<!--
<!--<!--<!--
كل خليه محاطة بغشاء يفصلها عن العالم الخارجي
في هذا الغشاء توجد قنوات تتواصل فيها الخلية مع خارجها
هذه القنوات تتكون من جزيئات واحده أو عديد من الجزيئات
تسمح بنفاذ ذرات مشحونة
تنظيم القنوات ألايونيه تؤثر على حياة الخلية ووظيفتها
تحت الأحوال الطبيعية والباثولوجية
وظيفة قنوات الايون
العالمان الألمانيان اروين نهر برت ساكمان
معا طورا تقنيه تسمح بتسجيل تيار كهربائي صغير
يصل إلى picoampir 1/مليون من الأمبير
الذي يمر خلال قناة ايون واحد
التقنية فريدة لأنها تقيس كيف أن قناة جزئ واحد تتغير في الشكل
بهذه الطريقة تنظم مرور تيار في وقت يقدر بجزء من مليون من الثانية
كيف تعمل قناة الايون
أوضحا أن هذا يحدث أثناء فتح وغلق قناة الأيون
بقطر يماثل قطر أيون الصوديوم أو الكلوريد
عديد من قنوات الايون تنظم بمستقبل يقع على جزء من قناة الجزئ
الذي بمجرد تنشيطه يغير شكله
نيهر وساكمان اظهرا اى الأجزاء من الجزئ يشكل الجزء الحساس sensor
الجدار الداخلي من القناة
بينا كيف أن القناة تنظم مرور الايونات
التي تحمل شحنه موجبه أو تلك التي تحمل شحنه سالبه
هذه الوسيلة في التحليل أحدثت ثوره في عالم البيولوجي
سهلت البحث
فهمنا كثير من الآليات الخلوية في أحداث المرض أمثال السكر
وcystic fibrosis
ماذا يحدث بداخل الخلية
بداخل الغشاء الخلوي هناك بيئة فيها كثير من العمليات البيوكميائيه
داخل الخلية تختلف في كثير من الأوجه عن خارجها
محتوى الخلية من الصوديوم والبوتاسيوم موجبا الشحنة
ومحتواها من الكلوريد سالب الشحنة
هذا يؤدى إلى أختلاف في الجهد الكهربي على طول الغشاء الخلوي
يتراوح بين 3/100-1/ 10هذا يطلق عليه جهد الغشاء
Membrane potential
الخلية تستخدم جهد الغشاء بطرق عديدة فتح سريع لقنوات أيونات الصوديوم
جهد الغشاء يتغير في أجزاء من الألف من الثانية
الخلايا من الجهاز العصبي تتواصل مع بعضها بتلك الطريقة
من الإشارات العصبية 1/100من الفولت التي تمضى بسرعة على طول عمليات العصب
عندما تصل إلى وصله عصبيه synapse
تطلق ماده الناقل العصبي تؤثر على المستقبلات وعلى الخلية المستهدفة
جهد الخلية يتغير في هذا المكان
ومن ثم الخلية تستحث أو تثبط
الجهاز العصبي يتكون من عديد من الشبكات
كلها تتكون من خلايا عصبيه تتشابك من خلال وصلات عصبيه
لها العديد من الوظائف
أماكن الذاكرة في المخ أمثله تغير عدد الايونات المتاحة
في النهايات العصبية فى شبكه معينه
كل الخلايا تعمل بصوره واحده بطريقه واحده
في الحقيقة جهد الغشاء بدأت تتغير الحياة في جهد الغشاء
عندما أخترق الحيوان المنوي البويضة
عند لحظه الإخصاب نشطت قنوات الايونات
التغير الناشئ في جهد الغشاء منع دخول اى حيوان آخر إلى الخلية
كل الخلايا العصبية- الخلايا الغديه- خلايا الدم
كل نوع له مجموعه مخصوصة من قنوات الايونات
والذي يمكنها من أداء وظيفتها المعلومة
قناة الايون تتكون من جزئ وحيد أو عدد معقد
من جزيئات التي تكون جدار القناة أو القطر
الذي يغير غشاء الخلية ويربط الداخل بالخارج
قطرها صغير جدا يمثل أيون وحيد6/10مليون من الملم
تغير لحظي في الشكل يسبب فتح أو غلق القناة
وهذا يحدث عند استحثاث الجزء المستقبل من الجزئ بصوره متبادلة
جزء مخصوص من الجزئ يتأثر بالتغيرات
في جهد الغشاء يمكنه أن يفتح أو يغلق قناة الايون
تسجيل تدفق التيار خلال قنوات ايون مفرد
سحاحة دقيقه ميكروبيبت تلمس الخلية
باستخدام تكبير
جزء من غشاء الخلية مرتبط مع الخلية مع طرف السحاحة
داخل السحاحة الدقيقة هناك مضخم ألكترونى
القناة مستقبلاتها تواجه خارج الخلية فلترها الأيوني
التيار يسير خلال قناة الأيون عند فتحها
نيهر وساكمان سجلا التيار الكهربي المار خلال قناة الايون وحيده
منذ زمن ونحن نعرف أن هناك تبادل سريع للايونات في الغشاء الخلية
ولكن نيهر وساكمان أول من اظهر أن قنوات الايون بالفعل موجودة
وكيف أن قناة الايون تعمل
كيف تفتح وتغلق
لابد من تسجيل كيف تفتح وكيف تغلق يبدو
أن فى ذلك شيئا من المراوغة
حيث أن قناة الايون واحده صغيره جدا
بالاضافه قناة الايون جزئ صغير جدا
ومغموس في غشاء الخلية
نيهر وساكمان نجحا في حل هذه الصعوبات
طورا micropipette سحاحة دقيقه قطرها أجزاء من الألف من المم
واستخدمت بألكترود مسجل( Recording electrode)
عند وضعها لتلامس غشاء الخلية سوف تشكل عازل مانع مع فتحة السحاحة
وبالتبعية التغيير في الايونات
تبادل الايونات بين داخل السحاحة وخارجها يمكن
وفقط حدوثه من خلال قناة الايونات في جزء الغشاء
عندما نفتح قناة ايون سوف تتحرك الايونات في صورة تيار كهربائي
حيث أنها تكون مشحونة
من خلال ترقية وتحسين الأدوات الالكترونية
نجحا فى قياس التيار الميكرسكوبى
قناة الايون لها أنواع مختلفة
بعضها ينفذ الشحنات الموجبة
الصوديوم/البوتاسيوم/الكالسيوم
غيرها تنفذ الشحنات السالبة
مثل الكلوريد
نيهر وسكمان اكتشفا كيف تحدث هذه التخصصية البارعة
أحد الأسباب قطر قناة الأيون والتي تتوافق مع قطر أيون معين
كل صنف من الايونات له قنواته
هناك حلقتان من الأحماض الأمينيه موجبه أو سالبه يعملان كفلتر أيونى
التى تسمح وفقط الايونات التى لها شحنه مخالفه لتمر من خلال الفلتر
عمل ساكمان
مع علماء البيولوجية الجزئية كيف تعمل الأجزاء المختلفة من جزيئات قناة الايون
أجزاء قناة الايون المختلفة كيف تعمل
نيهر وسكمان
غيرا وجهة نظرنا عن وظيفة الخلية
ومكونات بيولوجي الخلية
درسا عمليات الإفراز
الخلايا العصبية/ الخلايا التي تفرز الهرمونات/ خلايا الدفاع
تفرز العديد من المواد المختلفة تخزن فى حويصلات
الحويصلات محاطة بغشاء
عندما تستحث الخلية تنطلق الحويصلات إلى سطح الخلية
الحويصلة والخلية يلتحما وتنطلق هذه المادة
Mast cell)) تفرز هستامين
خلايا الغدة الكظريه Adrenal medulla )) تفرز الأدرينالين
خلايا Bcell)) في البنكرياس تفرز الأنسولين
بتطوير التقنيات المستخدمة
نيهر وساكمان سجل التحام الحويصلات مع غشاء الخلية
نيهر أدرك أن الخصائص الكهربية للخلية سوف تتغير اذا زاد سطحها
بذلك أمكن تسجيل عمليات الإفراز
درجة الدقة زادت فسمحت بتسجيل كل التحام ولد لحويصلة صغيره مع غشاء الخلية
تنظيم وظيفة قناة الأيون
نيهر وساكمان استخدما (electrode pipette) سحاحة على صورة مجس
لحقن مواد داخل الخلية
واستطاعا أن يبحثا الخطوات المختلفة لعمليات الإفراز بداخل الخلية نفسها
بهذه الطريقة آليات خلوية تخص الإفراز الخلوي ظهرت كدور (CAMP)
الآن صار الفهم أحسن
كيف أن مستوى هرمونات يحتفظ به عند حد معين
الآليات الاساسيه لإفراز الأنسولين
فمستوى الجلوكوز في الدم ينظم مستوى الجلوكوز في الخلايا ينظم مستوى الطاقة
مستوى المواد الغنية بالطاقة ATP))
يعمل ATP)) مباشرة على نوع معين من قنوات الايونيه
الذى ينظم جهد الغشاء الكهربي للخلية
تغير جهد الغشاء بصوره غير مباشره يؤثر على قنوات الايونات
يسمح لايون الكالسيوم أن يحفز إنتاج إفراز الأنسولين
بعض الادويه تستخدم لتحفيز إفراز الأنسولين فى مرض السكر
تعمل مباشرة على قنوات التي تحكم فيها ATP
كثير من الأمراض الأخرى تعتمد كليا أو جزئيا على خطأ في تنظيم قنوات الأيون
وعدد من الأدوية تعمل على قنوات الأيون
كثير من الآليات الباثولوجية تم معرفتها وتحديدها فى الثمانينات
Cystic fibrosis ------- chloride ions
ايونات الكلوريد الخطأ يسبب مرض cystic fibrosis
Epilepsy الصرع
الخطأ في قنوات الصوديوم والبوتاسيوم
كثير من قنوات القلب والأوعية الدموية عباره عن
Calcium
Channels
أمراض الجهاز العصبي سببها
Calcium
channels
بمساعدة تقنيات نيهر وساكمان
يمكن تفصيل أدويه أو تركيب أدويه
لعمل التأثير المناسب على قناة الايون المهم في الأمراض
دواء مضاد للقلق
يعمل على تثبيط قنوات الايونيه
الكحول / النيكوتين وغيرها من السموم تعمل حتى الآن
على عدد من قنوات الايونات المختلفة
