یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی به رهبری محققان دانشگاه بن، کشف کرده است که تمرینات قدرتی باعث فعال‌سازی مکانیزم‌های حذف ضایعات سلولی از عضلات می‌شود.
به گزارش تکناک، این فرایند که توسط پروتئین BAG3 انجام می‌شود، برای حفظ بافت‌های عضلانی و عصبی حیاتی است.
این یافته‌ها می‌تواند به توسعه درمان‌های جدید برای نارسایی قلبی، بیماری‌های عصبی و حتی مأموریت‌های فضایی سرنشین‌دار کمک کند.
حذف اجزای سلولی آسیب‌دیده برای حفظ بافت‌ها و اندام‌های بدن ضروری می‌باشد و یافته‌های این مقاله در آخرین شماره مجله Current Biology توضیح داده شده است.
ماهیچه‌ها و اعصاب اندام‌هایی با دوام و عملکرد بالا هستند، که اجزای سلولی آنها در معرض فرسایش و پارگی مداوم قرار دارند.
پروتئین BAG3 نقش مهمی در از بین بردن اجزای آسیب‌دیده ایفا می‌کند، آنها را شناسایی و اطمینان می‌دهد که توسط غشای سلولی محصور شده‌اند تا یک اتوفاگوزوم را تشکیل دهند.
اتوفاگوزوم‌ها مانند یک کیسه زباله هستند، که زباله‌های سلولی را برای خرد کردن و بازیافت بعدی جمع‌آوری می‌کنند.
تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور جورگ هوفلد از مؤسسه زیست‌شناسی سلولی دانشگاه بن، نشان داده است که تمرینات قدرتی، پروتئین BAG3 را در عضلات فعال می‌کند.
این کار پیامدهای مهمی برای دفع ضایعات سلولی دارد، چرا که BAG3 باید فعال شود تا اجزای سلولی آسیب‌دیده را به طور مؤثر متصل کند و پوشش غشایی را تقویت نماید.
یک سیستم حذف یا پاکسازی فعال برای حفظ طولانی مدت بافت‌های عضلانی ضروری است.
پروفسور هوفلد در این باره توضیح داد: «اختلال در سیستم BAG3 در واقع باعث پیشرفت سریع ضعف عضلانی در کودکان، همچنین نارسایی قلبی می‌شود، که یکی از شایع‌ترین علل مرگ در کشورهای صنعتی غربی است.»
فهرست مطالب
پیامدها برای تمرینات قدرتی و فیزیوتراپی
این مطالعه با مشارکت قابل توجه فیزیولوژیست‌های ورزشی دانشگاه ورزش آلمان در کلن و دانشگاه هیلدسهایم انجام شد.
پروفسور سباستین گهلرت از دانشگاه هیلدسهایم بر اهمیت این یافته‌ها تأکید می‌کند.
وی در این زمینه گفت: «اکنون می‌دانیم که برای فعال کردن سیستم BAG3 به چه سطحی از تمرینات قدرتی نیاز است، بنابراین می‌توانیم برنامه‌های تمرینی را برای ورزشکاران بهینه نماییم و به بیماران نیازمند فیزیوتراپی کمک کنیم تا عضله‌سازی بهتری داشته باشند.»
پروفسور گهلرت از این یافته‌ها برای حمایت از اعضای تیم المپیک آلمان نیز استفاده می‌کند.
سیستم BAG3 برای عضلات لازم است
سیستم BAG3 تنها در عضلات فعال نیست. جهش در BAG3 می‌تواند باعث یک بیماری عصبی به نام سندرم شارکو ماری توث (به نام دانشمند کاشف) شود.
این بیماری باعث از بین رفتن رشته‌های عصبی در بازوها و پاها می‌شود و فرد قادر به حرکت دست‌ها یا پاهای خود نیست.
با مطالعه سلول‌های مبتلایان، تیم تحقیقاتی اکنون نشان داده است که نشانه‌های خاصی از این بیماری باعث تنظیم معیوب فرایندهای حذف BAG3 می‌شود.
یافته‌ها اهمیت گسترده این سیستم را برای حفظ بافت عضلانی نشان می‌دهد.
راه برای درمان‌های جدید
در تجزیه و تحلیل دقیق‌تر فعال‌سازی BAG3، محققان از آنچه مشاهده کردند شگفت‌زده شدند.
پروفسور هوفلد بیان کرد: «بسیاری از پروتئین‌های سلولی با اتصال گروه‌های فسفات در فرایندی به نام فسفوریلاسیون فعال می‌شوند. اما با BAG3، این روند معکوس می‌گردد.»
وی تصریح کرد: «همچنین BAG3 در عضلات در حال استراحت فسفریله و گروه‌های فسفات در طول فعال‌سازی حذف می‌شوند. در این مرحله، فسفاتازها به آنزیم‌هایی تبدیل می‌گردند که گروه‌های فسفات را حذف می‌کنند.»
هوفلد برای شناسایی فسفاتازهایی که BAG3 را فعال می‌کنند، با یک شیمیدان و زیست‌شناس سلولی به نام پروفسور ماجا کوهن از دانشگاه فرایبورگ همکاری می‌کند.
کوهن گفت: «شناسایی فسفاتازهای درگیر یک گام کلیدی است، بنابراین ما می‌توانیم توسعه موادی را دنبال کنیم که به طور بالقوه می‌توانند بر فعال شدن BAG3 در بدن تأثیر بگذارند.»
وی عنوان کرد: «این تحقیق ممکن است فرصت‌های درمانی جدیدی را برای ضعف عضلانی، نارسایی قلبی و بیماری‌های عصبی ایجاد کند.»
تمرینات قدرتی و ارتباط با سفر فضایی
کار روی سیستم BAG3 توسط Deutsche Forschungsgemeinschaft (بنیاد تحقیقات آلمان) از طریق یک واحد تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور هوفلد پشتیبانی می‌شود.
علاوه بر این، هوفلد از آژانس فضایی آلمان بودجه دریافت می‌کند، چرا که این تحقیق برای اهداف مأموریت‌های فضایی سرنشین‌دار نیز مورد توجه است.
پروفسور هوفلد اعلام کرد: «BAG3 تحت نیروی مکانیکی یا همان تمرینات قدرتی فعال می‌شود.»
اما سؤال اینجا است که اگر تحریک مکانیکی صورت نگیرد چه اتفاقی رخ می‌دهد؟
برای مثال در فضانوردانی که در یک محیط بدون وزن زندگی می‌کنند یا بیماران مراقبت‌های ویژه بی‌حرکت تحت تهویه چه اتفاقی می‌افتد.
در چنین مواردی، فقدان تحریک مکانیکی به سرعت باعث آتروفی عضلانی می‌شود، که هوفلد حداقل تا حدودی علت آن را به عدم فعال شدن BAG3 نسبت می‌دهد.
او معتقد است که داروهای توسعه‌یافته برای فعال کردن BAG3 امکان دارد در چنین شرایطی کمک کنند.
به همین دلیل است که تیم هوفلد در حال آماده‌سازی آزمایش‌هایی برای انجام روی فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) است.
منبع: University of Bonn
