ما هي الأهداب في الخلية؟

مفهوم الأهداب في الخلية:

أهداب الجمع (Cilium)، وهي خيوط قصيرة شبيهة بالرموش تتعدد في خلايا الأنسجة لمعظم الحيوانات وتوفر وسيلة لتحريك الأوالي من عائلة (Ciliophora)، إذ يمكن دمج الأهداب في صفوف عرضية قصيرة لتشكيل أغشية أو في خصلات لتشكيل (criri، وتكون قادرة على الضرب في انسجام تام وتحرك الأهداب بويضات الثدييات عبر قنوات البيض وتولد تيارات مائية لنقل الطعام والأكسجين عبر خياشيم البطلينوس.

كذلك تحمل الطعام عبر الجهاز الهضمي للقواقع وتدور السائل الدماغي الشوكي للحيوانات وتنظيف الحطام من أجهزة التنفس، وفي الثدييات في شكل معدل تؤدي الأهداب إلى إفراز أجهزة اللدغة في قنديل البحر، وتؤدي إلى ظهور قضبان حساسة للضوء لشبكية الثدييات ووحدات الكشف عن الرائحة في الخلايا العصبية الشمية.

يمكن أيضا تعريف الهدب أو الأهداب (الجمع) بأنه عبارة عن نتوءات صغيرة تشبه الشعر على السطح الخارجي للخلايا حقيقية النواة، حيث إنها مسؤولة في المقام الأول عن الحركة سواء من الخلية نفسها أو السوائل على سطح الخلية، كما أنها أيضا تشارك في ميكانيكي الاستقبال.

هيكل الأهداب:

يتكون الهدب من أنابيب دقيقة مغلفة بغشاء البلازما، بحيث أن الأنابيب الدقيقة عبارة عن قضبان مجوفة صغيرة مصنوعة من بروتين توبولين، إذ يحتوي كل هدب على تسعة أزواج من الأنابيب الدقيقة التي تشكل الجزء الخارجي من الحلقة واثنين من الأنابيب الدقيقة المركزية.

كما يتكون الهدب مثل السوط من لب مركزي (محور عصبي)، والذي يحتوي على اثنين من الأنابيب الدقيقة المركزية التي تحيط بها حلقة خارجية من تسعة أزواج من الأنابيب الدقيقة، كما أن الحلقة الخارجية للأنابيب الدقيقة تكون محاطة بغشاء متصل بغشاء الخلية، حيث يتم التحكم في النمو الهدبي عن طريق الجسم القاعدي الموجود داخل سطح الخلية مباشرة عند قاعدة الهدب، ويوجد تحت سطح بعض الخلايا شبكة من الجذور الليفية أو الحزم الأنبوبية الدقيقة التي قد توفر الدعم للظهارة أو تنسق الضرب الهدبي.

كما تُعرف هذه البنية باسم محور عصبي والترتيب كـ “9 + 2″، وهو ترتيب موجود في كل مكان في الأهداب المتحركة، إذ يتم تثبيت الأنابيب الدقيقة معًا عن طريق ربط البروتينات بين الأزواج التسعة الخارجية توجد بروتينات حركية تسمى (dynein)، حيث تلتصق الأهداب بالخلية في الجسم القاعدي، ويتكون الجسم الأساسي من أنابيب دقيقة مرتبة في تسعة توائم، حيث تتشكل التوائم الثلاثة عندما يتم ربط المضاعفات من الأهداب بواسطة أنبوب دقيق إضافي من الخلية، وتنتهي الأنابيب الدقيقة المركزية قبل دخول الجسم القاعدي.

البروتينات الحركية (dynein) عبارة عن جزيئات مرنة كبيرة تسمح للأهداب بالحركة، حيث تحلل البروتينات (ATP) للحصول على الطاقة، وأثناء تنشيط البروتينات فإنها تخضع لتغييرات توافقية تسمح بحركات معقدة، كما تزحف جزيئات الداينين ​​بشكل أساسي على طول الأنابيب الدقيقة فتسحب المضاعف المجاور لأعلى وتعيد ربطها لأسفل أكثر.

نظرًا لأن الزوجين متصلان ببعضهما البعض من خلال بروتينات الارتباط المتقاطع فيمكنهما فقط الانزلاق لمسافة قصيرة على طول بعضها البعض، وتسبب هذه الحركة الانحناء في الهدب، حيث إن الأهداب عبارة عن هياكل صغيرة جدًا إذ يبلغ قطرها حوالي 0.25 ميكرومتر ويصل طولها إلى 20 ميكرومتر، حيث توجد بأعداد كبيرة على سطح الخلية فتعمل الأهداب مثل المجاديف إذ تضرب ذهابًا وإيابًا لخلق الحركة.

وظيفة الأهداب:

تلعب الأهداب دورًا مهمًا في الحركة، إذ يمكن أن يشمل ذلك حركة الخلية نفسها أو المواد والأشياء الأخرى التي تتجاوز الخلية، ففي بعض الكائنات الحية المعروفة باسم (ciliates)، تكون الأهداب مسؤولة عن حركة الكائن الحي ككل على سبيل المثال، في الطليعة أحادية الخلية (Paramecium)، كما تغطي الأهداب سطح الكائن الحي وهي مسؤولة عن الحركة وكذلك التغذية.

بالإضافة إلى تغطية السطح الخارجي للكائن الحي تعمل الأهداب أيضًا على تبطين أخدود الفم وتحريك الطعام إلى “فم” الكائن الحي، كما يمكن أن تساعد الأهداب في إزالة الملوثات من الأعضاء أو الأنسجة عن طريق المساعدة في تحريك السوائل فوق الخلية، كذلك تُغطى بطانة البلعوم الأنفي والقصبة الهوائية بأهداب، وتزيل هذه الخلايا الظهارية الهدبية المخاط والبكتيريا وغيرها من الحطام من الرئتين، ومثال آخر هو بطانة قناتي فالو بحيث أن الأهداب هنا هي المسؤولة عن المساعدة في الإخصاب عن طريق حركة البويضة نحو الرحم.

(Kinocilia) هي نوع متخصص من الأهداب توجد على الأطراف القمية لخلايا شعر الفقاريات إلى جانب الأهداب المجسمة، والمجموعات غير المتحركة من خيوط الأكتين المتعلقة بالأهداب تشارك في السمع والتوازن (الاستقبال الميكانيكي).

الأهداب والأسواط:

الكائنات أحادية الخلية مثل البراميسيوم، وهو كائن أولي يعيش في أحواض المياه العذبة والجداول يدفع أنفسهم بفعل الأهداب، إذ تحدث الأهداب بأعداد كبيرة وتتحرك بطريقة منسقة وتدفع الخلايا الهدبية داخل جسم الفقاريات السائل والمخاط على طول الممرات الداخلية مثل بطانة الجهاز التنفسي.

تشبه فلاجيللا من الناحية الهيكلية الأهداب باستثناء أنها أطول (أحيانًا تصل إلى 50 مرة) من الأهداب، وعادة ما تكون رقم واحد أو اثنين فقط لكل خلية، وتتحرك خلايا الحيوانات المنوية لمعظم الكائنات الحية الأعلى باستخدام الأسواط، حيث تستخدم أنواع كثيرة من الطحالب وحيدة الخلية والأوليات في السباحة عبر الماء.

كما تحتوي كل من الأهداب والسوط على نمط منتظم من الأنابيب الممتدة على طول أطوالها، وهناك حلقة خارجية من تسعة أزواج من الأنابيب المحيطة بزوج مركزي من الأنابيب، يتكون كل أنبوب صغير من خيوط تتكون من سلسلة من الوحدات الفرعية الكروية، كما تتطلب حركة الهدب أو السوط طاقة، حيث يتم الحصول عليها من تحلل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) محفزًا ببروتين متصل بالأنابيب الخارجية داينين.

تحتوي بعض أنواع البكتيريا على سوط يبدو أن حركته تعتمد على جسيم خلوي يسمى الجسم القاعدي والذي يرتبط به السوط، إذ تستمد هذه الأسواط طاقتها من اختلاف في تركيز أيون الهيدروجين عبر غشاء الخلية، أما الحركة الأميبية فهي تحدث كامتداد للسيتوبلازم ويسمى (pseudopod) “القدم الكاذبة”، بحيث يتدفق إلى الخارج ويشوه حدود الخلية ويتبعه بقية الخلية، وقد يتشكل العديد من الأرجل الكاذبة في نفس الوقت ولا يبدو أن أفعالهم منسقة.

على الرغم من أن الحركة الأميبية هي سمة من سمات الأميبا وهي كائن أولي وحيد الخلية، إلا أنها توجد أيضًا في الخلايا غير العضلية للكائنات متعددة الخلايا، حيث تحتوي هذه الخلايا على الميوسين والأكتين والتي تختلف في بعض جوانب بنيتها عن البروتينات المقابلة في العضلات؛ بسبب الاختلافات في الجينات التي تشفرها.