علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
تؤكد ورقتان نشرتا في ١٨ أبريل ٢٠١٩ في مجلة سيل ميتابلوزيم Cell Metabolism أن الساعة البايلوجية هي عامل مهم في كيف يستجيب الجسم للمجهود البدني. ركزت الدراسات على عناصر مختلفة من التمرينات الرياضية ، وبالتالي تتمم بعضها بعضاً. بناءً على هذا العمل البحثي بمفرده ، من السابق لأوانه تحديد متى يكون أفضل وقت لك للقيام بتمرين الركض. ولكن على الأقل في المختبر ، يبدو أن التمرينات في المساء هي الأكثر إنتاجية ، على الرغم من أن أنماط الحياة البشرية أكثر تعقيدًا وبالتالي فإن هذا المجال من البحث قد بدأ للتو.
يقول جاد آشر Gad Asher من قسم علوم الجزيئات الحيوية في معهد وايزمان للعلوم ، وهو كبير المؤلفين في إحدى الدراسات: “من المعروف تمامًا أن كل جانب من جوانب الفسيولوجيا والأيض (الإستقلاب) لدينا تمليه الساعة البيولوجية”. “هذا صحيح ليس فقط في البشر ولكن في كل كائن حي حساس للضوء. قررنا أن نسأل ما إذا كان هناك صلة بين الوقت في اليوم وأداء التمارين الرياضية.”
يضيف باولو ساسوني-كورسي Paolo Sassone-Corsi من مركز علوم إبيجينتكس (١) والأيض بجامعة كاليفورنيا ، في إيرفين ، وهو كبير المؤلفين للورقة الأخرى: “تهيمن الإيقاعات اليومية على كل ما نقوم به”. “لقد أوضحت الدراسات السابقة التي أجراها مختبرنا أن ٥٠٪ على الأقل من عملية الأيض عندنا هي إيقاعية ، وأن ٥٠٪ من نواتج الأيض في أجسامنا تتأرجح إعتماداً على دورة الساعة البايلوجية. ومن المنطقي أن التمرين الرياضي سيكون أحد الأشياء التي تتأثر بذلك “.
نظر كل من فريقي البحث في المقام الأول في العلاقة بين الوقت من اليوم وأداء التمرينات الرياضية في الفئران. لأن الفئران حيوانات ليلية النشاط ، الشيء الوحيد الذي كان يتعين عليهم القيام به هو ترجمة توقيت الفأر إلى توقيت الإنسان ، من خلال التمييز بين طور النشاط وطور الراحة للفئران بدلاً من إستخدام الأرقام التي على الساعة.
بدأت مجموعة آشر بوضع الفئران على التريدميل (سير للمشي كهربائي) في أوقات مختلفة من اليوم ضمن طورها النشط. قاموا بفحص قدرة الفئران على التمرين على مستويات كثافة تمرين وأنظمة تغذية مختلفة للتمرين الرياضي ووجدوا أن أداء التمارين بشكل عام أفضل بشكل كبير (حوالي ٥٠ ٪ في المتوسط وأكثر من ذلك في بعض البروتوكولات) في “مساء الفأر” (في نهاية وقت نشاطه) مقارنة بساعات الصباح. هذه الإختلافات اليومية تضاءلت في الفئران التي كانت ساعاتها البيلوجية طافرة mutant – مما يدعم الدور المحتمل للساعة البيلوجية في التباين الملحوظ في أداء التمرين الرياضي.
لتحديد أحد المحددات المحتملة للتباين اليومي في أداء التمرينات الرياضية ، قاموا بتطبيق الترنسكريبتوم transcriptomics (٢) عالية الإنتاجية high-throughput ونواتج الأيض metabolomics على الأنسجة العضلية. وجد الباحثون أنه إستجابةً لممارسة التمرينات الرياضية في “مساء الفأر” ، كانت هناك مستويات أعلى من ناتج الأيض المسمى ب ZMP وهو اختصار ل 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide. ومن المعروف أن ZMP يقوم بتنشيط المسارات الأيضية metabolic المرتبطة بتحلل السكر وأكسدة الأحماض الدهنية من خلال تنشيط ال AMPK ، وهو منظم أيضي خليوي رئيسي master cellular metabolic. لذلك ، من المرجح أن يسبب زيادة في القدرة على ممارسة الرياضة في المساء. يقول آشر: “من المثير للإهتمام أن ZMP هو متناظر داخلي endogenous analog لـ AICAR وهو إختصار ل aminoimidazole carboxamide riboside، وهو مركب يستخدمه بعض الرياضيين كمنشط”.
كما درس الباحثون ١٢ شخصًا ووجدوا آثارًا مماثلة. عموماً ، كان لدى الأشخاص الذين شملتهم الدراسة إستهلاك أوكسجين أقل أثناء ممارسة التمارين الرياضية في المساء مقارنة مع الصباح. هذا يُترجم إلى كفاءة تمرين رياضي أفضل .
وضع فريق ساسوني-كورسي Paolo Sassone-Corsi أيضًا الفئران على التريدميل (سير المشي) ، ولكن كان لديهم مقاربة مختلفة. باستخدام الترنسكريبتوم transcriptomics عالية الإنتاجية والنواتج الأيضية (المتابولوميات) لفحص مجموعة واسعة من العوامل المحتملة ، وقاموا بتحديد معالم التغيرات في أنسجة عضلات الفئران التي تحدث إستجابة لممارسة التمارين الرياضية. أتاح لهم ذلك النظر في عمليات مثل تحلل السكر (الذي يسبب إستقلاب -أيض- السكر وإنتاج الطاقة) وأكسدة الدهون (حرق الدهون).
لقد وجدوا أن بروتينًا يُسمّى العامل الذي يحفز نقص الأكسجين الواصل الى الأنسجة hypoxia-inducible factor 1-alpha (HIF-1α) يلعب دورًا مهمًا وأنه يتم تنشيطه عن طريق التمارين الرياضية بطرق مختلفة إعتمادًا على الوقت من اليوم. HIF-1α هو عامل إستنساخ transcription ومعروف أنه يثير جينات معينة على أساس مستويات الأكسجين في الأنسجة. يقول ساسوني كورسي: “من المنطقي أن يكون HIF-1α مهمًا هنا ، لكن حتى الآن لم نكن نعرف أن مستوياته تتقلب وفقًا للوقت من اليوم”. “هذا إكتشاف جديد.”
إستنادًا إلى العمل الذي قام به فريق جامعة كالفورنيا في إيڤرين UC Irvine ، بدا أن التمرين الرياضي له التأثير الأكثر فائدة على عملية الأيض (الإستقلاب) في بداية مرحلة الطور النشط (أي ما يعادل وقتاً متأخراً من الصباح عند البشر) مقارنة بمرحلة الراحة (في المساء).
تعريف ومصدر من خارج وداخل النص:
١-تعريف إبيجينتكس epigenetics في معناه الحديث، هو مصطلح يستخدم لوصف الوراثة من خلال آليات أخرى غير تسلسل الحمض النووي DNA للجينات . ويمكن أن ينطبق على الخصائص التي نُقلت من خلية إلى بناتها من الخلايا في إنقسام الخلايا وإلى سمات كائن حي كامل. وتعمل من خلال علامات tags كيميائية مضافة إلى الكروموسومات التي تعمل في الواقع على تشغيل أو إيقاف تشغيل الجينات. ترجمنا هذا التعريف من هذا المصدر https://bscb.org/learning-resources/softcell-e-learning/epigenetics-its-not-just-genes-that-make-us/
ولتفاصيل أكثر يرجى مراجعة https://ar.m.wikipedia.org/wiki/علم_التخلق
٢-https://ar.m.wikipedia.org/wiki/ترنسكربيتوم
النص الرئيسي: