باحثون يكشفون عن سبب محتمل للإصابة بـ"ألزهايمر"
وتُعرف الميتوكوندريا، غالباً بـ"محطات الطاقة" في الخلية، حيث تلعب دوراً حيوياً في بقاء الكائنات الحية، وتُعتبر مسؤولة عن توليد غالبية إمدادات الخلية من أدينوسين ثلاثي الفوسفات التي تُعتبر العملة الأساسية للطاقة في الخلية، وتُستخدم لتشغيل جميع الأنشطة الخلوية.
وتحدث عملية إنتاج الطاقة داخل الميتوكوندريا عبر عملية التنفس الخلوي، إذ تقوم بتحويل الجلوكوز والعناصر الغذائية الأخرى إلى طاقة قابلة للاستخدام. وتتكون الميتوكوندريا من غشاء خارجي يحيط بها، وغشاء داخلي منطو يزيد من مساحة السطح لتعزيز إنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات.
وبالإضافة إلى دورها في الطاقة، للميتوكوندريا وظائف أخرى مهمة، بما في ذلك تنظيم موت الخلايا المُبرمج المعروف باسم "الاستماتة"، وتخزين الكالسيوم، وإنتاج الحرارة.
وتورث الميتوكوندريا من الأم فقط، ما يسمح للعلماء بتتبع الأنساب الأمومية. ويمكن أن يؤدي أي خلل في وظائف الميتوكوندريا إلى مجموعة واسعة من الأمراض، مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسكري.
وفي الدراسة المنشورة في دورية "نيتشر نيوروساينس" (Nature Neuroscience) اعتمد الباحثون على تطوير أداة مبتكرة أطلقوا عليها اسم mitoDreadd-Gs، وهي مستقبل صناعي قادر على تنشيط بروتينات "G" داخل الميتوكوندريا مباشرة، ما يحفز إنتاج الطاقة في الخلايا العصبية.
تم تطوير هذه الأداة بهدف التحكم في نشاط الميتوكوندريا، وتتميز هذه الأداة بقدرتها على استهداف الميتوكوندريا بشكل محدد وذلك من خلال توجيهها للتفاعل مع بروتينات G في الميتوكوندريا.
وتعتمد فكرة هذه الأداة على حقيقة أن مستقبلات بروتين G المقترنة وهي مستقبلات مهمة في الدماغ، يمكن أن تكون موجودة أيضاً على أغشية الميتوكوندريا، حيث تؤثر مباشرة على إنتاج الطاقة الخلوية.
أول دليل من نوعه
وعند تطبيق هذه التقنية على نماذج فئران مصابة بأعراض شبيهة بـ"الخرف"، لوحظ تحسن واضح في وظائف الذاكرة وعودة النشاط الميتوكوندري إلى مستوياته الطبيعية.
ويشير هذا التحسن، بحسب الفريق البحثي، إلى أن تراجع نشاط الميتوكوندريا قد يسبق فقدان الخلايا العصبية، وهو ما يغير النظرة السائدة التي كانت تعتبر الخلل الميتوكوندري مجرد نتيجة لاحقة للمرض ويفتح الباب أمام الميتوكوندريا كهدف علاجي جديد محتمل.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، جيوفاني مارسيكانو، إن الدراسة تثبت للمرة الأولى وجود علاقة سببية بين خلل الميتوكوندريا وأعراض الأمراض التنكسية العصبية، ما يدعم فكرة أن الخلل في إنتاج الطاقة يمكن أن يكون المحرك الأولي لبدء تدهور الخلايا العصبية.
وبحسب الدراسة، فعندما تضعف قدرة الميتوكوندريا على إنتاج الطاقة، تقل فاعلية استقبال الناقلات العصبية في نقاط الاشتباك العصبي -المشابك العصبية- فيضعف التعلّم والذاكرة ويبدأ الأداء المعرفي في التدهور. وهذا النقص الطاقي ليس مشكلة بسيطة؛ إذ إنه يمكن أن يكون الشرارة الأولى لمسلسل أوسع من الخلل الخلوي.
ما هي الأمراض التنكسية العصبية؟
أمراض تصيب الدماغ وتؤدي إلى موت الخلايا العصبية وتقلص حجم الدماغ.
تحدث بسبب خلل في التواصل بين خلايا الدماغ، مما يؤدي إلى انهيارها وموتها.
تؤثر هذه الأمراض على العديد من الوظائف الحيوية مثل الحركة، والذاكرة، والكلام، والذكاء.
لا تزال أسباب معظم هذه الأمراض مجهولة بسبب تعقيدها.
أمثلة على الأمراض التنكسية العصبية:
مرض باركنسون (الشلل الرعاش): يرتبط بمشكلات في الحركة ويحدث بسبب موت الخلايا العصبية في منطقة المادة السوداء بالدماغ، والتي تنتج مادة الدوبامين الضرورية للتواصل مع العقد القاعدية المسؤولة عن الحركة ويؤدي إلى صعوبة في بدء الحركات، والارتعاشات، والتعثر.
داء هنتنجتون: مرض وراثي ينتقل من الأبوين إلى الأبناء ويؤثر على العقد القاعدية ويسبب تراكماً غير طبيعي للبروتين، ما يؤدي إلى موت الخلايا العصبية ويسبب حركات لا إرادية ومفرطة، مثل رعشة الأطراف.
الخرف: مصطلح عام يشير إلى فقدان الذاكرة وأشهر أنواعه مرض ألزهايمر وداء جسيمات ليوي ويحدث بسبب موت عدد كبير من الخلايا العصبية في مناطق مختلفة من الدماغ، ما يؤدي إلى فقدان الذاكرة، وصعوبات في التفكير والحركة.
العلاج والآمال المستقبلية
لا يوجد حالياً علاج شافٍ لهذه الأمراض، ويعمل العلماء على تطوير فكرة استخدام الخلايا الجذعية -وهي خلايا غير ناضجة يمكنها التحول إلى أي نوع من الخلايا، بما في ذلك الخلايا العصبية- لاستبدال الخلايا العصبية الميتة.
التحديات: رغم نجاح التجارب على الحيوانات، لا يزال هناك تحديات كبيرة في تطبيق هذه التقنية على البشر بأمان، مثل بناء هياكل داعمة لنمو الخلايا الجذعية داخل الدماغ.
وتميل الميتوكوندريا المريضة لإنتاج مزيد من الجزيئات التفاعلية المؤكسدة المعروفة باسم الجذور الحرة والتي تُحدث تلفاً في الدهنيات والبروتينات والحمض النووي داخل الخلايا.
ويؤثر تلف مكونات الغشاء والبروتينات مباشرة على نقل الإشارات وعلى بنية الخلايا العصبية، ويسهم في تشكل بروتينات مترابطة أو مشوهة تعرف ببعضها بأنها مرتبطة بأمراض مثل ألزهايمر وباركنسون.
كما تلعب الميتوكوندريا دوراً أساسياً في تنظيم أيونات الكالسيوم داخل الخلية، وخصوصاً عند نقاط الاتصال العصبي.
وإذا فقدت الميتوكوندريا قدرتها على امتصاص وتخزين الكالسيوم بصورة سليمة، يرتفع تركيز الكالسيوم داخل الخلايا وهذا يؤدي إلى فرط تنبيه الخلايا وتنشيط مسارات تؤدي إلى موتها المبرمج.
كما أن الميتوكوندريا ليست ثابتة الحجم، فهي تخضع لعمليات انقسام واندماج، كما تنتقل على طول المحاور العصبية لتغذية نهايات المحطة العصبية البعيدة، وإذا انهار توازن الانقسام والاندماج، أو تعطلت آليات النقل الخلوية، تصبح الميتوكوندريات صغيرة ومكسورة أو غير موجودة في الأماكن التي تحتاجها الخلايا أكثر؛ فتحرم المشابك الطرفية من الطاقة وتنهار الوظائف المحلية، ما يساهم تدريجياً في قصور شبكي واسع وموت محلي للخلايا.
أدلة متداخلة
وتتخلص الخلايا الطبيعية من الميتوكوندريات التالفة عبر آليات تنظيف داخلية، وعندما يفشل هذا النظام، تتراكم عضيات معطوبة تنتج طاقة أقل وتطلق سموماً داخل الخلية ويزيد تراكم الميتوكوندريا الحمل التأكسدي ويثير استجابة التهابية محلية في الدماغ، فتتدخل الخلايا الداعمة -مثل الخلايا البلعمية الصغيرة- وتغير البيئة العصبية إلى بيئة مضرة للناقلات العصبية.
وقال الباحثون إن الحمض النووي الموجود داخل الميتوكوندريا عُرضة للتلف مع التقدم في العمر، ويؤثر تراكم طفرات أو تلف في هذا الحمض النووي على جزيئات سلسلة نقل الإلكترون المسؤولة عن إنتاج الطاقة، ما يؤدي إلى قصور مزمن في تزويد الخلايا بالطاقة ويتجمع القصور عبر السنين ليضعف الاحتياطي الوظيفي للخلايا العصبية ويجعلها أكثر عُرضة للتدهور.
ولوقت طويل كانت الأدلة متداخلة بين كون خلل الميتوكوندريا نتيجة للمرض أو أحد أسبابه. لكن تجارب حيوانية حديثة أعادت تشكيل الصورة، بعد أن تمكنت التجارب من زيادة فعالية الميتوكوندريا عبر تنظيفها، ما أحدث تحسناً في وظائف الذاكرة والسلوك في نماذج حيوانية لأمراض التنكس العصبي.
ولا تثبت هذه النتائج بعد فاعلية علاجية على البشر، لكنها تقوي فرضية أن خللاً في الميتوكوندريا قد يكون سبباً مباشراً في مسار المرض، وليس مجرد علامة لاحقة.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة، إتيان هيبير شاتلين، الباحث في جامعة "مونكتون" أن الأداة قد تساعد مستقبلاً على كشف الآليات الجزيئية والخلوية المسؤولة عن الخرف، وتمهيد الطريق لاستهدافات علاجية أكثر فاعلية، وإن العمل سيتواصل لدراسة أثر التحفيز المستمر للميتوكوندريا لمعرفة ما إذا كان يمكنه تأخير فقدان الخلايا العصبية أو حتى منعه.
وأضاف الباحثون أن النتيجة العملية لهذه الدراسة تكمن في معرفة أن الميتوكوندريا تُمثّل هدفاً علاجياً واعدا، سواء عبر تعزيز إنتاج الطاقة، أو تحسين تنظيف العضيات التالفة، أو حتى تعديل ديناميكية الانقسام والاندماج، أو حماية الميتوكوندريا من الإجهاد التأكسدي.
ومع ذلك، وعلى حد قول الباحثين: "يجب أن نكون حذرين، فأمراض التنكس العصبي متعددة الأسباب ومعقدة، وما يصح في فأر مختبر قد لا ينتقل تلقائياً إلى البشر، فالبحث واعد لكنه يحتاج دراسات بشرية محكمة قبل الحديث عن علاجات عملية وشامل".
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الأمناء
منذ 2 أيام
- الأمناء
القطط المصابة بالخرف تعاني مما يعاني منه البشر
توصلت دراسة حديثة إلى أن القطط المصابة بالخرف تعاني من تغيرات دماغية مشابهة لتلك التي يعاني منها مرضى ألزهايمر من البشر، مما يقدم نموذجا قيّما لدراسة هذه الحالة واستخدماها لتطوير علاجات للبشر. واكتشف العلماء تراكما لبروتين أميلويد بيتا السام في أدمغة القطط المصابة بهذه الحالة، وهو أحد السمات المميزة لمرض ألزهايمر لدى البشر. ويقول الخبراء إن هذه النتائج تقدم صورة أوضح لكيفية تسبب أميلويد بيتا في خلل وظيفي دماغي وفقدان ذاكرة مرتبط بالعمر لدى القطط. ويعتبر داء ألزهايمر أكثر أسباب الإصابة بالخرف شيوعا، وهذا يعني أن الخرف وألزهايمر ليسا شيئا واحدا، فالخرف مجموعة من الأعراض التي قد تكون ناجمة عن ألزهايمر، كما قد تنتج عن اضطرابات أخرى. وأجرى الدراسة باحثون من مركز اكتشاف علوم الدماغ بجامعة إدنبرة في المملكة المتحدة، ونشرت نتائجها في المجلة الأوروبية لعلوم الأعصاب (European Journal of Neuroscience) يوم 11 أغسطس/آب الجاري، وكتب عنها موقع يوريك أليرت. تصاب العديد من القطط الكبيرة في السن بالخرف، مما يؤدي إلى تغيرات سلوكية مثل زيادة النبرة الصوتية (أو المواء) والارتباك واضطراب النوم، وهي أعراض تشبه تلك التي تلاحظ لدى مرضى ألزهايمر. قالت البروفيسورة دانييل غان مور، رئيسة قسم طب القطط في كلية ديك الملكية للدراسات البيطرية، "يسبب الخرف لدى القطط ألما شديدا لها ولصاحبها، ومن خلال إجراء مثل هذه الدراسات سنتمكن من فهم أفضل السبل لعلاجها، سيكون هذا مفيدا جدا للقطط وأصحابها والمصابين بمرض ألزهايمر وأحبائهم، ويعد الخرف لدى القطط نموذجا طبيعيا مثاليا لمرض ألزهايمر". تقليم المشابك فحص علماء في جامعة إدنبرة أدمغة 25 قطة من أعمار مختلفة بعد وفاتها، بما في ذلك قطط تظهر عليها علامات الخرف. كشفت صور مجهرية دقيقة عن تراكم بروتين أميلويد بيتا داخل المشابك العصبية، وهي الروابط بين خلايا الدماغ، لدى القطط المسنة والقطط المصابة بالخرف. تسمح المشابك العصبية بتدفق الرسائل بين خلايا الدماغ، وهي حيوية لوظائف الدماغ السليمة، ويشير فقدانها بقوة إلى انخفاض الذاكرة وقدرات التفكير لدى البشر المصابين بمرض ألزهايمر. كما وجد فريق البحث أدلة على أن الخلايا النجمية والخلايا الدبقية الصغيرة، وهي أنواع من خلايا الدعم في الدماغ، ابتلعت أو أكلت المشابك العصبية المتضررة. تعرف هذه العملية باسم "تقليم المشابك العصبية"، وهي مهمة أثناء نمو الدماغ ولكنها قد تسهم في فقدان المشابك العصبية لدى مرضى الخرف. يقول الخبراء إن هذه النتائج لن تساعد فقط في فهم وإدارة الخرف لدى القطط، بل قد تسهم أيضا -نظرا لأوجه التشابه بينهما- في تطوير علاجات مستقبلية للمصابين بمرض ألزهايمر. اعتمد العلماء الذين يدرسون مرض ألزهايمر في الماضي بشكل كبير على نماذج القوارض المعدلة وراثيا، إذ إن القوارض لا تصاب بالخرف بشكل طبيعي، ويقول الخبراء إن دراسة القطط المصابة بالخرف تتيح إمكانية تطوير المعرفة والمساعدة في تطوير علاجات لكل من القطط والبشر.
صدى الالكترونية
منذ 2 أيام
- صدى الالكترونية
اكتشاف أبراج مراقبة للجهاز المناعي تحمي الجسم من الجراثيم
تعمل الميتوكوندريا في المقام الأول على انتاج الطاقة في الخلايا، لكن العلماء يكتشفون بشكل متزايد أنها تؤدي أكثر بكثير من مجرد توليد الطاقة للخلايا. بحسب ما جاء في تقرير نشره موقع Live Science، تشارك الميتوكوندريا في وظائف المناعة مثل السيطرة على الالتهابات والاستجابة للعدوى. كشفت نتائج دراسة جديدة أن الميتوكوندريا تلعب دورا رئيسيا آخر في الاستجابة المناعية، مثل استشعار نشاط البكتيريا، ومساعدة العدلات، وهي نوع من خلايا الدم البيضاء، على محاصرتها والقضاء عليها. على مدار الستة عشر عامًا الماضية، ركزت الدراسة على فهم القرارات التي تتخذها الخلايا المناعية أثناء العدوى، وكيف يؤدي انهيار عمليات صنع القرار هذا إلى المرض. تُلقي النتائج الحديثة الضوء على سبب صعوبة مقاومة الأشخاص المصابين بأمراض المناعة الذاتية، مثل الذئبة، للعدوى، كاشفة عن صلة محتملة بين خلل الميتوكوندريا وضعف الدفاعات المناعية. إن العدلات هي أكثر أنواع الخلايا المناعية وفرة، وتعمل كأول مُستجيب في الجهاز المناعي. وتعد إحدى آليات دفاعها الرئيسية هي إطلاق مصائد العدلات خارج الخلية، أو ما يُعرف بـNET، وهي هياكل شبكية الشكل تتكون من الحمض النووي والبروتينات المضادة للميكروبات. تقوم المصائد اللزجة بحبس الميكروبات الغازية وتُحيّدها، مما يمنع انتشارها في الجسم. وكان العلماء يعتقدون أن تكوين مصائد العدلات خارج الخلية يُحفزه في المقام الأول الإجهاد والتلف الخلوي. ولكن توصلت الدراسة الجديدة إلى أن الميتوكوندريا يمكنها اكتشاف مُنتج ثانوي بكتيري مُحدد، هو اللاكتات، واستخدام هذه الإشارة لبدء تكوينها. ترتبط اللاكتات عادةً بإرهاق العضلات لدى البشر. ولكن في سياق العدوى البكتيرية، يلعب دورًا مختلفًا. تُطلق العديد من البكتيريا اللاكتات كجزء من إنتاجها للطاقة. وجد فريق الباحثين أنه بمجرد أن تُبتلع البكتيريا بواسطة جسيم البلعمة (الجسيم المُلتهم)، يُمكن للعدلات استشعار وجود هذه اللاكتات. داخل الجسيم المُلتهم، تُخبر اللاكتات العدلات بوجود البكتيريا، وأن العمليات المُضادة للبكتيريا غير كافية للقضاء عليها. عندما تكتشف الميتوكوندريا في خلايا العدلات وجود اللاكتات، تبدأ بإرسال إشارات إلى الخلية للتخلص من الشبكات العصبية الاصطناعية التي احتجزت البكتيريا. بمجرد إطلاق البكتيريا خارج الخلية، يُمكن لخلايا مناعية أخرى قتلها. عندما تم حجب قدرة الميتوكوندريا على استشعار اللاكتات، فشلت العدلات في إنتاج الشبكات العصبية الاصطناعية بفعالية. تعني تلك النتيجة أن البكتيريا كانت أكثر عرضة للهروب من الأسر والتكاثر، مما يُظهر مدى أهمية هذه الآلية للدفاع المناعي. تُسلط هذه العملية الضوء على حوار مُعقد بين أيض البكتيريا وآلية الطاقة في الخلية المُضيفة. ما يجعل هذه النتيجة مفاجئة هو أن الميتوكوندريا داخل الخلايا قادرة على اكتشاف البكتيريا المحاصرة في الجسيمات البلعمية، على الرغم من أن الميكروبات محصورة في مساحة منفصلة. بطريقة ما، تستطيع مستشعرات الميتوكوندريا التقاط الإشارات من داخل هذه الأجزاء – وهو إنجاز مذهل في التنسيق الخلوي. تُعدّ الدراسة الجديدة جزءًا من مجال متنامٍ يُسمى الأيض المناعي، والذي يستكشف كيفية تشابك الأيض والوظيفة المناعية بعمق. فبدلاً من اعتبار الأيض الخلوي مجرد وسيلة لتوليد الطاقة، يدرك الباحثون الآن أنه محرك أساسي للقرارات المناعية. تقع الميتوكوندريا في قلب هذا التفاعل. إن قدرتها على استشعار البيئة الأيضية للخلية والاستجابة لها، بل وحتى تشكيلها، تمنحها دورًا حاسمًا في تحديد كيفية وتوقيت نشر الاستجابات المناعية.
عكاظ
منذ 2 أيام
- عكاظ
دراسة أمريكية: النباتيون أقل عرضة للسرطان بنسبة 12%
تشير دراسة حديثة إلى أن الأنظمة الغذائية النباتية، سواء النباتية الكاملة (الفيغان) أو الخضرية (الفيجيتاريان)، قد تقلل من مخاطر الإصابة ببعض أنواع السرطان، مثل سرطان المعدة والغدد الليمفاوية، إضافة إلى فوائدها المعروفة في تحسين صحة القلب والجهاز الهضمي والمناعة. قاد الدراسة غاري فريزر، عالم الأوبئة في جامعة لوما ليندا بالولايات المتحدة، حيث قارن فريقه بيانات طبية لـ79468 فردا في الولايات المتحدة وكندا، وهؤلاء الأفراد كانوا خالين من السرطان في بداية الدراسة وتمت متابعتهم لتسجيل حالات الإصابة بالسرطان، وفقا لموقع « Scince aleart ». وكشفت النتائج أن الأشخاص الذين يتبعون نظاما غذائيا نباتيا كانوا أقل عرضة بنسبة 45% للإصابة بسرطان المعدة، و25% أقل عرضة للإصابة بسرطانات الغدد الليمفاوية، مع انخفاض عام بنسبة 12% في مخاطر الإصابة بجميع أنواع السرطان. وأوضح فريزر: «العديد من غير النباتيين في هذه الدراسة كانوا يهتمون بصحتهم بشكل كبير، لذا من المدهش أن نجد هذه الفروق على الإطلاق». وأشار إلى أن التأثيرات الأكثر وضوحا ظهرت في الجهاز الهضمي، الذي يتفاعل مباشرة مع الأطعمة ونواتجها خلال الهضم، وأضاف أن اللحوم المصنعة تُعتبر عامل خطر لسرطان المعدة والغدد الليمفاوية، بينما تُساهم الفواكه -خصوصا الحمضيات- والخضروات في الحماية من هذه الأمراض. ولم تُظهر الدراسة أي حماية من الأنظمة النباتية ضد أنواع أخرى من السرطان، مثل سرطانات المسالك البولية أو الجهاز العصبي، وأشار فريزر إلى وجود دلائل أولية تشير إلى انخفاض طفيف في مخاطر سرطانات الرئة والمبيض والبنكرياس لدى النباتيين، لكنها لم تصل إلى مستوى الدلالة الإحصائية. وتُعد هذه الدراسة واسعة النطاق وطويلة الأمد، لكنها تُظهر اتجاهات وليس أسبابا مباشرة، فقد يكون الأشخاص الذين يتبعون نظاما نباتيا أكثر ميلا لاتباع سلوكيات صحية أخرى، مثل ممارسة الرياضة، ما يساهم في تقليل مخاطر السرطان. ويساعد تركيز الدراسة على أتباع طائفة السبتيين، الذين يولون أهمية كبيرة للصحة، في تقليل تأثير هذه العوامل الخارجية. ويحذر الباحثون من أن الأنظمة النباتية قد تؤدي إلى نقص المغذيات إذا لم تُنفذ بعناية، خصوصا في المناطق التي تعاني من نقص الخيارات الغذائية الصحية. أخبار ذات صلة
