معلومة

4.2.5: المراجعة - علم الأحياء

4.2.5: المراجعة - 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.

ملخص

بعد الانتهاء من هذا الفصل ، يجب أن تكون قادرًا على ...

  • وصف خزانات المياه المختلفة وتحديد أي من هذه الخزانات يمكن للبشر الوصول إليها.
  • رسم تخطيطي لدورة المياه واشرح كيف يتفاعل البشر مع دورة الماء.
  • اشرح كيف يتم الحصول على المياه الجوفية من طبقات المياه الجوفية وكيف يتم إعادة شحن طبقات المياه الجوفية.
  • تحديد القطاعات الرئيسية المستهلكة للمياه ومساهماتها النسبية في استخدام المياه.
  • قارن ندرة المياه المادية والاقتصادية.
  • الخطوط العريضة لاستراتيجيات معالجة نقص المياه.
  • قدم أمثلة على تقنيات وسلوكيات الحفاظ على المياه.

يتم تخزين المياه في خزانات المياه. على الرغم من وجود الكثير من المياه على الأرض ، إلا أن جزءًا بسيطًا منها هو مياه عذبة يمكن للبشر الوصول إليها. ال دورة المياه يصف حركة المياه من خلال كل خزان ويتضمن التسامي و التبخر, تركيز, ترسب, تسرب، و الجريان السطحي. يغير البشر دورة المياه من خلال استخدام الأرض وتحويل تدفق المياه. هطول الأمطار - عنصر تحكم رئيسي في توافر المياه العذبة - موزع بشكل غير متساو في جميع أنحاء العالم. يسقط المزيد من الأمطار بالقرب من خط الاستواء ، وتتميز مساحات اليابسة هناك بمناخ الغابات الاستوائية المطيرة. يميل هطول الأمطار الأقل إلى الانخفاض بالقرب من خط عرض 30 درجة ، حيث توجد أكبر الصحاري في العالم. المياه السطحية، بما في ذلك البحيرات والأنهار ، هي مصدر مهم للمياه العذبة. بالإضافة إلى، مياه جوفية يمكن استخراجه من طبقات المياه الجوفية. الزراعة هي المستهلك الأكبر للمياه ، تليها الصناعة والاستخدام البلدي.

ال أزمة المياه يشير إلى حالة عالمية حيث يفتقر الناس في العديد من المناطق إلى المياه الكافية أو المياه النظيفة أو كليهما. ندرة المياه المادية يحدث عندما تكون الموارد المائية غير كافية ، ولكن الناس يواجهونها ندرة المياه الاقتصادية عندما لا يستطيعون تحمل تكاليف الحصول على المياه. تشمل الحلول الجزئية لأزمة المياه السدود والخزانات ، وتجميع مياه الأمطار ، والقنوات المائية ، وتحلية المياه ، وإعادة استخدام المياه ، والحفاظ على المياه.


سيتوسكيب

ما الجديد في Cytoscape 3.8.1:

إذا كنت & rsquest طالب علم الأحياء أو باحث في علم الأحياء أو متحمس للبيولوجيا العامة الذي يريد التعمق في معرفتك وتوسيع نطاقها ، إذن سيتوسكيب هي الأداة المناسبة لك. باستخدامه يمكنك تصور شبكات التفاعل الجزيئي والمسارات البيولوجية ، كل ذلك أثناء دمجها مع التعليقات التوضيحية وبيانات الحالة.

واجهة التطبيق منظمة بشكل جيد للغاية وتتطلب بضع دقائق لفهم تخطيطها ووظائفها وبعض المشاريع المكتملة للحصول على حق التعامل معها. يوفر لك لوحة إدارة الشبكة ونافذة عرض الشبكة ومتصفح السمات حيث يمكنك تغيير السمات المختلفة بسرعة وسهولة.

يمكنك تحميل شبكات متعددة في وقت واحد وتحليلها وتعديلها كما يحلو لك. ولكن هناك بعض الحالات التي لا يمكنك مشاهدتها. وذلك لأن بعض هذه الشبكات كبيرة جدًا وتستغرق وقتًا طويلاً لعرضها. يساعدك التطبيق في معرفة أي منها لديه وجهات نظر لا & rsquot من خلال عرضها بإبرازات باللونين الأسود والأحمر.

في حالة الشبكات الكبيرة التي يمكن عرضها ، يمكنك دراسة هيكلها باستخدام عرض عين Bird & rsquos. بهذه الطريقة ، يمكنك ببساطة التجول في جميع أنحاء الشبكة لعرض العقد الخاصة بها والتكبير ولعرض تفصيلي أو تجميعي.

يقدم لك Cytoscape الدعم في بيولوجيا النظام وعلم الجينوم والبروتيوميات. باستخدامه ، يمكنك تحميل مجموعات بيانات تفاعل البروتين البروتين في تنسيقات Graph Markup Language و SBML و BioPAX و GraphML و Excel Workbook. استخدام Cytoscape ليس مقصورًا على علم الأحياء لأنه قادر جدًا على معالجة وتحليل الشبكات الاجتماعية الكبيرة ذات العلاقات الشخصية بالإضافة إلى تصور بيانات إطار عمل وصف الموارد.

Cytoscape هو تطبيق معقد مصمم للتعامل مع البيانات البسيطة والمعقدة عندما يتعلق الأمر بتصور وتحليل شبكات التفاعل من كل من مجالات علم الأحياء والعلوم الاجتماعية.


4.2.5: المراجعة - علم الأحياء

مجلة دولية لبيولوجيا النبات

بلانتا تنشر مقالات جوهرية وفي الوقت المناسب عن جميع جوانب بيولوجيا النبات.
نرحب بأوراق البحث الأصلية عن أي نوع نباتي. تشمل مجالات الاهتمام الكيمياء الحيوية ، والطاقة الحيوية ، والتكنولوجيا الحيوية ، وبيولوجيا الخلية ، والتنمية ، وعلم وظائف الأعضاء الإيكولوجي والبيئي ، والنمو ، والتمثيل الغذائي ، والتكوين ، والبيولوجيا الجزيئية ، والطرق الجديدة ، وعلم وظائف الأعضاء ، وتفاعلات الميكروبات النباتية ، والبيولوجيا الهيكلية ، وبيولوجيا النظم.
تلخص مقالات المراجعة التطورات الحديثة في المجالات الموضعية لبيولوجيا النبات.

استشهد بلانتا ورسكووس بنصف العمر
(متوسط ​​عمر المقالات التي تم الاستشهاد بها في سنة تقرير اقتباس دفتر يومية معين) هو & GT10

بلانتا & # 39المحرر الفخري هو هانز موهر.

رؤساء التحرير هم دوروثيا بارتلز ، معهد f & uumlr Molekulare Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen (IMBIO) ، Universit & aumlt Bonn ، ألمانيا و
أناستاسيوس ميليس ، جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية.

لماذا تنشر معنا

  • نُشرت لأول مرة في عام 1925 ، وقد تم تصنيف مجلتنا في أعلى ربع في مجلات علوم النبات لسنوات عديدة .
  • نرحب بالبحث في جميع مجالات بيولوجيا النبات ، بما في ذلك العمل على الأنواع غير النموذجية.
  • معنا عملية تحرير سريعة وصارمة ، ننشر المقالات في شكلها النهائي بمجرد أن تصبح جاهزة ، بامتداد متوسط ​​10 أيام من القبول حتى النشر في 2019 .
  • نحن نقدم مستويات عالية من رضا المؤلف ، بنسبة 94٪. لدينا المؤلفون المنشورون الإبلاغ عن أنهم سيفعلون ذلك بالتأكيد أو على الأرجح أنشر معنا مرة أخرى.

الفردية التشريحية

تشريحيًا، يعتبر الحيوان الفردي كلًا منظمًا. ومع ذلك ، تُظهر البيانات المستمدة من تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) أن خلايا وأجسام الحيوانات مشتركة مع "أنواع" عديدة من البكتيريا والميكروبات الأخرى. في بعض الإسفنج ، يتكون ما يقرب من 40٪ من حجم الكائن الحي من البكتيريا ، والتي تساهم بشكل كبير في استقلاب العائل (Taylor et al.2007). المتعايش مع الطحالب ، Symbiodinium، توفر ما يصل إلى 60٪ من العناصر الغذائية التي يحتاجها الشعاب المرجانية المضيفة (يُستخدم مصطلح "المضيف" هنا بالمعنى الكلاسيكي للإشارة إلى الكائن الأكبر ، وحقيقي النواة ، ومتعدد الخلايا الذي يقيم فيه "المتعايش"). عندما يتم كسر هذا التعايش من خلال الزيادة المطولة في درجات حرارة سطح البحر ، فإن الشعاب المرجانية "تبيض". يفقدون المتعايشين مع الطحالب ويموتون. وبالمثل ، فإن الكيان الذي نسميه بقرة هو كائن حي له نظامه البيئي المعقد من المتعايشين المعوي - مجتمع متنوع من البكتيريا التي تهضم السليلوز ، والطلائع الهدبية ، والفطريات اللاهوائية - يُعلم تشريحه المتخصص ، ويحدد فسيولوجيا هضم النبات ، وينظم سلوكياته ، وفي النهاية يحدد تطورها (Kamra 2005).

بالإضافة إلى بقايا الميتوكوندريا للتكافل القديم ، تعيش الآلاف من "الأنواع" البكتيرية (المركبات الجينية نفسها) في ارتباط وثيق مع الخلايا حقيقية النواة الخاصة بنا. تشير التقديرات إلى أن 90٪ من الخلايا التي تتكون منها أجسامنا هي بكتيرية (Bäckhed et al. 2005 Ley et al.2006) تدحض أي فهم تشريحي بسيط للهوية الفردية. أظهر التسلسل الميتاجينومي (Qin et al. 2010) أن كل أمعاء بشرية دخلت في شراكة مستمرة مع أكثر من 150 نوعًا من البكتيريا ، وأن الأنواع البشرية تحافظ على حوالي 1000 مجموعة بكتيريا رئيسية في ميكروبيوم أمعائنا. مجموعة الجينات التي يحتوي عليها هذا الميتاجينوم التكافلي أكبر بحوالي 150 مرة من جينوم حقيقيات النوى البشري. وهذا لا يشمل المسالك الهوائية البشرية أو الجلد أو الفم أو الفتحات التناسلية.

ماستوترميس داروينينسيس، وهو نمل أبيض من شمال أستراليا ، قد يطالب بلقب "الكائن الملصق" للفرد الخيمري. يأكل النمل الأبيض الأشجار والمنازل بأكملها ، ويهضم السليلوز في أحشائهم ويبني أعشاشًا متقنة تحت الأرض. ولكن كما سأل لويس توماس (1974) ولين مارغوليس ودوريون ساجان (2001): ما الذي يشكل الكائن الحي الفردي؟ كيف يمكن اعتبار النمل الأبيض العامل فردًا عندما تكون الخلية هي الوحدة التناسلية للأنواع ، ولا يستطيع العامل حتى هضم السليلوز بدون تعايشه مع الأمعاء ، ميكسوتريتشا بارادوكسا، الذي هو في حد ذاته مركب جيني لما لا يقل عن خمسة أنواع أخرى؟ لا يمكن اعتبار البشر ولا أي كائن حي آخر أفرادًا وفقًا للمعايير التشريحية. لالتقاط هذا التعقيد ، تم تقديم مصطلح "holobiont" باعتباره المصطلح التشريحي الذي يصف الكائن الحي المتكامل الذي يتألف من كل من العناصر المضيفة والمجموعات الثابتة من المتعايشين (Rosenberg et al. 2007).


التخمير

الأيض الأرجينيني.

استقلاب الأرجينين هو خطوة استقلابية مهمة لأنواع الميكوبلازما التي تم عزلها من مزارع الخلايا. يعتبر تحويل الأرجينين سريعًا ويبدو أنه المصدر الرئيسي لـ ATP (23 ، 346 ، 347). يتم نزع أمين الأرجينين أولاً عن طريق أرجينين ديميناز (l -arginine iminohydrolase ، EC 3.5.3.6) ، والذي يتبعه تفاعل ترانسفيراز قابل للانعكاس ، مما يؤدي إلى تحويل L -citrulline إلى Ornithine. الانزيم

المسؤول عن هذا التفاعل هو أورنيثين كاربامويل ترانسفيراز (كاربامويل فوسفات:

ل -ورنيثين كاربامويل ترانسف محو ، EC 2.1.3.3) ويتطلب فوسفات غير عضوي. ويتبع ذلك تفاعل إنتاج الطاقة الحيوي ، وهو تحلل كربامويل فوسفات إلى أمونيا وثاني أكسيد الكربون باستخدام كيناز الكاربامات (ATP: carbamate phosphotransferase ، EC 2.7.2.2) ، وهو تفاعل يعتمد على ATP.

للعمل السابق على استقلاب الطاقة لأشكال PPLO و l من البكتيريا ، تمت إحالة القارئ إلى المراجعة التي أجراها سميث (359). تم العثور على تسلسل تفاعل استقلاب الأرجينين أيضًا في هالوباكتيريوم ساليناروم (109) و كلوستريديوم البوتولينوم (275) حتى الأورنيثين. كلوستريديوم البوتولينوم يتحلل الأورنيثين أكثر إلى الأحماض المتطايرة. تشير جميع الأدلة إلى أن l -ornithine يتم أولاً نزع أمينه بشكل مختزل إلى δ-aminovalerate ومن هنا إلى المنتجات النهائية المختلفة أسيتات وبروبيونات وفاليرات وزبدات. التسلسل الصحيح ، ومع ذلك ، لم يعرف حتى الآن.


نتائج

أصل الادعاءات السائدة في الأدبيات حول عدد الخلايا البكتيرية في البشر

توجد الميكروبات في جميع أنحاء جسم الإنسان ، وخاصة على الأسطح الخارجية والداخلية ، بما في ذلك الجهاز الهضمي والجلد واللعاب والغشاء المخاطي للفم والملتحمة. يفوق عدد البكتيريا بشكل كبير عدد حقيقيات النوى والعتائق في الميكروبيوم البشري بمقدار 2-3 مرات من حيث الحجم [7،8]. لذلك فإننا أحيانًا نشير عمليًا إلى الخلايا الميكروبية في جسم الإنسان على أنها بكتيريا. إن التنوع في المواقع التي تتواجد فيها الميكروبات في الجسم يجعل تقدير عددها الإجمالي أمرًا شاقًا. ومع ذلك ، بمجرد أن يُظهر توزيعهم الكمي هيمنة القولون كما هو موضح أدناه ، تصبح المشكلة أبسط بكثير. الغالبية العظمى من البكتيريا تتواجد في القولون ، مع تقديرات سابقة بحوالي 10 14 بكتيريا [2] ، يليها الجلد الذي يقدر أنه يأوي

كما أظهرنا مؤخرًا [4] ، فإن جميع الأوراق المتعلقة بعدد البكتيريا في الجهاز الهضمي للإنسان والتي أعطت إشارة إلى القيمة المذكورة يمكن إرجاعها إلى تقدير واحد على ظهر المغلف [3]. تم إجراء تقدير الحجم هذا بافتراض 10 11 بكتيريا لكل جرام من محتوى القناة الهضمية وضربها في لتر واحد (أو حوالي 1 كجم) من سعة القناة الهضمية. للحصول على تقدير منقح للعدد الإجمالي للبكتيريا في جسم الإنسان ، نناقش أولاً التوزيع الكمي للبكتيريا في جسم الإنسان. بعد إظهار هيمنة بكتيريا الأمعاء ، نعيد النظر في تقديرات العدد الإجمالي للبكتيريا في جسم الإنسان.

توزيع البكتيريا في أعضاء بشرية مختلفة

يوضح الجدول 1 الترتيب النموذجي لتقديرات الحجم لعدد البكتيريا الموجودة في أعضاء مختلفة في جسم الإنسان. تستند التقديرات إلى ضرب التراكيز المقاسة للبكتيريا في حجم كل عضو [9،10]. يتم تقريب القيم لأعلى لإعطاء ترتيب للحد الأعلى من حيث الحجم.

على الرغم من أن التركيزات البكتيرية في اللعاب ولويحة الأسنان مرتفعة ، إلا أن العدد الإجمالي للبكتيريا في الفم أقل من 1٪ من عدد بكتيريا القولون بسبب صغر حجمها. تركيز البكتيريا في المعدة والجزء العلوي 2/3 من الأمعاء الدقيقة (الاثني عشر والصائم) هو فقط 10 3-10 4 بكتيريا / مل ، بسبب انخفاض درجة الحموضة نسبياً في المعدة والتدفق السريع للمحتوى من خلال المعدة والأمعاء الدقيقة [10]. يكشف الجدول 1 أن المحتوى البكتيري للقولون يتجاوز جميع الأعضاء الأخرى بمقدار رتبتين على الأقل من حيث الحجم. الأهم من ذلك ، داخل الجهاز الهضمي ، القولون هو المساهم الأساسي الوحيد في إجمالي عدد البكتيريا ، بينما تقدم المعدة والأمعاء الدقيقة مساهمات ضئيلة.

إعادة النظر في تقدير ظهر الظرف الأصلي لعدد البكتيريا في القولون

المصدر الأساسي لقيمة

10 14 بكتيريا في الجسم يعود تاريخها إلى السبعينيات [3] وتتكون فقط من جملة طويلة "اشتقاق" ، والتي تفترض أن حجم القناة الهضمية هو لتر واحد ، وتضرب هذا الحجم في عدد كثافة البكتيريا ، من المعروف أنه يحتوي على حوالي 10 11 بكتيريا لكل جرام من المحتوى الرطب. غالبًا ما تكون مثل هذه التقديرات مفيدة للغاية ، ولكن من المفيد إعادة النظر فيها مع تراكم المزيد من البيانات التجريبية. يعتمد هذا التقدير الرائد لـ 10 14 بكتيريا في الأمعاء على افتراض كثافة بكتيرية ثابتة على لتر واحد من حجم القناة الهضمية (التحويل من الحجم إلى الكتلة عبر كثافة 1 جم / مل). ومع ذلك ، فإن أجزاء الجهاز الهضمي القريبة من القولون تحتوي على عدد ضئيل من البكتيريا مقارنة بمحتوى القولون ، كما يمكن تقديره من الجدول 1. وبالتالي نستنتج أن الحجم المناسب لكثافة البكتيريا العالية 10 11 بكتيريا / g هي فقط القولون. كما نوقش في المربع 1 ، قمنا بدمج مصادر البيانات حول حجم القولون للوصول إلى 0.4 لتر.

المربع 1. حجم محتوى القولون البشري

هذه معلمة مهمة في حساباتنا. استخدمنا قيمة 0.4 لتر بناءً على الدراسات التالية (انظر أيضًا بيانات S1 ، علامة التبويب محتوى القولون). تم تقدير حجم محتوى القولون للرجل البالغ المرجعي مسبقًا بـ 340 مل (355 جم بكثافة 1.04 جم / مل [6]) ، بناءً على طرق مختلفة غير مباشرة بما في ذلك قياسات التدفق وقياسات الأشعة السينية لوجبة الباريوم وفحص ما بعد الوفاة [13]. قدمت دراسة حديثة [15] بيانات أكثر تفصيلاً حول حجم القولون غير المضطرب الذي تم جمعه بواسطة فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي. أبلغ المؤلفون عن حجم داخلي موحد للارتفاع للذكور يبلغ 97 ± 24 مل / م 3 (حيث تم العثور على أفضل ملاءمة عند قسمة حجم القولون على مكعب الارتفاع). بأخذ ارتفاع 1.70 م للرجل المرجعي [6] ، وصلنا إلى حجم القولون من 480 ± 120 مل (حيث ما لم يذكر خلاف ذلك يشير ± إلى الانحراف المعياري [SD]). يتضمن هذا المجلد حجمًا غير مُبلَّغ عنه من الغاز ولا يشمل المستقيم. في الآونة الأخيرة ، قدمت الدراسات التي تحلل صور التصوير بالرنين المغناطيسي للقولون البيانات الأكثر تفصيلاً واكتمالاً. كان حجم القولون الداخلي في تلك المجموعة 760 مل إجمالاً [16،17]. ومع ذلك ، كانت هذه المجموعة أطول بكثير من الرجل المرجعي. عند تطبيع الارتفاع ، وصلنا إلى الحجم الإجمالي 600 مل للرجل القياسي. من أجل خصم الحجم الذي يشغله الغاز ، تم تقدير جزء البراز في هذا التقرير بنسبة 70٪ من حجم القولون مما أدى إلى 430 مل من محتوى القولون الرطب المعياري. لذلك ، يدعم هذا التحليل الأكثر موثوقية مع الدراسات السابقة قيمة متوسطة تبلغ حوالي 0.4 لتر.

يمكننا التحقق من صحة تقدير الحجم هذا من خلال النظر إلى حجم البراز الذي يتدفق عبر القولون. يُقال إن الإنسان البالغ ينتج في المتوسط ​​100-200 جرام من البراز الرطب يوميًا [18]. يرتبط زمن عبور القولون ارتباطًا سلبيًا بالإخراج البرازي اليومي ، وتتراوح قيمه الطبيعية حوالي 25-40 ساعة [18،19]. بضرب الناتج اليومي ووقت عبور القولون ، نحصل على تقدير حجم من 150 إلى 250 مل ، وهو أقل إلى حد ما من القيم المذكورة أعلاه ولكنه يتفق معها ، بالنظر إلى عدم اليقين والتقدير الخام للغاية الذي لم يأخذ في الحسبان المياه في القولون الذي يتم امتصاصه قبل التغوط. للتلخيص ، فإن حجم محتوى القولون كما تم تقييمه من خلال التحليلات الحديثة لصور التصوير بالرنين المغناطيسي يتوافق مع التقديرات السابقة وديناميكيات العبور البرازي. بلغ متوسط ​​القيم المرجعية للإنسان البالغ 0.4 لترًا (الخطأ المعياري للمتوسط ​​[SEM] 17٪ ، معامل الاختلاف [CV] 25٪) ، والتي سيتم استخدامها في الحسابات أدناه. بعد وجبة نموذجية ، يتغير الحجم بحوالي 10٪ [15] ، في حين أن كل حدث تغوط يقلل المحتوى بمقدار الربع إلى الثلث [18].

العدد الإجمالي للبكتيريا في الجسم

نحن الآن قادرون على تكرار الحساب الأصلي لعدد البكتيريا في القولون [3]. بالنظر إلى 0.9 · 10 11 بكتريا / جرام من البراز الرطب كما هو مشتق في المربع 2 و 0.4 لتر من القولون ، نجد 3.8 · 10 13 بكتيريا في القولون مع خطأ معياري غير مؤكد بنسبة 25٪ وتباين بنسبة 52٪ SD على مجموعة من السكان. وزن ذكور 70 كجم. بالنظر إلى أن المساهمة في العدد الإجمالي للبكتيريا من الأعضاء الأخرى هي 10 12 على الأكثر ، فإننا نستخدم 3.8 · 10 13 كتقديرنا لعدد البكتيريا عبر الجسم الكامل لـ "الرجل المرجعي".

المربع 2. تركيز البكتيريا في القولون

الطريقة الأكثر استخدامًا لقياس كثافة الخلايا البكتيرية في القولون هي فحص محتوى البكتيريا في عينات البراز. يفترض هذا أن عينات البراز تعطي تمثيلًا مناسبًا لمحتوى القولون. نعود إلى هذا الافتراض في المناقشة. تعود أولى هذه التجارب إلى الستينيات والسبعينيات [20 ، 21]. في تلك الدراسات المبكرة ، كان العد يعتمد على تعداد التكتلات المجهري المباشر من عينات البراز المخفف. استخدمت التجارب اللاحقة [22،23] تلطيخ الحمض النووي DAPI والتهجين الفلوري في الموقع [FISH] إلى الحمض النووي الريبي 16S البكتيري. عادة ما يتم الإبلاغ عن القيم على أنها بكتيريا لكل جرام من البراز الجاف. لحسابنا ، نحن مهتمون بمحتوى البكتيريا في القولون الرطب وليس المحتوى الجاف. للانتقال من البكتريا /ز البراز الجاف للبكتيريا /ز البراز الرطب نستخدم جزء المادة الجافة كما ورد في كل مقالة. يوضح الجدول 2 القيم التي استخلصناها من 14 دراسة في الأدبيات وقمنا بترجمتها إلى أساس مشترك يتيح المقارنة.

نلاحظ أن قيمة تقدير عدم اليقين تأخذ في الاعتبار التباين المعروف في حجم القولون وكثافة البكتيريا وما إلى ذلك ، ولكن لا يمكن حساب التحيزات المنهجية غير الكمية. أحد هذه التحيزات البارزة هو الفجوة المعرفية حول الاختلافات بين كثافة البكتيريا الفعلية في القولون ، مع كل عدم تجانسها المكاني ، وقياسات التركيز في البراز ، والتي تعمل بمثابة وكيل لتقدير عدد البكتيريا.

ما هي الكتلة الكلية للبكتيريا في الجسم؟ من إجمالي محتوى القولون البالغ حوالي 0.4 كجم وجزء كتلة البكتيريا حوالي النصف [21،24] ، نحصل على مساهمة بحوالي 0.2 كجم (وزن رطب) من البكتيريا في الكتلة الكلية لمحتوى القولون. بالنظر إلى هيمنة البكتيريا في القولون على جميع مجموعات الكائنات الحية الدقيقة الأخرى في الجسم ، نستنتج أن هناك حوالي 0.2 كجم من البكتيريا في الجسم بشكل عام. بالنظر إلى محتوى الماء من البكتيريا ، يبلغ إجمالي الوزن الجاف للبكتيريا في الجسم حوالي 50-100 جرام. تتوافق هذه القيمة مع التقدير البديل الموازي للكتلة الإجمالية للبكتيريا التي تضاعف متوسط ​​كتلة بكتيريا الأمعاء بحوالي 5 ميكروغرام (الوزن الرطب ، المقابل للوزن الجاف من 1-2 بيكوغرام ، انظر الملحق S1) مع التحديث العدد الإجمالي للبكتيريا. نلاحظ أن متوسط ​​بكتيريا الأمعاء التي تمت ملاحظتها تجريبياً أكبر بعدة مرات من الحجم القياسي "القياسي" الذي يبلغ 1 ميكرومتر 3 والمُشار إليه غالبًا في الكتب المدرسية. تمثل الكتلة البكتيرية الكلية التي وجدناها حوالي 0.3٪ من إجمالي وزن الجسم ، مما يُحدِّث بشكل كبير البيانات السابقة بأن 1٪ -3٪ من كتلة الجسم تتكون من البكتيريا أو أن الإنسان الطبيعي يستضيف 1-3 كجم من البكتيريا [25].

عدد الخلايا البشرية في ذكر بالغ "معياري"

تدلي العديد من المصادر الأدبية ببيانات عامة حول عدد الخلايا في جسم الإنسان والتي تتراوح بين 10 12 إلى 10 14 خلية [26 ، 27]. يتم عرض ترتيب حجم وسيطة ظهر المغلف خلف هذه القيم في المربع 3.

المربع 3. ترتيب المقدار ، تقدير ساذج لعدد الخلايا البشرية في الجسم

افترض أن رجلًا يبلغ وزنه 10 2 كجم ، يتكون من خلايا ثديية "تمثيلية". كل خلية من خلايا الثدييات ، باستخدام حجم خلية من 1000-10000 ميكرومتر 3 , وكثافة خلية مماثلة لكثافة الماء ، سوف تزن 10 -12 -10 -11 كجم. وهكذا نصل إلى إجمالي 10 13-10 14 خلية بشرية في الجسم ، كما هو موضح في الشكل 1. بالنسبة لهذا النوع من التقديرات ، حيث تقدر كتلة الخلية بترتيب من حيث الحجم ، فإن العوامل التي تساهم في فرق أقل من ضعفين مهملة. وبالتالي ، فإننا نستخدم 100 كجم ككتلة لرجل مرجعي بدلاً من 70 كجم وبالمثل نتجاهل مساهمة الكتلة خارج الخلية في الكتلة الكلية. هذه التبسيطات مفيدة في جعل التقدير موجزًا ​​وشفافًا.

طريقة بديلة لا تتطلب التفكير في أن خلية "متوسطة" تمثيلية تحسب الخلايا بشكل منهجي حسب النوع. تم اتباع هذا النهج في تحليل مفصل حديث [1]. تم تقدير عدد الخلايا البشرية في الجسم من كل فئة مختلفة (حسب نوع الخلية أو نظام العضو). بالنسبة لكل فئة ، تم الحصول على عدد الخلايا من مرجع أدبي أو عن طريق حساب يعتمد على التهم المباشر في المقاطع العرضية النسيجية. نتج عن جمع ما مجموعه 56 فئة من الخلايا [1] تقديرًا إجماليًا لـ 3.7 · 10 13 خلية بشرية في الجسم (SD 0.8 · 10 13 ، أي CV بنسبة 22 ٪).

جرد محدث للخلايا البشرية في الجسم

في جهودنا لإعادة النظر في القياسات المذكورة ، استخدمنا نهجًا يحاول الجمع بين نهج التعداد التفصيلي ومزايا الحساب الإرشادي المستخدم للتحقق من الصحة. ركزنا على أنواع الخلايا الستة التي تم تحديدها مؤخرًا [1] لتشكل 97٪ من عدد الخلايا البشرية: خلايا الدم الحمراء (70٪) ، الخلايا الدبقية (8٪) ، الخلايا البطانية (7٪) ، الخلايا الليفية الجلدية (5٪) والصفائح الدموية (4٪) وخلايا نخاع العظام (2٪). تمثل أنواع الخلايا الخمسين الأخرى نسبة 3٪ المتبقية. في أربع حالات (خلايا الدم الحمراء ، والخلايا الدبقية ، والخلايا البطانية ، والأرومات الليفية الجلدية) ، توصلنا إلى حسابات منقحة على النحو المفصل في المربع 4.

الإطار 4. التقديرات المنقحة لعدد خلايا الدم الحمراء والخلايا الدبقية والخلايا البطانية والأرومات الليفية الجلدية

أكبر مساهم في العدد الإجمالي للخلايا البشرية هي خلايا الدم الحمراء. تم حساب عدد خلايا الدم الحمراء بأخذ متوسط ​​حجم دم قدره 4.9 لتر (SEM 1.6٪ ، CV 9٪) مضروبًا في متوسط ​​عدد كرات الدم الحمراء 5.0 · 10 12 خلية / لتر (SEM 1.2٪ ، CV 7٪) ) (انظر الجدول 3 و S1 البيانات). يمكن التحقق من هذا الأخير من خلال النظر في تعداد الدم الكامل الروتيني الخاص بك ، وتتراوح القيم الطبيعية بين 4.6-6.1 10 12 خلية / لتر للذكور و 4.2-5.4 10 12 خلية / لتر للإناث. أدى ذلك إلى ما مجموعه 2.5 10 13 خلية دم حمراء (SEM 2٪ ، CV 12٪). هذا مشابه للتقرير السابق لـ 2.6 × 10 13 خلية [1].

تم الإبلاغ سابقًا عن عدد الخلايا الدبقية 3 · 10 12 [1]. يعتمد هذا التقدير على نسبة 10: 1 بين الخلايا الدبقية والخلايا العصبية في الدماغ. تم اعتبار هذه النسبة من الخلايا الدبقية: الخلايا العصبية بمثابة اصطلاح مقبول على نطاق واسع عبر الأدبيات. ومع ذلك ، فإن تحليلًا حديثًا [28] يعيد النظر في هذه القيمة ، وبعد تحليل التباين عبر مناطق الدماغ ، استنتج أن النسبة قريبة من 1: 1. خلصت الدراسة إلى أن هناك 8.5 · 10 10 خلايا دبقية (CV 11٪) في الدماغ وعدد مماثل من الخلايا العصبية ولذلك نستخدم هذه القيم المحدثة هنا.

تم تقدير عدد الخلايا البطانية في الجسم في وقت سابق بـ 2.5 · 10 12 خلية (CV 40٪) ، بناءً على متوسط ​​مساحة سطح خلية بطانية واحدة [1] ومساحة سطح الأوعية الدموية الكلية ، بناءً على المجموع طول الشعيرات الدموية 8 · 10 9 سم. لم نتمكن من العثور على مصدر أساسي للطول الإجمالي للسرير الشعري ، وبالتالي قررنا إعادة النظر في هذا التقدير. استخدمنا البيانات المتعلقة بنسبة حجم الدم في كل نوع من الأوعية الدموية [29]. باستخدام الأقطار المتوسطة لأوعية دموية مختلفة [30] ، تمكنا من استنباط (بيانات S1) الطول الإجمالي لكل نوع من الأوعية (الشرايين ، الأوردة ، الشعيرات الدموية ، إلخ) ومساحة السطح المقابلة لها. بالقسمة على متوسط ​​مساحة السطح لخلية بطانية واحدة [31] ، نحصل على تقدير إجمالي مخفض يبلغ 6 · 10 11 خلية.

تم تقدير عدد الأرومات الليفية الجلدية مسبقًا بـ 1.85 · 10 12 [1] ، بناءً على ضرب مساحة السطح الكلية (SA) لجسم الإنسان (1.85 م 2 [32]) بالكثافة المساحية للخلايا الليفية الجلدية [33] . أردنا دمج سمك الجلد (د) في الحساب. تم قياس سمك الجلد مباشرة في 17 موقعًا في جميع أنحاء الجسم [34] ، وكان متوسط ​​هذه القياسات ينتج 0.11 ± 0.04 سم. تتكون الأدمة من طبقتين رئيسيتين: الأدمة الحليمية (حوالي 10٪ من سماكة الأدمة) والأدمة الشبكية (90٪ الأخرى) [35]. تكون كثافة الخلايا الليفية أكبر في الأدمة الحليمية ، مع كثافة مساحية مُبلغ عنها ، σباب. من 10 6 خلايا / سم 2 (بسمك حليمي 100 ميكرومتر ، يعطي 10 8 خلايا / سم 3) [33]. تم الإبلاغ عن كثافة الخلايا الليفية في منتصف الأدمة حوالي 3 · 10 6 خلايا / سم 3 [36] ، مما يعطي كثافة مساحية σمتقاعد. = 3 · 10 5 خلايا / سم 2. بدمج هذه نجد: Nder.fib. = SA · (σباب. + σمتقاعد.) = 1.85 · 10 4 سم 2 (10 6 + 3 · 10 5) خلية / سم 2 = 2.6 · 10 10 خلايا. بعد هذا الانخفاض في العدد بمقدار 100 ضعف ، يقدر أن الخلايا الليفية الجلدية تمثل ≈0.05 ٪ فقط من عدد الخلايا البشرية.

أسفرت حساباتنا المنقحة لعدد الخلايا الدبقية والخلايا البطانية والأرومة الليفية الجلدية عن 0.9 · 10 12 خلية فقط ، على عكس 7.5 · 10 12 خلية في التقدير السابق. وهذا يترك لنا 3.0 · 10 13 خلية بشرية في "الرجل المرجعي" البالغ وزنه 70 كجم ، مع نسبة عدم يقين محسوبة 2٪ و 14٪ CV. نلاحظ أن تقديرات عدم اليقين والسيرة الذاتية قد تكون منخفضة للغاية بشكل متفائل ، حيث تهيمن عليها الثقة العالية المبلغ عنها للدراسات التي تتعامل مع خلايا الدم الحمراء ولكنها قد تقلل من تقدير الأخطاء المنهجية ، وحذف بعض أنواع الخلايا ، والعوامل المماثلة التي يصعب تحديدها كميًا. . في الشكل 2 ، نلخص النتائج المنقحة لمساهمة أنواع الخلايا المختلفة في العدد الإجمالي للخلايا البشرية. يتم تقديم الفئات المساهمة & gt0.4٪ في عدد الخلايا. جميع الفئات الأخرى تصل إلى حوالي 2٪ معًا. نجد أن الجسم يضم فقط 3 · 10 12 خلية بشرية غير دموية ، أي فقط 10٪ من إجمالي عدد الخلايا البشرية المحدث. يوضح التصور في الشكل 2 أن ما يقرب من 90 ٪ من الخلايا يقدر أنها خلايا مستأصلة (26 × 10 12 خلية) ، معظمها خلايا الدم الحمراء والصفائح الدموية ، في حين أن الخلايا الأخرى 10 ٪ تتكون من ≈3 · 10 12 خلية نواة. إن الهيمنة اللافتة للنظر لنسب المكونة للدم في تعداد الخلايا (90٪ من الإجمالي) هي أمر غير منطقي بالنظر إلى تكوين الجسم بالكتلة. هذا هو موضوع التحليل التالي.


شاهد الفيديو: عملي أحياء 2 - المراجعة الشاملة (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Arashizilkree

    نعم تفكير مجردة

  2. Keefer

    لا أستطيع أن أتذكر.



اكتب رسالة