چگونه ماهیچه ها بعد از فعالیت بدنی خود را ترمیم می کنند؟

فعالیت های بدنی (تمرینات فیزیکی)  باعث می شود که ماهیچه ها سرشار از شکافهای میکروسکوپی شوند؛ بنابراین دانشمندان به تازگی کشف کرده اند که پس از یک فعالیت بدنی شدید، مراکز کنترل سلول های ماهیچه ای (که هسته نامیده می شوند) به سمت این شکاف های کوچک حرکت میکنند.

به گزارش سرویس اخبار علمی پزشکی تکنا، در مطالعه ای جدید که در تاریخ ۱۴ اکتبر در یک ژورنال علمی به چاپ رسید حاوی این مطلب بود که به تازگی محققان مکانیسم ترمیم ناشناخته ای را کشف کرده اند که پس از دویدن بر روی تردمیل شروع به کار می کند. تصاویر قابل توجه نشان می دهد که چگونه اندکی پس از پایان تمرین بدنی، هسته ها به سمت پارگی فیبرهای ماهیچه ای حرکت کرده  و دستور تولید پروتیین های جدیدی را به منظور بستن محل شکاف زخم میدهند. همین روند به احتمال زیاد در سلول های شما در ساعاتی پس از بازگشت از ورزشگاه به خانه ظاهر می شود.

دکتر الیزابت مک نالی و الکسیس دمونبرون از دانشکده پزشکی دانشگاه نورث وسترن در طی تفسیری که در یک ژورنال علمی منتشر گردید بیان کردند که هسته های موجود در ماهیچه ها در عرض ۵ ساعت پس از آسیب به سمت محل جراحت حرکت میکنند و تنها با گذشت ۲۴ ساعت از مدت زمان وقوع اسیب روند ترمیم تکمیل خواهد شد.

ماهیچه های اسکلتی که حرکات ارادی مانند راه رفتن را امکان پذیر میکند، از سلولهای نازک و لوله ای زیادی تشکیل شده است. این سلولها به دلیل ظاهر نخ مانند آنها “فیبرهای ماهیچه ای” نیز نامیده می شوند. به گفته موسسه ملی سرطان، یک ماهیچه میتواند حاوی صدها تا هزاران رشته ماهیچه ای (فیبر ماهیچه ای) باشد  و هر فیبر دارای واحدهای انقباضی است که به عنوان سارکومر (Sarcomeres) شناخته می شوند و در حین تمرین منقبض و طویل می شوند.

انقباض غیر عادی، جایی که ماهیچه های شما با انقباض به زور طولانی می شوند میتواند باعث کشش بیش از حد این سارکومرها گردد. براساس بررسی ای که در سال ۲۰۰۱ در مجله فیزیولوژی متتشرگردید مشخص شد که سارکومرها در حین تمرینات غیر عادی(نظیر:پیچ خوردن عضله دو سر بازویی-جایی که شما دمبل را به آرامی از ارتفاع شانه به پهلو پایین می آورید و دویدن در سرازیری)بیش از حد کشیده میشوند ودر این حالت میتوانند غشای اطراف خود را شکسته و منجر به بروز آسیب گردند.

در این شرایط ، سلول های ماهیچه ای به یک گروه سلولی پشتیبان متکی هستند تا به آنها در ترمیم کمک نماید. مطالعات قبلی نشان داده اند ، چند ثانیه پس از وقوع آسیب ناشی از ورزش ، پروتئین های مختلف یک “کلاهک” در ناحیه آسیب دیده غشاء و میتوکندری های مجاور ، که به اصطلاح نیروگاه های سلول می باشند تشکیل داده تا کلسیم اضافی  که از طریق شکاف وارد سلول ها شده، تصفیه گردد، زیرا مقدار کلسیم در سلول های ماهیچه ای بایستی به منظور عملکرد صحیح سلولها کنترل گردد.

و اکنون ، مطالعه جدید نشان می دهد که هسته های سلول های ماهیچه ای نیز به منظور تسریع روند ترمیم وارد عمل میشوند.

در این مطالعه ، محققان موش های بالغ را بر روی یک تردمیل کج به سمت پایین قرار دادند و سپس از فیبرهای ماهیچه ای آن هاپس ازدویدن نمونه برداری کردند. علاوه بر این آنها از ۱۵ داوطلب که در سلامت کافی به سر می بردند تقاضا کردند که برروی تردمیل (متناسب با وزن هر فرد) دویده و سپس از فیبرهای عضلانی پهن خارجی که بخشی از عضلات چهار سر ران است بیوپسی تهیه کردند .

آنها دریافتند که هم در فیبرهای عضلانی موش و هم در فیبرهای عضلانی انسان، پروتئین ها در اطراف پارگی فیبرها جمع شده و ظرف ۵ ساعت پس از تمرین “اسکار” scars ایجاد می نمایند. و در فیبرهای عضلانی نمونه برداری شده ۲۴ ساعت پس از تمرین، خوشه های هسته به محل پارگی (شکاف) نزدیک شده اند، در حالی که محل هسته ها در نمونه های ۵ساعته دورتراز محل پارگی میباشد. برای مشاهده دقیق چگونگی مهاجرت هسته ها به محل آسیب تیم تحقیقاتی سلول های ماهیچه ای موش را در ظروف آزمایشگاهی رشد داده و با استفاده از لیزر آسیب ناشی از ورزش را در آن ها بازسازی کرد.

در سلولهای آزمایشگاهی، هسته ها ظرف۵ ساعت در اطراف صدمات لیزر جمع شدند و”نقاط حساس” به منظور ساخت پروتئین ها را درنزدیکی این صدمات ایجاد کردند.

به طور خاص، مهاجرت هسته ها با انفجار ناگهانی مولکول های ام آر آن ای (mRNA) به عنوان نوعی دستورالعمل ژنتیکی ساخته شده در هسته دنبال میشود؛ که مولکول های mRNA اساسا نقشه های رمزگذاری شده در دی ان ای را کپی برداری کرده و آن هارا به داخل سلول (که محل تولید پروتیین های جدید است) هدایت مینماید و در نهایت این پروتئین های تازه ساخته شده به بازسازی سلول های ماهیچه ای آسیب دیده کمک می کنند.

در آینده می توان به طور بالقوه درمان های پزشکی با هدف قرار دادن مسیرهای مولکولی که به هسته ها اجازه مهاجرت و شروع فرآیند ترمیم را می دهند، ابداع کرد. مک نالی و دمونبرون در تفسیر خود بیان کردند که این میتواند به بهبود سریع بیماران پس از آسیب های عضلانی کمک نماید.

جالب است بدانید که نویسندگان همچنین دریافتند موش هایی که قبل از مطالعه روی تردمیل تمرین کرده بودند، نسبت به موش هایی که هیچ تمرین قبلی را انجام نداده بودند زخم های کمتری روی فیبرهای عضلانی خود ایجاد کردند. به گفته نیویورک تایمز این امر با شواهد قبلی مطابقت دارد که نشان میدهد  با تمرین مداوم ، ماهیچه ها در حرکات تمرینی قوی تر شده و کمتر مستعد پارگی می شوند. جهت دیدن مقالات دیگر میتوانید به صفحه تحقیقات علمی مراجعه کنید.

مترجم : آرزو نیکفر