تم اكتشاف العملية الخلوية الرئيسية الكامنة وراء الشيخوخة

اتخذ علماء من كلية الطب بجامعة فاندربيلت في الولايات المتحدة خطوة نحو حل اللغز الرئيسي في علم الأحياء – لماذا نتقدم في السن. وبدراسة الخلايا الدودية، اكتشفوا أنه مع تقدم عمر الخلايا، تحدث عملية إعادة هيكلة واسعة النطاق لواحدة من الهياكل الرئيسية – الشبكة الإندوبلازمية (ER). وكتب أن هذه العملية يمكن أن تصبح هدفًا للأدوية المستقبلية للأمراض المرتبطة بالعمر تنبيه العلوم.

ما هي الشبكة الإندوبلازمية

تخيل مصنعًا: لكي يعمل بكفاءة، لا يكفي أن يكون لديك آلات – بل يجب ترتيبها بشكل صحيح. في الخلية، تلعب الشبكة الإندوبلازمية دور “خط الإنتاج” وفي نفس الوقت شبكة النقل. نظام الغشاء المعقد مسؤول عن تخليق البروتينات وتراكم الدهون وتوصيل المواد إلى حيث تكون هناك حاجة إليها.

يتكون EPR من قسمين رئيسيين:

• EPR الخام – هذا هو المكان الذي يتم فيه إنتاج البروتينات وطيها.

• EPR السلس – حيث يتم تصنيع وتخزين الدهون.

ما رأى الباحثون

ولفترة طويلة، لم يعرف العلماء كيف يتغير هيكل هذا “المصنع” عندما تتقدم الخلية في العمر. قام الفريق، بقيادة عالم الأحياء كريس بيركويتز، بمراقبة الديدان الخيطية الحية من نوع C. elegans، وهي ديدان شفافة مثالية لدراسة الشيخوخة لأنها تعيش بضعة أسابيع فقط.

وباستخدام مجاهر قوية، قارن العلماء بين الديدان الصغيرة والكبيرة. وكانت النتيجة غير متوقعة: مع تقدم العمر، تنخفض كمية ER الخام في الخلايا بشكل حاد، في حين تبقى ER السلس دون تغيير تقريبًا.

“في السابق، نظر الجميع إلى كيفية تغير عدد جزيئات معينة. نظرنا إلى بنية الخلية. وتبين أنه مع التقدم في السن، لا تفقد الخلية وظائفها فحسب، بل إنها تعيد ترتيب تخطيطها الداخلي بشكل فعال،” كما يشرح بيركويتز.

ما علاقة الالتهام الذاتي بالأمر؟

لقد ربط العلماء عملية إعادة الهيكلة بآلية تسمى إير فاجى (نوع من الالتهام الذاتي). الالتهام الذاتي هو نظام لتنظيف وإعادة تدوير النفايات داخل الخلية. في ER phagy، تقوم الخلية بشكل انتقائي بتدمير الأجزاء التالفة أو الزائدة من الشبكة الإندوبلازمية.

وهذا عادة ما يعتبر حماية: فالخلية تزيل ما انكسر حتى لا تضر نفسها. لكن الأبحاث الجديدة أظهرت أنه في الكائنات الحية التي تتقدم في السن، تخرج هذه العملية عن نطاق السيطرة أو تغير اتجاهها، مما يعيد تشكيل بنية الشبكة الإندوبلازمية بشكل جذري.

إن غرفة الطوارئ ليست مجرد كيس من الإنزيمات. شكله المنحني بمثابة سقالة للسيتوبلازم ويساعد على تنظيم عمل العضيات الأخرى. عندما يتم تدمير بنية ER، تفقد الخلية القدرة على طي البروتينات بشكل صحيح والتحكم في استقلاب الدهون. هذه الإخفاقات هي التي تؤدي إلى مشاكل “الشيخوخة” النموذجية: ضعف العضلات واضطرابات التمثيل الغذائي والأمراض المزمنة.

يؤكد بيركويتز أن التغيرات في الشبكة الإندوبلازمية تحدث في مرحلة مبكرة جدًا من عملية الشيخوخة. وهذا يعني أنها قد تكون السبب الجذري، وليس النتيجة، للأمراض المرتبطة بالعمر.

ويخلص العالم إلى القول: “إذا فهمنا لماذا وكيف تعيد الخلية ترتيب ER الخاصة بها، فيمكننا التدخل في هذه العملية. وربما نتعلم الحفاظ على بنية الشبكة شابة، وبالتالي تأخير الشيخوخة والمرض”.