اكتشاف “بطاريات” خلايا تعزز المعركة ضد العديد من الأمراض – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

 Discovery about cells’ ‘batteries’ boosts the battle against many diseases
(Josh Barney – بقلم: جوش بارني)

ملخص المقالة:

 كشف باحث في التمارين الرياضية بكلية طب جامعة فيرجينيا كيف تضمن أجسامنا الأداء السليم لمراكز القوة في خلايانا وتستشعر المشاكل وتقوم بمراقبة الجودة على الميتوكوندريا التي تنتج الطاقة. وتحدث الأمراض المزمنة مثل مرض السكري وفشل القلب ومرض الزهايمر بسبب مشاكل الميتوكوندريا. ومن المهم أن يفهم الأطباء بشكل أفضل كيف تتداخل أمراض معينة مع وظيفة الميتوكوندريا. كما أن على المجتمع الاستفادة من نتائج البحث لترويج التمارين الرياضية المنتظمة لتعزيز الصحة والوقاية من الأمراض، وتطوير عقاقير فعالة لمحاكاة التمارين.

( المقالة )

كشف باحث كبير في التمارين الرياضية بكلية طب جامعة فيرجينيا كيف تضمن أجسامنا الأداء السليم لمراكز القوة في خلايانا. ويمكن أن تفتح النتائج الباب أمام علاجات أفضل للعديد من الأمراض الشائعة، بما في ذلك مرض الزهايمر والسكري.

ويكشف البحث الجديد الذي أجراه البروفيسور زهان يان وزملاؤه من جامعة فيرجينيا كيف تستشعر خلايانا المشاكل وتقوم بمراقبة الجودة على “البطاريات” الخلوية المعروفة باسم الميتوكوندريا [١]. وقضى البروفيسور يان سنوات عديدة في السعي لفهم طريقة عمل الميتوكوندريا بشكل أفضل، ووصف الاكتشاف الجديد بأنه الأكثر إثارة في حياته المهنية.

وقال البروفيسور يان، مدير مركز أبحاث العضلات الهيكلية في مركز روبرت إم بيرن لأبحاث القلب والأوعية الدموية التابع لجامعة فيرجينيا: “الميتوكوندريا هي مركز الكون بالنسبة لي، حيث تعتمد جميع الخلايا في أجسامنا حرفيًا على الميتوكوندريا لإنتاج الطاقة ويجب أن يكون لديها نظام مضاد للرصاص لضمان عمل مراكز القوة بشكل صحيح”. وتابع: “الأمراض المزمنة – المعروفة أيضًا باسم الأمراض غير المعدية – مثل مرض السكري وفشل القلب ومرض الزهايمر التي تؤثر بشكل كارثي على العديد من الأفراد والأسر والمجتمع بأسره، ناتجة عن مشاكل الميتوكوندريا في الخلايا”.

كاشفات الإجهاد

اكتشف البروفيسور يان وفريقه مستشعرات خاصة على الغشاء الخارجي المحيط بالميتوكوندريا في أنسجة مختلفة في كل من الفئران والبشر. وتكتشف هذه المستشعرات “الإجهاد النشط”، مثل ذلك الناتج عن التمرين أو الصيام، وتشير إلى تدهور الميتوكوندريا التالفة وإزالتها. وتُعرف عملية التنظيف الأساسية هذه باسم الميتوفاجي [٣] (Mitophagy) ، وقد تم اقتراح وجودها لأول مرة منذ أكثر من 100 عام. ولكن كيف تعمل لم يتم فهمها بشكل كامل. ويقدم بحث البروفيسور يان الجديد إجابات طال انتظارها.

وقد وجد البروفيسور يان وزملاؤه أن مستشعرات الميتوكوندريا، المعروفة باسم “ميتوأمپك” (mitoAMPK)، توجد بأشكال مختلفة قليلاً في الأنسجة المختلفة. وعلى سبيل المثال، يبدو أن أحد الأنواع نشط بشكل خاص في العضلات الهيكلية. وفي ورقة علمية جديدة تلخص النتائج التي توصلوا إليها، وصف الباحثون مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار بأنها “معقدة بشكل غير متوقع”. ويمضون في توضيح كيف توفر هذه المستشعرات نظامًا حيويًا للتحكم في الضرر يحمي إمدادات الطاقة الخلوية لدينا.

وقد وجد البروفيسور يان إحدى نتائج الدراسة مثيرة للغاية: علاج الفئران بالميتفورمين، وهو عقار الخط الأول الأكثر فاعلية لمكافحة مرض السكري، ينشط الميتوأمبك في عضلات الهيكل العظمي دون تنشيط الـ أمپك في الأجزاء الأخرى من الخلايا. وهذا الاكتشاف هو أفضل مثال على أهمية تنشيط الميتوكوندريا ومراقبة جودة الميتوكوندريا في علاج مرض مزمن شائع معروف أنه ناجم عن تراكم الميتوكوندريا المختلة وظيفيًا في أجسامنا. ويفسر أيضًا سبب قوة التمارين المنتظمة في الوقاية من مثل هذه الأمراض وعلاجها.

وستعزز الرؤى الجديدة المكتسبة في مراقبة جودة الميتوكوندريا الجهود المبذولة لتطوير علاجات جديدة للأمراض غير المعدية التي وصلت إلى مستويات وبائية ويقدر أنها تسبب 71 ٪ من جميع الوفيات.

ويقول البروفيسور يان، وهو جزء من قسم طب القلب والأوعية الدموية في جامعة فيرجينيا، إنه سيكون من المهم للأطباء أن يفهموا بشكل أفضل كيف تتداخل أمراض معينة مع وظيفة الميتوكوندريا. وقد مهدت اكتشافاته الجديدة الطريق لذلك.

وأضاف البروفيسور يان: “طورنا نماذج جينية لتحديد الخطوات الرئيسية لتنشيط الـ ميتوأمپك ونحن في طريقنا لاكتشاف الجزيئات السحرية التي يتحكم بها. وعلمتنا النتائج الكثير عن جمال نظام الاستشعار في أجسامنا. ويجب على المجتمع بالتأكيد الاستفادة من هذه النتائج لترويج التمارين الرياضية المنتظمة للصحة والوقاية من الأمراض وتطوير عقاقير فعالة لمحاكاة التمارين”.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر: 
https://phys.org/news/2021-09-discovery-cells-batteries-boosts-diseases.html

لمزيد من المعلومات: Mitochondria-localized AMPK responds to local energetics and contributes to exercise and energetic stress-induced mitophagy, PNAS, DOI: 10.1073/pnas.2025932118 , www.pnas.org/content/118/37/e2025932118
الهوامش:
[١] الميتوكوندريا (mitochondria) هي عضيات (organelles) خلوية مرتبطة بالغشاء (مفردها ميتوكوندريون mitochondrion) تولد معظم الطاقة الكيميائية اللازمة لتشغيل التفاعلات الكيميائية الحيوية للخلية. ويتم تخزين الطاقة الكيميائية التي تنتجها الميتوكوندريا في جزيء صغير يسمى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (Adenosine Triphosphate ATP). وتحتوي الميتوكوندريا على الكروموسومات الصغيرة الخاصة بها. وبشكل عام، الميتوكوندريا، وبالتالي الحمض النووي للميتوكوندريا، موروثة فقط من الأم. المصدر: https://www.genome.gov/genetics-glossary/Mitochondria
[٢] الأمراض غير المعدية (NCD) هي مرض لا ينتقل مباشرة من شخص إلى آخر. تشمل الأمراض غير المعدية مرض باركنسون وأمراض المناعة الذاتية والسكتات الدماغية ومعظم أمراض القلب ومعظم أنواع السرطان والسكري وأمراض الكلى المزمنة وهشاشة العظام ومرض الزهايمر وإعتام عدسة العين وغيرها. قد تكون الأمراض غير المعدية مزمنة أو حادة. معظمها غير معدي ، على الرغم من وجود بعض الأمراض المعدية غير المعدية ، مثل الأمراض الطفيلية التي لا تتضمن دورة حياة الطفيلي الانتقال المباشر من مضيف إلى مضيف. ويكيبيديا
[٣] الميتوفاجي هو التدهور الانتقائي للميتوكوندريا عن طريق الالتهام الذاتي. غالبًا ما يحدث للميتوكوندريا المعيبة بعد التلف أو الإجهاد. تم وصف عملية التفتيت لأول مرة منذ أكثر من مائة عام من قبل مارغريت ريد لويس ووارن هارمون لويس. استخدم آشفورد وبورتر المجهر الإلكتروني لمراقبة شظايا الميتوكوندريا في جسيمات الكبد بحلول عام 1962 ، واقترح تقرير صدر عام 1977 أن “الميتوكوندريا تطور تعديلات وظيفية من شأنها تنشيط الالتهام الذاتي”. مصطلح “ميتوفاجي” كان قيد الاستخدام بحلول عام 1998. ويكيبيديا.