على الرغم من التدفق المستمر للاكتشافات في مجال الطب ، لا تزال بعض الأمراض غير قابلة للباحثين. يبحث العلماء عن أفكار جديدة في مجالات مدروسة جيدًا بالفعل.
القفص صغير وضخم في نفس الوقت.بينما يتغلغل العلماء بشكل أعمق في الآليات التي تكمن وراء الأمراض التي يصعب علاجها (مثل مرض السكري أو مرض الزهايمر) ، فإنهم يقتربون بشكل متزايد من حدود المعرفة العلمية ، ويصلون بحثًا عن إجابات لأركان العلم الأكثر قتامة.
ومع ذلك ، فإن الإجابات على الأسئلة المعقدة ليست دائمًا واضحة ، حتى إذا اعتبرتها من زاوية مختلفة ، لذلك يجب عليك العودة إلى المعلومة من وقت لآخر ومراجعة الحقائق المألوفة.
على سبيل المثال ، تم مؤخراً "فتح" جسد جديد مثل هذا ، مختبئًا "على مرأى من الجميع".
الخلالي هو نظام تجاويف مملوءة بالسوائل. الآن يعتقد أن هذا هو واحد من أكبر أعضاء الجسم.
في السابق ، كان الخلالي يعتبر شيئًا غير مهم - شيء مثل الغراء لدعم الأعضاء "الحقيقية" التي تؤدي وظائف مهمة. ومع ذلك ، عندما بفضل التقنيات المتقدمة للعمل مع الصور ، كان من الممكن إلقاء نظرة فاحصة عليه - أصبح حجمها وأهميتها واضحين.
يتساءل العلماء عما إذا كان الجسم الجديد يمكن أن يوضح سبب قدرة الوذمة والتليف والسرطان على الانتشار بسرعة.
من المعروف أنه في البحث عن الاكتشافات قد نحتاج إلى اختبار كل فرضية - انظر تحت كل حجر. يعلمنا Interstitium أن بعض "الحجارة" تحتاج إلى قلبها عدة مرات على فترات منتظمة.
في هذه المقالة ، سنلقي نظرة على الجوانب المعروفة لبيولوجيا الخلية ، ونحاول إعادة التفكير فيها وتقديم طرق غير عادية لفهم الأمراض.
الأنابيب الدقيقة: أكثر من إطار خلوي
الهيكل الخلوي عبارة عن شبكة معقدة من البروتينات في السيتوبلازم لكل خلية. تم استخدام المصطلح لأول مرة من قبل نيكولاي كونستانتينوفيتش كولتسوف في عام 1903. واحدة من المكونات الرئيسية للهيكل الخلوي هي البروتينات الأنبوبية الطويلة التي تسمى الأنابيب الدقيقة.
لا تساعد الأنابيب الدقيقة في الحفاظ على بنية الخلية فحسب ، بل تلعب أيضًا دورًا حاسمًا في انقسام الخلايا ونقل المركبات حول السيتوبلازم. يرتبط الخلل في الأنابيب الدقيقة بالحالات العصبية التنكسية ، بما في ذلك الحالات المعروفة باسم مرض باركنسون ومرض الزهايمر.
الكبيبات العصبية الليفية ، وهي خيوط ملتوية بشكل غير طبيعي من بروتين تاو ، هي واحدة من السمات المميزة لمرض الزهايمر. عادة ، بالاشتراك مع جزيئات الفوسفات ، يساعد بروتين تاو في استقرار الأنابيب الدقيقة. ومع ذلك ، في الخلايا العصبية لمرض الزهايمر ، تحمل بروتينات تاو أربعة أضعاف كمية الفوسفات المعتادة.
يقلل Hyperphosphorylation من استقرار الأنابيب الدقيقة وسرعة إنشائها ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى تدميرها.
كيف أن التغيير الدقيق في إنتاج الأنابيب الدقيقة يؤدي إلى التنكس العصبي ليس واضحًا تمامًا ، ومع ذلك ، يأمل الباحثون أن التدخل في هذه العمليات سيساعد يومًا ما في علاج مرض الزهايمر أو الوقاية منه.
لا ترتبط مشاكل الأنابيب الدقيقة حصريًا بالحالات العصبية. منذ التسعينات ، كان العلماء يناقشون ما إذا كان يمكن أن يكون سبب التغيرات الخلوية التي تؤدي إلى نوبة قلبية. وخلصت دراسة حديثة حول هذا الموضوع إلى أن التغيرات الكيميائية في شبكة الأنابيب الدقيقة لخلايا القلب جعلتها أصعب وأقل قدرة على الانقباض كما ينبغي.
يعتقد مؤلفو الدراسة أن تطوير الأدوية التي تستهدف الأنابيب الدقيقة يمكن أن يصبح في نهاية المطاف طريقة قابلة للتطبيق من أجل "تحسين وظائف القلب".
ليس فقط محطات الطاقة
إذا درست الميتوكوندريا في دورة علم الأحياء المدرسية ، فربما تتذكر فقط أن "الميتوكوندريا هي محطات طاقة خلوية". في الوقت الحاضر ، يتساءل العلماء عما إذا كانت الميتوكوندريا ، التي تم اكتشافها في القرن التاسع عشر ، يمكن أن ترتبط بعدد من الأمراض.
الميتوكوندريا هي أكثر من مجرد قوة.حصل دور الميتوكوندريا في تطور مرض باركنسون على أكبر قدر من الاهتمام.
على مر السنين ، تم تضمين اضطرابات مختلفة في عملهم كأسباب لتطور مرض باركنسون. على سبيل المثال ، يمكن أن تحدث الاضطرابات في المسارات الكيميائية المعقدة لتوليد الطاقة في الميتوكوندريا. مشكلة أخرى هي الطفرات في الحمض النووي للميتوكوندريا.
يمكن أن تتلف الميتوكوندريا بتراكم أنواع الأكسجين التفاعلية ، التي يتم إنتاجها كمنتج ثانوي لإنتاج الطاقة. ومع ذلك ، كيف تؤدي هذه الإخفاقات إلى أعراض شديدة لمرض باركنسون؟ الميتوكوندريا ، بعد كل شيء ، موجودة في كل خلية تقريبًا في جسم الإنسان.
يبدو أن الإجابة تكمن في نوع الخلايا المصابة بمرض باركنسون: الخلايا العصبية الدوبامينية. هذه الخلايا حساسة جدًا للخلل في الميتوكوندريا. هذا يرجع جزئيًا إلى حقيقة أنهم حساسون بشكل خاص للإجهاد التأكسدي. تعتمد الخلايا العصبية الدوبامينية أيضًا بشكل كبير على الكالسيوم ، وهو عنصر يتم التحكم في مستواه بواسطة الميتوكوندريا. بدون التحكم في الميتوكوندريا ، تتأثر الخلايا العصبية الدوبامينية بشكل غير متناسب.
كما نوقش دور الميتوكوندريا في تطور السرطان. الخلايا الخبيثة تنقسم وتتضاعف بشكل لا يمكن السيطرة عليه - وهذا مكلف للغاية ، مما يعني أن المشتبه به الرئيسي هو الميتوكوندريا.
بالإضافة إلى قدرة الميتوكوندريا على توليد الطاقة للخلايا السرطانية ، فهي تساعد الخلايا أيضًا على التكيف مع الظروف الجديدة أو المجهدة. نظرًا لأن الخلايا السرطانية لديها قدرة خارقة على الانتقال من جزء من الجسم إلى آخر ، والاستقرار في مكان جديد والاستمرار في التكاثر بلا كلل ، فإن الميتوكوندريا هي المشتبه الرئيسي هنا.
بالإضافة إلى مرض باركنسون والسرطان ، هناك أدلة على أن الميتوكوندريا ترتبط بمرض الكبد الدهني غير الكحولي وبعض أمراض الرئة. لا يزال لدينا الكثير لنتعلمه عن كيفية تأثير هذه العضيات المجتهدة على تطور الأمراض.
الميكروبيوم - المستوى التالي
البكتيريا هي فيروسات تهاجم البكتيريا. ليس من المستغرب ، مع الاهتمام المتزايد بالبكتيريا المعوية ، بدأت البكتيريا في الاهتمام. بعد كل شيء ، إذا كانت البكتيريا يمكن أن تؤثر على الصحة ، فهذا يعني أن قتلها ، بالطبع ، يؤثر عليها أيضًا.
البكتيريا موجودة في جميع النظم البيئية على الأرض. من الصعب تقدير عددهم. ومع ذلك ، فإن عدد البكتيريا يفوقها ؛ أحد المؤلفين يسميهم "في كل مكان تقريبا".
Bacteriophage - إضافة التعقيد إلى معقدة بالفعلإن تأثير الميكروبيوم على الصحة هو شبكة معقدة من التفاعلات التي بدأنا للتو في كشفها. إذا أضفنا إلى هذا sup (مجموعة من الفيروسات المقيمة في جسم الإنسان) ، فإن تعقيد المهمة يزداد بشكل كبير.
نحن نعلم بالفعل كم هو عظيم دور البكتيريا في الأمراض والحالة الصحية للجسم. لا يستغرق الأمر سوى خطوة صغيرة من هنا لفهم كيف يمكن أن تصبح البكتيريا المفيدة (الخاصة بسلالات البكتيريا المختلفة) مفيدة للطب.
في الواقع ، تم بالفعل استخدام البكتيريا لعلاج الالتهابات في عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين. ومع ذلك ، مع ظهور المضادات الحيوية ، التي هي أسهل وأرخص في التخزين والإنتاج ، فقد انخفض الاهتمام بالعقاقير البكتيرية. ومع ذلك ، نظرًا لخطر المقاومة البكتيرية للمضادات الحيوية ، فمن الممكن العودة إلى العلاج بالالتهاب البكتيري.
تتميز البكتيريا أيضًا بميزة مهمة - يمكن أن تكون محددة لسلالة واحدة من البكتيريا ، على عكس المضادات الحيوية ، التي تؤثر على مجموعة واسعة من البكتيريا على الفور.
على الرغم من أن عودة الاهتمام بالأمراض البكتيرية قد بدأت للتو ، إلا أن بعض الباحثين يرون بالفعل قابليتهم للتطبيق في مكافحة أمراض القلب والأوعية الدموية وأمراض المناعة الذاتية ، ورفض الزرع والسرطان.
الإبحار على الطوافات الدهنية
كل خلية مغلفة بغشاء دهني يسمح لبعض المواد الكيميائية بالدخول والخروج ، بينما البعض الآخر لا. وبالتالي ، فإن الأغشية الدهنية ليست مجرد قذائف - إنها مجمعات بروتين معقدة.
الطوافات الدهنية هي جزر منفصلة في مجمع الغشاء. تحتوي على قنوات وهياكل أخرى. الغرض الدقيق من هذه الهياكل يسبب جدلا ساخنا. يحاول العلماء بجد معرفة ما يمكن أن يعنيه لعدد من الحالات ، بما في ذلك الاكتئاب.
الغشاء الدهني أكثر بكثير من الغشاء.أظهرت الدراسات الحديثة أن فهم كيفية عمل هذه المناطق يمكن أن يساعدنا في معرفة كيفية عمل مضادات الاكتئاب.
البروتينات G هي مفاتيح بروتينية تنقل الإشارات. يتم تعطيلها عند الانجراف إلى الأطواف الدهنية. من ناحية ، عندما ينخفض نشاط البروتين g ، تنخفض إشارات الخلايا العصبية أيضًا ، والتي ، نظريًا ، يمكن أن تسبب بعض أعراض الاكتئاب. من ناحية أخرى ، فقد ثبت أن مضادات الاكتئاب تحل محل البروتينات من البروتينات الدهنية ، مما يقلل من أعراض الاكتئاب.
هناك دراسات درست الدور المحتمل للطوافات الدهنية في مقاومة الأدوية ، والانبثاث في سرطان البنكرياس وسرطان المبيض ، وانخفاض القدرات المعرفية في مرض الزهايمر.
تم اكتشاف البنية ثنائية الطبقات للغشاء الدهني لأول مرة في منتصف القرن الماضي ، ومع ذلك ، فإن الأطواف الدهنية هي اكتشاف جديد نسبيًا. العديد من الأسئلة حول هيكلها ووظيفتها لا تزال دون إجابة.
جيد في عبوات صغيرة
الحويصلات خارج الخلية هي أكياس صغيرة تنقل المواد الكيميائية بين الخلايا. فهي تعمل على التواصل بين الخلايا وتلعب دورًا في عمليات مثل التخثر ، وشيخوخة الخلايا ، والاستجابة المناعية.
نظرًا لأنها تنقل الرسائل هنا وهناك ، فليس من المستغرب أن ينكسر شيء ما ، مما يعني أن الحويصلات يمكن أن ترتبط بالأمراض.
بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأنها يمكن أن تحمل جزيئات معقدة ، بما في ذلك البروتينات والحمض النووي ، فهناك احتمال كبير أن تتمكن من نقل المواد الخاصة بالأمراض ، مثل البروتينات المشاركة في الأمراض التنكسية العصبية.
تنتج الأورام السرطانية أيضًا حويصلات خارج الخلية ، وعلى الرغم من أن دورها لم يتم فهمه بالكامل بعد ، فمن المحتمل أنها تساعد الخلايا السرطانية على الاستقرار في أماكن بعيدة.
إذا تعلمنا فك رموز هذه الإشارات بين الخلايا ، فيمكننا الحصول على فكرة عن العديد من العمليات المرتبطة بالأمراض. نظريًا ، كل ما علينا فعله هو كسر الشفرة. ومع ذلك ، هذا لا ينفي الطابع التذكاري للمهمة.
شيء أكثر من مجرد تخثر
إذا كنت تتذكر مسار علم الأحياء ، فربما لديك أيضًا ذاكرة باهتة لمصطلح لاتيني غريب - الشبكة الإندوبلازمية (ER). إذا كنت محظوظًا ، فربما تتذكر أن هذه شبكة مترابطة من التجاويف المسطحة داخل السيتوبلازم ، وتقع بالقرب من النواة. تم اكتشاف ER لأول مرة تحت المجهر في أواخر القرن التاسع عشر. وهو يشارك في تخثر البروتينات ، ويجهزها أيضًا لظروف الحياة القاسية خارج الخلية.
من المهم أن يحدث تجلط البروتين بشكل صحيح ؛ إذا لم يكن الأمر كذلك ، فلن تنقلها ER إلى وجهتها النهائية. أثناء الإجهاد ، عندما يعمل ER بشكل أكثر كثافة ، قد تتشكل بروتينات مطوية بشكل غير صحيح. هذا يسبب رد فعل يسمى استجابة استجابة البروتين غير المطوية (UPR).
يحاول الاستعراض الدوري الشامل إعادة الخلايا إلى عملها الطبيعي. ينظف الخلية من البروتينات غير المطوية. لتحقيق ذلك ، يتم إيقاف إنتاج المزيد من البروتين ، ويتم تدمير البروتينات ذات الطيات الضعيفة ، ويتم تنشيط الآليات الجزيئية التي تساعد على مقاطعة التخثر غير الصحيح.
إذا لم يكن لدى ER الوقت لإعادة الخلية إلى وظيفتها الطبيعية ، ولم تستطع UPR إعادة حالة البروتين إلى السيطرة ، ثم يتم تدمير الخلية عن طريق الاستماتة - وهو نوع من الانتحار الخلوي. ويشارك الإجهاد ER وما يليه من الاستعراض الدوري الشامل في عدد من الأمراض ، أحدها مرض السكري.
يتم إنتاج الأنسولين عن طريق خلايا بيتا البنكرياس ، وبما أن مستوى هذا الهرمون يتغير على مدار اليوم ، فإن ضغط ER يرتفع وينخفض معه. وهذا يعني أن خلايا البنكرياس تعتمد بشكل كبير على آلية الاستعراض الدوري الشامل.
أظهرت الدراسات أن ارتفاع سكر الدم له تأثير مرهق على تخليق البروتين. إذا لم تستطع UPR التأقلم ، تصبح خلايا بيتا البنكرياسية مختلة و يتم تدميرها من خلال موت الخلايا المبرمج. مع استنزاف خلايا بيتا ، لم يعد بالإمكان إنتاج الأنسولين عند الضرورة - يتطور مرض السكري.
أيامنا هي وقت مثير لأولئك الذين يشاركون في الطب الحيوي ، وكما يتبين من هذه المراجعة الموجزة ، لا يزال لدينا الكثير لنتعلمه ، ويمكن أن يكون استرجاع ما تم دراسته بالفعل مفيدًا مثل الوصول إلى آفاق جديدة.
المصدر: Tim Newman.
الحرب على المرض: إعادة النظر في المطاردة القديمة. ترجمه كوستيا سفيريدوف