ما هي التغيرات العضلية التي تحدث مع الشيخوخة؟

إن كيفية تغير العضلات مع الشيخوخة ومحاولة محاربة آثارها أصبح الآن مفهومًا بشكل أفضل على المستوى الخلوي والجزيئي من خلال أول أطلس شامل لعضلات الشيخوخة لدى البشر.

قام باحثون من معهد ويلكوم سانجر ومعاونوهم في جامعة صن يات صن في الصين بتطبيق تقنيات الخلية الواحدة والتصوير المتقدم لتحليل عينات العضلات الهيكلية البشرية من 17 فردًا على مدار عمر البالغين.

ومن خلال مقارنة النتائج، ألقى الباحثون ضوءًا جديدًا على العديد من العمليات المعقدة الكامنة وراء التغيرات العضلية المرتبطة بالعمر، وفق ما أفاد به موقع ميديكال إكسبريس.

سبب شيخوخة بعض الألياف العضلية

يكشف الأطلس، الذي نُشر في مجلة Nature Aging، عن مجموعات جديدة من الخلايا قد تفسر سبب شيخوخة بعض الألياف العضلية بشكل أسرع من غيرها، كما يحدد الآليات التعويضية التي تستخدمها العضلات لمكافحة الشيخوخة.

توفر النتائج طرقًا للعلاجات والتدخلات المستقبلية لتحسين صحة العضلات ونوعية الحياة مع تقدمنا ​​في العمر.

تعد هذه الدراسة جزءًا من مبادرة أطلس الخلايا البشرية الدولية لرسم خريطة لكل نوع من الخلايا في جسم الإنسان، لتغيير فهم الصحة والمرض.

مع تقدمنا ​​في العمر، تضعف عضلاتنا تدريجيا، ويمكن أن يؤثر ذلك على قدرتنا على أداء الأنشطة اليومية مثل الوقوف والمشي.

بالنسبة لبعض الأشخاص، يتفاقم فقدان العضلات، مما يؤدي إلى السقوط وعدم القدرة على الحركة وفقدان الاستقلالية وحالة تسمى ضمور العضلات.

ظلت الأسباب التي تجعل عضلاتنا تضعف بمرور الوقت غير مفهومة جيدًا.

في هذه الدراسة الجديدة، استخدم علماء من معهد ويلكوم سانجر وجامعة صن يات صن في الصين تقنيات تسلسل الخلية الواحدة والنواة الواحدة إلى جانب التصوير المتقدم لتحليل عينات العضلات البشرية من 17 فردًا تتراوح أعمارهم بين 20 إلى 75 عامًا.

واكتشف الفريق أن الجينات التي تتحكم في الريبوسومات، المسؤولة عن إنتاج البروتينات، كانت أقل نشاطا في الخلايا الجذعية العضلية المأخوذة من العينات القديمة، وهذا يضعف قدرة الخلايا على إصلاح وتجديد ألياف العضلات مع تقدمنا ​​في السن.

علاوة على ذلك، أنتجت مجموعات الخلايا غير العضلية الموجودة في عينات العضلات الهيكلية هذه المزيد من جزيء مؤيد للالتهابات يسمى CCL2، مما يجذب الخلايا المناعية إلى العضلات ويؤدي إلى تفاقم تدهور العضلات المرتبط بالعمر.

ولوحظ أيضًا فقدان نوع فرعي محدد من الألياف العضلية سريعة الانقباض مرتبط بالعمر، وهو مفتاح الأداء العضلي المتفجر.

ومع ذلك، اكتشفوا لأول مرة عدة آليات تعويضية من العضلات التي يبدو أنها تعوض الخسارة.

شملت هذه التحولات في الألياف العضلية بطيئة الانقباض للتعبير عن الجينات المميزة للنوع الفرعي المفقود سريع الانقباض، وزيادة تجديد الأنواع الفرعية المتبقية من الألياف سريعة الانقباض.

وحدد الفريق أيضًا مجموعات من النوى المتخصصة داخل الألياف العضلية التي تساعد في إعادة بناء الروابط بين الأعصاب والعضلات التي تتراجع مع تقدم العمر.

أكدت التجارب التي أجراها الفريق على خلايا العضلات البشرية المزروعة في المختبر أهمية هذه النوى في الحفاظ على وظيفة العضلات.

وقالت فيرونيكا كيدليان، المؤلفة الأولى للدراسة من معهد ويلكوم سانجر: «نهجنا غير المتحيز ومتعدد الأوجه لدراسة شيخوخة العضلات، والجمع بين أنواع مختلفة من التسلسل والتصوير والتحقيق يكشف عن آليات خلوية غير معروفة سابقًا للشيخوخة ويسلط الضوء على مجالات لمزيد من الدراسة».

وقال البروفيسور هونجبو تشانج، كبير مؤلفي الدراسة من جامعة صن يات صن، قوانغتشو، الصين: «في الصين والمملكة المتحدة وبلدان أخرى، لدينا شيخوخة السكان، ولكن فهمنا لعملية الشيخوخة نفسها محدود، نحن الآن احصل على رؤية تفصيلية حول كيفية سعي العضلات للحفاظ على وظيفتها لأطول فترة ممكنة، على الرغم من آثار الشيخوخة».

وقالت الدكتورة سارة تيشمان، كبيرة مؤلفي الدراسة من معهد ويلكوم سانجر، والمؤسس المشارك لأطلس الخلايا البشرية: «من خلال أطلس الخلايا البشرية، نتعرف على الجسم بتفاصيل غير مسبوقة، منذ المراحل الأولى للخلية البشرية».

وأضافت: «مع هذه الأفكار الجديدة حول شيخوخة العضلات الهيكلية الصحية، يمكن للباحثين في جميع أنحاء العالم الآن استكشاف طرق لمكافحة الالتهابات، وتعزيز تجديد العضلات، والحفاظ على الاتصال العصبي، والمزيد».

واختتمت بالقول: «إن اكتشافات مثل هذه الأبحاث لديها إمكانات هائلة لتطوير استراتيجيات علاجية تعزز الصحة للأجيال القادمة».