پروتئین NDRG1 به عنوان «ترمز» سلول‌های بنیادی عضلات شناسایی شد؛ توضیحی برای کندی ترمیم در ورزشکاران مسن‌تر

واقعیت اجتناب‌ناپذیر پیری در ورزش، تنها از دست دادن حداکثر سرعت نیست، بلکه افزایش چشمگیر زمان بهبودی است. کشیدگی همسترینگ که یک ورزشکار ۲۲ ساله را سه هفته خانه‌نشین می‌کند، ممکن است برای یک فرد ۳۵ ساله دو ماه و برای یک فرد ۵۰ ساله کل یک فصل را به همراه داشته باشد. این اصطکاک بیولوژیکی بسیاری از ورزشکاران را مجبور به بازنشستگی زودهنگام می‌کند و به شدت بر کیفیت زندگی بزرگسالان مسن‌تر تأثیر می‌گذارد.[3]

برای دهه‌ها، دانشمندان ورزشی این کندی را به کاهش عمومی و سیستمیک جریان خون، کارایی متابولیک و فرسودگی تجمعی نسبت می‌دادند. با این حال، شواهد فزاینده‌ای به یک عامل بسیار خاص و موضعی در بافت عضلانی اشاره دارد که تمرکز را از پیری سیستمیک به مکانیک سلولی تغییر می‌دهد.[4]

یک مطالعه پیشگامانه که در نشریه «نیچر ایجینگ» (Nature Aging) منتشر شده است، پروتئین NDRG1 (ژن تنظیم‌شده پایین‌دست N-myc 1) را به عنوان یک «ترمز» اصلی در بازسازی عضلات شناسایی کرده است. این تحقیق یک توضیح مولکولی واضح برای اینکه چرا عضلات مسن‌تر برای بازسازی پس از ضربه دچار مشکل می‌شوند، ارائه می‌دهد.[1]

شواهد بر سلول‌های بنیادی عضلانی، که به عنوان سلول‌های ماهواره‌ای نیز شناخته می‌شوند، متمرکز است. این سلول‌های تخصصی در امتداد لبه‌های فیبرهای عضلانی به صورت خفته قرار دارند و هنگام پارگی یا کشیدگی، برای تکثیر و ترمیم بافت بیدار می‌شوند. در عضلات جوان، این سلول‌های بنیادی به سرعت پس از آسیب فعال می‌شوند.[2]

داده‌های جدید نشان می‌دهد که با افزایش سن موجودات، سلول‌های بنیادی عضلانی آن‌ها سطوح غیرمعمولی بالایی از NDRG1 را انباشته می‌کنند. محققان دریافتند که این پروتئین ماشین‌آلات سلولی را تغییر می‌دهد و عملاً سلول‌های بنیادی را در حالت استراحت قفل می‌کند، حتی زمانی که بدن سیگنال‌هایی برای تعمیرات اضطراری می‌فرستد.[1]

هنگامی که در بافت پیر آسیب رخ می‌دهد، سیگنال بازسازی ارسال می‌شود، اما ترمز NDRG1 از تکثیر سریع سلول‌ها برای ترمیم مؤثر آسیب جلوگیری می‌کند. نتیجه یک فرآیند بهبودی کند و ناقص است که اغلب بافت عضلانی عملکردی را با بافت اسکار فیبروتیک جایگزین می‌کند.[1][4]

قانع‌کننده‌ترین شواهد در این مجموعه از مدل‌های تجربی به دست می‌آید که در آن‌ها دانشمندان به طور مصنوعی NDRG1 را در افراد مسن‌تر کاهش دادند یا به صورت دارویی مهار کردند. با برداشتن این ترمز، محققان توانستند مشاهده کنند که آیا ظرفیت بازسازی زیربنایی سلول‌ها هنوز دست‌نخورده باقی مانده است یا خیر.

هنگامی که پروتئین سرکوب شد، سلول‌های بنیادی عضلانی مسن‌تر تقریباً دقیقاً مانند سلول‌های جوان عمل کردند. نرخ تکثیر سلولی دو برابر شد و یکپارچگی ساختاری عضله ترمیم شده با افراد نصف سن آن‌ها مطابقت داشت، که ثابت می‌کند سلول‌ها پتانسیل خود را از دست نداده بودند—بلکه صرفاً سرکوب شده بودند.[1]

داده‌های بیوپسی انسانی مدل‌های حیوانی را تأیید می‌کند. نمونه‌های گرفته شده از ورزشکاران کهنه‌کار و بزرگسالان مسن‌تر، همبستگی معکوس قوی بین سطوح NDRG1 و سرعت بهبودی پس از پارگی‌های ریز ناشی از تمرین مقاومتی را نشان می‌دهد. هرچه غلظت NDRG1 بالاتر باشد، ورزشکار زمان بیشتری برای بازیابی قدرت اولیه نیاز داشت.[3]

برای متخصصان پزشکی ورزشی، این مکانیسم توضیح می‌دهد که چرا پروتکل‌های توانبخشی سنتی اغلب برای ورزشکاران مسن‌تر شکست می‌خورند. فیزیوتراپی عضله را تحریک می‌کند، اما اگر ترمز سلولی محکم درگیر باشد، بافت به سادگی نمی‌تواند با رشد جدید به بار مکانیکی پاسخ دهد.

پیامدهای درمانی عمیق است. اگر داروشناسان بتوانند یک مهارکننده هدفمند NDRG1 را توسعه دهند، می‌تواند اساساً مسیر آسیب‌های ورزشی را برای ورزشکاران بالای سی سال تغییر دهد، به طور بالقوه دوران حرفه‌ای نخبگان را سال‌ها طولانی‌تر کرده و ورزش‌های تفریحی را برای سالمندان ایمن‌تر سازد.[4]

فراتر از ورزش‌های نخبه، محققان طول عمر این مسیر را به عنوان یک هدف حیاتی برای مبارزه با سارکوپنی—تحلیل عضلانی ناتوان‌کننده و مرتبط با سن که استقلال بزرگسالان مسن‌تر را از بین می‌برد و خطر سقوط‌های مرگبار را به شدت افزایش می‌دهد—می‌بینند.[2]

با این حال، مجموعه شواهد همچنین عدم قطعیت‌های قابل توجهی را برجسته می‌کند. NDRG1 یک اشتباه بیولوژیکی نیست؛ احتمالاً به عنوان یک مکانیسم محافظتی تجمع می‌یابد. زیست‌شناسان بازسازی‌کننده هشدار می‌دهند که خاموش کردن یک ترمز سلولی خطرات ذاتی دارد، به ویژه در مورد رشد کنترل نشده سلولی.[1][4]

سلول‌های بنیادی که خیلی سریع یا بدون تنظیم تکثیر می‌شوند، می‌توانند منجر به سرطان‌زایی (توسعه سرطان) شوند. بنابراین، هرگونه درمان آتی باید با دوز دقیق، موقت و در حالت ایده‌آل موضعی برای عضله آسیب‌دیده باشد، نه اینکه به صورت سیستمیک تجویز شود.[1][2]

در حال حاضر، تحقیقات در مرحله پیش‌بالینی باقی مانده است. در حالی که شناسایی NDRG1 یک هدف واضح و قابل اقدام را فراهم می‌کند، آزمایش‌های بالینی انسانی برای مهارکننده‌های خاص احتمالاً چندین سال فاصله دارند. تا آن زمان، این کشف یک بخش حیاتی از پازل بیولوژیکی را ارائه می‌دهد و ثابت می‌کند که زوال مرتبط با سن در بهبودی یک اجتناب‌ناپذیری سیستمیک نیست، بلکه یک فرآیند سلولی خاص و بالقوه برگشت‌پذیر است.[4]