الملخص:
تلعب العظام أدوارًا مهمة في جسم الإنسان مثل دعم الجسم، وتخزين الكالسيوم، وإنتاج خلايا الدم، لكن العلماء اكتشفوا الآن أنه قد يكون لها أيضًا وظيفة لم يتم تقديرها سابقًا: من خلال استشعار الإجهاد الميكانيكي، فإنها تطلق بروتينات يمكنها حماية الأعضاء الأخرى، وبالتالي تؤثر على عملية الشيخوخة في الجسم بأكمله.
وجدت دراسة جديدة أجراها فريق بحث صيني أن تطبيق ضغط ميكانيكي لطيف ومنتظم بانتظام على قصبة الفئران لا يحسن صحة العظام فحسب، بل له أيضًا تأثير إيجابي على الدماغ والكبد والعضلات والجهاز المناعي. وزاد متوسط عمر الفئران الأكبر سنا المعالجة بمعدل 9.4%، أي ما يعادل زيادة قدرها 80 يوما تقريبا.
أجرى هذه الدراسة علماء من جامعة قوانغتشو الطبية الجنوبية، مع التركيز على نوع من الخلايا العظمية التي يمكنها استشعار القوة الميكانيكية - الخلايا العظمية. يتم توزيعها على نطاق واسع داخل أنسجة العظام، ويمكنها استشعار ضغط العظام وتشوهها، ومساعدة العظام على التكيف مع التمارين وحمل الجسم عن طريق تنظيم عملية التمثيل الغذائي للأنسجة العظمية.
وجد الباحثون أن مستويات البروتين PIEZO1 في الأنسجة العظمية لكل من الفئران والبشر تنخفض تدريجيًا مع تقدم العمر. PIEZO1 هي قناة أيونية حساسة ميكانيكيًا يمكنها تحويل المحفزات الميكانيكية الخارجية إلى إشارات بيولوجية داخل الخلايا وتلعب دورًا مهمًا في عملية استشعار خلايا العظام للضغط.
ولفهم هذه الآلية بشكل أكبر، قام الباحثون أولاً بتدمير قناة PIEZO1 كيميائيًا في خلايا عظام الفئران البالغة. وقد وجد أن هذه الفئران أظهرت علامات شيخوخة متسارعة بشكل ملحوظ، ولم تقتصر التأثيرات على العظام نفسها. وتأثرت أيضًا أعضاء متعددة مثل الدماغ والكبد والعضلات، حيث انخفض متوسط العمر بنحو 11% في إناث الفئران و13% في ذكور الفئران.
لقد دفع هذا الاكتشاف فريق البحث إلى طرح سؤال جديد: إذا كان ضعف قدرة العظام على الإحساس بالضغط الميكانيكي سيؤدي إلى تسريع الشيخوخة، فهل يمكن على العكس من ذلك، أن يؤدي الضغط المعتدل على العظام إلى تأخير الشيخوخة؟
ولاختبار هذه الفكرة، صمم الباحثون جهاز تحميل ميكانيكي متخصص لتطبيق ضغط إيقاعي طفيف على عظم الساق لدى الفئران بدءًا من عمر 20 شهرًا. ويعتبر هذا العمر عمراً كبيراً بالنسبة للفئران. في التجربة، عولجت الفئران تحت التخدير، وقام الباحثون بشكل متكرر بتطبيق أحمال صغيرة على الساق من خلال الجهاز ولاحظوا التغيرات في أجسامهم.
وكانت النتائج مفاجئة. الفئران التي تلقت تحفيزًا ميكانيكيًا لعظامها لم تعيش لفترة أطول فحسب، بل حسنت أيضًا تنظيم نسبة السكر في الدم وبنية العظام. ووجد الباحثون أيضًا أن مؤشرات الالتهاب وعلامات الشيخوخة الخلوية في أعضاء متعددة لهذه الفئران انخفضت. كما أظهر الجهاز المناعي، الذي كانت تظهر عليه بالفعل علامات الشيخوخة، حالة أكثر شبابا. وعلى وجه الخصوص، كانت هناك تغييرات إيجابية في الأنسجة المسؤولة عن تكوين خلايا الدم في نخاع العظام.
ثم قام فريق البحث بالبحث عن الآلية المحددة التي من خلالها تنقل العظام الإشارات إلى الأعضاء الأخرى.
نقلوا بلازما الفئران التي تلقت تحفيزًا ميكانيكيًا للعظام إلى فئران أخرى أكبر سنًا، ووجدوا أن الأخيرة شهدت أيضًا بعض التحسينات الصحية. وهذا يدل على أنه بعد تحفيز العظام ميكانيكيًا، قد تظهر في الدم مواد نشطة بيولوجيًا يمكن أن تؤثر على الأنسجة الجهازية.
إحدى المواد التي حظيت بالكثير من الاهتمام هي العامل المشتق من الظهارة الصبغية (PEDF). هذا بروتين له تأثيرات وقائية متعددة للأنسجة. ووجدت الدراسة أن مستويات PEDF في دم الفئران زادت بشكل ملحوظ بعد تعرض العظام للتحميل الميكانيكي. وأظهرت تجارب أخرى أن حقن هذا البروتين مباشرة في الفئران المسنة يمكن أن يحسن أيضًا عددًا من مؤشرات الشيخوخة ويحسن قدراتها المعرفية وأداء النشاط البدني.
يعني هذا أن العظام قد لا تكون فقط هياكل داعمة سلبية في الجهاز الحركي، ولكنها تشارك أيضًا في التنظيم الفسيولوجي الجهازي من خلال الاستشعار الميكانيكي وإفراز البروتين. قد تأتي الفوائد الصحية للتمرين أيضًا جزئيًا من الإشارات الكيميائية التي تطلقها العظام إلى الأعضاء الأخرى، بما يتجاوز مجرد تحسين نشاط العضلات ووظيفة القلب والرئة.
تمثل هذه النتيجة صدى مثيرًا للاهتمام لدراسة أخرى أجريت في وقت سابق من هذا العام. في ذلك الوقت، لاحظ العلماء تحسنًا في عملية التمثيل الغذائي وكثافة العظام وغيرها من المؤشرات الصحية لدى الفئران عن طريق زرع أنسجة عضلية صغيرة يمكن أن تنقبض من تلقاء نفسها. تشير الدراستان معًا إلى اتجاه يستحق الاهتمام: العضلات والعظام ليست مسؤولة فقط عن السماح للجسم بالحركة، ولكنها أيضًا تطلق إشارات بيولوجية تؤثر على الأنسجة الأخرى أثناء الحركة.
ومع ذلك، أكد الباحثون أن النتائج الحالية لا يمكن أن تستنتج بشكل مباشر أن البشر يمكنهم إطالة عمرهم عن طريق الضغط على العظام. تم الانتهاء من هذه التجربة على الفئران. لم يثبت أن نفس طريقة التحفيز الميكانيكي يمكن أن تنتج تأثيرات مماثلة لدى البشر، ولا يوجد دليل على أن هذه الطريقة يمكن أن تطيل عمر الإنسان بنسبة 10٪ تقريبًا.
بالإضافة إلى ذلك، لم يحدد الباحثون ما إذا كان PEDF ضروريًا للتحفيز الميكانيكي للعظام لإنتاج التأثيرات الكاملة المضادة للشيخوخة. قد تكون هناك أيضًا بروتينات أخرى، وتغيرات في الجهاز المناعي، ومسارات مختلفة لإشارات الخلايا.
لا تثبت الأبحاث أيضًا أن الضغط على ساقيك مرتين في الأسبوع يمكن أن يحل محل الفوائد الصحية العامة للمشي أو السباحة أو تدريب القوة. يشير نيو أطلس إلى أن القلق الحقيقي ليس هو أن العظام يتم ضغطها بطريقة خاصة، ولكن هذه الدراسة تكشف أيضًا عن العلاقة العميقة بين النشاط البدني والإدراك الميكانيكي للعظام.
إذا تمكنت الأبحاث المستقبلية من تأكيد هذه الآلية لدى البشر، فقد يتمكن العلماء من تطوير علاجات تستهدف نظام الحس الميكانيكي العظمي، مما يوفر سبل تدخل صحية جديدة للأشخاص الذين يجدون صعوبة في ممارسة التمارين الرياضية بانتظام بسبب المرض، أو ضعف الحركة، أو التدهور الجسدي.
تم نشر نتائج الأبحاث ذات الصلة في مجلة "Cell Metabolism". تقدم هذه الدراسة تفسيرًا بيولوجيًا جديدًا لفهم السبب وراء قدرة التمارين الرياضية على تأخير الشيخوخة. كما يشير أيضًا إلى أن العظام قد تكون أكثر نشاطًا بكثير من الإدراك التقليدي. فهي لا تدعم الجسم فحسب، بل قد تشارك أيضًا في الحفاظ على صحة الجسم بأكمله عن طريق إطلاق إشارات كيميائية.
التعليقات