ما هي الخلية الجدارية؟
المكون الأكثر شهرة في عصير المعدة هو حمض الهيدروكلوريك المنتج الإفرازي للخلية الجدارية أو الأكسنتية، إذ من المعروف أن قدرة المعدة على إفراز حمض الهيدروكلوريك ترتبط خطيًا تقريبًا بأرقام الخلايا الجدارية، وعند تحفيزها تفرز الخلايا الجدارية حمض الهيدروكلوريك بتركيز 160 ملي مولار تقريبًا (أي ما يعادل درجة حموضة 0.8) ويفرز الحمض في قنيات كبيرة غزوات عميقة لغشاء البلازما والتي تستمر مع تجويف المعدة.
عندما يتم تحفيز إفراز الحمض يحدث تغيير جذري في مورفولوجيا أغشية الخلية الجدارية، وتختفي الأغشية الأنبوبية الحويصلية السيتوبلازمية المتوافرة بكثرة في الخلية المريحة تقريبًا بالتنسيق مع زيادة كبيرة في الغشاء القنيوي، حيث يبدو أن مضخة البروتون وكذلك قنوات توصيل البوتاسيوم والكلوريد موجودة في البداية على الأغشية داخل الخلايا، ويتم نقلها ودمجها في الغشاء القنيوي قبل إفراز الحمض مباشرة.
إن ظهارة المعدة مقاومة في جوهرها للآثار الضارة لحمض المعدة والإهانات الأخرى ومع ذلك، فإن الإفراط في إفراز حمض المعدة يمثل مشكلة كبيرة في الإنسان وبدرجة أقل في التجمعات الحيوانية، مما يؤدي إلى التهاب المعدة وقرحة المعدة ومرض حمض المعدة، ونتيجة لذلك تمت دراسة الخلية الجدارية والآليات التي تستخدمها لإفراز الحمض على نطاق واسع، مما أدى إلى تطوير العديد من الأدوية المفيدة لقمع إفراز الحمض.
إفرازات الخلايا الجدارية:
تركيز أيون الهيدروجين في إفرازات الخلايا الجدارية أعلى بحوالي 3 ملايين ضعف من تركيزه في الدم، ويتم إفراز الكلوريد ضد كل من التركيز والتدرج الكهربائي وبالتالي، فإن قدرة الخلية الجزئية على إفراز الحمض تعتمد على النقل النشط.
العامل الرئيسي في إفراز الحمض هو (H + / K + ATPase) أو مضخة البروتون الموجودة في الغشاء القنيوي، حيث يعتمد (ATPase) هذا على المغنيسيوم ولا يثبطه (ouabain) ويمكن شرح إفراز الحمض كالتالي:
- يتم إنشاء أيونات الهيدروجين داخل الخلية الجدارية من تفكك الماء، حيث تتحد أيونات الهيدروكسيل المتكونة في هذه العملية بسرعة مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين أيون البيكربونات وهو تفاعل ناتج عن الأنهيدراز الكربوني.
- يتم نقل البيكربونات من الغشاء الجانبي مقابل الكلوريد، إذ ينتج عن تدفق البيكربونات إلى الدم ارتفاع طفيف في درجة الحموضة في الدم يعرف باسم المد القلوي، وتعمل هذه العملية على الحفاظ على درجة الحموضة داخل الخلايا في الخلية الجدارية.
- يتم نقل أيونات الكلوريد والبوتاسيوم إلى تجويف القنية عن طريق قنوات التوصيل، وهذا ضروري لإفراز الحمض.
- يُضخ أيون الهيدروجين خارج الخلية إلى التجويف مقابل البوتاسيوم من خلال عمل مضخة البروتون، وبالتالي يتم إعادة تدوير البوتاسيوم بشكل فعال.
- يؤدي تراكم أيون الهيدروجين النشط تناضحيًا في القنية إلى تدرج تناضحي عبر الغشاء يؤدي إلى انتشار الماء إلى الخارج وعصير المعدة الناتج هو 155 ملي مولار من حمض الهيدروكلوريك و15 ملي مولار بوكل مع كمية صغيرة من كلوريد الصوديوم.
الركيزة الأساسية في إنتاج حمض المعدة هي ثاني أكسيد الكربون، ويبدو أن انتشار ثاني أكسيد الكربون عبر السطح القاعدي للجداري هو الخطوة المحددة للمعدل في تخليق الحمض، ومن المثير للاهتمام أنه تم التحقق من صحة هذا المبدأ البيوكيميائي من خلال دراسة وظيفة المعدة في التمساح.
تنتج هذه الزواحف كميات هائلة من حمض المعدة بعد تناول جثة كبيرة، ويبدو أن الأحماض الوفيرة مهمة في تسريع عملية هضم العظام، حيث يمتلك التمساح تحويلة وعائية تقوم بتحويل الدم الوريدي الغني بثاني أكسيد الكربون إلى المعدة بدلاً من العودة مباشرة إلى الرئتين، مما يزيد من كمية ثاني أكسيد الكربون التي تنتشر في الخلايا الجدارية، وبالتالي تعزز تخليق الحمض.
السيطرة على إفراز الحمض:
تحمل الخلايا الجدارية مستقبلات لثلاثة محفزات لإفراز الحمض، مما يعكس ثلاثيًا للتحكم في العصب والباراكرين والغدد الصماء:
- أستيل كولين (مستقبل من النوع المسكاريني).
- جاسترين.
- الهيستامين (مستقبل نوع H2).
قد يكون الهستامين من الخلايا الشبيهة بالـ (enterochromaffin) هو المغير الأساسي، ولكن يبدو أن حجم التحفيز ناتج عن تفاعل معقد مضاف أو مضاعف للإشارات من كل نوع على سبيل المثال، الكميات المنخفضة من الهيستامين التي يتم إطلاقها باستمرار من الخلايا البدينة في الغشاء المخاطي في المعدة، حيث تحفز بشكل ضعيف فقط إفراز الحمض وبالمثل بالنسبة للمستويات المنخفضة من الجاسترين أو الأسيتيل كولين.
ومع ذلك عند وجود مستويات منخفضة من كل منها يتم إجبار إفراز الحمض بقوة، وبالإضافة إلى ذلك يمكن للمضادات الدوائية لكل من هذه الجزيئات أن تمنع إفراز الحمض، كما أن تأثير الهيستامين على الخلية الجدارية هو تنشيط محلقة الأدينيلات، مما يؤدي إلى ارتفاع تركيزات (AMP) الحلقية داخل الخلايا وتفعيل بروتين كيناز أ (PKA).
أحد تأثيرات تنشيط (PKA) هو فسفرة بروتينات الهيكل الخلوي المشاركة في نقل (H + / K + ATPase) من السيتوبلازم إلى غشاء البلازما، حيث يؤدي ارتباط الأسيتيل كولين والجاسترين إلى ارتفاع تركيزات الكالسيوم داخل الخلايا.
لقد ثبت أن العديد من الوسطاء الإضافيين يؤديون إلى إفراز حمض المعدة عند حقنه في الحيوانات والبشر بما في ذلك الكالسيوم والإنكيفالين والبومبيزين، ويحاكي كل من الكالسيوم والبومبيزين إطلاق الجاسترين، بينما تم تحديد مستقبلات الأفيون في الخلايا الجدارية، ومن غير الواضح ما إذا كانت هذه الجزيئات لها دور فسيولوجي مهم في وظيفة الخلايا الجدارية.
