Tumor-activated in situ synthesis of single-atom catalysts for O2-independent photodynamic therapy based on water-splitting

 

جهاز الغدد الصماء The Endocrine System

بدع العلم الذي يهتم بدراسة الغدد والأعضاء المفرزة " للهرمونات وتأثيراتها البيولوجية علم الغدد الصماء Endocrinology. بدأ ظهور هذا العلم منذ القرن التاسع عشر، تحديدا عام 1838، عندما قام العالم Barthold بإزالة الخصي من ذكور الدجاج وراقب التأثيرات التي نتجت عن إزالة هذه التراكيب ثم قام لاحقا بإعادة زراعة هذه التراكيب ولاحظ اختفاء التأثيرات التي نتجت عن إزالة الخصي. وعلى الرغم من أن بارثولد آنذاك لم يحدد اسم المركب الكيميائي المسؤول عن إحداث هذه التغيرات ولم يعطه إسما، فإن دراساته كانت حافزا لكثير من العلماء الذين جاءوا بعده وأرسوا دعائم علم الغدد الصماء.

أول من استخدم تعبير هرمون hormone العالمان William Bayliss and Ernest Starling حيث أطلقاه عام 1905 على هرمون سيكرتين secretion الذي يفرزه الإثنا عشر والذي سنعرض لتأثيراته في فصل الجهاز الهضمي. أما من دعي بأبي علم الغدد الصماء father of Endocrinology فهو العالم Charles Sequard الذي حقن نفسه عام 1889 بخلاصة خصي الكلاب والخنازير الغينية لاستعادة نشاطه الجسدي والذهني لاعتقاده بأهمية هرمون تستوستيرون في هذا المجال.

 

 

التنظيم الهرموني Hormonal Regulation

عندما ظهرت الكائنات عديدة الخلايا كان لا بد لظهورها من حدوث تطورين متلازمين لكي تتمكن من التكيف في بيئاتها: الأول ظهور نظام توزيع العمل بين الخلايا division of labor مع ما يعنيه ذلك من تخصص كل مجموعة من الخلايا للقيام بوظائف محددة لا تستطيع الخلايا الأخرى القيام بها، فالخلايا العضلية للانقباض، والعصبية للتأثر والاستجابة للبيئة وخلايا الاكتودرم للوقاية وهكذا. أما التطور الثاني فكان ظهور وسيلة للاتصال والتفاهم communication بين الخلايا. إن هذا الاتصال والتفاهم ضروري لكي تتم النشاطات والوظائف المختلفة للأعضاء والأنسجة بتنسيق تام يحقق أهداف الكائن الحي في البقاء والتكاثر.

نود أن نشير إلى طريقتين للاتصال بين الخلايا في الفقريات: الأولى تتم بواسطة التنظيم العصبي neural regulation المعتمد على الأجهزة العصبية والثانية بواسطة التنظيم الهرموني hormonal regulation. إن وسيلتي التنظيم السابقتين ليستا مستقلتين عن بعضهما، إذ سنرى أن هناك تفاعلا بينهما وأن هذا التفاعل بالغ التعقيد أحيانا وقد أفرد له العلماء حق خاصة به أسموه علم الغدد الصماء العصبي neuroendocrinology وسنشير لبعض مفاهيم هذا الحقل لاحقا.

 

 

على الرغم من أن التنظيم الهرموني والتنظيم العصبي يؤديان وظيفة جوهرية واحدة هي حث أعضاء الجسم وأنسجته المختلفة على القيام بنشاطاتها ووظائفها بشكل منسق يحقق هدف البقاء إلا أن هناك ثلاثة فروق أساسية بينهما في كيفية أداء هذه الوظيفة الجوهرية. هذه الفروق هي:

1.      أن التنظيم الهرموني أكثر بطءا في الاستجابة للمؤثرات. فالسيالات العصبية تسير في الأعصاب عندما يجري تنبيهها بسرعة كبيرة، كما أن إفراز الناقل العصبي التشابكي عند كل تشابك لا يأخذ وقتا طويلا في نقل السيال العصبي إلى الخلية المجاورة، وفي المحصلة فإن الرسالة تصل إلى عضو الاستجابة (المتأثر بسرعة بالغة. أما في حالة التنظيم الهرموني فإن الهرمون المفرز استجابة لمنبه ما غالبا ما يصل إلى الدم ومن هناك ينتقل إلى عضو الاستجابة بسرعة الدورة الدموية، وهي سرعة بطيئة نسبيا إذا ما قورنت بسرعة السيالات العصبية. ثمة سبب آخر لبطء عمل التنظيم الهرموني هو أن كثيرا من الهرمونات لا تعطي تأثيراتها بأحداث تغيرات في نفاذية أغشية الخلايا (وهي تغيرات تحدثها النواقل العصبية وتكون عادة سريعة) بل أنها تعطي تأثيراتها ببناء بروتينات جديدة، مثل القنوات الناقلة للأيونات ، ثم تهاجر هذه البروتينات من أماكن صنعها إلى المكان الذي تمارس فيه وظائفها. أن بناء وهجرة هذه البروتينات إلى أماكن عملها ومن ثم الاستجابة للهرمون تأخذ وقتا طويلا قد يستمر ساعات وأحيانا أياما.

2.     أن التنظيم الهرموني عادة ما يكون أطول أمدا وأكثر استدامة من التأثير العصبي، إذ نجد أن السيال العصبي يسبب إفراز ناقل عصبي يؤدي مباشرة أو غير مباشرة إلى الاستجابة في العضو المتأثر ثم سرعان ما يحطم وتتوقف الاستجابة وإذا ما أردنا استمرار حدوث الاستجابة فلا بد إذا من إعادة تكرار التنبيه. أما في حالة التنظيم الهرموني فإن الهرمون المفرز ينتقل في الغالب بواسطة الدم حيث يصل بعد ذلك إلى الخلايا المتأثرة، حيث يرتبط بمستقبلات نوعية خاصة به موجودة إما على أو بداخل الخلية الهدف. وفي حالة الارتباط بالمستقبلات الموجودة على غشاء الخلية الهدف فإنه غالبا ما يجري إدخال internalization للهرمون ومستقبله إلى داخل الخلية حيث يجري بعد فترة طويلة نسبيا تحطيم لهذا الهرمون و/ أو لمستقبلاته. في أثناء ذلك يكون الهرمون المرتبط بمستقبلاته قد نقل الرسالة التنظيمية إلى رسول ثان second messenger يتكون داخل الخلية وهو إحدى جزيئاتها الطبيعية التي لا يمكن لها الاستغناء عنها. يؤدي بناء الرسول الثاني عادة إلى تضخيم الرسالة الهرمون إلى مئات بل وآلاف المرات. أن كل هذه الوسائل التي يتبعها الهرمون لكي يعطي تأثيراته الفسيولوجية تجعل التنظيم الهرموني أكثر استدامة من التأثير العصبي. نستنتج من ملاحظة البندين 1، 2 أعلاه أن التنظيم العصبي يبدأ أثره التنظيمي على أنسجة الجسم في خلال فترة زمنية قصيرة من بدء التنبيه ولكنه لا يستمر طويلا إذ يبدأ في التلاشي، في الغالب، حالما ما يبدأ التنظيم الهرموني عمله. هذا الاستنتاج يشير إلى التفاعل الوثيق والتداخل بين التنظيمين العصبي والهرموني.

3.     أن التنظيم الهرموني أوسع أثرا من التنظيم العصبي. فالأعصاب تفرز نواقل عصبية تؤثر على خلية بعد تشابكية محددة الموضع وهذه الخلية قد تكون عصبية أو عضلية أو غدية، فتحدث الاستجابة في الخلية أو على الأكثر في العضو الذي تصل إليه هذه الأعصاب. أما الهرمون فإنه حالما يفرز يصل إلى الدم حيث يحمل إلى كافة أنسجة الجسم بلا استثناء إذا لا يعود للغدة الصماء سيطرة على الهرمون بعد إفرازه. يؤثر الهرمون المنقول بالدم، نظرية، على كافة أنسجة الجسم وبذا يصبح أثره شمولية generalized. من ناحية عملية لا يؤثر الهرمون المفرز على خلايا الجسم كلها بل على الخلايا التي تحمل مستقبلات receptors له بتركيز كاف. تدعى الخلايا أو الأعضاء التي يؤثر عليها الهرمون ويحدث بها استجابة بسبب وجود مستقبلاته بها الخلايا أو الأعضاء الهدف target. فبينما ينتشر هرمون إنسولين مثلا من مكان إفرازه في البنكرياس إلى كافة أنسجة الجسم نجد أن الأنسجة الهدف له هي العضلات والكبد والأنسجة الدهنية بشكل رئيسي.

 

إن وجود مستقبلات الهرمون على خلية معينة يعطي الهرمونات نوعية specificity في عملها. المقصود بذلك أنه على الرغم من شمولية عمل الهرمونات فإنها تؤثر فقط على الخلايا المحتوية لمستقبلات لها وهذا يجعل أثر الهرمون نوعيا ومحددا.

 

 

أنواع الإفرازات الهرمونية Types of Hormonal Secretions

إن كلمة هرمون مأخوذة من الكلمة اليونانية hormaein والتي تعني يهيج أو يثير، لكن بعض الإفرازات الهرمونية لا تحدث إثارة أو تهيجا بل تحدث تثبيطا. لهذا يختلف الباحثون في وضع تعریف شامل للهرمون، إذ أن أي تعريف لا يمكن أن تنطبق جميع عناصره على الأعداد المتزايدة من الإفرازات الهرمونية التي تكتشف بشكل مستمر. لذلك جرى تصنيف الإفرازات الهرمونية ووضع تعريف خاص بكل نوع لكي يسهل التعامل مع هذه الإفرازات من قبل الدارسين وذلك على النحو الآتي:

 

1- الهرمون التقليدي Classic Hormone:

يطلق هذا التعبير على كل: (1) مادة كيميائية تفرزها خلايا أو غدد متخصصة، (2) بكميات صغيرة جدا، (3) نحو الدم، (4) وتنتقل إلى أجزاء أخرى من الجسم (غالبا بعيدة عن موقع الإفراز) تدعى الأنسجة الهدف (5) وتحدث تأثيرا بيولوجيا محددا تلك الأنسجة. يقع تحت قائمة الهرمونات التقليدية مجموعة كبيرة من الهرمونات ندرسها في البنود اللاحقة، ولعل أشهرها إنسولين. وتدعى الغدد التي تفرز الهرمونات غدد صماء endocrine glands (شكل 14 - 1) أو غدد لاقنوية ductless glands. وبالرجوع إلى الأصل اليوناني لكلمة endocrine نجد أنها مأخوذة من المقطعين endo = within وتعني داخل أو ضمن و = crinin to separate وتعني يفصل، يفرق، وبذا يصبح المعنى الكامل: المكان المفرز في داخله مادة تنتقل بعيدا لتؤثر على مكان آخر من الجسم.

 

 

2- الهرمون العصبي Neurohormone:

مادة كيميائية تنتجها وتفرزها عصبونات محاورها تصنع تشابكا عصبيا مع الشعيرات الدموية. لهذا فالهرمونات العصبية تصنع في أجسام العصبونات ثم تنقل عبر محاورها لتخزن في حويصلات في نهاياتها التشابكية وإذا ما نبهت الخلية العصبية فإنها تفرز هذه المواد إلى الدم مباشرة حيث تنقل بعد ذلك إلى أجزاء أخرى من الجسم وتؤثر عليها تماما كما تفعل الهرمونات التقليدية. من أمثلة الهرمونات العصبية أوكسيتوسين Oxytocin ومانع إدرار البول ADH وهما يصنعان تحت المهاد.

 

 

3- الإفرازات الهرمونية الجوارية (نظير الغدية) Paracrine Secretions:

تفرز هذه الهرمونات من خلايا متخصصة بدرجات متباينة، لكنها لا تنطلق إلى الدم بل تصل إلى السائل النسيجي المحيط بالخلايا التي أفرزتها بواسطة الانتشار. ولا يؤثر الهرمون في هذه الحالة على خلايا بعيدة عن مكان إفرازه بل على الخلايا المجاورة للخلايا المفرزة. من أمثلة ذلك سوماتوستاتين (المثبت الجسمي) Somatostatin الذي يفرز من خلايا 6 في جزر لانجرهانز في البنكرياس ويؤثر على خلايا 6 ، 4 في نفس الجزر مسيطرة بذلك على إفراز تلك الخلايا لهرموني جلوكاجون وإنسولين على الترتيب.

 

 

4. الإفرازات الهرمونية الذاتية Autocrine Secretions:

تفرز هذه المركبات من خلايا غير متخصصة ويمكن أن تنطلق الإفرازات إلى السائل النسيجي بواسطة الانتشار ولكنها لا تؤثر إلا على الخلية المفرزة ذاتها (كما يمكن أن تؤثر على الخلية مباشرة دون الوصول إلى السائل النسيجي). من أمثلة هذه المركبات بروستاغلاندينات prostaglandins وليكوترايينات leukotrienes

يطلق أحيانا على المجموعتين الثالثة والرابعة من الإفرازات الهرمونية معا تعبير هرمونات موضعية local hormones إذ أن أثر هذه الإفرازات يكون غالبا موضعيا لأن فترة نصف العمر لها قصيرة إذ سرعان ما يجرى تحطيمها بواسطة الأنزيمات فلا تصل لمسافات بعيدة.

 

الشكل 14-1: مواقع الغدد الصماء في جسم الإنسان.

 

 

 

 

الفصل الرابع عشر:

·        جهاز الغدد الصم

·        التنظيم الهرموني

·        أنواع الإفرازات الهرمونية

·        كيمياء الهرمونات

·        بناء الهرمونات

·        الهرمونات المشتقة من الأحماض الأمينية

·        الهرمونات الستيرويدية

·        الهرمونات الببتيدية والبروتينية

·        نقل الهرمونات في الدم

·        تقانات مستخدمة في علم الغدد الصماء

·        إزالة الغدة الصماء جراحية وإعادة زراعتها

·        التقنيات الكيميائية المناعية الخلوية

·        المعايرة البيولوجية

·        المعايرة المناعية الإشعاعية

·        المعايرة المناعية الادمصاصية المرتبطة بالأنزيمات

·        التقنيات العقاقيرية

·        تقنيات النضح ( التروية )

·        عمل الهرمونات

·        تركيز الهرمونات وكثافة مستقبلاتها

·        تضخيم الإشارة الهرمونية

·        كثافة مستقبلات الهرمونات

·        تنظيم المستقبلات

·        آلية عمل الهرمونات

·        آلية استخدام بروتينات G والرسول الثاني

·        آلية التعبير عن الجينات

·        المجرى الزمني لعمل الهرمونات

·        إيقاف عمل الهرمونات وتحطيمها

·        السيطرة على إفراز الهرمونات

·        عوامل أيضية

·        عوامل هرمونية

·        عوامل عصبية

·        الغدد الصماء الرئيسية

·        العلاقة التشريحية بين النخامية وتحت المهاد

·        هرمونات النخامية الأمامية

·        تأثيرات هرمون النمو

·        اضطرابات إفراز هرمون النمو

·        الغدة الدرقية

·        الموقع والتركيب

·        أثر هرمونات الدرقية

·        آلية عمل هرمونات الدرقية

·        السيطرة على إفرازات الدرقية

·        أمراض الدرقية

·        الغدد جارات الدرقية

·        عمل جاردرقي

·        الغدتان الكظريتان

·        قشرة الكظرية

·        هرمونات قشرة الكظرية

·        هرمونات قشرية سكرية

·        تأثيرات كورتيزول

·        هرمونات قشرية معدنية

·        هرمونات قشرية تناسلية

·        اضطرابات قشرة الكظرية

·        الستيرويدات المخلقة

·        نخاع الكظرية

·        هرمونات نخاع الكظرية

·        اضطرابات نخاع الكظرية

·        البنكرياس

·        جزيرات لانجرهانز

·        هرمونات البنكرياس

·        العوامل المؤثرة على إفراز إنسولين

·        تأثيرات إنسولين

·        النسبة بين إنسولين وجلوكاجون في الدم

·        اضطرابات البنكرياس

·        السكري Diabetes mellitus

·        فرط أنسولين

 

 

 

 

 

المصادر

• التشريح الوظيفي وعلم وظائف الأعضاء ، الدكتور شتيوي العبدالله (2012) ، دار المسيرة عمان – الأردن.

 

• Prosser, C. Ladd (1991). Comparative Animal Physiology, Environmental and Metabolic Animal Physiology (4th ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Liss. pp. 1–12. ISBN 978-0-471-85767-9.
•  Hall, John (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (12th ed.). Philadelphia, Pa.: Saunders/Elsevier. p. 3. ISBN 978-1-4160-4574-8.
•  Widmaier, Eric P.; Raff, Hershel; Strang, Kevin T. (2016). Vander's Human Physiology Mechanisms of Body Function. New York, NY: McGraw-Hill Education. pp. 14–15. ISBN 978-1-259-29409-9.
• R. M. Brain. The Pulse of Modernism: Physiological Aesthetics in Fin-de-Siècle Europe. Seattle: University of Washington Press, 2015. 384 pp., [1].
• Rampling, M. W. (2016). "The history of the theory of the circulation of the blood". Clinical Hemorheology and Microcirculation. 64 (4): 541–549. doi:10.3233/CH-168031. ISSN 1875-8622. PMID 27791994. S2CID 3304540.
• Bernard, Claude (1865). An Introduction to the Study of Ex- perimental Medicine. New York: Dover Publications (published 1957).
•  Bernard, Claude (1878). Lectures on the Phenomena of Life Common to Animals and Plants. Springfield: Thomas (published 1974).
•  Brown Theodore M.; Fee Elizabeth (October 2002). "Walter Bradford Cannon: Pioneer Physiologist of Human Emotions". American Journal of Public Health. 92 (10): 1594–1595. doi:10.2105/ajph.92.10.1594. PMC 1447286.
•  Heilbron, J. L. (2003). The Oxford Companion to the History of Modern Science, Oxford University Press, p. 649, link.
•  Feder, ME; Bennett, AF; WW, Burggren; Huey, RB (1987). New directions in ecological physiology. New York: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-34938-3.
•  Garland, Jr, Theodore; Carter, P. A. (1994). "Evolutionary physiology" (PDF). Annual Review of Physiology. 56 (1): 579–621. doi:10.1146/annurev.ph.56.030194.003051. PMID 8010752.