تحدث عملية تبادل الغذاء والأكسجين والفضلات بين الخلايا والبيئة المحيطة بها في عدة أماكن في جسم الإنسان، وهي:
-
الجهاز الدوري: يعد الجهاز الدوري هو المسؤول الرئيسي عن نقل المواد بين الخلايا والبيئة المحيطة بها. ويتكون الجهاز الدوري من القلب والأوعية الدموية، حيث يضخ القلب الدم عبر الأوعية الدموية إلى جميع أنحاء الجسم. وخلال عملية الدورة الدموية، يتبادل الدم المواد مع الخلايا والبيئة المحيطة بها، حيث ينقل الدم الغذاء والأكسجين إلى الخلايا، وينقل الفضلات من الخلايا إلى البيئة المحيطة بها.
-
الجهاز التنفسي: يلعب الجهاز التنفسي أيضًا دورًا مهمًا في عملية تبادل الغذاء والأكسجين والفضلات. حيث يحصل الجسم على الأكسجين من الهواء الجوي عن طريق الجهاز التنفسي، ويتخلص من ثاني أكسيد الكربون الناتج عن عملية التنفس الخلوي عن طريق الجهاز التنفسي أيضًا.
-
الجهاز الهضمي: يحصل الجسم على الغذاء من خلال الجهاز الهضمي، حيث يتم هضم الطعام وتحويله إلى مواد بسيطة يمكن للخلايا استخدامها للحصول على الطاقة. ويحدث تبادل الغذاء بين الخلايا والجهاز الهضمي عن طريق عملية الامتصاص، حيث يتم امتصاص المواد الغذائية من الأمعاء الدقيقة إلى الدم.
-
الجهاز الإخراجي: يتخلص الجسم من الفضلات الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي عن طريق الجهاز الإخراجي. ويتكون الجهاز الإخراجي من الكليتين والمثانة والإحليل. حيث تقوم الكليتان بتصفية الدم وإزالة الفضلات منه، ثم تنقل الفضلات إلى المثانة، ومن ثم إلى الإحليل للتخلص منها خارج الجسم.
وفيما يلي شرح مفصل لعملية تبادل الغذاء والأكسجين والفضلات في كل من هذه الأجهزة:
الجهاز الدوري
يتكون الدم من عدة مكونات، أهمها خلايا الدم الحمراء، والتي تحتوي على بروتين الهيموجلوبين الذي يرتبط بالأكسجين. عندما يضخ القلب الدم إلى جميع أنحاء الجسم، يرتبط الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء بالأكسجين في الرئتين، وينقل الأكسجين إلى الخلايا. وفي الخلايا، يستخدم الأكسجين في عملية التنفس الخلوي، حيث ينتج الطاقة اللازمة لوظائف الجسم المختلفة.
كما ينقل الدم الغذاء إلى الخلايا، حيث يتم امتصاص الغذاء من الجهاز الهضمي إلى الدم. ويشمل الغذاء الذي يتم نقله إلى الخلايا الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والفيتامينات والمعادن.
وفي الخلايا، يتم استخدام الغذاء في عملية التمثيل الغذائي، حيث يتم تحويله إلى طاقة. كما يتم استخدام الغذاء في بناء أنسجة الجسم المختلفة.
وخلال عملية الدورة الدموية، يتخلص الدم من الفضلات من الخلايا. وتشمل الفضلات التي يتم التخلص منها ثاني أكسيد الكربون والفضلات الأخرى الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي.
الجهاز التنفسي
يتم تنفس الهواء الجوي عن طريق الجهاز التنفسي، حيث يدخل الهواء إلى الرئتين من خلال القصبة الهوائية. ويحتوي الهواء الجوي على الأكسجين، والذي يتم امتصاصه في الرئتين.
وينتقل الأكسجين من الرئتين إلى الدم عن طريق عملية الانتشار، حيث ينتشر الأكسجين من منطقة تركيزه العالي في الرئتين إلى منطقة تركيزه المنخفض في الدم.
وفي الدم، يرتبط الأكسجين بالهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء، ثم يتم نقله إلى جميع أنحاء الجسم.
الجهاز الهضمي
يتم هضم الطعام في الجهاز الهضمي، حيث يتم تحويل الطعام إلى مواد بسيطة يمكن للخلايا استخدامها للحصول على الطاقة.
ويحدث تبادل الغذاء بين الخلايا والجهاز الهضمي عن طريق عملية الامتصاص، حيث يتم امتصاص المواد الغذائية من الأمعاء الدقيقة إلى الدم.
وتشمل المواد الغذائية التي يتم امتصاصها في الأمعاء الدقيقة الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والفيتامينات والمعادن.
الجهاز الإخراجي
يتخلص الجسم من الفضلات الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي عن طريق الجهاز الإخراجي. ويتكون الجهاز الإخراجي من الكليتين والمثانة والإحليل.
تقوم الكليتان بتصفية الدم وإزالة الفضلات منه، ثم تنقل الفضلات إلى المثانة، ومن ثم إلى الإحليل للتخلص منها خارج الجسم.
وتشمل الفضلات التي يتم التخلص منها عن طريق الجهاز الإخراجي ثاني أكسيد الكربون والأملاح المعدنية والمواد السامة الأخرى.
وهكذا، تحدث عملية تبادل الغذاء والأكسجين والفضلات بين الخلايا والبيئة المحيطة بها في عدة أماكن في جسم الإنسان، حيث يلعب كل من الجهاز
