دانشمندان مکانیسمی را توصیف کرده‌اند که از مفاصل در طول فعالیت بدنی محافظت می‌کند

به گزارش مجله خبری نگار، فعالیت بدنی متوسط ​​​​ممکن است با تغییر سیگنال‌های مولکولی که سلول‌ها به یکدیگر منتقل می‌کنند، به محافظت از غضروف مفصلی کمک کند. دانشمندان در سیستم تحقیقاتی ماساچوست جنرال بریگام کشف کردند که ورزش، محتویات وزیکول‌های خارج سلولی - ذرات کوچکی که قادر به انتقال مواد فعال بیولوژیکی هستند - را که در خون گردش می‌کنند، تغییر می‌دهد. در آزمایش‌ها، این ذرات وضعیت سلول‌های غضروف را بهبود بخشیده و علائم آسیب مرتبط با سن را در موش‌ها کاهش داده‌اند. ایزوستیا بررسی می‌کند که چگونه حرکت بر مفاصل تأثیر می‌گذارد و چرا این کشف می‌تواند به افراد دارای تحرک محدود کمک کند.

چرا مفاصل به حرکت نیاز دارند؟

استئوآرتریت که با نام‌های استئوآرتریت یا آرتروز نیز شناخته می‌شود، بیماری است که کل مفصل و بافت‌های اطراف آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این بیماری می‌تواند باعث درد، سفتی، تورم و محدودیت دامنه حرکتی شود. زانوها، لگن و دست‌ها بیشتر در معرض این بیماری قرار دارند.

سن یک عامل خطر است، اما این بیماری پیامد اجتناب‌ناپذیر پیری نیست. عوامل دیگری نیز در این امر نقش دارند، از جمله آسیب‌های قبلی، وزن اضافی بدن و استرس مکرر و بیش از حد.

وقتی درد وجود دارد، ممکن است فرد فعالیت کمتری داشته باشد. با این حال، این کاهش فعالیت اغلب با ضعف عضلانی همراه است و فعالیت‌های روزمره را دشوارتر می‌کند. طبق گفته سازمان بهداشت جهانی، ورزش به تقویت عضلات و حفظ تحرک در افراد مبتلا به آرتروز کمک می‌کند.

فواید فعالیت بدنی برای این بیماران مدت‌هاست که شناخته شده است. با این حال، محققان هنوز فرآیند‌های بیولوژیکی که واسطه اثرات محافظتی ورزش هستند را به طور کامل روشن نکرده‌اند. نویسندگان مطالعه جدید بر روی یک مکانیسم احتمالی تمرکز کردند: سیگنالینگ با واسطه خون.

سلول‌ها وزیکول‌های خارج سلولی ترشح می‌کنند - ذرات بسیار کوچکی که توسط یک غشاء احاطه شده‌اند. آنها می‌توانند مولکول‌های مختلفی را حمل کرده و به سلول‌های دیگر تحویل دهند. می‌توان آنها را به عنوان ظروف حمل و نقل در نظر گرفت: فقط خود ذره مهم نیست، بلکه آنچه درون آن است نیز مهم است.

دانشمندان این فرضیه را مطرح کرده‌اند که فعالیت بدنی این «محموله» مولکولی را تغییر می‌دهد؛ بنابراین بخشی از فواید ورزش را می‌توان با سیگنال‌هایی که این ذرات به بافت‌ها حمل می‌کنند، توضیح داد.

این مطالعه توسط هیروتاکا ایجیما، فابریس آمبروسیو و همکارانشان از مرکز اسکلتی-عضلانی ماساچوست جنرال بریگام انجام شد. این تیم تجزیه و تحلیل وزیکول، آزمایش‌های سلولی، مطالعات روی موش‌های پیر و یک برنامه ورزشی در بزرگسالان مسن را با هم ترکیب کرد.

محققان در اطلاعیه خود در مورد این مطالعه خاطرنشان کردند: «ما با یک سوال ساده، اما مهم انگیزه پیدا کرده‌ایم: چرا و چگونه ورزش مؤثر است؟»

آنچه در افراد و آزمایشگاه آزمایش شد

شرکت‌کنندگان مسن به مدت سه ماه یک برنامه ورزشی هوازی ساختارمند را تکمیل کردند. قبل و بعد از برنامه، محققان نمونه‌های خون را جمع‌آوری کرده و محتویات وزیکول‌های در گردش خون را تجزیه و تحلیل کردند.

محققان سپس اثرات ذرات حاصل را بر روی سلول‌های غضروف و بافت مفصل تحت شرایط آزمایشگاهی آزمایش کردند. این به آنها اجازه داد تا رابطه بین تغییرات پس از ورزش بدنی و پاسخ سلولی را ردیابی کنند.

بخش جداگانه‌ای از این مطالعه روی موش‌های مسن انجام شد. وزیکول‌های به‌دست‌آمده پس از ورزش مستقیماً به مفاصل حیوانات تزریق شدند. این رویکرد به آنها اجازه داد تا آزمایش کنند که آیا ذرات می‌توانند مستقل از خود فعالیت بدنی، اثر محافظتی بر غضروف داشته باشند یا خیر.

بنابراین، دانشمندان تغییرات خون در انسان‌ها را پس از یک برنامه ورزشی بررسی کردند و اثرات ذرات جدا شده بر غضروف در مدل‌های سلولی و حیوانی آزمایش شد. این مطالعه، یک کارآزمایی بالینی برای درمان جدید آرتروز در بیماران نبود.

کدام مولکول مهم بود؟

ورزش بدنی متوسط، محتوای مولکولی وزیکول‌ها را تغییر داد. در میان سیگنال‌های شناسایی‌شده، microRNA-۲۹ توجه ویژه‌ای را به خود جلب کرد.

میکرو RNA‌ها مولکول‌های RNA کوچکی هستند که عملکرد ژن را تنظیم می‌کنند. پس از یک برنامه ورزشی هوازی سه ماهه، سطح microRNA-۲۹ در وزیکول‌ها در مقایسه با حالت پایه افزایش یافت.

دانشمندان همچنین وزیکول‌هایی غنی‌شده با microRNA-۲۹ ایجاد کردند. آنها برخی از اثرات مفید را بازتولید کردند و از فرضیه نقش این مولکول پشتیبانی کردند. تزریق وزیکول‌های به‌دست‌آمده پس از ورزش بدنی به مفاصل موش‌های مسن، سلامت غضروف را بهبود بخشید.

آیا می‌توان فواید ورزش را تکرار کرد؟

این کشف می‌تواند به توسعه درمان‌هایی برای افرادی که به دلیل درد، ناتوانی یا سایر محدودیت‌ها برای ورزش کافی مشکل دارند، کمک کند. محققان در حال بررسی امکان استفاده از خود وزیکول‌ها یا مولکول‌هایی هستند که حمل می‌کنند. انتظار می‌رود این رویکرد‌ها برخی از اثرات بیولوژیکی ورزش را تقلید کرده و از بافت مفصلی پشتیبانی کنند.

در حال حاضر، این فقط یک چشم‌انداز برای تحقیقات بیشتر است. بهبود وضعیت غضروف در مدل‌های تجربی لزوماً به این معنی نیست که یک روش مشابه در انسان ایمن و مؤثر خواهد بود. این مطالعه همچنین ثابت نمی‌کند که درمان مولکولی می‌تواند تمام مزایای فعالیت بدنی را تکرار کند.

نویسندگان معتقدند که مطالعه‌ی این سیگنال‌ها می‌تواند برای بهبود توانبخشی نیز مفید باشد و به درک اینکه کدام برنامه‌های ورزشی مفیدترین پاسخ بیولوژیکی را ایجاد می‌کنند، کمک کند.