الدور المفاجئ لـ "الشرهين الكبار" في الوقاية من السمنة

اكتشف علماء من معهد وايزمان أن البلاعم ضرورية للحفاظ على التوازن الداخلي من خلال ضمان إنتاج الحرارة المناسب

في عام 1880، اخترع عالم الحيوان الروسي إيليا ماتشنيكوف مصطلح البلاعم - ("الشره الكبير") كاسم لنوع معين من خلايا الدم البيضاء، وذلك بسبب الطريقة التي تتناول بها وتهضم النفايات الخلوية والجسيمات الغريبة كجزء من مناعة الجسم. نظام الدفاع. الآن أضف البروفيسور ستيفن يونج وزملاؤه في قسم علم المناعة في معهد وايزمان لديهم وجهة نظر جديدة حول هذه الخلايا: فقد أظهرت الدراسات الحديثة أن الخلايا البلعمية لها أيضًا تأثير على السمنة.

كان الهدف البحثي الأصلي هو متلازمة ريت، وهو اضطراب عصبي نادر في الدماغ. تحدث متلازمة ريت بسبب طفرات في جين يسمى MECP2، والذي يوجد منتجه البروتيني في جميع خلايا الجسم ويلعب دورًا أساسيًا في الأداء الطبيعي للخلايا العصبية. بعد دراسة البلاعم لأكثر من عقد من الزمن، تساءل يونج عما إذا كانت الطفرات الجينية في هذه الخلايا قد تساهم في هذه المتلازمة. ومع ذلك، عندما قام الباحثون في مختبر يونغ، بما في ذلك الدكتور يوهاي وولف والعالم الدكتور سيجليت بورا هالفون، بإدخال طفرة في هذا الجين في البلاعم لدى الفئران، لم تكن النتيجة متلازمة ريت. وبدلًا من ذلك، اكتسبت الفئران وزنًا بشكل غير متوقع وأصيبت بالسمنة تلقائيًا.

يقول يونج: "قد تحدث السمنة لأسباب مختلفة، مثل الإفراط في تناول الطعام أو حرق طاقة أقل". "في البداية لم نفهم لماذا أصبحت هذه الفئران سمينة إلى هذا الحد." ولاكتشاف السبب، طور الباحثون نموذجين تجريبيين سمحا لهم بتغيير جين MECP2 في البلاعم لدى الفئران حديثة الولادة وفي الفئران البالغة؛ ثم قاموا بمقارنة النماذج بالمجموعات الضابطة، التي لم يتغير فيها الجين. وعلى الرغم من أن جميع الفئران تلقت نفس الطعام، إلا أن المجموعات التي تحورت جيناتها فقط هي التي أصيبت بالوزن الزائد. تشير حقيقة أن كلا النموذجين من الفئران يعانيان من السمنة إلى أنها ليست مشكلة تنموية. بمساعدة الدكتورة يائيل كوبرمان من قسم الموارد البيطرية وإعداداتها التجريبية الفريدة، تم استبعاد الاستهلاك المفرط للطعام كسبب محتمل. ومن ناحية أخرى، اكتشف الباحثون أن أجسام الفئران الحاملة للطفرة أنتجت حرارة أقل.

هذه النتائج مثيرة، لأن الخلايا البلعمية معروفة بالدور الذي تلعبه في الجهاز المناعي: تنظيف الخلايا التالفة والمحتضرة ودرء العدوى. لكننا الآن حددنا دورًا جديدًا في الحفاظ على حالة صحية ومتوازنة من خلال التحكم في تعصيب الأنسجة الدهنية البنية."

ترموستات معيب

هذه الملاحظة دفعت العلماء إلى دراسة الأنسجة الدهنية البنية التي تساعد الجسم على موازنة درجة حرارته الداخلية، كونها مسؤولة عن إنتاج الحرارة التي لا تنتج عن ارتعاش العضلات. وبالفعل، في الفئران التي تحمل الجين الطافر، تم تسجيل انخفاض في مستوى نشاط البروتين UCP1، الذي يشرف على إنتاج الحرارة في الأنسجة الدهنية البنية. جنبا إلى جنب مع النقص في إنتاج الحرارة، مما أدى إلى انخفاض استهلاك الطاقة، حدث تراكم كبير للدهون.

بعد ذلك، أراد العلماء معرفة سبب انخفاض مستويات UCP1 في هذه الفئران. في ظل الظروف العادية، يتم تنشيط إنتاج UCP1 عن طريق إطلاق هرمون النوربينفرين، الذي يتم نقله في محاور عصبية - امتدادات طويلة ورقيقة للخلايا العصبية؛ ووجدوا أن الفئران الطافرة لديها عدد أقل من هذه المحاور.

وأظهر تحليل أكثر تفصيلاً للتعبير الجيني أجراه العلماء أنه في الخلايا البلعمية للفئران الطافرة كانت هناك زيادة في إنتاج بروتين موجه للمحور العصبي يسمى Plexin A4. واستعان الفريق البحثي بالبروفيسور. ابراهام يارون من قسم العلوم الجزيئية الحيوية، الذي أجرى أبحاثًا موسعة على هذا البروتين، وقدم معه تفسيرًا محتملاً للآليات الجزيئية التي تؤدي إلى السمنة. نتائج البحث قد نشرت في المجلة الطبيعة علم المناعة.

وفقًا للتفسير الذي اقترحوه، فإن البلاعم التي تعاني من نقص MECP2 تفرط في التعبير عن بروتين Plexin A4. بسبب دوره في تثبيط نمو الأعصاب، فإن تأثير الإفراط في التعبير عن هذا البروتين على محاور الأعصاب هو قمع نموها في الأنسجة الدهنية البنية. ويؤدي الانخفاض الناتج في التعصيب إلى انخفاض مستوى إشارات النورادرينالين، اللازمة لتنشيط UCP1 في الخلايا الدهنية البنية. ونتيجة لذلك، يتم إنتاج حرارة أقل وتقليل استهلاك الطاقة، مما يؤدي في النهاية إلى السمنة.

"هذه النتائج مثيرة، لأن الخلايا البلعمية معروفة بالدور الذي تلعبه في الجهاز المناعي: تنظيف الخلايا التالفة والمحتضرة ومكافحة العدوى. لكننا الآن حددنا دورًا جديدًا للخلايا البلعمية في الحفاظ على التوازن الداخلي والحفاظ على حالة صحية ومتوازنة من خلال التحكم في تعصيب الأنسجة الدهنية البنية وضمان إنتاج الحرارة الطبيعي.

"على الرغم من أن نموذجنا الطافر ينتج تغييرًا دقيقًا للغاية - أي فقط في تقليل التعصيب للدهون البنية، دون ظهور التهاب أو ابتلاع خلايا غير مرغوب فيها تصاحب عادةً نشاط البلاعم - فإن التغيير يخلق تأثيرًا عميقًا وغير متوقع: بدانة."

يضيف هذا الدور الجديد للبلاعم إلى النتائج الحديثة، التي تظهر أن البلاعم الموجودة في الأنسجة والأعضاء الأخرى ضرورية للوظيفة الاستتبابية للعديد من الأنظمة البيولوجية.