معلومة

6.1 أ: الآلية الشاملة - علم الأحياء


أهداف التعلم

  1. حدد السيتوكين والكيموكين واسم 3 السيتوكينات الالتهابية.
  2. اذكر آلية الالتهاب واذكر سبب كونها مفيدة للجسم في المقام الأول.
  3. صف بإيجاز سبب كون الالتهاب أثناء العدوى البسيطة أو المتوسطة مفيدًا بشكل أساسي في حين أن الالتهاب أثناء الإصابة الشديدة يمكن أن يسبب ضررًا كبيرًا للجسم.
  4. بالنظر إلى الآلية الكلية وراء الصدمة الإنتانية ، أجب على ما يلي:
    1. صف كيف يبدأ PAMPS البكتيري SIRS.
    2. تحديد انخفاض ضغط الدم ووصف الآلية البيولوجية وراء 3 عوامل تساهم في انخفاض ضغط الدم.
    3. تحديد نقص حجم الدم ووصف الآلية البيولوجية وراء 3 عوامل تساهم في نقص حجم الدم.
    4. تحديد نقص انسياب الدم ووصف الآلية البيولوجية وراء ما لا يقل عن 3 عوامل تساهم في نقص تدفق الدم.
    5. وصف الآلية البيولوجية وراء متلازمة الضائقة التنفسية الحادة وكيف تساهم متلازمة الضائقة التنفسية الحادة في نقص انسياب الدم.
    6. وصف تسلسل الأحداث التي تمكن نقص انسياب الدم من أن يؤدي إلى تلف لا رجعة فيه للخلايا.
  5. عرّف التهاب الحُقن والالتهاب واذكر دورهما في إحداث الالتهاب.
  6. عرف ما يلي:
    1. توسع الأوعية
    2. تسمم الدم
    3. انخفاض ضغط الدم
    4. نقص حجم الدم
    5. الصدمة الإنتانية
    6. مدينة دبي للإنترنت
    7. ARDS
    8. MOSF
    9. نقص انسياب الدم

PAMPs ، PRRs ، السيتوكينات ، والالتهابات

من أجل الحماية من العدوى ، فإن أحد الأشياء التي يجب على الجسم القيام بها في البداية هو اكتشاف وجود الكائنات الحية الدقيقة. يقوم الجسم بذلك من خلال التعرف على الجزيئات الفريدة للكائنات الحية الدقيقة التي لا ترتبط بالخلايا البشرية. تسمى هذه الجزيئات الفريدة بالأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs). (نظرًا لأن جميع الميكروبات ، وليس فقط الميكروبات المسببة للأمراض ، تمتلك PAMPs ، يُشار أحيانًا إلى الأنماط الجزيئية المرتبطة بالعوامل الممرضة على أنها أنماط جزيئية مرتبطة بالميكروبات أو MAMPs.)

جزيئات مثل مونومرات الببتيدوغليكان ، وأحماض تيكويك ، و LPS ، والبورنز ، وحمض الميكوليك ، والأرابينوجالاكتين ، والفلاجيلين ، والجليكان الغني بالمانوز ، هي أمثلة على PAMPs البكتيرية التي ترتبط بمستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) على مجموعة متنوعة من خلايا الدفاع في الجسم مما جعلهم يصنعون ويفرزون مجموعة متنوعة من البروتينات تسمى السيتوكينات. يمكن لهذه السيتوكينات ، بدورها ، تعزيز الدفاعات المناعية الفطرية مثل الالتهاب والحمى والبلعمة. يتم تحقيق ذلك في المقام الأول عن طريق موت الخلية الالتهابي المبرمج الذي يُطلق عليه التهاب الحنجرة الذي يتضمن مجمعات خلوية بروتينية تسمى الجروح الالتهابية.

Pyroptosis ، هو موت التهابي مبرمج للخلايا المضيفة يتوسطه إنزيم يسمى كاسباس 1 ويمكن أن يحدث بواسطة مجموعة متنوعة من المحفزات ، بما في ذلك الأنماط الجزيئية المرتبطة بالعوامل الممرضة (PAMPs) من الالتهابات الميكروبية ، وكذلك الأنماط الجزيئية المرتبطة بالخطر. (DAMPs) نتيجة إصابة الأنسجة أثناء السرطان والنوبات القلبية والسكتة الدماغية. ينتج عن التحلل الحراري إنتاج السيتوكينات المنشطة للالتهابات ، وتمزق غشاء البلازما للخلية ، والإفراج اللاحق عن محتويات الخلايا المسببة للالتهابات. يلعب دورًا أساسيًا في المناعة الفطرية من خلال تعزيز الالتهاب للسيطرة على الالتهابات الميكروبية. ومع ذلك ، في المستويات المرتفعة للغاية ، يمكن أن يسبب ضررًا كبيرًا للجسم وحتى الموت.

يبدأ التهاب البروستات من خلال ارتباط PAMPs بمستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) على خلايا الدفاع المختلفة والتي تؤدي بعد ذلك إلى إنتاج السيتوكينات الالتهابية والإنترفيرون من النوع الأول. تتعرف PRRs الأخرى ، التي تسمى المستقبلات الشبيهة بالعقد (NLRs) الموجودة في العصارة الخلوية لخلايا الدفاع هذه ، على PAMPs و DAMPs التي دخلت العصارة الخلوية للخلية المضيفة. تؤدي بعض NLRs إلى إنتاج السيتوكينات الالتهابية بينما يقوم البعض الآخر بتنشيط التحلل الحراري المعتمد على كاسباس 1 للخلية مما يؤدي إلى إطلاق السيتوكينات الالتهابية داخل الخلايا (الشكل ( PageIndex {6} ). 1A.1). يؤدي ارتباط PAMPs أو DAMPs إلى NLRs الخاصة بهم إلى تجميع مجمعات متعددة البروتينات تسمى inflammasomes في العصارة الخلوية للخلية المضيفة. إن هذه الجروح الملتهبة هي التي تنشط كاسباس 1 وتسبب الالتهاب والتشقق.

الشكل ( PageIndex {6} ). 1A.1: بدأ تنشيط Pyroptosis Pyroptosis عن طريق ربط PAMPs بمستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) على خلايا دفاعية مختلفة ، مثل المستقبلات الشبيهة بالرسم (TLR) الموضحة هنا. وهذا بدوره يؤدي إلى إنتاج الإنترفيرون من النوع الأول والسيتوكينات الالتهابية مثل TNF و IL-12 و IL-6 و IL-8. تؤدي بعض NLRs إلى إنتاج السيتوكينات الالتهابية مثل IL-1 و IL-18 بينما يقوم البعض الآخر بتنشيط التهاب الخلايا المعتمد على كاسباس 1 مما يؤدي إلى إطلاق السيتوكينات الالتهابية داخل الخلايا. (على الرغم من عدم ظهوره هنا ، فإن ارتباط PAMPs أو DAMPs مع NLRs الخاصة بهما يؤدي إلى تجميع مجمعات متعددة البروتينات تسمى inflammasomes في العصارة الخلوية للخلية المضيفة. وهذه الالتهابات هي التي تنشط كاسباس 1 وتسبب الالتهاب والتشقق.)

يؤدي ارتباط PAMPs إلى PRR أيضًا إلى تنشيط المسارات التكميلية وتفعيل مسار التخثر.

تُعرف السيتوكينات مثل عامل نخر الورم ألفا (TNF-alpha) و interleukin-1 (IL-1) و interleukin-8 (IL-8) باسم السيتوكينات الالتهابية لأنها تعزز الالتهاب. تُعرف أيضًا بعض السيتوكينات ، مثل IL-8 ، باسم chemokines. تعمل الكيماويات على تعزيز الاستجابة الالتهابية من خلال تمكين خلايا الدم البيضاء من مغادرة الأوعية الدموية ودخول الأنسجة المحيطة ، عن طريق جذب خلايا الدم البيضاء هذه كيميائيًا إلى موقع الإصابة ، وعن طريق تحفيز العدلات على إطلاق عوامل القتل للقتل خارج الخلية.

الالتهاب هو الاستجابة الأولى للعدوى والإصابة وهو أمر بالغ الأهمية للدفاع عن الجسم. في الأساس ، الاستجابة الالتهابية هي محاولة من الجسم لاستعادة التوازن والحفاظ عليه بعد الإصابة. توجد معظم عناصر الدفاع عن الجسم في الدم ، والالتهاب هو الوسيلة التي تغادر بها خلايا دفاع الجسم والمواد الكيميائية الدفاعية الدم وتدخل الأنسجة المحيطة بالمكان المصاب أو المصاب. يؤدي إطلاق السيتوكينات الالتهابية في النهاية إلى توسع الأوعية الدموية. توسع الأوعية هو فتح عكسي لمناطق الوصل بين الخلايا البطانية للأوعية الدموية ويؤدي إلى زيادة نفاذية الأوعية الدموية. وهذا يمكن البلازما ، الجزء السائل من الدم ، من دخول الأنسجة المحيطة. تحتوي البلازما على مواد كيميائية دفاعية مثل جزيئات الأجسام المضادة والبروتينات التكميلية والليزوزيم والدفاع البشري. زيادة نفاذية الشعيرات الدموية تمكن خلايا الدم البيضاء من الضغط خارج الأوعية الدموية ودخول الأنسجة. كما يمكن أن نرى ، فإن الالتهاب جزء ضروري من دفاع الجسم. ومع ذلك ، يمكن أن يسبب الالتهاب المفرط أو المطول ضررًا كما سيتم مناقشته أدناه.

(مسح الصور المجهرية الإلكترونية لمقطع عرضي لشعيرة شعرية تظهر خلية بطانية وشعيرة بها خلية دم حمراء ؛ بإذن من Dennis Kunkel المجهري.)

رسوم متحركة ثلاثية الأبعاد توضح خروج خلايا الدم البيضاء من الشعيرات الدموية ودخول الأنسجة (التخلخل) وكذلك نظام الغشاء الداخلي في الكريات البيض.
من جامعة هارفارد ، الحياة الداخلية للخلية. يستغرق تحميل هذه الرسوم المتحركة بعض الوقت.

كما ذكرنا في قسم سابق ، تؤدي منتجات المسارات التكميلية إلى: 1) مزيد من الالتهاب ؛ 2) طين البكتيريا. 3) الانجذاب الكيميائي للبالعات إلى الموقع المصاب ؛ و 4) تحلل MAC للبكتيريا سالبة الجرام.

تؤدي نواتج مسار التخثر إلى تخثر الدم لوقف النزيف وزيادة الالتهاب وتوطين العدوى.

في المستويات المعتدلة ، يعد الالتهاب ونواتج المسارات التكميلية ونواتج مسار التخثر ضرورية للدفاع عن الجسم. ومع ذلك ، فإن هذه العمليات والمنتجات نفسها عندما تكون مفرطة يمكن أن تسبب ضررًا كبيرًا للجسم.

أثناء العدوى الموضعية الطفيفة مع وجود عدد قليل من البكتيريا ، يتم إطلاق مستويات منخفضة من PAMPs مما يؤدي إلى إنتاج معتدل للسيتوكين بواسطة الخلايا الدفاعية مثل الخلايا الوحيدة والخلايا الضامة والخلايا المتغصنة ، وبشكل عام ، تعزيز دفاع الجسم عن طريق تحفيز الالتهاب والحمى المعتدلة ، وتفتيت الطاقة احتياطيات لتزويد الطاقة للدفاع ، وتفعيل المسار التكميلي ومسار التخثر ، وتحفيز الاستجابات المناعية بشكل عام (انظر الشكل ( PageIndex {2} )). أيضًا نتيجة لهذه السيتوكينات ، تلتصق خلايا الدم البيضاء البلعمية المنتشرة مثل العدلات والخلايا الأحادية بجدران الشعيرات الدموية ، وتضغط للخارج وتدخل الأنسجة ، وهي عملية تسمى التخلخل. ثم تقوم خلايا الدم البيضاء البلعمية مثل العدلات بقتل الميكروبات الغازية بالبروتياز وجذور الأكسجين السامة. سيتم تغطية هذه الدفاعات بمزيد من التفصيل في الوحدتين 5 و 6.

ومع ذلك ، أثناء العدوى الجهازية الشديدة مع وجود أعداد كبيرة من البكتيريا ، يتم إطلاق مستويات عالية من PAMP مما يؤدي إلى إفراز الخلايا الدفاعية للسيتوكين بشكل مفرط وهذا يمكن أن يضر الجسم (انظر الشكل ( PageIndex {3} )). بالإضافة إلى ذلك ، تبدأ العدلات في إطلاق البروتياز وجذور الأكسجين السامة التي لا تقتل البكتيريا فحسب ، بل تقتل الأنسجة المحيطة أيضًا. تشمل الآثار الضارة ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض ضغط الدم وتدمير الأنسجة والهزال ومتلازمة الضائقة التنفسية الحادة والتخثر المنتشر داخل الأوعية وتلف بطانة الأوعية الدموية. يمكن أن يؤدي هذا إلى الصدمة وفشل أعضاء الجهاز المتعدد (MSOF) والموت.

الإنتان ومتلازمة الاستجابة الالتهابية الجهازية (SIRS)

ضع في اعتبارك أن الوظيفة الأساسية لجهاز الدورة الدموية هي التروية ، وتوصيل المغذيات والأكسجين عبر الدم الشرياني إلى سرير شعري في الأنسجة. وهذا بدوره يوفر العناصر الغذائية لعملية التمثيل الغذائي الخلوي والأكسجين لإنتاج الطاقة عن طريق التنفس الهوائي لجميع خلايا الجسم. الإنتان هو عدوى تؤدي إلى استجابة التهابية جهازية تؤدي إلى تغيرات فسيولوجية تحدث على المستوى البطاني الشعري. يشار إلى هذه الاستجابة الالتهابية الجهازية باسم متلازمة الاستجابة الالتهابية الجهازية أو SIRS.

بناءً على الشدة ، هناك ثلاث متلازمات تعفن الدم على أساس الشدة:

1. الإنتان. SIRS في مكان الإصابة.

2. تعفن الدم الشديد. عدوى مع اختلال وظيفي في الأعضاء نتيجة لنقص تدفق الدم ، وانخفاض وصول المغذيات والأكسجين إلى الأنسجة والأعضاء عن طريق الدم.

3. الصدمة الإنتانية. تعفن الدم الشديد مع انخفاض ضغط الدم المستمر ونقص تدفق الدم في الأنسجة على الرغم من إنعاش السوائل.

سنلقي الآن نظرة على الآلية الأساسية لـ SIRS التي يمكن أن تؤدي إلى صدمة إنتانية.

متلازمة الاستجابة الالتهابية الجهازية (SIRS) الناتجة عن الصدمة الإنتانية

أثناء العدوى الجهازية الشديدة ، غالبًا ما تحدث استجابة التهابية مفرطة ناتجة عن فرط إنتاج السيتوكينات الالتهابية مثل TNF-alpha و IL-1 و IL-6 و IL-8 و PAF استجابةً لـ PAMPs.

يؤدي إطلاق السيتوكينات الالتهابية في النهاية إلى توسع الأوعية الدموية. عادةً ما يحارب هذا العدوى عن طريق تمكين البلازما ، الجزء السائل من الدم ، من دخول الأنسجة المحيطة. تساعد زيادة نفاذية الشعيرات الدموية أيضًا على تمكين خلايا الدم البيضاء من الالتصاق بجدار الشعيرات الدموية الداخلية ، والضغط خارج الأوعية الدموية ، ودخول الأنسجة لمحاربة العدوى ، وهي عملية تسمى التخلخل.

ينتج عن الإنتاج المفرط للسيتوكينات أثناء العدوى الجهازية الأحداث التالية:

1. أثناء الإصابة بالتشبع ، تلتصق كرات الدم البيضاء البلعمية المسماة العدلات بجدران الشعيرات الدموية بكميات هائلة. تنشط المواد الكيميائية مثل IL-8 القتل خارج الخلية بواسطة العدلات ، مما يتسبب في إطلاق البروتياز وجذور الأكسجين السامة أثناء وجودها في الشعيرات الدموية. هذه هي نفس المواد الكيميائية السامة التي تستخدمها العدلات لقتل الميكروبات ، ولكن الآن يتم إلقاؤها في الخلايا البطانية الوعائية التي تلتصق بها العدلات.

أ. يؤدي هذا إلى تلف جدران الشعيرات الدموية وتسرب الدم إلى الأنسجة المحيطة (انظر الشكل ( PageIndex {4} )).

ب. يمكن أن يؤدي تسرب الدم ، بدوره ، إلى نقص حجم الدم ، وانخفاض حجم الدورة الدموية. (النزيف من الصدمة الجسدية والنزيف الداخلي وعدم كفاية معالجة الجفاف وفقدان السوائل من القيء والإسهال يمكن أن يؤدي أيضًا إلى نقص حجم الدم).

ج. ثم يساهم نقص حجم الدم في انخفاض ضغط الدم أو انخفاض ضغط الدم.

د. ثم يساهم انخفاض ضغط الدم في نقص تدفق الدم.

2. يؤدي توسع الأوعية المطول وما ينتج عنه من زيادة نفاذية الشعيرات الدموية إلى خروج البلازما من مجرى الدم ودخول الأنسجة.

أ. هذا أيضًا يساهم في انخفاض حجم الدورة الدموية أو نقص حجم الدم.

ب. ثم يساهم نقص حجم الدم في انخفاض ضغط الدم.

ج. ثم يساهم انخفاض ضغط الدم في نقص انسياب الدم def).

يؤدي توسع الأوعية المطول أيضًا إلى انخفاض مقاومة الأوعية الدموية داخل الأوعية الدموية.

أ. كلما انخفضت مقاومة الأوعية الدموية ، انخفض ضغط الدم. هذا أيضًا يساهم في انخفاض ضغط الدم أو انخفاض ضغط الدم.

ب. ثم يساهم انخفاض ضغط الدم في نقص تدفق الدم.

3. في المستويات العالية من عامل نخر الورم ، يتم تثبيط تناغم العضلات الملساء الوعائية وانقباض عضلة القلب.

أ. يؤدي انخفاض انقباض عضلة القلب إلى انخفاض ضغط الدم بشكل ملحوظ.

ب. ثم يساهم انخفاض ضغط الدم في نقص تدفق الدم.

ج. يمكن أن يؤدي الإفراط في إنتاج أكسيد النيتريك (NO) الناتج عن السيتوكين بواسطة خلايا عضلة القلب وخلايا العضلات الملساء الوعائية إلى فشل القلب.

4. يمكن أن يؤدي تنشيط مسار تخثر الدم إلى تكوين جلطات تسمى ميكروثرومبي داخل الأوعية الدموية في جميع أنحاء الجسم. وهذا ما يسمى التخثر المنتشر داخل الأوعية (DIC).

أ. تقوم هذه الميكروثرومبي بسد الشعيرات الدموية وتساهم في نقص تدفق الدم.

ب. يؤدي تنشيط العدلات أيضًا إلى تراكمها وانسداد الأوعية الدموية.

ج. يؤدي استنفاد عوامل التخثر نتيجة DIC إلى نزيف في أجزاء كثيرة من الجسم بعد تلف الشعيرات الدموية الناجم عن العدلات. هذا ، كما ذكر أعلاه ، يساهم في انخفاض حجم الدورة الدموية أو نقص حجم الدم.

د. ثم يساهم نقص حجم الدم في انخفاض ضغط الدم.

ه. ثم يساهم انخفاض ضغط الدم في نقص تدفق الدم.

5. في الرئتين ، تؤدي زيادة نفاذية الشعيرات الدموية نتيجة الالتهاب وتوسع الأوعية ، وكذلك إصابة الشعيرات الدموية في الحويصلات الهوائية بسبب العدلات إلى حدوث وذمة رئوية. بما أن الحويصلات الهوائية تمتلئ بتبادل الغازات السائلة لا يحدث في الرئتين. تسمى هذه الحالة بمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS).

أ. نتيجة لذلك ، لا يتأكسج الدم.

ب. يؤدي نقص أكسجة الدم عبر الرئتين إلى نقص تدفق الدم.

6. نقص تدفق الدم وتلف الشعيرات الدموية في الكبد يؤدي إلى خلل في وظائف الكبد وفشل في الحفاظ على مستويات السكر في الدم الطبيعية.

يمكن أن يؤدي الإفراط في استخدام الجلوكوز من قبل العضلات وفشل الكبد في استبدال الجلوكوز إلى انخفاض مستوى الجلوكوز في الدم إلى ما دون المطلوب للحفاظ على الحياة. (الجلوكوز ضروري لصنع ATP عن طريق التنفس الهوائي.)

7. يمكن أن يؤدي نقص تدفق الدم في الكلى أو الأمعاء أو الدماغ إلى إصابة هذه الأعضاء.

8. يؤدي الجمع بين انخفاض ضغط الدم ونقص حجم الدم و DIC و ARDS ونقص تدفق الدم الناتج إلى الحماض.

أ. بدون الأكسجين ، تتحول الخلايا إلى التخمر وتنتج حمض اللاكتيك الذي يخفض درجة الحموضة في الدم. هناك حاجة إلى درجة حموضة الدم بين 6.8 و 7.8 لنشاط الإنزيم الخلوي الطبيعي لدى البشر.

ب. تؤدي التغيرات في درجة حموضة السائل خارج الخلوي في الدم الشرياني خارج هذا النطاق إلى تلف الخلايا بشكل لا رجعة فيه.

باختصار ، يؤدي الإفراج عن مستويات مفرطة من السيتوكينات الالتهابية استجابةً لربط PAMPs بـ PRRs أثناء العدوى الجهازية إلى:

1. انخفاض حجم الدم أو نقص حجم الدم. يحدث هذا بسبب الأحداث التالية:

أ. يؤدي القتل خارج الخلوي بواسطة العدلات إلى إتلاف جدران الشعيرات الدموية مما يؤدي إلى خروج الدم والبلازما من مجرى الدم ودخول الأنسجة المحيطة.

ب. يمكن أن يؤدي استنفاد عوامل التخثر أثناء التخثر المنتشر داخل الأوعية (DIC) إلى النزيف حيث تتلف الشعيرات الدموية.

ج. يؤدي توسع الأوعية لفترات طويلة إلى خروج البلازما من مجرى الدم ودخول الأنسجة المحيطة.

2. انخفاض ضغط الدم أو انخفاض ضغط الدم. هذا نتيجة للأحداث التالية:

أ. يؤدي توسع الأوعية لفترات طويلة إلى انخفاض مقاومة الأوعية الدموية داخل الأوعية الدموية ويقلل من ضغط الدم.

ب. المستويات العالية من عامل نخر الورم ، تمنع توتر العضلات الملساء الوعائية وانقباض عضلة القلب ، مما يقلل من قدرة القلب على ضخ الدم في جميع أنحاء الجسم.

ج. نقص حجم الدم من تلف الشعيرات الدموية ، تسرب البلازما ، والنزيف.

3. عدم القدرة على إيصال المغذيات والأكسجين لخلايا الجسم أو نقص تدفق الدم. يمكن أن يتسبب تنشيط مسار تخثر الدم في تكوين جلطات تسمى ميكروثرومبي داخل الأوعية الدموية في جميع أنحاء الجسم مما يتسبب في حدوث تخثر منتشر داخل الأوعية (DIC) والذي يمنع تدفق الدم عبر الشعيرات الدموية ، وكما ذكرنا أعلاه ، يمكن أن يؤدي استنفاد عوامل التخثر إلى حدوث نزيف. في أجزاء كثيرة من الجسم.

ب. زيادة نفاذية الشعيرات الدموية نتيجة توسع الأوعية الدموية في الرئتين ، وكذلك إصابة الشعيرات الدموية في الحويصلات بفعل العدلات يؤدي إلى التهاب حاد ، وذمة رئوية ، وفقدان تبادل الغازات في الرئتين (متلازمة الضائقة التنفسية الحادة أو متلازمة الضائقة التنفسية الحادة). نتيجة لذلك ، لا يتأكسج الدم.

ج. نقص حجم الدم يقلل من حجم الدورة الدموية ويؤدي إلى انخفاض ضغط الدم.

د. يقلل انخفاض ضغط الدم من الضغط اللازم لتوصيل الدم إلى جميع أنحاء الجسم.

6. يمكن أن يؤدي نقص تدفق الدم في الكبد إلى انخفاض مستوى الجلوكوز في الدم من خلل في وظائف الكبد. الجلوكوز ضروري لإنتاج ATP أثناء تحلل السكر والتنفس الهوائي. يمكن أن يؤدي انخفاض مستويات الجلوكوز إلى انخفاض إنتاج ATP وعدم كفاية الطاقة لعملية التمثيل الغذائي الخلوي.

7. يؤدي نقص توصيل الأكسجين نتيجة نقص التروية إلى تحول الخلايا إلى التخمر لإنتاج الطاقة. تؤدي المنتجات الحمضية النهائية للتخمير إلى الحماض ودرجة الحموضة الخاطئة لعمل الإنزيمات المشاركة في التمثيل الغذائي الخلوي. هذا يمكن أن يؤدي إلى موت الخلايا بشكل لا رجعة فيه.

بشكل جماعي ، يمكن أن يؤدي هذا إلى:

  • نقص التروية في نهاية الأعضاء نقص التروية هو تقييد لإمداد الدم يؤدي إلى تلف أو خلل في الأنسجة أو الأعضاء.
  • فشل أعضاء الجهاز المتعدد (MSOF). تبدأ العديد من الأعضاء بالفشل نتيجة لنقص تدفق الدم.
  • موت.

لمزيد من المعلومات حول SIRS و SIRS و Septic Shock ، راجع الصدمة الإنتانية.

خريطة مفاهيمية لـ SIRS و SIRS وصدمة الصرف الصحي.

بالنظر إلى الآلية العامة لـ SIRS المستحثة بـ PAMP / PRR / السيتوكين كما هو مذكور في كائن التعلم الخاص بك على SIRS الذي تمت تغطيته للتو ، أجب على ما يلي:

  1. تحديد انخفاض ضغط الدم ووصف الآلية البيولوجية وراء عاملين يساهمان في انخفاض ضغط الدم.
  2. تحديد نقص حجم الدم ووصف الآلية البيولوجية وراء 3 عوامل تساهم في نقص حجم الدم.
  3. تحديد نقص انسياب الدم ووصف الآلية البيولوجية وراء 3 عوامل تساهم في نقص تدفق الدم.
  4. وصف الآلية البيولوجية وراء متلازمة الضائقة التنفسية الحادة وكيف تساهم متلازمة الضائقة التنفسية الحادة في نقص انسياب الدم.
  5. وصف تسلسل الأحداث التي تمكن نقص انسياب الدم من أن يؤدي إلى تلف الخلايا بشكل لا رجعة فيه.
  6. ما هو إقفار نهاية العضو؟

تسمم الدم هو حالة تدخل فيها البكتيريا إلى الدم وتسبب الضرر. وفقًا للمعاهد الوطنية للصحة صحيفة وقائع الإنتان، "كل عام ، يضرب الإنتان الشديد حوالي 750.000 أمريكي. تشير التقديرات إلى أن ما بين 28 و 50 في المائة من هؤلاء يموتون - أكثر بكثير من عدد الوفيات في الولايات المتحدة بسبب سرطان البروستاتا وسرطان الثدي والإيدز مجتمعين ". تشمل العوامل المساهمة في هذا المعدل المرتفع للإنتان ما يلي:

1. شيخوخة سكان الولايات المتحدة.
2. زيادة طول العمر للأشخاص المصابين بالأمراض المزمنة.
3. زيادة عدد الإجراءات الطبية الغازية التي يتم إجراؤها.
4. زيادة استخدام الأدوية المثبطة للمناعة والعلاج الكيميائي.
5. انتشار الكائنات الدقيقة المقاومة للمضادات الحيوية.

قد يعاني الأشخاص الذين ينجون من الإنتان الشديد من تلف دائم في الرئتين أو الأعضاء الأخرى. ما يقرب من 45٪ من حالات تسمم الدم ناتجة عن البكتيريا موجبة الجرام ، و 45٪ نتيجة للبكتيريا سالبة الجرام ، و 10٪ بسبب الفطريات (خاصة الخميرة) الكانديدا). العديد من حالات تسمم الدم هذه هي عدوى مرتبطة بالرعاية الصحية (HA Is).

تشير تقارير موقع الويب الخاص بالعدوى المرتبطة بالرعاية الصحية التابعة لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) إلى أنه "في المستشفيات الأمريكية وحدها ، تمثل العدوى المرتبطة بالرعاية الصحية ما يقدر بنحو 1.7 مليون إصابة و 99000 حالة وفاة مرتبطة سنويًا. ومن بين هذه الإصابات:

  • 32 في المائة من جميع العدوى المرتبطة بالرعاية الصحية هي التهابات المسالك البولية
  • 22 في المئة من التهابات موقع الجراحة
  • 15 في المائة مصابون بالالتهاب الرئوي (التهابات الرئة)
  • 14 في المائة من عدوى مجرى الدم "

تقديرات العدوى المرتبطة بالرعاية الصحية (HCIs) 2011 ؛ من CDC

العدوى البارزة: تسمم الدم والصدمة الإنتانية

انقر فوق هذا الرابط ، واقرأ وصف تسمم الدم والصدمة الإنتانية ، وكن قادرًا على مطابقة العدوى مع وصفها في الامتحان.

سننظر الآن في العديد من PAMPs البكتيرية التي تؤدي إلى إنتاج السيتوكين والالتهاب وتفعيل مسارات التكميل والتخثر.

ملخص

  1. من أجل الحماية من العدوى ، فإن أحد الأشياء التي يجب على الجسم القيام بها في البداية هو اكتشاف وجود الكائنات الحية الدقيقة.
  2. يقوم الجسم بذلك من خلال التعرف على الجزيئات الفريدة للكائنات الدقيقة التي لا ترتبط بالخلايا البشرية. تسمى هذه الجزيئات الفريدة بالأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض أو PAMPs.
  3. يرتبط PAMPS بمستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) على الخلايا الدفاعية مما يؤدي إلى إنتاج السيتوكينات التي تسبب الالتهاب وتنشط المسارات التكميلية وتنشط مسار التخثر. يتم تحقيق هذه الاستجابة الالتهابية في المقام الأول عن طريق موت الخلية التهابي مبرمجًا يسمى التهاب الحنجرة الذي يتضمن مجمعات خلوية بروتينية تسمى الجروح الالتهابية.
  4. تُعرف السيتوكينات مثل عامل نخر الورم ألفا (TNF-alpha) و interleukin-1 (IL-1) و interleukin-6 (IL-6) و interleukin-8 (IL-8) باسم السيتوكينات الالتهابية لأنها تعزز الالتهاب. .
  5. الالتهاب هو الوسيلة التي تغادر بها الخلايا الدفاعية للجسم والمواد الكيميائية الدفاعية الدم وتدخل الأنسجة حول المنطقة المصابة أو المصابة.
  6. توسع الأوعية هو فتح عكسي لمناطق الوصل بين الخلايا البطانية للأوعية الدموية ويؤدي إلى زيادة نفاذية الأوعية الدموية. زيادة نفاذية الشعيرات الدموية تمكن خلايا الدم البيضاء من الضغط خارج الأوعية الدموية ودخول الأنسجة.
  7. عندما يكون هناك عدوى طفيفة مع وجود عدد قليل من البكتيريا ، توجد مستويات منخفضة من PAMPs. هذا يؤدي إلى إنتاج معتدل للسيتوكين من قبل الخلايا الدفاعية ، وبشكل عام ، يعزز دفاع الجسم.
  8. أثناء الالتهابات الجهازية الشديدة مع وجود أعداد كبيرة من البكتيريا ، يتم إطلاق مستويات عالية من PAMPs مما يؤدي إلى إنتاج مفرط للسيتوكين بواسطة الخلايا الدفاعية وهذا يمكن أن يضر الجسم.
  9. يشير التروية إلى توصيل المغذيات والأكسجين عبر الدم الشرياني إلى سرير شعري في الأنسجة.
  10. الإنتان هو عدوى تؤدي إلى استجابة التهابية جهازية تؤدي إلى تغيرات فسيولوجية تحدث على المستوى البطاني الشعري. يشار إلى هذه الاستجابة الالتهابية الجهازية باسم متلازمة الاستجابة الالتهابية الجهازية أو SIRS.
  11. يؤدي القتل خارج الخلية الناتج عن السيتوكين بواسطة العدلات الملتصقة بجدران الشعيرات الدموية إلى تلف جدران الشعيرات الدموية وتسرب الدم إلى الأنسجة المحيطة. هذا يساهم في انخفاض حجم الدورة الدموية (نقص حجم الدم).
  12. يؤدي توسع الأوعية لفترات طويلة وما ينتج عنه من زيادة نفاذية الشعيرات الدموية إلى خروج البلازما من مجرى الدم ودخول الأنسجة. هذا يساهم في انخفاض حجم الدورة الدموية (نقص حجم الدم).
  13. يؤدي توسع الأوعية المطول أيضًا إلى انخفاض مقاومة الأوعية الدموية داخل الأوعية الدموية مما يؤدي إلى انخفاض ضغط الدم (انخفاض ضغط الدم).
  14. في المستويات العالية من عامل نخر الورم ، يتم تثبيط تناغم العضلات الملساء الوعائية وانقباض عضلة القلب. ينتج عن هذا انخفاض ملحوظ في ضغط الدم.
  15. كما يؤدي نقص حجم الدم نتيجة النزيف ، والوذمة الجهازية ، وعدم كفاية الترطيب ، أو فقدان السوائل من خلال القيء والإسهال إلى انخفاض ضغط الدم.
  16. يمكن أن يتسبب تنشيط مسار تخثر الدم في تكوين جلطات تسمى ميكروثرومبي داخل الأوعية الدموية في جميع أنحاء الجسم (التخثر المنتشر داخل الأوعية أو DIC). تقوم هذه الميكروثرومبي بسد الشعيرات الدموية. يؤدي استنزاف عوامل التخثر إلى حدوث نزيف في أجزاء كثيرة من الجسم بعد تلف الشعيرات الدموية الناجم عن العدلات.
  17. زيادة نفاذية الشعيرات الدموية نتيجة توسع الأوعية في الرئتين ، وكذلك إصابة الشعيرات الدموية في الحويصلات بفعل العدلات يؤدي إلى التهاب حاد ، وذمة رئوية ، وفقدان تبادل الغازات في الرئتين (متلازمة الضائقة التنفسية الحادة أو ARDS). نتيجة لذلك ، لا يتأكسج الدم.
  18. يؤدي الجمع بين انخفاض ضغط الدم ونقص حجم الدم و DIC و ARDS إلى نقص تدفق الدم.
  19. بدون الأكسجين ، تتحول الخلايا إلى التخمر وتنتج حمض اللاكتيك الذي يخفض درجة الحموضة في الدم (الحماض). هناك حاجة إلى درجة حموضة الدم بين 6.8 و 7.8 لنشاط الإنزيم الخلوي الطبيعي لدى البشر. تؤدي التغيرات في درجة حموضة السائل خارج الخلوي في الدم الشرياني خارج هذا النطاق إلى تلف الخلايا بشكل لا رجعة فيه.
  20. بشكل جماعي ، يمكن أن يؤدي هذا إلى نقص تروية الأعضاء (تقييد في تدفق الدم يؤدي إلى تلف أو خلل في الأنسجة أو الأعضاء) ، وفشل العديد من أعضاء الجهاز (MSOF) ، والموت.
  21. وفقًا لصحيفة وقائع الإنتان في المعاهد الوطنية للصحة ، "كل عام ، يضرب الإنتان الشديد حوالي 750.000 أمريكي. الوفيات الناجمة عن سرطان البروستاتا وسرطان الثدي والإيدز مجتمعة ".
  22. ما يقرب من 45٪ من حالات تسمم الدم ناتجة عن بكتيريا موجبة الجرام ، و 45٪ نتيجة لبكتيريا سالبة الجرام ، و 10٪ بسبب فطريات (خميرة المبيضات بشكل رئيسي).

أسئلة

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. لا تضغط فقط على الإجابات وتكتبها. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. المطابقة:

    _____ البروتينات المنظمة بين الخلايا التي تنتجها خلية واحدة والتي ترتبط لاحقًا بالخلايا الأخرى في المنطقة وتؤثر على نشاطها بطريقة ما. تنظيم آليات دفاع الجسم. (الجواب)

    _____ المواد الكيميائية التنظيمية الدفاعية التي تعزز الاستجابة الالتهابية عن طريق تمكين خلايا الدم البيضاء من مغادرة الأوعية الدموية ودخول الأنسجة المحيطة ، عن طريق جذب خلايا الدم البيضاء هذه كيميائيًا إلى موقع الإصابة ، وعن طريق تحفيز العدلات على إطلاق عوامل القتل للقتل خارج الخلية. (الجواب)

    _____ حالة تدخل فيها البكتيريا إلى مجرى الدم مسببة الضرر. (الجواب)

    _____ انخفاض حجم الدورة الدموية. (الجواب)

    _____ انخفاض توصيل المغذيات والأكسجين عبر الدم. يمكن أن يؤدي هذا إلى نقص التروية ، وهو تقييد في إمداد الدم يؤدي إلى تلف أو خلل في الأنسجة. (الجواب)

    _____ فشل تنفسي من التهاب حاد في الرئتين ، إصابة في الشعيرات الدموية في الحويصلات الهوائية في الرئتين ، وذمة رئوية. (الجواب)

    _____ تكوين جلطات داخل الأوعية الدموية في جميع أنحاء الجسم. (الجواب)

    1. إشعال
    2. تسمم الدم
    3. الكيماويات
    4. السيتوكينات
    5. مدينة دبي للإنترنت
    6. ARDS
    7. الصدمة الإنتانية
    8. نقص حجم الدم
    9. انخفاض ضغط الدم
    10. نقص انسياب الدم
  2. تحديد انخفاض ضغط الدم ووصف الآلية البيولوجية وراء 3 عوامل تساهم في انخفاض ضغط الدم. (الجواب)
  3. تحديد نقص حجم الدم ووصف الآلية البيولوجية وراء 3 عوامل تساهم في نقص حجم الدم. (الجواب)
  4. تحديد نقص انسياب الدم ووصف الآلية البيولوجية وراء 3 عوامل تساهم في نقص تدفق الدم. (الجواب)
  5. وصف الآلية البيولوجية وراء متلازمة الضائقة التنفسية الحادة وكيف تساهم متلازمة الضائقة التنفسية الحادة في نقص انسياب الدم. (الجواب)
  6. تحديد بيروبتوسيس واذكر دوره في إحداث الالتهاب. (الجواب)
  7. متعدد الخيارات (الجواب)

فلافين مونوكليوتيد

ملخص الناشر

العامل المساعد لأكسيداز اللاكتات من المكورات الرئوية هو أحادي نيوكليوتيد الفلافين (FMN). يتم تنشيط إنزيم أوكسيديز اللاكتات على وجه التحديد بواسطة FMN. يناقش هذا الفصل طريقة لتحديد الأنزيمية لـ FMN تعتمد على هذا التنشيط. هذه الطريقة مشابهة لتقدير فلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد (FAD) مع حمض أميني دي أبو أوكسيديز ويتم تطبيقها في الكيمياء الحيوية. يستعرض الفصل المبدأ والمعدات والكواشف المستخدمة في الطريقة. يتناسب نشاط أوكسيديز اللاكتات مع كمية FMN ضمن حدود معينة ، ويتم تحديده بطريقة قياس الضغط من خلال امتصاص الأكسجين لكل وحدة زمنية. يتم الحصول على منحنى قياسي إذا تم رسم معدلات التفاعل بتركيزات معروفة من FMN مقابل تركيز FMN. يسلط الفصل الضوء كذلك على إعداد الحلول للطريقة واستقرار هذه الحلول. يمكن أيضًا تحديد FMN بطريقة القياس الطيفي عن طريق تنشيطه لأبو أنزيم اختزال NADPH السيتوكروم ج.


يؤدي تسلسل البلمرة ESCRT-III إلى تشوه الغشاء وانشطاره

يحفز مجمع الفرز الداخلي المطلوب للنقل III (ESCRT-III) الانشطار الغشائي من داخل أعناق الغشاء ، وهي عملية ضرورية للعديد من الوظائف الخلوية ، من الانقسام الخلوي إلى تدهور الجسيمات الحالة والالتهام الذاتي. لكن كيف تكسر الأغشية لا يزال مجهولاً. هنا ، نقوم بتمييز البلمرة المتسلسلة للوحدات الفرعية ESCRT-III التي ، مدفوعة بتسلسل التوظيف ودوران الوحدات الفرعية المستمر المدعوم من ATPase Vps4 ، تؤدي إلى تشوه الغشاء وانشطاره. خلال هذه العملية ، يؤدي تبادل Vps24 لـ Did2 إلى إمالة واجهة غشاء البوليمر ، مما يؤدي إلى الانتقال من البوليمرات الحلزونية المسطحة إلى خيوط حلزونية لدفع تكوين نتوءات الغشاء ، وينتهي بتشكيل Did2-Ist1 شديد التقيد البوليمر المشترك الذي نظهر أنه مؤهل لتعزيز الانشطار عند ربطه داخل أعناق الغشاء. بشكل عام ، تشير نتائجنا إلى آلية للتغييرات التدريجية في بنية خيوط ESCRT-III والخصائص الميكانيكية عبر تبادل الوحدات الفرعية للفتيل لتحفيز نشاط ESCRT-III.

الكلمات الدالة: CHMP1 CHMP4 Did2 ESCRT ESCRT-III Ist1 Snf7 Vps2 في إعادة تشكيل الغشاء الانشطاري في المختبر.


موت الخلايا المبرمج: الأحداث ، الآلية والأهمية | دورة الخلية

كل خلية حية طبيعية من الحيوانات والنباتات وحتى البكتيريا مميتة. أي يجب أن يموتوا بعد مرور بعض الوقت. موت الخلية هو مؤيد مضبوط بدقة و shygramme متأصل في الآلية الوراثية للخلايا. يسمى هذا الموت الطبيعي للخلايا ، والذي هو جزء من التطور الطبيعي والحفاظ على التوازن الطبيعي ، بالاستماتة أو موت الخلايا المبرمج (PCD).

تختلف هذه الظاهرة كثيرًا عن موت الخلية بسبب سبب مرضي أو نخر. هذه العملية منظمة للغاية وأي خلل في آلية موت الخلايا المبرمج سيؤدي إلى إطالة بقاء الخلايا مما قد يؤدي إلى توسع الخلايا الورمية ، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار الجيني وتراكم الطفرات.

الأحداث الخلوية لموت الخلايا المبرمج:

إنها استجابة فسيولوجية طبيعية لإشارات انتحار محددة أو نقص في إشارات النجاة. خلال هذه العملية في البداية تتكثف النواة والسيتوبلازم ، أي تتكثف مادة الكروماتين وتهاجر إلى الغشاء النووي ، ويتقلص السيتوبلازم دون أي ضرر على ذاكرة البلازما والشيبران.

يتم حزم محتويات الخلية في أجسام مرتبطة بالذاكرة والخلية ويتم تقسيم الخلية إلى أجزاء تسمى قطع موت الخلايا المبرمج ، على الرغم من أنها لا تزال تعمل ، يتم ابتلاعها أو بلعها أو هضمها بواسطة البلاعم أو الخلايا المجاورة (الشكل 5.33).

آلية موت الخلايا المبرمج:

هناك ثلاثة مسارات رئيسية لتفعيل الكاسباس والتي تسبب انشقاق الركائز مما يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج.

أنا. مسار الميتوكوندريا / السيتوكروم:

يتم التوسط من خلال تنشيط Bcl-2 (الجين) مما يؤدي إلى إنتاج تخليق إنزيم Apaf-1 و caspase-9 و caspase-3 الذي يؤدي إلى ظاهرة موت الخلايا المبرمج (الشكل 5.34).

ثانيا. مسار مستقبل عامل نخر الورم (TNF):

في هذا المسار ، يتم ربط أعضاء مستقبلات TNF ، مما يؤدي إلى تنشيط caspase-8 ثم caspase-3 مما يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج.

ثالثا. مسار جرانازيم ب:

Granazyme B, a cytosolic T cell product, directly cleaves and activates several caspases, resulting in apoptosis. A number of genes have been identified which play role in the regulation and accom­plishment of apoptosis, such as egl-1, Ced-1-10. Studies on these genes indicated that Ced-9 acts upstream of Ced-3 and Ced-4 (Fig. 5.35):

Ced-3 and Ced-4 promote apoptosis, while Ced-9 Is anti-apoptotic and protects cells from apoptosis by antagonizing Ced-3 and Ced-4. The Ced genes are responsible for all programmed cell death.

Caspases are cysteine proteases which cleave the substrates at the C-terminal of an aspartic acid residue. Different caspases have different substrate recognition preferences and cleavage of substrates by caspases results in disassembly and consequent death of cell in a highly organized manner.

Death receptors are important in ‘instruc­tive’ apoptosis where ceil death is brought about by the secretion of death legends which bind to death receptors on the target cell (Fig. 5.36).


ACKNOWLEDGEMENTS

We thank Dr. Isabel Aguirre from Universidad Austral de Chile for the information concerning prevalence of PRV and HSMI in Chile, Dr Marta Alarcón of FishVet Group for the micrograph images of heart and muscle inflammation characteristic of HSMI presented in Figure 4, and all other colleagues who have shared their thoughts and unpublished data involving PRV. We further thank Julie Zhao, Jon Richard and Elia Kim for technical assistance in obtaining and screening fish associated with data collected as part of the DFO ocean trawl surveys reported in this study.


شاهد الفيديو: مقدمة في علم الأحياء (كانون الثاني 2022).