تغییر دما باعث برنامه ریزی مجدد کل بدن می شود

انسان‌ها، مانند بسیاری از موجودات زنده، دائماً در معرض دمای متناوب سردتر یا گرم‌تر قرار دارند. این تغییرات محیطی باعث اثرات متابولیک قابل توجهی می شود و نیاز به سازگاری مداوم دارد. در حالی که برخی از این سازگاری‌ها اثرات مفید خاصی بر سلامتی دارند، تأثیر سرما و گرما بر اندام‌های مختلف در یک بافت کل بدن شناخته نشده بود. برای درک مکانیسم کلی بیولوژیکی در خطر، تیمی از دانشگاه ژنو (UNIGE) تغییرات در بیان ژن را به طور همزمان در اندام های مختلف در موش تجزیه و تحلیل کردند. آنها کشف کردند که همه اندام ها به شدت به تغییرات دما واکنش نشان می دهند و هر کدام مدولاسیون خاص خود را نشان می دهند. برای تحریک تحقیقات و کاربردهای بالقوه درمانی، دانشمندان یک برنامه کاربردی مبتنی بر وب ایجاد کردند که در آن هزاران پروفایل بیان ژن آزادانه در دسترس هستند. این نتایج را می توان در مجله خواند eLife.

دما یکی از اصلی ترین عوامل محیطی است که موجودات زنده در معرض آن قرار می گیرند. قرار گرفتن در معرض سرما یا گرما تأثیرات چشمگیری بر متابولیسم و ​​سلامت دارد و تأثیر دما بر سلامت انسان نیز با توزیع جغرافیایی بروز برخی بیماری ها مشهود است. اما فراتر از پاسخ فیزیولوژیکی برخی بافت‌ها، زندگی در محیط سردتر یا گرم‌تر تا چه حد به تغییرات بیولوژیکی کل بدن کمک می‌کند؟

میرکو تراژکوفسکی، استاد گروه فیزیولوژی و متابولیسم سلولی و در مرکز دیابت در دانشکده پزشکی UNIGE، توضیح می‌دهد: «در مطالعات قبلی‌مان، قبلاً مشاهده کرده بودیم که دما تأثیرات عمده‌ای بر عملکرد اندام‌های خاص دارد. این تحقیق.

اکنون می دانیم که قرار گرفتن در معرض سرما به دلیل افزایش ترموژنز باعث کاهش وزن می شود و علائم مولتیپل اسکلروزیس را کاهش می دهد، در حالی که قرار گرفتن در معرض گرما اثرات محافظتی بر روی برخی از بیماری های مرتبط با افزایش سن مانند پوکی استخوان دارد. در واقع، نتایج قبلی ما به اثرات وابسته به زمینه تغییرات دما بر اندام‌ها و بیماری‌های مختلف اشاره می‌کند، اما سازگاری کلی ارگانیسم باید به روشی یکپارچه بررسی شود.”

همه اندام ها به طور متفاوتی واکنش نشان می دهند

برای پرداختن به این هدف، دانشمندان بیان ژن‌ها را در یازده اندام (تمام بافت‌های چربی، ماهیچه، کبد، مغز، هیپوتالاموس، ایلئوم، نخاع، طحال و مغز استخوان) سه گروه از موش‌هایی که در معرض دما قرار داشتند، تجزیه و تحلیل کردند. 10 درجه سانتی گراد، 22 درجه سانتی گراد یا 34 درجه سانتی گراد. میرکو تراژکوفسکی می گوید: «داده ها نشان می دهد که کل بدن عمیقاً به تغییرات دما واکنش نشان می دهد. با این حال، هیچ پاسخ یکنواختی وجود ندارد: هر اندام بیان ژن خود را به روش خود تغییر می دهد، تا حدودی متفاوت از بقیه بافت ها.

برای درک بهتر اینکه آیا این پدیده به دلیل بیان منحصربه‌فرد ژن‌های خاص هر اندام است، تیم تحقیقاتی با تمرکز بر ژن‌هایی که در همه اندام‌ها بیان می‌شوند، تجزیه و تحلیل‌های بیشتری انجام دادند. و حتی زمانی که فقط این مجموعه محدود از ژن ها را در نظر می گیریم، تفاوت ها در فعال سازی هنوز قابل توجه بود.

به سمت توصیه های درمانی؟

“دانستن اینکه قرار گرفتن در معرض دماهای متناوب باعث اثرات عمده بر بیماری های متابولیک مانند چاقی و پوکی استخوان یا حتی بیماری های خودایمنی می شود، نشان دهنده استفاده از تغییر دما به عنوان مداخله درمانی بالقوه در شیوه زندگی است. با این حال، ابتدا باید اثرات ناشی از دما را رمزگشایی کنیم. میرکو تراژکوفسکی می‌گوید: به روشی یکپارچه در سراسر بدن، و نه تنها در سطح یک عضو.

برای تسریع تحقیقات در این زمینه نوظهور، تیم ژنو یک برنامه کاربردی مبتنی بر وب با کاربری رایگان و به راحتی در دسترس ایجاد کرد که به کاربران، هم دانشمندان و هم به عموم مردم اجازه می‌دهد تا بیان هزاران ژن را در پاسخ به قرار گرفتن در معرض سرما یا گرما در اندام های مختلف. میرکو تراژکوفسکی در پایان می‌گوید: «این نتایج اگر توسط تعداد زیادی از مردم به اشتراک گذاشته شده و مورد بهره‌برداری قرار گیرند، بسیار مفید خواهند بود.