في أحد أبحاثه المنشورة فون بيكاسى وصف رحله قام بها على
سفينة وأحب أن يعرف كيف يعمل منبه الضباب
وجد إشارات الضباب تسمع على بعد أميال في البحر
لا تسمع في كبينة السفينة هذه كانت مقدمه لتحليل هذه الخصائص
ومعرفة وظيفة الأذن والحساسية العالية للأصوات القادمة من خارج الأذن الحساسية للأصوات القريبة حتى الأصوات التي تسمع بداخل الجسم هذه الكفاءة مهمة للمتكلم والمستمع
هذه القدرات لهذا العضو عالي الكفاءة كانت موضع اهتمام فون بيكاسى
اذا الإنسان قادر على تسجيل ارتجاع جزء هواء على طبلة الأذن وهى تقاوم الهواء الموجات الصوتية لتجعل الجسم يهتز
تستطيع الأذن تحليل الأصوات وتحدد الخصائص المختلفة للكلمات
المتفرقة التعبيرات الصوتية في عالم الموسيقى
الصوت الذي يقرع الأذن يجعل طبلة الأذن تهتز في الأذن الوسطى مليئة بالهواء ينتقل الاهتزاز من خلال منظومة روافع سلسله من العظيمات ossicles
إلى سائل بداخل الأذن الداخلية cochlea
يطرق غشاء الطبلة
الأقرب للأذن الوسطى ossicle chain)) تتحرك على النافذة البيضاوية الاهتزاز للسائل بداخل الغشاء (basilar)
والذي هو عبارة عن أجزاء تقسم مستطيل والتي تقسم الفراغ الحلزوني للقوقعة في قطاعها الطولي
على طول الغشاء توجد خلايا حساسة عليها مستقبلات مثل الاعمده المشطوفة ولها شعر تلامس
نهايات الغشاء أو الشعر الملامس تحول الطاقة الميكانيكية المتمثلة فى الاهتزاز إلى طاقه مخصوصة والتي تحفز النبضات العصبية
تردد هذه النبضات تتحول إلى شفرة معلومات التي تحمل للمراكز العصبية العليا
أعطانا بيكاسى معلومات عن الأحداث الفزيائيه عند كل النقاط الأسترتيجيه المهمة في نظام الأذن
عمل فون بيكاسى كان تسجيل الأحداث في هذا العضو البيولوجي الهش اعتبره البعض عملا عبقريا
بتشريحه الدقيق وصل لتراكيب تشريحية يصعب الوصول إليها
استخدم تقنية teletechnique)) لاستثارة وتسجيل وظف ميكروسكوب stroboscope) )
Magnification stroboscopic microscopy
ليظهر حركة الغشاء الذي يقاس ب 1/1000مم
من ضمن إسهامات بيكاسى
تفسير نقل الصوت في الأذن الوسطى
فهم أنماط الاهتزاز في طبلة الأذن وحركة ossicles
وصوله لاكتشاف رئيسي
ديناميكيات الأذن الداخلية
المعلومات التجريبية أثبتت صحة فرضيات هولمتز Helmholtz
تردد موجات الصوت يحدد مكانه على طول
( basilar membrane) عند استثارته تحدث خصائص فزيائيه لنمط اهتزاز الغشاء
وحالات ظهورها كانت مسألة نظريه
فون بيكاسى نجح في كشف النقاب عن خصائص اهتزاز السندال stump foot plate
حيث تنبعث موجه معقده في basilar membrane
واتى تتحرك من الجزء الأساسي الأصلب إلى الجزء الأعلى في قمة القوقعة
قمة الموجه الكبرى الأولى تتزايد و بسرعة تتناقص
موضع أقصى سعة يعتمد على تردد موجات الصوت
المثيرة بطريقه
أعلى نقطه للموجه تظهر قريبا من قمة القوقعة
عند ترددات منخفضة
وعند قاعدة القوقعة في الترددات العالية
أحوال ظهور هذه الاهتزازات المخصوصة
حددها بتجارب نموذجيه
فون بيكاسى وصل لإجابة سؤال كيف ان الخلية الشعرية تستحث
بواسطة ابره دقيقه طرفها يلمس basilar membrane
الأجزاء المختلفة من الغشاء أمكن إحداث اهتزازات في اتجاهات مختلفة
طرف الأبره يعمل كقطب كهربي لقياس الجهد الكهربي
من الخلايا المستقبلة
وجد أن الضغط الموضعي علىbasilar membrane
يتحول لقوى ضاغطة تعمل على الخلايا الشعرية بدرجات مختلفة
Von Bekesy فون بيكاسى
أعطانا صوره واضحة عن وظائف القوقعة الميكانيكية
اكتشافه كان قاعدة لفهمنا للقوقعة (كمحلل للترددات)
نأتي للنقطة الأخيرة
الطاقة الميكانيكية تتحول physicochemical process
عمليات فيزيائيه كيمائيه
والتي تنتج عنها النبض العصبي كما هو الحال في أعضاء الحس
المعلومات عن العمليات الكهربية فى الأذن الداخلية تحتاج لأبحاث كثيره
فون بيكاسى اكتشف فرق الجهد بداخل القوقعة
يشير لوجود فرق جهد كبير على طول الغشاء المستقبل عند الراحة
تغيير فى فرق الجهد بطئ يحدث عند استثارة الخلايا الشعرية
هذه الاكتشافات تسهم فى تحليل الظواهر الميكانيكية والكهربية
فى المستقبلات والتى تحتوى على آلية تحول الصوت لنبض عصبي
أضافها ستانلي بروزينر لمسببات الأمراض التقليدية التي تحتوى
(البكتريا الفيروسات الفطريات الطفيليات)
البريونات موجودة في صورة بروتينات خلوي
البريونات لها قدره وراثية على تغيير تركيبها و شكلها لتكون أشكال ثابتة جزيئات مضره
واتضح أنها مسبب لعدد من أمراض المخ في الإنسان والحيوان
أمراض البريون يمكن أن تورث ثم تنقل العدوى او يظهر تلقائيا
أمراض البريونات
أماكن في المخ التي تظهر مريض له شكل مميز
مثقب اسفجى دلائل موت للخلايا العصبية
الأفراد المصابين تظهر عليهم أعراض عصبيه
عدم القدرة على التحكم في العضلات
فقد القدرة العقلية
فقد الذاكرة السهر وعدم القدرة على النوم
ستانلي بروزينر اكتشف الأساسيات التي عليها فهمنا آليات بيولوجيه للأمراض العقلية المشابهة مثل الالزهيمر
تأسيس استراتجيات علاجيه جديدة وابتكار أدويه جديدة
بدأ ستانلى عمله فى هذا المجال
عند موت احد مرضاه بمرض كروتزفيلد جاكوب CJD
من قبل ذلك كان من المعروف أن
CJD) ) Kuru)) scrpie)
لها أعراض متشابهه تصيب الغنم يمكن
أن تنتقل بمستخلصات من مخ المريض
كثير من النظريات تشرح هذه العوامل
فهذه العوامل ليس لها حمض نووي
بروزينر تعرف على سبب المرض عام 1982
نجح ومعاونوه في تجهيز عامل معدي واحد من مخ هامستر مريض
كل التجارب أثبتت أن العامل المعدي يتكون من بروتين مفرد بروزينر سمى البروتين بالبريون
مسمى مختصرproteinceous infectious particle
جزئ معدي بروتيني البريون المعدي جزئ يتكون بداخل الجسم
أين يقع الجين المشفر لبريون أو الجزء من DNA)) الذي يحدد تتابع الأحماض النووية التي تكون بروتين البريون
عزل بروزينرعام 1984 مجموعه من الجينات جين البريون
وجد انه موجود في كل الكائنات الحية بما فيها البشر
طول فترة حضانة البريون جعلت عملية فصله صعبه
هل يمكن أن يكون السبب في العديد من أمراض المخ
حيث أن الجين موجود في كل الكائنات الحية
اكتشاف بروتين البريون Prp يمكن أن يتحول PrPSc
يلتف ويتواجد في صورتين احدهما مرضى PrPSc
والآخر عادى طبيعي PrP=PrP
البريون المسبب لأمراض له طبيعة معديه
يكون تفاعل متسلسل
البروتين الطبيعي --------يتحول لبروتين معدي
وهو ثابت ويقاوم التحليل بالإنزيمات محللة البروتين
المذيبات العضوية درجة الحرارة العالية أكثر من 100درجهمدة الحضانة قد تمتد من أشهر لسنوات
المرض يسبب PrPsc يتراكم لدرجه تجعل نسيج المخ يدمر
الطفرات في جين تحدث أمراض عقليه
من اجل تنقية البريون استخدم بروزينر الفئران
تظهر أعراض المرض بعد 200 يوم
دراسات التنقية عرف أن scrabie يصيب الهامستر الذي تظهر عليه الأعراض بعد حضانة قصيرة
مع غيره من العلماء عزل بروزينر الجين والبريون الطبيعي مكون طبيعي من خلايا الدم البيضاء
وكذلك موجودة في العديد من الأنسجة
موجودة بكثرة على سطح الخلايا العصبية وجد بروزينر النوع الوراثى من البريون (CJD)(GOSS) عباره عن طفره فى جين البريون
برهن على أن هذه الطفرات أحدثت المرض عندما ادخل جين طافر في خلايا جذعيه لفأر
هذا الفأر المحور وراثيا ظهر عليه أعراض مرض يشبه scrabie
سكرابى براهين على دور البريون في إحداث أمراض في المخ
إلغاء الجين المسؤل عن إنتاج البريون knock out mouse)
فأر محور وراثيا مزال منه جين البريون
هذا الفأر المحور وجد كليا يقاوم العدوى عند تعرضه لعدوى البريون
عند إعادة الجين للفأر ثانية صار معرض للاصابه بالمرض
الفأر الذي نزع منه الجين كان فأر طبيعي
دليل على أن البريون الطبيعي ليس أساسيا للفأر
ودوره في الخلايا العصبية مازال سر
طفرات معينه في جين البريون تعطى أمراض مختلفة من أمراض البريون
هذه المشابهات للبريون تتراكم في أماكن مختلفة من المخ على حساب المكان يكون المرض
عندما يتأثر المخيخ حركة الجسم تضطرب
عندما تتأثر قشرة المخ تضطرب الذاكرة والانتباه
عندما يضطرب الثالمس منطقة المهاد يضطرب النوم
جزع المخ تضطرب الحركة
أمراض المخ الأخرى قد تكون لها نفس الأساس
فتح بروزينر باب لفهم الية إحداث أمراض أخرى
كالالزهيمر يحدث عندما بروتين غير البريون يتغير فى شكله وتكون له ترسبات مضره على المخ،
ارسي قواعد لعلاج أمراض البريون
عقارات تمنع انقلاب البريون
من طبيعي إلى غير طبيعي
لا يوجد آلية دفاع داخلي ضد البريون
البريون اصغر كثير من الفيروسات
الجهاز المناعي لا يتفاعل مع البريون لأنه يتواجد في الجسم بصوره طبيعيه ولكنه يصبح مؤذى عندما يتحول في تركيبه يجعل البريون مسبب المرض يتفاعل مع بروتين مكون تراكيب مثل الخيط
وتتجمع مع بعض لتدمر الخلية العصبية
آلية تراكم والتدمير غير معروفه
على عكس من مسببات المرض البريون عبارة عن بروتين وليس له ماده وراثية
نقل العدوى بين نوع لأخر عملية تخضع لحواجز بين الأنواع وهذا يوضح كيف ان هناك تخصص البريون لكل نوع على حده
أمراض البريون فى الحيوان و الإنسان
بغير استثناء
كل أنواع البريون تسبب الموت هناك اختلاف كبير في مرحلة ماقبل ظهور الأعراض وكيف يتم تقديم المرض
الاسكرابى
مرض يصيب الغنم أول ظهوره في أيسلندا في القرن 18
ثم انتقل إلى اسكتلندا عام 1940
مرض يشابه ينتقل للمنك والقطط والغزلان والإبل
مرض جنون البقر BSE))
مرض البريون اخذ أهميه في انجلترا ينتقل من البقر من خلال تلوث الاطعمه بأمعاء الغنم المصابة بالاسكرابى
بسبب طول فترة الحضانة لم يظهر المرض إلا عام 1992
في هذا العام حوالي 37 ألف بقره ظهرت عليهم أعراض المرض
كورو kuru
في غينيا الجديدة
في القبائل البدائية التي تمارس طقوس أكل البشر بعد موتهم
كان المعتقد أن السبب فيروس بطئ التأثير ولكن أتضح أنه بريون
المدة من تأكيد المرض حتى الموت من 3-12 شهر
جرستمان ستروسلار GSS
مرض وراثي يصيب المخ طفور فى جين المشفر بروتين البريون
مدة المرض من ظهوره حتى الموت من 2-6 سنوات
السهاد العائلي القاتل Fatal Familial insomnia FFI
طفرة أخرى تحدث في جين المشفر لبروتين البريون
9 عائلات وجدت تحمل (FFI) طفرات
مدة الحضانة تقريبا سنه
كروتزفيلد جاكوب CJD
تؤثر على 1 من كل مليون
85- 95 % من الحالات تحدث بها حالات تلقائيا
10- 15% منها تحدث طفرة في الجين البريون
في حالات نادرة CJD)) يحدث بسبب العدوى
تجهيزات هرمونات النمو من الغدة النخامية لأشخاص مصابين