اكتشف باحثون في الجامعة العبرية مسارًا عصبيًا جديدًا يتحكم من خلاله الدماغ في تطور الهيكل العظمي

يمكن أن يكون لهذه النتائج آثار على العلاجات المستقبلية للأمراض الهيكلية والعصبية

اكتشف باحثون في الجامعة العبرية مسارًا عصبيًا جديدًا يتحكم من خلاله الدماغ في تطور الهيكل العظمي. وينتمي المسار الجديد إلى الجهاز العصبي السمبتاوي، الذي لم يكن لديه حتى الآن أي معلومات عن وجود صلة بينه وبين الهيكل العظمي. ويلعب المسار الجديد دورًا رئيسيًا في التحكم في كثافة العظام خلال فترة البلوغ، وهو ما يحدد مقاومة الهيكل العظمي للكسور طوال الحياة. وقد يساهم اكتشافه في تطوير علاجات لأمراض العظام مثل هشاشة العظام والأمراض العصبية المختلفة.

أجرى الدراسة فريق من الباحثين من مختبر العظام في الجامعة العبرية بقيادة البروفيسور إيتاي باب من كلية طب الأسنان وبالتعاون مع البروفيسور راز يرميا من قسم علم النفس في الجامعة، طلاب الدكتوراه ألون بيجايو وفارديت كريم وطلاب الدراسات العليا إريك بار ومارلين بيشر. كما شارك في الدراسة الدكتور آدم دانيش من جامعة مانشستر في المملكة المتحدة والبروفيسور ألبرتا زالونا من جامعة باري في إيطاليا. تم تمويل البحث من خلال منح من المؤسسة الألمانية الإسرائيلية للبحث والتطوير ومؤسسة العلوم الوطنية الإسرائيلية. يتم نشر نتائج البحث هذا الأسبوع في المجلة المرموقة PNAS (وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم) في الولايات المتحدة الأمريكية.

الجهاز العصبي السمبتاوي، المسؤول عن أعمال الاسترخاء والحفظ عندما يكون الجسم في حالة راحة، هو جزء من الجهاز العصبي اللاإرادي الذي ينظم تصرفات الجسم اللاواعية، مثل ضربات القلب والتنفس والعرق وإفراز اللعاب. النظام المقابل له - الجهاز العصبي الودي - مسؤول عن ردود أفعال الجسم الفورية في حالات التوتر والطوارئ. يعمل كلاهما معًا كطرق اتصال رئيسية بين الدماغ والأعضاء الداخلية للجسم، ويعمل كل منهما بطرق فريدة خاصة به.

أظهرت الدراسات التي نشرت في العقد الماضي أن العظام تتلقى أعصابًا ودية تتسبب في تباطؤ نمو الهيكل العظمي، لكن حتى الآن لم تكن هناك معلومات حول المسار السمبتاوي الذي يصل إلى الهيكل العظمي.

ولإثبات التعصيب السمبتاوي للهيكل العظمي، قام الباحثون بفحص انتشار فيروس داء الكلب في أجسام الفئران. يتمتع فيروس داء الكلب بميزة فريدة من نوعها - فهو ينتشر من الأطراف باتجاه الدماغ على طول الأعصاب التي تصل إلى منطقة الإصابة. وفي الواقع، أظهر الباحثون أن الفيروس، الذي تم حقنه في عظم الفخذ، تم العثور عليه بعد فترة ليست طويلة في مناطق الدماغ التي ينفرد بها الجهاز السمبتاوي. وأظهر الباحثون أيضًا وجود مكونات نموذجية للجهاز السمبتاوي في العظام، مثل الناقل العصبي الأسيتيل كولين والإنزيم الذي يكسره، بالإضافة إلى مستقبلات الأسيتيل كولين في خلايا العظام.

وفي الماضي، اكتشفت نفس المجموعة البحثية أن نشاط بروتين معين (إنترلوكين -1) في الدماغ يؤثر أيضًا على نمو العظام. الآن لاحظ الباحثون أن تأثير البروتين على العظام يكاد يكون مماثلاً لتأثير الجهاز السمبتاوي عليها. ولذلك، واصل الباحثون وفحص العلاقة بين النشاطين. وبالفعل تمكن الباحثون من إثبات أن شلل نشاط البروتين في الدماغ يسبب شلل نشاط الجهاز السمبتاوي في العظام وتأخر نمو الهيكل العظمي. علاوة على ذلك، وجدوا أن المسار العصبي الجديد الذي اكتشفوه، والذي يتكون من البروتين الموجود في الدماغ ومن ثم الجهاز السمبتاوي، يتحكم أيضًا في معدل ضربات القلب.

يقول البروفيسور باب: "إن العلاقة بين الدماغ والهيكل العظمي بشكل عام، ومشاركة المسار العصبي الجديد بشكل خاص، هي مجال جديد للبحث ولا يُعرف عنه سوى القليل جدًا". "تظهر النتائج الجديدة المكتشفة في مختبرنا لأول مرة الدور الفسيولوجي المهم للاتصال بين البروتين الموجود في الدماغ والجهاز العصبي السمبتاوي، وكما هو الحال في الهيكل العظمي والقلب، فمن المحتمل أن يكون المسار الجديد قد تم دورًا مهمًا في الأعضاء الأخرى أيضًا." ويضيف البروفيسور ييريميا أن "انخفاض كثافة العظام وهشاشة العظام يظهران غالبًا بالاشتراك مع الأمراض العصبية النفسية مثل الاكتئاب ومرض الزهايمر والصرع، مما يضعف نشاط الجهاز السمبتاوي والبروتين المحدد في الدماغ. إن تحديد آليات المرض في هذه الحالات له إمكانات هائلة في تطوير علاجات مبتكرة."