تحقیقات جدید: فرآیند بازیافت سلولی در پیری به روش‌های غیرمنتظره‌ای تغییر می‌کند

محققان تغییر شگفت‌انگیزی در نحوه پیری سلول‌های ما کشف کرده‌اند که باور رایج مبنی بر کاهش تدریجی سیستم بازیافت طبیعی بدن را به چالش می‌کشد. اعتبار: Shutterstock

این سیستم بازیافت به محافظت از سلول‌ها در برابر آسیب کمک می‌کند. محققان مدت‌ها کاهش اتوفاژی را یکی از نشانه‌های پیری می‌دانستند و مشکلات این فرآیند با بیماری‌های متعددی از جمله سرطان، بیماری‌های قلبی عروقی، دیابت و اختلالات عصبی مرتبط بوده است.

با این حال، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که اتوفاژی لزوماً با افزایش سن کاهش نمی‌یابد. در عوض، فعالیت آن می‌تواند بسته به نوع سلول و جنسیت فرد افزایش، کاهش یا بدون تغییر باقی بماند. یافته‌ها همچنین نشان می‌دهد که ورزش ممکن است بر نحوه عملکرد این فرآیند در بزرگسالان تأثیر بگذارد.

محققان در موسسه کشف پزشکی سانفورد برن‌بایز این یافته‌ها را در تاریخ ۲۷ سپتامبر ۲۰۲۶ در مجله Aging Cell منتشر کردند و دیدگاه گسترده‌ای را در مورد چگونگی تغییر اتوفاژی در طول زندگی به چالش کشیدند.

کارولین کومستا، دکترای علوم، استاد و محقق ارشد در مرکز بیماری‌های قلبی عروقی و عضلانی سانفورد برن‌بایز گفت: «ما معمولاً شاهد ارجاع به این ایده هستیم که اتوفاژی با افزایش سن کاهش می‌یابد، اما شواهد واقعی این موضوع در انسان‌ها بسیار کم است.»

تاتیانا مورنو، دکترای علوم، نویسنده اصلی مطالعه و دانشجوی سابق آزمایشگاه کومستا گفت: «علاقه به هدف قرار دادن اتوفاژی برای توسعه مداخلات سالم‌سازی جدید در حال افزایش است.»

«ما می‌خواستیم فرضیات را به چالش بکشیم و بررسی کنیم که واقعاً در طول پیری در افراد سالم چه اتفاقی برای اتوفاژی می‌افتد.»

نحوه مطالعه محققان اتوفاژی و پیری

برای درک بهتر رابطه بین پیری و اتوفاژی، محققان نمونه‌های خون و پوست را از داوطلبانی بین ۲۳ تا ۷۲ سال جمع‌آوری کردند. همه شرکت‌کنندگان گزارش دادند که هیچ بیماری مزمن ندارند.

تیم همچنین برخی از سلول‌های پوست جمع‌آوری‌شده را به نورون‌های القایی تبدیل کرد که به محققان اجازه داد تا اتوفاژی را در سه نوع سلول مختلف بررسی کنند.

برای هر نوع سلول، دانشمندان رونویسی‌های RNA را تجزیه و تحلیل کردند که زمانی تولید می‌شوند که سلول‌ها دستورالعمل‌های ژنتیکی را از DNA برای ساخت پروتئین‌ها و سایر اجزای ضروری می‌خوانند. این تجزیه و تحلیل به آن‌ها اجازه داد تا بررسی کنند که فعالیت ژن‌های درگیر در اتوفاژی چگونه با سن و نوع سلول تحت تأثیر قرار می‌گیرد.

نکته مهم این است که محققان فقط به فعالیت ژن تکیه نکردند. آن‌ها همچنین به طور مستقیم اندازه‌گیری کردند که سلول‌ها با چه سرعتی اتوفاژی را انجام می‌دهند و به آن‌ها اجازه دادند تا تعیین کنند که آیا الگوهای موجود در بیان ژن به طور دقیق میزان بازیافت انجام‌شده را نشان می‌دهد یا خیر.

نتایج نشان‌دهنده تصویری بسیار پیچیده‌تر از درک سنتی پیری سلولی بود.

کومستا گفت: «ما دریافتیم که تغییرات فعالیت اتوفاژی در سراسر بدن جهانی نیست و از ایده کاهش ساده اتوفاژی با افزایش سن پیروی نمی‌کند. بلکه، میزان بازیافت سلولی با افزایش سن در هر یک از انواع سلول‌ها متفاوت تغییر می‌کند و به جنسیت هر فرد در هر یک از انواع سلول‌ها نیز بستگی دارد.»

پیری به روش‌های غیرمنتظره‌ای بر سلول‌های مختلف تأثیر می‌گذارد

محققان تفاوت‌های چشمگیری در نحوه تغییر اتوفاژی با افزایش سن مشاهده کردند. در سلول‌های پوست مردان، فعالیت بازیافت با افزایش سن کاهش یافت. در سلول‌های پوست زنان، نسبتاً ثابت ماند. در همین حال، نورون‌های القایی مشتق‌شده از شرکت‌کنندگان زن با افزایش سن افزایش اتوفاژی را نشان دادند.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که اتوفاژی به یک الگوی واحد در سراسر بدن پیروی نمی‌کند. در عوض، به نظر می‌رسد پیری این فرآیند را به طور متفاوتی بر اساس سلول‌های مورد بررسی و جنسیت فرد تحت تأثیر قرار می‌دهد.

محققان همچنین دریافتند که بیان ژن‌های مسئول اتوفاژی به طور قابل اعتمادی نشان‌دهنده میزان بازیافت انجام‌شده نیست. سلول‌هایی که سطوح بالاتر یا پایین‌تری از بیان ژن اتوفاژی داشتند، لزوماً تفاوت‌های مربوطه در میزان بازیافت اندازه‌گیری‌شده خود نشان نمی‌دادند.

مورنو گفت: «این نشان می‌دهد که افرادی که از معیارهای ایستا مانند سطوح رونویسی برای استنباط آنچه در اتوفاژی در حال رخ دادن است استفاده می‌کنند، باید در تفسیرهای خود بسیار محتاط باشند.»

چرا پاکسازی سلولی بیشتر همیشه بهتر نیست

تیم به بررسی این موضوع پرداخت که آیا تفاوت‌ها در اتوفاژی با سلامت جسمانی و عملکرد افراد با افزایش سن مرتبط است یا خیر.

یافته‌های آن‌ها به یک احتمال غیرمنتظره اشاره کرد: سطوح بالاتر اتوفاژی ممکن است معانی متفاوتی برای جوانان و بزرگسالان داشته باشد.

در میان شرکت‌کنندگان ۷۰ ساله و بالاتر، فعالیت بیشتر اتوفاژی با معیارهای ضعیف‌تر عملکرد جسمانی در هر سه نوع سلول مورد مطالعه مرتبط بود.

در سلول‌های خون، اتوفاژی بالاتر با تناسب اندام هوازی پایین‌تر مرتبط بود. در سلول‌های پوست، با شاخص توده بدنی (BMI) بالاتر مرتبط بود. در نورون‌های القایی، افزایش فعالیت بازیافت با قدرت گرفتن ضعیف‌تر، متابولیسم پایین‌تر و ضربان قلب در حالت استراحت بالاتر مرتبط بود.

این ارتباطات نشان می‌دهد که افزایش اتوفاژی لزوماً نشان‌دهنده پیری سالم‌تر نیست. اگرچه اتوفاژی نقش محافظتی ضروری را ایفا می‌کند، اما رابطه آن با سلامت جسمانی ممکن است در اواخر زندگی تغییر کند.

کومستا گفت: «به نظر من این تمایز مهمی است که نیاز به مطالعه بیشتر دارد، زیرا به نظر می‌رسد افزایش جریان اتوفاژی ممکن است برای افراد جوان‌تر خوب باشد، اما برای افراد مسن‌تر مشکل‌ساز باشد.»

«اتوفاژی و پیری بسیار ظریف‌تر از آن چیزی است که قبلاً تصور می‌شد. برای ترجمه بهتر اکتشافات تحقیقات اتوفاژی به درمان‌های بالقوه، واقعاً باید درک کنیم که چه اتفاقی در سطح سلولی می‌افتد و چگونه تحت تأثیر سن و جنسیت قرار می‌گیرد.»

ورزش ملایم ممکن است به بازگرداندن فعالیت جوانانه سلولی کمک کند

محققان همچنین بررسی کردند که آیا فعالیت بدنی می‌تواند بر اتوفاژی در بزرگسالان مسن‌تر تأثیر بگذارد یا خیر.

در یک مطالعه آزمایشی کوچک، پنج شرکت‌کننده بین ۷۷ تا ۸۸ سال یک برنامه ورزشی ملایم به مدت ۱۲ هفته را تکمیل کردند. فعالیت‌ها بر کاهش خطر افتادن تمرکز داشت و محققان نمونه‌های خون را قبل و بعد از برنامه برای اندازه‌گیری تغییرات در اتوفاژی جمع‌آوری کردند.

نتایج اولیه نشان داد که ورزش ممکن است فعالیت اتوفاژی را در سلول‌های خون به سطوح معمول در بزرگسالان جوان‌تر کاهش دهد. شرکت‌کنندگان همچنین بهبود در عملکرد جسمانی را نشان دادند.

اگرچه این مطالعه آزمایشی فقط شامل پنج نفر بود، اما یافته‌ها این احتمال را مطرح می‌کند که ورزش می‌تواند به تنظیم اتوفاژی به روش‌هایی کمک کند که از پیری سالم‌تر حمایت می‌کند. برای تعیین اینکه آیا این تغییرات سازگار هستند و چگونه با بهبود سلامت جسمانی مرتبط می‌شوند، به مطالعات بزرگ‌تری نیاز است.

کومستا گفت: «این هیجان‌انگیز است که این مداخله ورزشی ممکن است تأثیر مثبتی بر اتوفاژی و پیری سالم داشته باشد و من بسیار هیجان‌زده هستم که ببینم چه اتفاقی می‌افتد.»

گسترش تحقیقات به ورزش و پیری سالم

یافته‌ها بر اهمیت درک اتوفاژی به عنوان فرآیندی که به روش‌های پیچیده‌ای در طول زندگی تغییر می‌کند، به جای فرآیندی که به طور یکنواخت با افزایش سن کاهش می‌یابد، تأکید می‌کند. آن‌ها همچنین نشان می‌دهند که درمان‌های آینده‌ای که اتوفاژی را هدف قرار می‌دهند ممکن است نیاز به در نظر گرفتن سن، جنسیت و سلول‌های خاص درگیر داشته باشند.

برای بررسی بیشتر مزایای ورزش، آزمایشگاه کومستا یک کمک مالی آزمایشی از موسسه تحقیقات بالینی و ترجمه‌ای آلتمن در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو (UC San Diego) دریافت کرد.

تیم اکنون با مرکز منابع ورزش و فعالیت بدنی در UC San Diego در مطالعات بزرگ‌تری با شرکت‌کنندگان بیشتر و روش‌های آزمایشی بهبود یافته همکاری می‌کند. این تلاش‌ها به بررسی چگونگی تأثیر فعالیت بدنی بر اتوفاژی، پیری و عملکرد جسمانی می‌پردازد و با هدف درک بهتر اینکه آیا تغییرات در اتوفاژی در نهایت می‌تواند به استراتژی‌هایی برای پیری سالم‌تر کمک کند یا خیر.

تأمین مالی: این مطالعه توسط موسسه ملی بهداشت، موسسه ملی سرطان، موسسه ملی پیری، بنیاد تحقیقات پیری آمریکا، بنیاد کنراد پرایبس، بنیاد خانواده هاوارد و مریم نیومن و تراست خیریه لئونا ام. و هری بی. هلمسلی حمایت شده است.

نویسندگان اضافی عبارتند از:

• اشلی نیل، الکساندر آر. کولاس، سانجییو اس. راناده و آن بی. بنگ در سانفورد برن‌بایز.
• استفانی آر. هایملر، رایان جی. مورگان، هاوا شوشانا بارکای، لینا اسکندالیس، لاریسا تراکسلر، استفن دوزیر، جاکلین برگستروم، جروم مرتنس، دیوید وینگ و آنتونی جی. مولینا در UC San Diego.