معلومة

كيف يتم قياس الفترات الزمنية الطويلة في النظم البيولوجية؟

كيف يتم قياس الفترات الزمنية الطويلة في النظم البيولوجية؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تعتبر الأنظمة البيولوجية جيدة جدًا في قياس الأوقات الطويلة نسبيًا ، على سبيل المثال ، دورات الحيض (شهر) ، أو سن البلوغ (سنوات). يبدو أن عد الأيام أو السنوات غير قابل للتصديق ، ويبدو أيضًا أن التركيز الكيميائي غير قابل للتصديق. ما هي العمليات الفسيولوجية التي تدخل في تتبع هذه الفترات الطويلة؟ هل هي مجرد سلسلة طويلة من تغييرات الحالة المحدودة؟

أفهم أن هناك ارتباطات بيئية مثل التغيرات الموسمية والموقع النسبي للأجرام السماوية لقياس الوقت النسبي ، ولكن بغض النظر عن هذه الإشارات الخارجية ، أظن أنه يمكن أن توجد ساعة داخلية جيدة جدًا لمقياس زمني أطول. على سبيل المثال ، يمكن اعتبار وقت انقطاع الطمث بمثابة آلية عد لساعة أقصر وهي الدورة الشهرية. لكن كيف يعرف الجسم متى يتوقف عن النمو؟ لا أستطيع التفكير في العمليات البيولوجية التي تتمتع بثوابت زمنية طويلة ومستقرة.


الإجابة المختصرة هي: لا نعرف بالضبط ، على الرغم من أن لدينا بعض الأفكار.

سآخذ مثال البلوغ.

على الرغم من عدم وجود تعريف واضح للبلوغ ، فمن الواضح تمامًا أنه يتوافق مع الفترة التي تبدأ فيها وظيفة الغدد التناسلية.

هذا ، بدوره ، مشتق من تنشيط نظام الغدد التناسلية ، والذي يتكون من نوعين رئيسيين من الخلايا:

  1. عدد قليل من الخلايا العصبية الموجودة في منطقة ما قبل الجراحة من منطقة ما تحت المهاد (نواة في قاعدة الدماغ) تسمى الخلايا العصبية GnRH. GnRH هو الهرمون المطلق لموجهة الغدد التناسلية ، وهو ببتيد صغير يحفز إنتاج الغدد التناسلية من الغدة النخامية.

  2. gonadotrophs ، وهي مجموعة متخصصة من الخلايا في الغدة النخامية (غدة تقع تحت الدماغ) تنتج هرمونين ، يسمى الهرمون اللوتيني (LH) والهرمون المنبه للجريب (FSH) الذي يحفز الغدد التناسلية لإنتاج هرمونات مختلفة ، مثل هرمون الاستروجين. .

في الثدييات ، يختلف إفراز GnRH ، وبالتالي LH / FSH خلال دورة الحيض / الإسترال. تستمر هذه الدورة لعدة أيام (4-5 أيام في القوارض ، ~ شهر واحد في البشر) وتدخل في الإفراز الدوري للإستراديول (E2) من الغدد التناسلية.

لاحظ أن هذا نوع من دورة الاكتفاء الذاتي ، حيث أن المستويات الدورية لـ E2 ستسمح بعد ذلك بإفراز GnRH الدوري وما إلى ذلك.

لكن ، عد إلى سؤالك: كيف "يستيقظ" نظام GnRH / LH / E2 عند البلوغ؟

الآلية الدقيقة لا تزال غير معروفة ، لكن العمل الأخير وجد وسيطًا مهمًا ، يُدعى كيسبيبتين ، يتم إنتاجه من مجموعتين من الخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد ، تسمى الخلايا العصبية كيسبيبتين.

لقد ثبت أن كيسبيبتين منشط قوي للغاية للخلايا العصبية GnRH وقد أظهر العمل في الفئران أن هذه الخلايا العصبية تظهر في وقت البلوغ ، ويزداد عددها بشكل كبير بين 25 و 31 يومًا (يبلغ سن البلوغ حوالي 30 يومًا في الفئران).

تطوير ما بعد الولادة للخلايا العصبية Kisspeptin في منطقة الماوس تحت المهاد ؛ إزدواج الشكل الجنسي والإسقاطات على الخلايا العصبية التي تطلق هرمون الغدد التناسلية - كلاركسون وهيربيسون - طب الغدد الصماء, 2006

يوجد عمل مماثل في القرد: زيادة إشارات GPR54 تحت المهاد: آلية محتملة لبدء البلوغ في الرئيسيات - Shahab et al. - PNAS, 2005

في البشر ، تؤدي الطفرات في أي من الكيسبيبتين أو مستقبله المشابه GPR54 إلى اضطرابات في النضج البلوغ بسبب قلة نشاط الجهاز (قصور الغدد التناسلية الخافضة للغدد التناسلية) أو فرط النشاط (البلوغ المبكر).

لذا ، تم تغيير السؤال الآن: لماذا لا تظهر الخلايا العصبية كيسبيبتين إلا عند سن البلوغ؟ لا نعرف على وجه اليقين ، لكن يبدو أن زيادة مستويات E2 قد تكون مهمة لهذا الغرض.

مرة أخرى ، ندخل في دورة الاكتفاء الذاتي. يولد نمو الجسم زيادة في إنتاج E2 (ربما بسبب زيادة حجم الغدد التناسلية؟) ، والتي ، عندما يزيد مستوى معين عن السماح بتطور الخلايا العصبية كيسبيبتين ، والتي ستحفز بعد ذلك الخلايا العصبية GnRH ، مما يؤدي إلى زيادة LH و E2 . لدينا بعد ذلك المزيد من E2 وهذا يجعل الخلايا العصبية لـ kisspeptin تنمو أكثر وما إلى ذلك وما إلى ذلك.


من: تطوير ما بعد الولادة لآلية ردود الفعل الإيجابية استراديول-كيسبيبتين المتورطة في بداية سن البلوغ. - كلاركسون وآخرون. - طب الغدد الصماء, 2009


على الرغم من أن التركيز الكيميائي يبدو غير قابل للتصديق ، إلا أنه السبب في أعمق المستويات.

على نطاق أصغر - كيف تعرف خلية حقيقية النواة متى تكون جاهزة للانقسام؟ بتركيز الأعاصير المختلفة و CDKs. يتم إنتاجها طوال الوقت ، بكميات تعتمد على التوافر العام للعناصر الغذائية ، ولكن يتم استخدامها في أوقات مختلفة. يتم استخدام بعضها أثناء تخليق الحمض النووي ، بحيث إذا كانت موجودة ، فإن الخلية "تعلم" أنه لا يوجد ما يكفي من الحمض النووي لتقسيم نفسها ؛ يتم استخدام البعض الآخر أثناء الانقسام الخلوي ، لذلك "تعرف" الخلية المنقسمة حديثًا أن هناك فترة طويلة قبل الانقسام التالي. كيف ينمو شعرنا على ما يبدو على فترات متشابهة؟ لأنه تم تحديد موقعها على أساس تركيزات بعض البروتينات أو الجزيئات الصغيرة عندما كان الجلد يتشكل للتو (ليس لدي علم الأحياء التطوري هنا ، لذلك لا توجد أسماء بروتينية ، آسف).

يتم تنظيم الدورة الشهرية من خلال تركيز الهرمونات والإباضة تؤدي إلى حدوث تغيرات تؤدي إلى الحيض. لهذا السبب يحدث الحيض بعد 14 يومًا من الإباضة وليس فقط 28 يومًا بعد الدورة السابقة - إذا كانت المرأة لديها 30 يومًا من الدورة ، فستكون الإباضة في اليوم السادس عشر من الدورة. يحدث انقطاع الطمث عمومًا عندما ينتهي إمداد البويضات وتتوقف عن إعطاء إشارات حول الوقت المناسب للحيض.

قد تكون الإشارات المتعلقة بالبلوغ والشيخوخة أكثر دقة. أحد الأسباب المعروفة للشيخوخة هو تقلص التيلوميرات ، وهي نهايات الكروموسومات. لا يمكن أن تنقسم الخلايا ذات التيلوميرات القصيرة. انخفاض "تركيز" هذه التيلوميرات "يخبر" الخلية بأنها قديمة.

حقيقة أخرى معروفة - الفتيات اللائي يعانين من سوء التغذية لا يمرون بمرحلة البلوغ والنساء المصابات بسوء التغذية يتوقفن عن الإباضة. يعتبر "تركيز" الطعام المنخفض علامة على الوقت السيئ لإثقال كاهل جسمك بتغذية وإطعام الطفل.

غالبًا ما تكون الآليات التفصيلية وراء هذه العمليات مختلفة ، لكن القاعدة العامة هي نفسها: لكل عملية عتبة (عتبات) لبعض المواد الكيميائية ؛ إذا تم تجاوزها ، يتفاعل الكائن الحي.


كان هناك بعض التقدم في الآونة الأخيرة في الإجابة على هذا السؤال ، خاصة فيما يتعلق بالبلوغ. فيما يلي بعض الاقتباسات من المقالة الإخبارية حول هذا الموضوع.

إن توقيت بداية سن البلوغ متغير للغاية وغامض في النهاية.

لذا ، فهمنا محدود للغاية.

خلافًا للاعتقاد الشائع ، فإن البلوغ ليس تطورًا بسيطًا في النمو لنضج المحور التناسلي ، حيث يكون هذا النظام ناضجًا تمامًا قبل سن البلوغ بفترة طويلة ، وفي الواقع ، يجب قمعه خلال فترة تسمى توقف الأحداث. المكون الرئيسي للمحور هو الخلايا العصبية لهرمون الغدد التناسلية (GnRH).

ولكن ، كيف يتم التحكم في GnRH مؤقتًا؟

وهكذا أثبت المؤلفون أن القمع اللاجيني لـ Kiss1 على الأقل ، وربما جينات أخرى ، بوساطة غير مباشرة من خلال عائلة PcG من مثبطات النسخ ، هو الفرامل على محور الوطاء - الغدة النخامية - الغدد التناسلية التي يجب تحريرها حتى يستمر البلوغ. والأهم من ذلك ، أن منظم الوراثة اللاجينية يوفر واجهة مثالية لتنسيق التأثيرات الجينية والبيئية المعروفة بتأثير هذه العملية.

هذه مجرد قطعة واحدة من اللغز كما يقول عنوان المقال الإخباري ، ولا يزال هناك الكثير من الثغرات في فهمنا.

  • لومنيزي ، إيه وآخرون. السيطرة الوراثية على سن البلوغ عند الإناث. Nat Neurosci 16 ، 281-289 (2013). http://www.nature.com/neuro/journal/v16/n3/full/nn.3319.html
  • مارجريت مكارثي. قطعة في لغز سن البلوغ. Nature Neuroscience 16، 251-253 (2013) doi: 10.1038 / nn.3339 http://www.nature.com/neuro/journal/v16/n3/full/nn.3339.html


شاهد الفيديو: كل نشاط له تخطيط ------ تخطيط الموسم 1 ------ 11 (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Aleksei

    يا له من موضوع فضولي

  2. Telemachus

    نعم ، تماما

  3. Kemp

    انت على حق تماما. في هذا شيء هو التفكير الجيد. احتفظ به.

  4. Hernan

    واحسرتاه! للأسف!

  5. Milo

    انت لست مخطئا

  6. Latimer

    Which I didn't say.

  7. Brien

    جي



اكتب رسالة