الاتصال بين الخلايا
الاتصال بين الخلايا
(Communication between Cells)
2-3
الأهداف: بنهاية الدرس أستطيع أن
أعدد طرق الاتصال بين الخلايا في جسم الإنسان.
أميز الاتصال الفيزيائي الدائم بين الخلايا.
أعرف الاتصال بواسطة العلامات.
أصنف الاتصال بواسطة الرسل الكيميائية.
أستنتج أنواع المستقبلات.
أتعرف على بعض الأمراض الشائعة في أنسجة جسم الإنسان.
المفاهيم
| المصطلح العربي | المصطلح الإنجليزي |
| ------------------- | --------------------------- |
| الاتصال بين الخلايا | Communication between Cells |
| الرسل الكيميائية | Chemical Messengers |
| المستقبلات | Receptors |
رابط الدرس الرقمي:
[www.ien.edu.sa](http://www.ien.edu.sa)
تمهيد
كل الخلايا البشرية تعيش في ترابط وظيفي متناغمة مع بعضها وترتبط على مستويات تنظيمية أكثر تفصيلاً لتشكل الأنسجة، فالأعضاء، فالأجهزة، فجسم الإنسان كاملاً. وقد أشرنا في الفصل الأول إلى أهمية التكامل بين المستويات التنظيمية في الكائن الحي من أجل البقاء. ولكي يكون التكامل الوظيفي بين هذه المستويات التنظيمية طبيعياً لتحقيق هدف التوازن الداخلي؛ فإن على الخلية الواحدة أن تتواصل مع الخلايا الأخرى المشابهة لها في النسيج نفسه، أو تلك التي تكون في أنسجة وأجهزة أخرى، يتمثل هذا الترابط بأن تتصل الخلية مع الخلايا الأخرى وذلك باستقبال الرسائل القادمة؛ حيث تستجيب لهذه الرسائل استجابة تخدم مصلحة جسم الإنسان.
طرق الاتصال بين الخلايا
(Communication Methods Between Cells)
الاتصال الفيزيائي الدائم بين الخلايا بواسطة المفاصل
ويكون بوجود مركبات بين الخلايا؛ ومن أهمها:
المفاصل المحكمة
(Tight Junctions)
وهي مركبات بروتينية موجودة على سبيل المثال في خلايا الكبد والخلايا الطلائية للقناة الهضمية، وخلايا عضلة القلب أو الخلايا الأنبوبية القريبة من الكلية. في هذه المناطق تفقد المسافة بين الخلايا تماماً؛ حيث يلتحم الجزء الخارجي لأغشية البلازما بالخلايا المجاورة، مما يمنع مرور المواد تماماً باستثناء ما يحتاجه الجسم.
وتمتلك هذه المفاصل أيضاً ارتباطاً ميكانيكياً قوياً بين الخلايا التي تتعرض للشد الميكانيكي والحركة الدائمة؛ مثل القلب. ومن أهم وظائف هذه المفاصل المحكمة منع تسرب الماء، وانتشار الجزيئات بين الخلايا، وتكوين حواجز بين التراكيب المختلفة؛ لتنظيم مرور هذه الجزيئات.
ولتوضيح ذلك أكثر؛ نأخذ الجهاز الهضمي مثلاً؛ حيث تمنع هذه المفاصل تسرب إنزيمات الجهاز الهضمي إلى الدورة الدموية. كذلك هي موجودة في الخلايا الطلائية المبطنة للمثانة، وتمنع تسرب البول خارج الخلايا.
الدسموسومات
(Desmosomes)
هي تقاطعات وروابط بين الخلايا كخلايا العضلات القلبية، والخلايا الطلائية، وخلايا الجلد؛ حيث تؤدي إلى التصاق الخلايا المجاورة مع بعضها بكثافة؛ مما يزيد من ارتباطها وتثبت شبكة الخيوط المتوسطة إلى غشاء البلازما؛ مما يوفر القوة والمرونة الميكانيكية للأنسجة؛ مثل البشرة والقلب حتى تقوم هذه الأنسجة بعملها الذي يناسب وظائفها المتعددة طبيعياً.
وأي خلل أو انقطاع في عمل هذه الروابط قد يؤدي إلى أمراض في الجلد والقلب.
تكون الدسموسومات عادة ذات شكل شريطي (Band-Like) مقارنة بالمفاصل المحكمة قرصية الشكل (Disk-Like). انظر الشكل (2-21).
الشكل (2-21): بعض أشكال الاتصال الفيزيائي بين الخلايا.
المفاصل الفجوية
(Gap Junctions)
المفاصل الفجوية تحوي قنوات داخلية تشكل مساماً وجسوراً تربط الخلايا المجاورة، ومن أهم وظائفها تنظيم الإشارات الكهربائية بين الخلايا.
ويمكن أن تمر الجزيئات الصغيرة والأيونات والإشارات الكهربائية في خلية واحدة عبر تقاطعات الفجوة إلى الخلايا المجاورة؛ حيث توجد هذه المفاصل بين الخلايا العضلية القلبية والملساء، كما تتيح هذه العملية للأنسجة تنسيق الاستجابة للمنبهات.
على سبيل المثال، تسمح تقاطعات الفجوة بالتنسيق الحركي والانقباض في عضلات الرحم المؤدية إلى الولادة. وهي مهمة أيضاً في توزيع السيالات الكهربائية وسرعتها في القلب، وتؤدي إلى انقباضات عضلة القلب ليعمل بالكفاءة الطبيعية.
الاتصال بواسطة العلامات
(Markers)
العلامات هي مجموعة متفردة من البروتينات الموجودة على سطح الخلية تمكن من تحديد الخلايا ذات الأجسام المضادة، وتعيينها وتصنيفها، ويمكن توجيه هذه الأجسام المضادة لتهاجم هدفاً واحداً أو عدة أهداف حسب نوع الخلية والمجموعة المتفردة من العلامات الموجودة.
وغالباً ما يكون هذا النوع من الاتصال بين الخلايا المناعية، فعندما تصاب خلية مناعية بأحد الممرضات؛ كالفيروس؛ فإنها تبحث عن خلية مناعية أخرى مساندة لتساعدها في القضاء على هذا الفيروس؛ وتظهر جزيئاً يدعى جزيء التصاق (Molecule adhesion)، أو علامة (Marker) على السطح الخارجي لغشائها البلازمي؛ فتتعرف الخلايا المساندة المناعية على هذا الجزيء بواسطة مستقبلات خاصة موجودة أيضاً على سطح غشائها البلازمي ليحدث الارتباط بين جزيء الالتصاق والمستقبل وتتفاعل مناعياً.
الاتصال بواسطة الرسل الكيميائية
(Chemical Messengers)
يعد هذا النوع الأكثر انتشاراً بين الخلايا. انظر الشكل (2-22)، وتحديداً بين مكونات المنعكسات في الجسم؛ حيث يمكن تصنيف الرسل الكيميائية إلى الأنواع الآتية:
الناقل العصبي
(Neurotransmitter)
وهو جزيء يستعمل في الجهاز العصبي لنقل الرسائل الكهربائية، وتفرزه الخلايا العصبية لتؤثر به على خلايا عصبية أخرى مجاورة، أو على خلايا عضلية أو غدية. فمثلاً هرمون السيروتونين هو ناقل عصبي مثبط يساعد في تنظيم الحالة المزاجية، وأنماط النوم، والجنس، والقلق، والشهية والألم.
الهرمون التقليدي
(Classic hormone)
الذي تفرزه الغدد الصماء التقليدية لينتقل بواسطة الدم، حيث يكون له هدف من الأنسجة (Target tissues) تكون بعيدة عادة عن مكان إفراز الهرمون؛ ومثاله الإنسولين الذي يؤثر على الكبد والعضلات.
الهرمون العصبي
(Neurohormone)
تنتج الخلايا العصبية هذا النوع من الهرمونات وتفرزه، ثم ينتقل عن طريق الدم ليعمل على أهداف من الأنسجة؛ مثل الأوكسيتوسين؛ فهو ناقل عصبي وهرمون ينتج في ما تحت المهاد، ثم ينقل إلى الغدة النخامية ويفرغ في قاعدة الدماغ، ثم يرسل عن طريق الدم إلى الأنسجة المستهدفة، ويلعب دوراً مهماً في عملية الولادة والرضاعة.
الشكل (2-22): شكل تخطيطي يبين مكان إفراز أنواع الرسل الكيميائية وتأثيرها.
الإفراز الهرموني الجواري
(Paracrine secretion)
وتفرزه خلايا غدية لكنه لا يتنقل بالدم بل ينتشر إلى السائل خارج الخلايا، ويؤثر على الخلايا المجاورة القريبة، ولا يتعدى تأثيره هذه الخلايا المجاورة؛ فهرمون المثبت الجسمي (Somatostatin) تفرزه خلايا البنكرياس، ويؤثر على خلايا ألفا وبيتا المجاورة؛ حيث ينظم، أي يثبط، إفراز هذه الخلايا لهرموني جلوكاجون والإنسولين.
الإفراز الهرموني الذاتي
(Autocrine secretion)
تفرزه خلايا عديدة في الجسم ويؤثر على الخلايا المفرزة نفسها كما في بروستاغلاندينات (Prostaglandins). انظر الشكل (2-23).
الشكل (2-23): الاتصال بواسطة الرسل الكيميائية.
المستقبلات
(Receptors)
إن الرسل الكيميائية تمثل وسائل الاتصال الأكثر شيوعاً بين مكونات المنعكس الذي يعد الشكل الشائع من أشكال آليات الثبات الداخلي، هذه الرسل الكيميائية تفرزها دائماً الخلية السابقة في مسار المنعكس، وتتأثر بها الخلية اللاحقة في المنعكس.
المستقبلات هي جزيئات بروتينية في الخلية المستهدفة أو على سطحها ترتبط بالروابط (Ligand) مع خلايا أخرى. تتعرض باستمرار جميع الخلايا الموجودة في جسم الإنسان لمجموعة متنوعة من الإشارات خارج الخلية التي تحتاجها في تفسير الاستجابة المناسبة لبيئتها وترجمتها.
يمكن أن تكون هذه الإشارات عوامل قابلة للذوبان تنشأ محلياً؛ مثل النقل المتشابك (Synaptic transmission)، وتكون بعيدة؛ مثل الهرمونات وعوامل النمو، أو تكون روابط على سطح الخلايا الأخرى (Ligand)، أو تكون مصفوفة خارج الخلية نفسها (Extracellular matrix).
لتحقيق هذا الهدف تحافظ الخلايا على تنوع المستقبلات على سطحها، وتستجيب تحديداً للمنبهات الفردية، وتكون عادة هذه المستقبلات من مجموعات مختلفة ومتنوعة تعتمد أساساً على الطريقة التي تولد بها الإشارات داخل الخلايا، وتؤدي إلى استجابات وظيفية معينة.
علاوة على ذلك يمكن تعديل نشاط مستقبلات معينة بواسطة مسارات الإشارة الأخرى بعدة طرائق مما يولد المرونة المطلوبة لمثل هذا النظام المعقد.
يجب معرفة أن الخلية السابقة تفرز الرسل الكيميائية لتؤثر على الخلية اللاحقة؛ حيث إن ذلك يتم بواسطة امتلاك الخلية المتأثرة اللاحقة لمستقبلات نوعية (Specific receptors) خاصة بالرسول الكيميائي الذي تفرزه الخلية السابقة، ويمثل المستقبل موضع ارتباط للرسول الكيميائي (Ligand)، ويتكون المستقبل عادة من بروتين أو بروتين كربوهيدراتي يقع إما في غشاء الخلية البلازمي، بوصفه مستقبلات النواقل العصبية ومستقبلات الهرمونات المشتقة من الأحماض الأمينية والهرمونات الببتيدية والبروتينية، أو داخل سيتوبلازم الخلية بصفته مستقبلات الهرمونات الستيرويدية وهرمونات الدرقية وبعض الإفرازات الهرمونية الذاتية.
أنواع المستقبلات بحسب مواقعها في الخلية
يمكن تصنيف المستقبلات بحسب أماكن وجودها في الخلية إلى نوعين رئيسين:
مستقبلات في سطح الخلايا
(Cell-Surface Receptors)
مستقبلات سطح الخلية، والمعروفة أيضاً باسم مستقبلات غشاء الخلية، تتكون من جزيئات بروتينية ترتبط بالجزيئات الخارجية (Ligand). يمتد هذا النوع من المستقبلات على غشاء البلازما ويعمل على نقل الإشارة، وتحويل إشارة خارج الخلية إلى إشارة داخل الخلايا؛ فلا تضطر الروابط التي تتفاعل مع مستقبلات سطح الخلية إلى الدخول إلى الخلية التي تؤثر عليها.
وتسمى مستقبلات سطح الخلية أيضاً البروتينات أو العلامات الخاصة بالخلايا؛ لأنها مختصة بأنواع من الخلايا.
تحوي كل مستقبلات سطح الخلية ثلاثة مكونات رئيسة هي:
مجال ربط خارجي، مجال خارج الخلية، ومجال غشاء ممتد وكاره للماء، ومجال داخلي بوسط الخلية. يختلف حجم كل من هذه المجالات واتساع نطاقها حسب نوع المستقبلات.
تتشارك مستقبلات سطح الخلية في معظم الإشارات في الجسم؛ فهناك ثلاث فئات عامة من مستقبلات سطح الخلية هي:
المستقبلات المرتبطة بقناة الأيونات، والمستقبلات المرتبطة بالبروتين (G)، والمستقبلات المرتبطة بالإنزيم.
ومن الأمثلة على هذه المستقبلات مستقبلات الرسل الكيميائية عديدة الببتيد وكاتيكولامينات التي تعمل أكثر من كونها مواقع ارتباط لهذه الرسل؛ إذ إنها تحول الإشارة القادمة من خارج الخلية على هيئة رسول كيميائي إلى استجابة في داخل الخلية.
المستقبلات الداخلية
(Internal Receptors)
المستقبلات الداخلية، والمعروفة أيضاً باسم المستقبلات الخلوية أو السيتوبلازمية، تكون موجودة في سيتوبلازم الخلية وتستجيب للجزيئات، أي الروابط الكارهة للماء التي لها القدرة على عبور غشاء البلازما.
وبمجرد دخولها الخلية ترتبط العديد من هذه الجزيئات بالبروتينات التي تعمل بوصفها عوامل منظمة لتكوين ر.ن.ا. الرسول mRNA الذي يساعد في عملية التعبير الجيني. انظر الشكل (2-24).
التعبير الجيني هو العملية الخلوية لتحويل المعلومات في الحمض النووي للخلية إلى سلسلة من الأحماض الأمينية التي تشكل البروتين في النهاية. عندما يرتبط العامل المؤثر، هرمون مثلاً (Ligand)، بالمستقبل الداخلي؛ فإنه يحدث تغييراً شكلياً يكشف موقع ربط الحمض النووي على البروتين.
وتضم هذه مستقبلات الهرمونات الستيرويدية؛ مثل الكورتيزول، والدوستيرون، والهرمونات الجنسية وفيتامين (د). انظر الشكل (2-25).
الشكل (2-24): عمل المستقبلات الداخلية.
الشكل (2-25): أنواع المستقبلات.
الأمراض الشائعة في النسيج الطلائي
الأورام الحميدة والأورام السرطانية
تقريباً (90) من الأورام في جسم الإنسان يكون منشؤها من النسيج الطلائي؛ ومن أمثلة تلك الأورام سرطان الثدي، وسرطان الرئة خاصة في المدخنين.
متلازمة كارتجنر
(متلازمة الأهداب غير المتحركة)
ينتج هذا المرض نتيجة خلل في أحد الجينات يؤدي إلى فقدان الحركة بالأهداب والأسواط؛ مما يؤدي إلى التهاب مزمن في الجزء العلوي من الجهاز التنفسي عند الذكور والإناث، بالإضافة إلى إصابة الذكور بالعقم.
الأمراض الشائعة في النسيج الضام الأصيل
الربو الشعبي
يحدث هذا المرض بسبب عوامل وراثية، أو عوامل بيئية كتلوث البيئة المحيطة، وتلوث الهواء بدخان المصانع، وعوادم السيارات، ويكون لدى المريض ضيق في مجرى الهواء؛ مما يؤدي إلى صعوبة في التنفس. انظر الشكل (2-26).
الشكل (2-26): مقارنة بين مجرى الهواء للشخص السليم وآخر مريض الربو.
مرض نقص المناعة المكتسبة
(مرض الإيدز)
يحدث هذا المرض نتيجة تدمير بعض أنواع الخلايا اللمفاوية بفيروس المرض.
ارتشاح بين الخلايا
يحدث هذا العرض نتيجة زيادة تجمع السائل بين الخلايا زيادة غير طبيعية.
الأمراض الشائعة في أغشية الجسم
الاستسقاء
يحدث هذا المرض نتيجة زيادة تجمع السائل البريتوني بالتجويف البريتوني.
الأمراض الشائعة في الغضاريف
تآكل الغضاريف
تحدث غالباً في كبار السن، وتسبب آلاماً مبرحة عند حركة المفاصل المصابة.
الانزلاق الغضروفي
يحدث نتيجة لانزلاق الغضروف بين فقرات العمود الفقري؛ وخاصة الفقرات القطنية؛ مما ينتج عنه الضغط على الأعصاب الشوكية.
الحالات والأمراض الشائعة في العظام
مرض الكساح
(Rickets)
يصيب هذا المرض الأطفال نتيجة النقص الشديد في فيتامين (د)، ويؤدي إلى نقص شديد في الكالسيوم بالعظام.
مرض لين العظام
(Osteomalacia)
يحدث هذا المرض بصفة خاصة في كبار السن نتيجة النقص في نسبة الكالسيوم بالعظام الناتج من النقص الشديد في فيتامين (د).
كسور العظام
تحدث نتيجة الاصطدام بجسم صلب، أو الوقوع على الأرض.
التهاب العظام
يحدث نتيجة إصابة العظام بالميكروبات.
مرض هشاشة العظام
(Osteoporosis)
يصيب هذا المرض بصفة خاصة كبار السن، ويتميز بنقص شديد في المواد المكونة لمصفوفة العظام بما فيها الكالسيوم. انظر الشكل (2-27).
الشكل (2-27): هشاشة العظام.
الأمراض الشائعة في الدم
الأنيميا
يحدث هذا المرض نتيجة للنقص الشديد في كمية الهيموجلوبين بخلايا الدم الحمراء، أو نتيجة للنقص الشديد في خلايا الدم الحمراء.
زيادة خلايا الدم البيضاء
يحدث زيادة في عدد خلايا الدم البيضاء، أو أحد مكوناتها نتيجة لوجود بعض الأمراض والالتهابات.
نقص خلايا الدم البيضاء
يحدث نتيجة أمراض معينة تؤدي إلى نقص في خلايا الدم البيضاء، أو أحد مكوناتها.
سرطان الدم
(اللوكيميا)
هو سرطان يصيب الخلايا المكونة للدم؛ مثل تلك التي بنخاع العظام، وينتج عنه عدد كبير من خلايا الدم المعطوبة التي تنتقل إلى مجرى الدم.
مرض سيولة الدم
(هيموفيليا)
هو أحد أمراض الدم الوراثية الذي ينتج عن نقص أحد عوامل التجلط بالدم؛ مما يؤدي إلى إطالة زمن النزف، وعدم تخثر الدم بسهولة.
الأمراض الشائعة في النسيج العضلي
ضمور العضلات الإرادية
يحدث نتيجة نقص في عدد الألياف العضلية، أو حجمها.
ضمور عضلة القلب البني
هو مرض خلقي مميت يصيب حديثي الولادة.
تضخم عضلة القلب
يحدث نتيجة وجود أمراض في الجهاز الدوري، أو الرئتين.
شلل العضلات
يحدث عند فقد العضلة للعصب المغذي لها.
إجهاد العضلات
هو عرض يحدث نتيجة تجمع حمض اللبنيك وبقية نواتج الأيض بالعضلة.
تمزق العضلة
يحدث نتيجة إصابة العضلة بجسم حاد، أو استعمال العضلة في أعمال شاقة.
التهاب العضلات
ينتج من إصابة العضلات ببعض الكائنات الدقيقة.
الأمراض الشائعة في النسيج العصبي
قطع بالحبل الشوكي
يؤدي إلى فقد المصاب للقدرة الحركية والحسية المرتبطة بالجزء المصاب.
التهاب الأعصاب الطرفية
ينتج عنه فقد المريض للإحساس الوارد من الجزء المصاب.
مرض شلل الأطفال
مرض فيروسي يصيب الحبل الشوكي، ويؤدي إلى شلل العضلات.
خراج بالمخ
يؤدي إلى فقدان المخ لوظائف الأجزاء المصابة منه.
إثراء
لمزيد من المعلومات يمكن زيارة الموقع الإلكتروني لوزارة الصحة والاطلاع على منشور تعريفي حول أمراض الجهاز العصبي على الرابط الآتي:
مرفق في الصورة رمز QR الخاص بالإثراء.
جاري تحضير الدرس المعاد صياغته وبناء الأنماط
نحافظ على المعنى العلمي ونربط كل فقرة بنواتجها ومفاهيمها.
إعادة إنتاج الدرس حسب نمط التعلم
طلب واحد ينتج المسارات البصري والسمعي والحركي والقرائي معًا، بصياغة تراعي سياق المناهج السعودية.
اختر نمط التعلم
تُنتج الأنماط الأربعة دفعة واحدة، ثم تُستدعى الحزمة المحفوظة في الزيارات التالية.