معلومة

1.3: وظائف الحياة البشرية - علم الأحياء

1.3: وظائف الحياة البشرية - علم الأحياء



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.

لكل من أجهزة الأعضاء المختلفة وظائف مختلفة وبالتالي أدوارًا فريدة تؤديها في جسم الإنسان. يمكن تلخيص هذه الوظائف العديدة من حيث عدد قليل من الوظائف التي قد نعتبرها محددة للحياة البشرية: التنظيم ، والتمثيل الغذائي ، والاستجابة ، والحركة ، والتنمية ، والتكاثر.

يتكون جسم الإنسان من تريليونات من الخلايا منظمة بطريقة تحافظ على أجزاء داخلية متميزة. تحافظ هذه الأجزاء على خلايا الجسم منفصلة عن التهديدات البيئية الخارجية وتحافظ على رطوبة الخلايا وتغذيتها. كما أنها تفصل سوائل الجسم الداخلية عن عدد لا يحصى من الكائنات الحية الدقيقة التي تنمو على أسطح الجسم ، بما في ذلك بطانة بعض المسالك أو الممرات. فالسبيل المعوي ، على سبيل المثال ، هو موطن لخلايا بكتيرية أكثر من مجموع الخلايا البشرية في الجسم ، ومع ذلك فإن هذه البكتيريا موجودة خارج الجسم ولا يمكن السماح لها بالانتقال بحرية داخل الجسم.

تحتوي الخلايا ، على سبيل المثال ، على غشاء خلوي (يشار إليه أيضًا باسم غشاء البلازما) الذي يبقي البيئة داخل الخلايا - السوائل والعضيات - منفصلة عن البيئة خارج الخلية. تحافظ الأوعية الدموية على الدم داخل نظام الدورة الدموية المغلق ، ويتم لف الأعصاب والعضلات بأغلفة من الأنسجة الضامة التي تفصلها عن الهياكل المحيطة. في الصدر والبطن ، هناك مجموعة متنوعة من الأغشية الداخلية تُبقي الأعضاء الرئيسية مثل الرئتين والقلب والكلى منفصلة عن الأعضاء الأخرى.

أكبر نظام عضو في الجسم هو نظام غلافي ، والذي يشمل الجلد والبنى المرتبطة به ، مثل الشعر والأظافر. الأنسجة السطحية للجلد عبارة عن حاجز يحمي الهياكل والسوائل الداخلية من الكائنات الحية الدقيقة التي يحتمل أن تكون ضارة والسموم الأخرى.

ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية على أن الطاقة لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها - فهي تستطيع فقط تغيير الشكل. تتمثل وظيفتك الأساسية ككائن حي في استهلاك (ابتلاع) الطاقة والجزيئات في الأطعمة التي تتناولها ، وتحويل بعضها إلى وقود للحركة ، والحفاظ على وظائف الجسم ، وبناء هياكل الجسم والحفاظ عليها. هناك نوعان من ردود الفعل التي تحقق ذلك: بناء و الهدم.

  • بناء هي العملية التي يتم من خلالها دمج الجزيئات الأصغر والأبسط في مواد أكبر وأكثر تعقيدًا. يمكن لجسمك أن يجمع ، من خلال الاستفادة من الطاقة ، المواد الكيميائية المعقدة التي يحتاجها من خلال الجمع بين الجزيئات الصغيرة المشتقة من الأطعمة التي تتناولها
  • الهدم هي العملية التي يتم من خلالها تقسيم المواد الأكبر والأكثر تعقيدًا إلى جزيئات أصغر أبسط. الهدم يطلق الطاقة. يتم تكسير الجزيئات المعقدة الموجودة في الأطعمة حتى يتمكن الجسم من استخدام أجزائها لتجميع الهياكل والمواد اللازمة للحياة.

مجتمعة ، تسمى هاتان العمليتان التمثيل الغذائي. الأيض هو مجموع التفاعلات الابتنائية والتقويضية التي تحدث في الجسم (الشكل 1.6). يحدث كل من الابتنائية والتقويض في وقت واحد وبشكل مستمر لإبقائك على قيد الحياة.

الشكل 1.6. الأيض
التفاعلات الابتنائية هي بناء ردود الفعل ، وهي تستهلك الطاقة. تكسر التفاعلات التقويضية المواد وتطلق الطاقة. يشمل التمثيل الغذائي كلاً من التفاعلات الابتنائية والتقويضية.

كل خلية في جسمك تستخدم مركب كيميائي ، ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP)لتخزين وإطلاق الطاقة. تخزن الخلية الطاقة في تخليق (استقلاب) ATP ، ثم تنقل جزيئات ATP إلى الموقع حيث الطاقة مطلوبة لتغذية الأنشطة الخلوية. ثم يتم تكسير ATP (تقويض) ويتم إطلاق كمية محكومة من الطاقة ، والتي تستخدمها الخلية لأداء وظيفة معينة.

شاهد هذه الرسوم المتحركة لمعرفة المزيد عن عمليات التمثيل الغذائي. أي نوع من الهدم يحدث في القلب؟

إستجابة هي قدرة الكائن الحي على التكيف مع التغيرات في بيئته الداخلية والخارجية. يمكن أن يشمل أحد الأمثلة على الاستجابة للمحفزات الخارجية التحرك نحو مصادر الغذاء والماء والابتعاد عن الأخطار المتصورة. التغيرات في البيئة الداخلية للكائن ، مثل ارتفاع درجة حرارة الجسم ، يمكن أن تسبب ردود فعل التعرق واتساع الأوعية الدموية في الجلد من أجل خفض درجة حرارة الجسم ، كما هو موضح من قبل العدائين في الشكل 1.7.

لا تتضمن حركة الإنسان حركات في مفاصل الجسم فحسب ، بل تشمل أيضًا حركة الأعضاء الفردية وحتى الخلايا الفردية. أثناء قراءتك لهذه الكلمات ، تتحرك خلايا الدم الحمراء والبيضاء في جميع أنحاء جسمك ، وتتقلص خلايا العضلات وتسترخي للحفاظ على قوامك وتركيز رؤيتك ، وتفرز الغدد مواد كيميائية لتنظيم وظائف الجسم. ينسق جسمك عمل مجموعات العضلات بأكملها لتمكينك من نقل الهواء إلى رئتيك وخارجهما ، ودفع الدم في جميع أنحاء جسمك ، ودفع الطعام الذي تناولته عبر الجهاز الهضمي. بوعي ، بالطبع ، تتقلص عضلات الهيكل العظمي لتحريك عظام الهيكل العظمي لديك للانتقال من مكان إلى آخر (كما يفعل المتسابقون في الشكل 1.7) ، ولتنفيذ جميع أنشطة حياتك اليومية.

الشكل 1.7. عدائي الماراثون
يُظهر العداؤون سمتين من سمات البشر الأحياء - الاستجابة والحركة. تسمح الهياكل التشريحية والعمليات الفسيولوجية للعدائين بتنسيق عمل المجموعات العضلية والعرق استجابة لارتفاع درجة حرارة الجسم الداخلية. (الائتمان: فيل رويدر / فليكر)

التنمية والنمو والتكاثر

تطوير هي كل التغييرات التي يمر بها الجسم في الحياة. تتضمن التنمية عمليات التمايز والنمو والتجديد.

نمو هي الزيادة في حجم الجسم. ينمو البشر ، مثل جميع الكائنات متعددة الخلايا ، عن طريق زيادة عدد الخلايا الموجودة ، وزيادة كمية المواد غير الخلوية حول الخلايا (مثل الرواسب المعدنية في العظام) ، وفي حدود ضيقة جدًا ، زيادة حجم الخلايا الموجودة.

التكاثر هو تكوين كائن حي جديد من الكائنات الحية الأم. في البشر ، يتم التكاثر عن طريق الجهاز التناسلي للذكور والإناث. لأن الموت سيأتي لجميع الكائنات الحية المعقدة ، بدون تكاثر ، سينتهي خط الكائنات الحية.


وظائف الأعضاء البشرية

كل جهاز في الجسم له أعضاء تنتج الوظائف الضرورية للحياة. يتكون كل عضو بشري من أنسجة تمكنه من القيام بوظيفته. على سبيل المثال ، تختلف البروتينات المُصنَّعة في الرئتين تمامًا عن البروتينات المُصنَّعة في القلب. تشمل الأجهزة البشرية وظائف الجهاز الهضمي والجهاز العصبي والقلب والأوعية الدموية والغدد الصماء والجهاز الليمفاوي والجهاز التنفسي. تحتوي هذه الأنظمة على أعضاء رئيسية توفر وظائف يومية للحفاظ على الحياة.


علوم المختبرات السريرية (CLS)

CLS 49010 علم الأحياء الدقيقة السريرية: نظري 4 ساعات معتمدة

الاعتبارات النظرية لعزل المختبر وزراعة وتحديد وتوصيف الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 8 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49011 الميكروبيولوجيا السريرية: تطبيقات 4 ساعات معتمدة

الاعتبارات التطبيقية والعملية للجوانب النظرية للعزل المختبر ، والزراعة ، وتحديد وتوصيف الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 8 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49012 المناعة السريرية: نظري 1 ساعة معتمدة

الاعتبارات النظرية للممارسات المختبرية التي تنطوي على التقدير الكمي والكشف عن المستضدات والأجسام المضادة وأهمية هذه النتائج في الحالات المرضية.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 2 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49013 المناعة السريرية: تطبيقات 1 ساعة معتمدة

الاعتبارات التطبيقية والعملية للممارسات المختبرية في علم المناعة والأمصال المتعلقة بتشخيص الحالات المرضية.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 2 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49014 علم الفطريات السريرية: النظرية والتطبيقات 1 ساعة معتمدة

الاعتبارات النظرية والتطبيقية والعملية لعزل وتعريف وتوصيف الفطريات المسببة للأمراض وعلاقتها بالحالات المرضية التي تصيب الإنسان.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 2 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49015 علم الطفيليات السريرية: النظرية والتطبيقات 1 ساعة معتمدة

الاعتبارات النظرية والتطبيقية والعملية لتحديد العزلة وتوصيف الطفيليات البشرية وعلاقتها بالظروف المرضية.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 2 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49020 الكيمياء السريرية: نظري 4 ساعات معتمدة

الاعتبارات النظرية لمبادئ الكيمياء السريرية المتعلقة بتحديد وتقدير المواد المهمة بيولوجيًا في الدم وسوائل الجسم الأخرى.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 8 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49021 الكيمياء السريرية: تطبيقات 3 ساعات معتمدة

الاعتبارات التطبيقية والعملية لمبادئ الكيمياء السريرية المتعلقة بالتغيرات المهمة في سوائل الجسم نتيجة للحالات المرضية.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 6 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49022 تحليل البول: نظري 1 ساعة معتمدة

الاعتبارات النظرية للأنشطة الفسيولوجية للجهاز الكلوي مع المبادئ المخبرية لتحليل البول وسوائل الجسم الأخرى.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 2 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49023 تحليل البول: التطبيقات 1 ساعة معتمدة

الاعتبارات التطبيقية والعملية للممارسات المختبرية في تحليل البول وسوائل الجسم الأخرى كمساعدات في تشخيص المرض.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 2 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49030 أمراض المناعة: نظري 2 ساعة معتمدة

الاعتبار النظري للإجراءات المختبرية التي تنطوي على تصنيف فصيلة الدم وتحديد نوع مستضدات فصيلة الدم وجمع الأجسام المضادة وتحضير الدم من أجل نقل الدم.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 4 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49031 أمراض المناعة: تطبيقات 2 ساعة معتمدة

دراسة تطبيقية وعملية للطرق المخبرية لإدارة الدم ومكوناته.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 4 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49032 التخثر: النظرية والتطبيقات 1 ساعة معتمدة

الاعتبار النظري لآلية التخثر وعلاقتها بالحالات المرضية لتحديد التشوهات والقصور.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 2 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49033 أمراض الدم السريرية: نظري 2 ساعة معتمدة

الاعتبارات النظرية لتطوير تحديد العناصر المكونة للنخاع وخلايا الدم ودراسة مكونات الدم الخلوية الطبيعية وغير الطبيعية.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 4 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49034 أمراض الدم السريرية: تطبيقات 2 ساعة معتمدة

دراسة تطبيقية وعملية للطرق والإجراءات المخبرية في تحديد وتعداد العناصر الطبيعية وغير الطبيعية المكونة للدم.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 4 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49040 موضوعات في إدارة المختبرات 1 ساعة معتمدة

النظر في الموضوعات المتعلقة بالسلامة والتعليم والموظفين والميزانية والجدولة والمشاكل القانونية الطبية. يمكن التكرار لمدة 4 ساعات.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 2 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP

CLS 49095 موضوعات خاصة في التكنولوجيا الطبية 1-4 ساعات معتمدة

(قابلة للتكرار بحد أقصى 4 ساعات معتمدة) دراسة موضوعية للتقنيات الخاصة التي يتم مواجهتها في الطب النووي وعلم الخلايا وعلم الوراثة الخلوية وعلم الفيروسات وعلم السموم والأجهزة الخاصة.

المتطلبات المسبقة: تخصص التكنولوجيا الطبية.

نوع الجدول: المختبرات الطبية

ساعات الاتصال: 2-8 أخرى

وضع الصف: معيار Letter-IP


كيف تتشابه الحشرات والبشر؟

البشر والحشرات لهم أجسام مختلفة جدا. ولكن هناك العديد من الطرق التي يتشابه فيها الاثنان كثيرًا. بسبب أوجه التشابه هذه ، فإن دراسة فسيولوجيا الحشرات مفيدة للطب والزراعة.

ما مقدار الحمض النووي الخاص بك الذي تعتقد أنه يماثل ذبابة الفاكهة؟ هل خمنت 60٪؟ هذا صحيح ، 60٪ من شفرة الحمض النووي لذباب الفاكهة والبشر متطابقة. هذا يعني أن معظم الجينات البشرية وجينات الحشرات هي نفسها وتعمل بشكل متشابه للغاية.

تشترك Chrysochroa fulgidissima ، أو خنفساء "Tamamushi" ، مع البشر أكثر مما تعتقد. صورة بريان أدلر.

كما أن معظم الإنزيمات التي تصنعها الحشرات والبشر متشابهة جدًا. تعمل الخلايا العضلية والعصبية أيضًا على حد سواء في البشر والحشرات. كلانا لديه أدمغة وقلوب وجهاز هضمي وأعضاء تناسلية وعضلات تقوم بنفس الأشياء تقريبًا. يحتاج البشر والحشرات إلى الأكسجين والغذاء وجميعهم ينتجون فضلات.

يتشابه تشريح ووظائف الحشرات والبشر من نواحٍ عديدة. جميع الحيوانات لها أعضاء لها وظائف مختلفة داخل الجسم. يتكون كل عضو من هذه الأعضاء من مجموعات من أنواع مختلفة من الخلايا.

تتكون بعض الأعضاء التي يمتلكها كل من الحشرات والبشر من نفس أنواع الخلايا. على سبيل المثال ، تتكون عضلات الهيكل العظمي للخنفساء من ألياف عضلية لها نفس بنية ووظيفة عضلات الهيكل العظمي البشري. يتوزع الجسم الدهني في جميع أنحاء الجسم لكل من الحشرات والبشر ، ويتكون هذا النسيج من خلايا دهنية تنتج هرمونات في بعض الأحيان.

يتكون دماغ الخنفساء من عدة آلاف من الخلايا العصبية التي تحمل المعلومات باستخدام الإشارات الكيميائية والكهربائية ، كما هو الحال في الدماغ البشري. كما تتقدم الحشرات في العمر ويمكن أن تصاب بأمراض مثل السرطان. يمكنك أن تجد أوجه تشابه بين الحشرات والبشر في كل أجهزة الجسم تقريبًا ، من الخلايا إلى الأنسجة إلى الأعضاء.

الحشرات والبشر لديهم أيضًا أوجه تشابه في كيفية ارتباطهم ببعضهم البعض. مثل البشر ، تقدم العديد من الحشرات الهدايا أو تغني لزملائها المحتملين. هم أيضا يقاتلون من أجل الأرض. في الحشرات الاجتماعية ، كما هو الحال في البشر ، يقوم أفراد مختلفون بوظائف مختلفة. تشن الجيوش حربًا ، وتلد الملكات جميع عمال المستعمرات ، ويمكن للحشرات العمل معًا لبناء هياكل كبيرة.


درس الجسم البشري

استكشاف احتياجات جسم الإنسان من خلال شرح أهمية الصحة الجيدة في علاقتها بالجسم.

فهم وظائف ورعاية جسم الإنسان وأعضائه.

سيطور الطالب فهمًا للكائنات الحية.

الصف الثالث - الصف الرابع - الصف الخامس - الصف السادس

خطة دروس الجسم البشري

  • شرائط الجمل المبرمجة مع أسئلة العلوم اليومية ، حقائق العظام والعضلات
  • المساعدة البصرية للهيكل العظمي (أو نموذج بالحجم الطبيعي للهيكل العظمي)
  • المساعدة البصرية للعضلات
  • بطاقات فهرسة مبرمجة بأسماء الأعضاء الداخلية

الاستراتيجيات التعليمية

1. سيبدأ الطالب الفصل عن طريق نسخ سؤال العلوم اليومي الذي تم عرضه في مجلات العلوم. سيقوم الطلاب بالإجابة على السؤال بأفضل ما لديهم. بعد حوالي 5 دقائق ، سيدعو المعلم الطلاب لمشاركة إجاباتهم. سيشارك المعلم الإجابة الصحيحة.

2. سينتقل المعلم إلى وصف دراسة جسم الإنسان يوضح مجالات الدراسة المختلفة (أي العضلات والهيكل العظمي والدورة الدموية والجهاز الهضمي والعصبي والجهاز التنفسي والتغذية). سيذكر المعلم أن هناك مشروعًا خاصًا جدًا سيتم الانتهاء منه في الفصل.

3. لتقديم معلومات عن الجهاز العضلي ، سيطلب المعلم من الطلاب أن يكونوا شركاء معًا للعب Mirror Muscles. للعب ، يقوم الطالب الأول بحركة واحدة (شجع الطلاب على استخدام عضلات من رؤوسهم إلى أصابع قدمهم). سيكرر الطالب الثاني هذه الحركة ويضيف حركة أخرى خاصة به. يكرر الطالب الأول الحركتين ويضيف واحدة أخرى وهكذا ... يجب أن يستغرق ذلك بضع دقائق قصيرة فقط ، لكن افتح مناقشة حول العضلات. يجب على المعلم مناقشة ما يلي:

  • عضلات إرادية / لا إرادية
  • شد / إرخاء العضلات
  • يتحرك الجسم لأن العضلات تحرك عظام الجسم
  • وظائف العضلات (مثل التنفس ، والرمش ، والمشي ، والإمساك ، وما إلى ذلك)
  • 3 مجموعات من العضلات: الهيكلية ، الملساء ، القلبية
  • 600 عضلة في الجسم (ملحوظة: عبوس الوجه يتطلب 34 عضلة ، ولكن فقط 13 عضلة للابتسام)

4. سيقدم المعلم معلومات عن نظام الهيكل العظمي. يجب على المعلم تضمين المعلومات التالية:

  • يوجد 206 عظمة في الجسم
  • الهيكل العظمي يدعم الجسم
  • يتكون الهيكل العظمي من عظام متماسكة بواسطة الغضاريف
  • تحتوي العظام على الكالسيوم
  • أصغر عظام في الأذن هي أقوى عظام في الجسم هي عظم الفخذ (عظم الفخذ)
  • تحمي الجمجمة أضلاع الدماغ تحمي الأعضاء الداخلية

5. سيناقش المعلم العادات الصحية التي من شأنها تقوية العظام. تبادل الأفكار مع الطلاب.

6. سيعزف المعلم مسرحية "من أنا؟" لعبة مع الطلاب.

7. سيقدم المعلم ويصف عروض حجم الحياة التي سيقدمها الطلاب خلال وقت الفصل. سيقوم المعلم بتعيين الطلاب في مجموعات تعاونية وتعيين نظام معين (الدورة الدموية والجهاز الهضمي والعصبي والجهاز التنفسي). ستحصل كل مجموعة على مجموعة من بطاقات الفهرس المبرمجة مع الأعضاء المتعلقة بنظامهم. ستعمل كل مجموعة على مدار عدة أيام لإنشاء إنتاجات مرئية للأعضاء التي سيتم تصفيحها في العرض.

اعتبارات تعليمية

يتكون هذا الفصل من طلاب يمتلكون مجموعة متنوعة من أساليب التعلم ومستويات القدرة. تم تصميم خطة الدرس هذه لاستيعاب المتعلمين الحركية والبصرية من خلال دمج استراتيجيات التعلم النشط والمساعدات البصرية.

يكمل الطالب ورقة العمل من خلال مقرر الدرس.

بمجرد الانضمام إلى المجموعات التعاونية ، سيقرر الطلاب من هو المسؤول عن تصميم وإعادة إنشاء الأعضاء المخصصة.


الهيكل في الاعتبار

الميزة التشريحية الأكثر وضوحًا لأدمغتنا هي السطح المتموج للمخ - تُعرف الشقوق العميقة باسم sulci وثنياتها هي التلافيف. المخ هو الجزء الأكبر من دماغنا ويتكون بشكل كبير من نصفي الكرة المخية. إنها أحدث بنية دماغية تطورية ، وتتعامل مع أنشطة الدماغ الإدراكية الأكثر تعقيدًا.

غالبًا ما يُقال إن النصف المخي الأيمن أكثر إبداعًا وعاطفة وأن اليسار يتعامل مع المنطق ، لكن الواقع أكثر تعقيدًا. ومع ذلك ، فإن لدى الجانبين بعض التخصصات ، حيث يتعامل اليسار مع الكلام واللغة ، واليمين مع الإدراك المكاني والجسدي.

انظر لدينا الرسم التفاعلي لمعرفة المزيد عن بنية الدماغ

المزيد من الانقسامات التشريحية لنصفي الكرة المخية هي الفص القذالي في الخلف ، المخصص للرؤية ، والفص الجداري فوق ذلك ، الذي يتعامل مع الحركة والموضع والتوجيه والحساب.

يقع خلف الأذنين والمعابد الفص الصدغي الذي يتعامل مع الصوت وفهم الكلام وبعض جوانب الذاكرة. وفي المقدمة يوجد الفص الجبهي والجبهي ، وغالبًا ما يُعتبران الأكثر تطورًا والأكثر & # 8220 الإنسان & # 8221 من المناطق ، ويتعاملون مع أكثر الأفكار تعقيدًا ، واتخاذ القرار ، والتخطيط ، ووضع المفاهيم ، والتحكم في الانتباه والذاكرة العاملة. كما أنهم يتعاملون مع المشاعر الاجتماعية المعقدة مثل الندم والأخلاق والتعاطف.

طريقة أخرى لتصنيف المناطق هي القشرة الحسية والقشرة الحركية ، والتحكم في المعلومات الواردة ، والسلوك الخارج على التوالي.

تحت نصفي الكرة المخية ، ولكن لا يزال يشار إليها كجزء من الدماغ الأمامي ، توجد القشرة الحزامية ، التي تتعامل مع توجيه السلوك والألم. وتحت هذا يوجد الجسم الثفني ، الذي يربط بين جانبي الدماغ. المناطق المهمة الأخرى في الدماغ الأمامي هي العقد القاعدية المسؤولة عن الحركة والتحفيز والمكافأة.


بضع حفنات من جسمك ليسا في الواقع جسمك. لكل خلية من خلاياك ، تعيش 10 ميكروبات بداخلك ، وتشكل هذه الشماعات مجتمعة بضعة أرطال (1 إلى 3 بالمائة) من إجمالي وزنك. تنظف بعض هذه الحيوانات الموجودة في المنزل بشرتنا بينما يساعدنا البعض الآخر على هضم الطعام ، لكن الجزء الأكبر من هذه الميكروبات يساهم في وظائفنا الجسدية بطرق غير معروفة. حتى أن الأشخاص الأصحاء لديهم مستويات منخفضة من الفيروسات الضارة ، والتي يبدو أنها تفعل شيئًا إلى جانب مرضنا.

"نحن نتعلم فقط أن نتيجة المضادات الحيوية هي أنه عندما تتخلص من البكتيريا الجيدة في أمعائنا ، يمكننا تطوير أمراض المناعة الذاتية [مثل مرض السكري من النوع 1]. لسنا متقدمين في فهمنا للفيروسات. ماذا تفعل الفيروسات لنا؟ " قال فينسينت راكانييلو ، أستاذ علم الأحياء الدقيقة والمناعة بجامعة كولومبيا ، لـ Life's Little Mysteries. من الواضح أننا اشتركنا في مجموعة كاملة من العلاقات التكافلية ، وليس لدينا أي فكرة عما نخرجه من الصفقة.


الملخص

تم الإبلاغ عن مجموعة واسعة من البروتينات تتكثف في طور سائل كثيف ، وتشكل حالة قطيرات عكسية. يمكن أن يؤدي الفشل في التحكم في حالة القطيرات إلى تكوين حالة أميلويد أكثر استقرارًا ، والتي غالبًا ما تكون مرتبطة بالمرض. تثير هذه الملاحظات التساؤل حول عدد البروتينات التي يمكن أن تخضع لفصل الطور السائل عن السائل. هنا ، من أجل معالجة هذه المشكلة ، نناقش المبادئ الفيزيائية الحيوية الكامنة وراء حالة القطيرات للبروتينات من خلال تحليل الأدلة الحالية لبروتينات محرّك القطيرات وعميل القطيرات. استنادًا إلى المفهوم القائل بأن حالة القطيرات قد استقرت من خلال الانتروبيا التوافقية الكبيرة المرتبطة بتفاعلات السلسلة الجانبية غير المحددة ، نقوم بتطوير طريقة FuzDrop للتنبؤ بمناطق وبروتينات تعزيز القطيرات ، والتي يمكن فصلها تلقائيًا. نستخدم هذا النهج لإجراء دراسة على مستوى البروتين لتصنيف البروتينات وفقًا لميلها لتشكيل حالة القطيرات ، تلقائيًا أو عبر تفاعلات الشريك. تؤدي نتائجنا إلى استنتاج مفاده أن حالة القطيرات يمكن ، على الأقل بشكل عابر ، الوصول إلى معظم البروتينات في ظل الظروف الموجودة في البيئة الخلوية.

لقد لوحظ مؤخرًا أن البروتينات يمكن أن تتجمع ذاتيًا من خلال عملية فصل الطور السائل عن السائل (LLPS) إلى طور سائل كثيف ، مع الحفاظ على حالاتها الأصلية الوظيفية جزئيًا على الأقل (1 ⇓ –4). غالبًا ما يشار إلى هذه التجمعات الشبيهة بالسائل للتركيبات المعقدة على أنها مكثفات جزيئية حيوية أو عضيات عديمة الغشاء (1 ⇓ –4). هنا ، نشير إلى هذه المكثفات الديناميكية والقابلة للانعكاس على أنها قطرات ، من أجل تمييزها عن الأميلويد الذي لا رجعة فيه. يمكن للقطرات تركيز المكونات الخلوية لأداء مجموعة متنوعة من الوظائف المختلفة بكفاءة ، مع اكتشاف عدد متزايد من الأدوار البيولوجية (1 ⇓ –4).

في هذا العمل ، نتحرى ما إذا كان يمكن توقع أن يكون فصل الطور السائل عن السائل ظاهرة واسعة البروتيوم. في هذا الرأي ، يمكن أن يستمر تكثيف البروتينات من الحالة الأصلية إلى حالة الأميلويد بشكل عام خلال مرحلة سائلة متوسطة كثيفة ، والتي عادةً ما تكون مستقرة (5) (الشكل 1). قد يكون للبروتينات المختلفة ميول مختلفة للبقاء في هذه المرحلة غير المستقرة ، اعتمادًا بشكل خاص على حاجز الطاقة الحرة بين حالات القطيرات والأميلويد (الشكل 1). يعتبر هذا النوع من فصل الطور السائل عن السائل نموذجيًا بالفعل لظاهرة التكثيف (1 ، 6) ، ويشار إليه أحيانًا بقاعدة خطوة أوستوالد (7). قد يعتقد المرء أنه بالنسبة لمعظم البروتينات ، يكون حاجز الطاقة الحرة بين حالة القطيرات والحالة الليفية منخفضًا ، وبالتالي لا يمكن ملاحظة حالة القطيرات بسهولة (الشكل 1). في الواقع ، قد يكون من الصعب اكتشاف هذه الحالة بسبب مجموعة متنوعة من الأسباب ، بما في ذلك لأن الطرق التجريبية للتحقيق في تكوينها ، ولا سيما تلك عالية الإنتاجية ، لا تزال قيد التطوير (8). علاوة على ذلك ، فإن فهمنا الحالي للتفاعلات التي تثبت المرحلة السائلة الكثيفة المستقرة لا يزال غير مكتمل.

يمكن توقع أن يكون فصل الطور السائل عن السائل ظاهرة بروتينية واسعة. تتحول البروتينات التي تخضع للتكثيف من الحالة الأصلية إلى حالة الأميلويد من خلال حالة سائلة كثيفة (حالة القطيرات). يختلف استقرار هذه الحالات المختلفة (الحدود الدنيا في الطاقة الحرة) ، وكذلك معدلات التحويل بينها (حواجز الطاقة الحرة) باختلاف البروتينات. بالنسبة لمعظم البروتينات في ظل الظروف الخلوية ، يمكن توقع أن تكون الحالة الأصلية وحالة القطيرات غير مستقرة (56) ، حيث تكون محاصرة بحاجز طاقة حر (ΔG) بين حالات القطيرات والحالات الليفية. تميل البروتينات التي يمكن ملاحظتها في حالة القطيرات إلى امتلاك حاجز طاقة حر عالي (LLPS أخضر) بينما تميل البروتينات الأخرى إلى امتلاك حاجز طاقة حر منخفض مقارنة بالطاقة الحرارية (برتقالي غير LLPS). بالنسبة لبعض البروتينات ، تكون حالة القطيرات وظيفية ، ويتم تثبيتها بواسطة عوامل خارجية ، مثل RNA والتعديلات اللاحقة للترجمة.

يتم تثبيت الحالات الأصلية والأميلويد من خلال تفاعلات محددة بما في ذلك الروابط الهيدروجينية والتفاعلات الأيونية واتصالات فان دير فالس النموذجية للحالات المرتبة والمحتوى الحراري في الطبيعة (9 ، 10). على النقيض من ذلك ، في القطرات ، لوحظت تفاعلات عطرية عابرة قصيرة المدى - و π - وثنائي القطب - ثنائي القطب وتفاعلات كهروستاتيكية وكارهة للماء ، مما يوفر خصوصية منخفضة واتصالات ضعيفة التقارب مميزة للحالات المضطربة (11 ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ –16). أدت هذه الملاحظات إلى سلسلة من طرق التنبؤ (11 ، 13 ، 17 ، –19) ، والتي ركزت على تفاعلات سلسلة جانبية محددة. يشير التكرار وتعدد التكافؤ للعناصر المتفاعلة (20) إلى أن الانتروبيا التوافقية هي قوة دافعة للتكثيف (21) ، بما في ذلك أيضًا مساهمات السلسلة الرئيسية. في الواقع ، غالبًا ما تكون البروتينات التي تظهر العديد من تكوينات الارتباط مع شريك معين قادرة على تكوين قطرات (22).

هنا ، نستغل الملاحظة التي تشير إلى أن العديد من البروتينات تظهر إنتروبيا توافقية عالية عند الارتباط ، والتي يمكن التنبؤ بها من تسلسل الأحماض الأمينية الخاصة بها (23). بناءً على هذه النتيجة ، قمنا بتطوير طريقة FuzDrop للتنبؤ بميل تعزيز القطرات للبروتينات وملفات تعريف تعزيز القطرات على أساس الانتروبيا المطابقة لحالاتها الحرة وانتروبيا الربط. باستخدام هذه الطريقة ، نحدد قائمة من البروتينات "الدافعة للقطيرات" ، والتي من المتوقع أن تخضع لفصل تلقائي بين السائل والسائل في ظل الظروف الفسيولوجية ، ونقدر أنها تشكل حوالي 40٪ من البروتين البشري. بالإضافة إلى ذلك ، نتوقع أيضًا أن حوالي 80٪ من البروتينات هي "عملاء قطيرات" ، تتميز بمناطق تعزيز القطيرات القصيرة في تسلسلها ، مما يسهل التكثيف عبر التفاعلات مع الشركاء المناسبين. مجتمعة ، تشير نتائجنا إلى أن فصل طور البروتين هو ظاهرة على مستوى البروتين.


1.3: وظائف الحياة البشرية - علم الأحياء

هيكل الخلية ووظيفة أمبير

علم وظائف الأعضاء - العلم الذي يصف كيفية عمل الكائنات الحية والبقاء على قيد الحياة في البيئات المتغيرة باستمرار

مستويات التنظيم:

المستوى الكيميائي - يشمل جميع المواد الكيميائية الضرورية للحياة (انظر ، على سبيل المثال ، جزء صغير - مجموعة الهيم - من جزيء الهيموجلوبين) معًا يشكلون المستوى الأعلى التالي


المصدر: http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/hillchem3/medialib/media_portfolio/text_images/CH25/FG25_07.JPG

المستوى الخلوي - الخلايا هي الوحدات الهيكلية والوظيفية الأساسية لجسم الإنسان ، وهناك العديد من أنواع الخلايا المختلفة (مثل العضلات ، والأعصاب ، والدم ، وما إلى ذلك)

مستوى الأنسجة - الأنسجة عبارة عن مجموعة من الخلايا تؤدي وظيفة محددة وأنواع الأنسجة الأساسية في جسم الإنسان تشمل الأنسجة الظهارية والعضلية والعصبية والضامة.

مستوى العضو - يتكون العضو من نسجتين أو أكثر تؤدي وظيفة معينة (على سبيل المثال ، القلب والكبد والمعدة وما إلى ذلك)

مستوى النظام - مجموعة من الأعضاء التي لها وظيفة مشتركة ، وتشمل الأنظمة الرئيسية في جسم الإنسان الجهاز الهضمي ، والجهاز العصبي ، والغدد الصماء ، والدورة الدموية ، والجهاز التنفسي ، والجهاز البولي ، والتناسلي.

هناك نوعان من الخلايا التي تتكون منها جميع الكائنات الحية على الأرض: بدائية النواة وحقيقية النواة. الخلايا بدائية النواة ، مثل البكتيريا ، ليس لها "نواة" ، بينما الخلايا حقيقية النواة ، مثل تلك الموجودة في جسم الإنسان ، لديها. لذلك ، الخلية البشرية محاطة بغشاء خلية أو بلازما. يحيط بهذا الغشاء السيتوبلازم (مع العضيات المرتبطة به) بالإضافة إلى النواة.

الخلية ، أو الغشاء البلازمي - يحيط بكل خلية بشرية

    • بنية - 2 من اللبنات الأساسية تشمل البروتين (حوالي 60٪ من الغشاء) والدهون ، أو الدهون (حوالي 40٪ من الغشاء). يُطلق على الشحوم الأولية اسم phospholipid ، وتشكل جزيئات الفوسفوليبيد "طبقة ثنائية الفوسفوليبيد" (طبقتان من جزيئات الفوسفوليبيد). تتكون هذه الطبقة الثنائية لأن طرفي جزيئات الفوسفوليبيد لهما خصائص مختلفة تمامًا: أحدهما قطبي (أو محب للماء) والآخر (ذيول الهيدروكربونات أدناه) غير قطبي (أو كاره للماء):
      • المهام يشمل:
        • دعم واستبقاء السيتوبلازم
        • كونه حاجزًا انتقائيًا
          • يتم فصل الخلية عن بيئتها وتحتاج إلى إدخال العناصر الغذائية وإخراج النفايات. يمكن لبعض الجزيئات عبور الغشاء دون مساعدة ، ومعظمها لا تستطيع ذلك. يمكن للماء والجزيئات غير القطبية وبعض الجزيئات القطبية الصغيرة أن تعبر. تخترق الجزيئات غير القطبية بالتحلل الفعلي في طبقة ثنائية الدهون. لا يُسمح بدخول معظم المركبات القطبية مثل الأحماض الأمينية والأحماض العضوية والأملاح غير العضوية ، ولكن بدلاً من ذلك يجب نقلها على وجه التحديد عبر الغشاء بواسطة البروتينات.
          • تعمل العديد من البروتينات في الغشاء على المساعدة في إجراء النقل الانتقائي. تمتد هذه البروتينات عادةً عبر الغشاء بأكمله ، وتتصل بالبيئة الخارجية والسيتوبلازم. غالبًا ما تتطلب إنفاق الطاقة لمساعدة المركبات على التحرك عبر الغشاء
              • التعرف على
              • يتكون السيتوبلازم من محلول هلامي ويحتوي على الأنابيب الدقيقة (التي تعمل كهيكل خلوي للخلية) وعضيات (تعني حرفياً "أعضاء صغيرة")
              • تحتوي الخلايا أيضًا على نواة يوجد بداخلها الحمض النووي (حمض الديوكسي ريبونوكلييك) في شكل كروموسومات بالإضافة إلى النوى (التي تتكون داخلها الريبوسومات)
              • تشمل العضيات:
                • الشبكة الأندوبلازمية -
                  • يأتي في شكلين: سطح أملس وخشن من ER الخام مغطى بالريبوسومات ، سطح ER الأملس ليس كذلك
                  • تشمل الوظائف: الدعم الميكانيكي ، والتوليف (خاصة البروتينات بواسطة ER الخام) ، والنقل
                  • يتكون من سلسلة من الأكياس المسطحة (أو الصهاريج)
                  • تشمل الوظائف: تخليق (مواد مثل الفوسفوليبيد) ، تعبئة المواد للنقل (في الحويصلات) ، وإنتاج الجسيمات الحالة.
                  • المجالات المغطاة بالغشاء التي تحتوي على إنزيمات هضمية قوية
                  • تشمل الوظائف تدمير الخلايا التالفة (وهذا هو سبب تسميتها أحيانًا "بالأكياس الانتحارية") وهضم المواد الملتهمة (مثل البكتيريا)
                    • الميتوكوندريا -
                      • لها غشاء مزدوج: غشاء خارجي وغشاء داخلي معقد للغاية
                          • يحتوي الغشاء الداخلي على طيات أو هياكل شبيهة بالجرف تسمى cristae تحتوي على جزيئات أولية تحتوي هذه الجسيمات على إنزيمات مهمة في إنتاج ATP
                          • الوظيفة الأساسية هي إنتاج الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP).
                          • يتألف من الرنا الريباسي (RNA) والبروتين أمبير
                          • يمكن أن تنتشر بشكل عشوائي في جميع أنحاء السيتوبلازم أو تعلق على سطح الشبكة الإندوبلازمية الخشنة
                          • غالبًا ما يتم ربطها معًا في سلاسل تسمى polyribosomes أو polysomes
                          • الوظيفة الأساسية هي إنتاج البروتينات
                          • هياكل أسطوانية مقترنة تقع بالقرب من النواة
                          • تلعب دورًا مهمًا في انقسام الخلايا
                          • الأهداب قصيرة نسبيًا ومتعددة (على سبيل المثال ، تلك التي تبطن القصبة الهوائية)
                          • السوط طويل نسبيًا وعادة ما يكون هناك واحد فقط (مثل الحيوانات المنوية)
                            • الزغابات المعوية - projections of cell membrane that serve to increase surface area of a cell (which is important, for example, for cells that line the intestine)

                            DNA (Deoxyribonucleic acid) - controls cell function via transcription and translation (in other words, by controlling protein synthesis in a cell)

                            النسخ - DNA is used to produce mRNA

                              • sequence of amino acids in a protein is determined by sequence of codons (mRNA). Codons are 'read' by anticodons of tRNAs & tRNAs then 'deliver' their amino acid.
                              • Amino acids are linked together by peptide bonds (see diagram to the right)
                              • As mRNA slides through ribosome, codons are exposed in sequence & appropriate amino acids are delivered by tRNAs. The protein (or polypeptide) thus grows in length as more amino acids are delivered.
                              • The polypeptide chain then 'folds' in various ways to form a complex three-dimensional protein molecule that will serve either as a structural protein or an enzyme.

                              COMPONENTS OF THE CELLULAR ENVIRONMENT

                              • comprises 60 - 90% of most living organisms (and cells)
                              • important because it serves as an excellent solvent & enters into many metabolic reactions
                              • found in both intra- & extracellular fluid
                              • examples of important ions include sodium, potassium, calcium, and chloride
                              • about 3% of the dry mass of a typical cell
                              • composed of carbon, hydrogen, & oxygen atoms (e.g., glucose is C 6 H 12 O 6 )
                              • an important source of energy for cells
                              • types include:
                                • monosaccharides (e.g., glucose) - most contain 5 or 6 carbon atoms
                                • disaccharides
                                  • 2 monosaccharides linked together
                                  • Examples include sucrose (a common plant disaccharide is composed of the monosaccharides glucose and fructose) & lactose (or milk sugar a disaccharide composed of glucose and the monosaccharide galactose)
                                  • several monosaccharides linked together
                                  • Examples include starch (a common plant polysaccharide made up of many glucose molecules) and glycogen (commonly stored in the liver)
                                  • about 40% of the dry mass of a typical cell
                                  • composed largely of carbon & hydrogen
                                  • generally insoluble in water
                                  • involved mainly with long-term energy storage other functions are as structural components (as in the case of phospholipids that are the major building block in cell membranes) and as "messengers" (hormones) that play roles in communications within and between cells
                                  • Subclasses include:
                                    • triglycerides - consist of one glycerol molecule + 3 fatty acids (e.g., stearic acid in the diagram below). Fatty acids typically consist of chains of 16 or 18 carbons (plus lots of hydrogens).
                                      • phospholipids - a phosphate group (-PO 4 ) substitutes for one fatty acid & these lipids are an important component of cell membranes
                                      • steroids - include testosterone, estrogen, & cholesterol
                                      • about 50 - 60% of the dry mass of a typical cell
                                      • subunit is the amino acid & amino acids are linked by peptide bonds
                                      • 2 functional categories = structural (proteins part of the structure of a cell like those in the cell membrane) & enzymes
                                        • Enzymes are catalysts. Enzymes bind temporarily to one or more of the reactants of the reaction they catalyze. In doing so, they lower the amount of activation energy needed and thus speed up the reaction.
                                        • انتشار بسيط = net movement of a substance from an area of high concentration to an area of low concentration. The rate of diffusion is influenced by:
                                          • تدرج التركيز
                                          • cross-sectional area through which diffusion occurs
                                          • درجة الحرارة
                                          • molecular weight of a substance
                                          • distance through which diffusion occurs
                                          • نشر الميسر= movement of a substance across a cell membrane from an area of high concentration to an area of low concentration. This process requires the use of 'carriers' (membrane proteins). In the example below, a ligand molecule (e.g., acetylcholine) binds to the membrane protein. This causes a conformational change or, in other words, an 'opening' in the protein through which a substance (e.g., sodium ions) can pass.
                                            • النقل النشط = movement of a substance across a cell membrane from an area of low concentration to an area of high concentration using a carrier molecule
                                              • Endo- & exocytosis - moving material into (endo-) or out of (exo-) cell in bulk form

                                              Shown here is one way that النقل النشط can occur. Initially, the membrane transport protein (also called a carrier) is in its closed configuration which does not allow substrates or other molecules to enter or leave the cell. Next, the substance being transported (small red spots) binds to the carrier at the active site (or binding site). Then, on the inside of the cell, ATP (Adenosine TriPhosphate) binds to another site on the carrier and phosphorylates (adds one of its phospate groups, or -PO 4, to) one of the amino acids that is part of the carrier molecule. This attachment of a phosphate group to the carrier molecule causes a conformational change in (or a change in the shape of ) the protein so that a channel opens between the inside and outside of the cell membrane. Then, the substrate can enter the cell. As one molecule of substrate enters, the phosphate group comes off the carrier and the carrier again 'closes' so that no other molecules can pass through the channel. Now the transport protein, or carrier, is ready to start the cycle again. Note that as materials are transported into the cell, ATP is used up and ADP and -PO 4 accumulate. More ATP must be made by glycolysis and the Kreb's cycle.

                                              Characteristics of Facilitated Diffusion & Active Transport - both require the use of carriers that are specific to particular substances (that is, each type of carrier can 'carry' one type of substance) and both can exhibit saturation (movement across a membrane is limited by number of carriers & the speed with which they move materials see graph below).

                                              CELLULAR METABOLISM:

                                              Cells require energy for active transport, synthesis, impulse conduction (nerve cells), contraction (muscle cells), and so on. Cells must be able to 'capture' and store energy & release that energy in appropriate amounts when needed. An important source of energy for cells is glucose (C 6 H 12 O 6 ):

                                              C 6 H 12 O 6 + O 2 ----------> CO 2 + H 2 O + ENERGY

                                              However, this reaction releases huge amounts of energy (for a cell). So, cells gradually break down glucose in a whole series of reactions & use the smaller amounts of energy released in these reactions to produce ATP (Adenosine Triphosphate) from ADP (Adenosine Diphosphate). Then, cells can break down ATP (as in this reaction):

                                              (*Those of you who know about food Calories may be surprised by this number. After all, an entire candy bar may contain only 200 food Calories. The explanation lies in the capital C. One food Calorie, spelled with a capital C, is 1000 times larger than one physiologist's calorie, spelled with a small c.)

                                              The energy released in this reaction is used by cells for active transport, synthesis, contraction, and so on. Cells need large amounts of ATP &, of course, must constantly make more. But, making ATP requires energy. The breakdown of glucose does release energy. But, how, specifically, is the energy released in the breakdown of glucose used to make ATP.

                                              A primary source of ENERGY is OXIDATION. Specifically, cells use a type of oxidation called HYDROGEN TRANSFER to generate energy:

                                              These hydrogen transfer reactions are so-named because pairs of hydrogens are 'transferred' from one substance (XH 2 in the above reaction) to another (YH 2 in the above reaction). Because the reactants (XH 2 + Y) represent more energy than the products (X + YH 2 ), this reaction releases energy.

                                              In a cell, hydrogen transfer reactions occur in MITOCHONDRIA. Pairs of hydrogens are successively passed from one substance to another, and these substances are called HYDROGEN CARRIERS.

                                              XH 2 + NAD ----> NADH 2 + FAD ----> FADH 2 + Q ----> QH 2 + C-1 ----> C-2 ---->

                                              These hydrogen transfer reactions release energy that is used to make ATP from ADP (in other words, to add a third phosphate to adenosine diphosphate in a reaction called phosphorylation). So, what occurs in mitochondria involves hydrogen transfer (a type of oxidation) + phosphorylation, or, in other words, OXIDATIVE PHOSPHORYLATION. Oxidative phosphorylation produces lots of energy but requires hydrogen. Where do the hydrogens come from?

                                              Sources of hydrogen include GLYCOLYSIS and the KREB'S CYCLE.

                                              تحلل السكر involves the breakdown of glucose. Cells obtain glucose from the blood. Blood glucose levels are maintained by the interaction of two processes: glycogenesis and glycogenolysis. Glycogenesis is the production of glycogen from glucose and occurs (primarily in the liver and skeletal muscles) when blood glucose levels are too high (for example, after a meal).

                                              تحلل الجليكوجين is the reverse process - the breakdown of glycogen to release individual molecules of glucose. This occurs when blood glucose levels begin to decline (for example, several hours after a meal). The interaction of these two processes tends to keep blood glucose levels relatively constant.

                                              Glucose taken up by cells from the blood is used to generate energy in a process called glycolysis.

                                              In the first few steps of glycolysis, glucose is converted into fructose-1,6-diphosphate. These reactions, like all chemical reactions, involve making and breaking bonds between atoms, and this sometimes requires energy. Even though glycolysis, overall, releases energy, some energy must be added initially to break the necessary bonds and get the energy-producing reactions started. This energy is called activation energy. In the above diagram, energy (i.e., a molecule of ATP) is needed at steps 1 & 3. So, before the energy-producing reactions of glycolysis begin, a cell must actually use two molecules of ATP.

                                              Overall, glycolysis can be summarized as:

                                              Glucose ----> 2 Pyruvic Acid (or pyruvate) + 2 net ATP + 4 hydrogens (2 NADH 2 )

                                              So, glycolysis produces 2 direct ATP (ATP produced directly from the reactions that occur during glycolysis) and 6 indirect ATP (the 4 hydrogens produced in glycolysis will subsequently go through oxidative phosphorylation and produce 3 ATP per pair, i.e., 4 hydrogens equals 2 pair and 2 pair times 3 ATP equals 6 ATP). Thus, glycolysis produces a total of 8 ATP.

                                              Next comes an intermediate step (called نزع الكربوكسيل المؤكسد):


                                              Used with permission of Gary Kaiser

                                              the 2 Pyruvic Acid are converted into 2 Acetyl CoA & this reaction produces 4 hydrogens (2 NADH2). Those hydrogens (i.e., 2 pair of hydrogens) go through oxidative phosphorylation and produce 6 more ATP (2 pair @ 3 ATP per pair).

                                              Finally, comes the Kreb's Cycle:

                                              2 Acetyl CoA go through this cycle of reactions and produce 2 ATP (= GTP in the above diagram) + 16 hydrogens (6 NADH2 + 2 FADH2) plus the waste products carbon dioxide + water. The 16 hydrogens go through oxidative phosphorylation and produce 22 ATP [22 because 12 of these hydrogens (6 NADH2) go completely through the reactions of oxidative phosphorylation and produce 18 ATP (6 pair @ 3 ATP per pair), while 4 of these hydrogens (2 FADH2) go through only some of the reactions and produce 4 ATP (2 pair @ 2 ATP per pair).

                                              Overall, therefore, the Kreb's cycle produces 24 ATP (2 direct & 22 indirect).

                                              OVERALL ATP PRODUCTION from glucose = 8 (from glycolysis) + 6 (from the hydrogens produced when the 2 pyruvic acid are converted into 2 acetyl CoA) + 24 (from the Kreb's cycle) for a GRAND TOTAL OF 38:

                                              مباشر Indirect (O.P.) TOTAL
                                              Glucose ----> 2 Pyruvic Acid 2 6 8
                                              2 Pyruvic Acid ----> 2 Acetyl CoA 0 6 6
                                              2 Acetyl CoA ----> CO 2 + H 2 O 2 22 24

                                              Overall Total = 38 ATP

                                              Glucose (carbohydrates) are not the only source of energy for cells. Fats (or lipids), like triglycerides, are also metabolized to produce energy.

                                              • Glycerol ----> Glyceraldehyde ----> Pyruvic Acid ----> Acetyl CoA ----> Kreb's Cycle
                                              • Fatty Acids are converted into molecules of Acetyl CoA in a process called BETA OXIDATION.

                                              This reaction not only produces lots of Acetyl CoA (or acetate) but lots of hydrogens. The Acetyl CoA goes through the Kreb's Cycle, while the hydrogens go through Oxidative Phosphorylation.

                                              Proteins are also used as a source of energy.

                                              Proteins are first broken down into amino acids. The nitrogen component of amino acids is then removed (in a reaction called DEAMINATION), and these deaminated amino acids are then converted into Acetyl CoA which passes through the Kreb's Cycle to make more ATP.


                                              Used with permission of Gary Kaiser


                                              Human endocrine system

                                              سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

                                              Human endocrine system, group of ductless glands that regulate body processes by secreting chemical substances called hormones. Hormones act on nearby tissues or are carried in the bloodstream to act on specific target organs and distant tissues. Diseases of the endocrine system can result from the oversecretion or undersecretion of hormones or from the inability of target organs or tissues to respond to hormones effectively.

                                              It is important to distinguish between an endocrine gland, which discharges hormones into the bloodstream, and an exocrine gland, which secretes substances through a duct opening in a gland onto an external or internal body surface. Salivary glands and sweat glands are examples of exocrine glands. Both saliva, secreted by the salivary glands, and sweat, secreted by the sweat glands, act on local tissues near the duct openings. In contrast, the hormones secreted by endocrine glands are carried by the circulation to exert their actions on tissues remote from the site of their secretion.

                                              As far back as 3000 bce , the ancient Chinese were able to diagnose and provide effective treatments for some endocrinologic disorders. For example, seaweed, which is rich in iodine, was prescribed for the treatment of goitre (enlargement of the thyroid gland). Perhaps the earliest demonstration of direct endocrinologic intervention in humans was the castration of men who could then be relied upon, more or less, to safeguard the chastity of women living in harems. During the Middle Ages and later, the practice persisting well into the 19th century, prepubertal boys were sometimes castrated to preserve the purity of their treble voices. Castration established the testes (testicles) as the source of substances responsible for the development and maintenance of “maleness.”

                                              This knowledge led to an abiding interest in restoring or enhancing male sexual powers. In the 18th century, London-based Scottish surgeon, anatomist, and physiologist John Hunter successfully transplanted the testis of a rooster into the abdomen of a hen. The transplanted organ developed a blood supply in the hen, though whether masculinization occurred was unclear. In 1849 German physiologist Arnold Adolph Berthold performed a similar experiment, except, instead of hens, he transplanted rooster testes into capons (castrated roosters). The capons subsequently regained secondary sex characteristics, demonstrating that the testes were the source of a masculinizing substance. Also in the 19th century, French neurologist and physiologist Charles-Édouard Brown-Séquard asserted that the testes contained an invigorating, rejuvenating substance. His conclusions were based in part on observations obtained after he had injected himself with an extract of the testicle of a dog or of a guinea pig. These experiments resulted in the widespread use of organ extracts to treat endocrine conditions (organotherapy).

                                              Modern endocrinology largely originated in the 20th century, however. Its scientific origin is rooted in the studies of French physiologist Claude Bernard (1813–78), who made the key observation that complex organisms such as humans go to great lengths to preserve the constancy of what he called the “milieu intérieur” (internal environment). Later, American physiologist Walter Bradford Cannon (1871–1945) used the term الاستتباب to describe this inner constancy.

                                              The endocrine system, in association with the nervous system and the immune system, regulates the body’s internal activities and the body’s interactions with the external environment to preserve the internal environment. This control system permits the prime functions of living organisms—growth, development, and reproduction—to proceed in an orderly, stable fashion it is exquisitely self-regulating, so that any disruption of the normal internal environment by internal or external events is resisted by powerful countermeasures. When this resistance is overcome, illness ensues.


                                              شاهد الفيديو: ما قبل الطب. علم الأحياء الدقيقة (أغسطس 2022).