اكتشف العلماء أن التمارين تسبب تمزقات مجهرية في العضلات، ولذلك، بعد تمرين صارم، تتجه مراكز التحكم في خلايا العضلات، المسماة النوى، نحو هذه الإصابات الصغيرة لتساعد في ترميمها.
وفي الدراسة الجديدة التي نُشرت في 14 أكتوبر في مجلة Science، كشف الباحثون عن آلية إصلاح لم تكن معروفة من قبل تبدأ بعد الركض على جهاز المشي. وتُظهر الصور المذهلة كيف، بعد فترة وجيزة من انتهاء التمرين، تتجه النوى نحو التمزقات في ألياف العضلات وتصدر أوامر ببناء بروتينات جديدة، من أجل سد الجروح.
ومن المحتمل أن تتكشف هذه العملية نفسها في الخلايا في الساعات التي تلي عودتك إلى المنزل من صالة الألعاب الرياضية.
وكتبت مؤلفتا الدراسة، الدكتورة إليزابيث ماكنالي والدكتورة أليكسيس ديمونبرون، من كلية الطب بجامعة نورث وسترن فاينبرغ، في تعليق نُشر أيضا في مجلة Science أن "النوى تحركت نحو موقع الإصابة في غضون 5 ساعات من حدوثها. وخلال 24 ساعة فقط من الإصابة، كانت عملية الإصلاح شبه مكتملة".
وتتكون عضلات الهيكل العظمي، التي تتيح الحركات الإرادية مثل المشي، من العديد من الخلايا الأنبوبية الرفيعة، وتسمى هذه الخلايا أيضا "ألياف العضلات" بسبب مظهرها الشبيه بالخيوط. ويمكن أن تحتوي عضلة واحدة على مئات الآلاف من ألياف العضلات، وفقا للمعهد الوطني للسرطان.
وتحتوي كل ليف على وحدات من آلات مقلصة، تعرف باسم ساركوميرات، تتقلص وتطول أثناء التمرين.
Stunning images show how muscles heal themselves after a workout: Nuclei (purple) in a muscle cell migrate toward the site of an injury to help repair the tear. (Image credit: William Roman)https://t.co/Wm4iUy9gA4
— Roland Baker (@RolandBakerIII) October 16, 2021
ويمكن أن يتسبب الانقباض اللامركزي، حيث يتم إطالة عضلاتك بالقوة أثناء انقباضها، في التمدد المفرط لهذه الساركوميرات. وعندما تتمدد الساركوميرات بشكل مفرط أثناء التمرين اللامركزي، يمكنها سحب الغشاء المحيط بها، مسببة ضررا، وفقا لمراجعة نُشرت عام 2001.
وفي هذه الحالات، تعتمد الخلايا العضلية على طاقم حفر خلوي ماهر للمساعدة في إصلاحها. وأظهرت الدراسات السابقة أنه، بعد ثوان من حدوث إصابة ناجمة عن التمرين، تشكل البروتينات المختلفة "غطاء" فوق المنطقة التالفة من الغشاء، والميتوكوندريا القريبة، أو ما يسمى بوحدات الخلية القوية، تساعد على امتصاص أي فائض من الكالسيوم الذي دخل الخلية من خلال التمزق، حيث يجب مراقبة كمية الكالسيوم في خلايا العضلات حتى تعمل بشكل صحيح.
والآن، تقترح الدراسة الجديدة أن نوى الخلايا العضلية تندفع للمساعدة أيضا.
ووضع الباحثون الفئران البالغة على جهاز مشي مائل لأسفل ثم أخذوا عينات من ألياف العضلات من الحيوانات بعد جلسات الركض.
وبالإضافة إلى ذلك، طلبوا من 15 متطوعا بشريا سليما الركض على جهاز مشي، ثم أخذ عينة من ألياف العضلات من العضلة المتسعة الوحشية، وهي الجزء الأكبر والأكثر قوة من العضلة رباعية الرؤوس من عضلات الفخذ.
ووجدوا أنه في كل من ألياف عضلات الفأر وألياف العضلات البشرية، تراكمت البروتينات حول التمزقات في الألياف وشكلت "ندوبا" في غضون 5 ساعات بعد التمرين.
وفي ألياف العضلات التي تم أخذ عينات منها بعد 24 ساعة من التمرين، سحبت مجموعات من النوى بالقرب من التمزقات، بينما ظهرت النوى بعيدا في العينات التي استغرقت 5 ساعات. ولمعرفة بالضبط كيف هاجرت النوى نحو مواقع الإصابة، قام الفريق بتنمية خلايا عضلات الفأر في أطباق المختبر وزرعها بالليزر لتقليد الإصابات الناجمة عن التمارين الرياضية.
وفي الخلايا المزروعة في المختبر، تجمعت النوى حول إصابات الليزر في غضون 5 ساعات وسرعان ما ظهرت "نقاط ساخنة" لبناء البروتين في مكان قريب. وعلى وجه التحديد، تبع هجرة النوى انفجار مفاجئ لجزيئات الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA)، وهو نوع من كتيبات التعليمات الوراثية المبنية في النواة، تنسخ mRNA بشكل أساسي المخططات المشفرة في الحمض النووي وتنقلها إلى الخلية، حيث يمكن بناء بروتينات جديدة.
وتساعد البروتينات المبنية حديثا على سد وإعادة بناء خلايا العضلات المصابة.
وفي المستقبل، يمكن ابتكار علاجات طبية لاستهداف المسارات الجزيئية التي تسمح للنوى بالانتقال والبدء في عملية الإصلاح هذه.
المصدر: لايف ساينس
