:: wikimiki.org ::
| מערכת החיסון |
מערכת החיסון
מערכת החיסון - הקדמה כללית
מערכת החיסון מהווה מכלול מורכב של איברים, תאים ומולקולות, אשר התפתחו במהלך האבולוציה של בעלי-החוליות במטרה להגן על גופם מפני פלישה של מיקרואורגניזמים פתוגניים, כגון
חיידקים, נגיפים, פטריות וטפילים שונים, וכן מפני
התפתחות סרטן. בין מרכיביה השונים של מערכת החיסון קיימים יחסי גומלין ענפים, המאפשרים להם לפעול באופן מסונכרן ומתואם כנגד פולשים זרים מהם נשקפת סכנה לגוף.
חומר זר או פתוגן המסוגל לעורר את מערכת החיסון, מכונה: אימונוגן. חשיפה של מערכת החיסון לאימונוגן עשוייה לגרום לסוגים שונים של תגובה חיסונית, בהתאם למאפייניו הביוכימיים של האימונוגן, אופן חדירתו לגוף וכמותו.
התגובה החיסונית נחלקת אפוא לשני שלבים עיקריים, הקשורים זה בזה קשר הדוק: שלב הכרה ושלב תגובה. ראשיתה של התגובה החיסונית בהכרה, אשר משמעותה זיהוי הפתוגן על-ידי מערכת החיסון. מערכת החיסון מסוגלת לזהות באופן ספציפי ומדוייק מגוון עצום, למעשה כמעט אינסופי, של פתגונים שונים, והיא מצטיינת בכושר הבחנה דק להבדלים מזעריים בין פתוגן אחד למשנהו.
לאחר שמערכת החיסון מזהה גורם זר כגון מיקרואורגניזם או פתוגן אחר, היא מפעילה כנגדו תגובה חיסונית תוך גיוס מגוון רחב של תאים ומולקולות, הפועלים יחד במטרה לנטרל את הפולש הזר או לסלקו. תגובה חיסונית זו שבאמצעותה מערכת החיסון מנטרלת או מסלקת את הפתוגן מכונה "תגובה אפקטורית" Effector Response. מערכת החיסון עושה שימוש במנגנונים אפקטוריים רבים ומגוונים, אשר כל אחד מהם מותאם לטיפול בסוג אחר של פתוגן.
מערכת החיסון מסוגלת להבחין בין "עצמי" ל-"זר", כלומר בין מולקולות ותאים השייכים לגוף עצמו לבין מולקולות ותאים ממקור זר, באופן אשר מבטיח כי התגובה החיסונית תופעל אך ורק כנגד גורמים שהינם זרים לגוף. הבחנה זו בין "עצמי" ל-"זר" מכונה סבילות חיסונית Immunotolerance, והיא מהווה מנגנון חיוני שתפקידו למנוע גרימת נזק עצמי לגוף. כאשר קיים פגם או ליקוי במנגנון הסבילות החיסונית עלולות להתפתח מחלות אוטואימוניות, בהן מערכת החיסון תוקפת מרכיבים עצמיים של הגוף.
אחד המאפיינים הבולטים והחשובים של מערכת החיסון, לצד יכולתה לזהות במדוייק מספר עצום של פתוגנים, הוא הזכרון החיסוני. חשיפה של מערכת החיסון לגורם זר או לפתוגן עימו היא התמודדה בעבר, מעוררת תגובת זכרון Memory Response, המתאפיינת במהירות גבוהה יותר ובעוצמה חזקה יותר. תגובת הזכרון מאפשרת למערכת החיסון לפעול ביתר נמרצות כנגד הפתוגן, לסלקו ביעילות ולמנוע התפתחות מחלה.
חיסון מולד וחיסון נרכש
מערכת החיסון נחלקת לשתי מערכות משנה: מערכת החיסון המולדת, המכונה גם: חיסון מולד או: חסינות מולדת Innate Immunity, ומערכת החיסון הנרכשת, המכונה גם: חיסון נרכש או: חסינות נרכשת Acquired Immunity ,Adaptive Immunity. שתי המערכות שונות זו מזו במהותן, אך הן שלובות זו בזו ופועלות בשיתוף פעולה ובתיאום. כל אחת משתי המערכות מפעילה מנגנונים שונים אשר מעוררים, מגבירים ומייעלים את התגובה של המערכת השנייה; יתרה מכך, שתי המערכות תלויות זו בזו: רכיבים שונים של מערכת החיסון המולדת נחוצים לצורך תפקודה היעיל של מערכת החיסון הנרכשת, ולהיפך. שילוביות זו בין שתי המערכות מאפשרת הגנה מיטבית לגוף מפני פתוגנים.
ניתן לומר כי מערכת החיסון המולדת מהווה את קו ההגנה הראשון של הגוף מפני פתוגנים, מרגע החשיפה לפתוגן ועד שמערכת החיסון הנרכשת נכנסת לפעולה. מנגנוני ההגנה הבלתי-ספציפיים של המערכת המולדת מצליחים, בדרך כלל, לסלק בכוחות עצמם את המיקרואורגניזמים והפולשים הזרים האחרים. מנגנוני החיסון הנרכש נחוצים לייעול התגובה החיסונית, בפרט כאשר מנגנוני ההגנה המולדים אינם אפקטיביים או כאשר פתוגנים מצליחים לחמוק מהם, וכן לצורך יצירת זיכרון חיסוני.
מערכת החיסון המולדת
מערכת החיסון המולדת קיימת באורגניזם החל מן הלידה, ולמעשה אף לפני הלידה, במהלך ההתפתחות העוברית. ככלל, מערכת זו מתאפיינת בכך שרכיביה השונים פועלים באופן בלתי-ספציפי, כלומר כל תא או מולקולה השייכים אליה פועלים כנגד מגוון רחב של פתוגנים, רק על בסיס ההבחנה בין "עצמי" ל-"זר". כמו כן, מערכת החיסון המולדת הינה חסרת זיכרון.
מערכת החיסון המולדת כוללת ארבעה מנגנוני הגנה עיקריים:
# מחסומים אנטומיים ופיזיולוגיים המונעים או מעכבים את כניסת הפתוגנים לגוף והתרבותם בתוכו. מחסומים אלה כוללים, בין היתר, את העור והרקמות הריריות שבדרכי הנשימה, מערכת העיכול, אברי המין והעיניים; טמפרטורת הגוף; רמת החומציות הגבוהה בקיבה ובעור (תנאי pH נמוך).
# גורמים ביוכימיים מסיסים, כגון:
#
- ליזוזים - אנזים הידרוליטי המבקע את שכבת הפפטידוגליקאן Peptidoglycan בדופן התא של חיידקים.
#
- אינטרפרונים - חלבונים ממשפחת הציטוקינים המיוצרים ומופרשים על-ידי תאים שהודבקו בנגיף, נקלטים על-ידי תאים בריאים הנמצאים בקרבתם, ומשרים בהם מצב אנטי-ויראלי המסייע להם להתגונן מפני הדבקה בנגיף.
#
- מערכת "המשלים" – קבוצה של חלבוני סרום אשר מנטרלים פתוגנים שונים ומסייעים בסילוקם וכן מעורבים בהתפתחות של תגובה דלקתית.
# תאים בולעניים (פגוציטים) ותאי הרג טבעיים. הפגוציטים, כדוגמתהמקרופאג'ים והנויטרופילים הינם תאים המתמחים בבליעה, הרג ועיכול של מיקרואורגניזמים שונים. תאי ההרג הטבעיים הינם לימפוציטים גדולים וגרגיריים (granular), הממלאים תפקיד חשוב בהגנה מפני תאים סרטניים ומפני נגיפים מסויימים.
# דלקת - תגובה חיסונית מורכבת הנגרמת עקב זיהום או נזק לרקמה, ואשר כרוכה בגיוס מגוון תאים ומולקולות של מערכת החיסון אל אתר הזיהום.
מערכת החיסון הנרכשת
מערכת החיסון הנרכשת מתפתחת במהלך חיי האורגניזם עקב חשיפתו לפתוגנים, והיא מתייחדת בכך שרכיביה פועלים באופן בררני וספציפי: כל תא או מולקולה המשתייכים אליה מסוגלים לפעול כנגד פתוגן מסויים אחד ויחיד. לכן, בניגוד לתגובה החיסונית המולדת, שהינה זהה באופן עקרוני בקרב כל הפרטים המשתייכים למין מסויים, התגובה החיסונית הנרכשת משתנה מפרט אחד באוכלוסייה למשנהו בהתאם לניסיון האישי שרכש, כלומר בהתאם לפתגונים אליהם נחשף במהלך חייו. מאפיין מרכזי נוסף המייחד את מערכת החיסון הנרכשת הוא היכולת לייצר זיכרון חיסוני.
מערכת החיסון הנרכשת כוללת את הלימפוציטים מסוג B ו-T ואת הנוגדנים (ר' להלן).
הזרועות האפקטוריות של מערכת החיסון
מקובל לחלק את מנגנוני התגובה החיסונית, כלומר המנגנונים האפקטוריים, לשתי זרועות: זרוע הוּמוׁרָאלית וזרוע תאית. כל אחת משתי הזרועות כוללת הן מרכיבים ממערכת החיסון המולדת (בלתי-ספציפיים) והן מרכיבים ממערכת החיסון הנרכשת (ספציפיים). שתי הזרועות פועלות בשיתוף פעולה ובוויסות הדדי.
הזרוע ההומוראלית The Humoral Branch, המכונה גם: תגובה הומוראלית Humoral Response או: חסינות הומוראלית Humoral Immunity (הומוראלי = של נוזלי הגוף) מקנה הגנה בעיקר מפני מיקרואורגניזמים ופתוגנים חוץ-תאיים, אשר גדלים ומתרבים מחוץ לתאי המאכסן, בנוזלי הגוף.
הזרוע ההומוראלית כוללת שני מרכיבים עיקריים:
- נוגדנים - גליקופרוטאינים המופרשים על-ידי תאי פלסמה, שמוצאם בהתמיינות לימפוציטים מסוג B. הנוגדנים מזהים אפיטופ ספציפי על גבי אנטיגן, נקשרים אליו ומסייעים בנטרולו ובסילוקו.
- מערכת "המשלים".
הזרוע התאית The Cellular Branch, המכונה גם: תגובה תאית Cell-Mediated Response או: חסינות תאית Cellular Immunity, מספקת הגנה בעיקר מפני מיקרואורגניזמים ופתוגנים תוך-תאיים, אשר פולשים לתוך תאי המאכסן ומתרבים בתוכם, כגון: נגיפים (וירוסים), חיידקים תוך-תאיים, פרוטוזואה וכיו"ב. כמו כן היא פועלת לחיסול תאים סרטניים ותאים שמקורם ברקמת שתל זרה. תפקיד מרכזי נוסף של הזרוע התאית הוא להפעיל ולווסת את התגובה ההומוראלית, ובפרט לשפעל לימפוציטים מסוג B שבאו במגע עם אנטיגן, ולגרום להם להתחלק ולהתמיין לתאי פלסמה מפרישי נוגדנים אשר מתאימים באופן ספציפי לאנטיגן זה.
הזרוע התאית כוללת מספר מרכיבים:
- לימפוציטים מסוג T, אשר נחלקים לשני סוגים עיקריים:
- # תאי T מסייעים, המסומנים בר"ת: Th.
- # תאי T רעילי-תא (או: תאי T ציטוטוקסיים), המסומנים בר"ת: Tc או CTL.
- תאי הרג טבעיים (ר' לעיל).
- תאים בולעניים (פגוציטים) מסוגים שונים, ובתוכם: מונוציטים,מקרופאג'ים, נויטרופילים ואאוזינופילים.
- באזופילים ותאי פיטום.
שתי מערכות החיסון, המולדת והנרכשת, עושות שימוש ברכיבים מן הזרוע ההומוראלית ומן הזרוע התאית. כך, המערכת המולדת כוללת את הפגוציטים השונים, תאי ההרג הטבעיים וכן את מערכת "המשלים". המערכת הנרכשת כוללת את הנוגדנים ואת הלימפוציטים מסוגים B ו-T.
יצויין כי תאי ההרג הטבעיים, מערכת "המשלים" וחלק מהפאגוציטים, אשר משתייכים באופן עקרוני למערכת המולדת, הבלתי-ספציפית, פועלים לעיתים באופן ספציפי במנגנון מיוחד אשר נקרא: "הרעלת תאים תלויית נוגדנים" Antibody-Dependent Cell-Mediated Cytotoxicity, ובר"ת ADCC. במנגנון זה נוגדנים מזהים באופן ספציפי תאי מטרה, ומסמנים אותם כיעד לחיסול בידי תאי הרג טבעיים, מערכת "המשלים" ופגוציטים מסויימים.
תיאום התגובה החיסונית
הפעלת תגובה חיסונית אפקטיבית, המשלבת תאים ומרכיבים רבים ושונים מצריכה תיאום מורכב בין מערכת החיסון המולדת למערכת הנרכשת, ובין הזרוע ההומוראלית לזרוע התאית. תיאום זה מתבצע בעיקר בידי קבוצה של חלבונים המכונים: ציטוקינים. הציטוקינים הם חלבונים או גליקופרוטאינים בעלי משקל מולקולרי נמוך, המופרשים על-ידי תאי דם לבנים (לויקוציטים) ותאים אחרים בגוף בתגובה לגירויים שונים. הם משמשים כמעין שליחים המעבירים מסרים בין תאיה השונים של מערכת החיסון וכן בין מערכת החיסון ליתר תאי הגוף, ובכך הם מסייעים לויסות התגובה החיסונית ולהסדרתה.
מערכת החיסון המולדת מעוררת ומכווינה את תגובות מערכת החיסון הנרכשת בעיקר על-ידי הפרשת ציטוקינים מתאימים והצגת אנטיגנים Antigen Presentation לתאי T מסייעים (Th) על-ידי תאים מציגי-אנטיגן. תאים מציגי-אנטיגן (תאים דנדריטיים, מקרופאג'ים ולימפוציטים מסוג B) בולעים אנטיגן בתהליך של אנדוציטוזה או פגוציטוזה, ולאחר מכן מציגים על שטח פני הממברנה שלהם מקטעים פפטידיים של האנטיגן על-גבי על מולקולות MHC מטיפוס II. תאי T-המסייעים מזהים באמצעות קולטן תא ה-T שלהם (TCR) קומפלקסים אלה של אנטיגן הנישא על-גבי מולקולת MHC מטיפוס II, ובאמצעות סיגנל מעורר נוסף הניתן על-ידי התא מציג-האנטיגן, הם עוברים שפעול ומסוגלים להתרבות ולגייס מגוון של תאים ומולקולות לתגובה חיסונית כנגד האנטיגן.
מערכת החיסון הנרכשת מייצרת אף היא מסרים אשר מעוררים ומגבירים את יעילות התגובה המולדת. כך, למשל, לאחר שתאי T מסייעים מזהים אנטיגן המוצג על-גבי מולקולת MHC מטיפוס II, הם מייצרים ומפרישים ציטוקינים אשר משפרים את יכולתם של המקרופג'ים לבלוע ולהרוג אנטיגנים, ובנוסף לכך מגבירים את ביטוי מולקולות ה-MHC מטיפוס II על פני הממברנות של המקרופג'ים, ובכך הופכים אותם לתאים מציגי-אנטיגן יעילים יותר. דוגמה נוספת היא הגיוס וההפעלה של מערכת "המשלים" על-ידי נוגדנים: נוגדנים שיוצרו והופרשו על-ידי תאי פלסמה בתגובה נגד פתוגן מסויים, נקשרים אל הפתוגן ומצפים אותו, ובכך מסמנים אותו כמטרה להתקפה מצד מערכת "המשלים".
קישורים חיצוניים
[http://sikumuna.co.il/wiki/%D7%9E%D7%A2%D7%A8%D7%9B%D7%AA_%D7%94%D7%97%D7%99%D7%A1%D7%95%D7%9F מערכת החיסון],מתוך סיכומונה.
קטגוריה:אימונולוגיה
ja:免疫
ko:면역
תאתא (Cell) הוא יחידת החיים הבסיסית בעולם הטבע. כל היצורים מלבד נגיפים מורכבים מתא אחד או יותר. ישנם יצורים המורכבים מתאים פשוטים וחסרי גרעין, כמו החיידקים למשל, ישנם יצורים חד תאיים המורכבים מתא אחד בלבד, כמו הסנדלית או האמבה לדוגמא, וישנם יצורים המורכבים ממיליוני תאים, כמו האדם או עץ.
חקר התא בהיסטוריה
הכל החל, בעיקבות כך ש רוברט הוק בנה את המיקרוסקופ הראשון, ולאחר מכן צפה במיקרוסקופ שלו בפקקי שעם, ושם, דפנות תאי השעם הזכירו לו את תאי הנזירים, ולכן הוא טבע את המונח - תא (Cellula).
גם אחריו, אנתוני ון לייבנהוק שיפשף עדשות, ומהם הוא בנה מיקרוסקופ, איתו הוא ראה יצורים חד תאיים שמצא על ידי התבוננות במי גשם, ובו הוא ראו גם בקטריות, שבאו מגופו עצמו. הוא תיאר בעזרת המיקרוסקופ ה"חדיש" שלו גם תאי דם, תאי זרע ויצורים קטנים בהרבה. אך למרות כל הגילויים והתצפיות הללו, עדיים האנשים בתקופתם לא הצליחו להבין את מבנה התא. רק לאחר מכן, בהופעתה של התאוריה התאית, החלה הבנת התא ומבנהו.
במאה ה-19, בשנת 1838, הוצעה תאוריה זו על ידי שני חוקרים גרמנים - מתייס שליידן ותיאודור שוואן. התאוריה טוענת שכל היצורים החיים מורכבים מתאים ומרכיבים של תאים.
למרות שהיו מיקרוסקופים עוד לפני תקופתם של שליידן ושוואן, רק הם היו הראשונים שניסחו את התאוריה התאית, למרות שאף הם האמינו שיצורים חיים נוצרים ספונטנית.
התאוריה התאית הורחבה לאחר מכן על ידי חוקר גרמני נוסף, ששמו וירכאו. כעת התאוריה התאית טענה דבר נוסף, והוא, שתאים אינם נוצרים ספוטנית, אלא רק מתא אחר. מייחסים לו את המשפט בלטינית הקובע שכל התאים באים מתא אחר (Omnis cellula e cellula).
סוגי תאים
נהוג לחלק את התאים על פי מבנם לשני סוגים:
- תא אאוקריוטי- תא הבנוי מאברונים ממודרים בעזרת קרום תא (ממברנה), תא זה מכיל אברונים רבים שהמרכזי מביניהם הוא הגרעין, המכיל בתוכו את החומר התורשתי (תא דם אדום הוא מקרה מיוחד בו מאבד התא את הגרעין במהלך הווצרותו מתא אב). החיות העילאיות - משמרים המורכבים מתא בודד ועד בני אדם המורכבים ממליוני תאים אאוקריוטיים. הצמחים מורכבים גם הם מתאים אאוקריוטים השונים במקצת מתאי היצורים החיים.
- תא פרוקריוטי- תא שאינו ממודר, בעל ממברנה חיצונית בלבד. בתוך ממברנה זו נמצא כל חומר התא - מאנזימים המשמשים לפירוק המזון ועד החומר התורשתי. חיידקים הינם תאים פרוקריוטיים.
מזון
מבנה התא
מבנה התא משתנה מיצור ליצור ואין תא דם של נמר זהה לתא בעלה של נרקיס או לתא דם של אדם. גם ביצורים עצמם מבנה התאים ותיפקודם שונה זה מזה, התאים המרכיבים את הלב לדוגמא שונים מתאים בכבד. לקבוצת תאים בעלי מכנה משותף של מוצא, תפקוד ומבנה המבצעים יחדיו פעולה מסויימת קוראים רקמת תאים.
אברונים
אברונים הנקראים גם אורגנלות הם מבנים קטנים ומורכבים הנמצאים בתוך התא וממלאים תפקידים שונים בחיי התא. אפשר לראותם כאיברים זעירים, ולכן הם נקראים אברונים. יש אברונים נפוצים המצויים בתוך כל תא,
לעומת זאת, ישנם אברונים נדירים המיוחדים לסוגי תאים מסויימים בלבד.
להלן האברונים המתפקדים בתא:
- קרום התא (ממברנה)
- ציטופלסמה
- רשתית אנדופלזמית
- ציטוסקלטון
- ER (רטיקולום אנדופלסמי)
- פרוקסיסום
- ריבוזום
- אנדוזום
- דופן התא
ראו גם
- מיטוזה
- מיוזה
קישורים חיצוניים
- [http://library.thinkquest.org/C004535/introduction.html Cellupedia] - מקור מידע ומדריך על התא (באנגלית)
-
ja:細胞
ko:세포
ms:Sel
simple:Cell
th:เซลล์ (ชีววิทยา)
אבולוציהאבולוציה (מלטינית: Evolvere "התפתחות") היא תהליך התהוות השינויים ההדרגתיים המתרחשים במרוצת הדורות בתכונות המורפולוגיות, הפיזיולוגיות וההתנהגותיות של אורגניזמים. התאוריה המרכזית והמקובלת ביותר היא תאורית הברירה הטבעית, שטוענת כי האבולציה היא תוצאה ממוטציות ומברירה טבעית.
האבולוציה היא תפישה המבקשת להסביר את מבנה האורגניזם באמצעות תיאור אופן התפתחותו מאורגניזמים אחרים. תיאור תכלית איבריו של האורגניזם לא ייחשב הסבר מספק לקיומם על פי תפישה זו, הדורשת הסבר מעין היסטורי על אודות האופן בו התפתח האיבר לצורתו הנוכחית. בזמן הקדום, הפילוסוף היווני אמפדוקלס היה ככל הנראה הראשון להציע תאוריה אבולוציונית על מוצא המינים.
אביה של התאוריה האבולוציונית בזמן המודרני הוא הביולוג הבריטי צ'ארלס דארווין, אשר פירסם לראשונה את רעיונותיו בספר "על מוצא המינים", בו תיאר את מחקריו ותצפיותיו במסעותיו מעבר לים. בספר זה מנסה דארווין להפריך את הטענה בדבר נצחיות המינים, שמקורה בהגותו של הפילוסוף היווני אריסטו ושהיתה מקובלת מאז ימי הביניים בתרבויות המונותיאסטיות, ולהוכיח כי המינים התפתחו ממינים אחרים שקדמו להם, בתהליך אותו כינה "הברירה הטבעית".
הברירה הטבעית
בניסוחה המדויק מניחה הברירה הטבעית כי:
- יש שוני בתכונות של היצורים השונים.
- עם מעבר הזמן מופיעות מוטציות מקריות הגורמות להווצרות תכונות חדשות.
- ליצורים בעלי תכונות שונות יכולת הישרדות שונה.
- היצורים מעבירים את תכונותיהם לצאצאיהם.
ומסיקה מכך ש:
- מתקיים תהליך מתמשך של "ברירה טבעית" כך שלאורך זמן נשארות רק התכונות המספקות עבור היצורים ששרדו יכולת התאמה טובה יותר לתנאי הסביבה.
על פי עקרון הברירה הטבעית, מאגר המשאבים בטבע מוגבל, והשורדים הם אלו המותאמים ביותר לתנאי המחייה בסביבתם. רעיון זה, שמקורו בתיאוריות חברתיות קפיטליסטיות שקדמו לדארוויניזם, למשל תומס מלתוס, מספק הסבר משכנע לתצפיות ומחקרים שנערכו מאז דארווין ועד ימינו. תאוריה זו התמודדה בהצלחה עם שתי תיאוריות יריבות - הלמרקיזם (תאוריה אבולוציונית שהגה הזואולוג הצרפתי לאמארק ושהיתה מקובלת בברית המועצות, לפיה שינויים שחלו על פרט בחייו יועברו בתורשה לצאצאיו) והבריאתנות (תפישה הממשיכה להחזיק בנצחיות המינים, כפי שנבראו על ידי האל, ומקובלת בקרב כמה זרמים מונותיאסטים פונדמנטליסטים). כיום בודדים המדענים החולקים על תורת האבולוציה.
השפעת רעיונותיו של דארווין התפשטה הרחק מעבר לתחומי הביולוגיה, והביאה ללידתן של תפישות התפתחותיות חדשות בתחום מדעי הטבע ומדעי החברה. אולי הידועות לשמצה מכולן הן התיאוריות של הדרוויניזם החברתי מבית מדרשו של ספנסר ודומיו, שהשפיעו השפעה רבה על האידיאולוגיה הנאציונל סוציאליסטית של הרייך השלישי. תאוריות אלו התבססו על פי רוב על פרשנות מעוותת ושגויה של עקרון הברירה הטבעית, כאשר "המתאים שורד" הפך להיות "החזק שורד". ראוי לציין כי על פי תורת האבולוציה, המתאים ביותר לתנאי הסביבה אינו בהכרח החזק ביותר או התוקפני ביותר, ובמקרים רבים מאד דווקא אסטרטגיה של שיתוף פעולה ועזרה בין בני המין יכולה להוות יתרון אבולוציוני.
הדיון סביב האבולוציה
הוויכוח על תורת האבולוציה של דארווין הוא אחת מזירות הקרב החשובות של הימין הכנסייתי בארצות הברית. השמרנים רואים במשנתו של דארווין נדבך מרכזי באג'נדה ליברלית מזיקה, שמטרתה לבלבל את התלמידים הצעירים ולערער את יסודות הדת (ביקורת זו פעלה על רקע מאמצים רבים של הימין השמרני להחדרת עקרונות הדת במערכת החינוך). הליברלים, לעומת זאת, ראו בכך את חוד החנית במאבק שלהם לשמור על הפרדת הדת מהמדינה.
עמדתם של שוללי האבולציה, המאמינים בבריאת העולם, קרויה בריאתנות.
מבין מתנגדי תורת האבולוציה גרסו שתורה זו היא תאוריה בלבד, שכן אף אדם לא נכח בהתהוותה.
עדויות לתוקפה של האבולוציה
העדויות לתוקפה של האבולוציה בכלל, ושל התאוריה המרכזית שלה הברירה הטבעית מחולקות לסוגים רבים:
- עדויות מתורת המיון, הסיסטמתיקה, אותה יסד השוודי לינה (LINNE), במאה ה-18. עיקרה הוא חלוקת בעלי החיים והצמחים למינים, סוגים, משפחות ולסדרות, לפי מידת השוני והקרבה ביניהם.
:תורת האבולוציה טוענת שאילו בעלי החיים היו חסרי קשרי מוצא (לפי תורת הבריאה) הייתה צריכה להיווצר ערבוביה של צורות שונות. ההדרגתיות במידת השוני מעידה, אם כן, על הקרבה והריחוק של מוצאם המשותף.
- ביוגאוגרפיה- חקר תפוצתם של בעלי חיים וצומח. ביבשות מבודדות ואיים. לא ניתן להסביר את בעלי החיים המצויים שם רק ע"י ההסתגלות האבולוציונית אלא ע"י תולדות התפתחותם ביחס לבידודם הגאוגרפי.
:לדוגמא, בעולם החי של אוסטרליה, היונקים המפותחים יותר (העיליים) נדירים שם ביחס ליונקים הירודים. חוץ ממספר עטלפים, מכרסמים, וכלב בר המכונה "דינגו", כל שאר היונקים הם יונקי ביב, ובעלי כיס, כגון הברווזן, קיפוד הנמלים, הקנגרו והקואלה. בשארית העולם, יונקים אלו נכחדו, ואת מקומם תפסו היונקים העיליים – הדוב, האריה הסוס וכו'. עובדה זאת ניתן להסביר בעקבות ניתוקה של אוסטרליה משאר העולם לפני כ 130 מליון שנה. באוסטרליה לא התפתחו היונקים העיליים והם לא יכלו להגיע אליה בעקבות בידודה.
- עדויות מהאנטומיה המשווה – התורה שמשווה בין מבנה הגוף והאיברים של בעלי חיים שונים. כאן ניתן להבחין באיברים הומולוגיים: איברים הדומים זה לזה במבנה הפנימי. השוני יכול להיות במבנה החיצוני ובתפקוד (לדוגמא, הידיים שלנו וכנפי הציפורים – דומים במיקומם בגוף, במבנה העצמות ואספקת הדם). השוני נובע מההסתגלות הסביבתית השונה והשימוש השונה.
:כמו כן, ניתן להבחין בשרידי איברים – איברים או שרירים מנוונים חסרי שימוש. האיברים הם שרידים מהדורות הקדומים שלא נותר להם שימוש.
:באדם בלבד נמצאו למעלה ממאה שרידי איברים שונים: התוספתן והמעי העיוור (בבע"ח צמחוניים משמשים איברים אלו לעיכול התאית ע"י חיידקים מיוחדים. אצל האדם התוספתן דק ונטול כל שימוש בעיכול), שערות הגוף (החסרות כל חשיבות בשמירת חום הגוף)), עצם הזנב (העוקץ) שהיא שריד של זנב הומנואידים קדומים יותר, ושרירי האוזן, שרוב האנשים אינם מסוגלים להניעם (שריד לשרירי האוזניים של יצורים כגון כלבים, שיכלו להזיז את אוזניהם כדי לשמוע יותר טוב, או לקרר את גופם)
- פליאואונטולוגיה – תורת המאובנים - המדע העוסק בחקירת סימנים שהשאירו בע"ח וצמחים בשכבות האדמה השונות. בין החיות נמצאו חיות שלא קימות כיום, צורות מהעבר הרחוק (לדוגמא: הדינוזאורים).
- חוליות ביניים הם מאובנים, שמהווים צורות מעבר בין יצורים שחיים כיום. לדוגמא: הארכיאופטריכס (כנף קדומה), מאובן שנמצא בגרמניה במאה הקודמת. עוף זה, איחד בתכונותיו את תכונות העוף ותכונות הזוחל. היה לו מקור, שהיה בעל שיניים רבות; גפיו הקדמיות היו בצורת כנפיים – אך בשוליהן הקדמיות היו אצבעות בנות תנועה מצוידות בציפורניים. זנבו היה כאורך גופו, והוא היה בגודל של תרנגולת. הוא לא היה מסוגל לעוף.
- מאובנים חיים הם בעלי חיים וצמחים החיים כיום המהווים צורות מעבר ושייכים לקבוצות שנכחדו מהעולם. לדוגמא הברווזן – יונק החי במזרח אוסטרליה וטסמניה. הוא בעל מקור, פרווה והוא מטיל ביצים. פתח הביב שיש לו אופייני לעופות וזוחלים (אצל היונקים יש פתחים נפרדים לרביה, שתן, וצואה). הברווזן חי באוסטרליה, שבה לא התפתחו היונקים העיליים, ולא תפסו את מקום היונקים הירודים במלחמת הקיום.
- אמבריולוגיה – תורת התפתחות העוברים. בשלבי ההתפתחות הראשונים, דומים מאד ולדות בע"ח זה לזה. בע"ח מתקדמים, עוברים אותם שלבים שעוברים בע"ח נחותים מהם, גם אם השלבים לא רלוונטיים להתפתחותם.
:לדוגמא: בעוברי האדם וכמו כן בכל עוברי בעלי החוליות, מופעים חריצי הזימים, והזנב בשלבים מקודמים של ההתפתחות. בחודש החמישי מכוסה עובר האדם בשכבה של שערות צפופות, כגון אלו של הקוף. כל אלו מתנוונים, ונושרים בשלבי ההריון.
- ביוכימיה – את בע"ח ניתן למיין לא רק לפי מבנה הגוף, אלא גם לפי המבנה הכימי שלו. לדוגמה: השוני בחומרים הבונים את גופנו (החלבונים) שלנו, לבין אלו של השימפנזים הוא 2.5%. ז"א, שאנו דומים לשימפנזים בכ - 97.5 אחוז מבחינה כימית.
בנוסף לאלו, התפישה האבולוציונית המודרנית חבה חוב גדול לחלוץ התורשה, נזיר בשם גרגור מנדל, אשר ערך ניסויים בגינת מנזרו בהכלאת שני זנים של אפונת גינה. בעקבות ניסויים אלה פיתח מנדל תאוריה בנוגע לאופן בו מועברות תכונות מפרטים לצאצאיהם. תאוריה זו התפתחה באופן משמעותי עם גילוי מנגוני התורשה של התא בשנות ה-40 של המאה העשרים. גילוי זה פרץ את הדרך לפרויקט הגנום האנושי ולמגוון רחב של יישומים גנטיים בתעשיה וברפואה.
הקשר בין האפונים של מנדל לפרוייקט הגנום האנושי עובר דרך האבולוציה המולקולרית - תחום שהתפתח בשנים האחרונות, יחד עם גילוי חלבונים וגנים חדשים והאפשרות הטכנית של "ריצוף" - sequencing - שלהם. ריצוף הינו קביעת רצף אבני הבניין של החלבון או הגן (שהוא, למעשה, מקטע DNA). אבני הבניין של חלבון נקראות חומצות אמינו. אבני הבניין של ה-DNA נקראות נוקלאוטידים.
האבולוציה ה"קלאסית" מנסה לסווג ולמיין את עולם החי לפי מאפיינים חיצוניים - הימצאות או העדר עצמות, סימטריה דו-צדדית, זימים וכדומה, או לפי קריטריונים של צורה, גודל וצבע של מאפיינים אלה. הנחת היסוד של האבולוציה הדארווינית היא שתכונותיו הנוכחיות של כל יצור הן תוצאה של ברירה טבעית שאירעה בעשרות אלפי הדורות שקדמו לאותו יצור, ושדמיון או חוסר-דמיון בתכונה מסויימת יכול להוות עדות לקירבה אבולוציונית של שני אורגניזמים שונים.
האבולוציה המולקולרית מנסה להגיע לאותן תוצאות - סיווג ומיון, אך על ידי השוואה של רצפי חלבונים ו-DNA.
הנחת היסוד של האבולוציה המולקולרית היא, שבכל תהליך של שכפול חומר גנטי - תהליך המתרחש בכל חלוקה של תא - חלות טעויות אקראיות. חלק מטעויות אלו הן קטלניות, כיוון שלאורגניזם הנושא אותן יש סיכוי קלוש להגיע לבגרות ולהביא צאצאים. טעויות אחרות הן נייטרליות ומונצחות ב-DNA כיוון שלנושא אותן אין יתרון או נחיתות משמעותית לעומת אורגניזם הנושא את הרצף המקורי.
במהלך הדורות, מצטברות בגנום טעויות שונות (מוטציות). אם משווים רצף DNA מסויים בקבוצת יצורים, רואים ברוב המקרים שונות בין הרצפים. מידת השונות תלויה בחברי הקבוצה שבחרנו. כך לפי מחקר זה אפשר למפות את התפתחות האדם ואת תהליך התפשטותו בעולם. ואכן חוקרים סוברים כי מוצאו של האדם מאפריקה, ומשם הגיע למרכז אסיה ודרומה, חלקו ירד להודו ולאוסטרליה (דימיון בין הודים לאבורג'נים) וחלקו המשיך צפונה אל רוסיה וסיביר ומשם המשיך לאמריקה. (דימיון בין המונגולים לבין האינדינים). (האם הקבוצה כוללת רק בני אדם? רק אוגרים? בני אדם וקופים? כל החולייתנים? כלב-ים מול כלנית?), ברצף המסויים שנבחר (האם הוא גן המקדד לחלבון, גן אחר, או אולי אזור שאינו כולל גנים כלל), ובגורמים רבים אחרים.
איך מודדים שונות בין רצפים של אותיות? קיימים אלגוריתמים שונים ושיטות שונות. כל אלגוריתם מבוסס על הנחות יסוד שונות לגבי תהליך ההחלפה של נוקלאוטיד אחד באחר או של חומצת אמינו אחת באחרת.
לקריאה נוספת
- ריצ'רד דוקינס, הגן האנוכי - עוסק בהגנת האבולוציה והסברתה.
- ריצ'רד דוקינס, השען העיוור - עוסק בהגנת האבולוציה והסברתה.
- ריצ'רד דוקינס, הטיפוס על ההר הבלתי סביר - עוסק בבעיות חדשות באבולוציה.
- דארווין, מוצא המינים - סיפרו המפורסם של צ'ארלס דארווין.
ראו גם
- מוצא האדם
- מוצא משותף
- משפט הקופים
- אבולוציה מולקולרית
- המרק הקדום
- ביואינפורמטיקה
- פירסומים חשובים באבולוציה
- בריאתנות (על השוללים את האבולציה)
- אבולוציה של השפה
- ברירה זוויגית
- ברירת שארים
קישורים חיצוניים
- [http://gifted.cet.ac.il/gifted/skira/evolution סקירה על רעיון האבולוציה] - באתר "בארץ הדעת"
- איריס פריי, [http://www1.snunit.k12.il/heb_journals/galileo/011014.html כיצד התהוו החיים], כיצד החלה האבולוציה ואיך הפך חומר דומם לחומר חי - באתר "סנונית" (פורסם ב"גלילאו")
-
- פרופ' יוסף נוימן, [http://www.hofesh.org.il/articles/science/evolution_neuman.html למה קיימת התנגדות לאבולוציה ולדארוויניזם?] - באתר "חופש"
- ד"ר יצחק רפאל עציון, [http://www.daat.ac.il/daat/kitveyet/niv/torat-2.htm תורת האבולוציה בביקורת המדע המדויק החדיש] - באתר "דעת - אתר לימודי יהדות ורוח"
- ד"ר מרדכי הלפרין, [http://www.daat.ac.il/daat/kitveyet/assia/avolution.htm חוקי אבולוציה ויהדות] - באתר "דעת - אתר לימודי יהדות ורוח"
- צ'ארלס דארווין, [http://www.talkorigins.org/faqs/origin.html "מוצא המינים"] (אנגלית)
- [http://www.pbs.org/wgbh/evolution מסע בנבכי האבולוציה] - באתר PBS (אנגלית)
קטגוריה:תחומים בביולוגיה
קטגוריה:אקולוגיה
-
ko:진화
ja:進化
th:วิวัฒนาการ
בעלי חוליותבעלי חוליות (Vertebrata), קבוצה בתת מערכת בעלי גולגולת, הנקראת לעתים גם 'חולייתנים' וכוללת:
- קבוצת חולייתנים לסתניים
- קבוצת צמדים
קטגוריה:בעלי הגולגולת
-
ja:脊椎動物
ko:척추동물
ms:Vertebrata
simple:Vertebrate
th:สัตว์มีกระดูกสันหลัง
מיקרואורגניזםמיקרואורניזמים (Microorganisms) או מיקרובים (Microbes) הם יצורים קטנים עד כדי כך שאינם נראים לעין הבלתי-מזויינת.
מונח זה נרדף למונח יצור חד-תאי, אף על פי שניתן לראות חלק מהיצורים החד-תאיים מממלכת הפרוטיסטים (יצורים חד-תאיים אוקריוטיים) ללא צורך במיקרוסקופ. הענף בביולוגיה החוקר את המיקרואורגניזמים הוא המיקרוביולוגיה.
מיקרואורגנזימים חברים ברוב יחידות המיון. גודלם של אורגנזימים השייכים לממלכת החיידקים האמיתיים, החיידקים הקדומים והפרוטיסטים הוא כמעט תמיד מיקרוסקופי.
אפשר למצוא מיקרואורגניזמים כמעט בכל מקום בטבע, הודות לכך שרבים מהאורגניזמים הם קיצונאים (אקסטרמופילים), כלומר - מותאמים לחיות בתנאים קשים למחייה עבור כל יצור אחר. ניתן למצוא אותם בסביבות כגון הקטבים, מדבריות, גייזרים, מתחת למשטחי סלעים ובקרקעית האוקיינוס. חלקם יכולים לחיות זמן רב בריק (ואקום) וחלקם ניחן בעמידות לקרינה.
חשיבותם של רבים מהמיקרואורגנזימים היא בהיותם מפרקים, הנוטלים חלק מרכזי בתהליכי מיחזור החומרים. בחלקם משתמשים אף בתהליכי תסיסה בביוטכנולוגיה, למשל בייצור יין ובאפיה.
חשיבות המיקרואורגניזמים
- במחזור חומרים בטבע: כגון המפרקים שממחזרים חומרים אורגניים לחומרים אי-אורגניים החיוניים לצמחים.
- בשירות האדם: כגון בתעשיית המזון: גבינות, יין, ירקות כבושים.
- גורמי מחלות: הכרת גורמי מחלות ע"י המיקרואורגניזמים מאפשרת התגוננות בפני המחלות.
- שימושים רבים בחיידקים לצורך יצור חומרים כגון הורמונים (אינסולין, למשל) בעזרת הנדסה גנטית.
קטגוריה:מיקרוביולוגיה
ja:微生物
ko:미생물
th:จุลินทรีย์
פתוגניותפתוגניות (באנגלית: Virulence) הינה מכלול המנגנונים והשיטות באמצעותם אורגניזמים מחוללי מחלות (פתוגנים) גורמים לתופעות המחלה ומתמודדים עם מערכות ההגנה של הגוף.
פתוגנים
גוף]]
קיימים חמישה סוגים של פתוגנים:
- חיידקים: הפתוגנים הידועים ביותר. רוב התרופות הקיימות נועדו ללחימה בחיידקים. המדובר הוא בחיידקים אמיתיים (בקטריה); חיידקים קדומים (ארכאה) אינם גורמים למחלות.
- נגיפים.
- פרוטיסטים: אמבות, למשל.
- בעלי חיים: תולעים, למשל.
- פריונים.
פרוטיסטים ובעלי חיים מעוררים מחלות מכונים לעתים קרובות טפילים (בלועזית: פרזיטים). יש לציין כי גם חיידקים רבים וכמעט כל הנגיפים הינם למעשה טפילים, אך בעגה המקצועית בתחום המיקרוביולוגיה הרפואית נהוג להתעלם מכך ולכנות רק פרוטיסטים ובעלי חיים פתוגניים "טפילים".
גורמי פתוגניות
גורמי הפתוגניות נחלקים לרוב לארבעה סוגים:
- גורמי היצמדות: חומרים הנמצאים בדרך-כלל על-פני ממברנת תא הפתוגן, והמאפשרים לו להיצמד לתאים ולרקמות בגוף.
- גורמי פלישה: חומרים הנמצאים על-פני ממברנת התא, או חומרים שהפתוגן מפריש, והמאפשרים לו לחדור לתאי הגוף; הוא עושה זאת באמצעות קדיחת חורים בממברנת תא הגוף, או תוך ניצול מנגנוני העברה קיימים, כגון תעלות ושערים.
- גורמי התרבות: חומרים שהפתוגן מפריש והמאפשרים לו להתרבות במקומות מסוימים בגוף - לעתים במקומות בהם תנאי הסביבה קשים. לדוגמא, חיידקים המסוגלים להתיישב בקיבה, בה הסביבה חומצית מאוד, עושים זאת באמצעות יצור אנזימים המנטרלים את החומצה.
- רעלנים: חומרים הגורמים להרס תאי הגוף או לשיבוש פעולתם.
תרופות רבות, ובמיוחד סוגי אנטיביוטיקה, מתמקדות באחד מארבעת הגורמים הללו ומונעות מהפתוגן מלייצר את החומר הרלוונטי.
קטגוריה:מיקרוביולוגיה
קטגוריה:מחלות
קטגוריה:רפואה
חיידק
חיידקים אמיתיים (Bacteria) הינם יצורים חד-תאיים המהווים ממלכת-על בפרוקריוטיים, לצד ממלכת החיידקים הקדומים.
בעבר נקראו ממלכות החיידקים האמיתיים והחיידקים הקדומים בשם הכולל מוֹנֵרָה או מונירה, (Monera). עד לפני כמה עשרות שנים סווג חלק מהחיידקים כצמחים, חלק כפטריות וחלק כאצות, וממלכת החיידקים לא היתה קיימת.
התגלית שהביאה לסיווגם של החיידקים כיצורים נפרדים מהווה את ההבדל הבסיסי ביותר בין חיידקים ובין שאר היצורים: כל החיידקים (אמיתיים וקדומים) הינם פרוקריוטיים (חסרי גרעין), ואילו כל היצורים האחרים הינם איקריוטיים (בעלי גרעין).
החיידקים מקיימים בעצמם תהליכי חיים עצמאיים ומתרבים על-ידי חלוקה. הזמן שעובר בין רגע יצירת החיידק לרגע חלוקתו נקרא זמן דור. בתנאים אופטימליים של חום ואנרגיה מתחלקים מרבית החיידקים בכל 20 דקות. החיידקים ניזונים מהסביבה, מפרישים לסביבה ובדרך כלל, בניגוד לנגיפים, אינם זקוקים למאכסן, כך שאינם מתקיימים כטפילים).
בניגוד לדעה הרווחת שכל החיידקים גורמי מחלות, רק מיעוט מתוך מאות אלפי סוגי החיידקים הינו פתוגני הגורם מחלות וסוגים רבים של חיידקים אף מועילים וחיוניים לבריאות.
בניגוד לתאיהם של בעלי חיים ובדומה לתאים צמחיים, לתאיהם של רוב החיידקים יש דופן תא. החיידקים מסווגים לשני סוגים לפי סוג הדופן שלהם. בשל קיום הדופן בחיידקים והעדרה בתאי האדם, משמשת הדופן כמטרה של הרבה סוגי אנטיביוטיקה, כגון פניצילין ואמוקסיצילין.
מגוון ועמידות
אמוקסיצילין]
החיידקים, שמספרם על-גבי כדור הארץ עולה על זה של כל שאר היצורים גם יחד, מגוונים וסתגלנים הרבה יותר ממה שמסוגל האדם להעלות על דעתו: החל מחיידקים החיים בים המלח, עבור בחיידקים העמידים לקרינה, וכלה בחיידקים אשר חיים בטמפרטורות גבוהות ביותר (למעלה מ-50 חיידקים חובבי חום, המכונים תרמופילים, נמצאו משגשגים בטמפרטורות גבוהות מאוד במקומות דוגמת מעיינות מים חמים או בזרמים תת-ימיים חמים. חלק ממינים אלה, המכונים היפרתרמופילים, מתרבים בצורה אידיאלית בטמפרטורה של 105 מעלות צלזיוס, ויכולים לשרוד בטמפרטורה של עד 113 מעלות צלסיוס).
מושבה קטנה של החיידק הנפוץ סטרפטוקוקוס נותרה במשך שלוש שנים בחללית הבלתי-מאוישת סרוויור 3, שנחתה על הירח בשנת 1967. הצוות של אפולו 12 גילה את המושבה והחזיר אותה לכדור הארץ בתנאים סטריליים. התגלית המקרית הוכיחה שחיידקים מסוימים מסוגלים לשרוד במשך שנים בתנאים של חשיפה לקרינה, ריק חללי וטמפרטורות מקפיאות - ללא מזון, מים או מקורות אנרגיה אחרים. מיני חיידקים המסוגלים לשרוד בתנאים כאלה (ותנאים קשים אחרים - חום גבוה במיוחד, קור, חומציות רבה, תנאי לחץ קשים ועוד) נקראים חיידקים קיצונאים או אקסטרמופילים.
זמן הדור
זמן הדור של אוכלוסיית חיידקים הוא, הזמן הלוקח לאותה אוכלוסיה להכפיל עצמה.
בד"כ זמן הדור של החיידקים הוא קצר ביותר ביחס לזמן הדור של האדם. החיידקים ששימושם נעשה למטרות הנדסה גנטית מתרבים פעם ב- 20 דקות.
זמן קצר זה הוא יתרון ברור בתחום ההנדסה הגנטית. חיידקים מסויימים מפיקים את ההורמון אינסולין ע"י תעתוק גן שהוחדר אליהם. זמן דור של 20 דקות, מאפשר התפשטות מהירה של החיידקים ובעקבות כך כמות גדולה מאוד של אינסולין המופק מחיידקים אלה. את האינסולין ממצים בשיטות תעשתיות.
שלבים בגידול מבוקר של אוכלוסיית חיידקים
שלב ההתסגלות - החיידקים מתרבית המזרע מסתגלים למצע ומייצרים חומרים (ובינהם מטבוליטים ראשוניים, אנזימים וכד') המכינים אותם לרבייה מהירה.
שלב הלוגירתמי - התרבות החיידקים מאיצה, זמן הדור קבוע לכל אורך השלב.
שלב העמידה - עקב צפיפות האוכלוסיה, ירידה בחומרי המצע והפרשת חומרי לוואי, אוכלוסיית החיידקים במצב סטטי. בנוסף, האוכלוסייה מצויה במצב עקה, ומפרישה מטבולטיים משניים לסביבה.
שלב התמותה - מפאת חוסר מתמשך של חומרי המצע והצטברות של חומרי לוואי, אוכלוסיית החיידקים מצויה בגידול שלילי מתמשך. החיידקים המתים מתפרקים כתוצאה מנוכחות אנזימים ליטיים.
המיון המדעי של החיידקים האמיתיים
להלן המיון השלם, המלא והמעודכן לשנת 2004.
- מערכת כחוליות Actinobacteria
- מערכת Aquificae
- מערכת Bacteroidetes
- מערכת Chlorobi
- מערכת Chlamydiae
- מערכת Lentisphaerae
- מערכת Verrucomicrobia
- מערכת Chloroflexi
- מערכת Chrysiogenetes
- מערכת Cyanobacteria
- מערכת Deferribacteres
- מערכת Deinococcus-Thermus
- מערכת Dictyoglomi
- מערכת Acidobacteria
- מערכת Fibrobacteres
- מערכת Firmicutes
- מערכת Fusobacteria
- מערכת Gemmatimonadetes
- מערכת Nitrospirae
- מערכת Planctomycetes
- מערכת Proteobacteria
- מערכת Spirochaetes
- מערכת Thermodesulfobacteria
- מערכת Thermomicrobia
- מערכת Thermotogae
ראו גם
- צביעת גרם
לקריאה נוספת
- [http://www.hs.ph.biu.ac.il/prokaryotes מידע על פרוקריוטים באתר אוניברסיטת בר אילן]
-
קטגוריה:מיקרוביולוגיה
-
קטגוריה:רפואה
ja:真正細菌
ko:세균
th:แบคทีเรีย
פטריה
הפטריות (Fungi) הינן אורגניזמים אוקריוטיים, שמעכלים את מזונם מחוץ לגופם, וסופגים את הרכיבים התזונתיים מהמזון המפורק, לתוך תאיהם. הפטריות עשויות להיות בנות תא אחד או תאים רבים.
בעבר, הפטריות סווגו כצמחים. אולם הפטריות אינן צמחים אמיתיים מכיוון שהם יצורים הטרוטרופיים (צורכים את מזונם מבחוץ, ולא מייצרים אותו בעצמם).
הפטריות גם שונות מבעלי חיים שמעכלים את מזונם באופן פנימי. מסיבות אלו, הפטריות מסווגות היום כממלכה בפני עצמה.
למעלה ממאה אלף סוגי פטריות קיימים בעולם. ניתן למצאן באוויר, במים, באדמה ובמזון; אולם רק כ-50-60 מהן חיות עם האדם בסימביוזה, ממש בתוך או על גופו. קבוצה מצומצמת זו של פטריות מחולקת לשלוש תת-קבוצות: שמרים, עובשים ודרמטופיטים.
פטריות אלו, החיות עם האדם בסימביוזה, הינן אוֹפּוֹרטוּניסטיות: בדרך כלל הן אינן מזיקות לבריאות, אולם כשהמערכת החיסונית של האדם נפגעת או נחלשת מסיבה כלשהיא (למשל - עקב נטילת אנטיביוטיקה ופגיעה בחיידקים ה"טובים" המאזנים את כמות הפטריות), עלולות הפטריות להתרבות יתר על המידה ולפגוע במקומות שונים בגוף. הפטריה קנדידה אלביקנס, לדוגמא, משגשגת בעיקר לאחר נטילת אנטיביוטיקה.
פטריות רבות משמשות את האדם, במיוחד בתעשיית המזון. השמרים, למשל, מפיקים אנרגיה באמצעות תסיסה, בה מתקבלים שני תוצרים סופיים: אתנול, אשר נמצא בכל המשקאות האלכוהוליים, ופחמן דו-חמצני, המשמש להתפחת הבצק באפיית לחם. עובשים, אשר בדרך-כלל מעידים על התיישנות ורקבון של מזון, מצורפים למרות זאת לגבינות רבות ומקנים להן טעם ייחודי. כמובן, רבות מהפטריות המוכרות לנו, אלו הצומחות ביערות לעתים קרובות, נקטפות ונאכלות באופן ישיר על ידי האדם, ומשמשות מרכיב חיוני במזונות רבים, כגון מרקים, רטבים ומוצרי מאפה (כגון פיצות).
מבחינה טקסונומית נחלקת ממלכת הפטריות למספר מערכות:
- Ascomycota
- פטריות בסיסה
- Chytridiomycota
- Glomeromycota
- Microsporidia
- זוגניות
התחום בביולוגיה העוסק בפטריות נקרא מיקולוגיה.
קטגוריה:ביולוגיה
-
קטגוריה:מזון
סרטן (מחלה)סרטן הוא שם כללי למחלות שונות, שבהן מספר תאים בגוף מתחלקים בצורה לא נשלטת. האסופה של תאים אלו יוצרים גידול ממאיר ("נאופלסמה") או שתאים אלו מתקדמים למקומות שונים בגוף (גרורות). שדה המחקר והטיפול במחלת הסרטן ברפואה, נקרא אונקולוגיה. סרטן הוא מושא מחקר חשוב עם עליית תוחלת החיים, מפני שככל שיווצרו פחות מוטציות בגנום, כך האדם יחיה יותר. למרות התקדמות ניכרת בפיתוח תרופות עבור הסרטן, גילוי של סרטן בשלבים מאוחרים, עדיין לא ניתן לריפוי, ויכול להוביל למוות, אם כי ישנם כאלו שחיים איתו עשורים ארוכים.
מוות
ביולוגיה של גידולים ממאירים
היווצרותו של הסרטן
הסרטן הוא שם אחד למחלה אשר יכולה להתפתח עד כדי השתלטות על כל חלקי הגוף ולכן מיוחסים לה שמות אחרים. גופנו שמורכב מסוגי תאים רבים איננו סטטי. בכל יום מתים תאים ותיקים ותאים חדשים נוצרים באמצעות מנגנון של התחלקות. בתהליך תקין ונורמלי התאים מתחלקים רק כאשר יש חסר בתאים, ואז הם קרואים לתפוס מקום של תאים ישנים. יכול להיווצר מצב, שבו התאים ממשיכים להתחלק גם כאשר אין צורך בהם ואז הם יוצרים גידול. ישנם שני סוגי גידולים: שפיר שאיננו מסוכן, וממאיר שהוא גידול סרטני. במקרה זה, מדובר בתאים שאינם נורמלים. הם מתחלקים ללא כל פיקוח וללא סדר, משתלטים על האיברים הסמוכים להם ומפריעים להם בתפקוד, הם חוזרים לאחר שהוסרו, והם עלולים לפלוש לרקמות מרוחקות באמצעות זרם הדם או הלימפה להתיישב שם ולגרום להם נזק. תהליך שנקרא גרורה, שאחד ממאפייניה שיש לה תכונות כמו לגידול הראשוני ממנו התפתחה.
סרטן היא בעיקר מחלה של גנים. בדרך כלל סדרה של שינויים (מוטציות), דרושות, על מנת שהתא יהפוך לסרטני. אנו מבדילים בין גנים הנקראים אונקוגנים, שגורמים להתפתחות סרטן בתאים, בעקבות שינויים בגן, וגנים מעכבי סרטן, שפגיעה בהם מורידה את מערך ההגנה של התא מפני סרטן. מוטציות בגנים אלו יכולות להגרם ע"י קרינה, כימיקלים מסרטנים (קרצינוגנים), תורשה של גנים שעברו מוטציה, וירוסים וחיידקים גורמי סרטן ופגיעה ע"י רדיקלים חופשיים.
רדיקלים חופשיים
ברוב המקרים לא ניתן לדעת מהו האירוע הראשוני, שגרם לתא להפוך לסרטני. אולם, בביולוגיה מולקולרית ניתן לתאר את המוטציות בגידול, ולצפות את התנהגותו ברמה מסויימת. לדוגמא, כ- 50% מהגידולים מראים מחסור של גן מעכב סרטן p53 שנקרא גם "שומר הגנום". לאחר מספר מוטציות בגנום, גן זה יבקש מהתא למות, כדי לא לשמר את המוטציות. אי תפקודו של גן זה מאפשר לתאים אלו להמשיך לחיות, ולהתחלק, וכך ליצור עוד תאים שלא מתים. מחסור ב-טלומרז גורם לחלוקה אינסופית של התא. מוטציות אחרות מאפשרות לגידולים לפתח רשת כלי דם להספקת חמצן וחומרים מזינים לתא, או להפרד מהרקמה שהם נמצאים בה ולעבור לרקמה אחרת (גרורות).
גידולים ממאירים כמו קרצינומה, סרקומה, לימפומה או לוקמיה, מתפתחים מתא או קבוצת תאים, המקיימים אחד או יותר מהתנאים הבאים:
- התחמקות ממוות.
- פוטנציאל גדילה אינסופי.
- יצור עצמי של אמצעי גדילה.
- חוסר רגישות של נוגדי גדילת התא.
- עליה בקצב חלוקת התא.
- יכולת לחדור לרקמות שכנות.
- יכולת גדילה.
- יכולת לקדם התפתחות של כלי דם להזנת התא.
מוות
תא שמתנוון להיות גידול, בדרך כלל איננו רוכש את כל התכונות הללו בבת אחת. אבל תאי הבת שלו נבחרים בברירה הטבעית לבנות אותם. תהליך זה מכונה אבולוציה תאית. הצעד הראשון בהתפתחות של גידול הוא בדרך כלל שינוי קטן בDNA, לעיתים תכופות מוטציה אשר מובילה בין יתר הדברים לחוסר יציבות תורשתית של התא. חוסר היציבות מתגברת לנקודה שבו התא מאבד את כל הכרומוזומים או מכפיל אותם. בנוסף לכך דפוס המתילציה של התא משתנה. הפעלה וחוסר הפעלה של גנים באופן אקראי. תאים שמתחלקים בקצב גבוה, בתור גזע תא מראים סיכון גבוה להפוך לתאים סרטניים מאשר התאים שמתחלקים פחות או יותר באופן רגיל, לדוגמא נוירון. אם תא הגידול הראשוני (או קבוצה של תאים סרטניים) אינה מוסרת באמצעות המערכת החיסונית, היא תתפתח לסרטן
סרטן מסוגל להתפשט דרך הגוף בשני מנגנונים: התפשטות מקומית וגרורה מרוחקת. התפשטות מתייחסת להתפשטות ישירה של הסרטן לרקמה שכנה ואילו גרורה מתייחסת ליכולת של תאים סרטניים לחלחל דרך קשרי הלימפה וכלי הדם, לנוע בחופשיות דרך מחזור הדם, ולהתפשט לרקמה בריאה במקום אחר בגוף. הסרטן הינו קטלני מאוד כאשר הוא גרורה.
הגורמים לסרטן
כיום מקובלת ההנחה שישנן שלוש קבוצות של גורמים מסרטנים (קרצינוגנים):
- גורמים כימיים
- נגיפים
- גורמים פיזיקליים
גורמים כימיים
מחקרים אפידמיולוגיים בארצות שונות, וגם מחקרים הנעשים לגבי תפוצת הסרטן בקרב קבוצות מהגרים, מצביעים על כך כי מספר גדול של גדולים( שאתות) נגרמים כתוצאה מגורמים סביבתיים, הכוללים גם תרכובות כימיות טבעיות או מלאכותיות. כבר בשנת 1577 בקשר שבין סרטן עור ובין היחשפות לפיח, כשנתגלו מקרים רבים של סרטן בעור כיס האשכים אצל נערים שעבדו כמנקי ארובות ונחשפו חשיפה ממושכת לפיח ולחומר מסרטן הנמצא בו.
רק בשנים 1915-1918 הוכח הקשר בין חשיפה לחומר מסרטן ובין סרטן העור, ע"י משיחה נשנית של עטרן הפחם על עור ארנבות. כעבור שנים מספר בודד החומר המסרטן הראשון - "בנזנתרצן 1" ולאחריו "בנזנתרצן 2", ומאז זוהו עוד מאות חומרים שגרמו סרטן בחיות מעבדה, בתרביות תאים ובאדם, למשל: בנזו-פירין ודימתילניטרוסאמין המצויים בעטרן הטבק וגורמים סרטן בדרכי הנשימה; קבוצה גדולה של אמינים ארומטיים (כגון נפתילאמין); צבעי אנילין ותרכובות ארסן; אדי דלוריד הויניל (משמש בתעשיית הפלסטיק ועלול לגרום לסרטן כבד); סיבי אזבסט (נמצא קשר בין חומר זה לסרטן קרום הריאה).
נוסף על המסרטנים המלאכותיים, יש גם מסרטנים טבעיים, כגון אפלטוקסין -הפרשת שמרים הצומחים על אגוזים מסויימים (נמצא קשר בינו ובין סרטן כבד). איננו מכירים את כל החומרים המסרטנים המצויים בסביבה, ועדיין אין לנו מבחן כימי רחב טווח המזהה חומרים מסרטנים.
נגיפים
טרם הוכח בבני אדם קשר ישיר בין נגיפים ובין מחלות הסרטן, אך כבר בתחילת המאה ה-20 נמצא קשר ישיר בין נגיפים לסרטן בחיות מעבדה. תחילה הוכח כי סרטן הדם (לוקימיה) וסרקומה (גידול ממאירה שמקורה בעצם, בסחוס או ברקמת חיבור אחרת) עשויים להיגרם ע"י נגיף. אך רק בשנות ה-50 הצליחו לבודד נגיף אונקוגני ראשון, נגיף הפוליומה.
הקושי הגדול בהוכחת הקשר בין נגיף לסרטן נעוץ בעובדה שהימצאות נגיף ברקמה סרטנית איננה הוכחה שהנגיף גרם את הסרטן, שכן נגיפים מצויים גם ברקמות תקינות שונות של בעלי חיים; קרוב לוודאי שהנגיף רק "מתאכסן" ברקמה.
לאחרונה בודדו בקופים נגיפים מעוררי גדולים (שאתות).
גורמים פיזיקליים
חשיפה לקרינה אלקטרומגנטית מייננת כמו קרני רנטגן עלולה לגרום לסרטן. חשיפה לחומריים רדיואקטיביים הפולטים קרינות מסוגים: אלפא, בטא וגמא עלולות לגרום לגידולים סרטניים שונים.
הקשר בין חשיפה לקרינה והתפתחות סרטן מבוססים בעיקר על אוכלוסיות שנחשפו לכמויות גבוהות יחסית של קרינה מייננת כמו ניצולים מן הפצצות האטומיות שהוטלו על יפן, אנשים שנחשפו לקרינה בכורים אטומיים, ואנשים שעברו טיפולים רפואיים לצורך אבחון או ריפוי.
הקרינה המייננת פוגעת במרקם של התאים, ובמידה שלא נהרסו לגמרי, בתהליך התיקון שלהם, הם עלולים לתקן את עצמם בצורה שגויה ולהפוך למוטציה.
חשיפה לקרינה בלתי מייננת ברמות גבוהות כמו למשל חשיפה לקרני מיקרוגל הנפלטות מאנטנות שידור בעוצמה גבוהה עלולה לגרום לסרטן. עם זאת עדיין לא נמצאו מחקרים המעידים על קשר ישיר בין שימוש בטלפון סלולרי לסרטן מוח. חשיפה בלתי מבוקרת לקרינת השמש עלולה גם היא לגרום למלנומה שהיא סרטן העור.
סטטיסטיקה ישראלית
על פי מנהלת האתר של האגודה למלחמה בסרטן.
מדי שנה, מאובחנים בישראל כ-23,000 חולי סרטן חדשים.
חיים בישראל כיום כ-120,000 איש ואישה אשר אובחנו כחולים במחלות הסרטן. חלק ניכר מהם, הבריאו.
ניתן כיום לרפא כ-60% מכלל חולי הסרטן המאובחנים.
אחד מכל חמישה מקרי מוות בישראל נגרם על ידי מחלת הסרטן.
מחלת הסרטן שכיחה יותר באנשים מבוגרים.
בשנים האחרונות נרשמת יציבות במגמת התחלואה בסרטן בקרב נשים, בעוד אצל הגברים מסתמנת עליה קלה.
צורות של סרטן
מושג הסרטן רחב מאוד וכולל מחלות שונות, ובהן:
- מערכת העצבים
- סרטן המוח
- ראש וצוואר
- סרטן לוע הפה
- סרטן הגרון
- סרטן בלוטות המגן
- סרטן בלוטת הרוק
- סרטן חלל האף
- סרטן בלוטת התריס
- דם
- לוקמיה
- עור
- סרטן העור (מלנומה)
- מלנומה תוך-עינית
- סרטן עור
- שלד
- סרטן העצמות
- סרקומה
- דרכי השתן
- סרטן שלפוחית השתן
- סרטן הכליה
- מערכת העיכול
- סרטן הוושט
- סרטן הלבלב
- סרטן הכבד
- סרטן הקיבה
- סרטן כיס וצינורות המרה
- סרטן המעי הדק
- סרטן המעי הגס (לפעמי הסיווג כולל גם סרטן רקטלי)
- מערכת המין הנשית
- סרטן השד
- סרטן השחלה
- סרטן הרחם
- סרטן צוואר הרחם
- סרטן הפות
- מערכת המין הגברית
- סרטן בלוטת הערמונית
- סרטן האשך
- סרטן הפין
- מערכת הלימפה
- לימפומה (סרטן של בלוטות הלימפה)
- לימפומה על שם הוג'קינס
- לימפומה שאינה על שם הוג'קינס
מערכת הנשימה
- סרטן הריאה
הטיפול בסרטן
דרכי הטיפול בסרטן הן:
- טיפול כירורגי
- טיפול בקרינה (רדיותרפיה)
- טיפול כימי (כימותרפיה)
- טיפול חיסוני (אימונותרפיה)
- טיפול הורמונלי (הורמונתרפיה)
הטיפול הכירורגי
הטיפול הכירורגי בסרטן הוא הטיפול הראשוני היעיל ביותר ברוב מקרי גידולים ממאירים ( השאתות הממאירות). עם זאת, יש גידולים (שאתות) שהטיפול הראשוני היעיל ביותר להם הוא טיפול תרופתי (כימותרפיה) או טיפול קרינתי (רדיותרפיה). הטיפול הכירורגי הרדיקלי מוגבל לגדולים (שאתות) ממוקמים, שטרם פרצו את גבולות האיבר שבו הם צמחו, אך לפעמים יועיל ניתוח גם כשהמחלה התפשטה לבלוטות הלימפה האזוריות.
ככל שהגידול (שאת) הראשוני גדול יותר, רבה יותר ההסתברות שהיא פיזרה גרורות דרך כלי הלימפה והדם. גידולים (שאתות) שגודלם עולה על גודל מסויים נחשבות משום כך כבלתי יכולות להיות מנותחות. אמנם מבחינה טכנית הם יכולות להיות מנותחות, אך כריתת האיבר במקרה זה אינה מעלה את תוחלת החיים של החולה ולעיתים אף יכולה לגרום נזק. אף על פי כן, לעיתים מבצעים ניתוח פליאטיבי (ניתוח מקל, ניתוח משכח) העשוי להקל על החולה אך לא להאריך את תוחלת חייו (לדוגמה, כריתת שאת החוסם את המעי הגס, אף על פי שגרורותיה כבר נתגלו בכבד). הטיפול הכירורגי יעיל ביותר לריפוי סרטן הממוקם באיברים כגון השדיים, המעי הגס והרחם. לפני הניתוח יש לערוך בדיקה מקיפה ויסודית ולוודא את ממדי התפשטות השאת.
הטיפול בקרינה
הטיפול בקרינה או הטיפול הרדיותרפי הוא הטיפול השני בחשיבותו לאחר הטיפול הכירורגי, ויש גדולים (שאתות) ממאירים רבים, שהטיפול בהן בקרינה שקול בערכו לכריתה בניתוח או אף יעיל יותר. הטיפול בקרינה עשוי לפטור את החולה מניתוח פולשני, מכריתת איברים או רקמות ומנכות כרונית.
החוקר השבדי סטרנדקיוסט (Strandquist) עיבד ופירסם בשנת 1944 נתונים מתכניות טיפול רדיולוגיות שונות בשאתות ממאירים בעור ובשפתיים. הוא התווה בעקומות את הקשר בין מנת הקרינה ובין משך הטיפול, ומצא יחס בסיסי בין שני גורמים אלה: כאשר מנת הקרינה אחידה במשך תקופה ארוכה מדי, יעילותה פוחתת, ומאידך, אותה מנה בזמן קצר מאוד גורמת תגובת קרינה ברקמות. עוד מצא החוקר יחס זמן-מנה המאפשר ריפוי ללא נזקי קרינה. הקשר בין מנת הקרינה, הזמן ומספר ההקרנות מסוכם כיום בנוסחה מתימטית שפותחה בשנות ה-60, ולמעשה אפשר כיום לתמרן את הטיפול בקרינה לפי הנסיבות, אגב שמירת העיקרון הבסיסי של מניעת נזק לרקמות התקינות, עד כמה שאפשר.
מקור הקרינה הראשון היה קרני X (רנטגן), שנתגלו בשנת 1895. ואולם הטיפול בקרינה זו היה כרוך בנזק לרקמות התקינות. עקרון פעולתה של מכונת הרנטגן הוא כזה: אלקטרונים מואצים ע"י מפל מתח חשמלי גבוה בשפופרת רִיק ופוגעים במטרה העשויה ממתכת כבדה (כגון טונגסטן); עקב הפגיעה משתחררת קרני X בטווח רחב של אנרגיה. ככל שהאנרגיה גבוהה יותר, אורך הגל קצר יותר; ככל שאנרגיית הקרן גבוהה יותר, הקרן מסוגלת להעמיק יותר ברקמות. כאשר הקרן עוברת ברקמות, היא מאבדת אנרגיה בהדרגה. במשך השנים פותחו מכונות רנטגן טובות יותר (בתחילה של 140KV [קילו וולט=KV], ואחר כך של 200KV). עם המכשירים היותר משוכללים ניתן היה להגיע לרקמות עמוקות יחסית.
בד בבד עם פיתוח מכונות הרנטגן, החל פיתוח של מכשירי קרינה רדיואקטיביים: מחטים או שפופרות עשויות רדיום, שהוחדרו לתוך הגידול (שאת) או נערכו באגודות על גבי גיגולים (שאתות) שטוחים. צורת טיפול זו קרויה "טיפול מקרוב" או "ברכיתרפיה" (Brachytherapy), והיא נהוגה עד היום בגידולים (שאתות) מסויימים, כגון גדולים (שאתות) ממאירים בשני השלישים הקדמיים של הלשון ובצוואר הרחם. אך במקום הרדיום (העלול להיות מסוכן אם נוצר סדק במעטהו ונפלט גז רדון) החליפו כיום חומרים רדיואקטיביים אחרים, כגון קובלט 60 וצסיום 137 (איזוטופ הפולט קרינת Y; קרינתו:660KV). נסיונות לטיפול מרחוק בעזרת רדיום נכשלו עקב מחירו הגבוה של החומר והקושי הטכני לרכזו בכמות יעילה מטווח רחוק (Teletherapy).
בשנות ה-70 שבו לשיטת הטיפול מקרוב. הדבר נתאפשר בזכות פיתוחם של איזוטופים רדיואקטיביים הפולטים קרינה קצרת טווח, טכניקות חדשות של החדרת החומר הרדיואקטיבי לרקמות בדיוק וללא סיכון הצוות המטפל, ושיטות חישוב חדישות של מנת הקרינה בעזרת מחשב. כיום משמשת טכניקה זו לריפוי גידולים ( שאתות) מסויימים; בגידןלים (שאתות) אחרים הטיפול הוא עדיין נסיוני. כיום נהוגות גם מכונות קרינה הפולטות אלומות של חלקיקים כבדים, כגון הציקלוטרון, המאיץ ניטרונים, שהם חסרי מטען ולכן ניתן להכניסם בקלות יחסית לרקמות.
צוות הטיפול הרדיותרפי מקיף רופא, פיזיקאי וטכנאים. מינון הקרינה מבוסס על לוחות איזידוזות (איזידוזה=מנה שווה) - מפות המבטאות את אחוז הקרינה בעומק השדה יחסית למנה בשטח המוקרן. החישוב המורכב נעשה בדרך כלל במחשב מחלקתי המצוי בכל מחלקה רדיותרפית מודרנית. לאחר שמזינים את המחשב בנתוני | | |
