اكتشاف جديد يكشف سبب ضعف العضلات مع التقدم في العمر
ضعف العضلات مع التقدم في العمر ظاهرة طبيعية، لكن البحث العلمي الحديث كشف عن سبب خفي يرتبط بتحول نوع الألياف العضلية وتغيّر وظائف الميتوكوندريا. توضح الدراسة الجديدة أن العضلات القديمة تضحي بالقوة لصالح الحماية، مما يفتح آفاقًا لعلاجات مستقبلية تستهدف الأسباب الجذرية لهزال العضلات.
أنواع الألياف العضلية ودورها في الحركة والطاقة
تتكوّن العضلات من ألياف عضلية مختلفة الوظائف، منها الألياف سريعة الانقباض (fast-twitch fibers) التي تولّد حركات سريعة وقوية لكنها تتعب سريعًا، والألياف بطيئة الانقباض (slow-twitch fibers) التي تدعم النشاط المستمر وتحوي عددًا أكبر من الميتوكوندريا.
الميتوكوندريا هي عضيات خلوية مسؤولة عن إنتاج الطاقة اللازمة لانقباض العضلات، تحدث في إطار نظام معقد له دور أساسي في الحفاظ على نشاط العضلات.
مع التقدم في العمر، ينخفض أداء الميتوكوندريا، وتقل قوة العضلات، ومع ذلك تتزايد نسبة الألياف بطيئة الانقباض التي تعتمد اعتمادًا كبيرًا على تلك الميتوكوندريا الضعيفة، وهو ما يشكل لغزًا حير العلماء.
دور الكارديوليبين في صحة الميتوكوندريا
ركزت الدراسة على الكارديوليبين، وهو نوع خاص من الدهون موجود بشكل رئيسي في الغشاء الداخلي للميتوكندريا. الكارديوليبين يحافظ على بنية الغشاء مطوية ومميزة، ما يسمح للميتوكندريا بأداء وظيفتها الحيوية بشكل سليم.
انخفاض مستويات الكارديوليبين يؤدي إلى عجز الميتوكوندريا عن إنتاج الطاقة بشكل كافٍ، ويؤثر على قدرتها في إصدار الإشارات الكيميائية اللازمة للخلايا، مما يسبب مشاكل في وظائف العضلات.
في كل من الفئران والبشر، لوحظ انخفاض في الكارديوليبين مع التقدم في العمر أو الإصابة بأمراض تؤدي لفقد العضلات. كما صاحب هذا الانخفاض تغييرات في شكل الميتوكوندريا وفقدان وظائفها الطبيعية.
تجارب على الفئران تكشف العلاقة بين الكارديوليبين والشيخوخة العضلية
عبر تقليل مستويات الكارديوليبين في الفئران الصغيرة، ظهرت مظاهر شبيهة بما يحدث طبيعياً عند التقدم في العمر، حيث تحوّلت الألياف العضلية من النوع السريع إلى النوع البطيء. واستعادة الكارديوليبين إلى نحو ثلثي مستواه الطبيعي أوقف الهزال العضلي، ومنع الوفيات المبكرة في هذه الحيوانات.
كيف يحمي هذا التحول العضلات؟
في حالة انخفاض الكارديوليبين، تنتج الميتوكوندريا كميات كبيرة من الجذور الحرة أو Reactive Oxygen Species (ROS)، وهي جزيئات فعالة يمكن أن تسبب تلفًا في الخلايا، لكنها أيضًا تُشغّل إشارات تحفّز التحول في أنواع الألياف العضلية.
تبيّن أن هذا التحول لا يعكس فقط ضعفًا، بل هو استجابة وقائية للخلايا، حيث تحاول العضلات حماية نفسها من الضرر الناتج عن الجذور الحرة.
عند معالجة خلايا العضلات المقاومة لانخفاض الكارديوليبين بمضادات الأكسدة، انخفض التحول من الألياف السريعة إلى البطئية، ما يشير إلى أن الجذور الحرة تلعب دورًا حيويًا في هذه العملية.
كما كان لبروتين يسمى ERRγ دور مركزي في تنظيم استجابة العضلات لهذه التغيرات، إذ ينظم إعادة ترتيب الميتوكوندريا وتغيير خصائص الألياف. تعطيل هذا البروتين في خلايا المختبر أوقف تماماً التحول بين أنواع الألياف.
وظيفة الألياف العضلية الجديدة في الحماية
فئران ذات مستويات منخفضة من الكارديوليبين استهلكت كمية أكبر من الجلوكوز، لكن لم تُستخدم هذه الطاقة بشكل رئيسي لإنتاج الطاقة العضلية. بدلاً من ذلك، أعادت خلايا العضلات توجيه الجلوكوز لصنع مضادات الأكسدة التي تساعد على حماية الخلايا من تلف الجذور الحرة.
بهذا التبادل، تضحي العضلات بقوتها مقابل حماية أكبر، ما يفسر سبب انخفاض أداء العضلات مع العمر رغم ارتفاع نسبة الألياف البطئية.
آفاق علاجية واعدة لمواجهة هزال العضلات المرتبط بالعمر
تكشف هذه النتائج عن إمكانية تطوير علاجات تستهدف استعادة مستويات الكارديوليبين أو التأثير على البروتين ERRγ لتحفيز التكيفات الصحية في العضلات مع تقدم العمر.
الدواء elamipretide الذي يثبت الكارديوليبين حصل مؤخرًا على موافقة سريعة من الجهات التنظيمية لعلاج مرض وراثي نادر، مما يبيّن أن التأثير على هذه الجزيئة قد يكون عمليًا من الناحية الطبية.
أيضًا يُدرس بروتين ERRγ كهدف عقاري محتمل، حيث تنتمي عائلة هذه البروتينات إلى مستقبلات نووية تستهدفها العديد من الأدوية القائمة.
وفي رأي الباحثين، يكفي رفع مستوى الكارديوليبين جزئيًا لإعادة العضلات إلى حالتها الصحية الأفضل، وهو ما يسلط الضوء على إمكانات جديدة للعلاج المستقبلي لهزال العضلات المرتبط بالتقدم في السن.
يُذكر أن البحث أُجري بمشاركة أكثر من 20 مؤسسة علمية تحت قيادة مركز NNF للأبحاث الأيضية بجامعة كوبنهاغن، بمشاركة مستشفيات ومنظمات بحثية عالمية.
المصدر: Medicalxpress
📚 مقالات ذات صلة
اكتشاف المزيد من Mohdbali
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
تطبيقاتنا على أندرويد
