Ön hipofiz aynı zamanda adenohipofiz olarak da bilinir; bu ifade Yunanca adeno- ("bez"), hypo ("alt") ve physis ("büyüme") kelimelerinden gelip "bezler alt bitki örtüsleri" anlamına gelir..
Ön hipofiz bezinde üretimden sonra POMC gamma-MSH, ACTH ve beta-lipotropin olarak bölünür. ACTH alt birimi, cilt pigmentasyonu için en önemli MSH olan alfa-MSH üretimi için daha fazla bölünme geçirir. Adrenal yetersizliğin ikincil ve üçüncül formlarında, ACTH aşırı üretilmediği için deri kararması olmaz.
Ön hipofiz (adenohipofiz veya pars anterior olarak da adlandırılır) endokrin sistemin önemli bir organıdır. Hipofiz bezi rostral sinir plakası içinde oluşur. Hipofiz bezi sella turcica (Türk sandalyesi/eyer) adı verilen koruyucu kemikli bir muhafaza içinde yer alır. Üç lobdan oluşur: ön, orta ve arka loblar.
__ Endokrin sistem, bir organizmadaki bir haberci sistemdir; bu hormonların iç bezler tarafından doğrudan dolaşım sistemine salındığı ve uzak organları hedef alıp düzenleyen geri besleme döngülerinden oluşur. İnsanlarda ana endokrin bezler tiroid, paratiroid, hipofiz, pineal ve adrenal bezler ile (erkek) testis ve (dişi) yumurtalıklardır. Endokrin sistem, hem vücudun dışına hormon salgılayan ekzokrin bezlerle hem de hücreler arasında nispeten kısa mesafede parakrin sinyal iletimi olarak bilinen sistemle karşılaştırılır. Endokrin bezlerin kanalları yoktur, damarlıdır ve genellikle hormonlarını depolayan hücre içi vakuoller veya granüller bulunur. Buna karşılık, sindirim traktındaki tükürük bezleri, meme bezleri ve submukozal bezler gibi ekzokrin bezler çok daha az damarlı olur ve kanallar veya boş lümene sahiptir. Endokrinoloji, iç hastalıklarının bir dalıdır.
__ Submukoza, mukozayı tüpün dışındaki kasla bağlayan dokudur.Mukus fabrikası alt kısımda, submukozada bulunur ve mukusun başladığı birçok küçük keseden (acini) oluşur. Her kesenin (acinus) bir ucu açılıp kapanıp büyüyebilen ve mukusun dışarı çıkmasına izin verir. Asiniler, küçük tüplere (tübullere) boşalır ve bu kanallar bir rezervuara (toplama kanalı) ulaşır; bu kanal deride (mukoza) açılıp kapanır ve mukus ana tüpten geçebilir.
Submukozal bezler, mukus üreten kadeh hücrelerine eşlik eder ve aynı tüplerin astarı bulunur.
- Memelilerin üst solunum sisteminde, özellikle sinüslerde, trakeada ve bronş tüplerinde olmak üzere hava yollarında submukozal bezler bulunur.
- Memelilerin görsel sistemlerinde.
- Memelilerin işitsel sistemlerinde.
- Boğazda, özofagusun submukozal bezleri, yani özofagusun submukozal bezleri bulunur.
- Bağırsak için Brunner bezleri, yani onikili çapın submukozal bezleri bulunur.
Herophilos
Herophilos'un öğrencisi Philinus of Cos tarafından kurulan Ampirik tıp okulunun öncüsüydü ve bu okul, Herophilos'un ampirik dürtülerini Pyrrhonist felsefeden ödünç alınan eleştirel araçlarla birleştiriyordu. Ancak Empirikler, Herophilos'u yetersiz buldu ve ona karşı iki başlıca saldırı düzenledi:
- anatominin tıbbi ve klinik uygulamalara işe yaramadığını, Herophilos'un humoral patolojiyi kabul etmesi bunu gösterdi.
- Görünürden görünmeye nedensel açıklamalar bulmaya çalışmak işe yaramaz ve epistemolojik olarak yanlıştı.
O dönemin geleneksel tıbbı, safra, siyah safra, balgam ve kan arasındaki dengesizliğin hastalık veya hastalığa yol açtığı dört humor teorisi etrafında dönüyordu. Damarların kan ve hava ile su karışımıyla dolu olduğuna inanılıyordu. Diseksiyon yoluyla Herophilus, damarların sadece kan taşıdığını çıkardı. Kan akışını inceledikten sonra damarlar ile damarları ayırt edebildi. Kan damarlardan aktıkça nabız attığını ya da ritmik olarak zonkladığını fark etti. Nabız ölçmek için standartlar geliştirdi ve bu standartları hastalık veya hastalıkları teşhis etmekte yardımcı olmak için kullanabildi. Bu nabzı ölçmek için bir su saati kullandı.
Herophilos'un kan ve hareketleri üzerine çalışmaları onu beyni incelemeye ve analiz etmeye yönlendirdi. Beynin, kalbi değil de zekâyı barındırdığını öne sürdü; bu, cephalocentric hipotezin erken bir ifadesiydi. Beyin ve beyincik arasındaki ayrımı yapan ve her bir bölüme bireysel önem veren ilk kişiydi. Kafatasında bulunan sinir ağını daha derinlemesine inceledi.
Herophilos özellikle göze ilgi duyuyordu. Görme için optik siniri ve göz hareketleri için okulomotor siniri tanımladı. Gözü diseksiyon yoluyla farklı bölümleri ve katmanları keşfetti: gözün "derisi" korneadan (gözün önündeki şeffaf kısım, ışığın göze odaklanmaya başladığı şeffaf kısım) ve sklera (gözün beyazı), iris (gözbebeği çevreleyen gözün renkli kısmı), retina (ışığı sinirsel aktiviteye dönüştüren hücreleri içerir) ve koroid (retina ile sklera arasında, retinayı besleyen bağ dokusu ve kan damarlarından oluşan bir tabaka).Herophilos, retinayı tanımlamak için retiform terimini kullanmış; bu terimin döküm ağına benzemesinden kaynaklanmıştır ve modern terimin kökenini vermiştir.
Kafatasının daha fazla incelenmesi, Herophilos'un insan ruhunun merkezi olduğuna inandığı calamus scriptorius'u tanımlamasına yol açtı. Kafattadaki sinirlerin analizi, sinirler ile kan damarlarını ayırt etmesini ve motor ile duyusal sinirler arasındaki farkları keşfetmesini sağladı. Duyusal ve motor sinirlerin beyinden fırladığına ve sinirsel iletimlerin pnöma yoluyla gerçekleştiğine inanıyordu. Herophilos'un insan vücudu hakkındaki inançlarının bir kısmı, pnöma ile ilgiliydi; pnöma, kanla birlikte arterlerden geçen bir madde olduğuna inanıyordu. Bunu o dönemin tıbbi inançlarıyla tutarlı kılmak için Herophilos, hastalıkların dört humordan birinin fazlalığı pnömanın beyne ulaşmasını engellediğinde meydana geldiğini belirtmiştir.
Kafatasındaki sinüslerin birleşimine başlangıçta onun adını verilmiş torcular Herophili olarak verilmiştir. Torcular, Herophilos'un etiketi ληνός - lenos, 'şarap kabı' veya 'şarap presi' anlamına gelen Latince bir çeviridir. Ayrıca ince bağırsağın bir parçası olan onikili kosenuma da isim verdi. Anatomik çalışmalarının diğer alanları arasında karaciğer, pankreas ve sindirim yolları, tükürük bezleri ve genital organlar yer alır.
Herophilos, kadın üreme sisteminin fizyolojisi hakkında kapsamlı bir şekilde bilgi edindiği kabul edilir. Ebelik adlı kitabında gebeliğin evreleri ve süreleri ile zor doğumun nedenlerini tartıştı.Ayrıca yumurtanın keşfiyle de tanınır, ve daha sonra Skene bezi olarak adlandırılacak olan bu terimin bilimsel tanımını yapan ilk kişiydi; 2001'de bu terim için kadın prostat terimi ikinci terim olarak kabul edilmiştir.
Herophilos, egzersiz ve sağlıklı beslenmenin bireyin bedensel sağlığı için ayrılmaz bir şey olduğuna inanıyordu. Bir keresinde "sağlık yoksa, bilgelik kendini ortaya koyamaz, sanat ortaya çıkamaz, güç uygulanamaz, servet işe yaramaz, akıl güçsüzdür" demişti.
Onikili ikipar ampulü
Onikiparı adı Ortaçağ Latincesi'dir, intestīnum duodēnum digitōrum'un kısaltmasıdır; "on iki parmak genişliğinde (uzunlukta)" anlamına gelir; genetive duodēnī, "her biri on iki" (duodecim "on iki" ile ilişkilidir). Gerard of Cremona (ö. 1187) tarafından "Canon Avicennae" adlı Latince çevirisinde ortaya atılmış "اثنا عشر" kelimesinin kendisi Yunanca dodekadaktylon (δωδεκαδάκτυλον) kelimesinin ödünç çevirisiydi; kelime anlamı olarak "on iki parmak uzunluğunda". Bağırsak kısmı, Yunan doktoru Herophilus (yaklaşık MÖ 335–280) tarafından uzunluğu nedeniyle bu şekilde adlandırılmıştır; uzunluğu yaklaşık 12 parmak genişliğine eşittir.
Birçok dil bu kelime için kalk kullanır. Örneğin, Almanca Zwölffingerdarm, Hollandaca Twaalfvingerige darm, Türkçe Oniki parmak bağırsağı ve Mandarin Çincesi 十二指肠 shí'èr zhǐ cháng.
Onlarca yıl boyunca, bezlerin ana işlevinin alkali (bikarbonat içeren) mukus salgılamak olduğuna inanılmıştı:
- onikizili kodenumu mideden giren kimin asidik içeriğinden koruyor,
- bağırsak enzimlerinin aktivitesini teşvik eden alkalin bir ortam sağlar,
- Bağırsak duvarlarını yağlayın.
Onikili kodenum, mide ile ince bağırsak arasında yer alan kısa bir bölüm olan bu hormon, safra kesesinin kasılmasına neden olan kolesistokinin (CCK) adlı bir hormon salgılar; bu hormon safra kesesinin kasılmasına neden olur; alkalin safra salgılanır ve onikili koreniye alkalin safra salgılar ve kimemin düşük pH'ını düşürür. CCK ayrıca pankreastan sindirim enzimlerinin salınmasına neden olur. Onikili ayrıca pankreas salgısını teşvik eden yüksek miktarda sodyum bikarbonatı salgılanmasını teşvik eden sekretin hormonunu üretir ve bu da kimenin pH'ını 7'ye yükseltir.
Ancak, daha yakın zamanda yapılan çalışmalar, Brunner bezlerinin bağırsak mikrobiyomunun ve sistemik bağışıklığın ana modülatörleri olarak da görev yaptığını göstermiştir. Onikili komediyanın ayırt edici özelliğidir ve onları ilk tanımlayan İsviçreli doktor Johann Conrad Brunner'ın adını taşır.
Onikili koden, memeliler, sürüngenler ve kuşlar dahil olmak üzere çoğu yüksek omurgalıda ince bağırsağın ilk bölümüdür. Balıklarda ise ince bağırsak bölünmeleri o kadar net değildir ve onikili bağırsak yerine ön bağırsak veya proksimal bağırsak terimleri kullanılabilir. Memelilerde onikizili demir emiliminin ana yeri olabilir.
Onikili çapın birinci veya üst kısmı, pilorus'tan transpilor düzleme bir devamdır. Diğer segmentlerden yukarıda, L1'in omurga seviyesinde bulunur. Yaklaşık 2 cm (3⁄4 inç) uzunluğunda olan duodenal soğan, onikili koğunuzun ilk parçasıdır ve hafifçe genişlemiştir.Onikili iki dişli soğan, onikili ikiparı ülserin oluşma yeridir. Onikili onikili ülserler, mide ülserlerinden daha yaygındır ve - mide ülserlerinin aksine, artan mide asidi salgısından kaynaklanır. Onikili ikikli ülserler genellikle ön tarafta, nadiren ise arka tarafta bulunur. Ön ülserler perforasyon nedeniyle karmaşıklaşabilir, arka ülserler ise kanamaya neden olur.Duodenal soğan, mezoduodenumun kalıntısıdır; bu mezenteri fetal hayatta arka karın duvarından asılı olarak sarstırır. Periton veya karın boşluğu, onikili kosenin önünde yer alır. Bu nedenle, ülser yeterince derinleşirse delinirken, arka ülser yeterince derinleşirse gastroduodenal arteri nüfuz eder ve kanamaya başlar.
Onikili çapın ilk kısmı hareketlidir ve küçük omentumun hepatoduodenal bağıyla karaciğere bağlıdır. Onikili çapın ilk kısmı, üst onikili çapı eğilmesinde sona erer.Omurga gövdesi L3'ün alt sınırına doğru aşağı iner, ardından medial olarak keskin bir dönüş yapar ve aşağı iniş kısmının ucu olan alt onikili eğilmeye girer.Arkalardan çıkan damarlar, kas tabakası (kas tabakası) ile beslenir, ardından submukozada (bağ dokusu tabakası) bir pleksus (kan damarları ağı) oluşturur; bu kanal submukozal pleksus olarak adlandırılır. Damarlar, submukozal pleksustan başlayıp muscularis mukoza (başka bir ince kas tabakası) üzerinden ilerler, ardından besinlerin emildiği villusun epitelinin altında başka bir pleksus oluşturur.
Klinik önemi
Gen ve protein ifadesi
Daha fazla bilgi: Biyoinformatik § Gen ve protein ifadesi
İnsan hücrelerinde yaklaşık 20.000 protein kodlayan gen eksprese edilir ve bu genlerin %70'i normal onikili komedide ifade edilir. Bu genlerin yaklaşık 300'ü onikizili komedide daha spesifik olarak ifade edilirken, çok az gen sadece onikizili kodenumda ifade edilir. İlgili spesifik proteinler onikili bağırsak mukozasında eksprese edilir ve bunların birçoğu da ince bağırsakta da eksprese edilir; örneğin, bir sindirim enzimi olan alanin aminopeptidaz, kan basıncını kontrol etmekte rol alan anjiyotensin dönüştürücü enzim ve A vitamini alımında rol alan bir protein olan RBP2.
Kan temalı
Onikili kodenin ilk (üst) kısmı, mide pilorusundan hemen sonra, kemerler tarafından sağlanmaz. Bunun yerine, supraduodenal arter ve arka üst pankreatikoduodenal arter ile sağ gastroepiploik arterin bazı dalları ve ön üst pankreatikoduodenal arterin bazı dalları tarafından sağlanır. Birçok kişide onikili damarın ilk santimetresinin bir kısmı sağ mide arterinin dalları tarafından da sağlanır.
Onikiparının kalan üç parçası (inenen, yatay ve yukarı) iki arcade (halka) tarafından sağlanır; biri onikili ikincilik ve pankreasın önünde, diğeri ise arkasında (arkasında) bulunur. Her kemer iki anastomozlu (birbirine bağlı) arterden oluşur. Her kemerin üst arteri, çölyak arterinden gastroduodenal arteri aracılığıyla çıkan üst pankreatikoduodenal arterden gelir. Her kemer aradesinin alt arteri, üst mezenterik arterin bir dalı olan alt pankreatikoduodenal arterden gelir. Ön kemer, ön üst pankreatikoduodenal arter ve ön alt pankreatikoduodenal arter ile ön alt pankreatikoduodenal arter tarafından oluşur; arka kemer, arka üst pankreatikoduodenal arter ve posterior alt pankreatikoduodenal arter ile posterior alt pankreatikoduodenal arter tarafından oluşur.
Arkalardan çıkan damarlar, kas tabakası (kas tabakası) ile beslenir, ardından submukozada (bağ dokusu tabakası) bir pleksus (kan damarları ağı) oluşturur; bu kanal submukozal pleksus olarak adlandırılır. Damarlar, submukozal pleksustan başlayıp muscularis mukoza (başka bir ince kas tabakası) üzerinden ilerler, ardından besinlerin emildiği villusun epitelinin altında başka bir pleksus oluşturur. Kemerlerden onikizili damarlara bazen vasae rectae veya arteriae rectae denir.
Ülserasyon
Onikibarık ikipar ülserleri genellikle Helicobacter pylori bakterisinin enfeksiyonu nedeniyle ortaya çıkar. Bu bakteriler, çeşitli mekanizmalar aracılığıyla onikili kosenin koruyucu mukozasını aşındırır ve mide asitlerinden zarar görmeye yatkın hale getirir. Duodenumun ilk kısmı, asidik şimenin onikili mukoza ile buluştuğu yerdir ve ardından onikili bağırsağın alkali salgılarıyla karışır. [26] Onikili ikikli ülserler tekrarlayan karın ağrısı ve dispepsiye neden olabilir ve genellikle bakteri testi için üre nefes testi, ülserasyonu doğrulamak ve biyopsi için endoskopi kullanılarak incelenir. Yönetilirse, bakterileri yok etmeyi amaçlayan antibiyotikler ve mide asiditesini azaltmak için proton pompası inhibitörleri ve antasitler kullanılarak yönetilir.
Çölyak hastalığı
British Society of Gastroenterology yönergeleri, yetişkin çölyak hastalığının teşhisi için onikili biyoloji gerektiğini belirtir. Biyopsi, hastanın gluten içeren diyette olduğu bir anda ideal olarak yapılır.
Kanser
Onikili çap, ince bağırsağın ilk bölümünde yer alan bir kanserdir. Onikili çapraz kanser, mide kanseri ve kolorektal kansere kıyasla nispeten nadirdir; Onikili çaptaki kötü huylu tümörler, tüm gastrointestinal sistem tümörlerinin yalnızca yaklaşık %0,3'ünü oluştururken, ince bağırsakta gelişen kanserli dokuların yaklaşık yarısını oluşturur. Histolojisi genellikle adenokarsinom olarak gözlemlenir; yani kanserli doku, onikili çapı kaplayan epitel dokusunda bulunan bez hücrelerinden kaynaklanır.
İltihap
Onikibarık çapındaki iltihaplanmaya duodenit denir. Bilinen birden fazla neden vardır.Çölyak hastalığı ve inflamatuar bağırsak hastalığı bilinen iki neden arasındadır.
Steroidojenez bozuldu
Bazı ilaçlar steroid sentez enzimlerine (örneğin, ketokonazol) müdahale ederken, diğerleri karaciğer tarafından hormonların normal parçalanmasını hızlandırır (örneğin, rifampisin, fenitoin).
- Yüksek kan potasyumu, aldosteron hormonunun üretiminin kaybından kaynaklanır.
Ayrıca bakınız
Hiperkalemi
Metabolik asidoz
ACTH, 39 amino asidden oluşur; ilk 13'ü (N-terminusundan sayılırsa) bölünerek α-melanosit uyarıcı hormonlar (α-MSH) oluşturulabilir (bu ortak yapı, Addison hastalığında aşırı bronzlaşmadan sorumludur). Kısa bir süre sonra, ACTH α-melanosit uyarıcı hormon (α-MSH) ve insanlarda bilinmeyen bir peptit olan CLIP'e bölünür.İnsan vücudunda toplam ağırlık ACTH 4540 Da'dır.
MC2R, ACTH reseptörüdür.
ACTH reseptörü, beyaz yağ hücrelerinde ifade edildiğinde glikoz metabolizmasında rol oynar. ACTH'ye bağlandığında kısa süreli insülin direnci oluşur ve hormona duyarlı lipaz yoluyla lipolizi uyarır.
Adlandırma
Oruç döneminde, adiposit hücrelerinin artan serbest yağ asidi salgılanması epinefrin hormonuna atfedilirdi, bu nedenle "hormona duyarlı lipaz" adı verilmiştir. Diğer katekolaminler ve adrenokortikotropik hormon (ACTH) da bu tür yanıtları uyarabilir. Bu tür enzimatik etki, çoğu hücre için önemli enerji kaynağı sağlamada kilit rol oynar.
Glukagon, epinefrin, tiroid uyarıcı hormon veya adrenokortikotropik hormon (ACTH) gibi hücre dışı hormonlar, ilgili G protein-bağlantılı reseptörlerine (GPCR) bağlanır.
İnsanlarda ACTH'nin yağ dokusu üzerinde lipolitik etkisi çok azdır. ACTH reseptör aktivasyonu bağışıklık fonksiyonunu da etkiler. ACTH dahil melanokortinler, GC-bağımlı ve bağımsız yollarla uygulanabilen anti-inflamatuar etkilere sahiptir.
Hormon duyarlı lipaz
HSL, çeşitli esterleri hidrolize edebilen hücre içi nötr bir lipazdır. Enzimin uzun ve kısa bir formu vardır. Uzun form, testis gibi steroidojenik dokularda ifade edilir; burada kolesteril esterleri steroid hormon üretimi için serbest kolesterola dönüştürür. Kısa form, depolanan trigliseritleri hidrolize ederek yağ asitlerini serbest bırakarak yağ dokusunda ve diğerlerinde ifade edilir.
HSL, ya bir triasilgliserol molekülünden bir yağ asidini hidrolize ederek bir yağ asidi ve digliseridi serbest bırakır ya da bir yağ asidi ve monogliserid serbest bırakır. Bu süreç, memelilerde enerji metabolizmasını sağlar.
Rumen epitelinde papilla büyümesi, rumen işlevselliği için gereklidir. Papillalar, rumen içindeki yüzey alanını artırır ve rumen içindeki besin emiliminde önemli bir artışa yol açar. Gelişmiş bir rumeni gelişmemiş bir rumenden ayırt etmek, rumenin iç kısmını çevreleyen doku halılarının gözlemlenmesiyle basitleştirilir; çünkü gelişmemiş bir rumen yüzeyi pürüzsüz, papillasız bir yüzeye sahiptir ve gelişmiş bir rumen kalın, papillalarla dolu duvarlara sahiptir.
Kevrenlerin steril bir gastrointestinal sistemle doğması nedeniyle, gelişmekte olan rumen erken aşamada çeşitli mikroflora dizisine maruz kalmalıdır. Mikrofloraların rumen için uygun anaerobik bir ortamı teşvik ettiği özel diyetler tercih edilir. Ayrıca, yemler, belirli ruminantların ihtiyaçlarına göre uyarlanmalıdır; çünkü sıkı sıvı yem diyeti uygulayan gelişen ruminantlar, kuru ve sıvı beslenerek beslenen gelişen bir ruminantın mikroflorasına kıyasla farklı olur. Bunun nedeni, hayvanın yuttuğu besinlerin rumen mide bölmesine girmemesi, bunun yerine özofageal yivin refleksif kapanmasıyla atlanır.
Rumendeki mikrobiyal kümeler, birçok hayvan büyümesi ile ilgili faktörle ilişkili genlere sahiptir. Bakteriyel hücre fonksiyonlarını kodlayan protein kodlayan genler, örneğin aguA, ptb, K01188 ve murD, hayvanın ortalama günlük kilo artışıyla ilişkilidir. Ayrıca, cobD, tolC ve fliN gibi B12 vitaminiyle ilgili genler de hayvanın günlük yem alımıyla ilişkilidir.
Rumen ve retikülorumen içindeki sindirim, besin yoğun besin kaynaklarının en iyi şekilde optimize edilmesi için çeşitli mikrop toplulukları tarafından fermantasyon yoluyla gerçekleşir. Bakteriler, arkeolar, virüsler, mantarlar ve protozoalar dahil milyonlarca mikroorganizmanın retikülorumen içinde bulunduğu bilinir ve lignoselüloz (hemiselluloza ve selüloz), yapısal olmayan karbonhidratlar (nişasta, şeker ve pektin) gibi yapısal karbonhidratları sindirmek için gereklidir. lipidler ve azot bileşikleri (proteinler, peptipller ve amino asitler) içerir.
Hem yapısal olmayan hem de yapısal karbonhidratlar, mikrobiyal enzimler tarafından monosakkaridlere veya disakkaridlere hidrolize edilir. Ortaya çıkan mono- ve disakkaridler mikroplara taşınır. Mikrobiyal hücre duvarları içinde bulunduktan sonra, mono ve disakkaridler mikrobiyal biyokütleye asimile edilebilir veya glikoliz ve diğer biyokimyasal yollarla asetat, propionat, bütirat, laktat, valerat ve diğer dallanmış zincirli VFA'lar gibi uçucu yağ asitlerine (VFA) fermente edilip mikrobiyal hücre için enerji elde edilebilir. Çoğu VFA, retikülorumen duvarı boyunca doğrudan kan dolaşımına emilir ve ruminant tarafından enerji üretimi ve biyosentez için substrat olarak kullanılır. Bazı dallanmış zincir VFA'lar rumen mikroplarının lipid zarına dahil edilmiştir. VFA'lar, ruminantlar için büyük miktarda enerji sağlar ve rumen ile mikrobiyomun sağlığı için kritik öneme sahiptir.
Lipidler, lignin, mineraller ve vitaminler, karbonhidrat ve proteinlere kıyasla sindirimde daha az önemli bir rol oynar, ancak birçok açıdan hâlâ kritiktirler. Lipidler kısmen hidrolize ve hidrojenlenmiştir, gliserol ise lipidde varsa fermente edilir. Lipidler rumende aksi takdirde hareketsizdir. Karbonhidrat veya proteinden alınan karbon, mikrobiyal lipidlerin de novo sentezi için kullanılabilir. Rumendeki yüksek lipid seviyeleri, özellikle doymamış lipid, mikropları zehirlediği ve fermantasyon aktivitesini bastırdığı düşünülmektedir. Lignin, fenolik bir bileşik, sindirime karşı dirençlidir ve mantarlar tarafından çözülebilir. Ligninin, ilgili besinleri sindirimden koruyarak bozulmayı sınırladığı düşünülmektedir. Mineraller mikroplar tarafından emilir ve büyümeleri için gereklidir. Mikroplar ise siyanokobalamin gibi birçok vitamini büyük miktarlarda sentezler—genellikle vitamin diyetinde çok eksik olsa bile ruminantı ayakta tutacak kadar fazla.
Mikrobiyal büyüme için azotun fazla olduğu durumlarda, protein ve türevleri de enerji üretmek için fermente edilebilir ve amonyak elde edilebilir. Fazla amonyak, rumen tarafından emilir ve karaciğerde üre'ye dönüşür. Amino asit olmayan azot, mikrobiyal amino asitlerin sentezi için kullanılır.
Ruminantlar, rumendeki mikroplar tarafından üretilen gıda kaynaklı protein ve mikrobiyal proteinlere erişebilmektedir. Bu, ruminant ve mikrobiyal topluluklar arasında simbiyotik bir ilişki oluşturur; çünkü mikroplar, sindirim sisteminin abomasum bölümüne yıkandığında protein kaynağı olarak kullanılabilir.
Fermantasyon, sindirim için çok önemlidir çünkü selüloz gibi karmaşık karbonhidratları parçalar ve hayvanın bunları kullanmasını sağlar. Mikroplar, sıcak, nemli, anaerobik bir ortamda en iyi şekilde 37,7 ila 42,2 °C (99,9 ila 108,0 °F) arasında sıcaklık aralığı ve 6,0 ile 6,4 arasında pH olarak çalışır. Mikropların yardımı olmadan, gevrenler yemlerden alınan besinleri kullanamazdı. Yiyecek tükürükle karıştırılır ve katı ile sıvı katmanlara ayrılır. Katı maddeler bir arada bir topa toplanarak cud veya bolus oluşturur.
Sonra cud tekrar kusur ve çiğnenerek tükürükle tamamen karıştırılır ve parçacık boyutu parçalanır. Daha küçük parçacık boyutu, besin emilimini artırır. Lif, özellikle selüloz ve hemiselluloz, bu odalarda esas olarak mikroplar (çoğunlukla bakteriler, bazı protozoatlar, mantarlar ve mayalar) tarafından üç uçucu yağ asitine (VFA) parçalanır: asetik asit, propionik asit ve butirik asit. Protein ve yapısal olmayan karbonhidratlar (pektin, şekerler ve nişastalar) da fermente edilir. Tükürük çok önemlidir çünkü mikrobiyal popülasyona sıvı sağlar, azot ve mineralleri dolaştırır ve rumen pH'ı için tampon görevi görür. Hayvanın tükettiği yem türü, üretilen tükürük miktarını etkiler.
Rumen ve retikulumun isimleri farklı olsa da, doku katmanları ve dokuları çok benzer, bu da onları görsel olarak ayırmayı zorlaştırır. Benzer görevleri de üstlenirler. Bu odalar birlikte retikülorumen olarak adlandırılır. Bozunmuş sindirim, şu anda retikülorumenin alt sıvı kısmında bulunur ve ardından bir sonraki odaya, yani omasum'a geçer. Bu oda, abomazuma neyin geçebileceğini kontrol eder. Abomazuma geçmek için parçacık boyutunu mümkün olduğunca küçük tutar. Omasum ayrıca uçucu yağ asitleri ve amonyakları emer.
Bundan sonra sindirim gerçek mideye, abomasuma taşınır. Bu, ruminant mideninin mide bölmesidir. Abomasum, monogastrik midenin doğrudan karşılığıdır ve sindirim burada da benzer şekilde sindirilir. Bu bölme, içinden geçen maddeyi daha da sindiren asitler ve enzimler salgılar. Burası aynı zamanda ruminantın rumende üretilen mikropları sindirdiği yerdir. Sindirim sonunda ince bağırsağa taşınır ve burada besinlerin sindirimi ve emilimi gerçekleşir. İnce bağırsak, besin emiliminin ana noktasıdır. Burada sindirim yüzeyi büyük ölçüde artmış çünkü ince bağırsaktaki villiler vardır. Bu artan yüzey alanı, daha fazla besin emilimini sağlar. Retikülorumen içinde üretilen mikroplar da ince bağırsakta sindirilir. İnce bağırsaktan sonra kalın bağırsak gelir. Buradaki başlıca roller, mikroplarla fermantasyon yoluyla lifin parçalanması, suyun (iyonlar ve mineraller) ve diğer fermente ürünlerin emilimi ve atıkların dışarı atılmasıdır. Fermantasyon, retikülorumen gibi kalın bağırsakta da devam eder.
Protozoalar (mikrob kütlesinin %40-60'ı), besinlerini diğer mikropların fagositozu yoluyla alır ve özellikle nişasta ve şeker ile protein gibi bes karbonhidratlarını bozur ve sindirir. Ruminal mantarlar mikropların %5-10'unu oluşturur ve lif açısından zayıf diyetlerde yoktur. Mantarlar, lignin ile hemiselüloz veya selüloz arasındaki bazı ester bağlantılarını hidrolize ettikleri ve sindirim parçacıklarının parçalanmasına yardımcı oldukları için rumende önemli bir yer tutar. Arke, toplam mikropların yaklaşık %3'ünü oluşturur ve çoğunlukla ototrofik metanojenlerden oluşur ve anaerobik solunum yoluyla metan üretir. Bakteriler, protozoalar ve mantarlar tarafından üretilen hidrojenin çoğu, bu metanomenler tarafından karbondioksiti metana indirgemek için kullanılır. Virüsler bilinmeyen sayılarda mevcuttur ve iyi incelenmemiştir. Ancak, mikropları lizize ederek içeriklerini diğer mikropların asimile edip fermente etmesi için serbest bırakabilirler; bu süreç mikrobiyal geri dönüşüm adı verilen bir süreçte, ancak protozoaların yırtıcı faaliyetleriyle geri dönüşüm nicelik açısından daha önemlidir.
Retikülorumen içindeki mikroplar sonunda omasum'a ve geri kalan siye-kanalına akar. Normal fermantasyon koşullarında, retikülorumen ortamı zayıf derecede asidiktir ve yaklaşık 5,5 ile 6,5 arasında bir pH'a uyum sağlamış mikroplarla doludur; Abomasum güçlü bir asidik (pH 2 ila 4) olduğundan, içine akarken retikülorumen flora ve faunayı büyük ölçüde öldüren bir bariyer görevi görür. Daha sonra, mikrobiyal biyokütle ince bağırsakta sindirilir ve daha küçük moleküller (çoğunlukla amino asitler) portal ven aracılığıyla emilir ve karaciğere taşınır. Bu mikropların ince bağırsaktaki sindirimi, genellikle emilen toplam amino asit miktarının yaklaşık %60 ila 90'ını sağladığı için önemli bir besin kaynağıdır. Nişasta açısından yoksul diyetlerde, aynı zamanda küçük bağırsak içeriğinden emilen glukozun başlıca kaynağını da sağlarlar.
Hormona duyarlı lipaz, digliseridlere trigliseritlere göre 11 kat daha fazla eğilime sahip olup, ağırlıklı olarak bu digliseritleri parçalayarak 2-monogliserid ve serbest yağ asidi oluşturur.
HSL, vücudun enerji depolarını harekete geçirmesi gerektiğinde aktive olur ve bu nedenle katekolaminlere ve ACTH'ye olumlu yanıt verir. İnsülin tarafından inhibe edilir.
Bir diğer önemli rol ise steroid üretiminde kullanılmak üzere kolesteril esterlerden kolesterin salınımıdır ve kolesterol akışıdır. HSL'nin etkinliği, aterosklerozda köpük hücre oluşumunu önlemede veya iyileştirmede önemlidir.
Köpük hücre
Köpük hücreler, kolesterol içeren bir hücre türüdür. Bu hücreler en çok kardiyovasküler hastalıklar bağlamında tartışılmaktadır; çünkü ateroskleroza yol açabilen ve miyokard enfarktüsü ile felci tetikleyebilen bir plak oluşturabilirler.
Köpük hücreleri, damarlı düz kas hücreleri (VSMC), dendritik hücreler, endotel hücreleri ve kök hücreler gibi çeşitli hücre tiplerinden türemiştir; ancak en çok incelenen köpük hücreleri makrofajlardan türetilir ve ateromatöz plaklarda bulunur. Düşük yoğunluklu lipoproteinler (LDL) içerirler ve vücuttan çıkarıldıktan sonra mikroskop altında incelenen yağlı plak hızla tespit edilebilir. Lipoproteinlerin hücreye köpüklü bir görünüm vermesi nedeniyle adlandırılmıştır.
Kardiyovasküler hastalıklarla bağlantıları olmasına rağmen, bu hastalıklar doğası gereği tehlikeli olmayabilir.
Bazı köpük hücreleri düz kas hücrelerinden türemiştir ve sınırlı makrofaj benzeri fenotip sunar.
Makrofaj kökenli köpük hücreleri
Kuruluş
Köpük hücre oluşumu, modifiye düşük yoğunluklu lipoproteinlerin (LDL) kontrolsüz alımı, kolesterolin esterleşmesinin yukarı regulasyonu ve kolesterol salınımıyla ilişkili mekanizmaların bozulması gibi birçok faktör tarafından tetiklenir. Köpük hücreleri, dolaşımdaki monositten teşedilen hücrelerin aterosklerotik lezyon bölgesine veya kan damar duvarlarındaki yağ birikintilerine toplanmasıyla oluşan aterosklerotik lezyonların önemli bir bileşenidir.
Toplama, P-selektin ve E-selektin molekülleri, hücrelerarası yapışma molekülü 1 (ICAM-1) ve damar hücresi yapışma molekülü 1 (VCAM-1) tarafından kolaylaştırılır. METTL3, N6-metiladenosine RNA metilasyonu aracılık eden ve bağışıklık ile metabolik yolların düzenlenmesinde kritik rol oynayan bir gendir. Makrofajlarda METTL3, kolesterol akışını azaltır ve ateroskleroza katkıda bulunur. Yukarı regülasyona sahip METTL3 ekspresyonu, proteinin çökertilmesiyle köpük hücresi oluşumunun azaltılması yoluyla önerildiği gibi, köpük hücresi oluşumuna yol açar.
İltihap toplama sinyallerine yanıt olarak, monositler sağlıklı arterlerde olduğu gibi transendotel migrasyonuyla arterial duvarı delebilirler. Subendotel alanına girdikten sonra, iltihap süreçleri monositlerin olgun makrofajlara ayrılmasını tetikler. Makrofajların iki ana alt tipi vardır: M1 (pro-inflamatuar) ve M2 (anti-inflamatuar). Köpük hücre oluşumuna yol açan alt tiplerle ilgili araştırmalar hâlâ güncel araştırmalarda tartışılmaktadır.
Makrofajlar, makrofaj yüzeyindeki CD36 ve SR-A gibi leşçi reseptörlere (SR) bağlanarak βVLDL (beta çok düşük yoğunluklu lipoprotein), AcLDL (asetillenmiş düşük yoğunluklu lipoprotein) ve OxLDL (oksitlenmiş düşük yoğunluklu lipoprotein) gibi modifiye lipoproteinleri içselleştirebilirler. Bu leş çıkarıcı reseptörler, makrofajlarda desen tanıma reseptörleri (PRR) olarak görev yapar ve oxLDL'yi tanıma ve bağlanma sorumluluğundan sorumludur; bu da bu lipoproteinlerin içselleştirilmesiyle köpük hücrelerinin oluşumunu teşvik eder.
İçselleştirildikten sonra, temizlenen lipoproteinler bozunmak için endozomlara veya lizozomlara taşınır; burada kolesteril esterler (CE), lizozomal asit lipaz (LPL) tarafından esterleşmemiş serbest kolesterolden (FC) hidrolize edilir. Serbest kolesterol, endoplazmik retikuluma taşınır ve burada ACAT1 (asil-CoA: kolesterol asiltransferaz 1) tarafından yeniden esterleştirilir ve ardından sitoplazmik lipid damlacıkları olarak depolanır.Bu damlacıklar, makrofajın köpüklü görünümünden sorumludur ve bu nedenle köpük hücrelerinin adını alır. Bu noktada, köpük hücreleri ya esterleşmekten uzaklaştırma ve kolesterolin salgılanması yoluyla bozulabilir ya da köpük hücresi gelişimini ve plak oluşumunu daha da teşvik edebilir – bu süreç serbest kolesterol ve esterleşmiş kolesterol dengesine bağlıdır.
Son çalışmalar, köpük hücrelerinin farklı genetik ifadeye sahip olduğunu öne sürdü; bu da bunların pro- veya anti-inflamatuar, TREM2+ lipid ile ilişkili makrofajlar veya Mox (oksidatif stres) makrofajlar olabileceğini belirledi; bu da tek bir rolü olduğu fikrini daha da karmaşıklaştırdı, ancak belirli ortamlara karşı daha hassas olabileceğini açıkladı.
Köpük hücresi çoğunlukla düşük yoğunluklu lipoprotein (LDL) kolesterolinden (LDL-C, genellikle "kötü" kolesterol olarak adlandırılır) ve modifiye LDL kolesterolden (oksitlenmiş, glikleşmiş veya asetillenmiş) oluşur. Sadece LDL-C alımı köpük hücresi oluşumuna neden olmaz; ancak, makrofajlarda LDL-C'nin modifiye LDL ile birlikte içselleştirilmesi köpük hücresi gelişimine yol açabilir.
Köpük hücrelerinin korunması ve ardından plak birikiminin ilerlemesi, makrofajlar ve köpük hücrelerinden kemokin ve sitokinlerin salgılanmasıyla gerçekleşir. Köpük hücreler, interlökinler gibi pro-inflamatuar sitokinler salgılar: IL-1, IL-6; tümör nekroz faktörü (TNF); kemokinler: kemokin ligand 2, CCL5, CXC-kemokin ligandı 1 (CXCL1); ayrıca makrofaj tutma faktörleri de vardır. Aterosklerotik lejyon bölgesindeki makrofajların göç etme yeteneği azalır; bu da plak oluşumunu daha da artırır; çünkü sitokinler, kemokinler, reaktif oksijen türleri (ROS) ve modifiye lipoprotein alımını ve vasküler düz kas hücresi (VSMC) çoğalmasını teşvik eden büyüme faktörleri salgılayabilirler. VSMC ayrıca kolesteril esterleri biriktirebilir.
Kronik hiperlipidemidede, lipoproteinler kan damarlarının intimasında toplanır ve makrofajlar veya endotel hücreleri tarafından üretilen oksijen serbest radikallerinin etkisiyle oksitlenir. Makrofajlar, LDL reseptörlerinden farklı olan aşındırıcı reseptörler aracılığıyla endositoz yoluyla oksitlenmiş düşük yoğunluklu lipoproteinleri (LDL) yutar. Oksitlenmiş LDL, makrofajlarda ve diğer fagositlerde birikir ve bunlar köpük hücreleri olarak adlandırılır.Köpük hücreleri, atteroma plaklarının yağ çizgilerini oluşturur, arterlerin tunica intima'sında.
Tunica intima (Neo-Latince "iç kaplama"), kısaca intima, bir arter veya venin en iç tunika (katmanı) şeklidir. Endotel hücrelerinin (ve kan akışının bozulduğu.)
Tunica intima'nın yapısı kan damar tipine bağlıdır.
Elastik arterler – Tek bir endotel tabakası ve destekleyici bir elastin açısından zengin kolajen tabakası. Katman ayrıca fibroblastlar, bağışıklık hücreleri ve düz kas hücreleri içerir.
Kas arterleri – Endotel hücreleri
Arterioller – Tek bir endotel hücre tabakası
Fibroblast, genellikle iğne şekline sahip bir biyolojik hücre türüdür ve ekstrasellüler matrisi ile kollageni sentezler, hayvan dokuları için yapısal çerçeveyi (stroma) üretir ve yara iyileşmesinde kritik bir rol oynar. Fibroblastlar, hayvanlarda en yaygın bağ dokusu hücreleridir.Fibroblastlar, iki veya daha fazla nükleolden oluşan eliptik, benekli çekirdeği çevreleyen dallanmış bir sitoplazmaya sahiptir.
Morfolojik olarak fark edilmese de, ektopik olarak nakil edilen fibroblastlar, daha önce bulundukları yer ve doku bağlamının konumsal hafızasını en azından birkaç nesil boyunca koruyabilirler. Bu olağanüstü davranış, nadiren aşırı durgunlukta kaldıklarında rahatsızlık verebilir. = Bir fibroblastın yaşam süresi, yavru embriyolarla ölçüldüğünde, 57 ± 3 gündür. + Ektopya (/ɛkˈtoʊpiə/), bir organın veya başka bir vücut parçasının yer değiştirmesi veya yanlış konumlandırılmasıdır ve buna ektopik (/ɛkˈtɒpɪk/) denir.
Fonksiyon
Fibroblastlar kolajen lifleri, glikozaminoglikanlar, retiküler ve elastik lifler üretir. Büyüyen bireylerin fibroblastları toprak maddesini böler ve sentezler. Doku hasarı fibrositleri uyarır ve fibroblastların üretimini tetikler.
Tümör arabuluculuğu
Fibroblastlar, tümörle ilişkili konak fibroblastları (TAF) gibi, TAF kaynaklı ECM bileşenleri ve modülatörleri aracılığıyla bağışıklık düzenlemesinde kritik bir rol oynar. TAF'nin tümörlerde inflamatuar yanıt ve bağışıklık baskılamasında önemli olduğu bilinmektedir.
Konak bağışıklık yanıtı
Vücuttaki farklı anatomik bölgelerden gelen fibroblastlar, bağışıklık aracıları ve proteinleri kodlayan birçok geni ifade eder. Bu bağışıklık yanıt aracıları, hematopoietik bağışıklık hücreleriyle hücresel iletişimi mümkün kılar. Fibroblastlar gibi hematopoietik olmayan hücrelerin bağışıklık aktivitesi "yapısal bağışıklık" olarak adlandırılır. İmmünolojik zorluklara hızlı yanıt vermek amacıyla, fibroblastlar epigenomdaki yapısal hücre bağışıklık yanıtının kritik yönlerini kodlar.
İltihap
Fibroblastlar, yapısal bileşenler olarak yaygın olarak bilinen rollerinin yanı sıra, doku hasarına karşı bağışıklık yanıtında kritik bir rol oynar. İstilacı mikroorganizmaların varlığında iltihabı başlatmada erken oyunculardır. Yüzeylerinde reseptörlerin sunumu yoluyla kemokin sentezini indükler. Bağışıklık hücreleri daha sonra yanıt verir ve istilacı mikroorganizmaları temizlemek için bir dizi olay başlatır. Fibroblastların yüzeyindeki reseptörler ayrıca hematopoietik hücrelerin düzenlenmesine olanak tanır ve bağışıklık hücrelerinin fibroblastları düzenlemesi için bir yol sağlar.
Bozulma
Sitoplazmik sıvı damlacıklardan elde edilen esterleşmiş kolesterol, asit kolesteraz tarafından tekrar hidrolize edilip serbest kolesterol olarak üretilir. Serbest kolesterol, ABCA1 reseptörü aracılığıyla ApoA1 ve ApoE disklerine akışla makrofajdan salgılanabilir.FC ayrıca, HDL (yüksek yoğunluklu lipoproteinler) içeren ApoA1'e akış yoluyla geri dönüşüm bölmesine taşınabilir veya SR-B1 veya ABCG1 reseptörleri aracılığıyla taşınabilir. Bu yol modifiye lipoproteinler tarafından da kullanılabilirken, LDL kaynaklı kolesterol sadece bu yolu kullanarak FC salgılayabilir. Lipoprotein türleri arasındaki dışkı yollarındaki farklar, esas olarak kolesterolün farklı bölgelere ayrılmasından kaynaklanır.
Enfeksiyon hastalıkları
Köpüklü makrofajlar ayrıca vücutta kalan patojenlerin neden olduğu hastalıklarda, örneğin Chlamydia, Toxoplasma veya Mycobacterium tuberculosis gibi hastalıklarda da bulunur. Tüberkülozda (TB), bakteriyel lipidler makrofajların fazla LDL pompalamasını engeller ve bu da makrofajların akciğerdeki TB granülomalarının etrafında köpük hücrelerine dönüşmesine neden olur. Kolesterol, bakteriler için zengin bir besin kaynağı oluşturur. Makrofajlar öldükçe, granülomun merkezindeki kolesterol kütlesi kazeum adı verilen peynirli bir maddeye dönüşür. HIV ayrıca makrofajların köpük hücre fenotipine farklılaşmasında artışa neden olabilir; bu fenotip NLRP3 inflammazomu ile bağlantılıdır ve IL-1β ile IL-18 sitokinlerinin seviyelerinin artmasına neden olabilir.
Köpük hücreler kendi başına tehlikeli değildir, ancak belirli odaklarda biriktiklerinde sorun yaratabilir ve böylece aterosklerozun nekrotik merkezi oluşturur. Nekrotik merkezin damarın lümenine dökülmesini engelleyen lifli kap yırtılırsa, bir trombus oluşabilir ve bu da embolinin daha küçük damarları kapatmasına yol açabilir. Küçük damarların tıkanması iskemiye yol açar ve kardiyovasküler ölümlerin başlıca nedenlerinden biri olan felç ve miyokard enfarktüsüne katkıda bulunur. Ancak, patogenezlerinin erken aşamalarında, köpük hücrelerinin Karaciğer X Reseptörü (LXR) yolunun yukarı regülasyonu ve hücre dışı matriks (ECM) ile ilişkili genlerin artan ekspresyonuyla yeni oluşan bir plakın stabilitesini artırdığı pro-fibrotik bir fenotip benimsedikleri gözlemlenmiştir.
Köpük hücreleri çok küçük boyuttadır ve ancak yağ plakının vücuttan veya daha spesifik olarak kalpten çıkarıldıktan sonra mikroskop altında incelenmesiyle gerçekten tespit edilebilir. Tespit genellikle aort sinüs veya arter kesitlerinin Yağ Kırmızı O (ORO) ile boyanmasını ve ardından bilgisayar görüntüleme ve analizini içerir; ya da Nil Kırmızı Boyama'dan.
Genomik ve daha hızlı genomik olmayan yollar aracılığıyla, bu durum, diğer bağışıklık yanıtlarının yanı sıra lökosit ve nötrofil infiltrasyonunda azalmaya, özellikle CXCL-1 sitokin üretiminde ve apoptotik nötrofillerin fagositozunda artışa yol açar. Bu derin anti-inflamatuar etkiler ve GC'yi artırma yeteneği, ACTH tedavisinin bugün hâlâ kullanılmasının nedenidir. Genellikle çocuk spazmları, multipl skleroz, nefrotik sendrom, gut, ülseratif kolit, Crohn hastalığı, romatoid artrit ve sistemik lupus eritematoz tedavisinde kullanılır.
((((( Kelime antik Yunanca'dan gelmiştir: cyto, Yunanca κύτος, kytos, 'boşluk, hücre' + kines, Yunanca κίνησις, kinēsis, 'hareket'.= Sitokinler arasında kemokinler, interferonlar, interleukinler, lenfokinler ve tümör nekroz faktörleri bulunur. Sitokinler, bağışıklık sisteminde, bağışıklık yanıtları ve iltihaplanma dahil olmak üzere özellikle önemlidir. Sitokinler, humoral ve hücre temelli bağışıklık yanıtları arasındaki dengeyi modüle eder.Bir hücre tarafından salınan bağışıklık sitokinleri, aynı hücreye (otokrin sinyal), yakın hücrelere (parakrin sinyal) ve vücut genelinde diğer hücrelere (endokrin sinyal) sinyal gönderebilir.)))))
Fonksiyonel
Yapısal biyoloji dışındaki klinik ve deneysel uygulamalarda daha faydalı olan bir sınıflandırma, immünolojik sitokinleri hücresel bağışıklık yanıtlarını artıran, tip 1 (TNF, IFN-γ vb.) ve antikor yanıtlarını artıran, tip 2 (TGF-β, IL-4, IL-10, IL-13 vb.) olarak ikiye ayırır.
İlgi alanlarından biri, bu iki alt kümeden birindeki sitokinlerin diğerinin etkilerini engelleme eğilimindedir. Bu eğilimin düzensizliği, otoimmün hastalıkların patogenezindeki olası rolü nedeniyle yoğun şekilde incelenmektedir.
Oksidatif stres tarafından birkaç inflamatuar sitokin indüklenir.
Sitokinlerin diğer sitokinlerin salınımını tetiklemesi ve oksidatif stresin artmasına yol açması, onları kronik iltihaplanmada ve ateş ve karaciğerin akut faz proteinleri (IL-1,6,12, IFN-a) gibi diğer bağışıklık tepkilerinde önemli hale getirir.
Sitokinler ayrıca anti-enflamatuar yollarda rol oynar ve iltihap veya periferik sinir hasarından kaynaklanan patolojik ağrı için olası bir tedavi yöntemidir. Bu yolu düzenleyen hem pro-inflamatuar hem de anti-inflamatuar sitokinler vardır.
Buna karşılık, bazı sitokinler (örneğin IL-6) travma veya enfeksiyon sırasında 1.000 kata kadar artabilen pikomolar (10-12 M) konsantrasyonlarda dolaşır. Sitokinlerin hücresel kaynaklarının yaygın dağılımı, onları hormonlardan ayıran bir özellik olabilir. Neredeyse tüm çekirdekli hücreler, özellikle endo/epitel hücreleri ve yerleşik makrofajlar (birçoğu dış çevreyle arayüze yakın) IL-1, IL-6 ve TNF'nin güçlü üreticileridir. Buna karşılık, insülin gibi klasik hormonlar pankreas gibi ayrı bezlerden salgılanır. Mevcut terim, sitokinleri immünomodülasyon ajanları olarak tanımlar.
Bu uzun vadede sorunlu bir durumdur ve ACTH reseptör yolu ile ilgili yan etkilere yol açabilir; bunlar arasında Cushing sendromu, sıvı tutma, glokom ve kardiyovasküler bozukluklar bulunur. Bu reseptördeki mutasyonlar, ailede glukokortikoid eksikliğine (FGD) tip 1'e neden olur; bu durumda hastalarda serum ACTH seviyeleri yüksek, kortizol seviyeleri ise düşük olur.
ACTH mutasyonları da bu patolojiye katkıda bulunabilir: "mesaj dizisi"nin mutasyonu, ACTH reseptörüne bağlı olduğunda cAMP üretimini engeller ve "adres dizisi"nin mutasyonu reseptöre bağlanmayı tamamen engeller.
Tezi üzerinde çalışırken Evelyn M. Anderson, James Bertram Collip ve David Landsborough Thomson ile birlikte ACTH'yi keşfetti ve 1933'te yayımlanan bir makalede vücuttaki işlevini açıkladı. Doğal ACTH'nin ilk 23 amino asitinden oluşan aktif sentetik bir ACTH formu, ilk olarak Pittsburgh Üniversitesi'nde Klaus Hofmann tarafından yapılmıştır.
&
Gıda İşlemde Fermantasyon
Gıda işleme sürecinde, fermentasyon, mikroorganizmalar — maya veya bakteri — kullanılarak karbonhidratların alkol veya organik asitlere dönüştürülmesidir ve reaksiyonda oksitleyici bir ajan kullanılmaz. Fermantasyon genellikle mikroorganizmaların etkisinin istendiğini ima eder. Fermantasyon bilimi zimoloji veya zimmurji olarak bilinir.
"Fermantasyon" terimi bazen özellikle şekerlerin etanole kimyasal olarak dönüştürülmesini ifade eder ve şarap, bira ve elma şarabı gibi alkollü içecekler üretilir. Ancak, ekmeğin mayalanma (maya etkisiyleüretilen CO 2) ve ekşi yiyeceklerin laktik asit üretimiyle korunmasında, örneğin lahana turşusu ve yoğurtda benzer süreçler gerçekleşir.
Yaygın olarak tüketilen diğer fermente gıdalar arasında sirke, zeytin ve peynir bulunur. Fermantasyonla hazırlanan daha yerel gıdalar da fasulye, tahıl, sebze, meyve, bal, süt ürünleri ve balık temelli olabilir.
Buna rağmen, maya özlerinin canlı maya hücreleri olmasa bile şekeri fermente edebildiği bilinmektedir. 1897'de bu süreci incelerken, Berlin Humboldt Üniversitesi'nden Alman kimyager ve zimolog Eduard Buchner, karışımda yaşayan maya hücresi olmasa bile şekerin fermente edildiğini maya tarafından salgılanan ve ona zimaz adını verdiği bir enzim kompleksiyle savunduğunu buldu. 1907'de "hücresiz fermantasyon" araştırması ve keşfi nedeniyle Kimya alanında Nobel Ödülü'nü aldı.
Bir yıl önce, 1906'da, etanol fermantasyonu çalışmaları oksitlenmiş nikotinamid adenin dinükleotidin (NAD+) erken keşfine yol açtı.
Zymase
Zimaz (alkolaz olarak da bilinir), şekerin etanol ve karbondioksite çevrilmesini katalize eden bir enzim kompleksi için kullanılan eski bir terimdir. Mayalarda doğal olarak bulunur. Zymase aktivitesi maya suşları arasında değişir.
Zymase aynı zamanda pankrelipaz ilacının marka adıdır.
Zymase, ilk kez 1897'de Alman kimyager Eduard Buchner tarafından mayadan izole edildi; Buchner laboratuvarda canlı hücreler olmadan şekeri fermente etti ve bu da 1907 Nobel Kimya Ödülü'ne yol açtı.
Buchner'in Nobel Ödülü'nü kazandığı deney, maya hücrelerinden hücresiz bir özet üretmekten ve bu "pres suyu"nun şekeri fermente edebildiğini göstermekten oluşuyordu. Bu, canlı maya hücrelerinin fermantasyon için gerekli olmadığını göstererek vitalizme bir darbe daha vurdu. Hücresiz ekstrakt, kuru maya hücreleri, kuvars ve diatomlu toprak birleştirilerek ve ardından maya hücrelerini bir havan ve havanla ezerek elde edildi.
((((( Kuvars, silisyumdan (silikon dioksit) Kökenini Saksonca 'çapraz damar cevheri' anlamına gelen Querkluftertz kelimesine bağlayır. Antik Yunanlılar kuvası κρύσταλλος (krustallos) olarak adlandırmışlardır; bu 'kristal' anlamına gelir; bu da Antik Yunanca'dan alınan κρύος (kruos) kelimesinden türemiştir; çünkü bazı filozoflar (Theophrastus dahil) mineralin aşırı soğumuş bir buz türü olduğuna inanmıştır. Günümüzde, kaya kristali terimi bazen şeffaf, kaba kristal kuvars için alternatif bir isim olarak kullanılmaktadır.= Çizik sertliği sklerometre ile ölçülür.ilk bilimsel girişim, mineralog Friedrich Mohs tarafından 1812'de yapılmıştır (bkz. Mohs ölçeği). Mohs ölçeği, farklı malzemelerin göreceli çizik sertliğine dayanır; Talk'a 1, elmas ise 10 değer atanır. Mohs'un ölçeğinin iki sınırlaması vardı: doğrusal değildi ve çoğu modern aşındırıcı kumaş 9 ile 10 arasında yer alıyordu. + Roma doğa bilimci Yaşlı Plinius, kuvarsın uzun süre donmuş bir buz olduğuna inanıyordu. Bu fikri, kuvarsın Alpler'deki buzulların yakınında bulunduğunu, ancak sıcak iklimlerde bulunmadığını söyleyerek destekledi. & Her iki kuvars polimorfu, kiraliteye bağlı olarak iki farklı uzay grubunda bulunabilir. )))))
Bu karışım, maya hücrelerinin içeriği hücrelerden çıktıkça nemlenir. Bu adım tamamlandıktan sonra, nemli karışım presle geçirilir ve ortaya çıkan "pres suyuna" glikoz, fruktoz veya maltoz eklendiğinde, karbondioksit evrimleştiği görülürdü, bazen günlerce boyunca. Mikroskobik araştırma ekstraktta canlı maya hücresi bulunmadığını ortaya koydu.
Buchner, maya hücrelerinin şekerleri fermente etmek için çevrelerine proteinler salgıladığını öne sürdü. Daha sonra fermentasyonun maya hücreleri içinde gerçekleştiği gösterilmiştir.
İngiliz kimyager Sir Arthur Harden, 1905 yılında zymazı iki çeşide (diyalyizlenebilir ve diyalyizlenebilir olmayan) ayırmıştır.
Bazı bilim tarihçileri, Eduard Buchner'in 1897 tarihli çalışmasında sadece Antoine Béchamp'ın 1857'de yaptığı deneyleri tekrarladığını öne sürmektedir. Durum böyle değildir: Buchner'ın maya zımazı ile ve maya hücresi olmadan elde ettiği şey alkolsel fermantasyondu; Béchamp ise maya hücreleri olmadan ve kendisinin de "zimaz" dediği yöntemle sadece şeker terslemesi elde ettiğini ve alkollü fermantasyon olmadığını açıkça belirtmişti. K.L. Manchester'a göre, Béchamp'ın "zymase" dediği şey invertazdı.
&
Jiahu
Kuzey Çin'deki konumu/33.613°K 113.667°D
Jiahu (Çince: 賈湖), antik Çin'in merkezi ovasında, Sarı Nehr yakınlarında bulunan bir Neolitik yerleşimin yeriydi. Kuzeyde Ni Nehri'nin taşkın ovaları ile güneyde Sha Nehri arasında, günümüz Henan'daki Wuyang'ın 22 km (14 mil) kuzeyinde yer almaktadır. [1] Çoğu arkeolog, bu alanı Peiligang kültürünün en eski örneklerinden biri olarak kabul eder. Yaklaşık MÖ 7000'de yerleşilen bu alan, daha sonra MÖ 5700 civarında su altında kalmış ve terk edilmiştir. Yerleşim bir hendekle çevriliydi ve 55.000 metrekarelik (5,5 hektar) nispeten geniş bir alanı kaplıyordu. Bir zamanlar, "karmaşık, son derece organize bir Çin Neolitik toplumu"[1] ve nüfusu 250 ile 800 arasında değişiyordu.
Jiahu arkeolojik alanının önemli keşifleri arasında, muhtemelen erken dönem proto-yazı örneği olan Jiahu sembolleri yer alır ve kaplumbağa kabukları ile kemiklere oyulmuştur. Jiahu flütlerinin, turna kanat kemiklerinden oyulmuş 33 parçadan oluşan dünyanın en eski çalınabilir müzik aletlerinden biri olduğuna inanılır. Ayrıca pirinç, bal ve alıç yapraklarının fermantasyonu yoluyla alkol üretimine dair kanıtlar da vardır.
Sitede çeşitli eserler bulunmaktadır; bunlar arasında konutlar, mezar alanları, çömlek fırınları, çeşitli taş ve toprak aletler ile ortak çalışma alanı olduğuna inanılan büyük bir merkezi yapı bulunmaktadır. Bunlar, erken Neolitik dönem için oldukça gelişmiş bir yerleşim olduğunu gösterir.
Yazıtlar
Ana makale: Jiahu sembolleri
Sitede on bir piktografik sembol bulundu; dokuzu kaplumbağa kabuklarına oyulmuş, ikisi kemiğe oyulmuştur. Bazıları bunları proto-yazı kullanımına dair olası kanıt olarak kabul etti. Jiahu sembolleri ile karakterler arasındaki uyumlar, Geç Shang'ın (yaklaşık 1250 – yaklaşık 1250) kehanet kemik yazısında çok daha sonra kanıtlanmıştır.
Peiligang ile ilişkisi
Jiahu (Çince: 賈湖), antik Çin'in merkezi ovasında, Sarı Nehr yakınlarında bulunan bir Neolitik yerleşimin yeriydi. Kuzeyde Ni Nehri'nin taşkın ovaları ile güneyde Sha Nehri arasında, günümüz Henan'daki Wuyang'ın 22 km (14 mil) kuzeyinde yer almaktadır. [1] Çoğu arkeolog, bu alanı Peiligang kültürünün en eski örneklerinden biri olarak kabul eder. Yaklaşık MÖ 7000'de yerleşilen bu alan, daha sonra MÖ 5700 civarında su altında kalmış ve terk edilmiştir. Yerleşim bir hendekle çevriliydi ve 55.000 metrekarelik (5,5 hektar) nispeten geniş bir alanı kaplıyordu. Bir zamanlar, "karmaşık, son derece organize bir Çin Neolitik toplumu"[1] ve nüfusu 250 ile 800 arasında değişiyordu.
Jiahu arkeolojik alanının önemli keşifleri arasında, muhtemelen erken dönem proto-yazı örneği olan Jiahu sembolleri yer alır ve kaplumbağa kabukları ile kemiklere oyulmuştur. Jiahu flütlerinin, turna kanat kemiklerinden oyulmuş 33 parçadan oluşan dünyanın en eski çalınabilir müzik aletlerinden biri olduğuna inanılır. Ayrıca pirinç, bal ve alıç yapraklarının fermantasyonu yoluyla alkol üretimine dair kanıtlar da vardır.
Sitede çeşitli eserler bulunmaktadır; bunlar arasında konutlar, mezar alanları, çömlek fırınları, çeşitli taş ve toprak aletler ile ortak çalışma alanı olduğuna inanılan büyük bir merkezi yapı bulunmaktadır. Bunlar, erken Neolitik dönem için oldukça gelişmiş bir yerleşim olduğunu gösterir.
Yazıtlar
Ana makale: Jiahu sembolleri
Sitede on bir piktografik sembol bulundu; dokuzu kaplumbağa kabuklarına oyulmuş, ikisi kemiğe oyulmuştur. Bazıları bunları proto-yazı kullanımına dair olası kanıt olarak kabul etti. Jiahu sembolleri ile karakterler arasındaki uyumlar, Geç Shang'ın (yaklaşık 1250 – yaklaşık 1250) kehanet kemik yazısında çok daha sonra kanıtlanmıştır.
Peiligang ile ilişkisi
erken Neolitik yerleşimler ise çok daha güney ve doğudaydı.
Arkeologlar Jiahu'yu üç farklı aşamaya ayırmıştır. En erken aşama MÖ 7000 ile 6600 yılları arasında, orta faz ise MÖ 6600 ile 6200 yılları arasında uzanır; ve en son aşama MÖ 6200 ile 5700 yılları arasında kapsıyor. [1] Son iki evre Peiligang kültürüne karşılık gelirken, en erken evresi Jiahu'ya özgündür.
Son 30 yıl içinde birkaç bilimsel ekip tarafından 300'den fazla mezardan çıkarılan 400'den fazla bireyin iskeletlerinin dikkatlice incelenmesi, Jiahu etnik grubunun Kuzey Moğoloid grubunun bir parçası olduğunu ve günümüz Henan'daki avcı-toplayıcıların torunları olan Miaodigou ve Xiawanggang alt gruplarıyla yakından özdeşleştiğini göstermektedir. ve daha sonra Shandong Eyaleti'nde bulunan Dawenkou, Xixiahou ve Yedian alt grupları da bulunmaktadır.
Tarım, avcılık, balıkçılık ve yiyecek toplama
Hokkaido'da kırmızı taç turnalar. Şu anda nesli tükenmekte olan türler, Neolitik dönemde Doğu Asya bölgesinde bolca bulunmakta ve et için avlanıyorlardı; kanat kemikleri Jiahu flütlerinin üretiminde kullanıldı.iahu sakinleri tilkikuyruk darı ve pirinç yetiştiriyordu. Peiligang kültüründe darı yetiştiriciliği yaygındırken, Jiahu'daki pirinç yetiştiriciliği benzersizdir ve Jiahu'nun Peiligang grubundan ayrı bir kültür olduğu teorisini destekler. Öte yandan, yerel iklim, nem ve toprak koşullarındaki farklılıklar Peiligang bölgesinde pirinç yetiştirmeyi zorlaştırmış olabilir. Jiahu pirinç yetiştiriciliği, tarihin bu kadar erken bir aşamasında bulunan en erken ve kuzeyde bulunan en eski kültürlerden biridir. Pirinç, kısa taneli japonica pirinciydi. Akademisyenler daha önce en erken evcilleştirilmiş pirincinin uzun taneli indica alt türüne ait olduğunu düşünmüştü.
Sarı Nehir Vadisi'nin serin ve kuru yüksek enlemlerinde darı tarımı yapıldığına dair bolca kanıt vardır ve Yangtze Nehri Vadisi'nin sıcak ve nemli alçak enlemlerinde pirinç tarımı hakimdir. Erken Neolitik döneme ait Jiahu, serin, kuru kuzey ile sıcak, nemli güney arasındaki sınıra yakındır. İlerleme göstergesi olarak, Jiahu'nun çiftçileri Neolitik çiftçilerin alışılmış kes-yak tekniklerinden ayrılmış ve kalıcı tarlalarda yoğun tarım yapıyorlardı. Jiahu ayrıca Çin'deki en eski yabani soya çekirdeklerinin bulunduğu yerdir; Jiahu'da büyük miktarda soya kalıntısı bulundu. [3]
Tarım, avcılık ve yiyecek toplama ile bolca yiyecek vardı ve bu erken yerleşim için önemli nüfus artışına katkıda bulundu. Jiahu kültürüne ait kadınlar yabani armut ve kayısı toplar, çevredeki kırsalda palamut, kestane, fasulye, yenilebilir kökler ve kök kökleri arardılar. [kaynak gerekli] Evcilleştirilmiş domuzlar, köpekler, kümes hayvanları ve az sayıda sığır olduğuna dair kanıtlar bulunmaktadır. Jiahu halkı, domuz ve sığırlarından gübre olarak gübre olarak kullanarak, pirinç ürünlerinin verimini önemli ölçüde artırdı. Hayvanlar et, süt ve yumurta üretiyordu. Ayrıca kuzey ve güneydeki yakınlardaki nehirlerde kenevir liflerinden yapılmış ağlarla geyik, yaban domuzu ve tavşan avcılığı ile balık tuttuğuna dair kanıtlar da vardı. Yaygın sazan su yetiştiriciliğine dair en eski kanıtlar da Jiahu'da bulunmuştur. [4] Bölgeye özgü büyük bir kuş olan kırmızı taç turna et için avlanıyordu; kemikleri ve tüyleri başka amaçlarla da kullanıldı.
Bu sürekli gelişen ve çeşitli beslenme sayesinde, Jiahu halkının sağlığı ve ömrü yavaş yavaş iyileşti. Bu, arkeolojik kanıtların karşılaştırılmasıyla belgelenmiştir. Jiahu'da 400'den fazla mezar ortaya çıkarıldı ve yüzlerce mezarın daha kazıyı beklediğine inanılıyor. İskeletler ölçülüp dikkatlice incelenmiş, ölen Jiahu'nun ölüm anında boyunu, kilosu, cinsiyeti ve yaklaşık yaşı, genel sağlık durumu ve birçok durumda ölüm nedeni ortaya çıkmıştır. Jiahu tarihinin üç aşaması, orta yaşlı ve yaşlı insan sayısının sürekli artmasıyla örtüşür; bu da hayatta kalma ve yaşam beklentisinde artış ve daha az çocuk ile bebek kalıntısı ile çocuk ve bebek ölümünün azaldığını gösterir. Üçüncü aşamada, yetişkinlerin ortalama boyu iki santimetre (3⁄4 inç) artmış ve kemikler ile dişler önemli ölçüde daha iyi durumdaydı.
Kültürel kanıtlar
Kafatasındaki sünger lezyonları, anemi ve demir eksikliğinin bir sorun olduğunu gösteriyor. Hastalık ve parazitik enfeksiyonlardan kaynaklanan delik kemik lezyonları nadirdi, ancak dışkı kanıtları ara sıra kanca parazitlerinin varlığını gösteriyordu; bu da muhtemelen kötü pişmiş domuz etinden kaynaklanıyordu.
Törensel defin
Jiahu'daki definler genellikle defin sunularıyla eşlik edilirdi ve ikinci ve üçüncü aşamalar ilerledikçe sıklık artırdı. Mezar eşyaları çömleklerden kaplumbağa kabuklarına kadar çeşitlilik gösterir.
Mezarların çoğu toprak çukurlardı; Bebekler toprak küplere gömüldü
Kemikler tazeyken yapılan kesik izleri, kişinin ölümünden kısa bir süre sonra kafaların kesildiğini gösterir. Bazı mezar sunularında turkuaz oymalar bulunuyordu ve önemli bir maddi zenginlik seviyesini temsil ediyordu; bu da sosyal statüde bazı farklılıkları gösteriyordu. Kadınların mezarlarındaki defin sunuları daha seyrekti, bu da daha düşük sosyal statüleri gösteriyordu ve rollerinin sadece çocuk doğurma ve çocuk bakımı, yemek pişirme ve yiyecek toplama ile sınırlı olduğunu gösteriyordu.
Flütler
Keşfedilen en önemli mezar sunularından bazıları, kırmızı taç turna kanat kemiklerinden yapılmış çalınabilir tonal flütlerdi.
Jiahu'daki en eski faza sadece iki flüt içerir; bunlar tetratonik ve pentatoniktir; Jiahu'daki orta aşamada ilginç bir çift heksatonik flüt dahil olmak üzere birkaç flüt bulunur.
Çömlekçilik ve alkol üretimi
Jiahu, Neolitik Çin'de bulunan en eski Çin çömleklerinden bazılarını verdi. Pennsylvania Üniversitesi Müzesi'nden Patrick McGovern, Jiahu'dan getirilen çömlek kavanozlarına biyobelirteç kimyasal analizi uygulayan bir bilim ekibine liderlik etti. Alkolün pirinç, bal, üzüm ve alıçtan fermente edildiğini kanıtlayan imza molekülleri buldular. Araştırmacılar, bu hibrit içeceğin (bira, şarap ve bal eşiği) küf sakarifikasyonu işlemiyle fermente edildiğini öne sürüyor; bu, Çin'e özgü bir Çin katkısıdır; burada pirinç ve diğer tahılların karbonhidratlarını basit, fermente edilebilir şekerlere dönüştürmek için birkaç küf türü kullanılır. Araştırmacılar, hibrit içeceklere krizantem gibi özel aromatik otlar ve çiçeklerin yanı sıra Çin köknarı gibi ağaç reçinelerinin de eklendiğini buldu. Bu aromatik eklemeler ve bal, hoş aromalı ve tatlı tadı olan fermente içeceklerin Jiahu halkı için önemli olduğunu gösterir.
Önemli miktarda pirinç ve darı çömlek kavanozlarında depolanarak işçi gücünün uzmanlaşmasını sağladı.
Ayrıca bakınız
&
Fermantasyon
Fermantasyon, reaktanların redoks potansiyelini kullanarak adenozin trifosfat (ATP) ve organik son ürünler üreten bir anaerobik metabolizma türüdür. Glikoz veya diğer şekerler gibi organik moleküller katabolize olur ve elektronları diğer organik moleküllere (kofaktörler, koenzimler vb.) aktarılır. [1] Anaerobik glikoliz, aerobik solunumun ATP ihtiyacını karşılayamaması durumunda, yetersiz oksijen tedariki veya anaerobik koşullar nedeniyle organizmalarda (genellikle hayvanlar gibi çok hücreli organizmalar) fermentasyonun meydana gelmesini tanımlamak için kullanılan ilgili bir terimdir.
Fermantasyon, insan toplumunun birkaç alanında önemlidir. İnsanlar, 13.000 yıldır gıda üretimi ve korunmasında fermantasyonu kullanmıştır. Sağlık faydaları, benzersiz tat profilleri ve ürünlerin daha iyi dokuya sahip olmasını sağlamakla ilişkilendirilmiştir. İnsanlar ve hayvanları da bağırsaktaki mikropların fermantasyonundan faydalanır; bu mikroplar son ürünleri serbest bırakır ve bu ürünler daha sonra konakçı tarafından enerji için kullanılır. Fermantasyonun en yaygın kullanımı belki de endüstriyel düzeyde etanol ve laktat gibi ticari kimyasalların üretilmesine yol açmaktadır. Etanol, çeşitli alkollü içeceklerde (bira, şarap ve alkollü içecekler) kullanılırken, laktat laktik asite nötralize edilebilir ve gıda koruma, kürleyici veya aroma verici olarak kullanılabilir.
Bu karmaşık metabolizma, çok çeşitli substratlar kullanır ve yaklaşık 300 farklı son ürün kombinasyonu oluşturabilir. Fermantasyon hem prokaryotlarda hem de ökaryotlarda gerçekleşir. Yeni son ürünlerin ve yeni fermentatif organizmaların keşfi, fermantasyonun incelenenden daha çeşitli olduğunu gösteriyor.
Fermantasyonun kullanım tarihi
Fermantasyonun, özellikle içecekler için kullanımı, Neolitik'ten beri var olup, Çin'in Jiahu kentinde MÖ 7000 ile 6600 yılları arasında belgelenmiştir. Hindistan'da MÖ 5000, Ayurveda birçok İlaçlı Şaraptan bahseder, Gürcistan'da MÖ 6000, antik Mısır'da MÖ 3150, MÖ 3000 Babil'de,MÖ 2000 Pre-Hispanik Meksika'da,ve MÖ 1500 yılında Sudan'da. Fermente gıdaların Yahudilik ve Hristiyanlıkta dini bir önemi vardır. Baltık tanrısı Rugutis, fermantasyonun ajanı olarak tapılırdı.
'Modern kimyanın babası' Antoine Lavoisier, fermantasyonu basit bir kimyasal reaksiyon olarak görmüş ve canlı organizmaların dahil olabileceği fikrini reddetmişti. 19. yüzyıla gelindiğinde, bu vitalizm olarak görülüyordu ve 1839'da Justus von Liebig ve Friedrich Wöhler tarafından anonim bir yayında alay konusu edildi.
1837'de Charles Cagniard de la Tour, Theodor Schwann ve Friedrich Traugott Kützing, mikroskobik araştırmalar sonucunda maya, tomurcuklama yoluyla üreyen canlı bir organizma olduğunu ortaya koyan bağımsız makaleler yayımladılar.Schwann, mayayı öldürmek için üzüm suyunu kaynattı ve yeni maya eklenene kadar fermantasyonun gerçekleşmeyeceğini fark etti. Dönüm noktası, Louis Pasteur'un (1822–1895) 1850'ler ve 1860'larda Schwann'ın deneylerini tekrarlayıp bir dizi araştırmada fermantasyonun canlı organizmalar tarafından başlatıldığını göstermesiyle geldi. 1857'de Pasteur, laktik asit fermantasyonunun canlı organizmalar tarafından kaynaklandığını gösterdi. 1860'ta bakterilerin sütte ekşiliğe neden olduğunu gösterdi; bu süreç eskiden sadece kimyasal bir değişim olarak kabul ediliyordu.
Yıllar içinde çeşitli tanımlar önerildi, ancak önerilen en basit ve en güncel fermantasyon tanımı, "organik bileşiklerin hem elektron bağışçısı hem de alıcı olduğu katabolizm"dir. Bu tanım, fermentasyonu aerobik solunumdan (oksijen alıcı olduğunda) ve anaerobik solunum türlerini (alıcı olmayan bir tür olduğunda) ayırır. [4] Ancak bu tanım fermantasyonun tüm biçimlerini kapsamamaktadır. Örneğin, H2'yi elektron donörü olarak kullanan propionat fermantasyonu veya CO2'nin elektron alıcısı olarak işlev görebileceği bütirat fermantasyonun ikinci adımı. Bu nedenle, protonların elektron bağışçı olarak ve CO2'nin alıcı olarak da kullanılabileceğini kabul ederek bu tanımı kullanmak en basittir.
1876'da, anaerobik solunum keşfinden önce, Louis Pasteur bunu "la vie sans air" (havasız yaşam) olarak tanımlamıştır. Fermantasyonun ATP oluşturduğu temelde de yaygın olarak tanımlanıyordu; ATP katabolizm sadece substrat seviyesinde fosforilasyon yoluyla ATP oluşturur.
Endüstriyel fermantasyon, büyük ölçekli biyolojik üretim süreci olarak gevşekçe tanımlanan başka bir fermantasyon türüdür; ancak bu tanım, metabolik detaylardan ziyade üretim sürecine odaklanır.
Fermentasyon, organizmalar tarafından glikoz gibi organik moleküllerin dışsal kaynaklarından net ATP kazancı elde etmek için kullanılabilir. En erken yaşam formlarında net bir enerji kaynağı değildi çünkü çoğunlukla okyanusta yaşayan tek hücreli organizmalardı ve okyanus, karmaşık organik moleküllerin önemli konsantrasyonları içermez.
Fermantasyon dışsal elektron alıcısına ihtiyaç duymadığından, çevresel koşullar ne olursa olsun gerçekleşebilir. Ancak, fermantasyonun temel dezavantajı, fermentasyonun nispeten verimsiz olması ve aerobik solunum sırasında glikoz başına 2 ila 5 ATP molekülü üretmesine karşılık 32 ATP molekülü üretmesidir.
Bakteri ve arkeaların %25'inden fazlası fermantasyon gerçekleştirir. Fermantasyon özellikle Bacillota filümündeki prokaryotlarda yaygındır, ancak filogenetik analizlere göre en nadiren Actinomycetota'dadır. Fermente mikroplar en sık siyedal sistemi gibi konakçı kaynaklı habitatlarda, ayrıca tortular, yiyecek ve diğer habitatlarda bulunur. Hem bakteriler hem de arkealar fermantasyon kapasitesini paylaşır ve bu da çok çeşitli organik son ürünlere yol açar. En yaygın fermantasyon ürünleri arasında laktat, asetat, etanol, karbondioksit (CO2), süksinat, hidrojen (H2), propionat ve bütirat bulunur.
Fermantasyondan önce, bir glukoz molekülü iki piruvat moleküle (glikoliz) parçalanır. Bu ekzotermik reaksiyondan elde edilen enerji, inorganik fosfatları ADP'ye bağlamak için kullanılır; ADP ATP'ye dönüştürür ve NAD+ NADH'ye dönüştürülür. Piruvatlar iki asetaldehit molekülüne ayrılır ve atık olarak iki karbondioksit molekülü salgılar. Asetaldehit, NADH'dan alınan enerji ve hidrojen kullanılarak etanole indirgenir ve NADH NAD+ olarak oksitlenir, böylece döngü tekrarlanabilir.
Etanolun yakıt olarak tarihi birkaç yüzyılı kapsar ve önemli dönüm noktalarıyla işaretlenir. Amerikalı mucit Samuel Morey, 1826'da mısırı fermente ederek etanol üreten ilk kişiydi. Ancak, etanol, Amerika Birleşik Devletleri'nde ilk kez yakıt olarak kullanılmaya başlandı, ancak 1850'lerdeki Kaliforniya Altın Hücumu'nda kullanıldı. Rudolf Diesel, 1895'te bitkisel yağlar ve etanol ile çalışabilen motorunu gösterdi, ancak petrol bazlı dizel motorların yaygın kullanımı etanolün yakıt olarak daha az popüler olmasına neden oldu. 1970'lerde petrol krizi etanole olan ilgiyi yeniden canlandırdı ve Brezilya etanol üretimi ve kullanımında lider oldu. Amerika Birleşik Devletleri, hükümet düzenlemeleri nedeniyle 1980'ler ve 1990'larda benzine yakıt katkısı olarak etanol üretimine büyük ölçekte başladı. Bugün etanol, sürdürülebilir ve yenilenebilir bir yakıt kaynağı olarak keşfedilmeye devam etmekte olup, araştırmacılar yeni teknolojiler ve biyokütle kaynakları geliştirmektedir.
- 1826: Amerikalı mucit Samuel Morey, mısırı fermente ederek etanol üreten ilk kişi oldu. Ancak etanol, yıllar sonra yaygın olarak yakıt olarak kullanılmaya başlandı. (1)
- 1850'ler: Etanol, Kaliforniya Altın Hücumu sırasında Amerika Birleşik Devletleri'nde ilk kez yakıt olarak kullanıldı. Madenciler, balina yağından daha ucuz olduğu için etanol lambalar ve sobalar için yakıt olarak kullanıyordu. (2)
- 1895: Alman mühendis Rudolf Diesel, etanol dahil bitkisel yağlarla çalışmak üzere tasarlanmış motorunu sergiledi. Ancak, petrolle çalışan dizel motorların yaygın kullanımı, etanolün yakıt olarak daha az popüler olmasına neden oldu. (3)
- 1970'ler: 1970'lerin petrol krizi, etanol yakıtına olan ilginin yeniden artmasına yol açtı. Brezilya, biyoyakıt kullanımını teşvik eden hükümet politikaları sayesinde etanol üretimi ve kullanımında lider oldu. (4)
- 1980'ler–1990'lar: Amerika Birleşik Devletleri, benzine yakıt katkısı olarak etanol üretimine büyük ölçekte başladı. Bunun nedeni, 1990'da çıkarılan Temiz Hava Yasası'nın, emisyonları azaltmak için etanol gibi oksijenatların kullanılmasını zorunlu kılan Temiz Hava Yasası'ndaydı. (5)
- 2000'ler–günümüz: Etanole yenilenebilir ve sürdürülebilir bir yakıt olarak ilgi devam etmektedir. Araştırmacılar, etanol üretimi için switchgrass ve alg gibi yeni biyokütle kaynaklarını araştırıyor ve fermantasyon sürecinin verimliliğini artırmak için yeni teknolojiler geliştiriyor.
Glikolizden kaynaklanan piruvat basit bir redoks reaksiyonuna girer ve laktik asit oluşturur. Genel olarak, bir glukoz molekülü (veya herhangi bir altı karbonlu şeker) iki laktik asit molekülüne dönüştürülür:
- C6H12O6 → 2 CH3CHOHCOOH
Hayvanların kaslarında, kanın oksijen sağlayabildiğinden daha hızlı enerji ihtiyaçları olduğunda ortaya çıkar. (Memelilerde laktat, karaciğer tarafından Cori döngüsü kullanılarak tekrar glikoza dönüştürülebilir.) Ayrıca bazı bakteri türlerinde (örneğin laktobasiller) ve bazı mantarlarda da görülür. Yoğurtta laktozu laktik asite dönüştüren ve ekşi tat veren bakteri türüdür. Bu laktik asit bakterileri, son ürünün çoğunlukla laktik asit olduğu homolaktik fermantasyonu veya heterolaktik fermantasyonu gerçekleştirebilir; burada bir miktar laktat daha sonra etanol ve karbondioksite (fosfokketolaz yolu aracılığıyla), asetata veya diğer metabolik ürünlere metabolize edilir, örneğin:
- C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + C2H5OH +CO 2
Eğer laktoz fermente edilirse (yoğurt ve peynirlerde olduğu gibi), önce glikoz ve galaktoza dönüştürülür (her ikisi de aynı atomik formüle sahip altı karbonlu şekerler):
- C12H 22O11 + H2O → 2 C6H12O6
Heterolaktik fermantasyon, bir anlamda laktik asit fermantasyonu ile diğer türler, örneğin alkollü fermantasyon arasında ara bir aradadir. Daha ileri gidip laktik asidi başka bir şeye dönüştürmenin nedenleri şunlardır:
- Laktik asidin asidilliği biyolojik süreçleri engeller. Bu, fermente organizma için faydalı olabilir çünkü asiditeye uyum sağlamamış rakipleri dışarı çıkarır. Sonuç olarak, yiyeceklerin raf ömrü daha uzun olur (yiyeceklerin kasıtlı olarak fermente edilmesinin bir nedeni); ancak belirli bir noktadan sonra, asidite, onu üreten organizmayı etkilemeye başlar.
- Yüksek laktik asit konsantrasyonu (fermantasyonun nihai ürünü) dengeyi geriye doğru yönlendirir (Le Chatelier prensibi), fermantasyonun gerçekleşme hızını azaltır ve büyümeyi yavaşlatır.
- Laktik asitin kolayca dönüştürülebildiği etanol uçucu bir yapıya sahiptir ve kolayca kaçarak reaksiyonun kolayca ilerlemesini sağlar.
