الجسيمات الحالة: ما هي ، الهيكل والوظائف في الخلية

كل من درس علم الأحياء في المدرسة الثانوية قدم لنا أجزاء من الخلية. ماذا لو نواة الخلية ، ماذا لو غشاء بلازمي ، ماذا لو جولجي والشبكة الإندوبلازمية... لكن هناك جزء يكاد لا يلاحظه أحد.

إما بسبب حجمها أو لأنها بسيطة جدًا في المظهر ، لم يكن للجسيمات الحالة أهمية كبيرة في فصول علم الأحياء ، على الرغم من حقيقة أنهم إذا لم يؤدوا وظائفهم بشكل صحيح ، فإن المشاكل الطبية المرتبطة بها تكون قاتلة.

سوف نمنحهم القليل من الأهمية ونرى ما هم ، وما هي الوظائف التي يقومون بها وما هي الأمراض التي يمكن أن تسببها إذا لم تعمل بشكل صحيح.

• مقالات لها صلة: "أهم أجزاء الخلية والعضيات: ملخص"

ما هي الجسيمات الحالة؟

الجسيمات المحللة هي هياكل غشائية توجد داخل الخلايا. يوجد ضمن هذه الإنزيمات ، والتي تستخدم لتنفيذ عمليات التمثيل الغذائي المختلفة في السيتوبلازم الخلوي وفي بعض العضيات ، المواد المهينة. إذا جاز التعبير ، فإن هذه الفقاعات التي تحتوي على إنزيمات بداخلها تشبه معدة الخلية.

في الحالة غير النشطة ، يكون مظهرها حبيبيًا ، بينما عند تنشيطها ، يكون لها شكل حويصلي ، متفاوتًا في الحجم. يمكن أن يكون هذا الحجم بين 0.1 و 1.2 ميكرومتر وهي كروية. يمكن العثور على هذه الهياكل في جميع الخلايا الحيوانية ، كونها جزء مميز من هذا النوع من الخلايا والتي يتم تشكيلها بواسطة جهاز جولجي ، وتتمثل وظيفته الرئيسية في نقل واستخدام الانزيمات. على الرغم من أن جهاز جولجي موجود أيضًا في الخلية النباتية ، إلا أنه لا يوجد في الجسيمات الحالة.

ما هي المواد التي يمكن العثور عليها في الجسيمات؟

داخل الجسيمات الحالة يمكننا أن نجد أنواعًا مختلفة من الإنزيمات ، والتي ستكون متخصصة في هضم أنواع مختلفة من المواد.. من أجل تنشيط الإنزيمات ، من الضروري أن تحتوي الجسيمات الحالة على وسط به درجة حموضة حمضية بداخلها ، بين 4.6 و 5.0. من بين أهمها ثلاثة:

• الليباز: هضم الدهون أو الدهون.
• الجلوكوزيدات: تكسر وهضم الكربوهيدرات.
• البروتياز: هضم البروتينات.
• نوكليازات: مسؤولة عن الأحماض النووية.

يمكن أن يحتوي كل ليسوسوم على حوالي 40 إنزيمًا مائيًا.، أي الإنزيمات التي تحفز تفاعلًا كيميائيًا بين جزيء من الماء (H2O) وجزيء آخر أو عدة جزيئات من مواد أخرى.

تصنيف المواد حسب دورها في الهضم

وبالمثل ، يمكن تصنيف الإنزيمات المذكورة أعلاه وفقًا لدورها أثناء عملية هضم المواد بأكملها. لذلك ، نتحدث عن الإنزيمات الأولية والإنزيمات الثانوية:

1. الإنزيمات الأولية

تتكون فقط من إنزيمات الهيدرولاز ولا تحتوي على حويصلات أخرى.. إنها إنزيمات لم تشارك بعد في هضم المواد.

2. الانزيمات الثانوية

هم مزيج من الإنزيمات الأولية مع حويصلات أخرى. هذه الإنزيمات هي المسؤولة عن هضم الخلية وتنظيف الهياكل التالفة ، وتُعرف هذه العملية باسم الهضم الداخلي للخلية.

تصنيف المواد حسب المادة التي يتم هضمها

بالإضافة إلى هذا التصنيف ، لدينا تصنيف يشير إلى نوع المواد المسؤولة عن هضمها ، ووجود فجوات مغايرة وبلعمة:

1. فجوات مغايرة

هي الإنزيمات التي هي المسؤولة عن مهاجمة وهضم المواد خارج الخلية. بين الجزيئات خارج الخلية لدينا بكتيريا وبقايا الخلايا المجاورة.

2. فجوات البلعمة

المواد التي سيتم هضمها بهذه الجسيمات تأتي من البيئة الداخلية للخلية.

• قد تكون مهتمًا بـ: "أنواع الخلايا الرئيسية في جسم الإنسان"

هيكل هذا الجزء من الخلية

هيكل الجسيمات الحالة ليس معقدًا للغاية. تظهر في شكل كريات كروية ، بأبعاد متغيرة يمكن أن يتراوح قطرها بين 100 و 150 نانومتر (نانومتر). على الرغم من صغر حجم هذه الجسيمات يمكن أن تمثل 5٪ من الحجم الإجمالي للخلية.وهي نسبة قابلة للتعديل حسب معدل الهضم الذي تحمله الخلية ، وهي كمية المواد التي "تفككها".

الجزء الأكثر بروزًا ، بعد الإنزيمات التي رأيناها بالفعل ، هو الغشاء الليزوزومي.. إنه غشاء بسيط ، يهدف إلى منع الإنزيمات الموجودة داخل الليزوزوم من التشتت عبر السيتوبلازم. بما أن الإنزيمات عبارة عن مواد تؤدي إلى عمليات يتم فيها "تدمير" الجزيئات ، فمن الملائم القيام بذلك احتفظ بها في مكان آمن ، لأنه ، بخلاف ذلك ، يتم تدمير الخلية ، مما يؤدي إلى التحلل الذاتي للخلية. نفس.

إذا تم تصنيع الإنزيمات بشكل غير صحيح ، فقد يكون لها عواقب وخيمة على الخلية ، وبالتالي على الكائن الحي بأكمله. هذا لأنه ، في هذه الحالة ، فإن المنتجات المتبقية التي تنشأ من التفاعلات الأيضية التي تحدث داخل الجسيمات الحالة ستبقى مخزنة في الخلية ، مما قد يؤدي إلى إتلافها.

مثال على مرض ناتج عن مشاكل الجسيمات الحالة هو النوع الثاني من تكوين الجليكوجين ، حيث يكون إنزيم β-glucosidase غائب ، مما يؤدي إلى تراكم كميات كبيرة من الجليكوجين في الأعضاء ، وهو أمر قاتل بالنسبة لـ الكائن الحي.

المهام

على الرغم من صغر حجمها ، تؤدي الجسيمات الحالة وظائف مهمة جدًا في الجسم.

1. تدهور المواد

تتمثل الوظيفة الرئيسية للجسيمات الحالة في هضم المواد الخارجية والداخلية للخلية. يمكن أن تكون المواد الداخلية مكونات لم تعد الخلية بحاجة إليها، ولكن هذا يمكن أن يتدهور أكثر. الجسيمات الحالة مسؤولة عن تقليل تعقيد هذه المواد بحيث يكون التخلص منها أسهل.

كما أنها تقوم بعملية الهضم الداخلي ، والتي تحدث في حالة تلف الخلية. بهذه الطريقة ، يتم هضم الهياكل التالفة أو ، إذا لزم الأمر ، استبدال الخلية بأكملها بخلية جديدة وأكثر فاعلية.

2. آلية الدفاع

تعد الجسيمات الحالة ، بالإضافة إلى المواد الهضمية ، آلية دفاعية مهمة جدًا للخلية ، منذ ذلك الحين قادرون على الدفاع عنه من هجوم البكتيريا الغازية.

إنهم مسؤولون عن حماية الكائن الحي من هجوم البكتيريا ، وحبسهم في حويصلات وهضمها ، وبالتالي تنشيط الاستجابة المناعية.

3. جهاز استشعار التمثيل الغذائي

تشارك الجسيمات ، بالإضافة إلى المواد المهينة ، في إدراك الحالة الأيضية للخلية. في الحقيقة، اعتمادًا على موقع مجموعات الجسيمات الحالة ، لديهم وظيفة أكثر تدهورًا أو وظيفة أكثر حسية.

لقد لوحظ أن السكان المحيطين بالنواة من الجسيمات الحالة ، أي بالقرب من نواة الخلية ، أكثر انخراطًا في تدهور ، في حين أن آخر ، أكثر هامشية ، سيكون مسؤولاً عن معرفة حالة توافر موارد.

4. طرد خلوي

في السنوات الأخيرة ، لوحظ أن الجسيمات الحالة لها القدرة على المشاركة في إفراز الخلايا ، أي إزالة المواد من البيئة الداخلية للخلية.

لدينا حالة خاصة في خلايا الكبد. تكون الليزوزومات في خلايا الكبد مسؤولة عن إفراز هذه الخلايا للإنزيمات الليزوزومية في الصفراء.

مسارات تحلل المواد

هناك ثلاث طرق تصل بها المواد التي سيتم هضمها في الجسيمات الحالة:

في البداية ، يمكن اعتبار الجسيمات الحالة المحطة النهائية لمسار الالتقام، هذه هي الطريقة التي يتم بها إدخال أنواع مختلفة من المركبات في الخلية. يجب أن تمر معظم الجزيئات التي تتدهور بسبب هذا المسار أولاً عبر فجوات البلعمة.

الثاني يشير إلى الجسيمات غير المفيدة التي تم بلعها ، مثل البكتيريا أو الجزيئات المتبقية من الخلايا الأخرى. يجب احتواء هذه الجسيمات داخل الليزوزومات حتى يمكن هضمها ، وبالتالي ضمان التخلص منها في النهاية دون الإضرار بالخلية في ممرها. سوف تنضج الحجرة التي يتم حبسها فيها إلى ما يسمى بالبلعمة ، والتي سوف تندمج مع الجسيم الحال بمجرد نضوج الأول.

المسار الثالث للتدهور هو الالتهام الذاتي. إنها عملية تحدث في جميع العضيات عندما تتضرر. تشارك الليزوزومات في أنواع مختلفة من الالتهام الذاتي ، والتكيف مع العضية التالفة المعنية واحتياجات الخلية ، أو مدى قابليتها للإنقاذ.

أمراض الليزوزومات

أمراض الليزوزومات هي تلك التي تنتج عن الإطلاق غير المنضبط للإنزيمات خارج الخلية، أو أيضًا بسبب خلل في الجسيمات الحالة ، مما يؤدي إلى تراكم المواد الضارة.

الشحميات السفينغولية

إنها حالة طبية تؤدي إلى مجموعة من الأمراض. كان سببه خلل في أحد الإنزيمات المسؤولة عن تكسير الشحميات السفينغولية، بعض المواد الشائعة جدًا في الدماغ.

ونتيجة لذلك ، تسبب الحالة تلفًا في الدماغ ، مما يتسبب في إعاقة ذهنية وموت مبكر. من بين الأمراض الناتجة عن داء الشحميات السفينغولية ، يمكن أن نجد مرض كرابي ومرض تاي ساكس ومرض جوشر ومرض نيمان بيك.

مرض ولفمان

وهو دهون خلقي. إنه وراثي ، ينتقل عن طريق الوراثة المتنحية الجسدية ، وينتج عن نقص إنزيم الليزوزومات ، حمض الليباز ، إنتاجه المشفر على الذراع الطويلة للكروموسوم 10.

وظيفة ليباز المعدة هي تكسير الدهون الثلاثية القصيرة والطويلة السلسلة ، وكذلك استرات الكوليسترول إلى وحداتها الأساسية. عندما لا يكون لديك هذا الإنزيم ، تتراكم هذه الدهون الثلاثية والإسترات في أعضاء مختلفة.

تظهر الأعراض الأولى خلال الأسابيع الأولى من الحياة القيء والإسهال وتضخم الكبد والطحال وانتفاخ البطن وسوء التغذية التدريجي وإيقاف منحنى الوزن. يتطور بسرعة كبيرة إلى أعراض أسوأ وينتهي بوفاة الطفل بعد عام.

النوع الثاني من داء الجليكوجين أو مرض البومب

وهو عيب في حمض المالتاز ، وهو عيب يتسبب في ظهور الجليكوجين المخزن في الجسيمات دون أن يتم تكسيره بشكل صحيح.

إنه مرض عضلي نادر جدًا ومُنهك ، ويصيب الأطفال والبالغين على حد سواء. في مرحلة الطفولة يتجلى بالفعل خلال الأشهر الأولى ، ولكن في مراحل أكثر من البالغين يمكن أن يظهر فجأة ، مع تقدم أبطأ.

في كلا الفئتين العمريتين هناك ضعف عضلي وظهور مشاكل في الجهاز التنفسي. يظهر القلب عند الأطفال متضخمًا ، بالإضافة إلى عدم قدرته على دعم الرأس.

يعتبر هذا المرض عرقيًا ، أي يظهر في جميع الأجناس ، لكن النسب تختلف من عرق إلى آخر. معدل الإصابة بين الأطفال الأمريكيين من أصل أفريقي مرتفع للغاية ، 1 من 14000 ، بينما يبلغ هذا في القوقاز 1 من كل 60.000 ، وفي الأطفال يكون 1 من كل 100.000.

المراجع الببليوجرافية:

• كوبر ، ج. M. ، Hausmann ، R. إي (2011). الخلية. مدريد: مربان.
• كوينيل ، و. (2003). أطلس الألوان لعلم الخلايا وعلم الأنسجة والتشريح المجهري (الطبعة الرابعة). ثيمي. ص. 34. ردمك 1-58890-175-0.