منوعات

يدرس العلماء آثار التمارين الرياضية على المستوى الخلوي

الفوائد الصحية للتمرين معروفة جيداً، لكن الأبحاث الجديدة تظهر أن استجابة الجسم للتمرين أكثر تعقيداً وعمقاً مما كان يعتقد سابقاً. وفي دراسة أجريت على الفئران، اكتشف فريق من العلماء الأمريكيين أن النشاط البدني يسبب تغيرات خلوية وجزيئية عديدة في الأعضاء التسعة عشر التي تمت دراستها في الحيوانات.

تقلل التمارين الرياضية من خطر الإصابة بالعديد من الأمراض، لكن العلماء ما زالوا لا يفهمون بشكل كامل كيف تغير التمارين الرياضية الجسم على المستوى الجزيئي. ركزت معظم الدراسات على عضو واحد، أو جنس، أو نقطة زمنية واحدة، وتتضمن نوعًا واحدًا أو نوعين فقط من البيانات.

لإلقاء نظرة أكثر شمولاً على بيولوجيا التمارين الرياضية، استخدم علماء من اتحاد محولات الطاقة الجزيئية للنشاط البدني (MoTrPAC) مجموعة من التقنيات المختبرية لتحليل التغيرات الجزيئية في الفئران أثناء تعرضهم لأسابيع من التمارين المكثفة. . وتظهر استنتاجاتهم في طبيعة.

ودرس الفريق مجموعة من الأنسجة من الحيوانات، مثل القلوب والأدمغة والرئتين. ووجدوا أن كل عضو من الأعضاء التي تم فحصها يتغير مع ممارسة الرياضة، مما يساعد الجسم على تنظيم جهاز المناعة، والاستجابة للتوتر، والتحكم في المسارات المرتبطة بأمراض الكبد الالتهابية، وأمراض القلب، وتلف الأنسجة.

توفر البيانات أدلة محتملة للعديد من القضايا المختلفة المتعلقة بصحة الإنسان؛ على سبيل المثال، وجد الباحثون تفسيرًا محتملاً لماذا يصبح الكبد أقل دهنية أثناء ممارسة الرياضة، مما قد يساعد في تطوير علاجات جديدة لمرض الكبد الدهني غير الكحولي.

ويأمل الفريق أن يتم استخدام النتائج التي توصلوا إليها يومًا ما لتكييف التمارين الرياضية مع الحالة الصحية للفرد أو لتطوير علاجات تحاكي تأثيرات النشاط البدني للأشخاص غير القادرين على ممارسة الرياضة. لقد بدأوا بالفعل دراسات على البشر لتتبع التأثيرات الجزيئية للتمرين.

تم إطلاق MoTrPAC في عام 2016، وهو يجمع علماء من معهد ماساشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد وجامعة ستانفورد والمعاهد الوطنية للصحة ومؤسسات أخرى لتسليط الضوء على العمليات البيولوجية وراء فوائد التمارين الرياضية على الصحة. تم تصميم مشروع Broad في الأصل بواسطة ستيف كار، المدير الأول لمنصة البروتينات في Broad؛ وكلاري كليش، المدير الأول لمنصة التمثيل الغذائي في برود؛ روبرت جيرشتن، زميل أول في مركز برود ورئيس قسم طب القلب والأوعية الدموية في مركز بيث إسرائيل ديكونيس الطبي؛ وكريستوفر نيوجارد، أستاذ التغذية بجامعة ديوك.

المؤلفون المشاركون الأوائل في الدراسة هم بيير جان بلتران، باحث ما بعد الدكتوراه في مجموعة كار في برود عندما بدأت الدراسة، بالإضافة إلى ديفيد عمار ونيكول جاي من جامعة ستانفورد. كورتني دينيس وجوليان أفيلا، وكلاهما باحثان في مجموعة كليش، كانا أيضًا مؤلفين مشاركين في المخطوطة.

وقال كار، المؤلف الرئيسي المشارك للدراسة: “لقد تطلب الأمر مجموعة من العلماء ذوي الخلفيات العلمية المتميزة لتوليد ودمج كمية هائلة من البيانات عالية الجودة المنتجة”. “هذه هي أول خريطة لكامل الجسم تدرس آثار التدريب على العديد من الأعضاء المختلفة. وسيكون المورد الناتج قيمًا للغاية وقد أنتج بالفعل الكثير من المعلومات البيولوجية الجديدة المحتملة لمزيد من الاستكشاف.”

جعل الفريق جميع البيانات الحيوانية متاحة في مستودع عام عبر الإنترنت. ويمكن لعلماء آخرين استخدام هذا الموقع لتحميل، على سبيل المثال، معلومات حول البروتينات التي تتغير بكثرة في رئتي إناث الفئران بعد ثمانية أسابيع من التمارين المنتظمة على جهاز المشي، أو عن استجابة الحمض النووي الريبوزي (RNA) للتمرين في جميع أعضاء ذكور وإناث الفئران. خلال هذه الفترة. وقت.

تحليل الجسم كله

يتطلب إجراء مثل هذه الدراسة الكبيرة والمفصلة الكثير من التخطيط. وقال كليش: “إن حجم التنسيق الذي كان على جميع المختبرات المشاركة في هذه الدراسة القيام به كان هائلاً”.

بالشراكة مع سو بودين من كلية الطب بجامعة أيوا كارفر، التي جمعت مجموعتها عينات من الأنسجة الحيوانية بعد ثمانية أسابيع من التدريب، قام أعضاء آخرون في فريق MoTrPAC بتقسيم العينات بحيث يكون كل مختبر – فريق تحليل البروتين كار، ودراسة مستقلبات كليش وغيرهما. – سيتم فحص عينات متطابقة تقريبا.

وقالت ناتالي كلارك، عالمة الكمبيوتر في مجموعة كار: “تركز العديد من الدراسات واسعة النطاق فقط على نوع واحد أو نوعين من البيانات”. “ولكن لدينا هنا مجموعة واسعة من التجارب المختلفة على نفس الأنسجة، مما أعطانا نظرة عامة عالمية حول كيفية مساهمة كل هذه الطبقات الجزيئية المختلفة في الاستجابة للتمرين.”

في المجمل، أجرت الفرق ما يقرب من 10000 تحليل لإجراء حوالي 15 مليون قياس على الدم و18 أنسجة صلبة. ووجدوا أن التمارين الرياضية تؤثر على آلاف الجزيئات، مع حدوث تغييرات شديدة في الغدة الكظرية، التي تنتج الهرمونات التي تنظم العديد من العمليات المهمة مثل المناعة والتمثيل الغذائي وضغط الدم. ووجد الباحثون اختلافات بين الجنسين في العديد من الأعضاء، وخاصة فيما يتعلق بالاستجابة المناعية مع مرور الوقت. وأظهرت معظم جزيئات الإشارات المناعية الخاصة بالنساء تغيرات في المستويات بين أسبوع وأسبوعين من التدريب، في حين أظهرت تلك لدى الرجال اختلافات بين أربعة وثمانية أسابيع.

وكانت بعض الاستجابات متسقة عبر الجنس والجهاز. على سبيل المثال، وجد الباحثون أن بروتينات الصدمة الحرارية، التي تنتجها الخلايا استجابة للإجهاد، يتم تنظيمها بشكل مماثل في الأنسجة المختلفة. لكن المعلومات الأخرى كانت خاصة بالأنسجة. ولدهشتهم، اكتشف فريق كار زيادة في أستلة بروتينات الميتوكوندريا المشاركة في إنتاج الطاقة وإشارة الفسفرة التي تنظم تخزين الطاقة، وكلاهما تم تغييرهما في الكبد أثناء التمرين. يمكن لهذه التغييرات أن تساعد الكبد على أن يصبح أقل دهنية وأقل عرضة للأمراض المرتبطة بالتمارين الرياضية، ويمكن أن تعطي الباحثين هدفًا للعلاجات المستقبلية لمرض الكبد الدهني غير الكحولي.

“على الرغم من أن الكبد لا يشارك بشكل مباشر في التمارين الرياضية، إلا أنه يخضع لتغيرات يمكن أن تحسن الصحة. لم يتخيل أحد أننا سنلاحظ هذه التغييرات في الأستيلة والفسفرة في الكبد بعد التمرين، كما أعلن جان بلتران”. “وهذا يسلط الضوء على سبب استخدامنا لكل هذه الطرائق الجزيئية المختلفة: فالتمرين عملية معقدة للغاية، وهذا مجرد غيض من فيض”.

وأضاف هاسميك كيشيشيان، القائد الأول لمجموعة كار والمؤلف المشارك للدراسة: “لقد نضج جيلان أو ثلاثة أجيال من الباحثين المشاركين في مشروع الكونسورتيوم هذا وتعلموا ما يعنيه تصميم دراسة ومعالجة العينات بعناية”. “نحن نرى الآن نتائج عملنا: اكتشافات ذات صلة بيولوجيًا تأتي من البيانات عالية الجودة التي أنشأناها نحن وآخرون. إنها مجزية حقًا.”

تتضمن أوراق MoTrPAC الأخرى المنشورة اليوم تحليلات أكثر تعمقًا لاستجابة الدهون والميتوكوندريا في الأنسجة المختلفة لممارسة الرياضة. تجري المزيد من دراسات MoTrPAC للتحقيق في آثار التمارين الرياضية على الفئران الصغيرة وكبار السن، بالإضافة إلى التأثيرات قصيرة المدى لنوبات من النشاط البدني لمدة 30 دقيقة. بدأ الكونسورتيوم أيضًا في إجراء دراسات بشرية ويقوم بتجنيد ما يقرب من 1500 فرد من مختلف الأعمار والأجناس والنسب ومستويات النشاط لإجراء تجربة سريرية لدراسة تأثيرات التحمل وتمارين القوة لدى الأطفال والبالغين.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى