الأحد، 21 يونيو، 2015

النفس الاول للطفل تعقيد هام جدا غير قابل للاختزال لاستكمال الحياة





النفس الاول للطفل تعقيد هام جدا غير قابل للاختزال لاستكمال الحياة
. في عام 1967 قام الطبيب كريستيان برنارد بانجاز اول عملية زرع للقلب . حتى ذلك الوقت كانت ازالة قلب شخص ما تؤدي الى موته . الناس كانوا مذهولين عند سماعهم انه ليس فقط قلب الرجل قد ازيل و انما تم وضع قلب اخر في مكانه لا يخفق و اعيد تشغيله و عاش .سنوات من جهود التصميم و الاختبارات ادت الى اختراع معقد (جهاز القلب و الرئتين الاصطناعية ) الذي يقوم بتدوير الدم و يعمل كرئتين للمرضى و يوفر لهم الاوكسجين . بدون شك انه و في نفس المستشفى كان هنالك ام جديدة . وليدها قد قام بنفس التحول للنجاة بواسطة " جهاز رئتين " افضل بكثير . ولكن لم يقم اي مراسل بتغطية هذا الحدث . على الرغم من الحدث الاول يعتبر خطوة عظيمة في هندسة البشر , الان ان الحدث الثاني لم يتم شرحهه بواسطة اي عملية طبيعية . لان الولادة أمر شائع لذلك فمن السهل أن نغفل عن حقيقة أن الطفل ينمو في محيط كلي من المياه لمدة تسعة
أشهر - عالم من المستحيل تماما لأي شخص أن يعيش فيه على الفور بعد أول نفس له . ويتم إنجاز هذه الخطوة من خلال كون الطفل يمتلك -فقط داخل الرحم - اوعية دموية بتركيب و ترتيب يختلف عما عليه في البالغين .

ترتيب الجهاز الدوري عند البالغين في قلب الانسان البالغ ,
الغرفتان اللتان في القعر , البطينان ( ventricles ) , تقومان بمعظم وظيفة الضخ العالي الضغط , دافعين الدم من خلال صمامات باتجاه واحد بعيدا عن القلب من خلال الشرايين , الغرفتين العلويتان , الاذينان ( atria ) تستلمان الدم من الاوردة تحت ضغط واطئ و تقومان بسرعة بتحميل البطينين عن طريق دفع الدم لهما ايضا من خلال صمامات باتجاه واحد . ايضا يقسم القلب الى جانب ايمن و جانب ايسر بواسطة جدار صلب من نسيج يدعى الحاجز (septum) . و توجد هنالك دورتان لجريان الدم من القلب احداهما من و الى الرئتين و الاخرى من و الى الجسم . الجزء الايمن من القلب يبدأ بوضع الدم في دورته نحو الرئتين و اللتي من خلالها يقوم الدم قليل الاكسجة باخذ حمل جديد من الاوكسجين . اما الجزء الايسر من القلب فيقوم بضخ الدم المحمل بالاوكسجين الطازج الى بقية الجسم تحت ضغط طبيعي ( اعلى بكثير مما عليه في الجانب الايمن ) . عند البالغين الدم الغني بالاوكسجين ينتقل بعيدا عن القلب من خلال الشرايين تحت ضغط دم عالي و يعود الى القلب عن طريق الاوردة تحت ضغط واطئ . بصورة واضحة فان القلب و الرئتين تتعاون مع بعضها بشكل اعتمادي لتحقيق غرض ايصال الاوكسجين لكل انحاء الجسم

ترتيب الدورة الدموية في الجنين بالنسبة للطفل في الرحم
فان كل شئ يتعلق بالوظائف الحيوية الخاصة بالقلب و الدورة الدموية معكوس تماما و يرجع ذلك لسبب مهم و هو ان الرئتين و ان كانتا مكتملتين من الناحية الوظيفية الا انهما لا تزالان غير فاعلتين في عملية تبادل الاوكسجين , وعليه فمن اجل ان يستمر الجنين في الحياة المؤقتة داخل الرحم ينبغي توفر ثلاثة تغييرات تركيبية رئيسية في نظام الدورة الدموية . اولا ,ينبغي للجنين ان توفر لديه رئة بديلة - و هى المهمة الصعبة حتى مع مهندسي الاحياء الطبية . المشيمة ذلك العضو المميز الذي يوجد لفترة بسيطة و لكنه يلعب دورا مهما في عدد لا يحصى من الوظائف الحيوية خصوصا في كونه رئة و كلية للجنين .ثانيا، يجب تجاوز الدورة المؤدية إلى الرئتين، لذلك يجب على الاوعية الدموية أن تتغير لتحقيق هذا الالتفاف المؤقت. (الخط الجديد الذي يلتف حول الدورة يدعى تحويلة(shunt )) . ثالثا، على الاوعية الدموية ان لا تقتصر وظيفتها فقط على ربط المشيمة بالطفل و انما ايضا داخل الجنين من نقطة اتصالها به الى الاوعية الطبيعية اللتي تؤدي من و الى القلب . يؤدي الحبل السرّي ( umbilical cord) وظيفة تحقيق الاتصال بين المشيمة و الجنين , حيث يحتوي على وريد واحد عريض القطر و شريانين اثنين اصغر من الوريد .و تمتد داخل الجنين على شكل الوريد السرّي ( umbilical vein) و الشرايين السرّية (umbilical arteries ).


يقوم الوريد السرّي بنقل الدم الغني بالاوكسجين الى قلب الجنين , في بقعة ما بالقرب من الكبد فانه يتصل بوريد كبير يحمل الدم الفقير بالاوكسجين و يعود به الى القلب , بشكل مثير للاهتمام فان المجريان المتحدان للدم المؤكسد وغير المؤكسد لا يمتزجان . و عندما يصل الدم الى الاذين الايمن للقلب فان مجرى الدم المؤكسد يكون مقابل فتحة مؤقتة في الحاجز بين اذيني القلب , حيث يمر من خلال هذه الفتحة الى الاذين الايسر لان ضغط الدم في الجانب الايمن من القلب اعلى منه في الجانب الايسر - و هو عكس ما عليه الموقف فيما بعد الولادة . يقوم الجانب الايمن من القلب بضخ الدم الى الرئتين و لكن بما ان الرئتين لم تتوسعا بعد فان المقاومة لجريان الدم فيهما تكون عالية و لكن بالرغم من ذلك فان كمية قليلة من الدم (حوالي 10 % ) تنجح في المرور الى البطين الايسر و منه الى الرئتين و هي عين الكمية اللازمة لتوفير الاحتياجات الايضية للرئتين , ولكن ليس لوظيفة حمل الاوكسجين اللتي لم تبدا بعد .

الفتحة المؤقتة بين الاذينين تمتلك قطعة من نسيج الحاجز الذي يفصلهما تقع في جانب الاذين الايسر و بالتالي تعمل كصمام باتجاه واحد (باب باتجاه واحد ) بحيث ان الضغط العالي في الاذين الايمن يدفعها عند كل خفقة . عند البالغين فانه من غير المنطقي ان يرتبط الشريان الذي يحمل الدم الفقير بالاوكسجين الى الرئة بواسطة وعاء دموي كبير مع الشريان الذي يحمل الدم الغني بالاوكسجين ( الشريان الاورطي ) الى باقي الجسم . الجنين يمتلك هكذا وعاء رابط كبير من اجل تجاوز الرئتين و ارسال الدم الغني بالاوكسجين القادم من المشيمة الى باقي الجسم . معظم هذا الدم يذهب الى الدماغ الذي يحتاج كميات كبيرة من الاوكسجين .

اذا راحة الطفل داخل الرحم مؤمنة من خلال الشريانان السرّيان و الوريد السرّي المؤقتة ,الفتحة المؤقتة في الحاجز بين اذيني القلب ,التحويلة المؤقتة بين الشريان الرئوي و الشريان الاورطي بواسطة وعاء دموي , الضغط العالي في الرئتين والجهة اليمنى من القلب و الضغط الواطئ في الجهة اليسرى من القلب . عندما تبدا عملية الولادة و تبلغ ذروتها عند خروج الطفل فان هذا العالم المحيط بالجنين سيتغير جذريا . و لكن مع ذلك فان التراكيب المؤقتة تمتلك اليات حاسمة تؤمن الانتقال الامن الى خارج الرحم .

التغيرات الحيوية في الجهاز الدوري اللتي تحدث عند الولادة .


يمتلك الحبل السرّي خصائص تستجيب لعدة اشياء و هي التغيير في كمية الاوكسجين المذاب في الدم , التمدد , المواد اللتي تعرف عموما بالادرينالين , و الشدة الخارجية . و كما هو واضح فان كل هذه العوامل تتوفر اثناء الولادة و قطع الحبل السرّي.حيث ان الحبل السرّي يمتلك طبقة عضلية استثنائية من حيث قوتها تحيط بالاوعية الدموية تتفاعل عن طريق تضييق الاوعية الدموية بقوة و بسرعة و تتم هذه العملية في اقل من دقيقة .هذا الامر يؤدي الى توقف جريان الدم من و الى المشيمة الامر الذي له تاثيران . من جهة يقوم بدرجة كبيرة بتقليل مخاطر تعرض الام او الطفل الى نزيف بالاضافة الى تقليل كمية الاوكسجين في دم الطفل على الفور .

توجد مستشعرات حساسة للغاية في بعض الاوعية الدموية لقياس نسبة ثنائي اوكسيد الكاربون و كذلك توجد على الجلد لقياس اي نقصان في درجة الحرارة , تقوم هذه المستشعرات بتحفيز مركز التنفس في الجهاز العصبي . في الظروف الطبيعية فان زيادة كمية ثنائي اوكسيد الكاربون في الدم مقترنا مع نقصان درجة الحرارة بعد الخروج من قناة الولادة يثير رغبة لا تقاوم عند الطفل لاخذ نفس عميق و نفخ رئتيه للمرة الاولى . الرئتين تكونان مستعدتان لهذا الحدث بفضل وجود خلايا تفرز مركب تدعى ال surfactant . و اللتي تقوم الى درجة مميزة بتقليل الجهد الذي يمسك بنسيج الرئتين غير المنفوختين مع بعضه البعض . و لولا هذه المادة فان القوة اللازمة لنفخ الرئتين ستكون عالية جدا بدرجة لا يستطيع معظم حديثي الولادة توفيرها . بعدما تمتلئ الرئتين بالهواء فان الضغظ اللازم لضخ الدم خلالهما يهبط بنسبة 90 % عن القيمة العالية اللتي كان عليها داخل الرحم .

بالتالي فان الضغط في الجانب الايمن من القلب سينخفض بصورة فورية الى درجة اقل من الضغط في الجانب الايسر (نتيجة نقصان الضغط اللازم لضخ الدم الى الرئتين ) . الصمام ذو الاتجاه الواحد (و الذي هو في الواقع عبارة عن لوحين من الجلد يطويان بصورة مرتبة و يقفلان على بعضهما عندما يدفعان ) و الذي يغطي الفتحة المؤقتة الموجودة في الحاجز بين اذيني القلب يغلق بفعل ازدياد الضغط في الاذين الايسر . بعدها تبدا الخلايا بالنمو على حواف الصمام مما يؤدي الى التحامه مع الحاجز . في خلال اقل من دقيقة بعد الولادة تتسبب الايعازات من الجهاز العصبي للطفل في اغلاق الشريان السرّي بالقرب من الكبد عن طريق العضلات العاصرة حوله . كما تتسبب الايعازات العصبية كذلك في غلق التحويلة المؤقت بين الشريانين الرئوي و الاورطي .(االوعاء الكبير يغلق بصورة دائمة خلال يوم او يومين بعد الولادة ) .

و بذلك يكون جسم الطفل قد بدا بكل التغييرات اللتي ستستمرخلال مرحلة البلوغ . في اثناء السنة اللاحقة فان الشريانين و الوريد السرّية ستتحول من اوعية دموية الى اربطة مثبتة .اذا فخلال الدقيقة الاولى فيما بعد الولادة فان جسم الطفل يكون قد بدا تغييرات تركيبية فعلية تمكنه من العيش في بيئة مختلفة جذريا , مع كل الاوعية المؤقتةو التحويلات و الفتحات تغلق وظيفيا في خلال ال30 دقيقة الاولى
1

الاستنتاج


حقيقة التغييرات في الجهاز الدوري من مرحلة الجنين الى مرحلة حديث الولادة هي كالتالي : التراكيب التي لا غنى عنها للحياة داخل الرحم هي غير مطابقة للحياة خارجه و عند الولادة كل هذه التراكيب تعكس بصورة سريعة . و تؤدي الى النجاة . في كلتا الحالتين اذا ما ماتت الذرية فان التطور ينتهي .
2
كتب دارون قائلا : " اذا ما امكن اثبات ان احد اعضاء الجسم المعقدة قد تشكل من دون تعديلات طفيفة متعددة و متعاقبة فان نظريتي سنكسر بصورة مطلقة ".

فبما ان تلك التراكيب و الوظائف تتم اعادة تترتيبها عند الولادة " في خلال اقل من دقيقة بعد الولادة فان الاشارات من الجهاز العصبي للطفل تؤدي بالعضلات العاصرة القوية الى ان تغلق الوريد السرّي من حيث يتصل بالقرب من الكبد و ايضا غلق التحويلة المؤقتة بين الشريانين الرئوي و الاورطي "كما يقول . (الاوعية الكبيرة تغلق بصورة دائمية خلال اليوم او اليومين اللاحقين .

اضافت ورقة بحثية جديدة صادرة عن متابعات الاكاديمية الوطنية للعلوم (Proceedings of the National Academy of Sciences تعرف اختصارا ب PNAS)
3
امرا جديدا الى اعجوبة هذا التحول المثير . حيث بينت ان فريق من الباحثين في فرنسا اكتشف دورا لبروتينين في مسار الاشارات الذان يقومان بغلق هذه التحويلة للدم من الحبل السرّي الى الجهاز الرئوي الخاص بالطفل :

التحول نحو التنفس الرئوي بعد الولادة يتطلب تغييرات سريعة في تركيب الجهاز الدوري الخاص بالثدييات . احد التغييرات المثيرة هو الذي يحدث عند غلق القناة الشريانية (ductus arteriosus) , و هو اتصال شرياني في الجنين يوجه الدم بعيدا عن الدورة الدموية الرئوية عضوان من عائلة البروتينات TGFβ و هما البروتين المخلّق للعظم (bone morphogenetic protein)رقم 9 و رقم 10 تعرف اختصارا ب BMP9 و BMP10 على التوالي . اكتشف مؤخرا انها تلعب دورا في عملية تكوين الاوعية الدموية بعد الولادة , حيث ان كلاهما ضروري لاعادة تركيب الاوعية الدموية الصغيرة حديثة التكوين .

اذا ما فقدت او تعرضت الى طفرة , حسبما عثر الفريق من خلال التجارب على الفئران , فان هذين البروتينين (BMP9 و BMP10 ) سيفشلان في غلق القناة الشريانية مما يؤدي الى ازمة فيسيولوجية و الى الموت .علاوة على ذلك فان هذين البروتينين يتم تنظيمهما من قبل 8 جينات موجودة على الكرموسوم 2 . و على الرغم من انه من غير الواضح انها تلعب دورا في عملية الغلق الوظيفي الاولية للقناة الشريانية , الا انها مهمة في عملية الغلق التشريحي و اللتي تكتمل خلال 24 ساعة . فشل هذه الخطوة هو سبب رئيسي للموت في الاطفال المولدون الخدج او الذين يولدون قبل اوانهم , لكنه امر نادر في الولادات الطبيعية , كما اشاروا . العملية تتضمن "اعادة تشكيل ضخمة للخلايا داخل تجويف القناة الشريانية السابقة حيث تقوم سلسلة الايعازات بتجنيد الخلايا الظهارية , و الاوعية الدموية الجديدة و انسجة اخرى في برنامج اعادة بناء عالي السرعة و الذي ينبغي ان يدوم متماسكا طوال عمر الطفل , ممكن 100 سنة او اكثر .

البخث لم يقوم باي محاولة لشرح كيف تطور هذا النظام . بالفعل كيف لهم ذلك ؟ بما ان الانتخاب الطبيعي يعتمد على التكاثر , وان الفشل في اي من مكونات هذا التحول المعقد ستمنع الطفل حديث الولادة من نقل اي طفرة مفيدة (اذا ما حصل عليها اصلا ) للاجيال اللاحقة . النظام يظهر انه معقد بصورة غير قابلة للاختزال , بما ان كل اجزائهة مطلوب تواجدها في لحظة الولادة و لا يمكن ان تكون تراكمت بصورة تدريجية
فإن هذة ضربه ليست ببسيطه لمن يؤمن بالتطور خطوة بخطوة

refrences
1
.Medical Encyclopedia →
Changes in the newborn at birth
http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/002395.htm
2
Darwin, C. 1859. On the Origin of Species. London: John Murray, Chapter VI, 189.
3
http://www.pnas.org/content/early/2015/06/05/1508386112.short

مقالات ذات صلة

تصميم الحيوان المنوي يقضي على نظرية التطور

هناك تعليق واحد:

  1. سلمت يداك يارب وجعله الله في ميزانك تمت المشاركة

    ردحذف