CALM/arwiki huggingface dataset:
تعاني المملكة العربية السعودية من ارتفاع معدَّل الأمراض الوراثية، مثل العمى الوراثي وأمراض الصمم الوراثي وأمراض التمثيل الغذائي. ومن المعروف أن الأمراض الوراثية هي كغيرها من الأمراض تشكِّل عبئاً ثقيلاً على مستوى الفرد ونظام الرعاية الصحية الوطني على السواء، إذ تُقدَّر التكلفة السنوية لعلاج الأمراض الوراثية في المملكة - حسب الموقع الإلكتروني للبرنامج السعودي للجينوم البشري - حوالي 30 مليار دولار. لذلك، كان لزاماً البحث عن حل جذري للكشف المبكر عنها، والحد من زيادتها، والسعي نحو مجتمع صحي وسليم.
تاريخ الجينوم السعودي.
انطلق المشروع الذي يُعدُّ واحداً من أفضل عشرة مشروعات في علم الجينوم حاليا عام 2013م، ودشَّن مختبره المركزي الأمير محمد بن سلمان في عام 2018م، ليكون واحدا من المشروعات الاستراتيجية الهادفة إلى الارتقاء بمستوى العيش والصحة العامة في المملكة، من خلال مواجهة مستجدات الأمراض الوراثية وتحديد الأساس الجيني لهذه الأمراض باستخدام أحدث التقنيات المعملية والحاسوبية، مما يساعد في استحداث طرق تشخيصية وعلاجية دقيقة وسريعة.
كانت المملكة قد سبقت هذا المشروع. بإنشاء برنامجين للوقاية الوراثية، وهما:
إضافة إلى ذلك، هناك عدد من المشروعات الأخرى، مثل مشروع الفحص الجزيئي للأمراض الوراثية في الأجنة قبل زراعتها في الرحم، ومشروع العلاج بالمورثات لبعض الأمراض الوراثية كالعمى، وبرنامج الكشف عن المسببات الوراثية لظاهرة التوحُّد، ومشروع دراسة العلاقة بين التركيبة الوراثية واختلاف التأثر بأنواع معينة من الأدوية عند مرضى الأوعية الدموية. ولذلك، فإن وجود قاعدة بيانات من الجينوم البشري السعودي تتيح مجالاً أوسع لفحص أمراض وراثية أخرى، الأمر الذي يسهم في التدخل العلاجي المبكر والوقاية منها.
وللتوصل إلى مثل هذه العلاجات الجينية كان لا بد من إنشاء قاعدة بيانات لشريحة كبيرة من سكان المملكة، ليتمكن من خلالها الباحثون من تحديد الأمراض الأكثر شيوعاً في المملكة ومواجهتها.
يُعدُّ تأسيس المختبر المركزي للجينوم البشري السعودي فتحاً طبياً جديداً ومرحلة مهمة
الجينوم البشري السعودي.
لكل شعب محتواه الوراثي الخاص به الذي يميزه عن بقية الشعوب. ويعود سبب هذا التنوُّع لاختلاف البيئات التي يعيشون فيها، وتنوُّع العادات والسلوكيات المجتمعية. ونظراً لأهمية هذه الاختلافات الوراثية بين الشعوب، بدأت مراكز الأبحاث العالمية بالتركيز على إيجاد علاجات وأدوية مخصصة فقط لشعوبها، وذلك باعتمادها على قواعد البيانات الوراثية الخاصة بكل شعب، التي قد لا تعمل بالكفاءة نفسها فيما لو تم استخدامها على الشعوب الأخرى. ومن هنا برزت أهمية قواعد البيانات الوراثية الوطنية.
والحال أن المجتمع السعودي يتصف بارتفاع معدلات زواج الأقارب. فقد جاء في مقالة كتبها الدكتور أحمد الفارس، من جامعة القصيم في "مجلة الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة السريرية السعودية" في العدد الأول عام 2019م، أن هذه النسبة تصل إلى %58. ونتيجة لهذا النوع من الزيجات، تكثر الإصابة بالأمراض الوراثية المتنحية النادرة، التي تنتج بسبب أن كِلا الوالدين حاملان للجين الطافر، مما يؤدي إلى توريثه للأبناء بصفة متنحية. وهذا يعني أن أفراداً من الأبناء قد يحملون نسختين من الجين الطافر، واحدة من الأب والأخرى من الأم، مما يسمح بظهور الأمراض الوراثية النادرة.
في أواخر تسعينيات القرن الماضي، بدأ الباحثون في مستشفى الملك فيصل التخصصي ومركز الأبحاث (KFSHRC) بإجراء دراسات واسعة استمرت لسنوات في البحث عن الأمراض الوراثية لدى السعوديين. ولاحظوا ارتفاع نسبة الأمراض المتنحية التي وصلت إلى %84، فيما وصلت نسبة الإصابات غير المتنحية إلى %15 مما يجعلها أقل انتشاراً نسبياً. وهذا ما دعا إلى التفكير في إنشاء قاعدة بيانات وراثية. وتبلورت هذه الجهود في النهاية في شكل برنامج الجينوم البشري السعودي (SHGP)، وهو مشروع وطني لدراسة الأساس الجيني للأمراض الوراثية في المملكة العربية السعودية.
من خلال هذا المشروع، يستطيع العلماء إحداث تطوير في ثلاثة مجالات:
حالياً، يخضع الأزواج في المملكة العربية السعودية لفحص الدم لتحديد ما إذا كانوا حاملين للأمراض الوراثية الشائعة. إلا أنه ومن خلال مشروع الجينوم البشري السعودي، سيكشف الفحص عن آلاف الأمراض، وليس فقط الشائعة منها. لذلك، ستشمل المرحلة المقبلة من مشروع الجينوم البشري السعودي اختبار ما قبل الزواج، لتمكين الأزواج من تحديد الجينات الحاملة للطفرات الجينية التي قد تؤثر على أطفالهم في المستقبل.
معملياً، لم يكن بالإمكان العمل على خرائط الجينوم في فترة وجيزة إلا بعد حدوث ثورة في التقنيات الحيوية المستخدمة في الهندسة الوراثية، وعلى رأسها ما يعرف بتقنية الجيل الجديد لتحديد التتابعات الوراثية التي مكنت الباحثين من اختصار الوقت من شهور إلى مجرد أيام، وقراءة أكثر من ثلاثة مليارات قاعدة نيتروجينية للجينوم الواحد. ويوفر مختبر الجينوم المركزي في مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية خدمات التسلسل الوراثي وخدمات تحليل المعلومات الوراثية المتعلقة بها، إذ إنه يحتوي على تقنيات قادرة على معاينة وقراءة الجينوم والشفرات الوراثية على مختلف المستويات، ومنها الآتي:
مستقبل العلوم الوراثية ودور العلماء السعوديين.
من خلال ما نُشر عن نتائج المرحلة الأولى من مشروع الجينوم البشري السعودي، تم تحديد أكثر من 1.7 مليون نيكلوتيدة متعدِّدة التشكل (SNP)، التي يمكن اعتبارها المكوِّن الأساسي للبصمة الوراثية للمجتمع السعودي. وهي نتيجة قراءة الجينوم لـ 48 مواطناً سعودياً من الأصحاء وقت مشاركتهم في المرحلة الأولية للمشروع.
تعمل هذه البصمة الوراثية على تمييز الفروقات الجينية للأفراد، وهي عبارة عن الاختلافات في موقع محدَّد على الجين يحتوي على نكليوتيدة قد تتغير من فرد إلى فرد في السلسلة الجينية، مما يؤدِّي إلى اختلاف القراءات في الموقع نفسه، وبالتالي تكوين سلاسل متغيرة تؤدِّي إلى اختلاف في أنواع البروتينات المصنعة داخل الخلية. قد يكون هذا التغير ممرضاً، ويؤثر على الوظائف الحيوية للخلايا. وقد يكون غير مضر لكنه موجود بطريقة طبيعية.
وفي مجال الأبحاث الطبية، ينفِّذ المركز الوطني للتقنية الحيوية بمدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية عدداً من المشروعات الحيوية في مجالات أبحاث المناعة والعلاج المناعي وأبحاث السرطان والخلايا الجذعية. وحرصاً على نقل وتوطين أحدث التقنيات فقد تم بناء شراكات متكافئة مع عدد من المراكز البحثية العالمية المتميزة، يُستفاد منها في المجال الطبي والتشخيصي لكثير من الأمراض الشائعة في المجتمع، مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسكري والسرطان. ويتجاوز المشروع أهدافه العلمية والطبية إلى توفير المعلومات الجينية للمجتمع الطبي للاستفادة منها في تكييف العلاج ليناسب المريض في ما يسمى بالعلاج الشخصي.
الأراضي الأوروبية المُطوقة في شمال أفريقيا (أو بعبارة أدق: أراضي شبه مُطوقة) هي مُدن وتحصينات ومحطات تجارية كانت تقع على طول ساحل البحر المتوسط والساحل الأطلسي في منطقة شمال غرب أفريقيا (تُعرف أيضًا بالمغرب العربي)، وكانت تابعة لعدة دول أوروبية في الوقت الذي عجزت فيه عن غزو المدن الداخلية عسكريًا (أي قبل احتلال فرنسا للجزائر في عام 1830). ومن أقدم تلك المدن هي تلك التي أسستها جمهوريات البحرية الإيطالية في القرن الحادي عشر. كانت إسبانيا والبرتغال القوى الأوروبية الرئيسية المشاركة في استعمار سواحل شمال أفريقيا، فضلًا عن فرنسا وبريطانيا التي شاركت في ذلك لفترة وجيزة. أُخليت معظم تلك المدن بحلول نهاية القرن الثامن عشر، وفي الوقت الحاضر لم يتبقى أي أثر من تلك الحقبة سوى بضعة أراضي إسبانية: سبتة، ومليلية، وبلاثاس دي سوبيرانا.
المستعمرات الإيطالية والصقلية.
انبثقت عدة مستعمرات تجارية صغيرة في شمال أفريقيا قرابة عام 1000 تابعة لدوقية أمالفي وجمهورية بيزا. وفي عام 1133 عقدت بيزا معاهدة تجارية مع الدولة المرابطية في المغرب كما فعلت جنوا بعدها بخمسة أعوام. ومع ضعف سيطرة المرابطين على المنطقة، اشتدت سطوة الجمهوريات البحرية حتى حاولت بيزا أن تستولي على جزر البليار في عام 1114. وفي عام 1134، أي بعد عام من توقيع جنوا اتفاقية تجارية مع مدينة بجاية، هاجمت جنوا بجاية قبل أن ترسل أسطولًا بحريًا للاستيلاء على عنابة مع بيزا في عام 1136. وغزت بيزا وحدها طبرقة في عام 1140. كانت تلك الحملات الإيطالية تهدف في المقام الأول إلى السيطرة على حركة تجارة الشعب المرجانية. عُثر على عدة سجلات تُفيد بأن الجزء الساحلي من مدينة القالة الحالية كانت تحت سيطرة جمهورية بيزا ولاحقًا جمهورية جنوا.
أدى مجيء النورمان إلى إيطاليا إلى غزو صقلية وتنصيرها في عام 1091. وسع روجر الثاني الصقلي مملكته لتشمل جربة في عام 1135. وتبع ذلك استيلاء النورمان على عدة مدن تونسية ساحلية، ما مهد إلى إنشاء ما يُعرف بمملكة أفريقيا النورمانية التي لم تدم طويلًا.
انتهت سيطرة النورمان على ساحل شمال أفريقيا عقب إخلاء المهدية في عام 1160. وفي عام 1284 غزا فريدريك الثالث، حاكم صقلية الأراغوني الجديد، مدينة الجربة مجددًا واحتفظ بها حتى عام 1333. استولى مانفريدي كيارامونتي على تلك المدينة لصالح صقلية وأصبح سيدها، واستولى كذلك على جزر قرقنة. هجرت الحامية الصقلية تلك الجزر في عام 1392، أي بعد عام من وفاة كيارامونتي.
لم يتبقى من المستعمرات الإيطالية بعد ذلك سوى مستعمرات جنوا مثل جيجل في الجزائر وطبرقة في تونس التي احتلتها إيطاليا في الفترة 1540–1742.
يعود تاريخ الاستعمار البرتغالي في شمال أفريقيا إلى عهد الملك جواو الأول الذي قاد حملة غزو سبتة في عام 1415، واستمر حتى رحيل البرتغاليين من الجديدة في المغرب عام 1769. عُرفت تلك الأراضي البرتغالية المطوقة على الساحل المُطل على المحيط الأطلسي بـ«الغرب البربري» أو «الغرب في الجهة المقابلة».
كان البابا مارتن الخامس يرى أن الاستيلاء على سبتة جزء من الحملة الصليبية البرتغالية. ورغم ذلك لم تثمر تلك المدينة عن أي منفعة اقتصادية للبرتغال، إذ أن حركة التجارة انتقلت إلى مدن أخرى في ذات المنطقة. ولذلك حاول الملك دوارتي الأول أن يستولي على طنجة في عام 1437، لكنه لم ينجح في ذلك. لم تتمكن البرتغال من توسعة رقعتها حتى عهد ألفونسو الخامس الذي تمكن من غزو القصر الصغير في عام 1458، وأصيلة في عام 1471. تمكن ألفونسو كذلك من غزو طنجة لكنه لم ينجح في السيطرة عليها. اشتهر ألفونسو في البرتغال بلقب «الأفريقي» اعترافًا بفتوحاته، وأصبح أول حاكم برتغالي يحمل لقب «ملك البرتغال والغرب وما وراء البحار في أفريقيا». وفي عام 1486 غزا خليفته جواو الثاني مدينة الجديدة (مازيغن) وحصنها في ذات الوقت الذي واصل فيه البرتغاليون زحفهم جنوبًا نحو غينيا. وبعدها بعامين قبل جواو استسلام حاكم مدينة آسفي.
معاهدة إنشاء منطقة خالية من الأسلحة النووية في أفريقيا تعرف كذلك بإسم معاهدة بليندابا (سميت على اسم مركز الأبحاث النووية الرئيسي في جنوب إفريقيا، والذي يديره شركة الطاقة النووية في جنوب إفريقيا، وكان الموقع الذي تم فيه تطوير القنابل الذرية لجنوب إفريقيا في السبعينيات)، أنشئت منطقة خالية من الأسلحة النووية في إفريقيا. تم التوقيع على المعاهدة في عام 1996 ودخلت حيز التنفيذ مع التصديق الثامن والعشرين في 15 يوليو 2009.
أكسيد النيتريك (أول أكسيد النيتروجين) هو جزيء ومركب كيميائي له الصيغة الكيميائية N O. في الثدييات بما في ذلك الانسان، أكسيد النيتريك هو تأشير الخلية يشارك في العديد من العمليات الفسيولوجية والمرضية. وهو موسع وعائي قوي بعمر نصفي لبضع ثوان في الدم. الأدوية القياسية مثل النتروجليسرين ونتريت الأميل هي سلائف لأكسيد النيتريك. ترجع المستويات المنخفضة من إنتاج أكسيد النيتريك عادةً إلى التلف الإقفاري في الكبد.
نتيجة لأهميته في علم الأعصاب ، وعلم وظائف الأعضاء ، وعلم المناعة ، فقد تم إعلان أكسيد النيتريك " جزيء العام " في عام 1992. أدى البحث في وظيفته إل حصوله على جائزة نوبل عام 1998 لتوضيح دور مركب أكسيد النيتريك كجزيء إشارات القلب والأوعية الدموية.
مصادر أكسيد النيتريك.
التخليق الحيوي لأكسيد النيتريك.
تحفز العوامل الناتجة عن الصفائح الدموية ، وإجهاد القص ، والأستيل كولين ، والسيتوكينات إنتاج أكسيد النيتروجين بواسطة سينثيز أكسيد النيتريك البطاني (eNOS). أنوش يجمع NO من محطة غوانيدين -nitrogen من L-أرجينين والأكسجين وعوائد سيترولين كمنتج ثانوي. NO الإنتاج أنوش يعتمد على الكالسيوم - كالمودولين والعوامل المساعدة الأخرى.
تصنع تركيبات أكسيد النيتريك (NOSs) أكسيد النيتريك الجذور الحرة المستقر (NO). تُعرف ثلاثة أشكال إسوية بإنزيم NOS: البطانية (eNOS) ، والخلايا العصبية (nNOS) ، والمحفزة (iNOS) - لكل منها وظائف منفصلة. يعتمد الإنزيم العصبي (NOS-1) والشكل الإسوي البطاني (NOS-3) على الكالسيوم وينتجان مستويات منخفضة من هذا الغاز كجزيء إشارات الخلية. الشكل الإسوي المحرض (NOS-2) مستقل عن الكالسيوم وينتج كميات كبيرة من الغازات التي يمكن أن تكون سامة وخطيرة للخلايا.
يؤكسد NOS مجموعة الجوانيدين من L-arginine في عملية تستهلك خمسة إلكترونات وينتج عنها تكوين NO مع تكوين L- سيترولين المتكافئ. تتضمن العملية أكسدة NADPH وتقليل الأكسجين الجزيئي. يحدث التحول في موقع تحفيزي مجاور لموقع ارتباط محدد لـ L-arginine. NO هو منظم مهم ووسيط للعديد من العمليات في أجهزة الجسم مثل الجهاز العصبي والجهاز المناعي والقلب والأوعية الدموية. وتشمل هذه استرخاء العضلات الملساء الوعائية، مما يؤدي إلى توسع الأوعية الشريانية وزيادة تدفق الدم. NO هو أيضًا ناقل عصبي وقد ارتبط بالنشاط العصبي والوظائف المختلفة مثل تعلم التجنب. لا يتوسط أيضًا جزئيًا السمية الخلوية الضامة ضد الميكروبات والخلايا السرطانية. إلى جانب التوسط في الوظائف الطبيعية، فإن أكسيد النيتروجين متورط في حالات فسيولوجية مرضية متنوعة مثل الصدمة الإنتانية وارتفاع ضغط الدم والسكتة الدماغية والأمراض التنكسية العصبية.
تشكل مصادر NO الخارجية طريقة قوية لتكملة NO عندما لا يستطيع الجسم توليد ما يكفي للوظائف البيولوجية العادية. يمكن لبعض المركبات الذاتية أن تعمل كمتبرعات لا أو تثير تفاعلات شبيهة بـ NO "في الجسم الحي" . يعمل النتروجليسرين والنتريت الأميل كموسعات للأوعية لأنها تتحول إلى أكسيد النيتريك في الجسم. يحتوي عقار مينوكسيديل الخافض لضغط الدم الموسع للأوعية على عدم وجود شظايا وقد يكون بمثابة ناهض لا. وبالمثل، فإن سترات السيلدينافيل ، المعروفة شعبياً بالاسم التجاري "الفياجرا" ، تحفز الانتصاب في المقام الأول عن طريق تعزيز الإشارات عبر مسار أكسيد النيتريك. الأمثلة البارزة هي S-nitrosothiols ، نترات عضوية معينة، معقدات معدنية نيتروزيلية، معقدات حديد نيتروزيل ( DNIC ) ، وحتى أنونات النتريت (NO 2 - ) تحت ظروف نقص الأكسجة
يقلل تناول الملح العالي من إنتاج NO في المرضى الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم الأساسي، على الرغم من أن التوافر البيولوجي لا يزال غير منظم.
أخرى، بما في ذلك الغذائية.
تعتبر النترات الغذائية أيضًا مصدرًا مهمًا لأكسيد النيتريك في الثدييات. تحتوي الخضار الورقية الخضراء مثل الخس والفجل وبعض الخضروات الجذرية (مثل الشمندر) على تركيزات عالية من النترات . عندما يؤكل واستيعابهم في مجرى الدم، وتتركز النترات في اللعاب (حوالي 10 أضعاف)، واقتصر على النتريت على سطح اللسان من قبل بيوفيلم من المتعايشة البكتيريا اللاهوائية. يتم ابتلاع هذا النتريت ويتفاعل مع الأحماض والمواد المختزلة في المعدة (مثل الأسكوربات) لإنتاج تركيزات عالية من أكسيد النيتريك. يُعتقد أن الغرض من هذه الآلية لخلق NO هو تعقيم الطعام المبتلع (لمنع التسمم الغذائي) والحفاظ على تدفق الدم في الغشاء المخاطي في المعدة.
يرفع مسار أكسيد النترات - النتريت - النيتريك أكسيد النيتريك من خلال التخفيض المتسلسل للنترات الغذائية المشتقة من الأطعمة النباتية. ثبت أن الخضروات الغنية بالنترات، ولا سيما الخضار الورقية، مثل السبانخ والجرجير، والشمندر ، تزيد من مستويات أكسيد النيتريك الواقية للقلب مع انخفاض مماثل في ضغط الدم لدى الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم . لكي يولد الجسم أكسيد النيتريك من خلال مسار أكسيد النترات - النتريت - النيتريك، فإن اختزال النترات إلى نتريت (عن طريق اختزال النترات ، وهو إنزيم بكتيري) يحدث في الفم، عن طريق البكتيريا المتعايشة، وهي خطوة إلزامية وضرورية. رصد حالة أكسيد النيتريك عن طريق اختبار اللعاب يكشف عن التحويل الحيوي للنترات المشتقة من النبات إلى أكسيد النيتريك. يشير ارتفاع مستويات اللعاب إلى الأنظمة الغذائية الغنية بالخضروات الورقية والتي غالبًا ما تكون وفيرة في الأنظمة الغذائية المضادة لارتفاع ضغط الدم مثل نظام DASH الغذائي .
يُعتقد أن آلية ذات صلة تحمي الجلد من الالتهابات الفطرية، حيث يتم تقليل النترات الموجودة في العرق إلى نتريت بواسطة الكائنات المتعايشة في الجلد ثم إلى أكسيد النيتروجين على سطح الجلد الحمضي قليلاً. بطريقة بديلة، يمكن تحلل أنيون النتريت على الجلد المعرض للشمس لتحرر جذور أكسيد النيتريك بواسطة UVA في ضوء الشمس. قد تؤدي هذه الآلية إلى إحداث تغييرات كبيرة في الدورة الدموية الجهازية لدى البشر ويمكن استغلالها لأغراض علاجية.
ينتج التنفس الأنفي أيضًا أكسيد النيتريك داخل الجسم.
يتم إنتاج أكسيد النيتريك عن طريق البلعمات ( الخلايا الوحيدة ، الضامة ، والعدلات ) كجزء من الاستجابة المناعية للإنسان. يتم تسليح الخلايا البلعمية بمركب أكسيد النيتريك المحرض (iNOS) ، والذي يتم تنشيطه بواسطة interferon-gamma (IFN-) كإشارة واحدة أو عن طريق عامل نخر الورم (TNF) جنبًا إلى جنب مع إشارة ثانية. من ناحية أخرى، يوفر تحويل عامل النمو بيتا (TGF-β) إشارة مثبطة قوية لـ iNOS ، بينما يوفر إنترلوكين -4 (IL-4) و IL-10 إشارات مثبطة ضعيفة. وبهذه الطريقة، قد ينظم الجهاز المناعي ترسانة البالعات التي تلعب دورًا في الالتهاب والاستجابات المناعية. يُفرز أكسيد النيتريك كجذور حرة في الاستجابة المناعية وهو سام للبكتيريا والطفيليات داخل الخلايا، بما في ذلك "الليشمانيا" والملاريا . آلية ذلك تلف الحمض النووي وتحلل مراكز كبريت الحديد إلى أيونات الحديد ومركبات نيتروزيل الحديد .
يمكن أن يولد المسار المحرض (iNOS) لتخليق أكسيد النيتروجين في الخلايا البلعمية كميات كبيرة من أكسيد النيتروجين الذي يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج ويقتل الخلايا الأخرى. تشير الدراسات في المختبر إلى أن توليد أكسيد النيتروجين المعتمد على البلعمة بتركيزات أكبر من 400-500 نانومتر يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج في الخلايا القريبة وأن هذا التأثير قد يعمل بطريقة مشابهة للوسطاء المتخصصين المؤيدين للحل لتثبيط وعكس الاستجابات الالتهابية عن طريق تحييد ثم تسريع إزالة الخلايا المسببة للالتهابات من الأنسجة الملتهبة. ومع ذلك، فإن دور · N O في التهاب معقد مع الدراسات نموذج تنطوي عدوى فيروسية مما يوحي بأن هذا الوسيط الغازي يمكن أيضا أن تعزز الالتهابات.
استجابة لذلك، طورت العديد من مسببات الأمراض البكتيرية آليات لمقاومة أكسيد النيتريك. نظرًا لأن أكسيد النيتريك قد يعمل "كمقياس" للالتهاب (مقياس للالتهاب) في حالات مثل الربو ، فقد زاد الاهتمام باستخدام أكسيد النيتريك الزفير كاختبار للتنفس في أمراض التهاب مجرى الهواء . ارتبطت المستويات المنخفضة من أكسيد النيتروجين في الزفير بالتعرض لتلوث الهواء لدى راكبي الدراجات والمدخنين، ولكن بشكل عام، ترتبط زيادة مستويات أكسيد النيتريك الزفير بالتعرض لتلوث الهواء.
التأثيرات الجزيئية لأكسيد النيتروجين على الأنظمة البيولوجية.
في الخلايا، هناك فئتان عريضتان من تفاعلات أكسيد النيتريك تتضمن نيتروز الثيول والنتروزيل لبعض الإنزيمات المعدنية .
نيتروز الثيول.
تتضمن النيترة S التحويل (القابل للانعكاس) لمجموعات الثيول ، بما في ذلك بقايا السيستين في البروتينات، لتكوين S-nitrosothiols (RSNOs). S- النيترة هي آلية للتنظيم الديناميكي بعد متعدية لمعظم أو كل الفئات الرئيسية من البروتين.
نيتروزيل المراكز المعدنية، وخاصة الحديد.
أكسيد النيتريك إلى أيون معدني انتقالي مثل الحديد أو النحاس، مكونًا معقدات نيتروزيل المعدنية . تتضمن الحالات النموذجية ارتباط النيتروز ببروتينات الهيم مثل السيتوكرومات، مما يؤدي إلى تعطيل النشاط الأنزيمي الطبيعي للإنزيم. الحديدوز nitrosylated الحديد مستقر بشكل خاص. الهيموغلوبين هو مثال بارز لبروتين الهيم الذي يمكن تعديله بواسطة NO عن طريق الهجوم المباشر بواسطة NO ، وبشكل مستقل، عن طريق هجوم S-nitrosothiols ، بما في ذلك نقل NO من S إلى Fe.
يتم إلغاء تنشيط البروتينات المحتوية على الحديد ribonucleotide reductase و aconitase بواسطة NO. تم إثبات فعالية NO لتنشيط NF-B في الخلايا أحادية النواة في الدم المحيطي، وهو عامل نسخ في التعبير الجيني لـ iNOS استجابةً للالتهاب.
جوانيلات سيكليس.
على الرغم من أن لا يؤثر على العديد من البروتينات المعدنية، إلا أنه يفعل ذلك عن طريق تعطيلها.
يعد Guanylate cyclase مكونًا رئيسيًا لخصائص استرخاء العضلات الملساء الشهيرة لـ NO. إنه إنزيم يحتوي على الهيم يعمل عليه NO ، والذي يرتبط بالهيم. ينشط Cyclic-GMP بروتين كيناز G ، الذي يتسبب في إعادة امتصاص Ca 2+ وفتح قنوات البوتاسيوم المنشط بالكالسيوم. يضمن الانخفاض في تركيز Ca 2+ أن سلسلة كيناز الميوسين الخفيفة (MLCK) لم تعد قادرة على فسفرة جزيء الميوسين، وبالتالي إيقاف دورة الجسر المتقاطع ويؤدي إلى استرخاء خلية العضلات الملساء.
عضلات ملساء.
توسع الأوعية.
أكسيد النيتريك يوسع الأوعية الدموية ويرفع تدفق الدم ويخفض ضغط الدم. على العكس من ذلك، فهو يساعد على حماية الأنسجة من التلف بسبب انخفاض تدفق الدم أيضا، وهو ناقل عصبي ، يعمل أكسيد النيتريك في الخلايا العصبية النيتروجينية النشطة على العضلات الملساء ، وفيرة في الجهاز الهضمي وأنسجة الانتصاب . يعمل السيلدينافيل (الفياجرا) على تثبيط إنزيم فوسفوديستراز PDE5 ، مما يزيد من تركيز cGMP عن طريق تثبيط التحويل إلى GMP .
يساهم أكسيد النيتريك (NO) في استتباب الأوعية الدموية عن طريق تثبيط تقلص العضلات الملساء الوعائية ونموها، وتراكم الصفائح الدموية، والتصاق الكريات البيض بالبطانة. غالبًا ما يظهر الأشخاص المصابون بتصلب الشرايين أو السكري أو ارتفاع ضغط الدم ضعفًا في مسارات NO.
أكسيد النيتريك (NO) هو وسيط لتوسع الأوعية الدموية في الأوعية الدموية. وهو ناتج عن عدة عوامل، وبمجرد تصنيعه بواسطة eNOS فإنه يؤدي إلى فسفرة العديد من البروتينات التي تسبب استرخاء العضلات الملساء. تلعب إجراءات توسيع الأوعية الدموية لأكسيد النيتريك دورًا رئيسيًا في التحكم الكلوي في توازن السوائل خارج الخلية وهي ضرورية لتنظيم تدفق الدم وضغط الدم. لا يلعب أيضًا دورًا في انتصاب القضيب والبظر .
آثار القلب.
يعمل أكسيد النيتريك أيضًا على عضلة القلب لتقليل الانقباض ومعدل ضربات القلب . لا يساهم في تنظيم انقباض القلب. تشير الدلائل الناشئة إلى أن مرض الشريان التاجي (CAD) مرتبط بعيوب في توليد أو عمل أكسيد النيتروجين ارتبط انخفاض مستويات أكسيد النيتروجين في الزفير بالتعرض لتلوث الهواء المرتبط بالمرور.
التأثيرات على النباتات.
في النباتات، يمكن إنتاج أكسيد النيتريك بأي من الطرق الأربعة: (1) سينثاس أكسيد النيتريك المعتمد على إل-أرجينين، (على الرغم من مناقشة وجود متماثلات NOS الحيوانية في النباتات) ، (2) اختزال النترات المرتبط بغشاء البلازما، (3) سلسلة نقل الإلكترون بالميتوكوندريا، أو (4) التفاعلات غير الأنزيمية. إنه جزيء إشارات، يعمل بشكل أساسي ضد الإجهاد التأكسدي ويلعب أيضًا دورًا في تفاعلات مسببات الأمراض النباتية. ثبت أن معالجة الزهور المقطوفة والنباتات الأخرى بأكسيد النيتريك يطيل الوقت قبل الذبول.
في النباتات، ينظم NO أيضًا بعض تفاعلات مسببات الأمراض النباتية ، وتعزيز استجابة النبات شديدة الحساسية، والتعايش (على سبيل المثال، مع الكائنات الحية في العقيدات الجذرية المثبتة للنيتروجين ) ، وتطوير الجذور الجانبية والعرضية وشعر الجذور ، والتحكم في فتحة الفم . من المعروف أن أكسيد النيتريك ينتج عن طريق العضيات الخلوية ، بما في ذلك الميتوكوندريا ، والبيروكسيسومات ، والبلاستيدات الخضراء . يلعب دورًا في استجابات أنواع الأكسجين المضادة للأكسدة والتفاعلية.
يتم التوسط في استشعار أكسيد النيتريك في النباتات بقاعدة N-end لتحلل البروتينات وتتحكم في استجابات الإجهاد اللاأحيائي مثل نقص الأكسجة الناجم عن الفيضانات، إجهاد الملح والجفاف.
تم العثور على تفاعلات أكسيد النيتريك ضمن مسارات إشارات الهرمونات النباتية مثل الأكسين ، الإيثيلين ، حمض الأبسيسيك والسيتوكينين .
يمكن أن يدخل أكسيد النيتريك في الغلاف الجوي إلى ثغور معظم أنواع الأوعية الدموية ، ويمكن أن يكون له تأثيرات تتراوح من تشوه الأوراق، إلى توقف النمو ، إلى النخر .
التأثيرات في الحشرات.
تستغل الحشرات الماصة للدم توسع الأوعية الذي يسببه NO لضمان وجبة الدم. تشمل هذه الحشرات "Cimex lectularius" ( بق الفراش ) و "Rhodnius proxlixus" ( حشرة التقبيل ). تقوم هذه الحشرات بإيصال NO من الناقل النيتروفورين الموجود في لعابها.
التأثيرات في البكتيريا.
بينما يُعرف عادةً أن أكسيد النيتريك يوقف نمو البكتيريا كجزء من الاستجابة المناعية، في حالة واحدة لا يحمي أكسيد النيتريك البكتيريا. يمكن لبكتيريا Deinococcus radiodurans أن تتحمل المستويات القصوى من النشاط الإشعاعي والضغوط الأخرى. في عام 2009 ، تم الإبلاغ عن أن أكسيد النيتريك يلعب دورًا مهمًا في تعافي هذه البكتيريا من التعرض للإشعاع: الغاز ضروري للانقسام والتكاثر بعد إصلاح تلف الحمض النووي. تم وصف الجين الذي يزيد إنتاج أكسيد النيتريك بعد الأشعة فوق البنفسجية، وفي غياب هذا الجين، كانت البكتيريا لا تزال قادرة على إصلاح تلف الحمض النووي، لكنها لن تنمو.
يشار إلى أكسيد النيتريك في الاتحاد الأوروبي جنبًا إلى جنب مع دعم التهوية والمواد الفعالة المناسبة الأخرى:
في الولايات المتحدة، يُشار إلى تحسين الأوكسجين وتقليل الحاجة إلى أكسجة الغشاء خارج الجسم عند حديثي الولادة على المدى القريب والقريب (&gt; 34 أسبوعًا من الحمل) المصابين بفشل تنفسي نقص التأكسج المرتبط بالدليل السريري أو تخطيط صدى القلب على ارتفاع ضغط الدم الرئوي بالتزامن مع دعم التنفس الصناعي وعوامل أخرى مناسبة.
تشمل الآثار الجانبية الأكثر شيوعًا قلة الصفيحات (انخفاض عدد الصفائح الدموية) ، ونقص بوتاسيوم الدم (انخفاض مستويات البوتاسيوم في الدم) ، وانخفاض ضغط الدم (انخفاض ضغط الدم) ، وانخماص الرئة (انهيار الرئة بالكامل أو جزء منها) ، وفرط بيليروبين الدم (ارتفاع مستويات الدم) البيليروبين).
تمت الموافقة على أكسيد النيتريك للاستخدام الطبي في الولايات المتحدة في ديسمبر 1999 وللاستخدام الطبي في الاتحاد الأوروبي في عام 2001.
هناك بعض الشكاوى المرتبطة باستخدام أكسيد النيتريك في المرضى حديثي الولادة. يشمل بعضها أخطاء الجرعة المرتبطة بنظام التوصيل، والصداع المرتبط بالتعرض البيئي لأكسيد النيتريك في طاقم المستشفى، وانخفاض ضغط الدم المرتبط بالانسحاب الحاد للدواء، ونقص الأكسجة المرتبط بسحب الدواء الحاد، والوذمة الرئوية في المرضى الذين يعانون من متلازمة كريست. .
يُمنع استنشاق أكسيد النيتريك في علاج الولدان المعروف أنه يعتمد على تحويل الدم من اليمين إلى اليسار. هذا لأن أكسيد النيتريك يقلل من مقاومة الدورة الدموية الرئوية عن طريق توسيع الأوعية الدموية الرئوية. تؤدي زيادة العائد الرئوي إلى زيادة الضغط في الأذين الأيسر، مما يتسبب في إغلاق الثقبة البيضوية وتقليل تدفق الدم عبر القناة الشريانية. يمكن أن يؤدي إغلاق هذه التحويلات إلى قتل الولدان الذين يعانون من تشوهات في القلب تعتمد على تحويل الدم من اليمين إلى اليسار.
الجرعة والقوة.
في الولايات المتحدة، أكسيد النيتريك هو غاز متوفر بتركيزات فقط 100 جزء في المليون و 800 جزء في المليون. ستلاحظ الجرعة الزائدة مع أكسيد النيتريك المستنشق من خلال الارتفاعات في الميثيموغلوبين والسمية الرئوية المرتبطة بـ NO الملهم. قد يتسبب NO المرتفع في إصابة الرئة الحادة. [بحاجة لمصدر]
مرض الكبد الدهني.
يرتبط إنتاج أكسيد النيتريك بمرض الكبد الدهني غير الكحولي (NAFLD) وهو ضروري لعملية التمثيل الغذائي للدهون الكبدية تحت الجوع.
عدوى الرئة.
أكسيد النيتريك هو تدخل علاجي محتمل في التهابات الرئة الحادة والمزمنة.
أكسيد النيتريك مركب ينتج عن العديد من خلايا الجسم. يريح العضلات الملساء الوعائية عن طريق الارتباط بشق الهيم من محلقة الجوانيلات السيتوسوليك، مما يؤدي إلى توسع الأوعية. عند استنشاقه، يوسع أكسيد النيتريك الأوعية الدموية الرئوية، وبسبب الكسح الفعال بواسطة الهيموجلوبين، يكون له تأثير ضئيل على الأوعية الدموية للجسم بأكمله.
يبدو أن استنشاق أكسيد النيتريك يزيد الضغط الجزئي للأكسجين الشرياني (P a O 2 ) عن طريق توسيع الأوعية الرئوية في مناطق أفضل تهوية من الرئة، وتحريك تدفق الدم الرئوي بعيدًا عن أجزاء الرئة ذات معدلات التهوية / التروية المنخفضة (V / Q) نحو الأجزاء ذات النسب العادية أو الأفضل.