الروائح المنبعثة من جوانب الطرق المزدحمة وخزائن اللحم المكسورة ومشاهد الجريمة المروعة ؛ انها رائحة نتنة من اللحم المتعفن. تشير الأبحاث الجديدة إلى أن المركب الكيميائي على الرغم من رائحته الفاسدة ، قد يخدم غرضًا مهمًا في جسم الإنسان الحي.
وفقًا لدراسة جديدة نُشرت على الإنترنت في 30 كانون الثاني / يناير في مجلة Cell Metabolism ، يُعرف المركب ، المعروف باسم putrescine ، بقلب في بعض الخلايا المناعية يساعدها في التهام الأنسجة الميتة في الجسم. وهذا بدوره يمكن أن يساعد الجسم على درء أمراض القلب.
درس الباحثون كلا من الخلايا البشرية والفأرة ، وكذلك الفئران الحية ، للكشف عن كيفية عمل هذه الخلايا المناعية التي تحطم الجثث ، وتسمى بالبلاعم ، واللفرازين من البقايا المهضومة التي تدور في بطونها.
إذا كان إمدادها من البوتريسين قصيرًا ، فإن البلاعم تكافح لاستهلاك خلايا إضافية ، تاركة الجثث تتراكم وتتحلل وتضرب المواد الضارة في الجسم. يمكن أن تؤدي الأنسجة الميتة التي تتسرب من المواد السامة إلى الالتهاب وتساهم في الأمراض ، بما في ذلك تصلب الشرايين ، حيث تتراكم اللويحات الدهنية في الشرايين ويمكن أن تنفجر ، مما يؤدي إلى نوبات قلبية أو سكتة دماغية.
هذه الخلايا "النخرية" المتسربة هي "بالفعل سمة مميزة لما يميز الآفات التصلبية الحميدة نسبياً عن تلك التي تسبب المرض ،" المؤلف الكبير الدكتور إيرا تاباس ، أستاذ علم الأمراض وبيولوجيا الخلية في كلية الأطباء والجراحين في جامعة كولومبيا فاجيلوس ، قال لـ Live Science. وأضاف تاباس أن بيتريسين هو مجرد عضو واحد في فريق التدبير المنزلي في الجسم ، لكن فهم دوره في التنظيف الخلوي يمكن أن يساعد يومًا ما الأطباء في علاج تصلب الشرايين والعديد من الأمراض الأخرى ، مثل أمراض المناعة الذاتية والسرطان.
وقال "إن قدرة البلاعم على أكل خلايا ميتة متعددة لكل منها أهمية بالغة لتجنب هذه المشاكل". تُقدر المليارات ، "إن لم يكن تريليونات" ، من الخلايا في أجسامنا يوميًا ، مما يجعل تنظيف الجثث عنصرًا بالغ الأهمية في صحتنا اليومية. وقال طابس "أساس هذه الدراسة هو معرفة ما يحدث بعد تناول أول زنزانة ميتة."
بوفيه من الجثث
عملية إزالة الخلايا الميتة من الجسم تسمى efferocytosis ، وهو مصطلح مشتق من العبارة اللاتينية "للحمل إلى القبر" ، وفقًا لبيان يصف الدراسة الجديدة. تتفوق البلاعم في ابتلاع وهضم الجثث الخلوية. تساعد الخلايا الأخرى على إزالة الأنسجة الميتة والمريضة عند الضرورة ، لكن البلعمات تجعل حياتها تلتهم الحطام الخلوي.
قال الدكتور نيكولاس ليبر ، أستاذ جراحة الأوعية الدموية في كلية الطب بجامعة ستانفورد ، والذي لم يشارك في الدراسة ، إن على البلاعم الفردية في كثير من الأحيان أن يزيل عشرات الخلايا ، إن لم يكن أكثر ، للحفاظ على عمل كثرة الكريات الحلقية بسلاسة. لكن لا أحد يعرف كيف يمكن للبلعم الواحد أن يتحمل عبء العمل. قال "لقد كان دائما لغزا".
قال ليبر لـ Live Science إن الكشف عن هذا اللغز قد يكون حاسمًا في علاج الأشخاص المصابين بتصلب الشرايين. تشير الدلائل إلى أن كثرة الكريات الحمراء تصبح معيبة في الشرايين المريضة ، مما يجعل لويحات التركيب تصبح غير مستقرة وتسرب ، وفقًا لمراجعة عام 2017 في دورية Circulation. بمجرد تمزق اللويحات ، تنفجر البروتينات المحجوزة داخل الهيكل وتنبه إلى وجود جيش من الصفائح الدموية لتتجمع في الموقع. وقال تاباس إن الصفائح الدموية ترى أن التمزق هو جرح يحتاج إلى التجلط ، ولكن في الواقع ، تؤدي الصفائح الدموية نفسها إلى انسداد الشريان ، مما يؤدي إلى السكتة الدماغية والنوبات القلبية أو السكتة القلبية المفاجئة.
وأشار تاباس إلى أن "قابس الصفائح الدموية هو ما نقوم به." يمكن لاستعادة الكريات الحمراء إلى مستويات صحية أن تمنع نظريًا موت الأنسجة وتمزق اللويحات ، ولكن يجب على العلماء أولاً أن يفهموا كيف تستهلك البلاعم الكاملة الوظائف العديد من الخلايا.
لذلك قام تاباس وزملاؤه بترتيب حفل عشاء للبلاعم البشرية ، مع بوفيه من الخلايا الميتة.
للاستيلاء على وجبة ، تستخدم البلاعم بروتينًا يسمى Rac1 لبناء خيوط سلكية تمتد من جسم الخلية. تلتصق الخيوط على الجثث الخلوية وتدفعها إلى البلاعم ، حيث تنقسم الخلايا المتوفاة إلى الأجزاء المكونة لها. أثناء تناول هذه الوجبة الخفيفة ، تهضم البلاعم أيضًا بعض بروتينات Rac1 الخاصة بها. وجد الفريق أن Rac1 المتبقية يجب إعادة تنشيطها قبل أن تتمكن البلعم من تناول وجبة أخرى ، ولكن أولاً ، تتطلب الخلية شيئًا لإثارة شهيتها.
اتضح أن الوجبة الأولى التي تلتهمها البلاعم تساعد على تحفيز الخلية على تناول المزيد والمزيد. يتم تقسيم البروتينات في الخلايا الميتة إلى أحماض أمينية فردية ، بما في ذلك واحد يسمى أرجينين. يأخذ الإنزيم مادة الأرجينين ويحولها إلى جزيء يسمى أورنيثين ثم يمرر هذا المنتج إلى إنزيم ثانٍ. يتحول Ornithine إلى مادة بوتريسين ، والتي بدورها تطلق رد فعل متسلسل يدفع أي Rac1 متبقي إلى الانزلاق إلى زيادة السرعة وبناء خيوط أكثر كفاءة من ذي قبل. تمكن Rac1 المتصاعدة البلعم من ملاحقة المزيد من الطعام.
تسخير البلاعم الجائعة
حاول الفريق منع إنتاج بوتريسين في كل من البلاعم البشرية والفأر ووجد أن الخلايا لم تعد قادرة على تناول وجبات متعددة في جلسة واحدة. تساءل الباحثون عن الكيفية التي قد تساهم بها مستويات بوتريسين المنخفضة في تصلب الشرايين. في نموذج الفأر للمرض ، وجد الفريق أن الحيوانات ذات الأعراض المتقدمة تفتقر إلى مكون رئيسي في خط إنتاج بوتريسين: الإنزيم الذي يحول الأرجينين إلى أورنيثين ، والمعروف باسم أرجيناز -1.
في محاولة لعلاج الحيوانات ، أضاف الفريق جرعات منخفضة من بوتريسين مباشرة إلى مياه الشرب للحيوانات. (عند إذابتها وإيصالها بجرعات منخفضة ، لم يعد المركب شديد الرائحة ينتن رائحة كريهة.) بعد العلاج ، بدت البلاعم الفأرية تستهلك الخلايا بشكل أكثر كفاءة ، وبدأت لويحات الحيوانات في التقلص.
لربط النقاط من الفئران بالبشر ، أخذ الفريق أيضًا عينات من البلاعم من الأشخاص الذين يعانون من تصلب الشرايين المبكر والمتقدم ولاحظ نمطًا مشابهًا: تم تجهيز البلاعم من المصابين بمرض أكثر تقدمًا بأرجيناز -1 أقل. بالنظر إلى أن تكوين بوتريسين يعمل بشكل مشابه جدًا في الفئران والبشر ، نظريًا ، فإن العلاجات التي تتلاعب بهذا التكوين يمكن أن تعالج تصلب الشرايين.
قال تاباس: "لن أدفع بوتريسين كعلاج" على وجه التحديد ، ولكن يمكن تطوير علاجات أخرى لتعزيز كثرة الكريات الحلقية بطرق أخرى. وقال إنه عند الجرعات العالية ، يمكن أن يكون بوتريسين سامًا للناس والحيوانات ويسبب ضائقة في الجهاز الهضمي. وقال تاباس إن النقطة الرئيسية هي أن كثرة الكريات الحلقية ، عندما تتكشف بشكل صحيح ، تساعد في الحفاظ على صحة الإنسان وتمنع المرض.
وقال الدكتور إيرا غولدبرغ ، مدير قسم الغدد الصماء والسكري والتمثيل الغذائي في جامعة نيويورك لانجون للصحة ، قد يكون من الممكن أن "يمكن للمرء أن يقود تحويل الخلايا إلى وضع من شأنه أن يؤدي إلى زيادة عدد الخلايا الكهربية وإصلاح الشرايين التالفة". العلم في بريد إلكتروني. قال غولدبيرغ ، الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة ، "الأهم من ذلك ، أن هذه العملية من المرجح أن تكون مشابهة لتلك التي تحدث في حالات أخرى من موت الخلية".
على سبيل المثال ، تشير الأبحاث إلى أن كثرة الكريات الحلقية تفسد في أمراض المناعة الذاتية مثل الذئبة ، حيث تتراكم الخلايا الميتة في العقد الليمفاوية وتعطل وظيفة الخلايا المناعية. تتجنب الخلايا السرطانية أن تأكلها البلاعم عن طريق إرسال ما يسمى إشارات "لا تأكلني" ، لذا فإن تعزيز كثرة الخلايا في مواقع الأورام يمكن أن يكون بمثابة شكل مستهدف من علاج السرطان. وقال ليبر إنه على الرغم من ذلك ، فإن البصيرة في كثرة الكريات الحمراء يمكن أن تمثل "تقدمًا كبيرًا" في علاج أمراض القلب.
وقال ليبر "أهمية المسار المرتبط بأمراض القلب والأوعية الدموية لا يمكن المبالغة فيها ... جميع البالغين في العالم الغربي يعانون من نوع من تصلب الشرايين". وقال إن الأوبئة يمكن أن تبدأ في التطور في وقت مبكر من سن المراهقة. طور ليبر نفسه مؤخرًا دواءً يساعد البلاعم على التعرف على الخلايا الميتة وتناولها في الفئران المصابة بتصلب الشرايين. مع استمرار العلماء في الكشف عن التفاعلات الكيميائية المختلفة التي ينطوي عليها efferocytosis ، يمكن لمطوري الأدوية تعلم تعزيز العملية من خلال العلاجات المختلفة.
وقال ليبر إن خط البحث يمكن أن يؤدي في يوم من الأيام إلى علاجات لمعالجة "العديد من أهم القتلة في العالم".
