نوشته پساخ بنسون • ۲۶ اوت ۲۰۲۶
اورشلیم، ۲۶ اوت ۲۰۲۶ (TPS-IL) — دانشمندان اسرائیلی دریافتهاند ژنی که مدتهاست به دلیل نقش خود در شکلدهی مغز قبل از تولد شناخته شده است، در بزرگسالی بهعنوان تنظیمکننده مرکزی استرس و متابولیسم عمل میکند.
این یافتهها میتواند در تحقیقات آینده در مورد اختلالاتی که استرس و متابولیسم در آنها با هم تلاقی میکنند، از جمله اضطراب، افسردگی، چاقی، دیابت و اختلال عملکرد تیروئید، راهگشا باشد.
این مطالعه که توسط مؤسسه علوم وایزمن انجام شده است، ژنی به نام Orthopedia یا Otp را بهعنوان پیوندی بین سیستمهای بیولوژیکی که اغلب در طول استرس بهطور همزمان تجربه میشوند، شناسایی میکند. Otp به تنظیم رشد مغز قبل از تولد کمک میکند و فعالیت سلولهای دخیل در سیستمهای استرس و هورمونی بدن را کنترل میکند. در حالی که تحقیقات پیشین نقش آن را در رشد مغز تثبیت کرده بودند، عملکرد آن در مغز بزرگسالان تا حد زیادی ناشناخته مانده بود.
مؤسسه علوم وایزمن در شهر اسرائیلی رحووت در تاریخ ۹ سپتامبر ۲۰۲۳. عکس از یوسی زیلیگر/TPS-IL
یافتههای جدید نشان میدهند که Otp صرفاً مغز را نمیسازد و سپس خاموش نمیشود.
پروفسور گیل لوویتز، عضو دپارتمان زیستشناسی سلولی مولکولی وایزمن که تیمش این مطالعه را با آزمایشگاه پروفسور آلون چن انجام داد، گفت: «ما دریافتیم که همان برنامه ژنتیکی که سیمکشی مغز را در طول رشد جنینی شکل میدهد، همچنان نقش مرکزی در تنظیم پاسخ استرس و تعادل انرژی موجود زنده در طول عمر او ایفا میکند.»
محققان بر هیپوتالاموس، ناحیهای کوچک از مغز که گرسنگی، خواب، تولید مثل، استرس و متابولیسم را از طریق پیامرسانهای شیمیایی که بهعنوان هورمون یا نوروپپتید عمل میکنند، تنظیم میکند، تمرکز کردند. لوویتز گفت: «ما تمایل داریم وقتی بر اندامهای بدن تأثیر میگذارند، آنها را هورمون و وقتی بر مغز عمل میکنند، نوروپپتید بنامیم، اما در هر دو مورد، مولکول یکسانی است.»
حذف Otp از جنین موش کشنده است. بیش از یک دهه پیش، تیم لوویتز در ماهی گورخری دریافت که اختلال در Otp در طول رشد میتواند پاسخهای استرس را در بزرگسالی مختل کند و پروتئین Otp را در مغز ماهیهای بالغ تشخیص داد و این پرسش را مطرح کرد که آیا این ژن در اواخر عمر فعال باقی میماند یا خیر.
برای پاسخ به این پرسش، محققان Otp را در جمعیتهای سلولی خاصی از موشهای بالغ خاموش کردند، بدون اینکه بر رشد قبلی مغز تأثیر بگذارند.
فراتر از رشد مغز
هنگامی که Otp مختل شد، سیستمهای استرس موشها بیشفعال شدند و کورتیزول و سایر هورمونهای استرس را بیش از حد آزاد کردند. علاوه بر این، حیوانات رفتار افسردگیمانند، از جمله انزوا و کاهش توانایی مقابله با چالشها را نشان دادند. متابولیسم آنها نیز مختل شد: سطح هورمون تیروئید کاهش یافت، دمای بدن افت کرد و کلسترول افزایش یافت. اگرچه موشها بهطور عادی غذا میخوردند و وزن بدنشان تقریباً با گروههای کنترل یکسان بود، اما چربی بدن بیشتری انباشته کردند و به سیگنالهای گرسنگی کمتر پاسخگو شدند.
دکتر یاِل کوپرمن، نویسنده همکار این مطالعه، گفت: «ما دریافتیم که Otp مانند یک مرکز کنترل مرکزی در مغز بزرگسال عمل میکند. این ژن در سلولهای مرتبط با استرس و در سلولهایی که سیستم تیروئید را کنترل میکنند، که بر متابولیسم در سراسر بدن تأثیر میگذارد، عمل میکند.»
به جای کنترل یک مسیر واحد، Otp به نظر میرسد سیگنالها را از سیستمهای مختلف ادغام کرده و به حفظ تعادل آنها کمک میکند. در سطح سلولی، این ژن در هسته سلول عمل کرده و سیگنالهای دریافتی را به تغییراتی در فعالیت ژنی در گروههای مختلف سلولهای هیپوتالاموس ترجمه میکند، از جمله جمعیتهایی با نقشهای متضاد در تنظیم گرسنگی و مصرف انرژی.
این یافتهها برنامهای را نشان میدهند که زمانی معماری مغز را ساخته است و بعداً برای مدیریت تقاضاهای در حال تغییر بدن مورد استفاده مجدد قرار میگیرد. لوویتز گفت: «مولکولی که زمانی صرفاً یک تنظیمکننده رشدی تلقی میشد، اکنون مشخص شده است که یک تنظیمکننده اصلی تعادل فیزیولوژیکی در طول زندگی است. این فقط ساختن سیستم نیست، بلکه آن را در حال اجرا نگه میدارد.»
این تحقیق میتواند راههای جدیدی را برای مطالعه اختلالات مرتبط با استرس و متابولیسم باز کند و اینکه آیا برخی از اختلالات ریشه در اوایل رشد دارند یا نشاندهنده شکست در تنظیم بزرگسالی هستند.
لوویتز تأکید کرد که در انسانها، اختلالات روانی و متابولیکی میتوانند همپوشانی داشته باشند؛ افسردگی یا اضطراب گاهی با سطوح پایین هورمون تیروئید همراه است که میتواند بر کلسترول و قند خون نیز تأثیر بگذارد. با این حال، این مطالعه بر روی موشها انجام شده است و ثابت نمیکند که Otp باعث این شرایط در انسانها میشود.
این مطالعه در مجله علمی معتبر Endocrinology منتشر شده است.