النقل في الحيوان

سنتعرف هنا عن تركيب الغشاء الخلوي واليات نقل المواد ودراسة اجهزة النقل وعملياتها في الحيوانات من البسيطة الى المعقدة.

الغشاء الخلوي ( البلازمي ) Cell membrane

هو غشاء حي رقيق يحيط بالحلية ويحمي مكوناتها، لا يزيد سمكه عن 10nm  ولا يشاهد إلا بالمجهر الإلكتروني، وهو يعمل على فصل سيتوبلازم الخلية عن البيئة الخارجية، و اتصال الحلبة بالخلايا المجاورة، ومكوناته قابلية الحركة، يتميز الغشاء الخلوي بانه ذو نفاذية اختيارية selectively permeable membrane أي يسمح لبعض المواد بالدخول والخروج من وإلى الخلية دون

السماح لمواد أخرى بالمرور، يوضح العلماء شكل غشاء الخلية بالنموذج الفسيفسائي السائل fluid mosaic model .

يرجع سبب التسمية إلى توزيع الجزيئات البروتينية المنتشرة في طبقتي الدهون المفسفرة السائلة على شكل فسيفسائي . إن هذا التركيب للغشاء الخلوي هو نفسه في جميع خلايا الكائنات الحية. 

 تبادل المواد عبر أغشية الخلايا Exchange of Materials Across Cell Membrane

تحتاج الخلايا بجسمك إلى تبادل المواد مع السوائل المحيطة بها والتي تتكون من الماء و مواد مختلفة يمكن أن تمر عبر الأغشية الحيوية ذات خاصية النفاذية الاختيارية. فعملية تبادل المواد بين الخلايا والسوائل المحيطة بها تتم بعدة آليات وهي الانتشار والأسموزية والنقل النشط والإدخال والإخراج الخلوي.

العوامل التي تؤثر في اتجاه النقل Factors Affecting the Directions of Transport:

– القوى الدافعة الكيميائية Chemical Driving Forces :

عند تواجد مادة ما بتركيز مختلف على جانبي غشاء الخلية يتكون منحدر التركيز concentrations gradient ، يعتبر مصطلح

منحدر التركيز معنى آخر للفرق في التركيز بين موقعين، ويعرف بمعدل تغير التركيز مع المسافة، ولأن الجزيئات تنتقل مع منحدر

التركيز تلقائيًا، لذلك يمكن التفكير أن منحدر التركيز كنوع من القوى التي تدفع الجزيئات في الاتجاه المعين لذا نستنتج أن منحدر التركيز هو القوة الدافعة الكيميائية. 

القوى الدافعة الكهربائية Electrical stricing forces :

تحتوي السوائل في الجسم على مواد مذابة متنوعة معظمها أيونات موجية وسالية، فالاختلاف في تركيز الأيونات على جانبي الغشاء يولد فرقا في الجهد يعرف يقرق جهد الغشاء وعادة يكون داخل الخلية زيادة في الأيونات السالبة عن الأيونات الموجية بالنسبة لخارج الغشاء فيطلق عليه جهد الغشاء السالب، وعندما يعير أيون ما الغشاء يكون اتجاهه تحت تأثير جهد الغشاء. 

القوى الدافعة الكهروكيميائية Electrochemical driving forces :

عند انتقال الأيونات عبر الغشاء فإنه يقع تحت تأثير قوتين دافعتين تعملان مع بعضهما وهي القوة الكيميائية التي تنتقل فيها الأيونات من التركيز الأعلى إلى التركيز المنخفض والقوة الكهربائية التي تنتقل فيها الأيونات مدفوعة في اتجاه واحد أو إلى جهد الغشاء. فيكون اتجاه القوة الدافعة الكهروكيميائية للأيون هو محصلة اتجاه القوتين الدافعتين الكيميائية والكهربائية.

هناك نوعان من النقل: النقل السلبي والنقل النشط

النقل السلبي Passive Transport:

في هذا النوع من النقل يتم نقل الجريشات عبر الغشاء مع منحدر التركيز ، ولا يتطلب ذلك استخدام طاقة.

1. الانتشار البسيط Simple Diffusion:

هو تحرك الجزيئات من منطقة ذات تركيز عال إلى منطقة ذات تركيز منخفض عبر غشاء الخلية حتى يحدث تساوي في تركيزها على جانبي الغشاء. و تعتبر حالة تبادل غازي الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الوسط الداخلي والخارجي للخلية أثناء عملية التنفس أو التمثيل الضوئي إحدى حالات الانتشار تبعًا لمنحدر التركيز. 

ويعتمد معدل الانتشار على :

– اتجاه القوة الدافعة : تعمل القوة الدافعة على تحديد اتجاه المادة المقولة عبر الغشاء بالإضافة إلى معدل نقلها.

– مساحة سطح الغشاء membrane surface area:

يزداد نقل الجزيئات عبرالغشاء كلما زادت مساحة سطح الغشاء مثل مساحة سطح الحويصلات الرئوية والخملات في الأمعاء.

– نفاذية الغشاء membrane permeability:

عندما يكون تركيز الجزيئات متساوي في الجهتين، تتحرك الجزيئات في اتجاهين مختلفين عبر العشاء بمعدل متساوي.

تعتمد نفاذية الغشاء على :

أ) طبيعة المادة المنقولة وخواص الغشاء، فالمواد الكارهه للماء (غير قطبية) مثل المركبات الهيدروكربونية ، ثاني أكسيد الكربون، والأكسجين تستطيع الذوبان في الدهون المفسفرة بسهولة والمرور عبر الغشاء.

ب) حجم وشكل الجزيئات المنتشرة: الحزينات الكبيرة وذات الأشكال غير المحددة تنفذ بصعوبة في الغشاء

ج) درجة الحرارة : تنتقل الجرينات بسرعة عند درجات الحرارة المرتفعة . 

د) سمك الغشاء : كلما كان الغشاء رقيقا زاد من سرعة النقل والتبادل، لهذا نجد الشعيرات الدموية و خلايا الحويصلات الرئوية لها أغشية رقيقة.

۰۲ الانتشار المسهل ( الميسر ) Facilitated Diffusion :

هو انتقال المواد غير الغشاء بعد ارتباطها بالنواقل البروتينية ولا تحتاج إلى طاقة . ويعزى الفرق في ارتباط المادة المذابة بالناقل في جهني الغشاء إلى منحدر التركيز، وأهم مثال للانتشار المسهل هو انتقال الجلوكوز من الدم إلى خلايا الجسم.

٣. الأسموزية Osmosis:

هي انتقال الماء عبر غشاء الخلية مع منحدر تركيزه، أي من الوسط الأعلى تركيزا للماء إلى الوسط الأقل تركيزا للماء.

التركيز الأسموزي Osmolarity: هو مجموع تركيز المواد في المحلول.

الضغط الأسموزي Osmotic Pressure:مصطلح آخر للتركيز الأسموزي، يمكن تعريف الضغط الأسموزي للمحلول على

انه قياس غير مباشر التركيز مواد المحلول والوحدة المستخدمة فيه مليمتر زئبق mmHg.

وبما أن للجزيئات المذابة في محلول ما ضغط، فيمكن قياسه بأجهزة الضغط.

الخلية والسوائل المحيطة بها :

يفصل الخلية الحية عن الوسط الخارجي غشاء الخلية وبالتالي نجد أن هناك سوائل على جانبي الغشاء هما السائل داخل الخلية intracellular و السائل خارج الخلية extracellular ، فقد تكون السوائل داخل و خارج الخلية متساوية التركيز isotonic و بالتالي نجد أن حركة جزيئات الماء متساوية من وإلى الخلية.

أما عندما تكون السوائل خارج الخلية عالية التركي. Hyperonic أي لها ضغط أسموزي أعلى من السائل الخلوي، فإن ذلك سيعمل على خروج جزيئات الماء من الخلايا إلى السائل خارج الخلايا ماديا إلى انكماشها. 

أو عندما تكون السوائل خارج الخلية منخفضة التركيز Hypotonic أي يكون لها ضغط أسموزي أقل عن الضغط الأسموزي داخل الخلية، فإن جزيئات الماء تدخل داخل الخلية مؤدية إلى انتفاخ الخلايا النباتية أو انفجار الخلايا الحيوانية.

© موقع كنز العلوم.  جميع الحقوق محفوظة.