سرما چگونه به افزایش طول عمر کمک می‌کند؟ دانشمندان بیش از یک قرن است که می‌دانند زندگی در دمای پایین، عمر برخی جانوران را افزایش می‌دهد، اما تا همین اواخر به‌درستی نمی‌دانستند چه اتفاقی در بدن رخ می‌دهد که سرما چنین تأثیری دارد.
اکنون پژوهشی تازه نشان می‌دهد که پاسخ این پرسش احتمالاً در عضلات نهفته است؛ جایی که سرما تولید ماده‌ای را افزایش می‌دهد که به سلول‌ها کمک می‌کند از پروتئین‌های آسیب‌زا خلاص شوند و عملکرد طبیعی خود را حفظ کنند.
نتایج این پژوهش که در نشریهٔ علمی «نیچر» (Nature) منتشر شده است، نشان می‌دهد دمای پایین می‌تواند مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی را در بدن فعال کند که به حفظ سلامت بافت‌ها در دوران پیری کمک می‌کنند.
البته این یافته‌ها تاکنون تنها در آزمایش‌های انجام‌شده روی کرم‌های آزمایشگاهی و سلول‌های انسانی به دست آمده‌اند و هنوز مشخص نیست که سرما می‌تواند طول عمر انسان را نیز افزایش دهد یا نه.
سرما چه تأثیری بر بدن دارد؟
پژوهش‌های پیشین نشان داده‌اند که زندگی در محیط سرد می‌تواند عمر موجوداتی مانند کرم‌ها، مگس‌ها، ماهی‌ها و جوندگان را افزایش دهد. دانشمندان در گذشته تصور می‌کردند که این اتفاق به دلیل کاهش سرعت سوخت‌وساز بدن رخ می‌دهد؛ به این معنا که با پایین آمدن دما فعالیت‌های شیمیایی بدن کندتر می‌شوند و جانوران مدت بیشتری زنده می‌مانند.
اما پژوهش‌های سال‌های اخیر نشان داده‌اند که ماجرا به همین سادگی نیست. سرما ظاهراً واکنش‌هایی را در سلول‌ها ایجاد می‌کند که به حفظ سلامت آنها کمک می‌کنند.
دیوید ویلچز، زیست‌شناس مولکولی دانشگاه کلن آلمان، و همکارانش چند سال پیش دریافتند که سرما به نوعی کرم بسیار کوچک کمک می‌کند تا پروتئین‌های آسیب‌زا را از سلول‌هایش پاک کند.
به گزارش تارنمای ساینس‌آلرت، در سلول‌ها ساختارهایی وجود دارند که پروتئین‌های فرسوده یا آسیب‌دیده را تجزیه می‌کنند. این ساختارها که پروتئازوم نام دارند، نقشی شبیه دستگاه بازیافت دارند و مانع انباشته شدن مواد زائد در سلول می‌شوند. پژوهشگران در بررسی تازهٔ خود تلاش کردند دریابند سرما چگونه این فرایند را فعال می‌کند.
نقش عضلات در افزایش طول عمر چیست؟
دانشمندان برای یافتن پاسخ یک کرم آزمایشگاهی را در دمای ۱۵ درجه سانتی‌گراد قرار دادند؛ دمایی که پیش‌تر مشخص شده بود طول عمر این جانور را افزایش می‌دهد.
آنها دریافتند که سرما تولید آنزیمی به نام سی‌ای‌تی‌ـ۴ را به‌ویژه در عضلات کرم‌ها افزایش می‌دهد. این آنزیم نیز باعث تولید بیشتر ماده‌ای به نام دی‌هیدروبیوپترین می‌شود که به اختصار بی‌اچ۲ نامیده می‌شود.
دیوید ویلچز می‌گوید: «خوشحالیم که نشان دادیم سرمای ملایم باعث افزایش چشمگیر تولید ماده‌ای به نام بی‌اچ۲ می‌شود. این ماده در بافت عضلانی ساخته و ذخیره می‌شود و سپس از آنجا به دیگر بخش‌های بدن راه پیدا می‌کند.» به‌گفتهٔ او، این ماده به حفظ تعادل پروتئین‌ها و سلامت بافت‌ها در دوران پیری کمک می‌کند.
Read More
This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)
پروتئین‌ها برای زنده ماندن و عملکرد درست سلول‌ها ضروری‌اند، اما گاهی ساختار طبیعیشان تغییر می‌کند و به یکدیگر می‌چسبند. تجمع این پروتئین‌های غیرطبیعی ممکن است به سلول‌ها آسیب برساند و در بروز برخی بیماری‌ها نقش داشته باشد.
بدن برای جلوگیری از این اتفاق، پیوسته پروتئین‌های آسیب‌دیده را شناسایی و تجزیه می‌کند. پژوهشگران دریافته‌اند ماده‌ای که بر اثر سرما تولید می‌شود به حفظ این تعادل کمک می‌کند.
بررسی‌های بیشتر نشان داد که این ماده پس از خروج از عضلات، به ترکیب دیگری به نام تتراهیدروبیوپترین تبدیل می‌شود. ترکیب جدید نیز به تولید نوعی اسیدآمینه به نام تیروزین کمک می‌کند.
دانشمندان برای بررسی اهمیت این واکنش‌ها، آنها را در بدن کرم‌ها مختل کردند. نتیجه نشان داد که با ایجاد اختلال در این فرایند، بخشی از تأثیر سرما بر افزایش طول عمر نیز از بین می‌رود.
این یافته نشان می‌دهد که افزایش عمر در دمای پایین صرفاً نتیجهٔ کند شدن سوخت‌وساز بدن نیست، بلکه به واکنش‌هایی مربوط می‌شود که از عضلات آغاز می‌شوند.
آیا می‌توان بدون تحمل سرما عمر طولانی‌تری داشت؟
شاید جالب‌ترین بخش پژوهش این باشد که برای بهره‌مندی از این فرایند، لزوماً نیازی به قرار گرفتن در محیط سرد نیست. پژوهشگران با تغییر فعالیت ژن‌ها در عضلات کرم‌ها، تولید آنزیم موردنظر را افزایش دادند. نتیجه این بود که طول عمر جانوران حتی در دمای معمولی یا گرم‌تر نیز افزایش یافت.
این آزمایش نشان می‌دهد که شاید بتوان در آینده، بدون پایین آوردن دمای بدن، برخی از فواید سرما را به دست آورد.
ویلچز می‌گوید: «واقعاً شگفت‌زده شدیم که افزودن این ماده، حتی در دمای معمولی و گرم‌تر هم، طول عمر را به میزان قابل‌توجهی افزایش داد.» او می‌افزاید: «آزمایش‌های بیشتر روی سلول‌های انسانی ما را تشویق می‌کند به دنبال درمان‌هایی باشیم که بدون نیاز به تغییر دمای بدن، فواید سرما را ایجاد کنند.»
پژوهشگران همچنین دریافتند که این واکنش‌ها از تجمع پروتئین‌های آسیب‌زا در کرم‌هایی که برای مطالعهٔ بیماری هانتینگتون پرورش یافته‌اند جلوگیری می‌کنند. ویلچز می‌گوید: «این یافته‌ها نشان می‌دهند که شاید بتوان با تأثیر گذاشتن بر یک بافت مشخص، مانند عضله، از بخش‌های دیگر بدن نیز محافظت کرد.» به گفتهٔ او، چنین امکانی می‌تواند راه را برای یافتن روش‌های درمانی تازه باز کند.
آیا این کشف به درمان بیماری‌های عصبی کمک می‌کند؟
دانشمندان در مرحلهٔ دیگری از پژوهش، آزمایش‌هایی روی سلول‌های انسانی انجام دادند تا دریابند مادهٔ تولیدشده بر اثر سرما چه تأثیری بر پروتئین‌های آسیب‌زا دارد.
آنها از سلول‌هایی استفاده کردند که به‌گونه‌ای تغییر یافته بودند تا پروتئین‌های مرتبط با دو بیماری عصبی هانتینگتون و اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، معروف به ای‌ال‌اس، را تولید کنند.
این بیماری‌ها با آسیب سلول‌های عصبی همراه‌اند. در بیماری ای‌ال‌اس سلول‌های عصبی حرکتی به‌تدریج از بین می‌روند و در بیماری هانتینگتون نیز سلول‌های عصبی آسیب می‌بینند و عملکردشان مختل می‌شود.
نتایج نشان داد که افزودن مادهٔ بی‌اچ۲ به سلول‌ها، تجمع پروتئین‌های غیرطبیعی را کاهش می‌دهد. در آزمایش دیگری نیز افزودن این ماده همراه با تیروزین، نشانه‌های مرگ سلولی را در سلول‌های عصبی حرکتی دارای جهش ژنتیکی مرتبط با بیماری ای‌ال‌اس کاهش داد.
این یافته‌ها احتمال می‌دهند که این فرایند بتواند به محافظت از سلول‌های عصبی کمک کند.
با این حال، نتایج آزمایشگاهی به معنای کشف درمانی برای این بیماری‌ها نیست. دانشمندان هنوز باید بررسی کنند که آیا این روش در بدن انسان نیز مؤثر است و می‌توان بدون ایجاد عوارض ناخواسته از آن استفاده کرد.
آیا سرما عمر انسان را هم افزایش می‌دهد؟
هنوز برای پاسخ دادن به این پرسش زود است.
پژوهش تازه نشان داده است که در کرم‌های آزمایشگاهی سرمای ملایم می‌تواند تولید ماده‌ای را در عضلات افزایش دهد که به حفظ سلامت سلول‌ها و افزایش طول عمر کمک می‌کند. آزمایش‌ها روی سلول‌های انسانی نیز نشان داده‌اند که این ماده می‌تواند از تجمع برخی پروتئین‌های آسیب‌زا جلوگیری کند.
اما هیچ‌یک از این نتایج ثابت نمی‌کند که سرما عمر انسان را افزایش می‌دهد و نمی‌توان بر اساس آنها توصیه کرد که افراد برای زندگی طولانی‌تر خود را در معرض دمای پایین قرار دهند. اهمیت این کشف در آن است که دانشمندان اکنون یکی از راه‌هایی اثرگذاری سرما بر عملکرد سلول‌ها را بهتر می‌شناسند.
اگر پژوهش‌های آینده نشان دهند که می‌توان همین فرایند را در بدن انسان به شکلی ایمن فعال کرد، شاید روزی بتوان از آن برای مقابله با برخی آسیب‌های ناشی از پیری و بیماری‌های عصبی بهره برد. تا آن زمان، سرما هنوز نسخه‌ای برای طول عمر بیشتر نیست، اما شناخت تأثیر آن بر سلول‌ها می‌تواند راه تازه‌ای پیش روی پژوهشگران بگذارد.
