عاجل:

حلّ لغز حيّر العلماء.. اكتشاف "مضخة سرية" في الدماغ!

الأحد ٠٥ ديسمبر ٢٠٢١
٠٩:٥١ بتوقيت غرينتش
حلّ لغز حيّر العلماء.. اكتشاف يستهلك دماغ الإنسان ما يصل إلى 10 أضعاف طاقة باقي الجسم بأكمله.

العالم - علوم وتكنولوجيا

حيث يستهلك الدماغ حتى في أوقات الراحة والنوم،ما يقدر بنحو 20% من متوسط طاقة الجسم، الأمر الذي أثار حيرة العلماء لسنوات مضت.

ويؤكد العلماء أن المرضى الذين يدخلون بغيبوبة ويصنفون بحالة "الموت الدماغي"، فإن الدماغ لديهم يستهلك على الرغم من ذلك طاقة أقل بمرتين إلى ثلاث مرات فقط، من الاستهلاك العادي.

واعتبرت طاقة الدماغ من أغرب ألغاز هذا العضو الرئيس والمهم لدى الإنسان، خصوصا لدى علماء الأعصاب، حيث استغرب هؤلاء استهلاك الدماغ الكثير من الطاقة حتى عند عدم الحاجة إليها، أي في حالة الخمول.

حل لغز سري صغير يختبئ داخل دماغ الإنسان

بحسب الدراسة الجديدة التي نشرت نتائجها في مجلة "Science Advances" العلمية، فقد وجد العلماء مصدر استهلاك لـ"وقود سري مختبئ داخل أعصاب الإنسان" الدماغية.

وأثبتت الدراسة أنه عندما تمرر خلية دماغية إشارة إلى خلية عصبية أخرى، فإنها تفعل ذلك عبر المشبك، أو فجوة صغيرة بينهما، تفصل بين الخليتين، حيث تتم هذه المرحلة على عدة مراحل.

في البداية، ترسل الخلايا العصبية قبل المشبكية مجموعة من الحويصلات إلى نهاية ذيلها، أي تلك الأقرب إلى المشبك. ثم يتم امتصاص هذه الحويصلات في الناقلات العصبية داخل الخلية العصبية، حيث تعمل هذه الحويصلات كـ"ظرف يحتوي على الرسائل التي تحتاج إلى إرسالها بالبريد".

وتنقل هذه الظروف أو المغلفات، كما يصفها العلماء، المليئة بالبيانات إلى حافة الخلية العصبية، حيث "ترسو" وتندمج في الغشاء (غشاء المشبكية)، وتطلق نواقلها العصبية في الفجوة المشبكية.

وتتصل أجهزة الإرسال هذه (أو الظروف إن صحت التسمية) بمستقبلات محددة في خلية "ما بعد التشابك العصبي"، أي الخلية الأخرى، وبالتالي تصل الرسالة إلى وجهتها.

يعلم العلماء أن هذه الخطوات التي تحدث ضمن هذه العملية الأساسية والمعقدة تتطلب قدرا كبيرا من طاقة الدماغ، خاصة عندما يتعلق الأمر بانصهار الحويصلة. خصوصا أن النهايات العصبية (أو المحطات الطرفية) الأقرب إلى المشبك، لا تستطيع تخزين جزيئات طاقة كافية، مما يعني أنه يتعين عليها تشكيلها بمفردها لتوصيل هذه الرسائل الكهربائية في الدماغ.

لذلك فمن المنطقي أن الدماغ النشط يستهلك الكثير من الطاقة، ولكن ماذا يحدث لهذا النظام في حالة الخمول، أو النوم، أو حتى حالة الموت الدماغي، حيث لا تلتصق الحويصلة بالغشاء مطلقا؟ لماذا يستمر هذه الجهاز المعقد في استهلاك الطاقة؟

بهدف التوصل لهذه المعضلة، صمم الباحثون العديد من التجارب على النهايات العصبية، والتي قارنت حالتي التمثيل الغذائي للمشبك عندما يكون نشطا وفي الحالة التي يكون فيها غير نشط.

ووجد الباحثون، بحسب المقال المنشور في مجلة "sciencealert" العلمية، أن الحويصلات المشبكية تتطلب طاقة أيضية عالية، حتى عندما لا تعمل النهايات العصبية في الدماغ.

ولاحظ العلماء أن المضخات المسؤولة عن دفع البروتونات خارج الحويصلة والتي تعمل على امتصاص النواقل العصبية لا ترتاح أبدا، وتتطلب تدفقا ثابتا من الطاقة للعمل.

وبحسب المصادر، كانت هذه المضخة "المتخفية" مسؤولة عن نصف استهلاك الأيض في المشابك العصبية في التجارب التي أجراها العلماء.

"تساعدنا هذه النتائج على فهم سبب تعرض الدماغ البشري لحالات انقطاع أو إضعاف إمدادات الطاقة، إذا كان لدينا طريقة آمنة لخفض استنزاف الطاقة، وبالتالي إبطاء عملية التمثيل الغذائي للدماغ، فقد يكون لذلك أكثرا كبيرا من ناحية التجارب السريرية المستقبلية".

ويقول الباحثون إن ذلك يحدث لأن هذه "المضخة" تميل إلى أن تكون "متسربة"، أي أنها تسهم بشكل مستمر الحويصلات المشبكية بتسريب البروتونات عبر مضخاتها بشكل دائم، حتى لو كانت مليئة بالفعل بالناقلات العصبية وحتى في حالة عدم نشاط الخلايا العصبية، أي حالة الخمول.

"نظرا للعدد الهائل من نقاط التشابك العصبي في الدماغ البشري ووجود المئات من الحويصلات في كل من هذه النهايات العصبية، فإن تكلفة عملية التمثيل الغذائي المخفية لبقاء المشابك العصبية بحالة الجاهزية المستمرة تأتي على حساب الطاقة، والتي من المحتمل أن تساهم بشكل كبير في زيادة متطلبات التمثيل الغذائي للدماغ ومضاعفته".

من نتائج الدراسة

ويؤكد العلماء على ضرورة إجراء المزيد من البحث لمعرفة كيفية تأثر الأنواع المختلفة من الخلايا العصبية بمثل هذه الأعباء الأيضية العالية لأنها قد لا تستجيب جميعها بنفس الطريقة.

0% ...

آخرالاخبار

هيئة بث الاحتلال عن مصادر: البحرية "الإسرائيلية" رفعت مستوى استعدادها تحسبا لأي تطور في البحر المتوسط


هيئة بث الاحتلال عن مصادر: سفن حربية تركية اقتربت من سفن للبحرية "الإسرائيلية" وحددت لها مسارات بحرية


السفير الإيراني فی بغداد يسلّم وزير الخارجية العراقي رسالة مكتوبة من نظيره الإيراني  


ترامب: على جميع الشركات الكندية التي تتعامل تجارياً مع أمريكا أن تنتقل إلى الولايات المتحدة الأمريكية فوراً


ترامب: أتعامل مع قيادات العديد من الدول لكنني أجد كندا هي الأسوأ لم يعد لهم الحق في ذلك!


ترامب: لا أريد سيارات كندية ولا قطع غيار كندية ولا أي شيء كندي لقد استغلونا لعقود وسيتوقف هذا


الرئيس الأمريكي دونالد ترامب: كندا من أسوأ الدول التي تستغل التعريفات الجمركية الأمريكية


مصادر لبنانية: قوات الاحتلال الإسرائيلي تنفذ تفجيراُ في بلدة المنصوري في قضاء صور جنوب لبنان


مصادر سورية: مدفعية العدو الإسرائيلي تقصف تل أحمر شرقي بريف القنيطرة بـ 3 قذائف


وعود الدولة تصطدم بنار الإحتلال في جنوب لبنان!


الأكثر مشاهدة

تصعيد إسرائيلي دموي في غزة يطال المدنيين والمرافق الصحية!


وعود الدولة تصطدم بنار الإحتلال في جنوب لبنان!


بحرية حرس الثورة الإسلامية: مضيق هرمز مغلق أمام جميع السفن التي تعتزم العبور من دون التنسيق مع إيران


بحرية حرس الثورة : تصريحات الأمريكيين بشأن بقاء مضيق هرمز مفتوحا كذبة تهدف إلى التحكم بأسعار النفط


بحرية حرس الثورة: نهجنا بشأن مضيق هرمز سيستمر حتى انتهاء أعمال أمريكا العدائية وتنفيذها لتعهداتها


قاليباف: رسالة قائد الثورة نبراس لجميع مسؤولي البلاد


أمين المجلس الأعلى للأمن القومي الإيراني: الوحدة الوطنية والتماسك الاجتماعي اليوم هما أحد أكثر المكونات الأساسية للاقتدار والأمن القومي


مصادر فلسطينية: قوات الاحتلال تقتحم مخيم قلنديا شمال القدس المحتلة


الرئيس بزشكيان: لولا وحدتنا وانسجامنا لكان العدو قد حقق نواياه البغيضة


آليات الاحتلال تطلق نيرانها تجاه المناطق الشرقية لمدينة غزة


قوات كبيرة من جيش الاحتلال تتجه نحو محيط مخيم قلنديا شمال القدس المحتلة