الملخص:
اكتشف العلماء أنه من الممكن تأخير الشيخوخة وإطالة العمر عن طريق التنشيط المباشر "لجهاز استشعار الطاقة" الرئيسي في الخلايا. وفي دراسة حديثة، استخدم الباحثون أدوية لتنشيط بروتين كيناز المعتمد على AMPK بشكل مباشر، ووجدوا أن هذه العملية يمكن أن تطيل عمر الخميرة الانشطارية، والديدان الخيطية، وذباب الفاكهة، مع بعض التجارب التي أدت إلى إطالة العمر بأكثر من 25%. ووجدت الدراسة أيضًا تغيرات في البروتين مرتبطة بطول العمر لدى الفئران، لكن لا يوجد حاليًا أي دليل على أن هذه الطريقة يمكن أن تطيل عمر الإنسان.
إن AMPK هو إنزيم محفوظ للغاية ينظم عملية التمثيل الغذائي للخلية ويمكن فهمه على أنه "مقياس الطاقة" داخل الخلية. عندما تشهد الخلايا انخفاضًا في الطاقة المتاحة، يتم تنشيط AMPK ويساعد الخلايا على التحول من حالة استهلاك الطاقة العالية إلى حالة أكثر الحفاظ على الطاقة.
في هذه الحالة، تقلل الخلايا من الأنشطة المستهلكة للطاقة مثل تخليق البروتين وتخزين الدهون، مع تعزيز العمليات مثل إنتاج الطاقة، وتفكيك المواد الاحتياطية، وإعادة التدوير الداخلي للخلايا. يمكن للتمرين والجوع والضغوط الأيضية الأخرى تنشيط AMPK بشكل طبيعي.
استمرت الأبحاث حول العلاقة بين AMPK والشيخوخة لسنوات عديدة، ولكن لم يتم حل سؤال مهم بشكل كامل: ما إذا كان AMPK نفسه هو السبب المباشر لإطالة العمر، أو ما إذا كانت التغيرات الأيضية الأخرى تسبب بشكل غير مباشر ما يسمى بتأثير طول العمر.
الشيء المهم في هذه الدراسة هو أن الباحثين لم يستخدموا أدوية مثل الميتفورمين التي يمكن أن تؤثر بشكل غير مباشر على AMPK من خلال آليات متعددة. وبدلاً من ذلك، استخدموا مركبًا يسمى 991 لتنشيط AMPK مباشرةً، وبالتالي مراقبة تأثير AMPK نفسه على العمر الافتراضي بشكل أكثر مباشرة.
أجريت التجارب لأول مرة على الخميرة الانشطارية ثم توسعت لاحقًا لتشمل Caenorhabditis elegans وDrosophila. ووجد الباحثون أنه في هذه الكائنات البعيدة تطوريًا، يمكن أن يؤدي التنشيط المباشر لـ AMPK إلى تأثيرات إطالة العمر.
من بينها، تعتبر التجارب على ذبابة الفاكهة وC. elegans مثيرة للقلق بشكل خاص لأن هذين الكائنين هما أكثر الحيوانات النموذجية استخدامًا لدراسة آليات الشيخوخة. على الرغم من أنها تختلف إلى حد كبير عن البشر، إلا أن العديد من الآليات الأساسية التي تتحكم في استقلاب الخلية، والاستجابة للضغط، وعمر الإنسان تتمتع بحفظ تطوري قوي.
لذلك يعتقد الباحثون أن هذه النتائج تشير إلى أن AMPK قد لا يكون آلية تنظيمية للشيخوخة فريدة من نوعها لكائن معين، ولكنه نظام استقلابي قديم يلعب دورًا مهمًا في الأنواع المختلفة.
ثم قام فريق البحث بملاحظة تأثيرات 991 في الفئران. وعلى عكس الخميرة والديدان الخيطية وذباب الفاكهة، لم يثبت هذا الجزء من التجربة أن عمر الفئران قد امتد. وبدلاً من ذلك، وجدوا أن العلاج الدوائي يحفز نمط التعبير البروتيني المرتبط بطول العمر.
وبعبارة أخرى، تقدم تجارب الفئران حاليًا دليلاً على أن "الآليات البيولوجية قد يكون لها استمرارية بين الأنواع" بدلاً من الدليل على أن "السماح بالفعل للثدييات بالعيش لفترة أطول". وهذا أمر مهم للغاية لأنه لا تزال هناك عملية بحث وتحقق سريرية طويلة جدًا بين تمديد العمر في الكائنات الحية ذات النموذج الأدنى والتمديد الفعلي لعمر الإنسان.
يرتبط السبب وراء تأثير AMPK على الشيخوخة ارتباطًا وثيقًا بمشاكل إدارة الطاقة التي تواجهها الخلايا أثناء عملية الشيخوخة. مع تقدمنا في العمر، تتغير قدرة خلايانا على الحفاظ على وظيفتها الطبيعية، وإزالة المواد التالفة، والاستجابة للضغوط المختلفة. إذا استمرت الخلايا في حالة من الاستهلاك العالي للطاقة والنمو المرتفع، ولكنها لا تستطيع الحصول على ما يكفي من الطاقة والمواد الخام، فقد يتراكم الضرر تدريجيًا.
بعد تنشيط AMPK، ستتحول الخلايا من "أولوية النمو" إلى "أولوية الصيانة والإصلاح". قد يساعد هذا التغيير الخلايا على استخدام الطاقة بشكل أكثر كفاءة مع تعزيز العمليات المتعلقة بالتنظيف الخلوي ومقاومة الإجهاد.
يصف الباحثون هذه الحالة بوضوح بأنها تشبه تشغيل "وضع توفير الطاقة" في الخلية. لا يؤدي هذا الوضع إلى إبطاء جميع الأنشطة الخلوية فحسب، بل يعيد تخصيص موارد الطاقة المحدودة ويخصص المزيد من الموارد للحفاظ على وظائف الخلية الأساسية.
يفسر هذا أيضًا سبب ارتباط التمارين الرياضية وتقييد الطاقة منذ فترة طويلة بالشيخوخة الصحية. يمكن أن تؤدي التمارين الرياضية ونقص الطاقة على المدى القصير وغيرها من الحالات إلى تحفيز AMPK، وتوفر هذه الدراسة أيضًا دليلًا تجريبيًا على أن التنشيط الدوائي المباشر لـ AMPK قد يؤثر على العمر.
تظهر الدراسة أيضًا أن AMPK قد يكون مرتبطًا بشكل وثيق بنظام تنظيمي مهم آخر لنمو الخلايا مثل TOR. TOR مسؤول عن تنظيم نمو الخلايا بناءً على ظروف التغذية والطاقة، بينما من المرجح أن يقوم AMPK بتذكير الخلايا بتقليل الأنشطة المستهلكة للطاقة عندما تكون الطاقة غير كافية.
يعمل كلا النظامين معًا لتحديد ما إذا كان يجب على الخلايا استخدام الموارد "لمواصلة النمو" أو "للصيانة والإصلاح والتعامل مع الإجهاد". لقد درس الباحثون المتقدمون في السن منذ فترة طويلة مثل هذه المسارات الأيضية لأنها قد تكون نقاطًا رئيسية تربط بين الحالة التغذوية وتلف الخلايا وعمر الإنسان.
ومع ذلك، لا يزال هذا البحث بعيدًا جدًا عن "عقار مضاد للشيخوخة" حقيقي. أولاً، يعتبر 991 في المقام الأول أداة بحث تجريبية وليس دواء تمت الموافقة عليه لإطالة عمر الإنسان. ثانيًا، على الرغم من أن AMPK له تأثير وقائي محتمل، إلا أنه يشارك في عدد كبير من العمليات الفسيولوجية الطبيعية. ما إذا كان التنشيط طويل الأمد والمفرط سيسبب آثارًا جانبية لا يزال بحاجة إلى دراسة متأنية.
بالإضافة إلى ذلك، فإن إطالة عمر الحيوان لا يعني إطالة عمر صحة الإنسان. حتى لو كان التدخل يساعد حيوانات التجارب على العيش لفترة أطول، فإنه يحتاج إلى تأكيد ما إذا كان يمكنه في الوقت نفسه تقليل المرض، والحفاظ على القدرات المعرفية والحركية، وتحسين نوعية الحياة في وقت لاحق من الحياة.
إن ما يأمل الباحثون تحقيقه حقًا ليس مجرد جعل البشر "يعيشون حياة أطول"، بل إيجاد طرق لتأخير تراجع الوظائف المرتبطة بالشيخوخة حتى يتمكن الناس من البقاء بصحة جيدة لفترة أطول.
تتمثل الأهمية الأكثر أهمية لهذه الدراسة الحالية في إثبات أن AMPK قد يصبح هدفًا مباشرًا يستحق التركيز في أبحاث مكافحة الشيخوخة المستقبلية. تشمل نتائج البحث الخميرة والديدان الخيطية وذباب الفاكهة، وقد لوحظت تغيرات جزيئية مرتبطة بطول العمر في الفئران، مما يوفر أساسًا جديدًا لمزيد من البحث حول ما إذا كان AMPK يمكنه إنتاج تأثيرات حقيقية لإطالة العمر في الثدييات.
إذا تمكنت الأبحاث المستقبلية من إثبات أن التنشيط المباشر لـ AMPK لا يمكنه تغيير الحالة الأيضية للخلايا والحيوانات فحسب، بل يمكنه أيضًا إطالة العمر الصحي للثدييات بأمان، فقد يصبح هذا المسار الأيضي اتجاهًا مهمًا لتطوير الأدوية المضادة للشيخوخة. ومع ذلك، في المرحلة الحالية، لا ينطبق "تمديد العمر الافتراضي بأكثر من 25%" إلا على بعض الكائنات الحية النموذجية في هذه التجربة، ولا يزال هناك مسافة واضحة جدًا بين العلاج البشري المضاد للشيخوخة.
التعليقات