تساعدك الأوتار القوية في الجري والقفز والحركة – قد تؤدي الطفرة الجينية في بروتين رئيسي واحد إلى زيادة الأداء الرياضي
مجلة المذنب نت متابعات عالمية:
القدرة على الحركة جزء أساسي من الحياة اليومية. يتكون الجهاز الحركي أو العضلي الهيكلي للجسم من العضلات والعظام والأوتار والأربطة والمفاصل والغضاريف والأنسجة الضامة الأخرى. يمكن أن يؤدي فقدان الوظيفة الحركية بسبب المرض أو الإصابة إلى إعاقة مدى الحياة. في مجتمع سريع الشيخوخة ، يمكن أن يمثل الحفاظ على الوظيفة الحركية وتحسينها تحديًا كبيرًا لكثير من الناس.
ولكن هناك طرق للتغلب على عطل المحرك. بصفتنا علماء الأحياء الجزيئية وجراحي العظام الذين يدرسون الجهاز الحركي ، نعتقد أن جزءًا رئيسيًا منه قد تم التقليل من شأنه – الأوتار.
الأوتار عبارة عن أنسجة صلبة تربط العضلات بالعظام. الأوتار هي التي تسمح للكنغر بالقفز أكثر من 25 قدمًا (7.62 مترًا) والجري حتى 40 ميلاً في الساعة (64 كم / ساعة). في حين أن عضلات أرجلهم صغيرة ، فإن أوتار الكنغر الطويلة والمتطورة للغاية تعمل مثل الينابيع القوية. يمكن للناس أيضًا القفز أعلى إذا قرفصوا أولاً لأن أوتارهم تخزن طاقة مرنة تساعد على دفعهم إلى الأعلى.
في بحثنا ، وجدنا أن وجود بروتين معين في الأوتار يلعب دورًا رئيسيًا في كيفية شفاء الأوتار – وقد تؤدي الطفرة الجينية في هذا البروتين أيضًا إلى تعزيز الأداء الرياضي.
التعرف على بروتينات الأوتار
قد يكون من الصعب التئام تلف الأوتار. ما يقرب من 60 ٪ من إصابات الأوتار تؤدي إلى هشاشة العظام ، وهو مرض ناتج عن انهيار الغضروف في المفاصل الذي يمكن أن يجعل الحركة أكثر صعوبة.
وبالمثل ، كان تطوير علاجات لإصابات الأوتار أمرًا صعبًا. أحد الأسباب هو أن البروتينات التي تتحكم في الجينات التي توجه الجسم إلى تكوين الأوتار ، والتي تسمى عوامل النسخ ، كانت غير معروفة.
لتحديد هذه البروتينات ، أنشأنا كتالوجًا لـ 1600 عامل نسخ في جسم الإنسان. بناءً على هذا الكتالوج ، قمنا بفحص الجينات التي كانت نشطة في وتر العرقوب للفئران المعدلة وراثيًا ووجدنا أن بروتينًا يسمى Mkx كان عامل نسخ مركزيًا لصحة الأوتار.
لطالما اعتبر الباحثون أن الأوتار نسيج خامل غير قادر على الانقباض مثل العضلات. لكن أحد زملائنا ، Ardem Patapoutian ، توصل إلى الاكتشاف الحائز على جائزة نوبل أن بروتينًا معينًا على سطح خلايا الأوتار ، Piezo1 ، يمكن أن يشعر عندما ينخرط الوتر في تمرين معتدل ويحفز عامل النسخ Mkx.
Piezo1 والأداء الرياضي
ثم تساءلنا عن الدور الذي يلعبه Piezo1 في الأداء الرياضي. كنا مهتمين بشكل خاص بمتغير Piezo1 يسمى E756del ، والذي يوجد في حوالي ثلث الأشخاص المنحدرين من أصل أفريقي ويعتقد أنه يلعب دورًا محتملاً في كيفية القفز.
لذلك قمنا بهندسة الفئران وراثيًا لإنتاج نسخة مكافئة للفأر من بروتينات Piezo1 E756del في جميع أنحاء الجسم ثم اختبرنا أدائها في الأنشطة البدنية المختلفة ، بما في ذلك الوثب الطويل والجري على جهاز المشي. والمثير للدهشة أننا وجدنا أن الفئران التي تحتوي على بروتينات E756del كانت قادرة على القفز لمسافة تزيد 1.6 مرة دون تدريب عن الفئران التي لا تحتوي على بروتينات E756del. كانت الفئران التي تحتوي على Piezo1 في أوتارها قادرة أيضًا على الجري أسرع بنحو 1.2 مرة من تلك التي لا تحتوي على Piezo1.
لتحديد أي جزء من الجسم كان ينتج هذه القدرة على القفز ، قمنا بعد ذلك بإنشاء الفئران التي أنتجت بروتينات Piezo1 إما في عضلاتها أو في أوتارها. كانت النتائج أكثر إثارة للدهشة: فقد تحسنت قدرة الفئران التي تحمل Piezo1 في أوتارها على القفز تمامًا مثل الفئران المصابة بـ Piezo1 في جميع أنحاء الجسم. الفئران مع Piezo1 فقط في عضلاتها ، ومع ذلك ، لم يكن لديها أي تحسن في القدرة على القفز.
ثم قررنا اختبار دور Piezo1 في الأداء الرياضي البشري. بالتعاون مع اتحاد Athlome ، وهي منظمة دولية لعلم الجينوم الرياضي ، قمنا بمقارنة انتشار الجين الذي يرمز لـ E756del في 91 عداءًا جامايكيًا على المستوى الأولمبي و 108 شخصًا في عموم السكان في جامايكا. وجدنا أن 54٪ من العدائين الجامايكيين لديهم جين نشط لـ E756del ، مقارنة بحوالي 30٪ فقط من عامة السكان.
تظهر النتائج التي توصلنا إليها أن تغيير بروتين واحد ، في هذه الحالة E756del ، يمكن أن يلعب دورًا في الأداء الرياضي. يمكن أن تساعد الأبحاث الإضافية حول الأوتار وأجزاء أخرى من الأنظمة الحركية البشرية في تحسين علاجات أمراض الجهاز العضلي الهيكلي.
نشكركم على قراءة المنشور عبر مجلة المذنب نت, المتخصصة في التداول والعملات الرقمية والمشفرة
اكتشاف المزيد من مجلة المذنب نت
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.