Unveiling the Mysteries of Heterophylly: A Dive into the Genome of Rorippa aquatica

 

تقانات مستخدمة في علم الغدد الصماء Techniques Used in Endocrinology

سنعرض في هذا البند بعضا من التقنيات التي تستخدم لمعرفة ما إذا كان تركيب ما يعمل كغدة صماء أو إذا كان مرکب ما يعمل کهرمون أو إذا ما أراد باحث قياس فعالية أو تركيز هذا الهرمون في الدم.

 

أ- إزالة الغدة الصماء جراحيا وإعادة زراعتها Surgical Removal of Gland and Retransplantation

لقد كانت هذه التقنية أول التقنيات المستخدمة لدراسة أثر إفرازات غدة صماء على الجسم وتعتبر الآن طريقة كلاسيكية لدى طلبة الكليات. إذ يقوم الباحث في الغالب بإزالة الغدة الصماء أو أي ترکيب يعتقد أن له وظيفة غدة صماء بالجراحة ثم يدرس الآثار الوظيفية التي تظهر في الجسم نتيجة هذه الإزالة الجراحية. بهذه الطريقة مثلا تمكن Barthold من معرفة أثر الإفرازات الهرمونية للخصية عندما أجرى تجاربه على الديوك، وبهذه الطريقة جرت معرفة أثر البنكرياس في السيطرة على مستوى السكر في الدم عندما أزيل جراحيا من الكلاب.

التأكيد الاستنتاجات المتحصل عليها من الإزالة الجراحية يمكن إعادة زرع الغدة المزالة جراحية وذلك بأن تنقل الغدة من حيوان آخر سليم إلى الحيوان الذي أجريت له عملية الإزالة، حيث يمكن الآن مراقبة هذا الحيوان ودراسة ما إذا كانت إعادة الزراعة تزيل الأعراض التي ظهرت سابقا. كذلك يمكن حقن خلاصة الغدة أو حقن هرمونات مصنعة لمراقبة ما إذ كان ذلك سيصحح الاضطرابات التي حصلت نتيجة إزالة الغدة جراحية.

لقد ساهمت هذه الطريقة التقليدية بالكثير من المعلومات حول الغدد الصماء التقليدية المعروفة غير أنه من الواضح أنه لا يمكن استخدامها مع كل عضو نشك في أن له دور كغدة صماء. فالقلب يعمل كغدة صماء، ولا يمكن التحقق من ذلك بإزالة القلب لما في ذلك من أثار على الدورة الدموية إلا إذا استخدمت تقنيات معقدة وبالغة التكاليف.

 

 

ب - التقنيات الكيميائية المناعية الخلوية Immunocytochemical Techniques

تضم هذه عددا كبيرا من التقنيات تعتمد كلها على التفاعل الكيميائي بين الأجسام المضادة النوعية المصنعة للهرمونات التي تعمل كمولدات ضد (ولهذا فالتفاعل كيميائي مناعي). فعندما نرغب بمعرفة أو بتحديد نوع الخلايا المفرزة لهرمون معين في غدة ما كالنخامية أو البنكرياس فإننا ننتج أجساما مضادة نوعية لذلك الهرمون الذي تنتجه هذه الغدة ثم نعلم هذه الأجسام المضادة أما إشعاعية radio - labelled أو بمادة مضيئة - fluorescence labelled ونرسل هذه الأجسام المضادة بعد ذلك عن طريق الدم أو مباشرة إلى الغدة المقصودة. وحيث أن الأجسام المضادة شديدة النوعية لذلك الهرمون فإنها لا ترتبط بشكل كبير إلا بجزيئات الهرمون نفسه وبالتالي فهي ترتبط بالخلايا المنتجة لذلك الهرمون وليس بغيرها من الخلايا . يمكن لاحقا إجراء دراسة نسيجية على المقاطع المأخوذة من هذه الغدة ورؤية الأماكن التي تجمع بها الإشعاع أو الإضاءة. أن هذه الأماكن هي الخلايا التي يفرز منها الهرمون قيد الدراسة. وقد أمكن بهذه الطريقة معرفة أنواع الخلايا في النخامية الأمامية المنتجة لكل هرمون من هرمونات النخامية الستة، كما أمكن تحديد حجم هذه الخلايا ونسبة انتشارها في النخامية وحجم وشكل الحويصلات الخازنة للهرمون في كل من هذه الخلايا. كما أمكن بهذه الطريقة معرفة أن عدد الخلايا أو نسبتها في الغدة الصماء قد لا يكون ثابتا أثناء الظروف المختلفة فالخلايا المنتجة لهرمون برولاكتين مثلا في النخامية الأمامية تزداد بشكل كبير أثناء الحمل بحيث تفسر هذه الزيادة زيادة حجم النخامية أثناء الحمل من 400 ملغم إلى حوالي 900 ملغم.

 

 

ج- المعايرة البيولوجية Bioassay

استخدمت هذه الطريقة أصلا للكشف عن الأثر البيولوجي لإفراز معين. إذ يمكن أخذ خلاصة غدة معينة وإضافتها إلى تحضيرة preparation بيولوجية ودراسة الأثر الذي تسببه تلك الخلاصة على تلك التحضيرة. التبسيط الأمر نورد المثال الآتي: إذا أخذت عصارة غدة معينة وأضيفت إلى قطعة من أمعاء الجرذ مهيئة في وسط مناسب فإن تلك العصارة يمكن أن تسبب إنقباضا في أمعاء الجرذ، وبهذه الطريقة يمكن وصف الأثر النوعي qualitative effect للخلاصة. في مراحل لاحقة، جرى تطوير هذه الطريقة البسيطة لتقدير الأثر الكمي quantitative effect للخلاصة أي تقدير تركيز المادة الفعالة (أو الهرمون في الخلاصة. يتم الأمر بالطريقة السابقة نفسها بعد وضع تعريف معين لوحدة الهرمون unit of hormone كان نقول أن الوحدة الهرمونية مثلا هي التي تحدث انقباضا في أمعاء الجرذ ذا مقدار محدود. وقد كانت طريقة المعايرة البيولوجية الطريقة الوحيدة المعرفة تركيز الهرمونات في خلاصات الغدد الصماء، فقد استخدمت مثلا عند اكتشاف ليكوترايينات leukotrienes حيث كان يشار لها بالمواد المتفاعلة البطيئة (slow - reacting substances ( SRS إلى أن جرى تعريفها كيميائية لاحقا. ونظرا لأن هذه الطريقة تنقصها الحساسية والنوعية فقد جرى البحث لاستبدالها بطرق وتقنيات أحدث كما سنرى في البنود اللاحقة.

 

 

د- المعايرة المناعية الإشعاعية Radio ImmunoAssay (RIA )

طور هذه الطريقة في نهاية الخمسينات من القرن العشرين العالمان S . Berson ، R . Yalow واعترافا بجهودهما فقد منحا عام 1977 جائزة نوبل في الفسيولوجيا والطب. تقيس هذه التقنية تركيز الهرمون في عينة من سوائل الجسم بدقة كبيرة وهي تعتمد على مبدأ التنافس بين هرمون معلم إشعاعيا radiolabelled وآخر من نفس النوع غير معلم (بارد) cold " موجود في عينة الدم أو البول التي تنوي قياس تركيز الهرمون بها، إذ يتنافس الهرمونان على الارتباط بجسم مضاد نوعيspecific لذلك الهرمون.

يربط الجسم المضاد النوعي إلى مادة خاملة على هيئة حبيبات راتنج beads of inert resin وتعبأ المادة الخام والجسم المضاد النوعي في عمود زجاجي له صمام في أسفله. يضاف في خطوة تالية الهرمون المعلم على هيئة محلول إلى العمود الزجاجي فيرتبط الهرمون المعلم بالجسم المضاد. تضاف لاحقا عينة الدم التي تنوي قياس تركيز الهرمون بها والتي يفترض أن تحتوي هرمونا لكنه غير معلم. عند إضافة العينة إلى العمود يتنافس الهرمون المعلم والهرمون غير المعلم على الارتباط بالجسم المضاد النوعي، ويحل الهرمون غير المعلم محل الهرمون المعلم بمقدار يتناسب مع تركيز الهرمون غير المعلم في العينة ، فكلما كان تركيز الهرمون غير المعلم في العينة كبيرا كلما أزاح كمية أكبر من الهرمون المعلم الذي يهبط مع السائل نحو أسفل العمود حيث يجمع بفتح الصمام السفلي. تقاس بعد ذلك كمية الهرمون المعلم بأجهزة قياس الإشعاع وتجري مقارنتها بأرقام قياسية حيث يمكن معرفة تركيز الهرمون في عينة الدم بدقة كبيرة.

تستخدم طريقة المعايرة المناعية الإشعاعية لقياسات أخرى غير قياس الهرمونات، إذ تقاس بها كميات الأدوية أو الفيتامينات في الجسم، ولكنها تعتبر طريقة بالغة الحساسية لقياس تركيز الهرمونات الذي يكون صغيرا جدا عادة.

 

 

ه- المعايرة المناعية الادمصاصية المرتبطة بالأنزيمات Enzyme-linked Immuno Sorbent Assay (Elisa )

طورت هذه الطريقة حديثا لقياس تركيز الهرمونات (ولأغراض أخرى) بدرجة عالية من الدقة توازي RIA ولكنها تمتاز عنها بأن إنجاز العمل يتم في فترة أقصر بكثير كما أن كلفة إجراء القياس لأغراض علاجية أو بحثية أقل بكثير. كما تمتاز عن RIA بأنها لا تتعامل بالمواد المشعة، وهي مواد يصعب عادة التخلص من مخلفاتها وتسبب تلوثا بيئيا كبيرا مما سبب ارتفاع أسعارها.

تقوم هذه التقنية على مبدأ بسيط هو ربط أنزيم ما إلى جسم مضاد نوعي خاص بالهرمون (مولد الضد) الذي ننوي قياس تركيزه. يضاف لاحقا إلى الأنزيم المادة الحليلة له substrate فيتفاعلان معا لإنتاج مادة ملونة يمكن قياس تركيزها بوسائل بصرية (مقياس طيف الضوء spectrophotometer) وتكون درجة تركيز اللون متناسبة مع تركيز الأنزيم المرتبط بالجسم المضاد وهذا تركيزه متناسب مع تركيز الهرمون الذي نريد قياسه.

تستخدم في هذه التقنية صفائح بلاستيكية (polystyrene) بها آبار صغيرة (96 بئرا) وتكون الحواف الداخلية للآبار مشحونة بشحنة موجبة. عندما تضاف لها عينة الدم المحتوية على الهرمون فإن البروتينات والهرمونات

المشحونة بشحنة سالبة تلتصق بهذه الآبار (ادمصاص ) ولو جرى بعد دقائق سكب السائل من هذه الآبار أوغسلها بمحلول منظم لبقيت الهرمونات والمواد ذات الشحنة السالبة مرتبطة بجدران هذه الآبار. يضاف بعد ذلك الجسم المضاد النوعي المرتبط به الأنزيم، فيرتبط الجسم المضاد النوعي بالهرمون الخاص به فقط ( وتهمل بقية البروتينات). يكون ارتباط الجسم المضاد والأنزيم المرافق متناسبة مع كمية الهرمون إذ أن الكمية الزائدة من الجسم المضاد والأنزيم المرافق ستبقى عالقة في المحلول وعند سكب (أو سحب) السائل من الآبار ستزال كمية الجسم المضاد الزائدة. يضاف في مرحلة لاحقة مادة حليلة خاصة بالأنزيم فيتفاعل معها معطيا مادة ملونة أو لاصفة fluorescent ويكون تركيز المادة الملونة متناسبة مع كمية الأنزيم وبالتالي مع كمية الجسم المضاد الملتصق، وهذا بدوره متناسب مع كمية الهرمون الملتصقة والتي كانت موجودة بالعينة أصلا.

المعرفة التركيز المطلق للهرمون تقارن النتائج مع عينات من الهرمون معروفة التركيز عوملت بالصورة نفسها والوقت نفسه حيث يمكن بناء منحنى قياسي standard curve يكون فيه تركيز الهرمون على الإحداثي السيني ومقدار اللون المقاس بمقياس طيف الضوء على الإحداثي الصادي. تجدر الإشارة إلى أن هذه الطريقة تحل في كثير من الأحيان محل RIA كما أنها تمتاز عنها بأنه يمكن إجراء خطواتها باستخدام الإنسان الآلي robot.

 

 

و- التقنيات العقاقيرية Pharmacological Techniques

يمكن بهذه الطريقة استخدام مواد ذات نوعية عالية لتؤثر على خلايا غدة معينة و إيقاف إفرازاتها. فاليود المعلم 13II يرتبط بشكل خاص بخلايا الدرقية وإذا زادت كميته فإنه يقتل هذه الخلايا ويمنعها من إنتاج ثيروكسين حيث يمكن دراسة أثرنقص ثيروكسين. وبالمثل فإن مركب thiouracil يمنع بناء المزيد من ثيروكسين كما يدمر مركب alloxan خلايا بيتا في البنكرياس محدثا السكري التجريبي experimental diabetes ويمكن بحقن مركبات ستيرويدية مصنعة مثل dexamethasone تثبيط إفراز ACTH من النخامية.

كتحوير لهذه التقنيات يمكن إنتاج أجسام مضادة لبعض الهرمونات وحقنها لتتفاعل مع الهرمون وتعادله وتمنعه من أداء عمله. بهذه الطريقة أمكن دراسة آثار بعض الهرمونات مثل المانع لإدرار البول وأثره في التعلم والذاكرة .

 

 

ز- تقنيات النضح ( التروية) Perfusion Techniques

يمكن إمرار محلول ملحي على غدة صماء وتحليل العائد من المحلول ومعرفة ما تنتجه الغدة من مواد أيضية أو هرمونية ويمكن أن يحتوي المحلول المستخدم أسلاف الهرمونات حيث تخلل المحلول العائد وتجري معرفة العوامل المسيطرة على إفراز هرمونات تلك الغدة.

 

 

 

 

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.