دراسة طبية حديثة.. لهذا السبب فإن انخفاض الأكسجين يضرّ بالدماغ

نشر موقع “medicalxpress” المتخصص بالابحاث العلمية، تقريراً طبياً يتحدث عن دراسة حديثة تبين سبب الضرر الذي يلحق بالدماغ إن تعرض الجسم لنقص في الأكسجين.

وجاء في الدراسة الجديدة المنشورة من قبل فريق من الباحثين في كلية الطب بجامعة كيس ويسترن ريزيرف، والتي ترجمها موقع “صوت بيروت إنترناشونال” أن خلل خلايا الدماغ المتمثل في انخفاض الأكسجين ناتج عن نفس نظام الاستجابة الذي من المفترض أن يكون وقائياً.

وقال الباحث الرئيسي في الدراسة بول تيسار ، وهو أستاذ في قسم علم الوراثة وعلوم الجينوم في كلية كيس ويسترن ريزيرف للطب والدكتور دونالد وروث ويبر غودمان أستاذ العلاجات المبتكرة:” هؤلاء المستجيبون للبروتين الأقوياء يحمون خلايا الدماغ في البداية من انخفاض الأكسجين كما هو متوقع ، لكننا نجد أن نشاطهم المطول يؤدي إلى أضرار جانبية غير مقصودة تضعف في نهاية المطاف وظيفة خلايا الدماغ”.

إن تحديد آلية تلف خلايا الدماغ في ظروف الأكسجين المنخفضة يوفر فرصة لتطوير علاجات فعالة ، بما في ذلك فئة من الأدوية التي تمت دراستها في أبحاثهم والتي يمكن أن تفيد المناهج السريرية المستقبلية للعديد من الأمراض العصبية الناجمة عن انخفاض الأكسجين. يوضح العمل أيضاً كيف أن الاستجابة لانخفاض الأكسجين تسبب المرض في الأنسجة الأخرى خارج الدماغ.

في الغلاف الجوي المؤكسج ، كان من الممكن حدوث انفجارفي خلق الخلايا المتعددة ، حيث يمكن استخدام الأكسجين لإنتاج الطاقة اللازمة لدعم وظائف الحياة المعقدة. بالنظر إلى متطلبات الأكسجين للحياة ، طورت جميع الكائنات الحية تقريباً آلية للاستجابة السريعة للأكسجين المنخفض-وهي حالة تسمى نقص الأكسجين. تم منح جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب في عام 2019 لاكتشافات حول كيفية شعور الخلايا في جسمنا بمستويات الأكسجين المنخفضة والاستجابة للبقاء على قيد الحياة.

في صميم هذه الاستجابة القديمة توجد بروتينات تسمى عوامل نقص الأكسجة المحرضة (HIFs) ، والتي توجه الخلية لتقليل استهلاك الأكسجين وتعظيم وصولها إلى الأكسجين. وبهذه الطريقة ، يمكن اعتبار HIFs أبطالاً شجعان يحاولون حماية الخلايا وإنعاشها في الاستجابة الفورية لانخفاض الأكسجين.

نقص الأكسجين لفترات طويلة يسبب خلل في العديد من الأنسجة. على وجه الخصوص ، تضعف الخلايا الجذعية في الدماغ بسبب نقص الأكسجين في العديد من الأمراض ، بما في ذلك السكتة الدماغية والشلل الدماغي المرتبط بالولادة المبكرة ومتلازمات الضائقة التنفسية والتصلب المتعدد والخرف الوعائي. حتى الضرر العصبي الكبير الناجم عن COVID-19 يعزى إلى نقص الأكسجين.

حتى الآن، مازالت الأسباب الدقيقة لخلل الخلايا بسبب انخفاض الأكسجين غير معروفة.
في هذه الدراسة ، طور الباحثون نهجاً جديداً لدراسة كيفية عمل بروتينات المستجيب لنقص الأكسجين عن كثب. من خلال مقارنة كيفية عملها في الخلايا الجذعية في الدماغ مع الأنسجة الأخرى ، مثل القلب والجلد ، أكد العلماء أن البروتينات المستجيبة لنقص الأكسجين تؤدي وظيفة مفيدة لتعزيز بقاء الخلايا في الأكسجين المنخفض في جميع الأنسجة. ومع ذلك ، فإن هذه البروتينات المستجيبة لنقص الأكسجة نفسها لها جانب مظلم غير مقدر سابقاً ، لأنها أصبحت تقوم بعمليات أخرى خارج الاستجابة المفيدة الأساسية.

ثم أثبت الفريق أن هذه الاستجابة الإضافية-وغير المعروفة سابقاً – هي ما يضعف وظيفة الخلايا الجذعية في الدماغ. هذا يشير إلى أنه في حين تطورت بروتينات المستجيب لنقص الأكسجين لتعزيز بقاء الخلية في جميع أنسجة الجسم في ظروف منخفضة الأكسجين ، فإن آثارها القوية يمكن أن يكون لها أيضاً عواقب غير مقصودة لتعطيل وظيفة الخلية.
اختبر المؤلفون الآلاف من الأدوية لمحاولة استعادة وظيفة الخلايا الجذعية الدماغية للتغلب على الآثار الضارة لبروتينات المستجيب لنقص الأكسجين. اكتشفوا مجموعة من الأدوية التي تتغلب على الاستجابة المسببة للضرر على وجه التحديد ، مع ترك الاستجابة المفيدة سليمة.
وقال المؤلف الأول كيفن ألان ، وهو طالب دراسات عليا في برنامج كايس ويسترن لتدريب العلماء الطبيين:” أحد السبل المثيرة التي تنبع من هذا العمل هو تحديد الأدوية التي تستهدف على وجه التحديد الجانب المدمر من استجابة نقص الأكسجين مع تجنب الجانب المفيد”. “هذا يوفر منظوراً جديداً لمكافحة تلف الأنسجة بسبب نقص الأكسجين.”
وقال تيسار:” من غير المعروف بعد ، ما إذا كان الجانب المدمر من استجابة نقص الأكسجة هو فقط تأثير مرضي غير مقصود أو يحتمل أن يكون عملية طبيعية، لم يتم اكتشافها من قبل. “يفتح عملنا الباب أمام طريقة جديدة للتفكير في كيفية استجابة الخلايا للأكسجين المنخفض في الصحة والمرض.”