دور المخازن المؤقتة في الخلايا

المحاليل الوقائية عبارة عن مواد كيميائية تساعد السائل على مقاومة تغيير خواصه الحمضية عند إضافة مواد كيميائية أخرى والتي عادة ما تسبب تغييرًا في هذه الخصائص. المخازن ضرورية للخلايا الحية. وذلك لأن المخازن المؤقتة تحافظ على درجة الحموضة الصحيحة للسائل. ما هو الرقم الهيدروجيني؟ إنه مقياس لمدى حمضية السائل. على سبيل المثال ، يحتوي عصير الليمون على درجة حموضة منخفضة من 2 إلى 3 وهو شديد الحموضة - وكذلك العصير في معدتك الذي يكسر الطعام. نظرًا لأن السوائل الحمضية يمكن أن تدمر البروتينات ، والخلايا ممتلئة بالبروتينات ، فإن الخلايا تحتاج إلى وجود مخازن داخلها وخارجها من أجل حماية آلاتها البروتينية. يبلغ الرقم الهيدروجيني داخل الخلية حوالي 7 ، والذي يعتبر محايدًا مثل الماء النقي.

على النقيض من المادة الكيميائية التي تكون حمضًا هي مادة كيميائية هي قاعدة ، ويمكن أن يوجد كلاهما في سائل. يطلق الحمض أيون الهيدروجين في سائل ، بينما تقوم القاعدة بإخراج أيون الهيدروجين من السائل. كلما زادت أيونات الهيدروجين العائمة في السائل ، زادت حمضية هذا السائل. وهكذا فإن الأحماض تجعل السائل أكثر حمضية ، والقواعد تجعل السائل أكثر قاعدية - القاعدية هي طريقة أخرى لقول حمضية أقل. المحاليل الوقائية عبارة عن مواد كيميائية يمكنها بسهولة إطلاق أو امتصاص أيونات الهيدروجين في سائل ، مما يعني أنها قادرة على مقاومة التغير في الأس الهيدروجيني من خلال التحكم في عدد أيونات الهيدروجين الحرة العائمة الموجودة. يتراوح مقياس الأس الهيدروجيني من 0 إلى 14. يعتبر الرقم الهيدروجيني من 0 إلى 7 حمضيًا ويعتبر الأس الهيدروجيني من 7 إلى 14 أساسيًا. الرقم الهيدروجيني 7 ، في الوسط ، محايد وهو ماء نقي. تحافظ المخازن المؤقتة المختلفة على درجات حموضة مختلفة ، لكن تلك الموجودة داخل الخلية تحافظ على درجة حموضة تبلغ حوالي 7.2.

تحتوي الخلايا الحيوانية على أكياس تسمى الجسيمات الحالة. هذه الأكياس هي مركز إعادة التدوير للخلية. الدواخل الداخلية لهذه الأكياس حمضية ، ولها درجة حموضة 5 ، وتحتوي على العديد من الإنزيمات التي تهضم البروتينات والدهون والسكريات والحمض النووي. تساعد البيئة الحمضية داخل الليزوزوم على تكسير الجزيئات لإعادة التدوير. ومع ذلك ، إذا انفتح واحد أو أكثر من هذه الأكياس عن طريق الخطأ داخل الخلية ، فإن المحتويات الحمضية سوف تتسرب إلى بقية الخلية وتجعل الخلية بأكملها حمضية. تحتوي الخلية على مخازن مؤقتة تحمي نفسها في حالة حدوث هذه الانسكابات. نظرًا لأن المحاليل المنظمة تقاوم التغيير في درجة الحموضة ، فإن عددًا قليلاً من الجسيمات الحالة التي تنفتح لن تجعل الرقم الهيدروجيني داخل الخلية أكثر حمضية.

يكمن خطر حدوث تغيير في الرقم الهيدروجيني داخل الخلية في أن الرقم الهيدروجيني يؤثر بشكل كبير على بنية البروتينات. تتكون الخلية من أنواع مختلفة من البروتينات ويعمل كل بروتين فقط عندما يكون له شكل ثلاثي الأبعاد مناسب. يتم تثبيت شكل البروتين في مكانه بواسطة قوى جذابة داخل البروتين ، مثل العديد من المغناطيسات الصغيرة هنا وهناك التي تتصل لتثبيت البروتين بالكامل في مكانه. ستفقد بعض هذه المغناطيسات قوتها المغناطيسية إذا تغير الرقم الهيدروجيني. لذلك ، إذا أصبح الجزء الداخلي للخلية حمضيًا جدًا أو قاعديًا جدًا ، فإن البروتينات تبدأ في فقدان شكلها وتتوقف عن العمل. تصبح الزنزانة كمصنع بدون عمال وبدون مصلحين. لذلك ، تمنع المخازن المؤقتة الموجودة داخل الخلية حدوث ذلك.

في عام 2014 ، ذكرت مجلة "Nature" اكتشافًا مثيرًا للغاية من باحثين يابانيين في مجال الخلايا الجذعية. يمكن تحويل الخلايا الطبيعية البالغة مثل خلايا الجلد وخلايا الدماغ إلى خلايا جذعية عند وضعها في بيئة حمضية. الخلايا الجذعية هي الخلايا التي لديها القدرة على أن تصبح أي نوع من الخلايا في الجسم ، مما يجعلها واعدة للغاية كعلاج لمشاكل طبية. يمكن استبدال الخلايا الميتة أو المفقودة أو المكسورة بخلايا جديدة. يمكن أخذ الخلايا الجذعية من جنين مطحون ، وهو أمر مثير للجدل عندما يتعلق الأمر بالأجنة البشرية ، لذا فإن القدرة على تحويل الخلايا البالغة إلى خلايا جذعية هي خطوة مثيرة لعلوم الطب الحيوي. ما تخبرنا به هذه الدراسة هو أن المخازن المؤقتة داخل الخلية من المحتمل أيضًا أن تمنع الخلية من نسيان هويتها البالغة وأن تصبح خلية جذعية.