التصنيف: أحياء

تتكون جميع الكائنات الحية من وحدات بنائية وهي الخلايا. وتعتبر الخلايا الجذعية هي المواد الخام لتكوين كل الأنسجة وأعضاء جسم الكائنات الحية، فما هي؟

ما هي الخلايا الجذعية؟

 الخلية الجذعية هي خلية غير متخصصة. وكي تعتبر الخلية جذعية، يجب أن تكون قادرة على القيام بشيئين. أولاً يجب أن تكون ذاتية التجدد، وثانياً يجب أن تكون متعددة الإمكانات. ولكن ماذا نعني بذاتية التجدد؟

التجديد الذاتي يعني أن الخلية يجب أن تكون قادرة على تكرار نفسها في المزيد من الخلايا من نفس نوع الخلية غير المتخصصة. لذا، يمكن للخلايا الجذعية أن تصنع نسخاً من نفسها مراراً وتكراراً. أما متعددة الإمكانات، فتعني أن الخلايا غير المتخصصة يجب أن تكون قادرة على الانقسام إلى العديد من أنواع الخلايا المتخصصة التي تشكل الأعضاء والأنسجة. هذه هي السمات الرئيسية التي تجعل الخلايا الجذعية قوية بحق.[١]

أنواعها

هناك مجموعة متنوعة من الخلايا الجذعية المختلفة المستخدمة في البحوث. ويمكن عزل تلك الخلايا المختلفة في أوقات متباينة أثناء نمو الإنسان. النوع الأول هو خلايا جذعية جنينية. والنوع الجنيني هو نتاج ثانوي للإخصاب في المختبر. أما النوع الثاني، وهو الخلايا الجذعية المستخلصة من دم الحبل السري، فهي تعزل عن الحبل السري بعد ولادة الطفل مباشرة. والنوع الثالث هو خلايا جذعية بالغة.[١]

تاريخ الاكتشاف

بدأت قصة الخلايا الجذعية في القرن السابع عشر مع اكتشاف المجهر. في عام 1665. حيث استخدم العالم الإنجليزي «روبوت هوك-Robert Hooke» المجهر لفحص شريحة صغيرة من الفلين الزجاجي. فلاحظ هوك أن الفلين لديه العديد من المسام الصغيرة.

اعتقد هوك أن المسام تبدو كالخلايا التي يعيش فيها الرهبان، وأدى اكتشاف هوك إلى فتح مجال جديد للعلم المعروف باسم بيولوجيا الخلية. استغرق الأمر من العلماء 200 سنة أخرى بعد اكتشاف هوك للتأكد من أن جميع الكائنات الحية مصنوعة من خلايا. جمع «شلايدن-Schleiden» بيانات من نباتات مختلفة، بينما ركّز «شوان-Schwann» على خلايا الحيوانات بما في ذلك كائنات وحيدة الخلية مثل البكتيريا. بالنظر إلى بعض سوائل الجسم مثل الدم والحيوانات المنوية، فقد دهشوا لرؤيتهم أنها تتكون من خلايا. وأخيرًا، لاحظ Virshow أن كل خلية مستمدة من خلية موجودة مسبقًا. واليوم، نعلم أن هذه العملية هي انقسام خلية واحدة تنقسم فيها لعمل نسختين من نفس الخلية. ولكن ما يجعل الخلايا الجذعية خاصة للغاية هو أنها لا تكرّر نفسها فحسب، بل يمكن أن تصبح خلايا متعددة مختلفة. ولكن كيف تم اكتشافها [٢]

كيف تم اكتشاف الخلايا الجذعية؟

كان اكتشاف الخلايا الجذعية مشترك بين الأطباء والعلماء معًا. فبينما يدرس علماء الأحياء الخلية، بحث الأطباء عن طرق لإنقاذ مرضاهم من النزيف الحاد. وقد جرت أول عملية نقل دم بشرية ناجحة في بداية القرن التاسع عشر من قبل الدكتور «جيمس بلانديل-Dr. James Blundell» في إنجلترا. حيث تمكن من إنقاذ مريضة عانت من نزيف حاد أثناء الولادة بنقل الدم من زوجها إليها. كانت محظوظة، إذ لم تكن جميع عمليات نقل الدم ناجحة حينها. وقد أثارت هذه العملية أسئلة حول سبب نجاح بعض عمليات نقل الدم وفشل البعض الآخر.[٣]

أراد العلماء والأطباء أن يعرفوا، ما الذي يحدد ما إذا كان نقل الدم مقبولاً أو مرفوضاً، فبدؤوا يتساءلون، ماذا كان في الدم الطازج الذي ساعد المرضى على التعافي؟

في أوائل القرن العشرين، طور «بول إرليش-Paul Ehrlich» تقنيات معينة جعلت من الممكن التمييز بين أنواع مختلفة من خلايا الدم تحت المجهر. وفي عام 1905، أنتج «بابنهيم-Pappenheim»  رسم يياني  يشير إلى أن نوع معين من الخلايا يمكن أن يؤدي إلى جميع أنواع خلايا الدم الأخرى. في منتصف هذا الرسم البياني، هي الخلية الجذعية تميزت بدائرة حمراء. واقترح مصطلح «الخلايا الجذعية» لتحديد جميع أنواع خلايا الدم المختلفة.

من أين تأتي تلك الخلايا السحرية؟

هناك عدة مصادر للخلايا الجذعية وتختلف باختلاف نوعها. إذ يأتي النوع الجنيني من أجنة بعمر 3 إلى 5 أيام. وتتميز هذه الخلايا بأنها متعددة القدرات، مما يعني إنها يمكن أن تنقسم إلى المزيد من الخلايا الجذعية، أو يمكن أن تصبح أي نوع من الخلايا في الجسم. ويسمح هذا التنوع باستخدام خلايا جذعية جنينية لتجديد الأنسجة والأعضاء المريضة أو إصلاحها.
الخلايا الجذعية البالغة، وتوجد هذه الخلايا الجذعية بأعداد صغيرة في معظم أنسجة البالغين، مثل نخاع العظام أو الدهون. بالمقارنة مع الخلايا الجذعية الجنينية، فإن البالغة لديها قدرة محدودة على إنتاج خلايا مختلفة من الجسم.

حتى وقت قريب، اعتقد الباحثون أن الخلايا الجذعية البالغة يمكن أن تخلق فقط أنواعًا متشابهة من الخلايا. على سبيل المثال، اعتقد الباحثون أن الخلايا الجذعية الموجودة في نخاع العظام يمكن أن تنتج خلايا الدم فقط. ومع ذلك، تشير الأدلة الأحدث إلى أن الأنواع البالغة قد تكون قادرة على تكوين أنواع مختلفة من الخلايا وليس نوع محدد فقط. على سبيل المثال، قد تكون خلايا نخاع العظام الجذعية قادرة على تكوين خلايا عظمية أو عضلية للقلب.[٤]

لماذا يوجد اهتمام كبير بها؟

 يأمل الباحثون أن تساعد دراسات الخلايا الجذعية في زيادة فهم كيفية حدوث الأمراض، من خلال مشاهدة ذلك النوع من الخلايا وهي تنضج لتصبح خلايا في العظام وعضلة القلب والأعصاب والأعضاء والأنسجة الأخرى. وقد تساعد تلك الخلايا الباحثون على تكوين فهم أفضل عن كيفية تطور الأمراض.

تساعد الخلايا الجذعية في توليد الخلايا السليمة لتحل محل الخلايا المصابة بالمرض بما يعرف بعلم الطب التجديدي. وتفيد الخلايا الجذعية الأشخاص الذين يعانون من إصابات في النخاع الشوكي، ومرض السكري، ومرض باركنسون، ومرض ألزهايمر، وأمراض القلب، والسكتة الدماغية، والحروق، والسرطان، والتهاب المفاصل. وكما لتلك الخلايا من قدرات تجديدية، يمكن للباحثين استخدام بعض أنواعها أيضًا لاختبار الأدوية من حيث السلامة والجودة.[٤]

ومن هنا بدأت ثورة حقيقة في مجال الطب، عن طريق استخدام تلك الخلايا في العديد من التطبيقات المختلفة في المجال الطبي.

المصادر

1. What Are Stem Cells? (stanfordchildrens.org)
2. History of the Cell: Discovering the Cell | National Geographic Society
3. James Blundell: the first transfusion of human blood – Resuscitation (resuscitationjournal.com)
4. Stem cells: What they are and what they do – Mayo Clinic

يُصاب الإنسان يوميًا بعدد كبير من الميكروبات وتتكون خلايا سرطانية جديدة، ولكن جهاز المناعة يقضي عليها. هذا جزء طبيعي من عمل الجهاز المناعي البشري، فالأجسام الغريبة التي يتعرض لها هي شاغله الأول. لكن ماذا لو تعامل الجهاز المناعي مع خلايا وأنسجة الجسم على أنها أجسام ضارة يجب القضاء عليها؟ هذا ما يحدث في أمراض المناعة الذاتية! حيث يدمر جهاز المناعة الخلايا البشرية السليمة، مما يؤدى إلى ظهور أمراض خطيرة كالسكري والروماتيزم والثعلبة وغيرها.

مم يتكون الجهاز المناعي؟

ينقسم جهاز المناعة إلى جزأين. جزء يُسمى المناعة غير المتخصصة «innate immunity»، وهي لا تختص بميكروب معين، فهي تحمي أجسادنا من أي جسم غريب يدخل إليه. وتتكون من بعض الخلايا مثل الخلايا البلعمية «phagocytes» والخلايا القاتلة «natural killer cells». والجزء الآخر يُسمى المناعة المتخصصة أو المكتسبة «adaptive immunity»، والتي تتكون من الخلايا التائية «T-cell»، والخلايا البائية «B-cell». إذن لدينا فريقين من المناعة ويحتوي كل منهما على لاعبين أساسيين.

يعمل جهاز المناعة بتناغم بين هذين الفريقين. حيث تقوم الخلايا البائية بإنتاج الأجسام المضادة «antibody» عند التعرف على جسم غريب «antigen» على سطح الكائن المسبب للعدوى. وتستطيع الأجسام المضادة أن ترتبط بالجسم الغريب، فتمنع ارتباط الميكروب بالمستقبل الخاص به على الخلايا البشرية. وعندما يسيطر الميكروب على خلايا الجسم، يقوم بإظهار الجسم الغريب «antigen»، فتتعرف الخلايا التائية على الخلية المصابة وتدمرها. كما يمكنها استدعاء الخلايا البلعمية الأكولة من الفريق الأول للقضاء على الخلايا المصابة نهائياً. [1]،[2] لكن أن تتجه تلك الآليات المناعية لخلايا الجسم ذاته فيصبح عدو نفسه، فذلك هو المرض المناعي الذاتي.

تصنيف أمراض المناعة الذاتية

تقسم أمراض المناعة الذاتية حسب الجزء المستهدف من الجسد. ففي بعض الأمراض تستهدف الأجسام المضادة عضوًا واحدًا فقط في الجسم. كما يحدث في مرض السكري من النوع الأول، حيث تدمر الأجسام المضادة الذاتية «autoantibodies» الأنسولين الذي يخرج من البنكرياس. ويتسبب ذلك في زيادة إفراز هرمون الثيروكسين، عبر خروج أجسام مضادة ذاتية ترتبط بالمستقبل الخاص بالهرمون المحفز للغدة الدرقية وهي حالة تُعرف بـ «مرض جريفس أو الدُّرَاق الجُحُوظِيّ -Grave’s disease». إما أن تستهدف الأجسام المضادة عدة خلايا وأعضاء بالجسم كما في حالة الذئبة الحمراء. [3]

كيف تحدث أمراض المناعة الذاتية؟

يصعب تحديد السبب الأول الذي أدى إلى ظهور المرض، لأن الأعراض تظهر على المريض في حالة متقدمة. إلا أن بعض الأبحاث أظهرت بعض التغييرات المحتملة داخل الجسم التي مثل:

1. الخلايا المستفعلة ودور المايسترو في فريق المناعة

حدوث خلل في وظيفة الخلايا التائية المُنظمة «Tregs». وهي مجموعة من الخلايا التائية المساعدة التي تستجيب للمثيرات التي تحفز الاستجابة المناعية، وتعرف الخلايا التي تستجيب للمحفزات باسم «خلايا مستفعلة-effector cells». فعندما يحدث نقص في عدد الخلايا المُنظمة، أو يتواجد عدد كبير منها بخلل في وظيفته، أو لا تستجيب الخلايا المستفعلة لتأثير الخلايا المُنظمة، مما قد يؤدى إلى ظهور أمراض المناعة الذاتية.

تثبط الخلايا المُنظمة الاستجابة المناعية بعد الانتهاء من القضاء على الجسم الغريب. يحدث ذلك التنظيم عبر عدة خطوات ومنها منع انقسام الخلايا التائية، وإيقاف خروج السيتوكينات «cytokines» المنشطة للخلايا المناعية. تساهم عملية التنظيم تلك في حماية الجسم من النشاط المناعي الزائد غير المرغوب، وبالتالي تقي الجسم من الإصابة بأمراض المناعة الذاتية.

2. الأجسام الغريبة الذاتية ورقصة التنانين المناعية

عندما يحدث تغيير في الأجسام الغريبة التي تنتجها الأجسام المضادة، فيما يُعرف بـ «جسم غريب ذاتي-self-antigen». ويعتبرها جهاز المناعة جسمًا غريبًا حقيقيًا وليس جزء من عملية التعرف على الميكروبات الخارجية، بل ينظر إليها كميكروب في ذاتها، فيبدأ بمهاجمة الخلايا وتفعيل الاستجابة المناعية ضد خلايا الجسم.

قد تكون الأجسام الغريبة الذاتية بروتينات، أو جزء من الحمض النووي، أو أنزيمات أو غيرها. وفي الوضع الطبيعي، تتواجد في جسد الإنسان السليم دون ضرر، بسبب تجاهل خلايا المناعة لها، أو موت الخلايا المناعية التي تستهدفها. ولكن عند المريض بمشاكل المناعة الذاتية، يبدأ الجسم بالمهاجمة باعتبارها جسمًا غريبًا فعليًا وليس جزءًا منه. وقد ينتج هذا الهجوم عن خلل في الجهاز المناعي أو تغيير في تركيب الأجسام الغريبة الذاتية.

على غرار مسلسل صراع العروش الشهير، تشتعل الأمور داخل الجسم كما تشتعل بين الممالك السبعة في المسلسل. إذ يحدث تدهور لحالة المريض عندما لا يستطيع جسمه التخلص من الأجسام الغريبة الذاتية. ويزيد ظهور أجسام غريبة ناتجة عن تدمير الأنسجة الحالة سوءًا، وهو الأمر الذي يشعل الأوضاع عبر مزيد من الاستجابة المناعية الذاتية للقضاء على كل تلك الأجسام الغريبة. كما تتسبب الاستجابة المناعية في وجود بيئة غنية بالخلايا المناعية والسيتوكينات التي تضاعف من الالتهاب.

فترات التعافي

قد يحدث في بعض الأمراض المناعية فترات من التعافي بعد حدوث الالتهابات، حيث يهدأ جهاز المناعة ويحدث إعادة توازن مرة أخرى بين الخلايا المستفعلة والخلايا المُنظمة وقد أوضح العلماء عدة أسباب لهذا الأمر.

1. أوضحت التجارب التي تمت على الحيوانات حدوث إعادة تنشيط للخلايا المُنظمة لكي تتحكم في الالتهاب المنتشر. حيث تنتج بعض الخلايا التائية المُستفعلة نوع من السيتوكينات يُسمى «انترلوكين 2» في المرحلة الأولى، وتقوم بتنشيط بعض الخلايا المُنظمة التي تتحكم في الالتهاب فيما بعد. وقد يحدث مشكلة في تنظيم هذه الخلايا المنظمة وإنتاجها ما يؤدى إلى غياب فترات التعافي.

2. يحدث تنشيط لبعض المُستقبلات المُثبطة الموجودة على سطح الخلايا التائية، والتي تثبط الاستجابة المناعية. لهذا، تستهدف بعض العلاجات تنشيط هذا النوع من المستقبلات لكى نحصل على أطول فترات تعافى ممكنة. [4][5]

عوامل تزيد من احتمالية الإصابة بأمراض المناعة الذاتية

عوامل بيئية

1. الغذاء. ويعد تناول الكثير من الدهون أحد عوامل الخطر، حيث يؤدى إلى السمنة. ويسبب تراكم الدهون في الجسم إلى ظهور حالة من الالتهاب بشكل عام في الجسد؛ لأن الدهون تعمل على خروج محفزات الالتهاب «inflammatory mediators»، وإفراز هرمون يُسمى لبيتن «leptin». ويقوم هرمون لبتين بتنشيط عملية البلعمة، وانقسام الخلايا التائية، وتثبيط الخلايا المنظمة. لذلك يضر الهرمون أولئك المصابين بالمناعة الذاتية.

2. الإصابة بالعدوى سواء كانت بكتيرية أو فيروسية أو غيرها. حيث يتواجد في بعض أجزاء الكائن الغريب تراكيب تشبه مكونات الجسم، وعندما تهاجم خلايا المناعة الجسم الغريب تقوم بمهاجمة التراكيب المشابهة في الجسم. مهاجمة خلايا شبيهة بتراكيب الجسم يخلق لدى الخلايا المناعية ذاكرة مناعية مضادة لخلايا الجسم البشري ذاته، بالتالي تتحول إلى مهاجمته أيضًا.

عوامل جينية

قد تنتج العوامل الجينية عن طفرات، أو وراثة من مصابين، وغالباً تحدث نتيجة حدوث خلل في عدة جينات وليس جين واحد فقط. وكان أول جين أكتشف وله علاقة بهذه الأمراض هو جين «Human leukocyte antigen -HLA» المسئول عن عرض الجسم الغريب للخلايا المناعية لكي يتم التعرف عليها ومهاجمتها. [6]،[7]،[8]

ولأن هناك عددًا كبيرًا من الإصابات بمثل هذه الأمراض، ولأنها ذات تأثير كبير على نمط حياة المصاب، تبذل جهود كبيرة لتوفير علاجات وطرق تشخيصية لتمييزها والقضاء عليها. وسنتناول في عدد من المقالات تلك الجهود للتوعية بأمراض المناعة الذاتية.

المصادر

1. How does the immune system work? – InformedHealth.org – NCBI Bookshelf (nih.gov)
2. The Adaptive Immune System – Molecular Biology of the Cell – NCBI Bookshelf (nih.gov)
3. Autoimmune responses are directed against self antigens – Immunobiology – NCBI Bookshelf (nih.gov)
4. Mechanisms of human autoimmunity – PMC (nih.gov)
5. Self antigens | SpringerLink
6. Environmental factors in autoimmune diseases and their role in multiple sclerosis – PMC (nih.gov)
7. The role of infections in autoimmune disease – PMC (nih.gov)
8. Cracking the genetic code of autoimmune disease (nature.com)

تُعتبر البكتيريا من أكثر الكائنات الدقيقة انتشارًا في البيئة من حولنا، فهي تمتلك القدرة على التكيف والعيش في الماء والتربة والطعام مما يُمكنها من الانتقال للإنسان بسهولة. وتختلف البكتيريا عن باقي الكائنات أولية النواة في أن الكثير منها يعيش بداخل أجسامنا دون أن يسبب أي مرض، بل وينفع الجسم. في الحقيقة، عدد قليل منها يسبب المرض. ولأن الكثير من هذه الأمراض تكون مُعدية فهي ذات تأثير كبير على الصحة العامة. لذا، دعونا نعرف المزيد عنها وكيف تنتقل؟

مم تتكون البكتيريا؟

تتكون من خلية واحدة محاطة بجدار خلوي، وغشاء خلوي، «السيتوبلازم-cytoplasm»، وبداخله «المادة الوراثية -DNA» ولكن في شكل دائري. بعض أنواعها تتكون من مكونات أخرى تجعلها أكثر قوة [1] مثل «الأهداب أو الأسواط- flagella» و«زوائد-pilli».

تصنيف البكتيريا

نظرًا لأن عدد البكتيريا هائل، اضطر العلماء إلى تصنيفها تبعًا لأُسس وخصائص معينة. وهناك خصائص عدة للتصنيف.

1. الخصائص الشكلية مثل (شكل البكتيريا، وتوزيع الأهداب بها، والكبسولة المحيطة بها، والقدرة على الحركة).
2. خصائص تتعلق بظروف النمو مثل (احتياج البكتيريا لوجود الأوكسجين، ودرجة حرارة معينة، ومغذيات معينة في وسط النمو، ودرجة «الأس الهيدروجيني-pH»، ومدى مقاومتها لبعض أنواع المضادات الحيوية). إذ تحتاج بعض أنواعها إلى الأوكسجين بشكل كامل، بينما تنمو أنواع أخري فقط في غيابه، وبعضها لا يتعلق نموه بوجود أو غياب الأوكسجين من الأساس، والبعض الآخر ينمو في وسط به قدر ضئيل من الأوكسجين.
3. حسب نتيجة الاختبارات الكيميائية الحيوية، تستخدم بعض الاختبارات للكشف عن مجموعات كثيرة من البكتيريا، مثل تفاعل الكشف عن استخدام البكتريا لبعض أنواع الكربوهيدرات والمعروف بالتخمير. وكذلك يمكن الكشف عن وجود إنزيمات تقوم بتكسير الأحماض الأمينية. وتوجد اختبارات أخرى خاصة بعائلة واحدة أو نوع واحد فقط من البكتيريا، مثل التفاعل الذي يكشف عن قدرتها على إحداث تجلط. [2]

عوامل تؤدى إلى احتمالية الإصابة بالعدوى البكتيرية

سنأخذ بعين الاعتبار عدة أشياء، أولها أن البكتيريا تتكاثر بالانشطار الثنائي، مما يجعل دخول عدد قليل منها إلى الجسم قادر على الانتشار بسرعة كبيرة. كما تتسبب طريقة دخولها إلى الجسم في زيادة في احتمالية الإصابة، فعلى سبيل المثال تدخل بعض أنواع البكتيريا عن طريق الطعام الملوث أوعن طريق الدم.

ولأن للبكتيريا القدرة على الطفر، أي تغيير مادتها الوراثية بطفرات عشوائية، بشكل مستمر يظهر ما يُعرف طبيًا بـ«عوامل الشراسة -virulence factors». ولكن من الأفضل أن ندرس تأثير تلك العوامل بجانب الحالة الصحية لآليات الدفاع لدى الإنسان. ونقصد بهذه الآليات “المناعة”، سواء المناعة المتخصصة أو غير المتخصصة، وأكثر الأشخاص الذين يعانون من نقص المناعة هم الأطفال، وكبار السن، ومن يتناولون مثبطات مناعية، ومن خضعوا لعمليات زراعة أعضاء، والمصابون بمرض الإيدز، وكذلك مرضى السرطان.

أما بالنسبة لعوامل الشراسة فهي لها دور أساسي في مهاجمة الإنسان، واختراق خلاياه بسهولة. وتساهم تلك العوامل في تطور المرض بشكل كبير، ومنها أشكال عدة مثل:

1. الزوائد، وهي تساعد على ثبات البكتيريا على سطح الخلية وتكوين مستعمرة على سطحها.
2. الكبسولة، وهي غلاف خارج يحمى البكتيريا من الخلايا المناعية «الأكولة-macrophages» والتي تمارس عملية «البلعمة-phagocytosis»، أي التهام البكتيريا.
3. «السموم الخارجية-exotoxin»، وهي مجموعة من البروتينات السامة التي تفرزها بعض خلايا البكتيريا. ويمكن لتلك السموم تدمير خلايا الإنسان، ومنها ما يستهدف الأعصاب ويُعرف بالسم العصبي.
4. «السموم الداخلية-endotoxin»، وهي تراكيب تُوجد على سطح الخلايا، يمكنها أن تغير من ضغط الدم. كما تسبب ارتفاع درجة حرارة الجسم، وتؤدي إلى حدوث التهاب. [3]

كيف تنتقل البكتيرية العدوى من شخص لآخر؟

رصد العلماء عدة طرق لانتقال البكتيريا منها:

• الاتصال المباشر، ويقصد بها ملامسة المريض، عن طريق السلام باليد مثلًا.
• الرذاذ الذي يخرج من المريض عند العطس مثلا وتكون أنت بالقرب منه فتُصيبك بعض هذه القطرات. وهذه الحالة تسمى انتقال الرذاذ. ولكن عندما تُحمل هذه القطرات على ذرات الهواء وتنتشر في المكان، ثم يستنشقها إنسان آخر هذا ما يسمى «محمولة جوًا-airborne ».
• الطعام أو الشراب الملوث بالبكتيريا، ويُسمى ب«الانتقال البرازي الفموي-fecal oral transmission».
• قد يكون هناك «وسيط أو ناقل-vector»، وغالبًا ما يكون من «المفصليات-arthropods» مثل الخنافس. وتقوم الخنافس، أو الوسيط، هنا بأخذ وجبة من دماء أحد المصابين، ثم تنقل المرض إلى شخص أخر. [1]

طرق الوقاية من العدوى البكتيرية

1. القضاء على مصدر العدوى. إذا كان ناقل العدوى نوع معين من الحشرات يجب إبادته، وإن كان الطعام أو الشراب ملوث فيجب الاهتمام بتعقيم مياه الشرب والري، وتجنب الملوث منها.
2. معالجة المرضى حتى نقلل من انتشار العدوى.
3. الحفاظ على نظافة اليد واستخدام معقم.
4. بعض العدوى تحتاج إلى عزل المريض، وقد يكون العزل في المنزل أو المستشفى على حسب شدة المرض.
5. الوقاية باستخدام المضادات الحيوية، وهي ذات نفع كبير لحماية الأشخاص المتصلين مباشرة بالمريض. ولكن استخدامها ليس بكفاءة استخدام الأمصال “vaccines”.

كل ما سبق يوضح لنا أهمية البكتيريا وخطورتها. كما أنها في تواصلها مع بعضها البعض تكوّن ما يشبه المجتمعات البشرية فتشعر ببعضها البعض وتتجاوب مع متغيرات بيئتها. كل ذلك جعلها سلاح ذو حدين، فمنها الفائدة للجسم فيما يعرف باسم البكتيريا النافعة، ومنها الخطورة عليه. لذا، قدمنا لكم هذا المقال عملنا بمقولة، اعرف عدوك، وصديقك أيضًا.

المصادر:

1- Bacterial Infections: Overview – PMC (nih.gov)

2- pubmed

3- pubmed

يعد التشخيص والكشف المبكر عن الأمراض واحد من أهم تطبيقات طب النانو. كما يعتبر الكشف المبكر عن المرض وتشخيصه عاملًا مهماً في الشفاء خاصةً بالنسبة لمرضى السرطان.

فعلى سبيل المثال، لوحظ في دراسة دامت عامين أن معدل البقاء على قيد الحياة لمرضى سرطان الجهاز الهضمي الذين استفادوا من الكشف المبكر أعلى بكثير من أولئك الذين لم تكشف إصاباتهم مبكرًا بنسب بلغت 92.3% مقابل 33.3% [4]. بالإضافة إلى أن معدل الوفيات المدروس لمدة 10 سنوات لمرضى سرطان الثدي انخفض بنسبة 17-28% لدى المرضى الذين استفادوا من الكشف والتشخيص المبكر [2].

وغالبًا ما تلعب تقنية التصوير الطبي الدور الأكثر أهمية في الكشف والتشخيص المبكر عن لأمراض المختلفة. ويتم حاليًا العمل على تكييف أساليب التصوير الطبي المختلفة بحيث تعمل ضمن المقاييس النانوية وذلك بتحسين قدرتها على تتبع الجسيمات النانوية المحقونة ضمن الجسم والمستخدمة كعوامل تباين نانوية. إذ يوفر التصوير الطبي بالمقاييس النانوية صور أكثر تفصيلاً للعمليات الخلوية مما يتيح إمكانية التشخيص المبكر بفعالية أكبر [1].

عوامل التباين في التصوير الطبي

وفقاَ لما تَقَدم فإن الحاجة الملحة للكشف المبكر عن الأمراض وتشخيصها تدفع باستمرار لتطوير طرق التصوير الطبي المختلفة وبالأخص تطوير عوامل التباين. ويمكن تعريف عوامل التباين بأنها مواد تستخدم للحصول على معلومات تشريحية ووظيفية أكثر دقة في التصوير الطبي للتمييز بين الأنسجة الطبيعية والأنسجة غير الطبيعية [2].

مواد التباين المستخدمة حاليا لها استقلاب ودوران سريع داخل الجسم، ولها توزع غير محدد وسمية محتملة. لذا لا تزال التحديات الحالية قائمة للحصول على تصوير طبي سريع وأكثر تفصيلًا للبنى المجهرية للأنسجة. ويتم ذلك من خلال تطوير عوامل تباين غير سامة ولها وقت دوران أكبر داخل الجسم [2].

تتيح الجسيمات النانوية هذه القدرة، إذ تعود عوامل التباين القائمة على الجسيمات النانوية بفائدة كبيرة على العمليات السريرية، فنظرًا لصغر حجمها تُظهر الجسيمات النانوية تأثيرات نفاذية وبقاء معززة في الأورام. وتستخدم مع العديد من تقنيات التصوير الطبي مثل (التصوير الفلوري، والتصوير بالرنين المغناطيسي، والتصوير المقطعي المحوسب، والتصوير بالأمواج فوق الصوتية،PET، SPECT) [2].

إحصائيات عن تقنية النانو في التصوير الطبي

بالنظر إلى حدود عوامل التباين الحالية، والمزايا المحتملة للجسيمات النانوية كعوامل تباين للتشخيص المبكر وتصوير البنية المجهرية، نلاحظ تزايد الاهتمام بتكنولوجيا النانو في التصوير الطبي الحيوي بسرعة كبيرة، إذ يُظهر البحث عن مصطلح “الجسيمات النانوية والتصوير الطبي” في PubMed زيادة ملحوظة مؤخرًا في عدد المنشورات ذات الصلة مما يبرز الجهود المكثفة المبذولة في هذا المجال.

اعتبارات تصميم عوامل التباين القائمة على الجسيمات النانوية

• اختيار الجسيمات النانوية: تم اقتراح مجموعة واسعة من الجسيمات النانوية لاستخدامها كعوامل تباين، وتتطلب طرق التصوير المختلفة جسيمات نانوية ذات خصائص مختلفة لإنتاج التباين [3].
• أنواع الطلاء: الكثير من المواد النشطة وظيفيًا والمستخدمة لتوليد التباين في التصوير الجزيئي لها توافق حيوي منخفض جدًا مما يؤدي إلى إفراز سريع خارج الجسم وعمر نصف منخفض واستقرار منخفض وسمية محتملة. لذلك تم بذل جهود كبيرة لجعل هذه المواد قابلة للتطبيق بيولوجيًا. وتم اكتشاف مجموعة متنوعة من الأساليب المختلفة باستخدام مواد مثل الفوسفوليبيدات وديكستران وبولي فينيل بيروليدون أو السيليكا كطلاء. وتتمثل الاستراتيجية البديلة للطلاء الاصطناعي في استخدام الجسيمات النانوية الطبيعية مثل الفيروسات أو البروتينات الدهنية وبالتالي تجنب تعرف أنظمة الدفاع في الجسم عليها [3].
• استراتيجيات استهداف الخلايا والمناطق الهدف: إما الاستراتيجية الفعالة أو السلبية، وتحدد الأولى بربط الجسيمات النانوية بأنواع مختلفة من الجزيئات كالـ(البروتينات والببتيدات وغيرها). في حين تحدد الثانية من خلال الطلائات كال( ديكستران ) مثلا [3].
• تأثير الحجم: يلعب حجم الجسيمات النانوية دورًا مهمًا في عدد من الجوانب بما في ذلك أنواع الخلايا التي يمكن استهدافها ونفاذيتها ضمن الأنسجة واستقلابها في الجسم وقوة وجودة التباين الناتج [3].
  
  فمثلا، حجم الجسيمات النانوية مهم في إفراز الجسيمات من الجسم. حيث يتم إزالة الجسيمات النانوية من الجسم عبر الجهاز الكلوي [3]. و باستخدام تقنيات التألق تبين أن الجسيمات النانوية التي تساوي أو تقل عن 5.5 نانومتر يتم إفرازها من خلال الجهاز الكلوي في حين أن الجسيمات الأكبر من ذلك ينتهي بها الأمر في الكبد والطحال. هنا يتم استقلابها وإفرازها أو تتراكم وقد تصبح سامة للجسم. من ناحية أخرى إذا كانت الجسيمات صغيرة بما يكفي لإفرازها كلويًا فسيقل نصف عمرها [3].

استخدام الجسيمات النانوية في التصوير الفلوري

يتمتع التصوير الفلوري بمزايا تغلغل أكبر ضمن الأنسجة، وتألق أقل للأنسجة غير المرغوبة [2]. ولكن يعيبه عمق اختراقه المحدود وتعيق عملية التشتت ضمن النُسج المختلفة النفع المحتمل من المعلومات السريرية التي يقدمها. وكما يؤدي التألق المحدود في المرض المستهدف والتبييض الضوئي لحساسية منخفضة للكشف عن الأمراض الشاذة [2].

وهنا يأتي دور الجسيمات النانوية التي تتميز بخصائص مفيدة للتغلب على القيود المحتملة للتصوير الفلوري. فعلى سبيل المثال يمكن تحميل عدد أكبر من جزيئات الصبغة الفلورية في الجسيمات النانوية لتوفير المزيد من الإشارات. بالإضافة إلى ذلك يمكن تعديل (أو هيكلة) الجسيمات النانوية من أجل منع الإخماد المحتمل عند الحاجة. علاوة على ذلك يمكن استخدام بعض الاستراتيجيات لزيادة تركيزات الجسيمات النانوية في الأمراض ومن ثم زيادة تركيز الصبغة الفلورية للمشكلة المحلية. كما تتميز الجسيمات النانوية بقضائها وقتًا طويلًا نسبياً في الدورة الدموية، مما يعطي امتصاصاً أكبر للأمراض المستهدفة. ويمكن أيضاً تصميم الجسيمات النانوية لتحويل فوتونات الطاقة المنخفضة إلى فوتونات ذات طاقة أعلى وهو أمر مهم لتقليل تأثيرات الوميض والتبييض الضوئي [2].

وقد تم استخدام الجسيمات النانوية كعوامل تباين في التصوير الفلوري في الكثير من الموضوعات. مثل الكشف عن الجينات، وتحليل البروتين، وتقييم نشاط الإنزيم، وتتبع العناصر، وتتبع الخلايا، وتشخيص الأمراض في مرحلة مبكرة، والبحوث المتعلقة بالأورام، ومراقبة التأثيرات العلاجية في الوقت الحقيقي [2].

أمثلة من مجموعة دراسات لخصها المرجع [2] في الجدول 1 لاستخدام الجسيمات النانوية في التصوير الفلوري، وتتضمن اسم عامل التباين في التصوير، وحجم الجسيمات النانوية، والتطبيقات الطبية الحيوية، وما إذا كان قد تم التجريب في الجسم الحي أو في المختبر [2].

استخدام الجسيمات النانوية في التصوير بالرنين المغناطيسي MRI

التصوير بالرنين المغناطيسي MRI هو طريقة تصوير قوية تستخدم منذ فترة طويلة في التشخيص السريري. يعتمد على دوران البروتون عند وجود مجال مغناطيسي خارجي، حيث تتم إثارته بنبض ذو تردد راديوي. اعتمادًا على إشارة الرنين المغناطيسي النووي الصادرة عن البروتونات في الأجسام البشرية يوفر التصوير بالرنين المغناطيسي دقة مكانية عالية ودقة زمنية وتباينًا ممتازاً للأنسجة الرخوة. كما أن لديه القدرة على إظهار المعلومات التشريحية المقطعية في شكل ثلاثي الأبعاد. تشمل حدود التصوير بالرنين المغناطيسي التكلفة وأوقات التصوير الطويلة نسبياً وحدود الأجهزة والأعضاء المزروعة المحتمل وجودها لدى المرضى. تساعد عوامل التباين في التصوير بالرنين المغناطيسي بشكل كبير في اكتشاف الآفات والتمايز عن الأنسجة السليمة [2].

يمكن لعوامل التباين الجديدة بمقياس نانو متر أن تتيح استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي على مستويات الجينات والبروتين والخلية والأعضاء كما تعتمد التطبيقات الأخرى على الامتصاص الخلوي غير المحدد مثل تصوير الالتهاب وتحديد العقدة الليمفاوية الخبيثة وتتبع الخلايا الجذعية ومراقبة الغرسات الحيوية [2].

تم تلخيص أمثلة عن التصوير بالرنين المغناطيسي مع استخدام عوامل تباين نانوية بواسطة المرجع [2] أيضا في الجدول 2 بما في ذلك تكوين الجسيمات النانوية وطرق التصوير وحجم الجسيمات النانوية والتطبيقات الطبية الحيوية وما إذا كان قد تم تجريبه في الجسم الحي أو في المختبر.

استخدام الجسيمات النانوية في التصوير المقطعي المحوسب CT

يستفيد التصوير المقطعي المحوسب (CT) من توهين الأشعة السينية في الأنسجة لإنشاء صور مقطعية وثلاثية الأبعاد. نتيجة لسرعة الفحص وانخفاض التكلفة، وتحسين الكفاءة، وزيادة الدقة المكانية للتصوير السريري، سرعان ما حل التصوير المقطعي محل التصوير الشعاعي للفيلم العادي رغم الكميات الأكبر من التعرض للإشعاع المؤين [2].

تلعب عوامل التباين المقطعي المحوسب دورًا مهمًا في التمييز بين الأنسجة ذات معاملات التوهين المماثلة. حاليًا تعتمد عوامل التباين المقطعية المحوسبة في الوريد أساسًا على اليود. تشمل حدود عوامل التباين الميودنة الإزالة السريعة من الجسم والتسمم الكلوي المحتمل والتوزيع غير النوعي في الدم والأحداث الضارة الموثقة والحساسية المفرطة. نتيجة لذلك تم إدخال عوامل التباين النانوية للتغلب على هذه القيود وزيادة نطاق التصوير المقطعي المحوسب [2].

تم استخدام عوامل التباين النانوية في التصوير المقطعي المحوسب في أدوار متعددة بناءً على امتصاصها الخلوي، والقدرة على توليد توهين قوي للتصوير المقطعي المحوسب، وقدرات الاستهداف الخاصة بها. على سبيل المثال، تم استخدام جزيئات الذهب النانوية التي تبتلعها خلايا الدم الحمراء لتصوير تدفق الدم. اليود الشحمي مع وقت دوران طويل وتقوية التصوير المقطعي المحوسب قد تم استخدامه لتقييم الأوعية الورمية وتم استخدامه لتصوير سرطان البروستاتا. وأخيراً تم استخدام تراكم الجسيمات النانوية لثاني أكسيد الزركونيوم لتصوير الورم ومراقبة توزيع الأدوية [2].

يوضح الجدول 3 من المرجع [2] أمثلة عن التصوير المقطعي المحوسب مع استخدام عوامل تباين نانوية ويعرض تكوين الجسيمات النانوية وحجم الجسيمات النانوية والتطبيقات الطبية الحيوية وما إذا كان قد تم تجريبه في الجسم الحي أو في المختبر.

استخدام الجسيمات النانوية في التصوير بالأمواج فوق الصوتية US

التصوير بالموجات فوق الصوتية US هو أحد أكثر طرق التصوير التشخيصي الطبي استخدامًا نظرًا لقابليته للنقل وعدم التوغل في الجسم والدقة المكانية العالية والتكلفة المنخفضة وخصائص التصوير في الوقت الفعلي. تم تطوير عوامل التباين المستخدمة في الموجات فوق الصوتية لتعزيز اختلاف الإشارات الصوتية بين الأنسجة السليمة والآفات المستهدفة. تتكون عوامل التباين بالموجات فوق الصوتية المتوفرة تجارياً من فقاعات صغيرة تتراوح في مقياس من 1 إلى 8 مايكرومتر. وقد تم استخدام تقنية النانو للتغلب على القيود المحتملة لعوامل التباين الحالية، فالجسيمات النانوية كعوامل تباين بالتصوير في الموجات فوق الصوتية أصغر بكثير من عوامل التباين بالموجات فوق الصوتية المستخدمة حالياً. فكما هو الحال مع الجسيمات النانوية الأخرى فإن الحجم الصغير يسهل استهداف الآفات، وتشمل التطبيقات تصوير الخلايا الجذعية واكتشاف الالتهاب وتوصيل الأدوية. ومع ذلك من أجل الحصول على ما يكفي من الانعكاس الصوتي تحتاج الجسيمات النانوية في الأمواج فوق الصوتية عادة إلى أن تكون أكبر من الجسيمات النانوية منها في CT أو MRI والتي تتراوح من مئات إلى آلاف النانومتر [2].

تم تلخيص أمثلة على عوامل التباين بالموجات فوق الصوتية للجسيمات النانوية في الجدول 4 حيث ذكر تكوين الجسيمات النانوية وتصنيفها وحجم الجسيمات النانوية والتطبيقات الطبية الحيوية وما إذا كان قد تم تجريبه في الجسم الحي أو مختبر [2].

استخدام الجسيمات النانوية PET\SPECT

التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) هو تقنية طب نووي قوية ومستخدمة على نطاق واسع مع اختراق عالي للأنسجة وحساسية عالية وتصوير في الوقت الحقيقي. إلى جانب المعلومات التشريحية قد توفر PET أيضًا معلومات بيولوجية على المستوى الجزيئي بناءً على تتبع النويدات [2].

التصوير المقطعي المحوسب بانبعاث فوتون واحد (SPECT) هو تقنية أخرى للطب النووي مستخدمة على نطاق واسع ولها مزايا مماثلة مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني حيث يمكنها اكتشاف الوظيفة كيميائية حيوية غير الطبيعية قبل حصول التغييرات في علم التشريح [2].

تشمل قيود PET / SPECT التكلفة العالية والتعرض الإشعاعي العالي [2].

تُستخدم الجسيمات النانوية في PET / SPECT بشكل أساسي في الكشف عن الأورام [2].

تم تلخيص أمثلة عن الجسيمات النانوية المستخدمة في التصوير PET\SPECT في الجدول 5 بما في ذلك تكوين الجسيمات النانوية والحجم والتطبيقات الطبية الحيوية وما إذا كان قد تم اختباره في الجسم الحي أو في المختبر [2].

حاضر ومستقبل تقنية النانو في التصوير الطبي

نستنتج مما تقدم أنه وبالمقارنة مع عوامل التباين التقليدية، أظهرت الجسيمات النانوية المستخدمة كعوامل تباين تحسناً في كثافة الإشارة وقدرة الاستهداف ووقت دوران أطول في الجسم الحي في كل من نماذج الأمراض المختبرية والحيوانية خاصة لتشخيص السرطان وعلاجه. فبمساعدة تقنية النانو أصبحت طرق التصوير الطبي المعروفة أكثر قوة من ذي قبل. وأظهرت تحسنًا واعداً، إذ تقدم تقنية النانو الجسيمات النانوية التي تَعدنا بإمكانيات ثورية لاستخدامها كعوامل تباين في التصوير الطبي لمجموعة متنوعة من التطبيقات السريرية. كما تحسن تصميم هذه الجسيمات بشكل كبير خلال العقد الماضي، مع تعدد الوظائف والاستهداف الأكثر كفاءة والتوافق الحيوي الأفضل، والعوامل المناسبة لكل طريقة تصوير متاحة.

في المرحلة الحالية من التطوير بشكل عام يمكن تصنيع عوامل التباين النانوية التي تمتلك السمات المطلوبة لأي تطبيق مرغوب. حيث يتطلب تصميم عوامل تباين الجسيمات النانوية الفعالة للتصوير دراسة متأنية للخصائص المطلوبة للتطبيق المعني. وبمجرد تحديد الخصائص المطلوبة يمكن تحديد الجسيمات النانوية المرشحة. ويمكن بعد ذلك تحسين تخليق الجسيمات لإنشاء جسيمات تجمع التباين مع العلاجات المضمنة المناسبة وطلاء السطح الأمثل وخصائص الاستهداف والحجم المحدد ودرجة عالية من التوافق الحيوي.

ومع ذلك، ما زال هناك مجال لتحسينات كبيرة في التوافق الحيوي والفعالية والخصوصية واكتشاف المزيد من الأمراض باكرًا. وأخيراً ستستمر تقنية النانو في إنتاج جسيمات جديدة تمتلك خصائص جديدة ومثيرة للاهتمام وسيتم استغلالها في التصوير الطبي. كما سيستمر تطوير طرق التصوير الطبي مما يتطلب تركيب جسيمات نانوية جديدة كعوامل تباين.

المصادر

[1]. AZONANO

[2]. NCBI

[3]. Nanotechnology in Medical Imaging | Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology (ahajournals.org)

عالم جديد تقدمه تطبيقات التكنولوجيا الحيوية في الطحالب

تُعرف التكنولوجيا الحيوية “Biotechnology” أنَّها تطبيق المعرفة بالأنظمة الحيوية والكائنات الحية واستخدام مكوناتها لأغراض صناعية وزراعية وطبية وغذائية. ولكن كيف للطحالب أن تغير عالمنا؟ وكيف سينشأ عالم جديد من تطبيقات التكنولوجيا الحيوية في الطحالب ؟

ما هي أهمية التكنولوجية الحيوية للطحالب؟

• تستخدم الطحالب كمصدر للطاقة المتجددة، فتنتج بعض أنواع الطحالب مثل الـ Dunalleita و Gracilarla و Sargassum أنواعًا من الوقود مثل الديزل والبنزين والميثان والبيوتانول والإيثانول ووقود الطائرات.
• يمكن استخدام الطحالب للحد من الغازات الدفيئة وللتخفيف من ثاني أكسيد الكربون.
• تعد الطحالب مصدرًا رخيصًا لمعالجة مياه الصرف وإنتاج الغاز الحيوي.
• تُستخدم الطحالب المعدلة وراثيًا لتعزيز إنتاج الوقود الحيوي وكمصدر للبروتين والأغذية الغنية بالفيتامينات والأعلاف.
• تُستخدم كسماد حيوي للمحاصيل وكمصدر غني للنيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم واللودن والحديد والكالدوم والسيليكا والفيتامينات.
• يمكن استخدام الطحالب في معالجة المبيدات الحشرية ومعالجة المعادن الثقيلة.
• تستخدم في تكوين الخلايا الحيوية الشمسية.
• تقدم كغذاء مثل Alaria ، Laminara ، Sargassum ، وتعد البورفيرا طعامًا مشهوراً في اليابان وأوروبا.
• تُستخدم مواد تخزين الطحالب مثل النشا والجيلاتين والدهون كعوامل هلامية في الجيلي والآيس كريم والحلويات.
• للطحالب أهمية علاجية، إذ يعد الكلوريلين من الكلوريلا مضاد حيوي واسع المدى.

كيفية زراعة الطحالب

تعتبر زراعة الطحالب رخيصة مقارنة بالمحاصيل الاقتصادية الأخرى. حيث لا تتطلب أراضٍ معدة وخصبة لنموها. يمكن أن تنمو الطحالب في الأراضي ذات القيمة الزراعية المنخفضة. كما تنمو في مياه الصرف الصحي أو حتى مياه صرف المفاعلات النووية. يمكن زراعتها في البرك المفتوحة.

يمكن للطحالب أيضًا أن تنمو في المختبر، في ظل ظروف معقمة ومعايير فيزيائية مضبوطة مثل درجة الحموضة ودرجة الحرارة وشدة الضوء. يمكن زراعتها في مرق أو في وسط مُكمل بالمغذيات الدقيقة مثل المغنسيوم والنترات والكالسيوم والحديد.

تطبيقات على الأهمية التكنولوجية الحيوية للطحالب

تطبيقات مضادة للملاريا

تعد الملاريا أحد الأسباب الرئيسية للوفيات في البلدان الاستوائية التي يتوطن فيها هذا المرض. حيث تسببه بعوضة «أنوفيليس» الأنثوية عند نقلها لطفيلي «البلاسموديوم فالسيباروم». والعلاج الموصى به للملاريا هو إدارة مزيج من الكلوروكين والبروغوانيل، والدوكسيكلين، والميفلوكين، والأتوفاكون. وعلى مدى العقود القليلة الماضية، ظهرت مقاومة لجميع فئات الأدوية المضادة للملاريا باستثناء الأرتيميسينين. وتلك المقاومة هي المسؤولة عن الزيادة الأخيرة في الوفيات المتصلة بالملاريا، لا سيما في أفريقيا. يمكن السيطرة على ظهور المقاومة باستخدام الأيض الثانوي المستمد من الطحالب الدقيقة والطحالب الكلية والسيانوباكتيريا.

تطبيقات مضادّة للسرطان

يشكل السرطان السبب الرئيسي لوفاة البشر، وبالتالي فإن إيجاد عامل علاجي فعال لعلاج هذا المرض يشكل ضرورة ملحة. فاستخدمت الطحالب المجهرية التي تؤدي أنشطة مضادة للمخدرات مثل طحالب (Dunaliella tertiolecta)، والطحالب المجهرية (Chlorella ellipsoidea)، و(Phaeodactyum tricornutum)، و(Skeletonema spp). وما زال البحث جاريًا عن مرشحين مثاليين في مجال الميكروبات ينتجون هذه الجزيئات النشطة حيويًا. ومؤخراً، ذُكر أن ظروف المجهرية مثل كثافة الضوء، ودرجة الحرارة ، وتوافر المغذيات تؤثر على النشاط الحيوي المضاد للسرطان للطحالب المجهرية.

المصادر

1- biotecharticles
2-.frontiersin

رغم الفوائد والمنافع العديدة للطحالب إلا أن هناك بعض الأضرار السلبية التي يسببها البعض منها:

• موت الأسماك والكائنات البحرية
• الأمراض والوفاة للإنسان
• غلق المرشحات
• تآكل المنشئآت الخرسانية و المعدنية
• إنتاج السموم الطحلبية.

موت الأسماك والكائنات البحرية:

تفرز بعض الطحالب أنواعاً من السموم لحماية نفسها من الكائنات الأخرى كوسيلة للدفاع والسيطرة على البيئة المائية التى تعيش فيها. مثل بعض الطحالب الخضراء المزرقة Aphanizomenon و Anabaena و Micricystis، وأحياناً لا تكون الظروف مناسبة تماماً للنمو المثالي لهذه الطحالب فتكون نسبة إفرازها للسموم فى البيئة ضعيفة نسبياً ولا يسبب موت للكائنات ولكن يؤدي إلى فقد الوزن، الإعياء أو الإجهاد، الإجهاض والصدمات والتلف لخياشيم الأسماك.

الأمراض أو الوفاة للإنسان:

تنتج مختلف الطحالب التى تسبب الإزدهار الطحلبي نوعاً أو عدة أنواع من السموم كوسيلة للدفاع عن بيئتها، لكنها تؤثر على الجهاز العصبي(Neurotoxins) أو الكبدي(Hepatotoxins) للثدييات. ينتمي أكثر من 50 نوعًا للطحالب الخضراء المزرقة مثل:

• Anabaena flos-aquae
• Microcycstis
• aeruginosa
• Nodulari

تُفرز سموماً تؤثر على صحة الإنسان والحيوان خاصةً بفصل الصيف. وكذلك فالتعرض المباشر لتلك المركبات السامة جداً التى تفرزها بعض الطحالب النارية بالسباحة فى بيئتها أو من خلال تناول الأسماك التى تتغذى عليها قد يؤدي إلى وفاة الإنسان. ومن الممكن بعد استهلاك الأسماك التي تغذت على مثل هذه الطحالب النارية أن تحدث بعض الأعراض مثل الحكة أو حساسية الجلد القيء والجفاف وضيق التنفس والحمى والأورام وأحيانا تحدث الوفاة خلال دقائق إلى 12 ساعة من تناولها وقت تناولها أو التعرض لها. ولحسن الحظ لم تسجل بالعالم حتى الآن أي حوادث مماثلة عدا بعض شواطئ المكسيك التى تغطى هذه الطحالب عدة أميال مربعة منها وتؤدى لوفاة الأسماك. [1]

إنتاج السموم الطحلبية:

نظراً لتوافر ضوء الشمس في المياه السطحية ينتشر نمو و ازدهار الطحالب الخضراء المزرقة أو ما يطلق عليها «السيانوبكتيريا Cyanobacteria» و كأيّ كائن حي آخر يتولد من نشاطاتها الحيوية مقادير من المركبات الأيضية الثانوية ناتجة عن عمليات البناء و الهدم داخل الخلايا، و منها ما له أثر سام أو قاتل، و هو ما يطلق عليه «السموم الطحلبية Algal Toxin»، و بذلك تؤثر على جودة المياه بتغيير الطعم و الرائحة الى حدّ السميّة و الخطر. قد يرتبط انطلاق هذه المركبات السامة أحيانًا بموت الطحلب و تحلله و هذا يعني أن نظم معالجة المياه قد تتسبب في ذلك عند استخدام وسائل غير مناسبة لإزالة الطحلب، و هذه المركبات إذا انطلقت من الطحلب يصعب جداً إزالتها من الماء.

أكدت بعض الدراسات الحديثة على قدرة كبريتات الألمونيوم في ﺇزالة الطحلب بالترسيب و التخثير في محطات معالجة المياه مع ضمان عدم إطلاق السموم. يمكن أن تسبب العديد من أنواع الطحالب بتسميم مياه الشرب، منها :

• Anabaena spp
• Oscillatoria spp
• Microcysttis spp
• Phormidium spp
• Nostoc spp
• Nodularia spp
• Aphanizomenon
• Cylindrospermum

و من هذه النواتج الأيضية السامة: (Microcystins ،Hepatoxins) و التي ثبت قدرتها على إتلاف الكبد أو إحداث طفرات سرطانية في الكبد. علاوة على الكشف المجهري عن الطحالب في المياه فإن الكشف عن المركبات السامة الطحلبية و تحديد تراكيزها في مياه الشرب يعتبر من التحاليل غير الروتينية المهمة، العديد من الطرق استخدمت لرصد و تحديد تراكيز هذه السموم، كاستخدام الفصل الكروماتوجرافي TLC و HPLC و بعض الطرق المناعية كالإليزا. حيث يربط السم بجسم مضاد متعدد موجه ضد السم. و عموماً، فبالرغم من أن كثير من موارد الدول الخليجية المائية هى مياه جوفية غالباً، إلا أن مقادير من الطحالب قد تجدها في وحدات المعالجة أو حتى في فلاتر الماء التقليدية التي تلحق ببرادات الماء أو عند مدخل شبكة الماء في أفنية البيوت علاوة على السدود أو البحار في تلك الدول. [2]

غلق المرشحات:

تمر المياه في محطات معالجة مياه الشرب أثناء إحدى مراحل المعالجة على مرحلة التصفية. و التي يستخدم فيها الحصى و الرمل لترشيح المياه من الجسيمات الصلبة العالقة و المواد اللزجة خلال مرشحات رملية مكونة من حبيبات الرمل و الحصى بأحجام مختلفة. وخلال مرور الماء عبر حصى الترشيح تمتلىء المسافات بين الحصى، و تغلق المرشحات العادية خلال 30 الى 100 ساعة لإنسدادها و يجب إعادة تنشيطها بفتح المسام بتيارات عكسية من الهواء. فإذا كان مصدر الماء خزانات كبيرة أو بحيرة أو نهر، فإن الطحالب الموجودة بكمياتها المختلفة ستكون غالباً هي السبب الرئيسي في غلق و انسداد المرشحات. مما يخفض الزمن إلى أقل من 10 ساعات والذي يزيد من تكلفة التشغيل و إضاعة كثير من الوقت و الجهد. لذا فان الماء يحتاج إلى التخلص من هذه الطحالب بالترسيب قبل مروره على المرشحات، و بدون هذه المعالجة الأولية فإن المرشحات سوف تغلق و تصبح غير صالحة للاستعمال اقتصادياً. [3]

تآكل المنشئات الخراسانية و المعدنية:

الطحالب من الكائنات الحية النشطة و لهذا فإن كثيراً من أنواعها قد تسبب تغيراً كيميائياً أو فيزيائياً للمياه المتواجدة بها. فتساهم الطحالب بطريقة مباشرة في تآكل المنشئات الخراسانية و المعدنية في مناطق موضعية محددة و ذلك أثناء نموها. كما تساهم بطريقة غير مباشرة من خلال التغيرات الفيزيائية و الكيميائية التي تحدثها في المياه. حيث تعمل على زيادة ترسيبات المواد العضوية إلى قاع الماء و تغيير الرقم الهيدروجيني في الأحواض و الأنابيب.

المصادر
1-cleanwateraction
2-epa
3-eHow

تعتبر تجارب هارلو مع القردة حدثًا مهمًأ في علم النفس السلوكي، حاول من خلالها البرهنة على أن الارتباط بين الطفل والأم ليس فقط ارتباطًا تنبع أهميته عن تقديم الأم للغذاء> بل يمتد للعطف والحنان وتعلم السلوك الاجتماعي. ساد في خمسينيات القرن الماضي الفكرة بأن العلاقة بين الطفل والأم علاقة مبنية على تقديم الأم للطعام للطفل فقط. وأدت سيطرة علماء السلوك والمحللون النفسيون في الولايات المتحدة على انتشار هذه الفكرة. جادل هارلو بأن هذه الأفكار تغفل جانبًا مهمًا من العلاقة بين الطفل والأم، وهي غير مقتصرة على الغذاء فقط. حاول البرهنة على ذلك من خلال تجارب على القردة قام بتسميتها “حفرة اليأس”، وذلك كما يرى هارلو بأن الاكتئاب يشبه كثيرًا “الغرق في بئر من اليأس”.

الفرضية التي استندت عليها التجربة:

طور هذه التجربة عالم النفس المقارن هاري هارلو، وذلك كان في سبعينات القرن الماضي في جامعة ويسكونسن، في الولايات المتحدة. كرد على علماء السلوك الذين يقولون بأن العلاقة بين الأم والطفل علاقة بيولوجية تنبع أهميتها من تقديم الأم للغذاء للطفل. وساد الاعتقاد حينها بوجوب ترك الطفل قدر المستطاع، وذلك لأن الاستجابة لكل احتياجات الطفل قد تسبب مشاكلُا نفسية له لاحقًأ. برهن هارلو على خطأ هذه النظرة السائدة، وبدأ سلسلة تجارب على القردة تشمل فصل القرد الرضيع وعزله عن أمه، ووضعهم في ما سماه “حفرة اليأس”.
الهدف من هذه التجربة كان خلق أعراض الاكتئاب السريري لدى القرد الرضيع، وإنتاج نموذج حيواني للاكتئاب. وذلك بهدف الوصول لفهم أكبر لهذه الحالة النفسية ومنشأها. [1]

مراحل التجربة:

العزل الأولي:

تضمنت مراحل التجربة الأولى لدراسة تأثيرات الوحدة عزل قرد في قفص محاط بجدران فولاذية فيها مرآة تسمح بالرؤية من جهة واحدة. يستطيع الباحث رؤية القرد لكن القرد لا يرى أي شيء. والتواصل الوحيد للقرد من العالم الخارجي من خلال رؤية يدين الباحث عند تقديمه للطعام والشراب له.
تم وضع صغار القردة فيها بعد ولادتهم بفترة قليلة، أربعة منهم لثلاثين يومًا، وأربعة لستة أشهر، وأربعة لمدة عام. بعد ثلاثين يوم وجد أن القردة مضطربة للغاية، رفض اثنان منهما الطعام وجوعها نفسيهما حتى الموت. بعد العزل لعام كانت القرود بالكاد تتحرك، لم تسكتشف، ولم تلعب، ولم تكن قادرة على ممارسة الجنس. كما وجدت صعوبة في التكيف مع القردة الأخرى عند وضعها في مجموعات كبيرة. وتعرضت للتعنيف الشديد من قبل القردة الأخرى التي لم تتعرض لللفصل والعزل. [2]

تجربة الأم السلكية:

التجربة الأولى:

قام فيها هارلو بفصل القردة الرضيعة في زنزانات فولاذية تضمنت وجود أمين بديلتين قام بتصميمهما. الأولى كانت مصنوعة من الأسلاك والخشب، والثانية صنعت من قماش ناعم ولطيف الملمس بالنسبة للقرد الرضيع. المجموعة الأولى قدمت الأم السلكية الطعام ولم تقدم القماشية ذلك، والمجموعة الثانية معاكسة قدت فيها القماشية الطعام. تبين أن القرود تميل لإمضاء الوقت مع الأم القماشية أكثر من السلكية في الحالتين حتى لو كانت السلكية تقدم الحليب. حيث كان الرضيع يذهب إلى الحديدية عند الجوع وسرعان ما يعود للقماشية.
هذا الأمر يدعم النظرية التطورية للتعلق، حيث أن الاستجابة الحساسة والشعور بالأمن من مقدم الرعاية “الأم” هو المهم عند الرضيع، لا الطعام. [3]

التجربة الثانية:

عدل هارلو التجربة وقام بفصل القردة إلى مجموعتين الأولى لديها أم سلكية تقدم الطعام، والأخرى لديها أم قماشية لا تقدم الطعام. تم تقديم نفس الكمية من الطعام والشراب للأطفال ونموا بشكل متساوي. لكنهم كانوا مختلفين في السلوك، فكانت القردة التي تملك أمًا قماشية تتصرف بطريقة مغايرة عن القردة ذات الأم السلكية. ومغايرة أيضًا مقارنة بالقردة التي عاشت مع أمها الطبيعية. فكانت تلك القردة أكثر عنفًا وغير قادرة على سلوك نفس سلوك القرد الطبيعي، هذه السلوكيات لوحظت على القردة التي أمضت أكثر من 90 يومًا مع الأم البديلة، حيث كان بالإمكان عكس السلوك قبل 90 يومًأ إذا تم وضعها في بيئة طبيعية وتوفير العناية اللازمة لها. [3]

التجربة الثالثة:

كانت هذه المرحلة أقسى مراحل التجربة وأكثرها وحشية، أشار لها هارلو باسم “الأم الشنيعة” وقام بها باستخدام الأم البديلة القماشية الناعمة التي أحبها القردة، لكن هذه الأم القماشية تم تجهيزها بآليات وحشية تهاجم الرضيع، منها ما قام بصعق الرضيع فجأة أو مهاجمته، ومنها ما كان مجهزًا بإبر معدنية تهاجم الرضيع عندما يعانق الدمية. ابتعدت القردة عند مهاجمة الدمية لها واستخدام أساليب الرفض هذه، ولكنها عادت لتحاول إيجاد الأمن عند الدمية ذاتها عندما تلاحظ القردة أن الدمية قد “هدأت”. [1]

حفرة اليأس:

تصميم حفرة اليأس

كان الاسم التقني لغرفة الاكتئاب الجديدة هو “جهاز الغرفة التقني” لكن هارلو سماها حفرة اليأس، أو زنزانة اليأس، لأنه رأى أن الاكتئاب يشبه الشعور في غرق في بئر من اليأس والوحدة، يمتص المصاب إلى داخله. وقام بتصميم جهاز معدني بشكل حجرة صغيرة صممت كهرم مقلوب يوضع القرد في أسفله وهو في عمر ثلاثة أشهر وكانت هذه القردة قد أندمجت مع أقرانها وشكلت روباط اجتماعية وعاطفية معها، كان الهدف كسر هذه الروابط لخلق أعراض الاكتئاب السريري لدى القرد.
كانت حواف الهرم زلقة ومائلة، حاول القردة تسلقها في أيامهم الأولى ولكنها سرعان ما استسلمت. [2]
كانت هذه التجربة رابع التجارب على القردة وشكلت أعراض اليأس وفقدان الأمل لدى القرد خلال فترة وجيزة. القردة التي أمضت فترة طويلة في العزل أبدت فقدان تام للقدرة على التفاعل الإجتماعي، وتدمرت هذه القردة بشكل تام ولم يمكن إصلاحه. [2]

التزاوج عند القردة المعزولة

عجزت القردة المعزولة عن إتمام أي علاقة اجتماعية مع أبناء جنسها ومن بين ذلك كانت العلاقات الجنسية، أراد هارلو فهم هذا الموضوع فقام بإجبار القردة على القيام بالعملية، وذلك من خلال ابتكاره لما سماه “رف الاغتصاب” قام فيه بربط الإناث اللاتي تم عزلهن بالوضعية التي تتخذها القردة عند عملية التزاوج، فلم يكن التلقيح الاصطناعي قد تطور حينذاك.
تبين أن القردة لم تكن فقط عاجزة عن التفاعل الاجتماعي والجنس، بل تجاهلت نسلها بشكل تام ولم تكن قادرة على التعامل مع الرضيع، إحدى القردة حطمت رأس رضيعها، أخرى قامت بمضغ أقدام رضيعها. هذه القردة ببساطة لم تكن قادرة على الأمومة أو الاهتمام بمخلوق آخر. [2]

نتائج التجربة:

3استنتج هارلو أنه ليتمكن القرد من التطور بشكل طبيعي، يجب أن يحصل على التفاعل مع كائن آخر يؤمن له الرعاية والعطف خلال مراحله الأولى من حياته أو المراحل الحرجة، ويتمكن من التشبث به. وهذا التشبث هو استجابة طبيعية في أوقات الإجهاد يلجأ إليه القرد عند شعوره بالخوف وفقدان الأمان، فيتشبث بها ليقلل من حالة الإجهاد.
كما استخلص إلى أن الحرمان المبكر من الأم يؤدي لضرر عاطفي، لكن هذا الضرر يمكن عكسه في المراحل الأولى قبل نهاية المرحلة الحرجة من حياة الرضيع. ولكن بعد انتهاء هذه المرحلة لا يمكن تصحيح الحالة بغض النظر عن تعريض الرضيع لبيئة ملائمة ووضعه تحت رعاية، الضرر لا يمكن عكسه بعدها.
ووجد أيضًا أن الحرمان الاجتماعي هو ما عنى منه القردة وليس فقط الحرمان من الرعاية الأمومية، فعندما أحضر هارلو القرد ليلعب مع أقرانه لمدة 20 دقيقة يوميًا وجد أن القرد نما بشكل طبيعي دون وجود مشاكل اجتماعية لديه. [3]

مشاكل التجربة الأخلاقية:

ساعدت تجربة هارلو الأخصائيين الاجتماعيين على فهم مخاطر إهمال الأطفال وتعرضهم للتعنيف وافتقارهم للراحة، وبالتالي فهم ضرورة التدخل لمنع ذلك. كما أن استخدام الحيوانات لفهم كيفية تشكل الروابط الاجتماعية والتعلق يسهل دراسة أوضاع الأطفال المعرضين للخطر.
لكن عمل هارلو تم انتقاده بشدة لكونه شديد القساوة والوحشية في التعامل مع الحيوانات، ولكون هارلو استمر في القيام بعمله بالرغم من وضوح نتائج التجربة له، وكانت هذه وحشية بلا جدوى. [3]
بالرغم من فوائد هذا البحث إن معاناة هذه القردة الرضع تفوق فوائده. وما من فوائد قد تخفف من وحشية هذه التجارب. شجع هذا البحث العديد من الناشطين والعلماء على النظر إلى موضوع استخدام الحيوانات للتجارب، والنظر في أخلاقية الموضوع.

إذا كنت من محبي السوشي فأنت بكل تأكيد تحب الطحالب، فما هي الطحالب وأنواعها؟ وما أهميتها في حياتنا؟

ما هي الطحالب وأنواعها؟

تُعرف الطحالب في لغة العلم بأنها نباتات بلا ساق أو جذر أو أوراق. وقد تكون وحيدة الخلية أو عديدتها، فهي نباتات مائية معقدة يصعب تصنيفها. من الطحالب ما يستعصي على العين رؤيته، فلا تراها إلا بالمجهر. ومنها ما يبلغ طولها ١٠٠متر.

توجد الطحالب تقريبًا في كل البيئات، فبعضها ينمو في درجات الحرارة المنخفضة، والبعض الآخر ينمو في البحار والمحيطات والأنهار.

تعتبر الطحالب من أكثر الكائنات الحية تمثيلًا للضوء مثل الخلايا النباتية. إذ تحتوي على الكلوروفيل وتمتص ثاني أكسيد الكربون CO2، وفي وجود الطاقة الضوئية والغذاء المناسب لتُطلق غاز الأوكسجين. [1]

الطحالب كغذاء آدمي

إن علاقة الإنسان بالطحالب ممتدة منذ ما يقرب ٥٠٠٠ سنة. أعدّ الصينيون منها أطعمة شتى مثل السوشي وبعض السلطات. غير أن الاهتمام بالطحالب لم يأتِ إلا بعد قيام بعض العلماء الفرنسيين برحلة إلى قارة أفريقيا. حيث لاحظوا أن السكان في جمهورية تشاد يتغذون على أحد أنواع الطحالب التي تنمو طبيعيا فوق المسطحات المائية. وتعتبر الدول الآسيوية من أكثر الدول استخدامًا للطحالب كغذاء آدمي.

فوائد التغذي على الطحالب

من الناحية الصحية، فاستخدام الطحالب في الطعام أمر شائع جدًا. فتدخل في العديد من الحميات الصحية بسبب قدرتها على تخفيض معدل امتصاص الدهون، فيساعد على تثبيط إنزيم الهضم «لايبيز-lipase». بالإضافة إلى أنها من أفضل مصادر اليود الذي يستخدم في علاج أمراض الغدة الدرقية المسئولة عن زيادة حرق الدهون.

تعتبر الطحالب مصدر عالي البروتين فيمكن إضافتها للحوم والصويا، وتفوق معظم منتجات الألبان في الغنى بالكالسيوم والحديد. [2] [3]

محاذير تناول الطحالب

على الرغم من شيوع ثقافة إضافة الطحالب للغذاء إلا أنه يجب الحرص في إضافتها. فبروتينات الطحالب لا تخلو من المشاكل والتي من أهمها اللون. فمعظم الطحالب تحتوي على صبغات خضراء وبنية وزرقاء وحمراء وذهبية؛ ومن هذه الصبغات ما قد يسبب تسمم عند إعدادها وتناولها.

فوائد طبية للطحالب

لم تقتصر علاقة الإنسان بالطحالب على الناحية الغذائية فقط. فقد كان يستخدمها أيضًا في الأغراض الطبية، فاستخدمها في العناية بالجروح سواء كانت قرح أو حروق أو أي مرض جلدي. إذ تعمل الطحالب كمخدر طبيعي، ومضاد حيوي طبيعي فتُستخدم في علاج أمراض السل والصداع وآلام المعدة. كما استخدمها البشر في تسهيل عمليات الولادة. [4]

الطحالب للعناية الجلدية

تحتوي بعض أنواع الطحالب على كمية كبيرة من المعادن ومضادات الأكسدة لتساعدها في الحفاظ على نفسها في بيئة المحيطات القاسية والتلوث و «الأشعة فوق البنفسجية- ultraviolet radiation». لهذه الأسباب، أصبحت من أهم المكونات في المستحضرات المستخدمة في العناية الشخصية مثل الأعشاب البحرية. استخدمها الإنسان لتعطِ بشرته مظهرًا صحيًا، فساعدته على التخلص من مشاكل البشرة مثل السيلوليت والحبوب وغيرها من مشاكل البشرة الشائعة.

رغم غرابة الفكرة لدى البعض إلا أنه يستخدمها في الفم أيضًا. فيعتبر «الكاراجينان-carrageenan» الذي يستخرج من الطحالب الحمراء من أهم مكونات بعض معاجين الأسنان والمثلجات والشوكولاته. وتعتبر l’oreal و Estée lauder من أكثر المؤيدين لاستخدام مكونات الطحالب في العناية بالبشرة والتجاعيد وواقيات الشمس الطبيعية. [5]

الطحالب كسماد

بينما اعتبر معظمنا نمو الطحالب شئ من قلة النظافة، إلا أنه عندما استخدمها الإنسان بطريقة صحيحة أصبحت سماد غذائي فعال باعتبارها اختيار صديق للبيئة. إذ تتكون الطحالب من كائنات حية، لذلك عندما تستخدمها كسماد للتربة، تنكسر روابطها وتُطلق كمية هائلة من المواد الغذائية التي تساعد في نمو المحاصيل بجودة أفضل.

ولإنه لا يوجد ما هو خالٍ من العيوب فإن الجهل باستخدام الطحالب كسماد للتربة بطريقة صحيحة قد يؤدي إلي جذب الحشرات مما يسبب إصابة المحاصيل بالأمراض. [6]

تنمو الاستخدامات طوال الوقت تبعا لنمو قدرتنا على فهم الكيميائيات. لكن ما عرفناه من هذا المقال أن الطحالب صديقتنا حقًا.

المصادر

[1] wikipedia
[2]bbc
[3] pubmed
[4]researchgate
[5]lofficielusa
[6]frontiersin

قررت جمعية نوبل في معهد كارولينسكا اليوم منح جائزة نوبل الطب 2021 في علم وظائف الأعضاء أو الطب بالمناصفة بين ديفيد جوليوس وأرتم باتابوتيان لاكتشافهما مستقبلات لدرجة الحرارة واللمس. فمن هما، وكيف حققا ذلك الكشف؟ ولماذا منحا عنه نوبل الطب 2021؟

من هم العلماء الحاصلين على جائزة نوبل الطب لهذا العام؟

ديفيد جوليوس David Julius المولود عام 1955 في نيويورك بالولايات المتحدة الأمريكية، وهو حاصل على درجة الدكتوراه في عام 1984 من جامعة كاليفورنيا، وكان زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة كولومبيا في نيويورك. كما تم تعيين ديفيد في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو في عام 1989 حيث يعمل الآن أستاذًا.

أما العالم الثاني فهو أرديم Ardem Patapoutian والمولود عام 1967 في بيروت، لبنان. حيث انتقل أرديم في شبابه من بيروت التي مزقتها الحرب إلى لوس أنجلوس بالولايات المتحدة الأمريكية. حصل أرديم على الدكتوراه عام 1996 من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، باسادينا، الولايات المتحدة الأمريكية. وكان أرتيم زميلًا لما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو. منذ عام 2000، يعمل باحثًا في Scripps Research La Jolla، كاليفورنيا حيث يعمل الآن أستاذًا. كما يعمل باحثًا في معهد هوارد هيوز الطبي منذ عام 2014 حتى الآن

كيف ندرك العالم من حولنا؟

أحد أكبر الألغاز التي تواجه البشرية هو السؤال عن كيفية إحساسنا ببيئتنا، إذ أثارت الآليات الكامنة وراء حواسنا فضولنا لآلاف السنين. على سبيل المثال، كيف تكتشف العين الضوء، وكيف تؤثر الموجات الصوتية على آذاننا، وكيف تتفاعل المركبات الكيميائية المختلفة مع المستقبلات الموجودة في أنفنا وفمنا لتوليد الرائحة والذوق؟

لدينا أيضًا طرق أخرى لإدراك العالم من حولنا، تخيل أنك تمشي حافي القدمين عبر العشب في يوم صيفي حار، يمكنك أن تشعر بحرارة الشمس ومداعبة الرياح ونهايات العشب المنفردة تحت قدميك. أليس كذلك؟ هذه الانطباعات عن درجة الحرارة واللمس والحركة ضرورية للتكيف مع البيئة المحيطة المتغيرة باستمرار.

المعضلة الرئيسية، ما قبل اكتشاف ديفيد وأرديم!

في القرن السابع عشر، تصور الفيلسوف رينيه ديكارت وجود خيوط تربط أجزاء مختلفة من الجلد بالدماغ. وبحسب هذا الكلام، فإن ملامسة القدم للهب ترسل إشارة ميكانيكية إلى الدماغ، وقد بينت الدراسات لاحقًا وجود خلايا عصبية حسية متخصصة تسجل التغييرات في بيئتنا.

حصل جوزيف إرلانجر وهربرت جاسر على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب عام 1944 لاكتشافهما أنواعًا مختلفة من الألياف العصبية الحسية التي تتفاعل مع محفزات مميزة. على سبيل المثال، قدرتنا على الشعور بالاختلافات في نسيج الأسطح من خلال أطراف أصابعنا، وقدرتنا على تمييز كل من الدفء الممتع والحرارة المؤلمة.

كان فهمنا لكيفية استشعار الجهاز العصبي لبيئتنا وتفسيره لا يزال يدور حول سؤال أساسي لم يتم حله وهو كيف تتحول درجة الحرارة والمحفزات الميكانيكية إلى نبضات كهربائية في الجهاز العصبي؟

ما هو دور العلماء في اكتشاف مستقبلات لدرجة الحرارة واللمس؟

ديفيد جوليوس

في أواخر التسعينيات، رأى ديفيد جوليوس إمكانية تحقيق تقدم كبير من خلال تحليل كيف يتسبب المركب الكيميائي الإحساس بالحرق الذي نشعر به عندما نتعامل مع الفلفل الحار. إذ كان من المعروف بالفعل أن الكابسيسين ينشط الخلايا العصبية مما يسبب الإحساس بالألم والحرق. ولكن كيفية ممارسة هذه المادة الكيميائية لهذه الوظيفة في الواقع كانت لغزًا لم يتم حله.

أنشأ جوليوس وزملاؤه مكتبة من ملايين الأجزاء من الحمض النووي المشفرة للجينات التي يتم التعبير عنها في الخلايا العصبية الحسية. تتفاعل البروتينات الناتجة بدورها مع الألم والحرارة واللمس. افترض العالم أن المكتبة ستشمل جزءًا من الحمض النووي الذي يشفر البروتين القادر على التفاعل مع الكابسيسين.

وبعد بحث شاق، نجح ديفيد في تحديد جين واحد قادر على جعل الخلايا حساسة للكابسيسين. لاحقًا، كشفت تجارب أخرى أن الجين الذي تم تحديده قام بتشفير بروتين قناة أيونية جديدة. فسُمي مستقبل الكابسيسين المكتشف حديثًا بالـ TRPV1. عندما بحث جوليوس في قدرة البروتين على الاستجابة للحرارة، أدرك أنه اكتشف مستقبل استشعار للحرارة الذي ينشط في درجات الحرارة المؤلمة أو الضارة للجسم.

بشكل مستقل عن بعضهما البعض، استخدم كل من David Julius وArdem Patapoutian مادة المنثول الكيميائية للوصول إلى مستقبل الـ TRPM8. وهو مستقبل ينشط بواسطة البرد. تم تحديد القنوات الأيونية الإضافية المتعلقة بـ TRPV1 و TRPM8 ووُجد أنها تنشط عند مجموعة من درجات الحرارة المختلفة.
كان اكتشاف David Julius لـ TRPV1 بمثابة الكشف الذي سمح لنا بفهم كيف يمكن للاختلافات في درجات الحرارة أن تحفز الإشارات الكهربائية في الجهاز العصبي.

أرديم باتابوتيان

بينما كانت آليات الإحساس بدرجة الحرارة تنكشف، ظلت كيفية تحويل المحفزات الميكانيكية إلى حواس اللمس والضغط مسألة مجهولة. وجد الباحثون سابقًا مستشعرات ميكانيكية في البكتيريا، لكن الآليات الكامنة وراء اللمس في الفقاريات ظلت مجهولة. أراد Ardem أرديم تحديد المستقبلات التي تنشط بواسطة المحفزات الميكانيكية.

حدد باتابوتيان ومعاونوه لأول مرة خطًا خلويًا يعطي إشارة كهربائية قابلة للقياس عند وخز الخلايا الفردية بالواخزة الدقيقة. كان من المفترض أن المستقبل الذي سينشط بقوة الوخز الميكانيكية هو القناة الأيونية. وفي الخطوة التالية، نجح الفريق في تحديد 72 جينًا مرشحًا يُشفر المستقبلات المحتملة. تم تعطيل هذه الجينات واحدة تلو الأخرى لاكتشاف الجين المسؤول عن الحساسية الميكانيكية في الخلايا المدروسة.

بعد بحث شاق، نجح باتابوتيان وزملاؤه في تحديد جين واحد نجح تعطيله في جعل الخلايا غير حساسة للضغط بالواخزة الدقيقة. اكتشف الفريق قناة أيونية جديدة وغير معروفة تمامًا وحساسة للضغط الميكانيكي وأعطيت اسم Piezo1. اكتشاف جين ثانٍ واسمه Piezo2 يشبه الجين الأول Piezo1.

عُثر على الخلايا العصبية الحسية التي تعبر عن مستويات عالية من Piezo2. أثبتت دراسات أخرى أن Piezo1 وPiezo2 عبارة عن قنوات أيونية يتم تنشيطها مباشرة عن طريق الضغط على أغشية الخلايا.

ما أثر اكتشاف العلماء لهذه المستقبلات على حياتنا وأيضا على المجال الطبي؟ أو ما تطبيقات جائزة نوبل الطب 2021؟

سمحت الاكتشافات الرائدة لقنوات TRPV1 و TRPM8 و Piezo من قبل الحائزين على جائزة نوبل لهذا العام بفهم كيف يمكن للحرارة والبرودة والقوة الميكانيكية إطلاق الإشارات العصبية التي تسمح لنا بإدراك العالم من حولنا والتكيف معه.

تعتبر قنوات TRP ضرورية لإدراكنا لدرجة الحرارة. وثبت أن Piezo2 يلعب دورًا رئيسيًا في الاستشعار المهم لموضع الجسم والحركة، وسمي بمستقبل الحس العميق. كما ثبت أن قناتي Piezo1 و Piezo2 تنظمان عمليات فسيولوجية مهمة إضافية مثل ضغط الدم والتنفس والتحكم في المثانة البولية.

نشأت عن تلك الاكتشافات أبحاث مكثفة ومستمرة تركز على توضيح وظائف تلك المكتشفات في مجموعة متنوعة من العمليات الفسيولوجية. وتستخدم هذه المعرفة حاليًا لتطوير علاجات لمجموعة واسعة من الحالات المرضية، بما في ذلك الألم المزمن.

المصدر

nobelprize

اقرأ المزيد حول: جائزة نوبل في الطب لعام 2020

السيطرة على العقل: كيف تتلاعب الطفيليات بسلوك مضيفاتها؟

تعيش الطفيليات على كائنات أخرى تسمى المضيفات، ويعتمد بقائها على انتقالها من مضيف إلى آخر، وعلى الرغم من أنه من الممكن أن يعيش الطفيل على المضيف من دون أن يسبب له ضررًا إلا أنه في كثير من الأحيان يكون مضر، ويصل هذا الضرر إلى قتل المضيف، ولا يقتصر هذا الضرر على أجسام المضيفات فقط بل طورت بعض الطفيليات القدرة على التحكم بدقة في سلوك مضيفاتها بطرق تعزز انتقال جينات الطفيل في الجيل القادم لتضمن استمرار وجوده. على سبيل المثال يصيب طفيل «toxoplasma gondii» الفئران فيستحث جاذبية قوية ومميتة في الفئران للقطط، فتدخل هذه الطفيليات لأجسام القطط بعد تناول الفئران لتكمل هناك دورة حياتها؛ إنه انتحار فعلي للفأر نتيجة تلاعب هذا الطفيل متناهي الصغر في سلوكه!.

في الحقيقة عالم الطفيليات مليء بالكثير من هذه الأمثلة، وفي هذا المقال سنتعرف على العديد منها، وعلى بداية البشرية في فهم كيف تتلاعب الطفيليات بسلوك مضيفاتها؟، وسنحاول أيضًا معرفة إذا ما كان يمكن للطفيليات أن تتلاعب بسلوك الإنسان أيضًا. [2]

في عام 1982 وضع ريتشارد دوكينز مصطلح النمط الظاهري الممتد لأول مرة، والّذي ينص على أن السلوك الذي نلاحظه في الحيوانات ليس فقط بسبب التعبير عن جيناتهم، ولكن أيضًا بسبب التعبير عن جينات الطفيليات التي تعيش بداخلهم، وفي هذه الحالة التلاعب بسلوك المضيف هو النمط الظاهري الممتد للطفيل. [1]

يتلاعب الطفيل بسلوك المضيف عن طريق التحكم في الجهاز العصبي للمضيف وبالتالي هناك فرع ناشيء من العلوم يعرف بعلم الطفيليات العصبية، ويوفر هذا الفرع إمكانية اكتشاف كيف يمكن للطفيل أن يعدل في شبكة عصبية معينة للمضيف وبالتالي في سلوكيات معينة. توفر مثل هذه التفاعلات بين الطفيليات والمضيفات التي تطورت على مدى ملايين السنين أدوات فريدة يمكن من خلالها تحديد كيف ينظم التعديل العصبي صعودًا أو هبوطًا لسلوكيات معينة. [2]

لماذا أهتم العلماء بدراسة تلاعب الطفيليات بسلوك مضيفاتها؟

لقد ولدت قدرة الطفيليات على تغيير سلوك المضيفات مؤخرًا اهتمامًا غير عادي لكل من العلماء وغير العلماء، وكان هذا الاهتمام مدفوعًا جزئيًا بالأمثلة المكتشفة حديثًا والتي كانت غريبة ومثيرة، ولكن هناك أسباب أخرى أيضًا دفعت العلماء لدراسة هذه الظاهرة مثل: فهم دورة حياة الطفيل بشكل أفضل، وحقيقة أن هذا الطفيل يمكن أن يعمل «كمهندس عصبي-neuroengineer» عند سيطرته على سلوك المضيف. [1]

يكون الطفيل قادرًا على السيطرة على الجهاز العصبي المركزي للمضيف، ويتطور بشكل يجعله قادرًا على التحكم في سلوك هذا المضيف، فيمثل تجربة مستقلة في التطور حيث تكون فيها جينات إثنين من الكائنات الحية_الطفيل والمضيف_ تسيطر على نفس الدماغ _دماغ المضيف. سبب آخر للتركيز المتزايد هو تغيير الطفيل لسلوك مضيفه بطريقة تشير إلى اختطاف قدرته على إاتخاذ القرارات، وهذا من شأنه أن يوفر رؤى أساسية في البيولوجيا العصبية للسلوك. على الرغم من أن فهمنا للآليات العصبية للتلاعب الطفيلي لا يزال غير كامل إلا أنه كان هناك تقدمًا كبيرًا على مدى السنوات القليلة الماضية، وكانت معظم الدراسات للحالات التي تتلاعب فيها الطفيليات بالحشرات، و يتراوح تنوع الطفيليات التي يمكنها التلاعب بسلوك الحشرات من الفيروسات إلى الديدان وتشمل أيضًا الحشرات الأخرى. في هذا المقال سننظر للإدراك بمعنى واسع باعتباره قدرة الحشرات على التصرف ليس فقط مثل الإنسان الآلي، ولكن قدرتها على اتخاذ قرارات مستنيرة وسلوك موجه نحو الهدف في بيئة ديناميكية.

تُظهر الأدلة المتراكمة الحديثة أن الحشرات هي أكثر من مجرد إنسان آلي وقادرة على التعبير عن أنماط السلوك العفوي التي تم إنشاؤها داخليًا. على سبيل المثال عندما يطير ذباب الفاكهة في ساحة بيضاء خالية تمامًا من الملامح، فإنها تعبر عن أنماط ذاتية المنشأ من السلوك التلقائي. [2]

ماهي طرق تلاعب الطفيليات بسلوك مضيفاتها؟

بشكل عام قام العلماء بتصنيف هذه الطرق إلى ثلاث فئات رئيسية:

1. الطريقة التي تؤثر على تنقل المضيف ومن ثم تؤدي إلى سلوك انتحاري-suicidal behavior .

2. تحفيز ما يسمى بسلوك الحارس الشخصي-bodyguard behavior.

3. الطريقة اللتي تؤثر على دافع المضيف للتحرك-motivation to move.

بالإضافة إلى هذه الطرق الرئيسية هناك طرق أخرى مثل التلاعبات التي تؤثر على المضيف في سياق اجتماعي كون أن بعض أنواع الحشرات اجتماعية وتعيش في مستعمرات، وبالتالي هذا التلاعب يجعل الحشرة عند إصابتها تُظهِر سلوكًا غير اجتماعي. [2]

السلوك الانتحاري-suicidal behavior

تتلاعب بعض الفطريات والديدان الطفيلية بالنظام المِلاحي لمضيفها بأكثر الطرق غرابة، وينتهي هذا التلاعب بانتحار المضيف نتيجة لوضعه في أماكن تهدد حياته مثلما ذكرنا في المثال السابق للtoxoplasma gondii.

يقع النمل أيضًا ضحية لهذا النوع من التلاعب عندما يصاب بطفيل «Dicrocoelium dendriticum». يعيش هذا الطفيل في البداية في النمل من ثم ينتقل لبعض أنواع الثدييات مثل الأبقار إلا أن طريقة انتقاله يدفع النمل ثمنها حياته. عندما يصيب الطفيل النملة فإنه يتحكم بسلوكها بجعل هذه النملة تغادر المستعمرة مساءً وتتحرك صعودًا إلى قمة العشب، وبمجرد وصولها هناك تثبت فكها السفلي على الجزء العلوي من النصل وتبقى في انتظار أن تلتهمها البقرة. إذا نجت النملة أثناء الليل فإنها تعود إلى الأرض في النهار وتتصرف بشكل طبيعي، وعندما يأتي المساء مرة أخرى يتولى الطفيل السيطرة على سلوك النملة مجددًا ويرسلها إلى العشب لمحاولة أخرى حتى تتجول بقرة راعية، وتأكل العشب بالنملة المتواجدة عليه، وهكذا تبدأ دورة جديدة للطفيل عند دخوله لجسم البقرة.

يمكن أن تقع الصراصير والحشرات الأرضية الأخرى ضحية لديدان الشعر، والتي تتطور داخل أجسامها وتؤدي بها إلى الانتحار في الماء مما يتيح خروج الطفيل إلى بيئة مائية مناسبة لتكاثره. [2]

رعاية النسل

على الرغم من أن الحشرات المنفردة لا توفر الرعاية والأمان لنسلها، إلا أن أحد أكثر التلاعبات السلوكية الرائعة للطفيليات هو إجبار العائل _أي الحشرة_ على رعاية نسل الطفيل. يُعرف هذا التلاعب في طفيليات الحشرات، واللذي يتمثل في إجبار العائل على توفير الحماية لنسل الطفيل من الحيوانات المفترسة بتلاعب «الحارس الشخصي-bodyguard behavior». على سبيل المثال تبدو التفاعلات بين اليرقة « Narathura japonica»ونمل ال«Pristomyrmex punctatus» وكأنها علاقة تبادل منفعة_ارتباط بين كائنين من أنواع مختلفة تعود بالنفع على كلاهما_ ولكن بإلقاء نظرة فاحصة فإن اليرقة تزود النمل بمادة مفرزة غنية بالسكر مما يجعل النمل أكثر عدوانية، وعندما يكون أكثر عدوانية تقل احتمالية ابتعاد النمل بعيدًا عن اليرقة مما يقلل من فرص استهداف اليرقة من قبل الحيوانات المفترسة، وكأن النمل يعمل حارس شخصي لهذه اليرقات. [2]

تأثير الطفيليات على مجتمعات المضيفات

يتضمن تنظيم المجتمع للحشرات الرعاية التعاونية وتقسيم العمل بحيث يكون لكل منها مهمة محددة لصالح المجتمع، ولكن يمكن اختراق هذا التنظيم المعقد من قبل الطفيليات الاجتماعية؛ أحد هذه الطفيليات هو (Maculinea rebeli) الذي يحاكي كيمياء سطح النمل (Myrmica schencki) والأصوات التي يستخدمها للتواصل مما يسمح له باختراق مستعمرات النمل دون اكتشافها. يقع النمل أيضًا ضحية الذباب الطفيلي الناري (Pseudacteon tricuspis) اللذي تضرب أنثاه النملة، وتحقن البيضة في جسم نمل ال (Solenopsis invicta). بعد أن تفقس اليرقة في جسم النملة تتحرك إلى رأسها، وتتغذى في الغالب على الدملمف _ما يعادل الدم في الحشرات_ حتى ما قبل التشرنق مباشرة. ثم تلتهم اليرقة محتويات رأس النملة والتي يسقط عليها الرأس عادةً خاليًا من الجسم، ومن ثم تخرج الذبابة البالغة من رأس هذه النملة. على عكس النمل غير المصاب بالطفيليات واللذي يموت داخل العش، فإن تلك التي تتطفل عليها يرقات الذباب تترك العش قبل وقت قصير من قطع رأسها، ومع ذلك عندما يغادر النمل عشه قبل قطع الرأس فإن سلوكه لا يمكن تمييزه عن النمل غير المصاب بالطفيليات. من الواضح أن دماغ المضيف لا يزال سليمًا عندما يغادر النمل المستعمرة حيث يلتهم الطفيل آخر مرة. [2]

كيف تسيطر الطفيليات على المضيفات؟

بالإضافة إلى الرهبة التي نلاحظ بها التلاعبات الطفيلية المذهلة الموصوفة في هذا المقال هناك حاجة لاستقصاء الآليات لمثل هذه التلاعبات السلوكية. على الرغم من أن فهمنا للآليات العصبية للتلاعب بالطفيليات لا يزال في مهده إلا أنه تم إحراز بعض التقدم الكبير، وقد تبين أنه يمكن أن يكون هذا التلاعب عن طريق تغيير الكيمياء العصبية للدماغ عند تواجد الطفيل بداخل المضيف، أو أن يقوم الطفيل بحقن السم مباشرة في دماغ المضيف من دون الدخول لجسده، ويلعب أحيانًا التلاعب في الأساس الجيني للمضيف دورًا هامًا أيضًا. [1]

هل يمكن للطفيليات أن تتلاعب بسلوك الإنسان؟

اقترح بعض العلماء أن العدوى بُطفيل «toxoplasma gondii» يمكن أن تغير السلوك البشري نظرًا لأن الطفيل يصيب الدماغ وبالتالي يُشتبه في أنه يجعل الناس أكثر تهورًا بل إنه مسؤول عن حالات معينة من الفصام، ومع ذلك لا تزال هذه الفرضية مثيرة للجدل إلى حد كبير وستتطلب المزيد من التحقيقات والدراسات. اليوم البشر المعاصرون ليسوا مضيفات وسيطة مناسبة لأن القطط الكبيرة لم تعد تفترسهم ومن ثم يمكن أن تمثل التعديلات السلوكية في البشر تلاعبًا متبقيًا تَطوّر في مضيفات وسيطة مناسبة. تنص فرضية بديلة على أن هذه التغييرات ناتجة عن قدرات التلاعب بالطفيليات التي تطورت عندما كان أسلاف البشر لا يزالون يُفتَرسون من قبل القطط الكبيرة. [2]

خاتمة مصادر السيطرة على العقل: كيف تتلاعب الطفيليات بسلوك مضيفاتها؟:

إن تلاعب الطفيل بسلوك المضيف شيء يدعو للقلق خاصة في حالة إثبات حدوثه لدى الإنسان أيضًا، ولكنه شيء يدعو للتأمل أيضًا فكيف يمكن لكائن متناهي الصغر أن يجعل كائن آخر يتحرك عكس غريزة البقاء لديه ملبيًا رغبات هذا الطفيل، وعلى الرغم من إنجاز العلماء في فهم هذا التلاعب إلا أننا لازلنا في بداية استكشافنا للطفيليات اللتي طورت التلاعب التكيفي لسلوك المضيف كآلية للتنقل في البيئة.

اقرأ أيضًا: الملاريا من السحر والخرافات إلى نوبل في الطب

مصادر السيطرة على العقل: كيف تتلاعب الطفيليات بسلوك مضيفاتها؟:

1. cell.com
2. Frontiers

كيف يتشكل الخوف؟ وهل بالإمكان خلقه عند الشخص؟ هذا السؤال الذي حاول عالم النفس جون واتسون الإجابة عنه، مستخدمًا في ذلك طفلًا بعمر تسعة أشهر ليكون عينة لتجربته.

تجربة ألبرت الصغير

تجربة الطفل ألبرت، أو ألبرت الصغير هي تجربة قام بها عالم النفس السلوكي جون واتسون لاستكشاف التعلم العاطفي عند الطفل. أجريت هذه التجربة المضبوطة “في بيئة المختبر” عام 1920، وذلك في جامعة جونز هوبكنز، على طفل يبلغ من العمر تسعة أشهر وذلك لاستكشاف موضوع التكييف الكلاسيكي. نُشرت النتائج أول مرة في عدد فبراير من مجلة علم النفس التجريبي. [1]
وكانت هذه التجربة مضبوطة، تظهر أدلة تجريبية على التكييف الكلاسيكي للبشر، ,وأظهرت أن ما قدمه بافلوف في تجاربه في التكييف المشروط على الحيوانات بالإمكان تطبيقها على البشر. وبالتالي بالإمكان خلق شعور، أو خوف عند إنسان لم يكن يخف من الشيء مسبقًأ. [1]

الأطروحة التي مهدت للتجربة

اعتمد واتسون في تجربته بشكل رئيسي على نظرية بافلوف في التكييف الشرطي، وحاول تطبيق ذلك بتعريض الطفل لمحفزات عديدة ثم ربطها بمحفزات أخرى، ليخلق لديه شعور الخوف من الفأر، الذي لم يكن يمتلكه الطفل مسبقًا. حيث يلعب التكييف الكلاسيكي دورًا رئيسيًا في تطوير المخاوف والفوبيا “الرهاب”، وقد تكون بعض أنواع التجارب ناتجة بشكل جزئي من التكييف الكلاسيكي. [2]

التكييف الكلاسيكي classical conditioning:

التكييف الكلاسيكي هو نوع من التعلم كان له تأثير كبير في مدارس علوم النفس وخصوصًا المدرسة السلوكية. اكتشفه عالم الفيزيولوجيا إيفان بافلوف. وهو عملية تعلم تحدث من خلال الارتباط بين المحفز البيئي والمحفز الذي يحدث بشكل طبيعي. يتضمن التكييف الكلاسيكي وضع إشارة محايدة قبل رد فعل طبيعي. في تجربة بافلوف الشهيرة مع الكلاب كانت الإشارة المحايدة هي صوت نغمة وكانت الاستجابة الطبيعية للكلب هي سيلان اللعاب استجابةً للطعام. ومن خلال ربط الحافز المحايد “النغمة” بالمحفز البيئي “الطعام” يمكن أن ينتج صوت النغم وحده الاستجابة الطبيعية، أي سيلان اللعاب. [3]

تفاصيل تجربة ألبرت الصغير

كان المشارك في التجربة طفل وتمت تسميته “ألبرت ب” وهو ليس اسمه الحقيقي، وهو العينة المدروسة في التجربة. الباحثان المشرفان على التجربة كانا واتسون أخصائي العلوم السلوكية وطالبته روزالي راينر.
بدأت التجربة بتعريض الطفل لعدة محفزات stimuli، منها فأر أبيض وقرد وأقنعة وصحف مشتعلة وتمت ملاحظة وتسجيل ردود أفعاله للمحفزات. الطفل لم يظهر أي خوف من أي من المحفزات التي تعرض لها.
في المرة التالية التي تم عرض الفأر على الطفل رافق ذلك إحداث واتسون لضوضاء عالية بالضرب على أنبوب معدني. وبطبيعة الحال فإن الطفل استجاب للضوضاء بالبكاء. تم إقران الضوضاء العالية بظهور الجرذ أمام الطفل لمرات عدة خلال فترات زمنية متفاوتة، وأدى ذلك لبكاء الطفل كلما رأى الفأر الأبيض، الذي ارتبط لديه بالمحفز الآخر.
كتب واتسون: “في اللحظة التي رأى فيها الطفل الفأر بدأ بالبكاء، استدار فورًا بحدة إلى اليسار، وسقط على جانبه الأيسر، وبدأ بالزحف بعيدًا عنه بسرعة، تمكننا بصعوبة الوصول له وإمساكه.” [4]

الارتباط مع نظرية التكييف الكلاسيكي

تقدم تجربة ألبرت الصغير مثالًا واضحًا عن كيفية تطبيق التكييف الكلاسيكي لتكييف الاستجابة العاطفية باستخدام المحفزات المختلفة.
المحفز المحايد: وهو محفز لا يثير أي استجابة في البداية وهو الجرذ الأبيض.
منبه غير مشروط: وهو الحافز الذي يثير استجابة انعكاسية لدى الطفل المدروس وهو الضوضاء العالية التي تسببت بالبكاء
الاستجابة غير المشروطة: وهي رد فعل طبيعي لمحفز معين “الخوف”، وفي التجربة هي خوف الطفل من الضوضاء وبكاءه.
المنبه المشروط: وهو حافز يثير استجابة بعد اقترانه بشكل متكرر بالحافز الغير مشروط، أي اقتران الحافز المحايد “الفأر” بالمنبه غير المشروط “الضوضاء” الذي يحول المحفز المحايد لمنبه مشروط.
الاستجابة الشرطية: وهي الاستجابة الناتجة عن الحافز الشرطي “الخوف” عند تعريض الطفل للمنبه المشروط “الفأر الذي اقترن بالضوضاء”. [4]

نتائج التجربة

أثبت واتسون وراينر أن الاستجابات العاطفية يمكن أن تكون مشروطة عند البشر. ولاحظا أن تعميم التحفيز قد حدث؛ أي أن ألبرت الصغير لم يخشى الفئران فقط بعد التجربة وإنما تعدى خوفه للعديد من الأجسام المشابه، أي شيء أبيض وذو فرو. وهذه الظاهرة يطلق عليها اسم التعميم.
بعد خمسة أيام وجد الباحثان أن ألبرت طور رهابًا من الأشياء التي تشترك مع الجرذ ببعض الخصائص بما في ذلك كلب العائلة، وبعض الصوف القطني. بعد أسابيع وأشهر من التجربة تمت ملاحظة ألبرت وكان خوفه من الفئران أقل وضوحًا، هذه العملية تسمى الانقراض. لم يتسنى لواتسون وراينر عكس التأثير الذي أحدثوه لدى الطفل وذلك لأن أمه قامت بسحبه فورًا بعد انتهاء التجربة. وأيضًا لم يتسنى للباحثين متابعة وضع وحالة الطفل حول الفوبيا هذه وذلك لوفاته في عمر السادسة بسبب استسقاء الرأس. [4]

نقد التجربة

كان واتسون قد خطط لعكس التكييف الذي أحدثه للطفل، وذلك بالقيام بعكس ما قام به؛ أي ربط التحفيز بمنبه شرطي محبب للطفل بدلًا من أن يكون مخيفًا له. ولكن تم سحب ألبرت من التجربة ذلك. بالتالي أصبح للطفل رعب لم يكن يمتلكه من قبل، ومن الممكن أن يرافقه طول حياته.
تعتبر ممارسة كهذه غير أخلاقية بتاتًا في عصرنا هذا وذلك بسبب المعايير التي حددتها جمعية علم النفس الأميريكية وجمعية علم النفس البريطانية. وينتقد المنهج المعرفي النموذج السلوكي لأنه لا يأخذ بعين الاعتبار العمليات العقلية، ويجادلون بأن عمليات التفكير التي تحدث بين الحافز والاستجابة مسؤولة عن عنصر الشعور في الاستجابة. [5]

5- simplypsychology