لماذا يدرس العلماء السبات لمعالجة السمنة
يزداد وزن العديد من الثدييات وتصبح مقاومة للأنسولين خلال الخريف. ومع ذلك ، يمكن عكس هذه التغييرات بسهولة ، ولن تظهر على الثدييات أي أعراض غير صحية أخرى. يعتقد الباحثون أن تفسير ذلك يكمن في الآليات المرتبطة بالسبات.
قد يكون للثدييات في فترة السبات آليات وراثية تحميها من السمنة.رصيد الصورة: الخفاش البني الصغير بواسطة Ann Froschauer / U.S. خدمة الأسماك والحياة البرية / عبر ويكيميديا كومنز
لقد أدرك الباحثون حقيقة أن مجموعة كبيرة من الحيوانات لديها "قوى خارقة".
على وجه التحديد ، قد لا تؤثر نفس الحالات التي تؤثر على البشر - وبعضها قد يهدد الحياة - على الحيوانات على الإطلاق.
ومن الأمثلة على ذلك الأفيال والحيتان ، حيث يكون خطر الإصابة بالسرطان صفرًا تقريبًا. من غير المحتمل أن تصاب الحيوانات الأخرى بحالات أيضية مثل السمنة. لماذا هذا؟
يعتقد الباحثان إليوت فيريس وكريستوفر جريج ، من جامعة يوتا في سولت ليك سيتي ، أن السبات قد يكون له علاقة به.
تدخل العديد من الثدييات حول العالم سباتًا في موسم البرد. يتميز السبات بدخوله حالة شبيهة بالنوم حيث تنخفض درجة حرارة الجسم ، ويبطئ التنفس ، وينبض القلب بشكل أبطأ ، وتتباطأ جميع العمليات الأيضية الأخرى (العمليات الفسيولوجية الآلية ذاتية التنظيم).
وهذا يسمح للحيوانات التي تعيش في فترة السبات بالبقاء على قيد الحياة خلال أشهر الشتاء ، عندما يندر الطعام وتصبح الظروف المعيشية أقل ملاءمة.
كما لاحظ فيريس وجريج في ورقتهم الدراسية الجديدة في المجلة تقارير الخليةالعديد من الحيوانات التي تعيش في فترة السبات تكتسب الكثير من الوزن أثناء تراكم السبات. كما أنها تصبح مقاومة للأنسولين.
هذان جانبان من سمات السمنة. ومع ذلك ، في الحيوانات السباتية ، فإنهم يعنون فقط أن الحيوانات قادرة على الوصول إلى احتياطي من الدهون في الوقت المناسب خلال أشهر الشتاء.
على عكس ما يحدث عندما يصاب البشر بالسمنة ، يمكن للسبات لاحقًا بسهولة التخلص من الوزن الزائد ، وتعكس أجسامهم تلقائيًا مقاومة الأنسولين. أيضًا ، على عكس البشر المصابين بالسمنة ، لا تصاب الثدييات في فترة السبات بارتفاع ضغط الدم أو التهاب منخفض الدرجة ، وكلاهما يمكن أن يؤدي إلى مزيد من المخاوف الصحية.
لهذه الأسباب ، يعتقد فيريس وجريج أن بعض الآليات الجينية المشاركة في تنظيم السبات قد تلعب أيضًا دورًا في السيطرة على السمنة.
البحث عن أسرار الحمض النووي غير المشفر
يوضح جريج ، الأستاذ المساعد في قسم علم الأعصاب والتشريح بجامعة يوتا: "لقد طور السباتون قدرة مذهلة على التحكم في عملية التمثيل الغذائي لديهم".
ويضيف: "يشكل التمثيل الغذائي مخاطر للعديد من الأمراض المختلفة ، بما في ذلك السمنة ومرض السكري من النوع 2 والسرطان ومرض الزهايمر". "نعتقد أن فهم أجزاء الجينوم المرتبطة بالسبات سيساعدنا على تعلم التحكم في مخاطر بعض هذه الأمراض الرئيسية."
يقول جريج: "المفاجأة الكبيرة من دراستنا الجديدة هي أن هذه الأجزاء المهمة من الجينوم كانت مخبأة عنا في 98٪ من الجينوم الذي لا يحتوي على جينات - اعتدنا أن نطلق عليه" الحمض النووي غير المرغوب فيه ".
من أجل دراستهم الجديدة ، قام جريج وفريس بتحليل جينومات أربعة أنواع من الثدييات في فترة السبات: السنجاب الأرضي ذو الثلاثة عشر خطًا ، والخفاش البني الصغير ، والليمور الرمادي ، والقنفذ الأصغر.
عند مقارنة جينومات هذه الأنواع ، وجد الباحثون أنها طورت جميعها - على أساس مستقل - سلسلة من أقسام الحمض النووي القصيرة تسمى "المناطق المتسارعة المتوازية".
توجد المناطق المتسارعة أيضًا في البشر ، على الرغم من أن العلماء لا يفهمون سوى القليل جدًا عنها. ما يعرفه الباحثون حتى الآن هو أن المناطق المتسارعة تتميز بالحمض النووي غير المشفر ، وأنها لم تتغير كثيرًا مع تطور الثدييات عبر العصور.
باستثناء البشر ، أي الذين بدأوا فجأة يتغيرون ويتحولون في الوقت الذي انفصلنا فيه عن "أبناء عمومتنا" الرئيسيين.
بعد تحليل البيانات بشكل أكبر ، لاحظ الباحثون أن المناطق المتسارعة الموازية تظهر قريبة من الجينات المرتبطة بالسمنة لدى البشر.
لتأكيد الارتباط بين المناطق المتسارعة والجينات التي تلعب دورًا في السيطرة على السمنة ، قام جريج وفريس بعد ذلك بتحليل مجموعة محددة جدًا من الجينات: تلك التي تحرك متلازمة برادر ويلي ، وهي حالة وراثية نادرة في البشر.
من بين الأعراض الأخرى ، تتميز هذه الحالة بالشهية المفرطة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى زيادة الوزن غير الصحية والسمنة.
عند النظر إلى الجينات المرتبطة بمتلازمة برادر ويلي ، وجد الباحثون أن هذه الجينات مرتبطة بمناطق أكثر تسارعًا في حالة السبات عند مقارنتها بالجينات التي لم تلعب دورًا في هذه الحالة الوراثية.
"إرساء أسس لبحث جديد"
بعد هذه النتائج ، يقترح جريج وفريس الآن أن الحيوانات التي تعيش في فترة السبات ربما تكون قد طورت آليات تسمح لها تلقائيًا "بإيقاف" نشاط جينات معينة مرتبطة بالسمنة. هذا ليس هو الحال بالنسبة للثدييات غير السبات.
حدد الباحثون أيضًا ما يصل إلى 364 عنصرًا وراثيًا قد تساعد في تنظيم السبات والسيطرة على السمنة.
يقول فيريس: "تُظهر نتائجنا أن المناطق المتسارعة في السبات يتم إثراءها بالقرب من الجينات المرتبطة بالسمنة في دراسات لمئات الآلاف من الأشخاص ، وكذلك بالقرب من الجينات المرتبطة بأحد أشكال متلازمة السمنة".
ويضيف: "لذلك ، من خلال جمع البيانات من البشر والحيوانات السباتية ، تمكنا من الكشف عن المفاتيح التنظيمية الرئيسية المرشحة في الجينوم للتحكم في السمنة لدى الثدييات".
باستخدام تقنية متخصصة لتحرير الجينات ، يقوم الباحثون حاليًا باختبار دور هذه العناصر الجينية البالغ عددها 364 في نماذج الفئران. يأملون أن تساعدهم النتائج التي توصلوا إليها في نهاية المطاف في إيجاد طريقة للسيطرة ليس فقط على السمنة ، ولكن أيضًا على الحالات الأخرى المتعلقة بآليات التمثيل الغذائي.
"نظرًا لأن السمنة والتمثيل الغذائي يشكلان مخاطر للعديد من الأمراض المختلفة ، فإن اكتشاف هذه الأجزاء من الجينوم هو حقًا رؤية مثيرة تضع الأسس للعديد من الاتجاهات البحثية الجديدة المهمة. لدينا مشاريع جديدة ناشئة عن الشيخوخة والخرف ومتلازمة التمثيل الغذائي ".
كريستوفر جريج