مبانی فیزیولوژی جانوری - دانشگاه زنجان PDF

‫بسم هللا الرحمن الرحیم‬ ‫مبانی فیزیولوژی جانوری‬ ‫نام مدرس‪ :‬دکتر معصومه اسالمی‬ ‫دانشگاه زنجان‬ ‫گروه زیست شناسی‬ ‫نیمسال اول سال تحصیلی ‪1403-1404‬‬ ‫فیزیولوژی خون‬  ‫خون ‪Blood‬‬ ‫✓ حدود ‪ 8‬درصد وزن بدن را خون...

‫بسم هللا الرحمن الرحیم‬ ‫مبانی فیزیولوژی جانوری‬ ‫نام مدرس‪ :‬دکتر معصومه اسالمی‬ ‫دانشگاه زنجان‬ ‫گروه زیست شناسی‬ ‫نیمسال اول سال تحصیلی ‪1403-1404‬‬ ‫فیزیولوژی خون‬  ‫خون ‪Blood‬‬ ‫✓ حدود ‪ 8‬درصد وزن بدن را خون تشکیل می دهد‪:‬‬ ‫▪ ‪ 55‬درصد خون را پالسما تشکیل می دهد‬ ‫▪ ‪ 45‬درصد خون مربوط به حجم سلولهای خون است = هماتوکریت‬ ‫▪ بااا توجااه بااه اینکااه گلبولهااای برمااز بساامت بیشااتر خااون را تشااکیل م ای دهنااد‬ ‫هماتوکریت را بصورت درصد گلبولهای قرمز بیان می کنند‪.‬‬ ‫ترکیب پالسما‬ ‫گلبولهای قرمز خون یا اریتروسیتها‬ ‫✓ تولید اریتروسیتها‬ ‫✓ تنظیم تولید اریتروسیتها‬ ‫✓ بالغ شدن اریتروسیتها‬ ‫✓ هموگلوبین و انواع آن‬ ‫✓ سرنوشت اریتروسیتها و هموگلوبین‬  ‫تولید اریتروسیتها‬ ‫⚫ تقریبا ً در سه ماهه اول زندگی جنینی در کیسه زرده بصورت هسته دار تولید می شوند‪.‬‬ ‫⚫ در سه ماهه دوم اریتروسیتها در کبد‪ ،‬طحال و عقده های لنفاوی تولید می شوند‪.‬‬ ‫⚫ در سه ماهه سوم و پس از تولد در مغز استخوان تولید می شوند‪.‬‬ ‫⚫ بعد از سن ‪ 20‬سالگی مغز استخوانهای دراز به چربی تبدیل شده (مغاز اساتخوان زرد) و‬ ‫تنها مهره ها‪ ،‬استخوان لگن‪ ،‬استخوان جناغ و دنده ها اریتروسیتها را تولید می کنند‪.‬‬ ‫نکته‪ :‬مغزز اتزتاوانهای بزازو و درشزت نزی بزه رربزی تبزدیم نمزی شزود و ومزم اونتزازی را‬ ‫انجام می دهد‪.‬‬  ‫تولید اریتروسیتها در مغز استخوان‬ ‫⚫ سلولهای مادر خونساز چند کاره یا چند ظرفیتای در مغاز اساتخوان وجاود دارناد کاه تماام سالولهای‬ ‫موجود در گردش خون از آنها مشتق می شوند‪.‬‬ ‫⚫ سلولهای مادر خونساز چند کاره تماایز یافتاه و اناواع خاصای از سالولهای ماادر متعهاد را بوجاود‬ ‫می آورند‪.‬‬ ‫⚫ هر نوع سلول مادر متعهد‪ ،‬نوع خاصی از سلولهای خونی را بوجود می آورد‪.‬‬  ‫سلول های مادر خونساز چند کاره‬ ‫تلولهای مادر متعهد‬ ‫تلولهای مادر متعهد‬ ‫تلولهای مادر متعهد‬ ‫تلوم مادر لنفوئیدی‬ ‫‪CFU-M‬‬ ‫‪CFU-GM‬‬ ‫‪CFU-E‬‬ ‫لنفوتیتها‬ ‫مگاکاریوتیت‬ ‫اریتروتیت‬ ‫مونوتیت‬ ‫پالکت‬ ‫گرانولوتیت ( ائوزینوفیم‪ ،‬بازوفیم و نوتروفیم)‬ ‫‪CFU-M: Colony Forming Unit- Megakaryocyte‬‬ ‫‪CFU-E: Colony Forming Unit- Erythrocyte‬‬ ‫‪CFU-GM: Colony Forming Unit- Granulocyte/Monocyte‬‬  ‫تشکیل اریتروسیت از سلولهای مادر متعهد ‪CFU-E‬‬ ‫در صورت وجود یک تحریک مناسب ابتدا پرواریتروبالتت از سلولهای مادر متعهد ‪ CFU-E‬تولید می شود که آنها نیز به‬ ‫‪(a‬‬ ‫نوبه خود تقسیم می شوند‪.‬‬ ‫‪ (b‬نتیجه تقسایم اول پرواریتروبالساتها‪ ،‬اریتروبالتزتهای بازوفیزم اسات کاه باا رنگهاای بلیاایی رنای مای گیرناد و هموگلزوبین‬ ‫کمتری دارند‪.‬‬ ‫در نتم های بعدی غلظت هموگلوبین در تلولها افزایش می یابد‪.‬‬ ‫‪(c‬‬ ‫‪ (d‬زمانی که غلظت هموگلوبین ‪ 34‬گرم می شود هسته بر اثر متراکم شدن کوچک شده و از سلول خارج می شود و همزمان‬ ‫با آن شبکه آندوپالسمی نیز توسط سلول هضم می شود و سلول در این مرحله رتیکولوتیت نامیده می شود‪.‬‬ ‫رتیکولوسیت وارد مویرگهای خونی می شود و طای حادود ساه روز بابیماناده مااده باازوفیلی (شاامل بقایاای دساتگاه گلایی‪،‬‬ ‫‪(e‬‬ ‫میتوکندریها و چند اندامک سلولی دیگر) از بین می رود و سلول در این حالت اریتروتیت بالغ نامیده می شود‪.‬‬ ‫اریتروتیت دیتک مقعر الطرفینی اتت که ‪ 7‬میکرون قطر و ‪ 1-2.5‬میکرون ضاامت دارد‪.‬‬ ‫تشکیل اریتروسیت از سلولهای مادر متعهد ‪CFU-E‬‬  ‫تنظیم تولید اریتروسیتها‬ ‫ عمل اصلی گلبولهای برمز انتقام اکتیژن به بافتها به واتطه هموگلوبین موجود در آن است‪.‬‬ ‫ هر حالتی که تبب کاهش اکتیژن رتانی به بافتها گردد مانند خونریزی‪ ،‬هیپوکسی و بیماریهای ریاوی باعا کمباود‬ ‫اکسیین در بافتها شده و این امر به نوبه خود موجب ترشح هورمون اریتروپوئیتین (‪ )erythropoietin‬از کلیه هاا و‬ ‫به میزان کمتر از کبد می شود‪.‬‬ ‫✓ حدود ‪ %90‬اریتروپوئیتین از کلیه ها و ‪ %10‬باقیمانده از کبد ترشح می شود‪.‬‬ ‫ این هورمون وارد گردش خون شده و با اثر بر روی تلولهای مادر اونتزاز در مغزز اتزتاوان باعا تحریزک تولیزد‬ ‫پرواریتروبالتتها و افزایش تولید گلبولهای قرمز می شود‪.‬‬ ‫ ‪ 5‬روز طول می کشد تا گلبولهای برمز جدید در خون ظاهر شوند‪.‬‬ ‫تنظیم تولید اریتروسیتها‬  ‫بالغ شدن اریتروسیتها‬ ‫⚫ تلوم های مغز اتتاوان در میان تمام سلولهای بدن تروت رشد و تکثیر باالیی دارند‪.‬‬ ‫⚫ تروت تکثیر و بلوغ نهایی در روند تولید گلبولهای قرمز وابسته به ویتامین ‪ B12‬و اتید فولیک است‪.‬‬ ‫⚫ فقدان ویتامین ‪ B12‬یا اتید فولیک موجب کاهش ‪ DNA‬و عدم بالغ شدن هسته و عدم تقسیم آن می شود‪.‬‬ ‫✓ ویتامین ‪ B12‬و اساید فولیاک هار دو بارای تشاکیل تیمیادین تاری فسافات ‪ TTP‬موجاود در سااختار ‪ DNA‬ضاروری‬ ‫هستند‪.‬‬ ‫با کاهش تروت تکثیر تلولهای مولد اریتروتیت در مغز اتتاوان‪ ،‬گلبولهایی بزرگتر از حد طبیعی به ناام مگالوبالتزتها‬ ‫▪‬ ‫تولید می شود که بیضی شکم هستند‪.‬این تلولهای بدشکم می توانند اکتیژن را بطور طبیعی حمم کنند اما قزدرت شزکنندگی‬ ‫باال و ومر کوتاهی دارند‪.‬‬ ‫در آنمی کشنده یا پرنتیوز از بین رفتن مخاط معده (آتروفیک) سبب کااهش ترشاحات معادی مای شاود‪.‬باا کمباود ترشاحات‬ ‫▪‬ ‫معدی و بخصوص کمبود ترشح گلیکوپروتئینی به نام فاکتور داالی‪ ،‬جذب ویتامین ‪ B12‬از دستگاه گوارش مختل مای شاود و‬ ‫بدین ترتیب کمبود ویتامین ‪ B12‬موجب عدم بلوغ گلبولهای برمز می گردد‪.‬‬ ‫در بیماری شایع روده کورک به نام اتپرو ‪ Sprue‬بدلیل اختالل در عمل جذب لوله گوارش‪ ،‬غالبا ً هام جزبب اتزید فولیزک‬ ‫▪‬ ‫و هم جبب ویتامین ‪ B12‬ماتم می شود و بدین ترتیب شاهد عدم بلوغ گلبولهای برمز خواهیم بود‪.‬‬  ‫ویتامین ‪B12‬‬ ‫بهترین منابع غبایی‪ :‬گوشت‪ ،‬ماهی‪ ،‬تخم مرغ‪ ،‬گوشت پرندگان و فراورده های لبنی و غالت صبحانه غنی شده‬ ‫⚫‬ ‫نقش آن در بدن‪ :‬برای ساخته شدن ‪ DNA, RNA‬و میلین حیاتی است‪.‬همچنین در تقسیم سلولی و انتقال اسید فولیک به داخل‬ ‫⚫‬ ‫سلول مؤثر است‬ ‫والئم کمبود‪ :‬خستگی‪ ،‬کم خونی و احساس سوزن سوزن شدن و کاهش حساسیت در دست ها و پاها‪ ،‬تخریب سیستم عصبی‬ ‫⚫‬ ‫نیاز روزانه‪ 1-3 :‬میکروگرم‬ ‫⚫‬ ‫در کبد به مقادیر زیادی بایره می شود و به آهتتگی به مقدار نیاز مغز اتتاوان آزاد می شود‬ ‫(میزان بایره در کبد‪ :‬هزار برابر نیاز روزانه)‬  ‫هموگلوبین‬ ‫ساانتز هموگلااوبین در پرواریتروبالتززتها شااروع ماای شااود و تااا‬ ‫ ‬ ‫مرحله رتیکولوتیتی به میزان کمتر ادامه دارد‪.‬‬ ‫بیشتر مراحل تشکیل هموگلوبین در میتوکندری و به میزان کمی‬ ‫ ‬ ‫در تیتوپالتم صورت می گیرد‬  ‫مراحل تشکیل هموگلوبین‬ ‫❑ سوکسینیل کوآنزیم ساخته شده در کربس با گلیسین ترکیب می شود و یک ترکیب پیرولی تشکیل می دهد‪.‬‬ ‫❑ چهار ترکیب پیرولی باه نوباه خاود باا یکادیگر ترکیاب شاده و پروتوپاورفیرین ‪ IX‬را تشاکیل مای دهناد کاه باا آهان‬ ‫ترکیب شده و ملکول هم ‪ heme‬را تشکیل می دهد‪.‬‬ ‫❑ سرانجام هر ملکول هم با یک پلی پپتید به نام گلوبین ترکیب شده و یک زنجیر هموگلوبین را می سازد‪.‬‬ ‫❑ بسته به ترکیب اسید آمینه ای پلی پپتید‪ ،‬انواع مختلف زنجیرهای هموگلوبین به نام های آلفاا‪ ،‬بتاا‪ ،‬گاماا و دلتاا مای‬ ‫تواند تشکیل شود‪.‬‬ ‫❑ در ساختار ملکول کامل هموگلوبین ‪ 4‬عدد زنجیر هموگلوبین شرکت دارد‪.‬‬  ‫مراحل تشکیل هموگلوبین‬ ‫ اتم آهن موجود در ملکول هم می تواند با یک ملکاول اکسایین ترکیاب شاود بناابراین یزک ملکزوم هموگلزوبین بزا ‪4‬‬ ‫زنجیر هموگلوبین می تواند ‪ 4‬ملکوم اکتیژن را به خود بگیرد‪.‬‬  ‫انواع هموگلوبین‬ ‫ هموگلوبین ‪ A1‬یا ‪ A‬هموگلوبین اصلی در انسان که شامل دو زنجیر آلفا و دو زنجیر بتا است‪.‬‬ ‫ هموگلوبین ‪ A2‬که ‪ %2.5‬هموگلوبین بدن را تشکیل می دهد و شامل دو زنجیر آلفا و دو زنجیر دلتا است‪.‬‬ ‫ هموگلوبین ‪ F‬یا جنینی که شامل دو زنجیر آلفا و دو زنجیر گاما است‪.‬‬ ‫ بر اساس نوع زنجیره های هموگلاوبین در ملکاول هموگلاوبین میال ترکیبای باا اکسایین در اناواع ملکاول هاای هموگلاوبین‬ ‫متفاوت است‪.‬‬ ‫ در یک مقدار معین اکسیین‪ ،‬میل ترکیبی به اکسیین در هموگلوبین جنینی بیشتر از هموگلوبین بالغ (‪ A‬و‪ ) A2‬است‪.‬‬  ‫سرنوشت اریتروسیتها‬ ‫⚫ هنگامی که گلبول های برمز مشتق شده از مغز استخوان وارد گردش خون می شوند در حالت طبیعی بطور‬ ‫متوسط ‪ 120‬روز عمر دارند‬ ‫⚫ پس از این مدت بدلیل کاهش فعالیت متابولیسمی درگلبولهای برمز پیر شده‪ ،‬غشای سلول بسیار شکننده می شود‪.‬‬ ‫⚫ شکنندگی گلبولهای برمز باع می شود به محض عبور از یک جای تنی در گردش خون پاره و منهدم شوند‪.‬‬ ‫⚫ انهدام در طحال و کبد اتفاق می افتد و طحال نقش مهمی در این امر دارد چون گلبولها در طحال باید از‬ ‫مویرگهایی با بطر ‪ 3‬میکرون عبور کنند که بدلیل از دست دادن خاصیت انعطاف پذیری و شکننده شدن‪ ،‬به‬ ‫هنگام عبور بطعه بطعه می شوند‪.‬‬  ‫سرنوشت هموگلوبین‬ ‫ هنگامی که گلبول برمز پیر شده‪ ،‬متالشی شد هموگلوبین خود را آزاد می کند‪.‬‬ ‫ هموگلوبین بالفاصله توسط ماکروفایها (مونوسیتهای فاگوسایت کنناده در بافات) در بسامتهای مختلاف بادن باوییه‬ ‫در کبد‪ ،‬طحام و مغز اتتاوان فاگوسیته می شود‪.‬‬ ‫ سپس ماکروفایها‪ ،‬آهن هموگلوبین را به داام اون آزاد می کنند‪.‬‬ ‫ پس از آزاد شدن آهن هموگلوبین به داخل خون‪ ،‬باقیمانده هموگلوبین توسط ماکروفایها طای یاک ساری مراحال‬ ‫به بیلی وردین (تبزرنگ) و سپس به بیلی روبین( زرد رنگ) تبدیل می شود‪.‬‬ ‫✓ بیلی روبین وارد گردش خون شده و به آلبومین متصل می شود‪.‬سپس در کبد‪ ،‬بیلی روبین از آلباومین جادا شاده‬ ‫و توسط کبد به داخل صفرا ترشح و در نهایت دفع می شود‪.‬‬  ‫سرنوشت آهن‬ ‫ آهن جدا شده از ماکروفایها و همچنین آهن جذب شاده از روده کوچاک توساط پروتیینای باه ناام آپاو ترانسافرین در‬ ‫پالسما گرفته شده و ترانتفرین تشکیل می شود‪.‬‬ ‫ در مغز استخوان‪ ،‬آهن موجود در ترانسفرین در اختیار اریتروبالست برار می گیرد تا هموگلوبین را سنتز کند‪.‬‬ ‫ مازاد آهن اون در تمام تلوم های بدن بویژه در تلولهای کبد بایره می شود‪.‬‬ ‫❖ آهن در سیتوپالسم سلول با پروتیینی به نام آپوفریتین ترکیب شده و فریتین را تشکیل می دهد‪.‬فریتین را آهن‬ ‫ذخیره ای هم می گویند‪.‬‬ ‫❖ هر گاه مقدار کل آهن در بدن باز هم بیشتر شود و منابع آپوفریتین برای ذخیره آهن کافی نباشد‪ ،‬آهن به شکل‬ ‫ذخیره ای دیگری به نام هموتیدرین که فوق العاده نامحلول است در می آید‪.‬‬ ‫انتقال و متابولیسم آهن‬ ‫با تشکر از همراهی شما عزیزان‬