Feeds:
Posts
Comments

Posts Tagged ‘უჯრედი’


ორიოდე სიტყვა უკვდავებაზე და მის მეცნიერულ წარმოდგენაზე (სტატია პოპულარული ენაზეა დაწერილი და არ გახლავთ პროფესიონალური). პოსტში სურათები არ არის. რატომღაც ვერ ვიპოვე ისეთი სურათი, რომელიც უკვდავების აზრს მთელი არსებით გადმოსცემდა. თუ თქვენ იცით რაიმე ასეთი გრაფიკული გამოსახულება, კომენტარებში დამილინკეთ და მერე აუცილებლად ჩავსვამ პოსტში :)

დაბერების პროცესი, სიკვდილი და უკვდავება – გამოწვევა, რომელიც უკვე საუკუნეებია აღელვებს მეცნიერებს… იგი დღესაც ისეთივე აქტუალურია, როგორც ეს ყოველთვის იყო. ადამიანს ხომ ბუნებრივი სწრაფვა აქვს სიცოცხლისკენ და მარადიული სიცოცხლის ელექსირის მოპოვება ოდითგანვე მისი სანუკვარი ოცნება გახლდათ.

ყველამ კარგად იცის, რომ პრობლემის გადაჭრა მისი მექანიზმების და თვისებების შესწავლით არის შესაძლებელი და მხოლოდ ბალახების ექსტრაქტებით შორს ვერ წავალთ.

დღეს მეცნიერება გასაოცარი შესაძლებლობებების მეთოდოლოგიებს ფლობს. XXI საუკუნის ტექნოლოგიები, ახალი აღმოჩენები და გამოგონებები, საშუალებას აძლევს მკვლევარს შეუძლებელი შესძლოს და სამყაროს ყველაზე დიდ საიდუმლოებებს ახადოს ფარდა.

მეცნიერებმა დიდი ხანია რაც იციან რომ ადამიანის ორგანიზმს აქვს რაღაც ბიოლოგიური საათი, რომელიც მართავს შინაგან პროცესებს. რა თქმა უნდა ეს ზოგადი წარმოდგენა, ცნობისმოყვარე ლაბორატორიის ჭიებს არ აკმაყოფილებდათ და კვლევებს ჯიუტად აგრძელებდნენ. არცთუ ისე დიდი ხნის წინ, მეცნიერები შეთანხმდნენ, რომ ადამიანის თავის ტვინში არის წარმონაქმნი, რომელიც დირიჟორობას უწევს ორგანიზმის შინაგანი სამყაროს პროცესებს. მას სუპრაქიაზმატური ბირთვები უწოდეს.

მათ მიაჩნდათ რომ ეს იყო ერთგვარი ატომური საათი1 ორგანიზმში, რომელიც მკაცრ განრიგს უწესებდა ჰომეოსტაზის პროცესებს, წარმოადგენდა რა მათ გამშვებ და ჩამკეტ მექანიზმს.

თუმცა ეს მოსაზრება გასულ წელს შეიცვალა. აშშ-ს ნაციონალური სამეცნიერო აკადემიის სხდომაზე, სენტ ლუისის ვაშინგტონის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა განაცხადეს, რომ მიუხედავად ხანგრძლივი კვლევებისა, მათ ვერ შეძლეს სუპრაქიაზმატურ ბირთვებში გამოეყოთ მთავარი რითმის წამყვანი, პეისმეიკერი, რომელიც თეორიის მიხედვით სწორედ ორგანიზმის ატომური საათი უნდა ყოფილიყო. შემდგომი კვლევებით დადგინდა, რომ სუპრაქიაზმატური ბირთვები, ეს არის უამრავი პატარა ბიოლოგიური საათის გაერთიანება, ერთგვარი კონფედერაციული სტრუქტურა, სადაც თითეულ შემადგენელ კლასტერს თანაბარი უფლებები აქვს.

როგორც იცით მეცნიერებას არ სჩვევია ერთ ადგილზე გაჩერება. ზემოთმოყვანილი თეორიაც მალე დადგა ეჭვქვეშ. ეს მოხდა მაშინ, როდესაც აშშ-ს ნაციონალური სამეცნიერო აკადემიის მორიგ სხდომაზე კალიფორნიელმა მკვლევარებმა სალკის ბიოლოგიური ინსტიტუტიდან, განაცხადეს, რომ ცირკადიანული რითმების მაკონტროლებელი ბიოსაათები ორგანიზმის ნებისმიერ უჯრედში შეიძლება იქნას აღმოჩენილი და ეს რეგიონალური პეისმეიკერები სულაც არ დაგიდევენ სუპრაქიაზმატურ ბირთვებს და ლოკალურ პროცესებს თავის ჭკუაზე აკონტროლებენ.

ამ უკანასკნელი მოსაზრების გადახედვისა და გადასინჯვის შემდეგ, მეცნიერები შეთანხმდნენ, რომ ყველა ქსოვილს თუ ორგანოს საკუთარი “კედლის საათი აქვს, ხოლო სუპრაქიაზმატური ბირთვები მოქმედებენ როგორც სინქრონიზატორები, რომლებიც აიძლუებენ რეგიონულ საათებს სინქრონულად იმუშავონ ორგანიზმის მოთხოვილებებთან მიმართებაში.

ცირკადიანული რითმების განმსაზღვრელი საათების გარდა, არის მოსაზრებები რომ უჯრედში მოთავსებულია ე.წ. ბიოლოგიური მრიცხველი, რომელიც ითვლის უჯრედების გაყოფის რაოდენობას. როდესაც უჯრედი მიაღწევს წინასწარ განსაზღვრულ ნიშნულს ხდება სიგნალის გადაცემა ბირთვისთვის, სადაც აქტიურდება აპოპტოზის პროგრამა2. ეს ნიშნავს რომ უჯრედი დაბერდა, მან შეასრულა თავისი როლი და ამოწურა რესურსები… სიკვდილის დროა

სხვა თეორია ამბობს რომ დაბერება და უჯრედის სიკვდილი უჯრედის გაყოფის დროს დაშვებული შეცდომები არის განპირობებული. ალბათ სასკოლო ბიოლოგიიდან გახსოვთ, რომ უჯრედის გაყოფის წინ, ხდება დნმ-ის გაორმაგება, რათა ის ექვივალენტური რაოდენობით გადაეცეს შვილეულ უჯრედებს. დნმ-ის რეპლიკაციის პროცესისას შეცდომების დაშვება ჩვეულებრივი ამბავია, რასაც რეპარაციული სისტემა წარმატებით უმკლავდება, თუმცა პატარა ხარვეზები ყოველთვის რჩება გამოუსწორებელი. სწორედ ამ ხარვეზების აკუმულირება განაპირობებს იმას, რომ მორიგი რეპლიკაციის დროს, წარმოიქმნება ძალიან შეცვლილი დნმ, ქიმერა, რომელასაც საერთო არაფერი აქვს თავის წინაპართან. რეპარაციული სისტემა ამდენ ხარვეზს ვეღარ ასწორებს და იღებს თვითლიკვიდაციის გადაწყვეტილებას. ბირთვს უგზავნის სიგნალს, სადაც სპეციალური გენები3 რთავენ აპოპტოზის პროცესს და უჯრედი იღუპება.

არ შეიძლება არ აღინიშნოს გარეგანი ფაქტორების, შინაგანი ჰომეოსტაზის4 და გენეტიკური ფაქტორების მნიშვნელობა დაბერების და სიკვდილის მექანიზმებში. წლების მანძილზე საკმაოდ მყარად გამოიყურებოდა და სხვა თეორიებზე მეტად პრევალირებდა თავისუფალი რადიკალების თეორია. თავისუფალი რადიკალი გახლავთ ნებისმიერი ატომი, რომელსაც გარე ორბიტაზე აკლია ელექტრონი. ასეთი ატომი აღგზნებულ მდგომარეობაშია. ის მიისწრაფვის გარე ორბიტის ელექტრონით შევსებისაკენ, რაც მეტწილად ქიმიური ბმის ჩამოყალიბების საშუალებით მიიღწევა. ეს აღნიშნული კი მნიშვნელოვანი ხელის შემშლელი ფაქტორია ორგანიზმის დაცვის სისტემებისთვის.

ასეა თუ ისე, მეცნიერება კვლავ განაგრძობს კვლევებს დაბერების და სიკვდილის პროცესების საიდუმლოებების გამოსააშკარავებლად. რაც უფრო ღრმად იხედებიან მკვლევარები იდუმალ კუთხეებში, მით უფრო მეტი თავსატეხი უჩნდებათ, თუმცა მეცნიერი რის მეცნიერია, თავსატეხების ამოხსნა მისი ჰობი რომ არ იყოს, არათუ პროფესიული მოვალეობა.

დაბერების პროცეზებზე, სიკვდილზე და სიცოცხლის გახანგრძლივების მექანიზმებზე ბევრი საუბარი შეიძლება. ბოლოს და ბოლოს ამ სფეროს ხომ ცალკე დარგი – იმმორტოლოგია იკვლევს. მათ უკვე დიდი (თუმცა რამდენად “დიდი”? ამ ქვეყნად ხომ ყველაფერი ფარდობითია) ცოდნა აქვთ და იმედია ეს ყველაფერი ლოგიკური დასასრულით დაგვირგვინდება.

ამ პოსტში სპეციალურად არ შევეხე იმ მოსაზრებებს თუ რამდენად მხარს უჭერს არსებული სიცოცხლის ფორმები უკვდავებას. არც იმ მოსაზრებებს რომლის მიხედვითაც კითხვის ნიშნის ქვეშ დგას თვითონ იდეა… – რა საჭიროა უკვდავება? გვსურს კი ეს? გვაქვს თუ არა უფლება, რომ მოვითხოვოთ უკვდავება?

“უკვდავების ელექსირის” მოლოდინში გარინდებულებს, ისღა დაგვრჩენია, რომ უარი ვთქვათ მავნე ჩვევებზე, ვიყოთ ფიზიკურად აქტიურნი, ვიკვებოთ სწორად და შეძლებისდაგვარად შევინარჩუნოთ ამაღლებული განწყობა. სამყარო ხომ სარკეა. თუ გაუღიმებ, გაგიღიმებს.

__________________________

1 – ატომური საათი – დროის განსაზღვრის მეთოდი, დაფუძნებული ატომის ვიბრაციის სიხშირეზე, რომელიც პირველად შემოთავაზებული იყო ლორდი კელვინის მიერ 1879 წელს. მისი კონცეპტი პირველად აშშ-ში შექმნა. ატომური საათი იმდენად ზუსტია რომ 1 წამის ცდომილების დასაფიქსირებლად დაახლოებით 30 მილიონი წელიწადი გახლავთ საჭირო. ექსპერიმენტული კვანტური საათი, რომელიც აშშ-ში მუშავდება, იძლევა პირობას რომ მილიარდობით წლის განმავლობაში იგი არც ერთი წამით არ შეცდება.

2 – აპოპტოზი – უჯრედის გენეტიკურ მასალაში (დნმ) კოდირებული პროგრამა; აერთიანებს პროცესების ერთობლიობას, რომლის ინიციაციის შემთხვევაში ხდება უჯრედის გეგმიური, ნაწილ-ნაწილ დაშლა და წარმოქმნილი პროდუქტების შთანთქმა ორგანიზმის ფაგოციტური მონონუკლეარული უჯრედების მიერ.

3 – აპოპტოზის გენი – აპოპტოზის პროცესს მრავალი გენი არეგულირებს, თუმცა მათ შორის მნიშვნელოვანია p53 (tp53 ადამიანებში). აღნიშნულ გენს „მფარველ ანგელოზს“, „გენომის მფარველს“ და „მთავარ მეთვალყურეს“ უწოდებენ, რადგანაც მას ევალება სიმსივნური უჯრედების დეტექცია და ლიკვიდაცია ორგანიზმში, რომელიც თავის მხრივ გენომის მუტაციის შედეგია.

4 – ჰომეოსტაზი – წონასწორობის მდგომარეობა ცოცხალ ორგანიზმებში. რეგულირდება ნერვული (ნერვული იმპულსები, ნეიროტრანსმიტერები) და ჰუმორული (ჰორმონები, მედიატორები, პირველადი და მეორეული მესენჯერები etc.) გზებით. უზრუნველყოფს ორგანიზმის ქიმიური შემადგენლობის, მასში მიმდინარე პროცესების შედარებით მუდმივობას.

 

Read Full Post »


რადგან ჩვენი ბლოგი ზოგადსამეცნიეროა და რადგან ირაკლიმ გადაწყვიტა რომ “მაღალი მატერიების” გარდა საჭიროა სხვა “მატერიებიც”, გადავწყვიტე თქვენი ცოდნა საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებიდანაც ცოტათი შემევსო. დღეს მინდა მოგითხროთ ერთ საინტერესო მოვლენაზე ბიოლოგიიდან, ესაა უჯრედის დაპროგრამირებული სიკვდილი ანუ აპოპტოზი.

აპოპტოზი ფაქტიურად ესაა დნმ-ში კოდირებული ბრძანება და სამოქმედო ინსტრუქციები უჯრედის თვითლიკვიდაციისათვის; აუცილებელი არაა ეს უჯრედი იყოს დაბერებული, ან ქიმიური თუ ფიზიკური ფაქტორებით დაზიანებული; ის შეიძლება სრულიად ჯანმრთელიც კი იყოს, მაგრამ მან ორგანიზმის მარეგულირებელი სისტემებისგან მიიღოს ბრძანება თვითგანადგურებისათვის. როდესაც უჯრედი გარედან მიიღებს სიგნალს აპოპტოზის აქტივაციისათვის, ის ამ ინფორმაციას სპეციალური მესენჯერის საშუალებით აგზავნის თავის ბირთვში დნმ-თან და ატყობინებს მას რომ უჯრედს მიღებული აქვს ლიკვიდაციის ბრძანება. თავის მხრივ, დნმ-ი სადაც ჩაწერილია აპოპტოზის რეალიზაციის მექანიზმები, ყველა სუბუჯრედულ სისტემას უგზავნის სიგნალს რომ…. “სიკვდილის დრო დადგა” (!) და მას შემდეგ, რაც ეს ბრძანება გადაეცემა აღნიშნულ სისტემებს, როგორც თქვენს საყვარელ შავ ხვრელს ვერ გადაურჩება ვერაფერი ფორუმელებო :-), ისე უჯრედიც განწირულია გარდაუვალი სიკვდილისათვის. აპოპტოზი შეუქცევადია და ნებისმირი დანიშნულებისა თუ მდგომარეობის უჯრედშია კოდირებული. ურთულესი სუბუჯრედული მექანიზმები კი უზრუნველყოფენ განაჩენის მათემატიკუტი სიზუსტით შესრულებას.

აქ ალბათ გაგიჩნდებათ ლოგიკური კითხვა: რა საჭიროა უჯრედის პროგრამირებული სიკვდილი, ადრე თუ გვიან სიკვდილი ხომ უჯრედს მაინც არ აცდება? პასუხი შემდეგია: აპოპტოზი ესაა ორგანიზმის თავდაცვის ერთ-ერთი ურთულესი და სრულყოფილი საშუალება და აი რატომ: ზოგიერთ ბაქტერია და ვირუსი უჯრედებს გარეგნული ზემოქმედებით ანადგურებს, ზოგიერთი კი თვითონ უჯრედში აღწევს და იქ “იბუდებს”. უჯრედში მოკალათებულ ბაქტერიას კი ასე ვთქვათ ხუთვარსკვლავიანი სატუმროს პირობები აქვს :-), ის ემალება ორგანიზმის იმუნურ, მკვლელ უჯრედებს და თანაც მშვენივრად ასრულებს მის ძირითად ფუნქციას: მრავლდება და ახდენს თავისი დნმ-ის რეალიზებას, რისთვისაც მშვენივრად იყენებს უჯრედის რესურსებს. მაგრამ ადრე თუ გვიან “მასპინძელი” უჯრედი მოახერხებს და თავის ზედაპირზე გამოიტანს შეტყობინებას (მოლეკულების სახით), რომ ის დაინფიცირებულია და მასში “დამნაშავე” აფარებს თავს. ამ შეტყობინების გამოტანა და იმუნური, “სამართალდამცავი” უჯრედების გააქტიურება მყისიერია; მყისიერი და რადიკალურად სასტიკია მათი მოქმედებაც: რახან ვირუსი უჯრედშია შეყუჟული და მას პირდაპირ ვერაფერს დააკლებენ, იმუნური უჯრედები უგზავნიან აპოპტოზის ბრძანებას უჯრედს. პრინციპი ასეთია: არაა უჯრედი, არაა ვირუსი; არაა ვირუსი, მაშასადამე აღარაა პრობლემაც! აპოპტოზის სიგნალის შემდეგ, დნმ-ი რთავს თვითლიკვიდაციის ალგორითმს და იღუპება… მასთან ერთად იღუპება ვირუსიც… გარდა ვირუსებისა და ბაქტერიებისა, ორგანიზმი აპოპტოზს იყენებს სიმსივნური უჯრედების გასანადგურებლადაც; სამწუხაროდ ეს უკანასკნელნი მაქციმალურად “ცდილობენ” რომ არ იყვნენ ამოცნობილნი იმუნური სისტემის მიერ, ან ქმნიან ისეთ პირობებს, რომელშიც იმუნური უჯრედები ინაქტივირდებიან, მაგრამ თუ მუტაგენურ უჯრედებს ეს არ გამოუვათ, მაშინ მათაუცილებლად ჩაერთვებათ აპოპტოზი, რომელიც, თუ მისი სარეგულაციო მექანიზმები მოშლილი არაა, გარდაუვალი და საბოლოოა!

აპოპტოზი

მაგრამ როგორც მაკროსამყაროში, ისეა მიკროსმყაროსიც: დაიხვეწა თავდაცვის საშუალებები? აუცილებლად დაიხვეწება თავდასხმის საშუალებებიც. ამას მაგალითია ადამიანის შეძენილი იმუნოდეფიციტის ვირუსი (AIDშ, იგივე HIV). მათი მოქმედება მსგავსია ორგანიზმის დამცველი უჯრედებისა, ვირუსები აპოპტოზს იყენებენ თავის სასარგებლოდ! როგორ? ჩვეულებრივად… ისინი აპოპტოზს ააქტივებენ დამცავ უჯრედებში და ეს უჯრედებიც იღუპებიან. პრინციპი აქაც მარტივია: არ არის დამცავი უჯრედი? მაშასადამე ჩვენ საფრთხე არ გვემუქრება…. სხვა ვირუსები და ბაქტერიები კი ზემოქმედებას ახდენენ აპოპტოზში მონაწილე ინფორმაციის გადამტან მესენჯერებზე, შედეგად კი დნმ-მდე აღარ მიდის ლიკვიდაციის ბრძანება, ეს კი მთლიანად აგრესორების წისქვილზე ასხამს წყალს. გამარჯვებული ასეთ შემთხვევაში იქნება ის, ვინც უფრ მარალორგანიზებული, სწრაფად მორეაგირე და რეაქციისუნარიანი იქნება.

აპოპტოზის ბოლო ეტაპი - ლეიკოციტის მიერ ხდება დაღუპული უჯრედის ფაგოციტოზი

რახან ჩვენი ბლოგი პოპულისტურ ენაზ ეწერს და სტატიებიც ფართო მასებისთვისაა განკუთვნილი, მე შეგნებულად გამოვტოვე სტატიაში ის ურთულესი ბიოქიმიური რეაქციები, რომელთა საშუალებითაც ხდება ამ პროცესების რეალიზება. თუ მაინც დაგაინტერესებთ, მაშინ დასვით შეკითხვები და ვეცდები შეძლებისდაგვარდ გიპასუხოთ :-).

Read Full Post »

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: