კუნძულები  ადამიანის ორგანიზმში   

შეიძლება ითქვას, რომ დღეს მსოფლიო თვალით უხილავ ვირუსთან ბიოლოგიურ ომშია ჩაბმული. ყველამ დაინახა საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების, განსაკუთრებით ბიოქიმიის მნიშვნელობა. სამომავლოდ მსგავს ბრძოლაში გამარჯვებისთვის უმნიშვნელოვანესია მოსწავლეების ამ საგნით დაინტერესება. ვაქცინაციასთან დაკავშირებულმა პრობლემებმა, რომლებსაც განათლების პრობლემასთან მივყავართ, ნათელი გახადა ბიოლოგიის, როგორც საგნის სწავლების პრობლემა. ერთია ის, რასაც თეორიულად ვასწავლი მოსწავლეს, ბევრს ვსაუბრობ ბუნებრივ და ხელოვნურ იმუნიტეტზე, თუმცა მოსწავლეები (აქ უკვე სრულწლოვან ყოფილ მოსწავლეებს ვგულისხმობ) ამას პრაქტიკაში ვერ იყენებენ.  შესაძლებელია დიაბეტით ბევრი ადამიანი ერთბაშად არ იღუპება, თუმცა მასთან ბრძოლა ბევრ ახალგაზრდას თუ ხანდაზმულს უწევს. ამ პერიოდში მიმდინარეობს დიაბეტის საწინააღმდეგო ვაქცინის გამოცდის კვლევის მესამე ეტაპი. მიუხედავად დაავადების სირთულისა, სავარაუდოდ, ადამიანები ამ აცრისგან თავს შეიკავებენ. მასწავლებელმა მოსწავლე რომ დაარწმუნოს საკითხის სისწორეში, თავად დარწმუნებული უნდა იყოს მასში. საგაკვეთილო დროის სიმცირე, პანდემიის გამო კიდევ უფრო შეკვეცილი, არ იძლევა მოსწავლეებთან დამატებითი მუშაობის საშუალებას. კლუბური მუშაობის ჩატარებისთვის საუკეთესო საშუალება გახდა ონლაინშეხვედრები. მინდა, გაგიზიაროთ საკვლევ შეკითხვაზე დაფუძნებული სწავლების ერთი ნიმუში, რომელიც ბიოლოგიით დაინტერესებულ მოსწავლეებთან გამოვიყენე.  თანამედროვე მოსწავლის დაინტერესება მისი უშუალო ჩართულობის გარეშე წარმოუდგენელია.    სწავლების ეს მიდგომა აყალიბებს ისეთ მოსწავლეს, რომელიც კონკურენტუნარიანია თანამედროვე სამყაროში.

        თემა: „კუნძულები ადამიანის ორგანიზმში“

ნაბიჯი 1: მოკლე მიმოხილვა და ინფორმაციის დამუშავება;

ნაბიჯი 2. კვლევის განხორციელება სიმულაციის jon darkow.com-ის საშუალებით ინსტრუქციის მიხედვით. (აქ მოცემულია შევსებული ცხრილები, რომლებიც თქვენთვის სიმულაციაში მუშაობის გზამკვლევის როლს შეასრულებს).

GLUT2 სატრანსპორტო ცილის ბეტა უჯრედებშია და უზრუნველყოფს გლუკოზის ტრანსპორტს. ის იხსნება უჯრედგარე სივრცეში გლუკოზის მაღალი კონცენტრაციის დროს. GLUT3 და GLUT4 ასევე სატრანსპორტო ცილებია. ისინი ადამიანის მთელ ორგანიზმშია გაფანტული. GLUT2-/- ცილას არ გადააქვს გლუკოზა ბეტა უჯრედებში. სიმულაციაში გლუკოზის შთანთქმა ბეტა უჯრედებში ხდება GLUT2 ცილით,  GLUT3 და GLUT4 კი სხეულის სხვა უჯრედებში გლუკოზის შთანთქმას გამოსახავენ.

თუ სისხლში გლუკოზის საწყისი კონცენტრაცია ნაკლებია სამზე, მდგომარეობა სიცოცხლისთვის საშიშია.  სისხლში გლუკოზის რაოდენობის შემცირება ხდება ბეტა უჯრედების მიერ (GLUT2) მისი შთანთქმით და ასევე სხვა უჯრედების მიერ გლუკოზის შთანთქმით ( GLUT3 და GLUT4).  (სამუშაო ფურცელი N1)

ცხრილში მოცემულია გლუკოზის კონცენტრაციის ცვლილება GLUT2 ტრანსპორტერით:

სისხლში გლუკოზის საწყისი კონცენტრაცია (mM) სისხლში გლუკოზის საბოლოო  კონცენტრაცია(mM) β   უჯრედებში გლუკოზის საწყისი კონცენტრაცია(mM) β   უჯრედებში გლუკოზის საბოლოო კონცენტრაცია(mM)
0 0 2 0
5 4.6 2 0
10 9.35 2 0.009
15 10.6 2 0.041(ავიდა შვიდამდე და შემცირდა)
20 11 2 0.066 (ავიდა 19.5-მდე და შემცირდა)

ცხრილში მოცემულია გლუკოზის კონცენტრაციის ცვლილება GLUT2 ტრანსპორტერით:

სისხლში გლუკოზის საწყისი კონცენტრაცია(mM) სისხლში გლუკოზის საბოლოო  კონცენტრაცია(mM) β   უჯრედებში გლუკოზის საწყისი კონცენტრაცია(mM) β   უჯრედებში გლუკოზის საბოლოო კონცენტრაცია(mM)
0 0 2 0
5 4.7 2 0
10 9.7 2 0
15 14.7 2 0
20 19.7 2 0

 

ნაბიჯი 3: 2,4 – დინიტროფენოლი  მიტოქონდრიაში აფერხებს ჟანგვით ფოსფოლირილებას. ის უკავშირდება მიტოქონდრიის შიდა მემბრანას და წყალბადის კატიონებს საშუალებას აძლევს, თავისუფლად გადაადგილდნენ მემბრანის გავლით, რის შედეგადაც მემბრანათშორის სივრცეში მნიშვნელოვნად იზრდება მათი კონცენტრაცია. ამის გამო ვეღარ სინთეზდება ატფ.  (სამუშაო ფურცელი N2)

სისხლში გლუკოზის საწყისი კონცენტრაცია(mM) β   უჯრედებში გლუკოზის საბოლოო კონცენტრაცია(mM) DNP (mM) ატფ-ის კონცენტრაცია უჯრედგარე სივრცეში (mM) ატფ-ის კონცენტრაცია ციტოზოლში (mM) მემბრანული პოტენციალი
15 0.1-0.35-0.05 0 15 0 – 1.8 – 0.3 -70
15 0.1-0.35-0.05 0.25 15 0 -2-0.2 -70
15 0.1-0.35-0.05 0.5 15 0 -0.1 -0 -70
15 0.1-0.35-0.05 0.75 15 0 -70
15 0.1-0.35-0.05 1 15 0 -70

 

ნაბიჯი 4: ინსულინის მუშაობაზე გავლენას ახდენს კალციუმის კატიონების კონცენტრაცია. (სამუშაო ფურცელი N3)

სისხლში გლუკოზის საწყისი კონცენტრაცია  (mM) DNP

კონცენტრაცია

(mM)

Ca2+კატიონის კონცენტრაცია ციტოზოლში (ელექტროდით) Ca2+კატიონის კონცენტრაცია ციტოზოლში (ელექტროდის გარეშე) მემბრანული პოტენციალი mV (ელექტროდით) მემბრანული პოტენციალი mV (ელექტროდის გარეშე)
5 0 1.43 0.987 -49.9 -70.66
5 0.25 1.41 0.974 -49.2 -68.2
5 0.5 1.35 0.908 -50.7 -70.1
5 0.75 1.28 1.041 -50.6 -71.6
5 1 1.37 0.931 -49.1 -71.8

 

სისხლში გლუკოზის საწყისი კონცენტრაცია  (mM) DNP

კონცენტრაცია

(mM)

Ca2+კატიონის კონცენტრაცია ციტოზოლში (ელექტროდით) Ca2+კატიონის კონცენტრაცია ციტოზოლში (ელექტროდის გარეშე) მემბრანული პოტენციალი mV (ელექტროდით) მემბრანული პოტენციალი mV (ელექტროდის გარეშე)
10 0 1.31 0.93 -49.8 -69.3
10 0.25 1.31 0.981 -48.6 -68.5
10 0.5 1.31 0.977 -50.5 -71.8
10 0.75 1.43 0.953 -50.8 -68.8
10 1 1.29 1.01 -50.8 -69.2

 

ნაბიჯი 5: კოლხიცინი გამომუშავდება მცენარის მიერ. ის უკავშირდება ცილა ტუბულინს და აფერხებს მიტოზის პროცესში გამყოფი თითისტარას ძაფების ჩამოყალიბებას. ამავე დროს ლანგერჰანსის ბეტა უჯრედებში ხელს უშლის ინსულინის შემცველი ვეზიკულების გადატანას მემბრანაში. (სამუშაო ფურცელი N4)

სისხლში გლუკოზის საწყისი კონცენტრაცია  (mM) კოლხიცინის

კონცენტრაცია

(mM)

უჯრედგარე სივრცეში ინსულინის კონცენტრაცია (ელექტროდით) ნგ/მლ უჯრედგარე სივრცეში ინსულინის კონცენტრაცია (ელექტროდის გარეშე)ნგ/მლ ინსულინის კონცენტრაცია ციტოზოლში (ელექტროდით)ნგ/მლ ინსულინის კონცენტრაცია ციტოზოლში (ელექტროდის გარეშე) ნგ/მლ Ca2+კატიონის კონცენტრაცია ციტოზოლში (ელექტროდით) Ca2+კატიონის კონცენტრაცია ციტოზოლში (ელექტროდის გარეშე) მემბრანული პოტენციალი mV (ელექტროდით) მემბრანული პოტენციალი mV (ელექტროდის გარეშე)
3 0 0.2-1.4 0.2 2-0.8 2 1.4 1 -50 -70
3 1 0.2-1.18 0.2 2-1.18 2 1.4 1 -50 -70
3 2 0.2-0.7 0.2 2-1.5 2 1.4 1 -50 -70
3 3 0.2-0.4 0.2 2-1.8 2 1.4 1 -50 -70
3 4 0.2 0.2 2 2 1.4 1 -50 -70
3 5 0.2 0.2 2 2 1.4 1 -50 -70

 

როგორც ცხრილიდან ჩანს, კოლხიცინის კონცენტრაცია გავლენას ახდენს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, როცა გამოყენებულია ელექტროდი.

სიმულაციის სხვა ნაწილების გამოყენება მოსწავლეების შესაძლებლობასა და ინტერესზეა დამოკიდებული დამოკიდებული. სამუშაო დახმარებას გაუწევს არა მხოლოდ ბიოლოგიის ათვისებასა და კვლევის განხორციელებას, ის მნიშვნელოვანია გამჭოლი კომპეტენციის განვითარების ხელშეწყობისთვის.

 

გამოყენებული რესურსი:  Jon darkow.com

კომენტარები

comments