أدلة جديدة على كيف يمكن للتمارين الرياضية أن تقي من أضرار مرض السكري
26 أبريل 2022
المترجم: عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم 120 لسنة 2022
New evidence of how exercise can counter diabetes damage
April 26,2022
تعليق الدكتور عبدالله علي الراشد، استشاري باطنية وأمراض دم، المركز الطبي بجامعة الملك فهد للبترول والمعادن ومجمع الدمام الطبي سابقًا
أحسنت على ترجمة هذه المقالة وهي دراسة معقدة وطويلة الذيل في هذا الموضوع، وتبين أهمية وعلاقة النشاط البدني وسلامة الجسد قي الوقاية ومقاومة مختلف الأمراض وأولها مرض السكري. وهنا إشارة غير مباشرة من هذه الدراسة ومثيلاتها بأن أعضاء الجسم عندما تصاب بالأمراض «وخاصة المزمنة منها»، والتي غالبًا ما تكون بسبب نقص التروية لتلك الأعضاء العليلة - قصور أو خلل في إيصال الغذاء «عبر الدم» المناسب في الوقت المناسب لتلك الأعضاء المنقول بطبيعة الحال عبر الشرايين الخاصة بكل عضو - وهنا تكمن إرادة الله بوجود عوامل مساعدة تتمثل في تولد شرايين جديدة أو بديلة أحيانًا «بمثابة تحويلة» لتأمين وصول تلك التغذية «الدم بما يحمله منها» إلى أعضاء الجسم تفاديًا لحرمانها وبالتالي تعرضها للمرض. تولد تلك الشرايين المساعدة أو البديلة تُحفز بعدة عوامل ومنها الرياضة «النشاط البدني»، ولذا تكمن أهمية الاستمرار في الحفاظ على مستوى نشاط ولياقة بدنية جيدة، وذلك للحفاظ على إستمرارية عمل الأعضاء بما يتناسب والحفاظ على صحة جيدة.
هذه من نعم الله على أجسامنا للحفاظ عليها سالمةً معافاةً. ولذا ينبغي لنا أن نساعد في استمرار جريان تلك العملية طبيعيةً، وذلك بمحافظتنا على ممارسة النشاط البدني والغذاء الصحي المتوازن نوعًا وكمًا والحصول على نوم كافٍ وتجنب كل ما يزعج تلك العملية الفسيولوجية الطبيعية، كالتدخين وبعض السلوكيات غير الصحية الأخرى.
الدراسة المترجمة
أحد السبل التي يمكن للتمارين الرياضية أن تقي من أضرار مرض السكري هو تمكين عملية تنشيط العملية الطبيعية وذلك بتوليد أوعية دموية جديدة حين تتضرر / تتلف الأوعية الدموية الموجودة بسبب هذا المرض.
تولُّد / تكوِّن الأوعية angiogenesis[1] وهي القدرة على تكوين أوعية دموية جديدة، ومرض السكري لا يتسبب في إتلاف الأوعية الدموية الموجودة فحسب، بل يعيق هذه القدرة الفطرية / الطبيعية على تكوين أوعية جديدة في مواجهة الأمراض، كما يقول خبراء في مركز بيولوجيا الأوعية الدموية في كلية الطب في جامعة أوغوستا Augusta في جورجيا.
الخلايا البطانية تبطن الأوعية الدموية وهي عملية ضرورية لنمو الأوعية الدموية الجديدة.
حاليًا لدى باحثي كلية الطب في جامعة أوغوستا أول دليل على أنه في مواجهة الأضرار التي يسببها مرض السكري، ممارسة تمارين معتدلة الشدة حتى لو لفترة واحدة مدتها 45 دقيقة تمكٍّن المزيد من الاكسوزومات exosomes «انظر [2] ، وهي حويصلات تحت مجهرية مليئة بالسوائل النشطة بيولوجيًا، من توصيل المزيد من بروتين ال ATP7A مباشرة إلى تلك الخلايا، والتي بإمكانها أن تبدأ عملية تولُّد الأوعية الدموية، حسبما أفاد به الباحثون في مجلة اتحاد الجمعيات الأمريكي لعلم الأحياء التجريبي FASEB3.
هناك شبه بينها وبين خدمات التوصيل الأكثر تطوراً وكفاءةً والتي نعتمد عليها جميعًا، لا سيما خلال الجائحة، فإن ما تحمله الأكسوزومات exosomes من سوائل يعتمد على من أين أتت وإلى أين تتجه، كما يقول الدكتور تورو فوكاي Tohru Fuka، اختصائي بيلوجيا الأوعية الدموية وأخصائي أمراض القلب في كلية الطب في جامعة غوستا MCG.
يقول فوكاي إنه على الرغم من أنه والمؤلف المشارك في علم الأحياء الوعائية في الكلية الدكتور ماسوكو أوشيو - فوكاي Masuko Ushio-Fukai لم يتأكدا بعد عن أصل هذه الأكسوزومات النافعة، فمن الواضح أن أحد الأماكن التي توصل الأكسوزومات اليها هي الخلايا البطانية.
في كل من النموذج الحيواني المصاب بداء السكري من النوع [2] ومجموعة من الأشخاص الأصحاء ممن يبلغون 50 عامًا من العمر، مدة أسبوعين من تمارين الجري على عجلة بالنسبة للفئران وجلسة تمرين تحسين أداء القلب للمشاركين من البشر زاد من مستويات بروتين ATP7A[4] في الأكسوزومات اللاصقة binding بالخلايا البطانية.
ولاحظ الباحثون أن النشاط في تلك المرحلة لم يؤثر بشكل كبير في وزن الفئران، لكنه زاد أيضًا من العلامة البيولوجية الدالة على نشاط الخلايا البطانية وعوامل مثل عامل النمو البطاني الوعائي اللازم لتكوين / لتولُّد الأوعية.
التمارين البدنية زادت أيضًا من كمية انزيم سوبر اكسيد ديسموتاز superoxide dismutase المضاد للأكسدة خارج الخلية القوي والطبيعي[5] ، أو بإختصار انزيم SOD3[6] لكنها الحمولة الصافية الأثقل من بروتين ATP7A، المعروف أيضًا بتوصيل عنصر النحاس الغذائي إلى الخلايا، وهذا أمر أساسي للاستفادة الجيدة من انزيم SOD[3] الموجود، كما يقول أوشيو - فوكاي.
انزيم SOD3، هو أحد مضادات الأكسدة الطبيعية الهامة التي تنتجها خلايا العضلات الملساء[7] الوعائية في جدران الأوعية الدموية وكذلك خلايا العضلات الهيكلية[8] ، مما يساعدنا على الحفاظ على مستويات صحية من مركبات الأكسجين التفاعلية[9] ، أو اختصارًا تعرف ب ROS. تعد ال ROS نتائج ثانوية طبيعية لاستخدامنا للأكسجين الذي يعد اشارةً خلويةً مهمةً، مما يمكِّن مجموعة متنوعة من الوظائف. ولكن بدلًا من ذلك، في حال مرض السكري، يؤدي ارتفاع مستويات السكر في الدم إلى ارتفاع مستويات مركبات الأكسجين التفاعلية التي تعيق الوظائف الطبيعية المهمة.
أثبت فوكاي أن مستويات بروتين ATP7A تنخفض في مرض السكري. لدى الباحثين الآن أيضًا بعض الأدلة الأولى على أن الأكسوزومات المنتشرة في بلازما النماذج الحيوانية غير النشطة sedentary المصابة بداء السكري من النوع 2 تُضعف فعليًا من عملية تولد الأوعية الدموية عند وضعها في طبق فيه خلايا بطانية بشرية، وكذلك في نموذج حيواني لالتئام الجروح.
يقترح الباحثون أن الأكسوزومات الاصطناعية، التي تخضع بالفعل للدراسة كآليات لتوصيل الأدوية، يمكن أن تصبح يومًا ما ”ألية لمحاكاة التمرينات“ لتحسين قدرة المرضى على توليد أوعية دموية جديدة عندما يضر مرض السكري بقدراتهم الطبيعية.
في الواقع، لقد قاموا بالفعل بتوليد الأكسوزومات والتي يكون فيها انزيم SOD3 معبرًا بشكل مفرط overexpressedووجدوا تحسنًا في تولد الأوعية والشفاء في نموذج الفئران المصابة بالسكري.
الطريقة التي من المفترض أن تعمل بها هي أن انزيم SOD3 يُوقف نشاطه بشكل طبيعي في الخلايا البطانية، لذلك لابد أن تحصل عليه من الخلايا الأخرى، كما يشير أوشيو - فوكاي، ومن هنا تأتي أهمية خدمة التوصيل التي تقوم بها الأكسوزومات. لابد أن يرتبط انزيم SOD3 بعد ذلك بالخلايا البطانية في مكانها الطبيعي المسمى بمجال ربط الهيبارين heparin-binding domain، ولابد أن يكون بروتين ATP7A الناقل للنحاس موجودًا لتمكين انزيم SOD3 من النشاط هناك، كما يقول فوكاي Fukai. لاحظ فوكاي أن كلا من بروتين ATP7A وموقع الربط هما مفتاحان مهمان لهذه العملية. على سبيل المثال، عندما أزالوا موقع الربط من الخلايا البطانية، وهو ما يمكن أن يحدث في الطبيعة، فُقدت هذه الفوائد.
بمجرد وصوله إلى الموقع نشطًا، يقوم انزيم SOD3 بتحويل أكسيد مركبات الاكسجين التفاعلية الفائقة ROS إلى بيروكسيد الهيدروجين H2O2، وهو إشارة أخرى لمركبات ROS تساعد في دعم وظيفة الخلايا البطانية الطبيعية. أفاد فوكاي أنه في الخلايا البطانية البشرية، الإفراط في تعبير overexpression انزيم SOD3 يعزز من تكوين الأوعية الدموية وذلك بزيادة بيروكسيد الهيدروجين H2O2.
توصيل عنصر النحاس مستمر أيضًا أثناء هذه العملية حيث تستخدم الخلايا البطانية بانتظام الكثير من النحاس، بروتين ATP7A، المعروف بنقله للمعادن الغذائية الأساسية التي نتاولها ضمن الأطعمة مثل المكسرات والحبوب الكاملة، يعتمد على النحاس نفسه.
التمارين البدنية، كالجري أو المشي على جهاز الجري، تهيئ العضلات للانقباض مما يؤدي بدوره إلى إفراز الأكسوزومات في الدم.
عندما كان فوكاي باحثًا في مرحلة ما بعد الدكتوراة في قسم أمراض القلب بجامعة إيموري، كان عضوًا في مجموعة البحث التي كانت أول مجموعة بحثية أثبتت أن التمرين البدني يزيد من نشاط انزيم SOD3. مستويات انزيم SOD3 تنخفض مع التقدم في العمر ومع بعض الحالات المرضية مثل مرض السكري وارتفاع ضغط الدم.
تُدرس الأكسوزومات كعلامات حيوية «بيلوجية» لمجموعة واسعة من الأمراض كالسرطان والسكري بالإضافة إلى استخدامها كأدوات / آليات توصيل العلاج / الدواء الدقيق إلى المكان المستهدف. على سبيل المثال، الأكسوزومات التي تنتجها خلية سرطانية تتحرك عائدة إلى الخلية السرطانية نفسها.
حوالي واحد من كل عشرة أمريكيين مصابون بمرض السكري، وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها.
