن الديناميكي في الجسم. إنه ديناميكي لأنه يتكيف باستمرار مع التغييرات التي تواجهها أجهزة الجسم. إنه توازن لأن وظائف الجسم يتم الاحتفاظ بها ضمن نطاقات محددة. حتى الحيوان الذي يبدو أنه غير نشط يحافظ على هذا التوازن الاستتبابي.

عملية الاستتباب

الهدف من التوازن هو الحفاظ على التوازن حول نقطة أو قيمة تسمى نقطة محددة. في حين أن هناك تقلبات طبيعية من نقطة التحديد ، فإن أجهزة الجسم ستحاول عادةً العودة إلى هذه النقطة. يسمى التغيير في البيئة الداخلية أو الخارجية بالمنبه ويتم اكتشافه بواسطة مستقبلات استجابة النظام لضبط معامل الانحراف نحو نقطة التحديد. على سبيل المثال ، إذا أصبح الجسم دافئًا جدًا ، يتم إجراء تعديلات لتبريد الحيوان. إذا ارتفع مستوى الجلوكوز في الدم بعد تناول الوجبة ، يتم إجراء تعديلات لخفض مستوى الجلوكوز في الدم عن طريق إدخال المغذيات في الأنسجة التي تحتاجها أو تخزينها لاستخدامها لاحقًا.

السيطرة على التوازن

عندما يحدث تغيير في بيئة الحيوان ، يجب إجراء تعديل. يستشعر المستقبل التغيير في البيئة ، ثم يرسل إشارة إلى مركز التحكم (في معظم الحالات ، الدماغ) والذي بدوره يولد استجابة يتم إرسالها إلى المستجيب. المستجيب هو عضلة (تنقبض أو ترتخي) أو غدة تفرز. يتم الحفاظ على الاستتباب من خلال حلقات التغذية الراجعة السلبية. تعمل حلقات التغذية الراجعة الإيجابية في الواقع على دفع الكائن الحي بعيدًا عن الاتزان ، ولكن قد يكون ضروريًا لحدوث الحياة. يتم التحكم في التوازن من خلال الجهاز العصبي والغدد الصماء للثدييات.

آليات التغذية الراجعة السلبية

أي عملية استتبابية تغير اتجاه الحافز هي حلقة ردود فعل سلبية. قد يزيد أو ينقص الحافز ، لكن لا يُسمح له بالاستمرار كما كان قبل أن يستشعره المستقبِل. بعبارة أخرى ، إذا كان المستوى مرتفعًا جدًا ، فإن الجسم يفعل شيئًا ما لخفضه ، وعلى العكس ، إذا كان المستوى منخفضًا للغاية ، فإن الجسم يفعل شيئًا ليرفعه. ومن هنا جاء مصطلح ردود الفعل السلبية. مثال على ذلك هو الحفاظ على الحيوانات لمستويات الجلوكوز في الدم. عندما يأكل حيوان ما ، ترتفع مستويات الجلوكوز في الدم. هذا ما يشعر به الجهاز العصبي. تستشعر الخلايا المتخصصة في البنكرياس هذا ، ويتم إفراز هرمون الأنسولين بواسطة جهاز الغدد الصماء. يتسبب الأنسولين في انخفاض مستويات الجلوكوز في الدم ، كما هو متوقع في نظام التغذية الراجعة السلبية ، كما هو موضح في الشكل 24.20. ومع ذلك ، إذا لم يأكل حيوان ما وانخفضت مستويات الجلوكوز في الدم ، يتم الشعور بذلك في مجموعة أخرى من الخلايا في البنكرياس ، ويتم إطلاق هرمون الجلوكاجون مما يؤدي إلى زيادة مستويات الجلوكوز. لا تزال هذه حلقة تغذية مرتدة سلبية ، ولكنها ليست في الاتجاه المتوقع باستخدام مصطلح "سلبي". مثال آخر على الزيادة الناتجة عن حلقة التغذية الراجعة هو التحكم في نسبة الكالسيوم في الدم. إذا انخفضت مستويات الكالسيوم ، فإن الخلايا المتخصصة في الغدة الجار درقية تشعر بذلك وتطلق هرمون الغدة الجار درقية (PTH) ، مما يتسبب في زيادة امتصاص الكالسيوم من خلال الأمعاء والكلى ، وربما انهيار العظام من أجل تحرير الكالسيوم. آثار هرمون الغدة الدرقية هو رفع مستويات الدم للعنصر. حلقات التغذية الراجعة السلبية هي الآلية السائدة المستخدمة في التوازن.

حلقة الملاحظات الإيجابية

تحافظ حلقة التغذية الراجعة الإيجابية على اتجاه المنبه ، وربما تسرعه. توجد أمثلة قليلة على حلقات التغذية الراجعة الإيجابية في أجسام الحيوانات ، ولكن يوجد أحدها في سلسلة التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى تخثر الدم أو التخثر. عندما يتم تنشيط أحد عوامل التخثر ، فإنه ينشط العامل التالي بالتسلسل حتى يتم تحقيق جلطة الفيبرين. يتم الحفاظ على الاتجاه ، وليس تغييره ، لذا فهذه ردود فعل إيجابية. مثال آخر على ردود الفعل الإيجابية هو تقلصات الرحم أثناء الولادة ، كما هو موضح في الشكل 24.21. يحفز هرمون الأوكسيتوسين ، الذي ينتجه جهاز الغدد الصماء ، تقلص الرحم. ينتج عن هذا الألم الذي يشعر به الجهاز العصبي. بدلاً من خفض الأوكسيتوسين والتسبب في تهدئة الألم ، يتم إنتاج المزيد من الأوكسيتوسين حتى تصبح التقلصات قوية بما يكفي لإنتاج الولادة.

اتصال مرئي

حدد ما إذا كان يتم تنظيم كل من العمليات التالية من خلال حلقة تغذية مرتدة إيجابية أو سلبية.

أ. يشعر الإنسان بالشبع بعد تناول وجبة كبيرة.

ب. يحتوي الدم على الكثير من خلايا الدم الحمراء. نتيجة لذلك ، لم يعد يتم إطلاق erythropoietin ، وهو هرمون يحفز إنتاج خلايا الدم الحمراء الجديدة ، من الكلى.

أ. يتم تنظيم ذلك من خلال حلقة ردود فعل إيجابية حيث أن الحافز (الجوع) قد غير اتجاهه استجابة لإشارة (الامتلاء).

ب. يتم تنظيم ذلك من خلال حلقة تغذية مرتدة إيجابية حيث أن المنبه (إطلاق خلايا الدم الحمراء) قد غير اتجاهه استجابة لإشارة (وجود خلايا دم حمراء كافية).

أ. يتم تنظيم ذلك من خلال حلقة ردود فعل سلبية حيث أن الحافز (الجوع) قد غير اتجاهه استجابة لإشارة (الامتلاء).

ب. يتم تنظيم ذلك من خلال حلقة ردود فعل إيجابية حيث تم الحفاظ على اتجاه التحفيز.

أ. يتم تنظيم ذلك من خلال حلقة ردود فعل إيجابية حيث أن الحافز (الجوع) قد غير اتجاهه استجابة لإشارة (الامتلاء).

ب. يتم تنظيم ذلك من خلال حلقة ردود فعل سلبية حيث أن المنبه (إطلاق خلايا الدم الحمراء) قد غير اتجاهه استجابة لإشارة (وجود خلايا دم حمراء كافية).

أ. يتم تنظيم ذلك من خلال حلقة ردود فعل سلبية حيث أن الحافز (الجوع) يغير اتجاهه استجابة لإشارة (الامتلاء).

ب. يتم تنظيم ذلك من خلال حلقة تغذية مرتدة سلبية حيث أن المنبه (إطلاق خلايا الدم الحمراء) يغير اتجاهه استجابة لإشارة (وجود خلايا دم حمراء كافية).

تعيين نقطة

من الممكن ضبط نقطة ضبط النظام. عندما يحدث هذا ، تعمل حلقة الملاحظات للحفاظ على الإعداد الجديد. مثال على ذلك هو ضغط الدم: بمرور الوقت ، يمكن أن تزيد النقطة الطبيعية أو المحددة لضغط الدم نتيجة للزيادات المستمرة في ضغط الدم. لم يعد الجسم يتعرف على الارتفاع على أنه غير طبيعي ولم يتم إجراء أي محاولة للعودة إلى نقطة التحديد السفلية. والنتيجة هي الحفاظ على ضغط الدم المرتفع الذي يمكن أن يكون له آثار ضارة على الجسم. يمكن للأدوية أن تخفض ضغط الدم وتخفض نقطة التحديد في النظام إلى مستوى صحي أكثر. هذا يسمى عملية تغيير من نقطة الضبط في حلقة التغذية الراجعة.

يمكن إجراء تغييرات في مجموعة من أجهزة أعضاء الجسم من أجل الحفاظ على نقطة محددة في نظام آخر. هذا يسمي التأقلم. يحدث هذا ، على سبيل المثال ، عندما يهاجر حيوان إلى ارتفاع أعلى مما اعتاد عليه. من أجل التكيف مع مستويات الأكسجين المنخفضة في الارتفاع الجديد ، يزيد الجسم من عدد خلايا الدم الحمراء المنتشرة في الدم لضمان توصيل الأكسجين الكافي إلى الأنسجة. مثال آخر على التأقلم هو الحيوانات التي لديها تغيرات موسمية في معاطفها: طبقة أثقل في الشتاء تضمن الاحتفاظ الكافي بالحرارة ، ومعطف خفيف في الصيف يساعد في الحفاظ على درجة حرارة الجسم من الارتفاع إلى مستويات ضارة.

ارتباط بالتعلم

يمكن فهم آليات التغذية الراجعة من حيث قيادة سيارة سباق على طول مضمار: شاهد درس فيديو قصيرًا حول حلقات التغذية الراجعة الإيجابية والسلبية.

تحدث قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي في أغشية الخلايا للخلايا العصبية. يفتحون استجابة لدخول الصوديوم إلى الخلية. هذا يسمح بدخول المزيد من الصوديوم إلى الخلية.

يدعي أحد العلماء أن هذه حلقة ردود فعل إيجابية. ما هو المنطق الذي يمكن استخدامه لتبرير هذا الادعاء؟

  1. تفتح قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي استجابةً لتدفق الصوديوم. عندما يحدث تغيير استجابة لتغير في الظروف ، فإنه يصنع حلقة تغذية مرتدة إيجابية.
  2. تغلق قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي عندما يكون هناك ما يكفي من الصوديوم في الخلية. يعني هذا التنظيم الذاتي أن هذا مثال على حلقة تغذية مرتدة إيجابية.
  3. تنفتح قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي بسبب الصوديوم وهذا يؤدي إلى مرور المزيد من الصوديوم. تعزز الاستجابة التعليقات ، مما يجعلها حلقة ردود فعل إيجابية.
  4. توجد قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي على غشاء الخلية. جميع القنوات من خلال أغشية الخلايا هي أمثلة على حلقات التغذية الراجعة الإيجابية. هذا ، هذا مثال على حلقة التغذية الراجعة الإيجابية.

اتصال ممارسة العلوم لدورات AP®

فكر في الأمر

كيف يتم استخدام حلقات التغذية الراجعة السلبية لتنظيم توازن الجسم؟ كيف تكون حالة مثل مرض السكري مثالاً جيدًا على فشل نقطة محددة عند البشر؟ افترض ورسم مخططًا يوضح ما تعتقد أنه فشل التغذية الراجعة لشخص مصاب بداء السكري.

دعم المعلم

تحافظ حلقات التغذية الراجعة السلبية على مستويات بعض المتغيرات بالقرب من نقطة محددة. في مرض السكري ، لا يشير ارتفاع نسبة الجلوكوز في الدم إلى إنتاج الأنسولين ، والذي عادة ما يؤدي إلى انخفاض نسبة الجلوكوز في الدم إلى نقطة التحديد. يعتبر سؤال "التفكير في الأمر" تطبيقًا لهدف التعلم AP ® 2.16 و Science Practice 7.2 والهدف التعليمي 2.17 و Science Practice 5.3 لأن الطلاب يربطون التعليقات السلبية بتنظيم التوازن ، ومن ثم ، باستخدام مستويات السكر في الدم لدى البشر كمثال ، شرح كيف يمكن أن يكون للتغيير في آلية التغذية الراجعة السلبية تأثير ضار.

التوازن: التنظيم الحراري

تؤثر درجة حرارة الجسم على أنشطة الجسم. بشكل عام ، مع ارتفاع درجة حرارة الجسم ، يرتفع نشاط الإنزيم أيضًا. لكل ارتفاع عشر درجات مئوية في درجة الحرارة ، يتضاعف نشاط الإنزيم ، إلى حد معين. تبدأ بروتينات الجسم ، بما في ذلك الإنزيمات ، في تغيير طبيعتها وتفقد وظيفتها مع ارتفاع درجة الحرارة (حوالي 50 درجة مئوية للثدييات). سينخفض ​​نشاط الإنزيم بمقدار النصف مع كل انخفاض قدره عشر درجات مئوية في درجة الحرارة ، إلى درجة التجمد ، مع استثناءات قليلة. يمكن لبعض الأسماك أن تتحمل التجمد وتعود إلى طبيعتها مع الذوبان.

ارتباط بالتعلم

شاهد مقطع فيديو قناة الاكتشاف هذا حول التنظيم الحراري لمشاهدة الرسوم التوضيحية لهذه العملية في مجموعة متنوعة من الحيوانات.

  1. الجلد المترهل أكثر سمكًا ، مما يسمح للحرارة الزائدة بالتبدد بسرعة عبر الجلد.
  2. يجلب الجلد المترهل مزيدًا من الحرارة والدم إلى سطح الجسم ، مما يسهل فقدان الحرارة.
  3. يحتوي الجلد المترهل على مساحة أكبر من الجلد ، مما يسمح بتبديد الحرارة الزائدة مع حدوث فقدان الحرارة من خلال الجلد.
  4. الجلد الرخو يحتوي على منطقة جلد أصغر ، مما يسمح للحرارة الزائدة بالتبدد مع حدوث فقدان الحرارة من خلال الجلد.

Endotherms و Ectotherms

يمكن تقسيم الحيوانات إلى مجموعتين: يحافظ البعض على درجة حرارة ثابتة للجسم في مواجهة درجات الحرارة البيئية المختلفة ، بينما يمتلك البعض الآخر درجة حرارة جسم مماثلة لبيئتهم وبالتالي تختلف باختلاف البيئة. الحيوانات التي تعتمد على درجات الحرارة الخارجية لضبط درجة حرارة الجسم هي ectotherms. سميت هذه المجموعة بدم بارد ، ولكن المصطلح قد لا ينطبق على حيوان في الصحراء مع ارتفاع درجة حرارة الجسم. على عكس الحرارة الخارجية ، فإن درجات الحرارة المتغيرة هي حيوانات ذات درجات حرارة داخلية متغيرة باستمرار. يسمى الحيوان الذي يحافظ على درجة حرارة ثابتة للجسم في مواجهة التغيرات البيئية بالحرارة المنزلية. ماصات الحرارة هي حيوانات تعتمد على مصادر داخلية للحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة نسبيًا في درجات حرارة بيئية متفاوتة. هذه الحيوانات قادرة على الحفاظ على مستوى من النشاط الأيضي عند درجة حرارة أكثر برودة ، وهو ما لا تستطيعه الحرارة الخارجية بسبب اختلاف مستويات نشاط الإنزيم. ومن الجدير بالذكر أن بعض الحرارة الخارجية والمتحركة لها درجات حرارة ثابتة نسبيًا بسبب درجات الحرارة البيئية الثابتة في موائلها. هذه الحيوانات تسمى الحرارة المثلية الخارجية ، مثل بعض أنواع أسماك أعماق البحار.

اتصال يومي لدورات AP®

  1. زيادة توسع الأوعية
  2. عرق
  3. انتقل إلى الظل
  4. زيادة معدل الأيض

حفظ الحرارة وتبديدها

تحافظ الحيوانات على الحرارة أو تبددها بعدة طرق. في مناخات معينة ، يكون للحيوانات الماصة للحرارة شكل من أشكال العزل ، مثل الفراء أو الدهون أو الريش أو مزيج منها. تخلق الحيوانات ذات الفراء أو الريش الكثيف طبقة عازلة من الهواء بين جلدها وأعضائها الداخلية. تعيش الدببة القطبية والفقمات وتسبح في بيئة شبه متجمدة ومع ذلك تحافظ على درجة حرارة ثابتة ودافئة للجسم. يستخدم الثعلب القطبي ، على سبيل المثال ، ذيله الرقيق كعزل إضافي عندما يلتف للنوم في الطقس البارد. للثدييات تأثير متبقي من الارتعاش وزيادة نشاط العضلات: تسبب عضلات الشعيرات المستقيمة "قشعريرة" ، مما يتسبب في وقوف الشعر الصغير عندما يكون الفرد باردًا ، وهذا له تأثير مقصود على زيادة درجة حرارة الجسم. تستخدم الثدييات طبقات من الدهون لتحقيق نفس الغاية. إن فقدان كميات كبيرة من دهون الجسم يضر بقدرة الفرد على الحفاظ على الحرارة.

تستخدم Endotherms أنظمتها الدموية للمساعدة في الحفاظ على درجة حرارة الجسم. يجلب توسع الأوعية المزيد من الدم والحرارة إلى سطح الجسم ، مما يسهل الإشعاع وفقدان الحرارة بالتبخر ، مما يساعد على تبريد الجسم. يقلل تضيق الأوعية الدموية من تدفق الدم في الأوعية الدموية الطرفية ، مما يدفع الدم نحو القلب والأعضاء الحيوية الموجودة هناك ، ويحافظ على الحرارة. بعض الحيوانات لديها تكيفات مع نظام الدورة الدموية لديها والتي تمكنها من نقل الحرارة من الشرايين إلى الأوردة ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الدم العائد إلى القلب. وهذا ما يسمى بتبادل الحرارة المعاكس ، حيث يمنع الدم الوريدي البارد من تبريد القلب والأعضاء الداخلية الأخرى. يمكن إيقاف هذا التكيف في بعض الحيوانات لمنع ارتفاع درجة حرارة الأعضاء الداخلية. تم العثور على التكيف مع التيار المعاكس في العديد من الحيوانات ، بما في ذلك الدلافين وأسماك القرش والأسماك العظمية والنحل والطيور الطنانة. في المقابل ، يمكن أن تساعد التكيفات المماثلة في تبريد ماصات الحرارة عند الحاجة ، مثل مثقوبة الدلفين وآذان الفيل.

تستخدم بعض الحيوانات المنتقلة للحرارة تغييرات في سلوكها للمساعدة في تنظيم درجة حرارة الجسم. على سبيل المثال ، قد يبحث حيوان خارج الصحراء عن مناطق أكثر برودة خلال الجزء الأكثر سخونة من اليوم في الصحراء للابتعاد عن الدفء الشديد. قد تتسلق الحيوانات نفسها على الصخور لالتقاط الحرارة خلال ليلة صحراوية باردة. تسعى بعض الحيوانات للحصول على الماء للمساعدة في التبخر في تبريدها ، كما هو الحال مع الزواحف. تستخدم ectotherms الأخرى نشاطًا جماعيًا مثل نشاط النحل لتدفئة خلية للبقاء على قيد الحياة في فصل الشتاء.

تستخدم العديد من الحيوانات ، وخاصة الثدييات ، الحرارة الأيضية المهدرة كمصدر للحرارة. عندما تنقبض العضلات ، فإن معظم الطاقة من ATP المستخدمة في حركات العضلات هي طاقة مهدرة تترجم إلى حرارة. يتسبب البرد القارس في حدوث ارتعاش لا إرادي يولد حرارة للجسم. تمتلك العديد من الأنواع أيضًا نوعًا من الأنسجة الدهنية يسمى الدهون البنية التي تتخصص في توليد الحرارة.

التحكم العصبي في التنظيم الحراري

الجهاز العصبي مهم ل التنظيم الحراري، كما هو موضح في الشكل 24.22. تتمركز عمليات التوازن والتحكم في درجة الحرارة في منطقة ما تحت المهاد لدماغ الحيوان المتقدم.

اتصال مرئي

  1. تنتشر البيروجينات في منطقة ما تحت المهاد لإعادة ضبط "ترموستات" الجسم ، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة.
  2. تنتشر البيروجينات في المهاد لإعادة ضبط "ترموستات" الجسم ، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة.
  3. تسبب البيروجينات زيادة في نشاط إنزيمات الحيوان ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة.
  4. تفرز البيروجينات التي تدخل الدم بعض المواد الدهنية ، والتي تؤدي في النهاية إلى ارتفاع درجة الحرارة.

يحافظ الوطاء على نقطة ضبط درجة حرارة الجسم من خلال ردود الفعل التي تسبب توسع الأوعية والتعرق عندما يكون الجسم دافئًا جدًا ، أو تضيق الأوعية والارتجاف عندما يكون الجسم باردًا جدًا. يستجيب للمواد الكيميائية من الجسم. عندما يتم تدمير البكتيريا بواسطة الكريات البيض البلعمية ، يتم إطلاق مواد كيميائية تسمى البيروجينات الداخلية في الدم. تنتشر هذه البيروجينات في منطقة ما تحت المهاد وتعيد ضبط منظم الحرارة. هذا يسمح لارتفاع درجة حرارة الجسم فيما يسمى بالحمى. تؤدي زيادة درجة حرارة الجسم إلى الحفاظ على الحديد ، مما يقلل من العناصر الغذائية التي تحتاجها البكتيريا. تؤدي زيادة حرارة الجسم أيضًا إلى زيادة نشاط إنزيمات الحيوان والخلايا الواقية مع تثبيط الإنزيمات ونشاط الكائنات الحية الدقيقة الغازية. أخيرًا ، قد تقتل الحرارة نفسها أيضًا العامل الممرض. يُفهم الآن أن الحمى التي كان يُعتقد أنها من مضاعفات العدوى هي آلية دفاع طبيعية.

عند مواجهة انخفاض مفاجئ في درجة حرارة البيئة ، فإن الحيوان الماص للحرارة سوف:

ما هو مثال على ردود الفعل السلبية؟

ما هي طريقة التبادل الحراري التي تحدث أثناء الاتصال المباشر بين المصدر والحيوان؟

يقع ترموستات الجسم # 8217s في ________.

لماذا تُستخدم حلقات التغذية الراجعة السلبية للتحكم في توازن الجسم؟

يتطلب التعديل على التغيير في البيئة الداخلية أو الخارجية تغييرًا في اتجاه الحافز. تحقق حلقة التغذية الراجعة السلبية ذلك ، بينما تستمر حلقة التغذية الراجعة الإيجابية في التحفيز وتؤدي إلى إلحاق الضرر بالحيوان.

لماذا الحمى & # 8220 شيء جيد & # 8221 أثناء العدوى البكتيرية؟

تزيد إنزيمات الثدييات من النشاط إلى درجة تمسخ الطبيعة ، مما يزيد من النشاط الكيميائي للخلايا المعنية. تتمتع الإنزيمات البكتيرية بدرجة حرارة محددة لنشاطها الأكثر كفاءة ويتم تثبيطها في درجات حرارة أعلى أو منخفضة. تؤدي الحمى إلى زيادة تدمير البكتيريا الغازية عن طريق زيادة فعالية دفاعات الجسم وتثبيط التمثيل الغذائي البكتيري.

كيف تكون حالة مثل مرض السكري مثالاً جيدًا على فشل نقطة محددة عند البشر؟

غالبًا ما يرتبط مرض السكري بنقص إنتاج الأنسولين. بدون الأنسولين ، ترتفع مستويات الجلوكوز في الدم بعد الوجبة ، لكن لا تعود إلى المستويات الطبيعية أبدًا.

بصفتنا مشاركًا في Amazon ، فإننا نكسب من عمليات الشراء المؤهلة.

هل تريد الاستشهاد بهذا الكتاب أو مشاركته أو تعديله؟ هذا الكتاب هو Creative Commons Attribution License 4.0 ويجب أن تنسب OpenStax.

    إذا كنت تعيد توزيع هذا الكتاب كله أو جزء منه بتنسيق طباعة ، فيجب عليك تضمين الإسناد التالي في كل صفحة مادية:

  • استخدم المعلومات أدناه لتوليد اقتباس. نوصي باستخدام أداة استشهاد مثل هذه.
    • المؤلفون: Julianne Zedalis، John Eggebrecht
    • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
    • عنوان الكتاب: Biology for AP® Courses
    • تاريخ النشر: 8 مارس 2018
    • المكان: هيوستن ، تكساس
    • عنوان URL للكتاب: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
    • عنوان URL للقسم: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/24-3-homeostasis

    © 12 كانون الثاني (يناير) 2021 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 4.0. لا يخضع اسم OpenStax وشعار OpenStax وأغلفة كتب OpenStax واسم OpenStax CNX وشعار OpenStax CNX لترخيص المشاع الإبداعي ولا يجوز إعادة إنتاجه دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة وصريحة من جامعة رايس.


    بواسطة C.A. Wolski | تصوير بيغي بيترسون

    يعتبر ذباب الفاكهة موضوعًا مثاليًا لدراسة إيقاعات الساعة البيولوجية.

    تعتبر الإيقاعات اليومية من أهم الموضوعات في طب النوم اليوم. من خلال فهم أكبر لماهية الإيقاعات اليومية ومدى أهميتها لتحسين النوم والصحة ، يجد أطباء النوم المزيد من الطرق لمساعدة المرضى الذين يعانون من اضطرابات النوم.

    بينما يقوم الأطباء بخطوات واسعة في علاج المرضى ، فإن الباحثين مثل أميتا سيجال ، دكتوراه ، أستاذ جون هير موسير لعلم الأعصاب ، باحث في معهد هوارد هيوز الطبي (HHMI) ، ومدير برنامج علم الأحياء الزمني ، كلية بيرلمان للطب ، جامعة بنسلفانيا ، الخوض في ألغاز إيقاعات الساعة البيولوجية وإيجاد أسباب موحاة لكيفية ولماذا تعمل إيقاعات الساعة البيولوجية.

    من ناحية ، الجواب بسيط: الساعات.

    يقول سيجال: "أود أن أقول إن لحظات" آها "التي غذت الاهتمام الحالي كانت اكتشاف آلية الساعة والكشف عن أن الساعات موجودة في كل مكان في الجسم ، وتحرك العديد من العمليات بإيقاع الساعة البيولوجية. "نحن نعلم الآن بشكل أساسي أن معظم العمليات الفسيولوجية هي ركوب الدراجات."

    لكن نتائج لحظات "آها" هذه هي التي جعلت عمل Sehgal رائدًا. ويعود الفضل في الكثير من قدرتها على تحقيق اكتشافات جديدة إلى موضوع بحث مثير للدهشة.

    الوقت (و) الذباب

    Sehgal يحمل زجاجة لتطوير ثقافة ذبابة الفاكهة أثناء حديثه مع طالب دراسات عليا.

    في حين أن إنجازات Sehgal لها آثار كبيرة على صحة الإنسان ، فإن العديد من اكتشافاتها كانت بفضل فهم موضوع بحث غير متوقع -ذبابة الفاكهة سوداء البطن. بمعنى آخر ، ذبابة الفاكهة الشائعة.

    في حين أن استخدام موضوع بحث عن الحشرات بدلاً من موضوع بحثي أكثر شيوعًا (وربما متوقعًا) للثدييات قد يبدو غير منطقي ، يوضح Sehgal أن ذبابة الفاكهة هي في الواقع موضوع البحث المثالي.

    "تم تحديد آليات الساعة اليومية لأول مرة في ذباب الفاكهة ووجد أنها محفوظة في الثدييات ، بما في ذلك البشر" ، كما تقول. "في الواقع ، ترتبط جينات الساعة المحددة التي تم تحديدها في الذباب الآن باضطرابات الساعة البيولوجية البشرية."

    على سبيل المثال ، الطفرات في بعض جينات الساعة هذه مسؤولة عن متلازمة مرحلة النوم المتقدمة في بعض العائلات. تتسبب المتلازمة في شعور المرضى بالنعاس الشديد في وقت مبكر من المساء وتسبب لهم الاستيقاظ في الصباح الباكر. يشمل العلاج العلاج بالضوء.

    هناك سبب أساسي وعملي يجعل ذباب الفاكهة هو النموذج المثالي للباحثين لاستخدامه في دراسة إيقاعات الساعة البيولوجية. يقول Sehgal: "السبب الرئيسي لعملنا مع الذباب هو أنها نموذج رائع لعلم الوراثة". "الفحص الجيني غير المتحيز هو أسرع بكثير وله إنتاجية أعلى في الطيران ، نظرًا لقصر وقت التوليد فضلاً عن سهولة تكاثر الذباب والحفاظ عليه - وانخفاض تكلفته".

    من السهل التلاعب بجينات ذباب الفاكهة مقارنة بالثدييات ، كما يمكن ملاحظة العواقب بسهولة أكبر.

    على سبيل المثال ، وفقًا لسيرتها الذاتية على موقع HHMI الإلكتروني ، تمكنت Sehgal وأعضاء فريقها من تعديل ما يسمى بـ "الجين الخالد" - الذي يزامن الدورة الفسيولوجية للذبابة على مدار 24 ساعة مع الأدلة البيئية (في هذه الحالة ، ضوء النهار). 1 يؤدي نقص الجين إلى تعطيل قدرة الساعة الداخلية على الحفاظ على الوقت. من خلال التلاعب بجينات ساعة ذبابة الفاكهة (الخالدة أو فترة شريكها ،) لتعيين دورة غير مدتها 24 ساعة ، اقترحت أن الفترة الزمنية للساعة وراثية.

    يتغذى ذباب الفاكهة المختبر # 8217 على الخميرة.

    دفع نجاح الذبابة في تحديد الآليات التي تولد الساعة اليومية سيجال وزملاؤها لتحديد ما إذا كان يمكن استخدام الذباب لدراسة كيف ولماذا يتم تنظيم الحاجة إلى النوم. تساعد الجينات الأبسط لذبابة الفاكهة الباحثين في الحصول على نوع من الأفكار التي قد تكون صعبة إذا تمت دراسة نماذج الثدييات بدلاً من ذلك. يقول سيجال: "قد يكون من الصعب الحصول على تأثيرات قوية للطفرات في جينات النوم [في الثدييات] ، لأن الحيوان سوف يعوض عن استعادة القدر من النوم ، ربما لأن النوم ضروري". "ومع ذلك ، فإن الذباب لديه عدد أقل من التكرار الجيني وبالتالي لا يمكن أن يعوض بشكل فعال نتيجة لذلك ، يمكن للمرء الحصول على أنماط ظاهرية متحولة أقوى. نحن مهتمون أيضًا بتتبع الدوائر العصبية التي تقود النوم. على الرغم من اختلاف تشريح الذباب عن الثدييات ، فإننا نعتقد أنه سيتم الحفاظ على المبادئ ".

    جاءت إحدى إنجازات Sehgal في استخدام ذباب الفاكهة عندما حددت مسارًا للإشارات يتحكم في نوم الحشرات ، ويعمل في منطقة تسمى جسم الفطر ، والتي تنظم أيضًا التعلم والذاكرة ، وفقًا لسيرتها الذاتية في HHMI. يعني هذا الاكتشاف أن ذبابة الفاكهة ستكون نموذجًا مثاليًا لاستخدامه في دراسة الارتباط بين النوم والتعلم.

    على الرغم من أنها من الأنواع المختلفة ، يلاحظ سيجال أن اكتشافات النوم التي تم إجراؤها في دراسة ذباب الفاكهة يمكن أن يكون لها فوائد انتقالية للبشر ، لأن هناك أوجه تشابه مفاجئة بين ذباب الفاكهة والبشر. "هناك بعض الاختلافات [بين الذباب والثدييات] ، لكننا نعتقد أنه سيتم الحفاظ على العديد من الآليات ، كما هو الحال بالنسبة لإيقاعات الساعة البيولوجية. يمكن تعديل نوم الذبابة من خلال نفس المواد الكيميائية العصبية والأدوية مثل نوم الثدييات / الإنسان ، "كما تقول. كما أن بعض جينات النوم الموجودة في الذباب متورطة بالفعل في نوم الإنسان.

    اكتسبت Sehgal وفريقها أيضًا فهمًا أفضل للدماغ من خلال دراسة ذبابة الفاكهة. على سبيل المثال ، إحدى الدوائر العصبية التي حددتها Sehgal وفريقها بالفعل هي نسخة الذبابة من عامل إطلاق الكورتيكوتروفين (CRF) لبروتين الدماغ البشري. 2 وفقًا لملخص الدراسة التي أجرتها جامعة بنسلفانيا ، فإن نسخة الطيران المسماة DH44 مطلوبة لدورات الراحة / النشاط. ينشأ في الخلايا التي تتلقى مدخلات من خلايا الساعة. في الثدييات ، يتم إفراز CRF بشكل إيقاعي ويؤدي إلى التعبير عن الجلوكوكورتيكويد ، بما في ذلك الكورتيزول.

    أسفرت أبحاث Sehgal في إيقاعات الساعة البيولوجية والنوم عن قائمة طويلة من الاكتشافات والإنجازات ، بما في ذلك تحديد واستنساخ الجين الخالد (المعروف أيضًا باسم جين الساعة الثانية) ، واكتشاف الآليات التي تدفع ساعة ذبابة الفاكهة إلى الضوء — a أولاً بالنسبة لساعة حيوانية ، الدوائر التي تربط ساعة الدماغ بالمخرجات السلوكية ، واكتشاف الجينات في مسار الإخراج ، وتطوير ذبابة الفاكهة نموذج لاستتباب النوم واكتشاف الجينات والدوائر التي تتحكم في كمية النوم.

    إيقاع رائع

    بدأ اهتمام Sehgal بالإيقاعات اليومية عندما كانت تدرس البيولوجيا الجزيئية في جامعة كورنيل في مدينة نيويورك. تقول: "في مدرسة الدراسات العليا ، كنت مفتونًا بفكرة دراسة الأساس الجزيئي للسلوك".

    ومع ذلك ، كان تدريبها يتعارض مع هذا الطموح. على وجه الخصوص ، في وقت دراستها ، كانت البيولوجيا الجزيئية معنية في المقام الأول بالتغيرات النوعية. وأوضحت أن السلوك لم يتناسب مع هذا النموذج ، لأنه "متغير للغاية وغير متسق".

    كانت رؤية بيانات إيقاع الساعة البيولوجية للمرة الأولى هي لحظة "آها" لطالب خريج البيولوجيا الجزيئية. تقول: "أدركت أن هذا شيء يمكنني الدخول فيه". "السلوك قوي للغاية ومنمط ، ويتيح نفسه بشكل جميل للتحليل الخلوي والجزيئي."

    النفور من العلم

    Sehgal يفحص قنينة من ذباب الفاكهة البالغ.

    من المثير للدهشة أن Sehgal ، التي أمضت وقتًا في دائرة الضوء مع أمثال مؤيد العلم نيل ديغراس تايسون ، بذلت قصارى جهدها لتجنب مهنة في ما يبدو ، بعد فوات الأوان مع مجموعة اكتشافاتها ، تقريبًا الأمر الواقع.

    ولدت Sehgal في دلهي ، الهند ، وأمضت طفولتها وهي تتحرك في جميع أنحاء العالم من نقاط متنوعة على الخريطة مثل ألمانيا وكلكتا وكشمير ، بسبب وظيفة والدها في الحكومة الهندية ، والتي جعلت العائلة تتحرك كل 3 سنوات.

    بالعودة إلى دلهي للالتحاق بالكلية ، أصبح Sehgal مهتمًا جدًا بالأدب الإنجليزي. لكن عددًا من التأثيرات التي كانت مزيجًا من ضغط الأقران ، وتوقعات الأسرة ، ونصائح الأصدقاء ، جعلتها تعود باستمرار إلى العلوم خلال سنوات تكوينها في المدرسة الثانوية والكلية.

    قبل التوجه إلى كلية الدراسات العليا لدراسة البيولوجيا الجزيئية ، تطوعت لبضعة أشهر في مختبر في بيرث ، أستراليا (حيث كان منصب والدها الحكومي الحالي قد أخذ الأسرة) ، في مشروع لتحديد ما إذا كان إصلاح الحمض النووي قد تأثر لدى الأشخاص المصابين بالحثل العضلي ، يبدو أنها أغلقت نفورها من العلم.

    ولكن حدث تحول غير متوقع في كلية الدراسات العليا بجامعة كورنيل. تقول: "عندما كنت في المدرسة العليا ، بدأت أحب العلوم".
    أكملت Sehgal عملها بعد الدكتوراه من 1988 إلى 1993 في جامعة روكفلر. كان هناك ، وفقًا لسيرتها الذاتية HHMI ، بالعمل مع مايكل يونغ ، حيث بدأت عملها بإيقاعات الساعة البيولوجية.

    اليوم ، المرأة الشابة التي لم تكن تريد في البداية أي علاقة بالعلوم هي رئيسة مختبر يحمل اسمها ، وتقود فريقًا من الباحثين البارعين الذين يدرسون الأساس الجزيئي للسلوك مع التركيز بشكل كبير على إيقاعات الساعة البيولوجية.

    دراسة إيقاعات الساعة البيولوجية ليست سوى واحدة من اهتمامات Sehgal. يدرس المختبر أيضًا توازن النوم. وتقول: "يتعلق هذا بالحاجة إلى النوم - لماذا نحتاج إلى النوم ، وكيف يتم تلبية ذلك ، وما الذي يتحكم في مقدار النوم". "من المهم التمييز بين إيقاعات الساعة البيولوجية والتحكم اليومي في النوم ، والذي يفسر أساسًا توقيت النوم ، والتنظيم المتماثل للنوم. يتعلق الأخير بكمية النوم وجودته ، والأزمة التي يمر بها المرء عندما لا ينام ".

    التوقيت هو كل شيء

    يتفاعل Sehgal مع طالبة الدراسات العليا كريستين دوبوي.

    يعد الوقت والتزامن عنصرًا مهمًا في بحث Sehgal ، وله آثار على الحياة اليومية بخلاف نوعية النوم. في رأيها - فيما يتعلق بتدريبها في علم الأحياء - يجب أن يكون كل جانب من جوانب الحياة البشرية متزامنًا.

    "من المهم أن تكون العمليات الفسيولوجية متزامنة مع الدورة البيئية ومع بعضها البعض" ، كما تقول. "من أجل الصحة المثلى ، يجب أن يتم توقيت كل شيء - مثل النوم وتناول الطعام وتوصيل الأدوية - بشكل مناسب. نعلم أيضًا أن إيقاعات الساعة البيولوجية يمكن أن تختلف من شخص لآخر. يمكن أن يؤثر أخذ ذلك في الاعتبار عند تعيين الوظائف وجدول العمل بشكل كبير على الإنتاجية ".

    بالنسبة لمستقبل أبحاث النوم ، يتوقع Sehgal أن يكون للباحثين فهم أعمق للنوم والعمليات البيولوجية الأخرى. تقول: "أعتقد أن النوم سيرتبط بالمزيد والمزيد من العمليات الفسيولوجية". حتى وقت قريب ، كانت أبحاث النوم شديدة التركيز على الدماغ. الآن نحن ندرك أن النوم وثيق الصلة بعملية التمثيل الغذائي. في المستقبل ، سنرى روابط آلية لعمليات أخرى ".

    العمل على ملف تعريف Amita Sehgal جعل C.A. يشعر Wolski بالحنين إلى أيامه الخاصة وهو ينغمس في العلوم السلوكية - كانت دراساته العليا مدعومة بالسلوك المعرفي - وهو يتطلع إلى اكتشاف الدكتور Sehgal التالي.

    1. Hunter-Ensor M، Ousley A، Sehgal A. تنظيم بروتين ذبابة الفاكهة يقترح Timeless آلية لإعادة ضبط الساعة اليومية بالضوء. زنزانة. 8 مارس 1996 84 (5): 677-85.
    2. Cavanaugh DJ ، Geratowski JD ، و Wooltorton JRA ، و Spaethling JM ، و Hector CE ، و Zheng X ، و Johnson EC ، و Eberwine JH ، و Sehgal A. تحديد دائرة الإخراج اليومية للراحة: إيقاعات النشاط في ذبابة الفاكهة. زنزانة. 24 أبريل 2014157 (3): 689-701.


    العوامل الخارجية التي تؤثر على إفراز هرمون البنكرياس

    التمثيل الغذائي & # x02013cAMP اقتران

    يُعد اقتران التحفيز وإفراز الجلوكوز نموذجًا ثابتًا لإفراز الأنسولين من خلايا & # x003b2 ويتضمن مجموعة كبيرة ومتنوعة من المُعدِّلات التي تحفز إفراز الأنسولين المحفز بالجلوكوز أو تحفزه أو تمنعه ​​، وذلك بشكل أساسي من خلال المستقبلات المقترنة ببروتين G (GPCRs) ). العامل الخارجي الأكثر تقليدية الذي يبدأ إفراز الأنسولين هو الجلوكوز.بالإضافة إلى وظيفة الزناد ، يحفز الجلوكوز أيضًا مسارات تضخّم إفراز الأنسولين من خلال اقتران التمثيل الغذائي- cAMP (الأدينوزين أحادي الفوسفات الدوري) أو هرمونات incretin التي تشبه الببتيد الشبيه بالجلوكاجون (GLP) -1 والببتيد الموجه للأنسولين المعتمد على الجلوكوز (GIP). 31 التمثيل الغذائي & # x02013cAMP اقتران يشير إلى سلسلة الإشارات التي تحدث بعد تحويل ATP ، الذي يتم إنشاؤه أثناء استقلاب الجلوكوز داخل الخلايا ، إلى cAMP بواسطة adenylate cyclase (AC) ، 53 والذي بدوره ينشط بروتين كيناز A (PKA) 54 و cAMP- عوامل تبادل نيوكليوتيدات الجوانين المنظمة ، والتي يشار إليها أيضًا باسم تبادل البروتين الذي يتم تنشيطه مباشرة بواسطة cAMP (Epac) 2. 55 ، 56 على الرغم من أن تنشيط Epac2 يضخم إفراز الأنسولين عن طريق تعبئة الكالسيوم من المخازن الداخلية لزيادة مستويات Ca 2 & # x0002b 57 ، 58 وعن طريق التحكم في كثافة الحبيبات بالقرب من غشاء البلازما ، 59 المنشط PKA يمارس تأثيره عن طريق تعديل K.ATP- نشاط القناة 60 و 61 وقناة الكالسيوم 62 ، 63 من خلال الفسفرة ، مما يعزز عدد الحبيبات المحتوية على الأنسولين عالية الحساسية من الكالسيوم 2 & # x0002b واحتمال إطلاق حويصلات إفرازية من البركة القابلة للإفراز بسهولة ، 65 على التوالي.

    الإنكريتين GLP-1 و GIP

    الهرمونات المشتقة من الأمعاء GLP-1 و GIP ، والتي تفرز من الخلايا الصماء المعوية L 66 و K ، 67 على التوالي ، على الجلوكوز ، 66 ، 68 الفركتوز ، 69 الأحماض الأمينية 70 والحمض الدهني الحر (FFA) 71 ، 72 الابتلاع ، يحفز أيضًا إفراز الأنسولين من خلال ما يسمى تأثير incretin. يصف هذا التأثير الملاحظة التي تشير إلى أن الجلوكوز الذي يتم تناوله عن طريق الفم ، ولكن ليس عن طريق الوريد ، يعزز إفراز الأنسولين عن طريق تحفيز إفراز GLP-1 و GIP 73 ، 74 ، 75 ، وقد تكون القوة الناتجة لإفراز الأنسولين مسؤولة عن 50 & # x00025 من إجمالي الإطلاق. تتضمن الآلية الأساسية ربط GLP-1 و GIP بـ GPCRs (GLP-1R و GIPR) ، وكلاهما يتم التعبير عنه في خلايا البنكرياس & # x003b2. 76 يؤدي الارتباط إلى تغيير تكوين في بنية المستقبلات ، يليه تبادل غوانوزين ثنائي فوسفات لغوانوزين ثلاثي الفوسفات والتفكك اللاحق لـ Gس& # x003b1- الوحدة الفرعية من المستقبلات. هذه الوحدة الفرعية ، بدورها ، تنشط محلقة الأدينيلات لتحويل ATP إلى cAMP ، وبالتالي تحفيز مسار إشارات cAMP الموصوف أعلاه. 77 ، 78 ، 79 ، 80 ، 81 ، 82 علاوة على ذلك ، يزيد GLP-1 من تركيزات الكالسيوم داخل الخلايا عن طريق تعبئة Ca 2 & # x0002b من المتاجر الحساسة للريانودين 83 ، 84 أو ، على غرار GIP ، من خلال العمل على الكالسيوم المعتمد على الجهد 2 & # x0002b - القنوات ، 85 مما يزيد من إفراز الأنسولين. 85 ، 86 ، 87 أظهرت الدراسات الحديثة أيضًا أن ناهضات GLP-1R ، مثل exendin-4 88 ، تحفز الفسفرة بوساطة PKA لـ Snapin أو Synaptotagmin-7 ، والذي بدوره يعزز GSIS بواسطة Snapin الذي يتفاعل مع SNAP-25 89 أو من خلال تعزيز إفراز الأنسولين المحتوي على الجلوكوز والكالسيوم 2 & # x0002b. 90

    الأحماض الدهنية الحرة

    لا تحفز الأحماض الدهنية الأحيائية إفراز الإنكريتين فحسب ، بل تُعرف أيضًا بقدرتها على تعديل إفراز الأنسولين من خلال استقلاب الأحماض الدهنية. على الرغم من أن الأحماض الدهنية الأساسية طويلة السلسلة تزيد من إفراز الأنسولين ، إلا أن الأحماض الدهنية الأحيائية قصيرة السلسلة تمنعه. يؤدي الارتباط والتفاعل اللاحق بين FFAs طويلة السلسلة مع مستقبلات الأحماض الدهنية الحرة المقترنة بالبروتين G (FFAR) 1 في خلايا البنكرياس & # x003b2 إلى تنشيط phospholipase C. PLC ثم تحلل الفوسفاتيدينوسيتول-4،5- ثنائي الفوسفات (PIP2) إلى diacylglycerol و inositol-1،4،5-triphosphate (IP3) ، مع الالتحام الأخير على قناة الكالسيوم في الشبكة الإندوبلازمية. يؤدي الإطلاق اللاحق لـ Ca 2 & # x0002b في العصارة الخلوية إلى زيادة تركيز Ca 2 & # x0002b داخل الخلايا ، مما يؤدي في النهاية إلى إفراز الأنسولين. 91 ، 92 ، 93 ، 94 على النقيض من ذلك ، تمنع الأحماض الدهنية الأساسية قصيرة السلسلة إفراز الأنسولين المحفز بالجلوكوز بسبب انخفاض أكسدة الجلوكوز وانخفاض نسبة ATP / ADP لاحقًا. 95 مثبط آخر لإفراز الأنسولين هو الإجهاد ، وتحديداً النوربينفرين (النورأدرينالين) الذي ينتج استجابة للإجهاد. 96 يرتبط Norepinephrine بـ & # x003b12- مستقبلات الأدرينالية ، المرتبطة بـ GPCRs ، مما يؤدي إلى تثبيط AC وكذلك في فرط الاستقطاب. هذا يمنع زيادة تركيز Ca 2 & # x0002b العصاري الخلوي وبالتالي إفراز الأنسولين. 97 ، 98


    المرض على أنه اختلال التوازن الاستتبابي

    إذا تأثرت حلقات التغذية الراجعة الإيجابية والسلبية أو تغيرت ، يمكن أن يحدث اختلال التوازن الاستتبابي والمضاعفات الناتجة.

    أهداف التعلم

    تحليل المرض نتيجة عدم التوازن الاستتبابي

    الماخذ الرئيسية

    النقاط الرئيسية

    • تنجم العديد من الأمراض عن عدم التوازن ، وعدم قدرة الجسم على استعادة بيئة داخلية وظيفية ومستقرة.
    • الشيخوخة هي مصدر عدم التوازن الاستتبابي حيث تفقد آليات التحكم في حلقات التغذية الراجعة كفاءتها ، مما قد يؤدي إلى فشل القلب.
    • تشمل الأمراض التي تنجم عن عدم التوازن الاستتبابي فشل القلب والسكري ، ولكن توجد العديد من الأمثلة الأخرى.
    • يحدث مرض السكري عندما تصبح آلية التحكم في الأنسولين غير متوازنة ، إما بسبب نقص الأنسولين أو لأن الخلايا أصبحت مقاومة للأنسولين.
    • الاستتباب هو قدرة النظام على تنظيم بيئته الداخلية من خلال الحفاظ على مجموعة ثابتة وثابتة نسبيًا من الخصائص مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة.

    الشروط الاساسية

    • التوازن: قدرة نظام أو كائن حي على ضبط بيئته الداخلية للحفاظ على توازن مستقر ، مثل قدرة الحيوانات ذوات الدم الحار على الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم.
    • داء السكري: مجموعة من الأمراض الأيضية التي يكون فيها الشخص أو الحيوان يعاني من ارتفاع نسبة السكر في الدم بسبب عدم القدرة على إنتاج الأنسولين أو التمثيل الغذائي له أو الاستجابة له.
    • تنظيم نسبة السكر في الدم: يتم تنظيم التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون بواسطة الأنسولين ، وهو هرمون ينتجه البنكرياس.

    ما هو المرض؟

    المرض هو أي فشل في الوظيفة الفسيولوجية الطبيعية يؤدي إلى أعراض سلبية. في حين أن المرض غالبًا ما يكون نتيجة عدوى أو إصابة ، فإن معظم الأمراض تنطوي على تعطيل التوازن الطبيعي. أي شيء يمنع ردود الفعل الإيجابية أو السلبية من العمل بشكل صحيح يمكن أن يؤدي إلى المرض إذا أصبحت آليات التعطيل قوية بما فيه الكفاية.

    الشيخوخة مثال عام على المرض نتيجة عدم التوازن في التوازن. مع تقدم الكائن الحي ، يؤدي إضعاف حلقات التغذية الراجعة تدريجياً إلى بيئة داخلية غير مستقرة. هذا النقص في الاستتباب يزيد من خطر الإصابة بالمرض وهو مسؤول عن التغيرات الجسدية المرتبطة بالشيخوخة. فشل القلب هو نتيجة لآليات التغذية الراجعة السلبية التي تغمرها ، مما يسمح لآليات التغذية الراجعة الإيجابية المدمرة بالتعويض عن آليات التغذية الراجعة الفاشلة. يؤدي هذا إلى ارتفاع ضغط الدم وتضخم القلب ، والذي يصبح في النهاية متصلبًا جدًا لضخ الدم بشكل فعال ، مما يؤدي إلى فشل القلب. يمكن أن يكون قصور القلب الحاد قاتلاً.

    مرض السكري: مرض فشل التوازن

    يعد مرض السكري ، وهو اضطراب استقلابي ناتج عن زيادة مستويات الجلوكوز في الدم ، مثالًا رئيسيًا على المرض الناجم عن فشل التوازن. في الظروف المثالية ، يجب أن تمنع آليات التحكم المتماثل حدوث هذا الخلل. ومع ذلك ، في بعض الأشخاص ، لا تعمل الآليات بكفاءة كافية أو أن كمية الجلوكوز في الدم أكبر من أن تتم إدارتها بشكل فعال. في هذه الحالات ، يكون التدخل الطبي ضروريًا لاستعادة التوازن ومنع تلف الأعضاء الدائم.

    تنظيم سكر الدم

    يحافظ جسم الإنسان على مستويات ثابتة من الجلوكوز طوال اليوم ، حتى بعد الصيام. خلال فترات الصيام الطويلة ، تنخفض مستويات الجلوكوز بشكل طفيف فقط. الأنسولين ينقل الجلوكوز إلى خلايا الجسم & # 8217s لاستخدامها في وظيفة التمثيل الغذائي الخلوي. تقوم الخلايا بتحويل الجلوكوز الزائد إلى مادة غير قابلة للذوبان تسمى الجليكوجين لمنعها من التدخل في عملية التمثيل الغذائي الخلوي. لأن هذا يؤدي في النهاية إلى خفض مستويات الجلوكوز في الدم ، يتم إفراز الأنسولين لمنع ارتفاع السكر في الدم (ارتفاع مستويات السكر في الدم). يؤدي هرمون آخر يسمى الجلوكاجون الوظيفة المعاكسة للأنسولين ، مما يتسبب في تحويل الخلايا للجليكوجين إلى جلوكوز وتحفيز إنتاج الجلوكوز الجديد (استحداث السكر) لرفع مستويات السكر في الدم. ردود الفعل السلبية بين مستويات الأنسولين والجلوكاجون تتحكم في توازن السكر في الدم.

    أسباب اضطراب الاستتباب

    لا ينتج الأشخاص المصابون بداء السكري من النوع الأول الأنسولين بسبب تدمير المناعة الذاتية للخلايا المنتجة للأنسولين ، بينما يعاني الأشخاص المصابون بداء السكري من النوع 2 من ارتفاع مزمن في مستويات الجلوكوز في الدم مما يسبب مقاومة الأنسولين. في مرض السكري ، يرتفع مستوى الجلوكوز في الدم عن طريق نشاط الجلوكاجون الطبيعي ، ولكن نقص الأنسولين أو مقاومته يعني أن مستويات السكر في الدم غير قادرة على العودة إلى وضعها الطبيعي. يؤدي هذا إلى تغيرات في التمثيل الغذائي تؤدي إلى ظهور أعراض مرض السكري مثل ضعف الأوعية الدموية وكثرة التبول. يُعالج مرض السكري عادةً بحقن الأنسولين ، والتي تحل محل ردود الفعل السلبية المفقودة لإفرازات الأنسولين الطبيعية.

    استتباب أيض الجلوكوز: توضح هذه الصورة عملية التمثيل الغذائي للجلوكوز على مدار اليوم. قد يصبح التوازن غير متوازن إذا كان البنكرياس شديد الإجهاد ، مما يجعله غير قادر على موازنة التمثيل الغذائي للجلوكوز. هذا يمكن أن يؤدي إلى مرض السكري.


    الفصل 57 - الكيمياء العصبية للنوم واليقظة

    يركز هذا الفصل على أنظمة الناقلات العصبية والمعدلات العصبية التي تسبب اضطرابات النوم عند تغييرها. يحدث النوم على شكل حالتين ، حركة العين السريعة (REM) وحركة العين غير السريعة (NREM) ، وهذه الحالات تختلف عن بعضها البعض مثل كل حالة عن اليقظة. يتأرجح نوم حركة العين غير السريعة ونوم الريم بتردد فوق راديوي. يتم تعديل التناوب بين النوم واليقظة من خلال النظام اليومي وعن طريق عمليات الاستتباب التي تنظم التعافي من تقييد النوم والحرمان. لا يزال يتعين اكتشاف القواعد الكيميائية العصبية لآليات الاستتباب التي تنظم النوم. جميع الثدييات المشيمية الأرضية لها حالات نوم وصفات مشابهة لتلك التي لدى البشر. لذلك ، فإن النماذج الحيوانية مفيدة في توفير نظرة ثاقبة للآليات الكيميائية العصبية والفيزيولوجية العصبية التي تولد النوم واليقظة. من المعروف الآن أن الأنظمة العصبية القادرة على توليد النوم تلعب دورًا في فقدان اليقظة التي تسببها أدوية التخدير ، وتتم مراجعة التطورات الحديثة المتعلقة بالتنظيم الكيميائي العصبي المشترك للنوم والتخدير بشكل انتقائي.


    مناقشة

    تكشف هذه النتائج عن العلاقات الأساسية بين مدة النوم وتوقيت النوم والأداء اليقظ الموضوعي واليقظة الذاتية والنعاس. على وجه التحديد ، تُظهر هذه البيانات أن مدة النوم القصيرة المزمنة ، في غياب اليقظة الممتدة ، تضعف الأداء السلوكي العصبي ، وأن هذه الإعاقات تزداد سوءًا أثناء الليل اليومي. كما لا يتم استرداد هذه العيوب خلال اليوم اليومي [الذي لاحظناه في بروتوكول آخر لتقييد النوم المزمن مع فترة استيقاظ ونوم أطول (5)] ، مما يشير إلى أن التأثير الضار من التراكم الاستتباري للمسؤولية الاجتماعية للشركات لا يمكن التغلب عليه بواسطة الساعة البيولوجية القوية. القيادة للاستيقاظ أثناء النهار (5). تختلف النتائج الحالية عن دراستنا بنفس النسبة 1: 3.3 ولكن 10 ساعات من فرص النوم (5) ، حيث لم يكن الأداء خلال اليوم اليومي مختلفًا بين ظروف المسؤولية الاجتماعية والتحكم ، وبالتالي تؤكد هذه النتائج على أهمية مدة النوم حتى في حالات المسؤولية الاجتماعية للشركات: 4.67 ساعة من فرصة النوم ليست كافية حتى للشفاء قصير المدى (أي لأول 6 ساعات بعد الاستيقاظ) من وظيفة السلوك العصبي كما تم العثور عليها أثناء CSR مع فرصة نوم لمدة 10 ساعات (5).

    تُظهر التفاعلات بين ساعات الاستيقاظ أو التحكم أو حالة المسؤولية الاجتماعية للشركات والتوقيت اليومي ودورة النبض (أي الوقت في البروتوكول) أن فترات النوم القصيرة قد تعمل بشكل حاد ومزمن من خلال ديون النوم المتكبدة. لقد أوضحنا سابقًا أن تقييد النوم لدى البشر يؤثر على عمليتين منفصلتين على الأقل تعملان على نطاقات زمنية مختلفة (5): واحدة مرتبطة بكل حلقة من فترات الاستيقاظ ، وواحدة عبر عدة حلقات من الاستيقاظ. في منشور سابق لدراسة تستخدم نفس تصميم FD والنوم: نسب الاستيقاظ ولكن فترات أطول بكثير من النوم واليقظة (أي 42.85 ساعة يوميًا مع 10 ساعات نوم ، 32.85 ساعة استيقاظ) لمدة 3 أسابيع تقويمية ، نقص حاد في النوم من تسببت نوبات اليقظة الممتدة في تدهور الأداء السلوكي العصبي مع مرور كل ساعة. كان من الأهمية بمكان أن هذه العملية الاستتبابية الحادة تمت إعادة ضبطها بسرعة من خلال كل فرصة نوم مدتها 10 ساعات ، واستعادة الأداء إلى المستويات الطبيعية لأول & # x0223c6 ساعة بعد الاستيقاظ (قبل بدء التدهور). ومع ذلك ، على الرغم من هذا الانتعاش السريع لفقدان النوم الحاد من فرص النوم الطويلة (عودة الأداء بشكل عابر إلى مستويات الراحة) ، استمرت تأثيرات المسؤولية الاجتماعية للشركات في الظهور طوال تلك التجربة بعد & # x0201cnormal & # x0201d المستويات التي لوحظت في الساعات القليلة الأولى بعد الاستيقاظ ، تدهور الأداء اليقظ لكل ساعة إضافية يقضيها مستيقظًا ، مع زيادة معدل الاضمحلال مع استمرار المسؤولية الاجتماعية للشركات (5). في تصميمات FD الأخرى ذات أطوال نهارية مختلفة ، بما في ذلك اليقظة الممتدة (18) أو الاستيقاظ ونوبات النوم الأقصر من البروتوكول الحالي (19) ، هناك تقارير مماثلة عن ضعف الأداء ، خاصة خلال الليل اليومي. ومع ذلك ، فقد اختلفت هذه التقارير عن دراستنا في ثلاث سمات أساسية: التعرض لفترة أقصر بكثير للنوم غير الكافي مقارنة بالبروتوكول الحالي (على سبيل المثال ، استمر لدورة واحدة فقط) ، ودرس الذكور فقط ، وقدمت بيانات محدودة عن مقدار النوم الذي حصل عليه الأفراد بالفعل قبل البدء. الدراسة ، لذلك لم يتم توثيق ما إذا كان الأفراد قد دخلوا في جزء FD (كل من التحكم وقيد النوم) مع أي CSR مفروض ذاتيًا (18 ، 19). النتائج الحالية توازي هذه النتائج السابقة وتوسعها ، وتشير إلى أن اليقظة الممتدة ليست ضرورية لانخفاض اليقظة في الأداء أثناء تقييد النوم. اقترح العمل الأخير أن هذه الانخفاضات في الأداء أثناء تقييد النوم الحاد قد تكون بسبب التغيرات الإقليمية في استجابة الدماغ عبر الوقت المستيقظ والمراحل اليومية المختلفة (20). قد تكون الحساسية المتزايدة للتأثيرات السلوكية لكل ساعة إضافية يقضيها مستيقظًا بعد التعرض المزمن لتقييد النوم ناتجة عن زيادة كثافة مستقبلات الأدينوزين ، كما هو مقترح في النماذج الحيوانية (21 ، 22) والنمذجة الرياضية (22) ومع ذلك ، هذا هو لم يتم استكشافها بعد في البشر. ومع ذلك ، ما إذا كانت تأثيرات تقييد النوم ناتجة عن عدم التوازن الاستتبابي بين كميات النوم واليقظة التي تؤدي إلى تحول في نقطة ضبط الاستتباب ، أو إلى آليات مفترضة أخرى ، فهذا موضوع نقاش مفتوح في هذا المجال (22 ، 23) ، على الرغم من أن النتائج في المخطوطة الحالية تساهم بمجموعة مهمة من البيانات في هذا النقاش. علاوة على ذلك ، تشير النتائج التي توصلنا إليها عن عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية في SWS ، وهي علامة لعملية التماثل الساكن للنوم الحاد (24) ، إلى أن التبديد غير الكامل للنوم & # x0201cpressure & # x0201d قد لا يتسبب في ضعف الأداء في حالة المسؤولية الاجتماعية للشركات. من المهم تسليط الضوء على أن هذا البروتوكول لم يتضمن الحرمان من النوم (على سبيل المثال ، كانت أطوال الاستيقاظ القصوى هي & # x0003c17 ساعة) وتضمنت عدم التزامن اليومي المزمن ، على الرغم من عدم العثور على عدم التزامن اليومي المزمن للحث على ضعف تراكمي في هذا التحكم المجموعة أو في ظروف التحكم في عدم التزامن القسري الموسعة الأخرى (5).

    النتائج التي توصلنا إليها بشأن انخفاض الأداء خلال النهار والليل على حد سواء جديرة بالملاحظة ، حيث تم إجراء تقارير سابقة عن جرعة & # x02013 استجابة للنوم غير الكافي المزمن في دورة قياسية ليلا ونهارًا مدتها 24 ساعة و / أو استيقاظ ممتد. في دورة قياسية ليلا ونهارًا مدتها 24 ساعة ، ترتبط التخفيضات المجدولة في مدة النوم (على سبيل المثال ، 3 أو 4 أو 5 أو 6 أو 7 ساعات من النوم في الليلة) بالضرورة بالتمديد في مدة الاستيقاظ (على سبيل المثال ، 21 ، 20 ، 19 أو 18 أو 17 ساعة من الاستيقاظ يوميًا ، على التوالي). في الواقع ، فان دونجن وآخرون. (6) خلص إلى أن إطالة اليقظة كانت مسؤولة بشكل أساسي عن التدهور الملحوظ في الأداء. كانت إحدى الميزات المبتكرة لدراستنا هي قرار استخدام دورة ليلية + 20 ساعة. مكننا ذلك من دراسة قيود النوم المستمرة (باستخدام نوبات نوم قصيرة 4.67-h) دون تعريض المشاركين لنوبات طويلة من اليقظة (نظرًا لأن جميع حلقات الاستيقاظ كانت طولها 15.33 ساعة) ، مع مراعاة المرحلة اليومية في الوقت نفسه ، وهو تأثير مربك لـ CSR . في دراستنا ، التي استخدمت دورة الليل والنهار 20 ساعة ، تم إلغاء تزامن دورة النوم واليقظة # x02013 مع إيقاعات الساعة البيولوجية الأساسية ، مما يسمح لنا بتمييز تأثيرات إيقاعات الساعة البيولوجية على الأداء من تلك الناتجة عن طول فترة الاستيقاظ. لذلك ، يمكننا تقييم تأثيرات الأداء خلال اليوم اليومي (أي أوقات الاستيقاظ المعتادة) والساعة البيولوجية & # x0201cnight & # x0201d (أي أوقات النوم المعتادة). درست الجرعة السابقة ودراسات الاستجابة # x02013 (6 ، 7) الأفراد فقط وأداء # x02019 خلال اليوم اليومي. نظهر أن انخفاض الأداء يكون أكبر بكثير خلال الليل اليومي مقارنة باليوم اليومي. قد يؤدي الفشل في تقييم تأثير المسؤولية الاجتماعية للشركات في هذه المرحلة اليومية الأكثر ضعفًا إلى تقويض تعميم العمل السابق.

    قد تبرز ملاحظاتنا أيضًا أهمية فترات النوم الأطول ، بدلاً من جدول & # x0201csplit للنوم & # x0201d (حيث يكون للفرد نوبتان نوم خلال 24 ساعة) ، بغض النظر عن طول فترة الاستيقاظ. تم اقتراح جداول النوم المنقسمة كإستراتيجية لمكافحة انخفاض الأداء المرتبط بالنوبات الليلية أو عدم القدرة على الحصول على مدة كافية من النوم الموحد ، مع تقارير عن ضعف محدود في الأداء أثناء جداول النوم المقسمة (25 ، 26). ومع ذلك ، فإن التعرض المزمن لفترات النوم المقسمة ، مع كميات محدودة من النوم مماثلة لتلك التي تم اختبارها في البروتوكول الحالي ، لم يتم تقييمها مسبقًا. في دراسة حول جداول النوم المنقسمة تحت قيود النوم ، مولليكون وآخرون. وجد (27) أن انخفاض الأداء حدث كدالة لمقدار النوم الإجمالي لكل 24 ساعة ، مع انخفاض النوم لكل 24 ساعة مما يؤدي إلى تدهور الأداء. ومع ذلك ، فإن فترات اليقظة القصوى في هذا التقرير تتكون من 9.7 ساعة ، ولم يتم قياس الأداء خلال الليل اليومي ، وتم الحفاظ على الجدول الزمني لمدة 10 أيام فقط (27). في هذه الدراسة ، كانت فترات اليقظة القصوى أطول ببضع ساعات وتضمنت قياسات في جميع مراحل الساعة البيولوجية. علاوة على ذلك ، ظهرت الاختلافات في متوسط ​​أداء RT بين ظروف التحكم وظروف المسؤولية الاجتماعية للشركات فقط خلال دورة الضرب الثانية (بعد حوالي أسبوعين تقويميين من التعرض) لذلك ، قد تؤدي جداول النوم قصيرة المدى طويلة المدى إلى إضعاف الأداء ، في حين أن جداول النوم قصيرة المدى قد تضعف الحفاظ على الأداء عندما يكون النوم لفترة أطول غير ممكن (28 ، 29).

    من المهم أيضًا ملاحظة أنه لا توجد فروق في اليقظة الذاتية أو النعاس بين ظروف التحكم وظروف المسؤولية الاجتماعية للشركات في هذه التجربة ، وقد يكون هذا الفصل بين اليقظة الذاتية أو النعاس والأداء الموضوعي ضارًا بالسلامة أثناء العمل أو الأنشطة اليومية (أي القيادة) عند قد يشعر الفرد باليقظة / ليس بالنعاس & # x02014 وبالتالي يقرر مواصلة العمل أو الأنشطة دون مزيد من النوم أو الإجراءات المضادة & # x02014 ومع ذلك يعاني من ضعف في الأداء. قد يكون هذا ذا أهمية خاصة لأفراد محددين ، لأن هذا التفكك قد يكون ثابتًا داخل الأفراد (30) ويمكن أن يتفاقم إذا كانت المهمة تتطلب عملاً بدنيًا (31). وبالتالي ، فإن فشل الفرد & # x02019 في التعرف على الضعف هو مصدر قلق للسلامة العامة.

    تكشف هذه البيانات عن التفاعلات الأساسية بين النوم ، والنظام اليومي ، والأداء السلوكي العصبي ، واليقظة الذاتية والنعاس ، وتفرض إعادة النظر في أسباب ضعف الأداء المرتبط بنقص النوم. لم يتم تصميم الدراسة الحالية لتقليد الظروف الدقيقة التي يحدث فيها تقييد النوم المزمن في الحياة اليومية بدلاً من ذلك ، فقد تم تصميمها لتوضيح الظواهر الفسيولوجية التي يمكن أن تكون أساسًا للدراسات والتدخلات المستقبلية. ومع ذلك ، فإن النتائج التي توصلنا إليها لها آثار على ملايين الأفراد الذين يحصلون بشكل مزمن على قسط كافٍ من النوم ، وعدد كبير من السكان الذين يعملون أثناء الليل البيولوجي ، وكل واحد منا يعتمد على الأفراد الذين يعملون في مهن أو أنشطة حساسة للسلامة ولم يحصلوا على قسط كافٍ من النوم. .


    الفصل 13 - إجهاد طاقم الطائرة ، والحاجة إلى النوم والإيقاع اليومي

    لا يمكن التخلص من الإرهاق من عمليات الطيران بسبب متطلبات الجدول الزمني المتأصلة لسفر ناقل الحركة ، والجداول الزمنية غير المنتظمة وغير المتوقعة ، وأيام العمل الطويلة ، وأوقات التقارير المبكرة ، والرحلات الليلية ، وتقليل فرص النوم. تؤدي العديد من ممارسات صناعة الطيران التجاري إلى الإرهاق من خلال فقدان النوم واختلال الساعة البيولوجية في أطقم الرحلات. لذلك ، هناك حاجة لتطوير مناهج صالحة علميًا لإدارة التعب للتخفيف من فقدان النوم ، وتعزيز اليقظة خلال فترات العمل الممتدة والتعامل مع العوامل اليومية التي تساهم بشكل أساسي في حوادث الطيران المرتبطة بالإرهاق والحوادث. يبدأ هذا الفصل بمراجعة العمليات الاستتبابية والبيولوجية التي تنظم النوم والتعب واليقظة. بناءً على هذه المادة التأسيسية ، يتم تقديم أدلة لإثبات كيف يساهم فقدان النوم واختلال الساعة البيولوجية بشكل كبير في الإرهاق ومخاطر الأداء في عمليات الرحلات القصيرة والطويلة المدى والطويلة المدى. ويختتم الفصل بمناقشة مناهج الجدولة وتطبيق الإجراءات المضادة وأنظمة وتقنيات إدارة الإجهاد التي يمكن استخدامها مجتمعة كجزء من نهج شامل لضمان تقليل التعب بشكل فعال في عمليات الطيران التي تتمحور حول الإنسان.


    2021-2022 كتالوج أكاديمي

    يقدم هذا المقرر الدراسي للطلاب أساسيات علم الأحياء البشرية من الجزيئات والخلايا إلى أنظمة الأعضاء وحتى السكان. سيركز الطلاب على بنية ووظيفة أجهزة الأعضاء البشرية الرئيسية ، بما في ذلك الجهاز العضلي الهيكلي والجهاز العصبي والمناعة والجهاز الهضمي والقلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي والبولي والغدد الصماء. سيتعلم الطلاب أيضًا عن التغذية والأمراض البشرية بما في ذلك مرض السكري والسرطان وعلم الوراثة. ستنظر هذه الدورة متعددة التخصصات في الآثار الاجتماعية للقضايا البيولوجية البشرية الحالية.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    ملاحظات الدورة: BIOL الكبرى لا ائتمان

    بيول 112 - بيولوجيا بيئية

    علم البيئة والتطور وتنوع الحياة مع التركيز على النتائج البيئية العملية للأنشطة البشرية. يركز المختبر على المشاريع التجريبية للطلاب المفتوحة. الرحلات الميدانية إلى المواقع ذات الأهمية. محاضرة ومناقشة ومختبر. ليس لائتمان كبير في علم الأحياء.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    ملاحظات الدورة: BIOL الكبرى لا ائتمان

    البيول 113 - طبيعة العلم

    استكشاف الاستفسار العلمي وكيفية استخدامه لدراسة العالم الطبيعي وحل المشكلات. القضايا المعاصرة مثل تغير المناخ والتنوع البيولوجي والصحة العامة هي أساس الأنشطة والمناقشات الصفية. يكتسب الطلاب خبرة في المنهجية والممارسة العلمية ، ويجدون ويقيمون المعلومات حول العلوم والطب ، ويحللون البيانات العلمية ، ويفحصون دور العلم في سياق اجتماعي. يفي بمتطلبات التعليم العام للعلوم الطبيعية. دورة غير معملية.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات المقرر الدراسي: أو أعلى ، لا يوجد رصيد لتخصصات العلوم.

    بيول 123 - علم التشريح وعلم الأمواج 1

    علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء (1) يغطي الأنظمة الغشائية والهيكلية والعضلية والعصبية ، بما في ذلك الارتباط بين بنية ووظيفة أنظمة الأعضاء المختلفة. المبدأ الأساسي الأساسي الذي تمت مناقشته هو التوازن ، وسيتم أيضًا مناقشة الحالات المرضية المختلفة وأسبابها لكل نظام. سيتم تعزيز المواد التي يتم تدريسها في المحاضرة في المختبر باستخدام التجارب التي صممها الطلاب والعروض التوضيحية ودراسة مفصلة للنماذج والعينات المحفوظة.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    ملاحظات الدورة: يجب أن تأخذ محاضرة BIOL 123 والمختبر في وقت واحد

    بيول 124 - علم التشريح وعلم الأمواج II

    علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء 2 يغطي الغدد الصماء والدورة الدموية والجهاز الليمفاوي والجهاز التنفسي والجهاز الهضمي والبولي والتناسلي ، بما في ذلك الارتباط بين بنية ووظيفة أنظمة الأعضاء المختلفة. المبدأ الأساسي الأساسي الذي تمت مناقشته هو التوازن ، وسيتم أيضًا مناقشة الحالات المرضية المختلفة وأسبابها لكل نظام. سيتم تعزيز المواد التي يتم تدريسها في المحاضرة في المختبر باستخدام التجارب التي صممها الطلاب والعروض التوضيحية ودراسة مفصلة للنماذج والعينات المحفوظة.

    ملاحظات الدورة: يجب أن تأخذ BIOL 124 محاضرة ومختبر في وقت واحد.

    بيول 151 - مقدمة في استفسار علمي أساسي

    يعرّف هذا المساق الطلاب بالمفاهيم الحالية والتقنيات الأساسية في علم الأحياء الحديث. سيتم تعريف الطلاب أيضًا بالأدبيات العلمية ، وكتابة تقارير علمية قصيرة ، والتفكير النقدي ، وفرصة العمل مع ما لا يقل عن خمسة من أعضاء هيئة التدريس في علم الأحياء في المختبر أو البيئات الميدانية.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات الدورة: برنامج Science Summer Bridge - ، يجب أن يكون لديه موافقة مستشار للتسجيل.

    بيول 201 - البيولوجيا العضوية

    المبادئ البيولوجية المتعلقة بمستوى الكائن الحي من التعقيد. الأنسجة والأعضاء وأنظمة الأعضاء في فسيولوجيا تطوير الهيكل والوظيفة وعلم الوراثة التمهيدي. محاضرة ومختبر ومناقشة.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    BIOL 202 - البيئة والتطور والوراثة

    المبادئ البيولوجية المتعلقة بمستويات التنظيم السكاني. تشمل الموضوعات مقدمة عن البيئة والمحيط الحيوي وآليات التطور وعلم الوراثة التمهيدي. محاضرة ومختبر ومناقشة.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    221 بيول - علم الحركة

    علم الحركة هو دراسة حركة الإنسان مع التركيز على آليات الحركة وكيفية استجابة جسم الإنسان للحركة والتمرين. ستوفر هذه الدورة لمحة عامة عن المكونات الثلاثة الرئيسية لعلم الحركة: فسيولوجيا التمرين ، والميكانيكا الحيوية ، والتحكم في المحركات وتطويرها. تشمل الموضوعات مقدمة عن تأثيرات الإجهاد الناجم عن التمرينات على الجسم وأنظمة الأعضاء ، والميكانيكا الحيوية للعضلات الهيكلية ، وتنظيم العضلات والتحكم فيها عن طريق الجهاز العصبي ، وكيف تتطور هذه الأنظمة منذ الولادة وحتى سن البلوغ.

    السمات: العلوم الطبيعية

    بيول 242 - سلوك الحيوان

    الأسس التطورية والتنموية والبيئية لسلوك الحيوان. التركيز على الطيور والثدييات. الاتصال واتخاذ القرار والتحفيز والتعلم والذاكرة والسلوك الاجتماعي وأنظمة التزاوج. انظر نفسية 242.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات الدورة التدريبية: يمكن للطلاب الحاصلين على BIOL 111 أو PSYC 103 الالتحاق بالدورة التدريبية بموافقة المعلم.

    بيول 301 - البيولوجيا الخلوية والأمبيرية

    المبادئ البيولوجية المتعلقة بمستويات التنظيم الخلوية وشبه الخلوية. تشمل الموضوعات الكيمياء الحيوية التمهيدية ، وبيولوجيا الخلية والبنية التحتية الدقيقة ، وعلم وظائف الخلايا. يتضمن المختبر طرق الاستنساخ. محاضرة ومختبر ومناقشة.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    بيول 302 - التنوع والتطور

    داروين ، أصل الأنواع ، التطور من خلال الانتقاء الطبيعي ، علم الوراثة السكانية ، الانتواع ، تاريخ الأرض ، تطور الحياة عبر العصور ، الأصول البشرية. مفتوح لغير ماجور معدة جيدًا.

    السمات: العلوم الطبيعية

    بيول 304 - علم الأنسجة والبنية الفوقية

    علم الأنسجة هو دراسة التشريح المجهري للخلايا والأنسجة والأعضاء كما يُرى من خلال المجهر. يدرس الارتباط بين التركيب والوظيفة ، ويناقش هذا المقرر تحضير الأنسجة للفحص المجهري ، وأنواع مختلفة من الفحص المجهري ، والكيمياء الهيستولوجية المناعية ، وتفسير أقسام الأنسجة.

    ملاحظات المقرر: or instr. موافقة.

    بيول 314 - البيئة الكمية والمحافظة عليها

    تصميم تجارب بيئية للإجابة على الأسئلة الحرجة حول تغير المناخ والتحضر وعمليات النظام البيئي والحفظ. تعتمد هذه الدورة على المهارات مع التركيز على التصاميم التجريبية ، والتلاعب التجريبي ، والتأكيد على التحليلات الإحصائية ، والتمارين الميدانية والمخبرية المكثفة ، وكتابة التقارير العلمية. ستستعرض المحاضرات والمناقشات المعلومات الحالية حول تغير المناخ وعمليات النظام البيئي في سياق النماذج الحالية للحفظ العالمي. محاضرة ومختبر.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    315 بيول - علم البيئة

    التفاعلات بين الكائنات الحية وبين الكائنات الحية والبيئة. النمو السكاني ، والمنافسة ، والعلاقات بين المفترس والفريسة ، والتكافل ، وتنوع الأنواع ، والتشتت ، والتعاقب ، ودورات المغذيات ، وتدفق الطاقة عبر النظم البيئية. محاضرة ومناقشة ومشاريع ميدانية.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    المتطلبات الأساسية: BIOL 202 و MATH 217 (يمكن تناولها بشكل متزامن)

    بيول 318 - علم الأحياء

    تصميم وتحليل وتفسير البيانات البيولوجية باستخدام الإحصائيات.

    ملاحظات المقرر: or instr. موافقة

    بيول 322 - النبات

    دراسة مجموعات النباتات الرئيسية وتصنيفها وتصنيفها والتشريح المستخدم لتحديد الأنواع. سيتم التأكيد على الأهمية العرقية النباتية (مثل الاستخدامات الطبية) ، وعلم التشريح ، وعلم التشكل وبيئة الأنواع النباتية. ستتم مناقشة الأهمية البيئية والاقتصادية للأنواع العشبية والغازية في سياق النظام البيئي. سيتم تقديم مبادئ تصنيف نباتات البذور من قبل العائلات في الحقل وفي المعشبة في متحف فيلد.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    البيول 323 - البيولوجيا البحرية الاستوائية

    استكشاف الموائل الاستوائية ، البحرية والبرية على حد سواء ، من حيث البيولوجيا الأساسية والبيئة والتهديدات الحالية بسبب التنمية. يتم التركيز على الشعاب المرجانية ، بما في ذلك الغوص في ثاني أكبر حاجز للشعاب المرجانية في العالم قبالة Ambergris Caye في بليز ، مع وجود فرص لمراقبة الحياة البرية المتنوعة في هذا المجال. تشمل الرحلات الميدانية البرية الشواطئ ومستنقعات المنغروف والغابات الاستوائية النفضية. تؤكد الزيارات إلى أطلال حضارة المايا وحديقة حيوان بليز في البر الرئيسي على الروابط الثقافية المحلية بالبيئة.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية ، دراسة قائمة على السفر

    المتطلبات الأساسية: BIOL 324 (يمكن تناوله بشكل متزامن)

    ملاحظات الدورة التدريبية: مطلوب مقرر علمي سابق بالكلية أو موافقة مدرس.

    BIOL 324 - البيولوجيا البحرية

    القوى الفيزيائية والتنوع البيولوجي والوظيفة العضوية والتفاعلات البيئية التي تشكل البيئات البحرية. مبادئ بيولوجيا الخلية ، وعلم وظائف الأعضاء العضوي ، والميكانيكا الحيوية ، والبيئة المطبقة على المشاكل البيولوجية البحرية.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات الدورة التدريبية: يمكن اعتبار BIOL 323 ، علم الأحياء الاستوائية ، بمثابة مختبر لهذه الدورة التدريبية. دورة علوم جامعية سابقة بدرجة لا تقل عن C.

    325 بيول - علم الفيروسات

    هذا المقرر الدراسي هو لمحة عامة عن المبادئ الأساسية لعلم الفيروسات الحديث. سيكون التركيز الرئيسي على استراتيجيات التكاثر الفيروسي وهيكله من حيث صلته بالإمراضية والاستجابة المناعية للعدوى. سيتم إيلاء اهتمام خاص للبحوث الحالية التي يتم إجراؤها على الفيروسات البشرية ذات الصلة سريريًا.

    بيول 330 - الفسيولوجيا: ميكانيكا. والاضطرابات أمبير

    تعلم مقاربة علم وظائف الأعضاء البشرية من منظور طبي. يغطي هذا المساق الأنظمة الأساسية لجسم الإنسان من خلال التركيز على دراسات الحالة والتطبيقات الطبية ، مع التركيز على وظائف واضطرابات الجهاز الهضمي والتناسلي والدورة الدموية والجهاز العصبي.

    السمات: العلوم الطبيعية

    المتطلبات الأساسية: (BIOL 111 أو BIOL 112 أو BIOL 201) و (CHEM 100 أو CHEM 101 أو CHEM 201)

    البيول 332 - بيئية تلغراس بريري

    تم وصف البراري بأنها أكثر النظم البيئية المهددة بالانقراض في أمريكا الشمالية. هذه مقدمة موجهة ميدانيًا إلى البراري ، بما في ذلك استكشاف العمليات البيئية الفريدة الموجودة على مستويات السكان والمجتمع والنظام البيئي. سيتم إيلاء اهتمام خاص لنباتات البراري والحشرات والتربة والأنواع المهددة بالانقراض واستعادة البراري.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات الدورة: تشمل الرحلات الميدانية خارج الموقع.

    بيول 336 - مقدمة في علم الأعصاب

    السلوكيات المعقدة ممكنة بسبب الدماغ. هدفنا هو فهم هذا العضو المعقد وكيف يعمل للسماح للسلوك البشري. سيتم تغطية الأنظمة العصبية الأساسية (مثل النوم والتحفيز) ، والأداء القشري العالي (مثل اللغة والانتباه) ، وليونة الدماغ.

    السمات: العلوم الطبيعية

    بيول 337 - التغذية في أمريكا

    ستنظر هذه الدورة في فهمنا للتغذية وتأثيرها على الجسم من خلال عدسة الأوبئة المزدوجة للسمنة وانعدام الأمن الغذائي في أمريكا. سيتعلم الطلاب عن التأثيرات اللاجينية والميكروبيوم والفسيولوجية للنظام الغذائي من خلال الأدبيات الأولية والثانوية والمشاريع الجماعية. سيتعرف الطلاب أيضًا على التحديات التي ينطوي عليها مكافحة انعدام الأمن الغذائي وتحسين النظام الغذائي الأمريكي من خلال مكون تعلم الخدمة.

    السمات: العلوم الطبيعية

    المتطلبات الأساسية: (BIOL 301 (يمكن أن تؤخذ بشكل متزامن)) و (BIOL 123 (يمكن أن تؤخذ بشكل متزامن) أو BIOL 201 (يمكن أن تؤخذ بشكل متزامن))

    البيول 339 - الفسيولوجيا التطورية

    تعلم مقاربة فسيولوجيا الحيوان من منظور تطوري. يغطي هذا المقرر الآليات التي تؤدي بها الحيوانات وظائف الحفاظ على الحياة ، والتطور والأهمية التكيفية للسمات الفسيولوجية ، وتنوع الآليات الفسيولوجية ، وكيفية تفاعل علم وظائف الأعضاء مع البيئة. يتضمن المختبر تشريح ودراسة السمات الفسيولوجية في مجموعة متنوعة من الحيوانات المختلفة بالإضافة إلى تجارب حول الأهمية التكيفية للسمات.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    344 - علم الثدي

    ستُعقد هذه الدورة عادةً في متحف فيلد للتاريخ الطبيعي (طريق روزفلت وبحيرة شور درايف) من أجل الاستفادة من أحد متاحف التاريخ الطبيعي الأولى في العالم ومجموعات الثدييات. يستعرض المساق الأصول والعلاقات التطورية للثدييات ، بالإضافة إلى ترتيب الثدييات والشخصيات التي تحددها. تشمل الموضوعات الأخرى التي تمت مناقشتها استراتيجيات الإنجاب ، والسلوك الاجتماعي ، والحركة ، والتغذية ، والتواصل ، وأنماط التوزيع الجغرافي. ستتضمن كل جلسة صفية مدتها ساعتان محاضرة ومختبرًا صغيرًا باستخدام معروضات المتحف أو مجموعات العينات. مطلوب معرفة العمل الأساسية في علم التصنيف ، والتطور ، وعلم التشريح المقارن والمفاهيم التطورية.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات الدورة: ستعقد بعض الجلسات في المتحف الميداني للتاريخ الطبيعي

    بيول 350 - بيولوجيا السرطان

    يزود هذا المقرر الطلاب بمعرفة المبادئ الأساسية للبيولوجيا الجزيئية والخلوية للخلايا السرطانية. تم تصميم بيولوجيا السرطان لتوضيح الجوانب الأساسية لتطور السرطان ، ولمناقشة كيفية استخدام الأساليب الجينية الجزيئية للكشف عن العمليات الأساسية للتسرطن. تشرح المحاضرات والعروض التوضيحية دور عوامل النمو ، والجينات الورمية ، والجينات الكابتة للورم ، وتكوين الأوعية ، وآليات نقل الإشارة في تكوين الورم. تعتبر مناقشة جوانب علم الأوبئة السرطانية والوقاية منها ومبادئ العمل الدوائي في إدارة السرطان جزءًا من الدورة.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات المقرر: أو ما يعادلها.

    بيول 351 - الجينات العامة

    علم الوراثة الكلاسيكي والجزيئي. علم وراثة الانتقال ، وراثة الكروموسوم ، وتفاعل الجينات مع الجنس والبيئة ، ورسم الخرائط ، وبنية الحمض النووي وتكرارها ، والنسخ ، والترجمة ، وتركيب الكروموسومات وتنظيم الجينوم ، والوراثة خارج الكروموسومات ، والطفرات ، والتعبير الجيني. علم الوراثة من النباتات والحشرات والفقاريات والفطريات والبكتيريا والفيروسات.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    ملاحظات الدورة: يجب التسجيل في BIOL 351 محاضرة ومختبر ، في نفس الفصل الدراسي.

    353 بيول - البيولوجيا الجزيئية

    بنية الأحماض النووية والكروموسومات ، وتكرار الحمض النووي وإصلاحه ، وإعادة التركيب العام والخاص بالموقع ، والتحكم في التعبير الجيني على مستويات النسخ والترجمة ، والجينات المسرطنة والفيروسات القهقرية. تشمل تقنيات المختبر تفاعل البوليميراز المتسلسل ، وبصمة الحمض النووي ، وتسلسل الحمض النووي. المدرجة في برنامج شهادة التكنولوجيا الحيوية. محاضرة ومختبر ومناقشة.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    ملاحظات الدورة: أو Instr. موافقة

    بيول 356 - علم الأحياء التنموي

    المبادئ والعمليات الأساسية لعلم الأجنة وتطور اللافقاريات والفقاريات والنباتات المختارة.

    السمات: العلوم الطبيعية

    بيول 358 - بيولوجيا الخلية

    التفاعلات الجزيئية التي توفر الأساس لبنية الخلية ووظائفها. تشمل الموضوعات بنية البروتين ووظيفته ، ونقل الغشاء ، والتعديلات اللاحقة للترجمة للبروتينات وإفراز البروتين ، وتنظيم دورة الخلية ، وإشارات الخلية ، وآليات التطور والتمايز. تشمل التقنيات المخبرية SDS-PAGE ، وتجزئة الخلايا ، وتعبير البروتين البكتيري وتنقيته ، والكيمياء الهيستولوجية المناعية. المدرجة في برنامج شهادة التكنولوجيا الحيوية. محاضرة ومختبر ومناقشة.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    ملاحظات المقرر: أو Instr.consent.

    بيول 360 - علم الأحياء الدقيقة

    يركز هيكل ووظيفة الخلايا بدائية النواة ، بما في ذلك التنوع الأيضي والوراثي على الاختلافات والتشابه مع حقيقيات النوى. تلعب الميكروبات الأدوار في النظم البيئية لجسم الإنسان والتربة والمياه. التركيز بشكل خاص على الأمراض البشرية والعمليات الميكروبية للحفاظ على المحيط الحيوي. تطبيقات في الطب والتكنولوجيا الحيوية وتجهيز الأغذية والزراعة ومكافحة التلوث. يشمل المختبر التعامل الكفء والآمن مع الكائنات الحية الدقيقة ، وتحديد البكتيريا غير المعروفة ، والطرق البيوكيميائية والميكروسكوبية. المدرجة في برنامج شهادة التكنولوجيا الحيوية.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    بيول 361 - تكنولوجيا المعلومات للعلوم

    طرق العثور على المعلومات البيولوجية والتكنولوجيا الحيوية.طرق النسخ عبر الإنترنت والنسخ الورقية مع التركيز على استخدام قواعد بيانات الكمبيوتر المختلفة والإنترنت.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات الدورة: أو Instr. موافقة

    بيول 362 - التنقيب عن البيانات في علوم الحياة

    يتطلب ظهور تقنيات عالية الإنتاجية في علم الأحياء والكيمياء نهجًا للتنقيب عن البيانات لاكتشاف معرفة جديدة من مجموعات البيانات الكبيرة هذه. تسمح تقنيات التنقيب عن البيانات للمحقق بفهم جمع البيانات ومن ثم تصنيفها و / أو عمل تنبؤات من البيانات. إنه مزيج من التقنيات الإحصائية والمعلوماتية وغيرها من التقنيات التحليلية. تم تصميم هذه الدورة لتكون مقدمة لتقنيات التنقيب عن البيانات لعلماء الأحياء. سيتم استخلاص الاختبارات من مجموعات البيانات الجينومية والبروتيومية والإيدمولوجية.

    السمات: العلوم الطبيعية

    بيول 363 - علم الفيروسات

    هذا المقرر الدراسي هو لمحة عامة عن المبادئ الأساسية لعلم الفيروسات الحديث. سيكون التركيز الرئيسي على استراتيجيات التكاثر الفيروسي وهيكله من حيث صلته بالإمراضية والاستجابة المناعية للعدوى. سيتم إيلاء اهتمام خاص للبحوث الحالية التي يتم إجراؤها على الفيروسات البشرية ذات الصلة سريريًا.

    بيول 366 - ECOL & amp EVOL OF MICRO ORG

    العلاقات المتبادلة بين الكائنات الحية الدقيقة وتكيفها مع الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لبيئاتها. تشمل السياقات صحة الإنسان ، والميكروبيوم البشري ، والتفاعلات بين المضيف والممرض والبيئة الطبيعية والمساهمات الميكروبية في المادة وتدفق الطاقة وتطبيقات الكائنات الحية الدقيقة في العمليات الصناعية. ستتم دراسة أمثلة الكائنات الحية الدقيقة من مجالات الحياة الثلاثة ، مع التركيز بشكل خاص على التنوع الميكروبي. يركز المختبر على الأساليب النوعية والكمية لدراسة المجتمعات الميكروبية ، وتوصيف التنوع الأيضي والوراثي ، وأدوات البحث الناشئة. مخصص للطلاب الجامعيين وطلاب الدراسات العليا المتقدمين

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    بيول 367 - جهاز المناعة

    الاستجابات المناعية الخلطية والخلوية ، وتوليد التنوع المناعي ، وأمراض المناعة الذاتية ونقص المناعة. المقايسات المناعية ذات الصلة بالبيئات السريرية. تشمل التقنيات المختبرية تفاعلات الجسم المضاد والمستضد ، ELISA ، وتنقية مجموعات الخلايا الليمفاوية. المدرجة في برنامج شهادة التكنولوجيا الحيوية. محاضرة ومختبر ومناقشة.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    بيول 369 - بيولوجيا الحفظ: أفريقيا

    بيولوجيا الحفظ - إفريقيا الاستوائية هي دورة تدريبية ميدانية لمدة 10 أيام سيتم تنفيذها إلى حد كبير في محمية أماني الطبيعية ، تنزانيا ، حيث الدكتور نوربرت كورديرو (جامعة روزفلت) والدكتور هنري ندانغالاسي (جامعة دار السلام ، تنزانيا ) تعمل منذ عام 1998. وسيشمل العمل الميداني (1) إجراء دراسات إيكولوجية تطبيقية ذات صلة بالحفظ في المنطقة ، (2) مناقشة وحل مشاكل الفقر والحفظ التي تؤثر على وصول الإنسان إلى الموارد ، (3) الاجتماع مع التنزانيين أصحاب المصلحة لاكتساب تقدير لتعقيدات الحلول المطلوبة للحفاظ على واحدة من أهم الغابات في العالم. سيقضي الطلاب أيضًا يومين في موطن السافانا في أحد المتنزهات الوطنية الرئيسية في تنزانيا. ستشمل هذه الدورة تصميم التجارب البيئية ، والمعالجة التجريبية ، والتحليلات الإحصائية ، والتمارين الميدانية والمخبرية المكثفة ، وكتابة التقارير العلمية.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    بيول 371 - بيولوجيا الشيخوخة

    العلاقات البيولوجية بين الأنشطة الطبيعية للحياة والشيخوخة. التغييرات في الهيكل والوظيفة على مستويات مختلفة من التنظيم البيولوجي (السكان دون الخلوية) مع تقدم العمر. محاضرات ، متحدثون ضيوف خبراء ، ندوات طلابية ، ورقة مصطلح.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات المقرر: و inst. موافقة. يجب أن يكون لديك ما لا يقل عن 3 ساعات من دورة BIOL للمستوى 100 بدرجة لا تقل عن C-.

    بيول 381 - بيولوجيا الطيور: علم الأورام

    هذه دورة عملية في دراسة الطيور ، من علم الأحياء الأساسي إلى التطور والتصنيف والتشريح والبيئة والسلوك. ستكون هناك مختبرات في المتحف الميداني تستخدم عينات حقيقية ، وسيشمل مكون العمل الميداني الاستكشافي مهارات التعرف على الطيور وبيئة وسلوك الطيور. باستخدام مجموعة من المحاضرات والمتحدثين المدعوين ، سيقوم الطلاب ببناء أساس متين وثابت لسلوك الطيور والبيئة والتطور ، والتي ستتضمن عددًا كبيرًا من التقنيات الميدانية والمهارات المختبرية.

    السمات: دورة معملية ، علوم طبيعية

    ملاحظات الدورة التدريبية: تم تضمين العمل الميداني الإلزامي قبل جلسة 1 يونيو.

    بيول 383 - مواضيع خاصة في علم الأحياء

    مناقشة ومراجعة نقدية للقضايا المعاصرة في علم الأحياء والعلوم الطبية الحيوية على أساس اهتمامات الطالب والمدرس. تهدف المناقشات إلى تعزيز الفكر واستكشاف الحلول للمشاكل في الرعاية الصحية ، والبحوث البيولوجية ، وأساليب مكافحة التفاوتات الصحية.

    السمات: العلوم الطبيعية

    بيول 391 - التدريب الطبي

    خبرة خارج الحرم الجامعي في منشأة طبية بالمنطقة. التناوب من خلال ما لا يقل عن خمسة تخصصات طبية في مستشفى أو أبحاث طبية أو طبية حيوية أو منشأة إكلينيكية معتمدة. ما لا يقل عن 12 ساعة اتصال.

    ملاحظات الدورة: اعتماد مستشار ما قبل المهني.

    بيول 392 - بحث في علم الأحياء

    يمكن تطبيق تجربة بحثية معملية علمية مستقلة تحت إشراف باحث هيئة التدريس من 1 إلى 4 ساعات فصل دراسي إجمالاً للحصول على درجة البكالوريوس. يمكن للطلاب التسجيل في فصول دراسية متتالية.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات المقرر: موافقة المدرب. 100 دولار لكل ساعة فصل دراسي. ، يجب على الطلاب الترتيب لمختبر مستقل ، وتجربة بحثية مع كلية علوم ، وعضو قبل التسجيل.

    بيول 393 - التدريب البيطري

    تجربة خارج الحرم الجامعي مع طبيب بيطري أو عيادة بيطرية.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات الدورة: اعتماد مستشار ما قبل المهني.

    بيول 395 - دراسة مستقلة

    يُتوج البحث المستقل للمكتبة بورقة مراجعة رسمية حول موضوع وافق عليه المعلم.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات الدورة التدريبية: موافقة المعلم. ، يجب على الطلاب الترتيب لدراسة مكتبة مستقلة ، مع مدرس قبل التسجيل ، ويمكن التسجيل لمدة ساعة واحدة فقط لكل فصل دراسي ، حتى فصلين دراسيين.

    بيول 396 - علم الأحياء الداخلي

    تدريب خارج الحرم الجامعي في مجال العلوم البيولوجية. يمكن أخذ 3 SH كحد أقصى.

    السمات: العلوم الطبيعية

    ملاحظات المقرر: موافقة المرشد العلمي.

    تعد جامعة روزفلت رائدة وطنية في تثقيف المواطنين الواعين اجتماعيًا للحياة النشطة والمتفانية كقادة في مهنهم ومجتمعاتهم.