26 آوریل 2022- دانشمندان گزارش دادند که یکی از راه هایی که ورزش می تواند با آسیب ناشی از دیابت مقابله کند، فعال کردن یک سیستم طبیعی است که در بدن ما وجود دارد تا رگ های خونی جدید را در زمانی که رگ های خونی موجود توسط این بیماری ویران می شوند، بسازد.

متخصصان مرکز زیست شناسی عروقی در کالج پزشکی جورجیا(MCG)، گفتند: رگ زایی توانایی تشکیل رگ های خونی جدید است و دیابت نه تنها به رگ های خونی موجود آسیب می زند، بلکه از این توانایی ذاتی برای رشد رگ های جدید در مواجهه با بیماری و آسیب، ممانعت می کند.

سلول های اندوتلیال رگ های خونی ما را می پوشانند و برای رشد رگ خونی جدید ضروری هستند.

اکنون دانشمندانMCG ، اولین شواهدی را ارائه داده اند که نشان می‌دهد در مواجهه با دیابت، حتی یک جلسه 45 دقیقه‌ای ورزش با شدت متوسط، اگزوزوم‌های[1] بیشتری را قادر می‌سازد، که مستقیماً مقدار بیشتری از پروتئینATP7A  را به سلول های اندوتلیال برسانند که می تواند رگزایی را تحریک کند. نتایج این تحقیق در مجله FASEB منتشر شده است.

دکتر Tohru Fukai، زیست‌شناس عروقی و متخصص قلب و عروق در  MCG، می‌گوید: برخلاف پیچیده‌ترین و کارآمدترین خدمات تحویلی که همه ما به آن‌ها اعتماد کرده‌ایم، به‌ویژه در طول همه‌گیری، آنچه اگزوزوم‌ها حمل می‌کنند بستگی به این دارد که از کجا آمده و به کجا می‌روند.

دکتر توهرو فوکای گفت: در حالی که او و نویسنده همکار زیست شناس عروقی در  MCG، دکتر ماسوکو اوشیو فوکای، هنوز از منشأ این اگزوزوم های مفید مطمئن نیستند، واضح است که یک مکان تحویل آنها سلول های اندوتلیال است.

هم دو هفته دویدن بطور داوطلبانه بر روی چرخ در موش های مدل دیابت نوع 2 و هم یک جلسه ورزش کاردیو توسط تعداد انگشت شماری از افراد 50 ساله ی سالم، سطح ATP7A در اگزوزوم هایی که به سلول های اندوتلیال متصل شدندرا افزایش داد.

دانشمندان خاطرنشان کردند که در آن مرحله، این فعالیت تأثیر قابل توجهی بر وزن موش ها نداشت، اما نشانگر عملکرد اندوتلیال و همچنین عواملی مانند فاکتور رشد اندوتلیال عروقی که برای رگ زایی مورد نیاز است را افزایش داد.

دکتر Ushio-Fukai ، گفت: ورزش همچنین مقدار آنتی اکسیدان قدرتمند و طبیعی سوپراکسید دیسموتاز خارج سلولی یا SOD3 را افزایش می دهد، اما ظرفیت ترابری ATP7A را در اگزوزومها افزایش می دهد که همچنین برای رساندن مس معدنی به سلول ها ضروری شناخته شده است، که کلید استفاده مناسب از SOD3 موجود است.

سوپراکسید دیسموتاز خارج سلولی، یک آنتی اکسیدان طبیعی مهم است که توسط سلول‌های ماهیچه صاف عروق در دیواره رگ‌های خونی و همچنین سلول‌های ماهیچه‌ای اسکلتی تولید می‌شود، که به ما کمک می‌کند تا غلظت گونه‌های اکسیژن فعال یا ROS را در سطح سالم حفظ کنیم. ROS، محصول جانبی طبیعی استفاده ی ما از اکسیژن است که یک سیگنال سلولی مهم است و عملکردهای مختلفی را ممکن می کند. اما در دیابت، سطح قند خون بالا منجر به تولید مقادیر زیادی ROS می شود که در عوض مانع از عملکردهای طبیعی مهم می شود.

محققان نشان دادند که سطح ATP7A در دیابت کاهش می یابد. آنها همچنین در حال حاضر برخی از اولین شواهد را یافته اند که نشان می دهد اگزوزوم‌هایی که در پلاسمای مدل‌های حیوانی بی‌تحرک دیابت نوع 2 در گردش هستند، وقتی به ظرف حاوی سلول‌های اندوتلیال انسانی اضافه می شوند واقعاً رگ‌زایی را مختل می‌کنند، همین اتفاق در مدل حیوانی بهبود زخم، نیز که این اگزوزومها به محل زخم آنها تزریق شده است، رخ می دهد.

دانشمندان پیشنهاد کردند که اگزوزوم‌های مصنوعی، که قبلاً به‌عنوان مکانیسم‌های تحویل دارو تحت مطالعه قرار گرفته‌اند، می‌توانند روزی به‌عنوان یک «تقلید کننده ی ورزش» برای بهبود توانایی بیماران برای رشد رگ‌های خونی جدید در زمانی که دیابت به توانایی ذاتی آنها آسیب رسانده است، بکار گرفته شوند.

در واقع هم اکنون، آنها توانستند اگزوزوم‌هایی تولید کنند که در آنها SOD3 بیش از حد بیان می‌شود و بهبود رگ‌زایی و بهبودی را در مدل موش دیابتی سبب می شود.

روشی که قرار است موثر واقع شود، این است که SOD3 به طور طبیعی در سلول‌های اندوتلیال خاموش می‌شود، بنابراین آنها باید آن را از سلول‌های دیگر دریافت کنند. دکتر Ushio-Fukai اهمیت تحویل اگزوزم را خاطر نشان کرد و گفت: SOD3، سپس باید به سلول‌های اندوتلیال در نقطه طبیعی خود به نام دامنه ی اتصال هپارین متصل شود و ناقل مس ATP7A باید وجود داشته باشد تا SOD3 بتواند در آنجا فعال باشد. فوکای خاطرنشان کرد که هر دو ATP7A و محل اتصال(binding site)، کلیدی هستند. به عنوان مثال، هنگامی که آنها محل اتصال را از سلول های اندوتلیال حذف کردند، که ممکن است در طبیعت اتفاق بیفتد، مزایای آن از بین رفت.

هنگامی که  SOD3در صحنه وجود دارد و فعال است، سوپراکسید ROS را به پراکسید هیدروژن یاH2O2  تبدیل می کند، سیگنال دیگری از ROS که به پشتیبانی از عملکرد طبیعی سلول های اندوتلیال کمک می کند. محققان گزارش کردند که در سلول های اندوتلیال انسان، بیان بیش از حد SOD3 از طریق افزایشH2O2 ، باعث رگزایی می شود.

یک اتصال مسی نیز در سراسر این فرآیند وجود دارد زیرا سلول‌های اندوتلیال به طور منظم از مس زیادی استفاده می‌کنند و ATP7A که به عنوان انتقال دهنده ی مواد معدنی ضروری است- که در غذاهایی مانند آجیل و غلات کامل وجود دارند-، به خود مس وابسته است.

تمرینات بدنی، مانند دویدن یا راه رفتن روی تردمیل، ماهیچه ها را وادار به انقباض می کند که به نوبه خود باعث آزاد شدن اگزوزوم ها در خون می شود.

زمانی که دکتر Fukai، دانشجوی فوق دکترا در بخش قلب و عروق دانشگاه اموری بود، او بخشی از گروه تحقیقاتی بود که برای اولین بار نشان دادند ورزش فعالیت SOD3 را افزایش می‌دهد. سطحSOD3  با افزایش سن و برخی بیماری ها مانند دیابت و فشار خون بالا، کاهش می یابد.

اگزوزوم ها هم اکنون به عنوان نشانگرهای زیستی برایطیف وسیعی از بیماری ها مانند سرطان و دیابت و همچنین ابزار دقیق ارائه درمان در حال بررسی هستند.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2022-04-evidence-counter-diabetes.html