قنوات الايون بين الطب والكيمياء
-
Upload
mohamed-taha -
Category
Health & Medicine
-
view
159 -
download
5
Transcript of قنوات الايون بين الطب والكيمياء
1
اإلشارات الكهربية المقاسه فى النسيج الحى
يهقد يكون سببها مرور تيار من األيونات خالل غشاء الخل
1890أستيوالد عام
2
فكر بعقول العباقرة محمد طه
اآلليات االساسيه العصبية
لتنظيم التواصل بين الخاليا العصبية
هي أهم أسرار الجهاز العصبي
عندما يقوم الفسيولوجي مقام الفيزيائي والكيميائي
العصبية هيحاول تعريف األحداث التي تحدث في الليف
3
تعلمنا في الفيزياء أن (فرق الجهد -المقاومة –شدة التيار )
وهى ثالثة مجاهيل البد من معرفة اثنين لمعرفة الثالث وضع هودكن وهوكسلى قطبان كهربيان في ليفه عصبيه لسمك الصبار واحد لتوصيل الفولت في خطوات محدودة و لتثبيت الفولت إثناء خطوات التجربة الثاني لقياس التيار أثناء النشاط وبالحساب نحصل على القيمة الثالثة مقاومة االغشيه القيمة المقلوبة تعطى النفاذيه أو التوصيلية والتي صممت التجربة لقياسها
فكر بعقول العباقرة محمد طه
4
في مرحلة تاليه
أجريت التجربة في محاليل لها تركيزات ايونيه مختلفة
وجد أن التيار االيونى أثناء نشاط النبض يعتمد على التغيرات
المتتابعة في النفاذيه والتي كل منها مختارة
مرحلة ارتفاع النبض تناظر
نفاذية الصوديوم والتي
( (millisecond 2/ 1بعد
تستبدل بنفاذية الصوديوم
من الثانية 1/100تستمر
تمثيل للغشاء الخلوى األيونات تنفذ من خالله
فكر بعقول العباقرة محمد طه5
في مرحلة الهبوط
في مرحلة الصعود ايونات الصوديوم تسير
بداخل العصب
من الخارج وتتسبب في ارتفاع الجهد والذي
فيه النبض يتسارع فى
بطارية البوتاسيوم للخلية
في مرحلة الهبوط ايونات البوتاسيوم من
الداخل تهاجر للخارج
كال المرحلتين قيستا كميا ووصفت في
معادله
أدخلت للكمبيوتر وجعلت من الممكن التنبؤ
بالمعلوم والمجهول
فكر بعقول العباقرة محمد طه6
جون أكلس( (John Ecclesدرس
التغيرات الكهربية التي
يحدثها النبض العصبي عند وصوله لخلية عصبيه
في تجربته
((microelectrodeالقطب الكهربي الدقيق
من المم 1/1000وضع في نهاية قدرها
((motor neuronلو افترضنا وضعه في جسم عصب حركي
من المم 60/1000 -40هذه الخاليا لها قطر
النبض الواصل ينتج استثاره أو تثبيط في هذه الخاليا
الن نهايات الخاليا العصبية تتصل مع بعضها
تصل االثاره أو التثبيط على طول الغشاء الخلوي
تسمى آليات النهايات العصبية أو المشابك العصبية
((synapseالن نقطة الوصل تسمى المشبك العصبي
شيرنجتون Sherrington وهو مصطلح قدمه
فكر بعقول العباقرة محمد طه7
عندما تكون االستجابة قويه
تسبب استثارة
جهد الخلية يقل بالتدريج
إلى أن تصل قيمه عندها الخلية توقف النبض
هذا النبض هو نبض الصوديوم يتحرك خالل الليفة العصبية
إلى خليه أخرى وفى مثالنا يسبب انقباض في العضلة
ربما الخلية ترسل نبضات إلى خليه أخرى عبر المشابك
العصبية
نوالتي في غشاؤها النبض يكرر نفسه بزيادة أو نقصا
فكر بعقول العباقرة محمد طه
8
الخلية التي تنقل هذا النشاط يمكن أن تتأثر بالنبضات
الواصلة إلى المشابك العصبية المثبطة
في هذه الحالة جهد الغشاء يزيد وبالتالي يفقد اندفاع النبض ويتوقف
وبذلك االستثارة والتثبيط المماثلة للتيار االيونى
والتي تحرك جهد الغشاء في اتجاه معاكس
الخاليا العصبية لها آالف من المشابك العصبية
والتي تماثل نهايات األلياف العصبية الخارجة
من األعضاء الحسيه والحركية
مجموعة العمليات التي تجرى عند المشابك العصبية
تحدد التوازن بين االستثارة والتثبيط
وفيها رسائل تتكامل من الخاليا العصبية تجد تعبير وتشفير من النبض يفسرها
فكر بعقول العباقرة محمد طه9
10
مناصفة بين كال 1991جائزة نوبل الطب عام
من
اروين نيهر •
برت ساكمان•
معهد ماكس بالنك المانيا•
1942ولد عام • 1944ولد عام •
حصال على جائزة نوبل
الكتشافهما
وظيفة قنوات االيون الواحد
فى الخلية الحية 11
كل خليه محاطه بغشاء يفصل العالم بداخل الخليه عن خارجها
فى هذا الغشاء هناك قنوات تتواصل مع محيطها
فكر بعقول العباقرة محمد طه
12
هذه القنوات تتكون من جزيئات مفرده •
أو معقده
ولها القدره على إمرار الذرات المشحونه األيونات •
قنوات األيون تنظم حياة الخليه
ووظائفها فى الحاله الطبيعيه وفى المرض
فكر بعقول العباقرة محمد طه
13
نيهر وساكمان طورا تقنية تسمح بتسجيل تيار كهربائى صغير يصل
لبيكوأمبير واحد على مليار من األمبير
والتى تمر خالل قناة األيون
التقنيه فريده
14
فكر بعقول العباقرة محمد طه
15
فكر بعقول العباقرة محمد طه
لمعرفة كيف تعمل قناة األيون من الضرورى تسجيل
تيار األيون المار خالل القناه
وهو تيار ضئيل جدا
جزيئات القنوات مغموسه فى غشاء الخليه
نيهر وساكمان نجحا فى حل هذه المشكله
صمما ماصه دقيقة الحجم واحد على الف من الملمتر فى القطر
عند وضعها على سطح الغشاء تغلق فوهة القناة
بالتبعية التغير بين داخل وخارج الخليه يحدث من خالل الغشاء
قناة األيونتفتح
األيونات تتحرك خالل القناه فى صورة تيار كهربى16
فكر بعقول العباقرة محمد طه
أوضحا أن جزئ قناة وحيدكيف •
يغير من شكله وبهذه الطريقه
جزء من مليون من الثانيهمرور االيونات فى ينظم
أوضحا •
ماذا يحدث أثناء فتح وغلق قناة األيون•
بقطر مماثل اليون الصوديوم أو البوتاسيوم•
17 فكر بعقول العباقرة
محمد طه
العديد من القنوات تنظمها مستقبالت موجوده على سطح
القناة بالتنشيط تغير شكلها
18
فكر بعقول العباقرة محمد طه
ى األجزاء من الجزئأظهرا أ نيهر وساكمان
((sensorيشكل الجزء الحساس
الجدار الداخلي من القناة
يوناتألكيف أن القناة تنظم مرور ا و
شحنه موجبهالتي تحمل
شحنه سالبهأو تلك التي تحمل
19
فكر بعقول العباقرة محمد طه
هذه الوسيلة في التحليل أحدثت ثوره في عالم البيولوجي
سهلت البحث
السكرفهمنا كثير من اآلليات الخلوية في أحداث المرض أمثال
((cystic fibrosisو
20
فكر بعقول العباقرة محمد طه
ماذا يحدث بداخل الخلية
هناك بيئة الغشاء الخلويبداخل
العمليات البيوكميائيهفيها كثير من
داخل الخلية تختلف في كثير من األوجه عن خارجها
21
فكر بعقول العباقرة محمد طه
محتوى الخلية من الصوديوم والبوتاسيوم موجبا الشحنة
ومحتواها من الكلوريد سالب الشحنة
على طول الغشاء الخلوي الجهد الكهربيهذا يؤدى إلى اختالف في
من مائه الى واحد من عشره 3يتراوح بين
األختالف جهد الغشاءيطلق عليه من الفولت
فى تركيز األيونات على كال الجانبينMembrane potential))
فكر بعقول العباقرة 22محمد طه
23
الخلية تستخدم جهد الغشاء بطرق
فتح سريع لقنوات أيونات الصوديومعديدة
أجزاء من األلف من الثانيةجهد الغشاء يتغير في
الجهاز العصبي فىالخاليا
تتواصل مع بعضها بتلك الطريقة
24
فكر بعقول العباقرة محمد طه
العصبية هاإلشار
عشرهواحد على
من الفولت
التي تمضى بسرعة على طول
ليفة العصب
25
فكر بعقول العباقرة محمد طه
عندما
إلى وصله عصبيه تصل
synapse
تطلق ماده الناقل العصبي
تؤثر على المستقبالت
وعلى الخلية المستهدفة
جهد الخلية يتغير في هذا المكان
ومن ثم الخلية تستحث أو تثبط
26
فكر بعقول العباقرة محمد طه
من عديد من الشبكاتالجهاز العصبي يتكون
خاليا عصبيه تتشابككلها تتكون من
خالل من
وصالت عصبيه
الوظائفلها العديد من
مسارات الذاكره الجديده فى المخ
تتشكل بتغير عدد
القنوات فى التشابك العصبى
27 فكر بعقول العباقرة
محمد طه
بصوره واحده بطريقه واحدهكل الخاليا تعمل
لبويضةلالحيوان المنوي خترقإ عند
نشطت قنوات االيوناتتعند لحظه اإلخصاب
التغير الناشئ في جهد الغشاء
إلى الخلية ى حيوان آخرأمنع دخول ي
28
فكر بعقول العباقرة محمد طه
كل الخاليا العصبية
الخاليا الغديه
خاليا الدم
كل نوع له
قنوات االيوناتمن مجموعه مخصوصة
أداء وظيفتها المعلومةي يمكنها من توال
29
فكر بعقول العباقرة محمد طه
فى الخاليا العصبيه
فى الخاليا المنتجه للهرمونات
mast cell فى خاليا التى تدافع عن الجسم
مواد كميائيه موجوده فى حويصالت محاطه بغشاء
عندما ينشط الغشاء ستتحرك الحويصله
الى السطح
وتخرج الماده الكيميائيه
خاليا مثل لب الكظريه
هرمون األدرينالين
خلية بيتا فى البنكرياس
30
فكر بعقول العباقرة محمد طه
استخدم نيهر وسكمان السحاحه ذات االلكترود
بحقن مواد مختلفه بداخل الخليه
لدراسة خطوات عملية االفراز
أيونات الكالسيوم تحفز إفراز االنسولين
تعمل بصوره ATPالمواد الحامله للطاقه مثل
االيوناتقناة مباشره على
يسببها خلل فى تنظيم قناة األيونات العديد من األمراض
تتأثر قنوات الكلوريد cystic fibrosisمثل ال
الصرع تتأثر قنوات الصوديوم والبوتاسيوم
العديد من أمراض القلب واألوعيه تتأثر قناة الكالسيوم
31
فكر بعقول العباقرة محمد طه
قناة االيون تتكون من
جزئ وحيد
أو
جزيئاتالمن عدد معقد
جدار القناة التي تكون
الذي يغير غشاء الخلية أو القطر
ويربط الداخل بالخارج
32
فكر بعقول العباقرة محمد طه
قطرها صغير جدا
من 6أيون وحيد يمثل
ترمليون من الملمعشره
تغير لحظي في الشكل يسبب
فتح أو غلق القناة
33
فكر بعقول العباقرة محمد طه
ستحثاث الجزء المستقبل إوهذا يحدث عند
بصوره متبادلة من الجزئ
من الجزئ جزء مخصوص
يتأثر بالتغيرات
ي جهد الغشاء يمكنهف
يونأليغلق قناة اأو أن يفتح
34
فكر بعقول العباقرة محمد طه
بول بوير جون واكر جان سكو
بين كل من 1997نوبل الكيمياء
الجائزةحصل على نصف
الكتشاف أول إنزيم لنقل
أيونى الصوديوم والبوتاسيوم
NA K ATPase
حصال على نصف جائزة نوبل لتوضيح
آلية تخليق أدينوسين ثالثى الفوسفات
ATP
فكر بعقول العباقرة محمد طه 35
فكر بعقول العباقرة محمد طه 36
فكر بعقول العباقرة محمد طه 37
فكر بعقول العباقرة محمد طه 38
فكر بعقول العباقرة محمد طه 39
فكر بعقول العباقرة محمد طه 40
فكر بعقول العباقرة محمد طه 41
العبان رئيسيان فى كيمياء الحياةالماء والملح
فكيف ينفذان إلى أجسامنا ليؤديا مهمتيهما
42
فكر بعقول العباقرة محمد طه
43
فكر بعقول العباقرة محمد طه
Aquaporin
44
CHIP28
45
46
47
K
Na
K
Na
48
نقل االشارات العصبيه
مزيج من
حركات وسائط كيماويه
حركة أيونات
49
الكتشاف القنوات فى غشاء الخليه
نصف الجائزة الكتشاف قنوات االيون نصف الجائزة الكتشاف قنوات الماء
50