يخسر بعض الأشخاص الوزن بشكل أبطأ من الآخرين بعد ممارسة التمارين الرياضية، مما كان يثير تساؤلا مشروعا عن السبب. وهو ما تعرّف عليه فريق بحثي من جامعة كوبي.
فمن المعروف جيدا أن التمارين الرياضية تؤدي إلى حرق الدهون، غير أن حرق الدهون بالنسبة لبعض الأشخاص أصعب بكثير من آخرين، مما يثير الشكوك إذا ما كانت الآلية وراء فقدان أو اكتساب الوزن بسيطة مثل أن تزيد السعرات الحرارية التي تُكتسب عن السعرات الحرارية التي تُحرق.
بروتين يستجيب للتمارين
وحدد الباحثون سابقا بروتين يسمى “بي جي سي 1 ألفا” يبدو أنه يربط بين التمارين الرياضية وتأثيراتها. ومع ذلك لم يُحسم إذا ما كانت الزيادة في كمية هذا البروتين تؤدي بالفعل إلى تأثيرات الرياضة أم لا. ويستجيب البروتين بشكل خاص للتمارين القصيرة الأجل ويتحكم في استهلاك طاقة الجسم.
ودرس الفريق ما يحدث للفئران التي لا تستطيع إنتاج البروتين، فهذه الفئران تستهلك كمية أقل من الأكسجين أثناء التمارين، وتحرق كمية أقل من الدهون، وبالتالي تكون أكثر عرضة لاكتساب الوزن. وبما أن الفريق وجد أن هذا الارتباط موجود أيضا لدى البشر، فقد تُوفر المعلومات المكتشفة عن هذه الآلية مسارا لعلاج السمنة.
وفي الآونة الأخيرة وجد واتارو أوغاوا أخصائي الغدد الصماء في جامعة كوبي وباحثون آخرون أن هناك في الواقع عدة نسخ مختلفة من هذا البروتين.
ووفقا لموقع يوريك اليرت يوضح أوغاوا أن “هذه النسخ الجديدة من بي جي سي 1 ألفا المسماة “ب” و “ج”، لها تقريبا نفس وظيفة النسخة التقليدية “أ”، لكنها تُنتَج في العضلات أكثر من عشرة أضعاف أثناء التمارين، بينما لا تُظهر النسخة “أ” هذه الزيادة.
لذلك قام الفريق بإثبات الفكرة وأن النسخ المكتشفة حديثا -وليست النسخة المعروفة سابقا- هي التي تنظم استهلاك الطاقة أثناء التمارين.
وللتحقق من ذلك أنشأ الباحثون فئرانا تفتقر إلى النسخ “ب” و”ج” من البروتين “بي جي سي 1 ألفا”، بينما لا تزال تملك النسخة “أ” القياسية، وقاسوا نمو العضلات وحرق الدهون واستهلاك الأكسجين للفئران أثناء الراحة والتمارين القصيرة الأجل وكذلك الطويلة الأجل.
كما قاموا بدعوة أشخاص للمشاركة في الاختبار من البشر مع وبدون داء السكري من النوع الثاني، وأخضعوهم لاختبارات مشابهة للفئران، لأن الأشخاص الذين يعانون من عدم تحمل الأنسولين والسمنة معروف أن لديهم مستويات منخفضة من البروتين.
ووجد أوغاوا وفريقه في نتائج دراستهم التي نشروها بمجلة “موليكيولر ميتابوليزم” في 23 يونيو/حزيران الماضي، أنه على الرغم من أن جميع نسخ البروتين تُسبب ردود فعل بيولوجية مماثلة، فإن مستويات إنتاجها المختلفة لها عواقب بعيدة المدى على صحة الكائن الحي.
ويعني نقص النسخ البديلة “ب” و”ج” من بروتين “بي جي سي 1 ألفا”؛ أن الكائن الحي غير قادر بشكل أساسي على الاستجابة للنشاط القصير الأجل ولا يتكيف مع هذه المحفزات، مما يؤدي إلى أن هؤلاء الأفراد يستهلكون كمية أقل من الأكسجين ويحرقون كمية أقل من الدهون أثناء وبعد التمارين.
وعند البشر، وجد الفريق البحثي أنه كلما زاد إنتاج الأفراد للنسخ “ب” و”ج” من البروتين، استهلكوا أكسجينا أكثر، وقلت لديهم نسبة الدهون في الجسم سواء أكانوا أفرادا أصحاء أم مصابين بداء السكري من النوع الثاني.
ويلخص أوغاوا هذه النتائج بالقول: “لذلك، كانت فرضية أن الجينات في العضلات الهيكلية تحدد القابلية للإصابة بالسمنة فرضية صحيحة”.
ومع ذلك، وجدوا أيضا أن التمارين طويلة الأجل تحفز إنتاج النسخة القياسية “أ” من “بي جي سي 1 ألفا”، وأن الفئران التي مارست الرياضة بانتظام على مدار ستة أسابيع أظهرت زيادة في الكتلة العضلية بغض النظر عما إذا كانت تستطيع إنتاج النسخ البديلة من البروتين أم لا.
إضافة إلى الإنتاج في العضلات، نظر فريق جامعة كوبي في كيفية تغيّر إنتاج النسخ المختلفة من “بي جي سي 1 ألفا” في الأنسجة الدهنية، ولم يجدوا أي تأثير ذي صلة استجابة للتمارين.
ومع ذلك، وبالنظر إلى أن الحيوانات تحرق أيضا الدهون للحفاظ على درجة حرارة الجسم، بحث العلماء في قدرة الفئران على تحمل البرد. وبالفعل وجدوا أن إنتاج النسخ “ب” و”ج” من بروتين “بي جي سي 1 ألفا” في الأنسجة الدهنية البنية يزداد عندما تتعرض الحيوانات للبرد، وأن درجة حرارة جسم الأفراد الذين لا يستطيعون إنتاج هذه النسخ انخفضت بشكل كبير في ظل هذه الظروف.
قد يساهم هذا في زيادة نسبة الدهون في الجسم لهؤلاء الأفراد، لكن من جهة أخرى يبدو أنه يشير إلى أن النسخ “ب” و”ج” من البروتين قد تكون مسؤولة عن التكيفات الأيضية مع المحفزات القصيرة الأجل بشكل عام.
ويشير أوغاوا وفريقه إلى أن فهم النشاط الفسيولوجي للنسخ المختلفة من “بي جي سي 1 ألفا” قد يسمح بوضع طرق علاجية للسمنة. ومؤخرا طُوّرت أدوية مضادة للسمنة تكبح الشهية، ولكنْ لا يوجد أدوية تعالج السمنة بزيادة إنفاق الطاقة. إذا عُثر على مادة تزيد من النسخ “ب” و”ج”، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوية تعزز إنفاق الطاقة أثناء التمارين أو حتى بدونها، وقد تعالج هذه الأدوية السمنة بشكل مستقل عن القيود الغذائية.
ويُجري الفريق الآن أبحاثا لمعرفة المزيد عن الآليات التي تؤدي إلى زيادة إنتاج نسخ البروتين “ب” و”ج” أثناء التمارين.
النسخ المكتشفة جديدا
وفي الآونة الأخيرة وجد واتارو أوغاوا أخصائي الغدد الصماء في جامعة كوبي وباحثون آخرون أن هناك في الواقع عدة نسخ مختلفة من هذا البروتين.
ووفقا لموقع يوريك اليرت يوضح أوغاوا أن “هذه النسخ الجديدة من بي جي سي 1 ألفا المسماة “ب” و “ج”، لها تقريبا نفس وظيفة النسخة التقليدية “أ”، لكنها تُنتَج في العضلات أكثر من عشرة أضعاف أثناء التمارين، بينما لا تُظهر النسخة “أ” هذه الزيادة.
لذلك قام الفريق بإثبات الفكرة وأن النسخ المكتشفة حديثا -وليست النسخة المعروفة سابقا- هي التي تنظم استهلاك الطاقة أثناء التمارين.
وللتحقق من ذلك أنشأ الباحثون فئرانا تفتقر إلى النسخ “ب” و”ج” من البروتين “بي جي سي 1 ألفا”، بينما لا تزال تملك النسخة “أ” القياسية، وقاسوا نمو العضلات وحرق الدهون واستهلاك الأكسجين للفئران أثناء الراحة والتمارين القصيرة الأجل وكذلك الطويلة الأجل.
كما قاموا بدعوة أشخاص للمشاركة في الاختبار من البشر مع وبدون داء السكري من النوع الثاني، وأخضعوهم لاختبارات مشابهة للفئران، لأن الأشخاص الذين يعانون من عدم تحمل الأنسولين والسمنة معروف أن لديهم مستويات منخفضة من البروتين.
ووجد أوغاوا وفريقه في نتائج دراستهم التي نشروها بمجلة “موليكيولر ميتابوليزم” في 23 يونيو/حزيران الماضي، أنه على الرغم من أن جميع نسخ البروتين تُسبب ردود فعل بيولوجية مماثلة، فإن مستويات إنتاجها المختلفة لها عواقب بعيدة المدى على صحة الكائن الحي.
ويعني نقص النسخ البديلة “ب” و”ج” من بروتين “بي جي سي 1 ألفا”؛ أن الكائن الحي غير قادر بشكل أساسي على الاستجابة للنشاط القصير الأجل ولا يتكيف مع هذه المحفزات، مما يؤدي إلى أن هؤلاء الأفراد يستهلكون كمية أقل من الأكسجين ويحرقون كمية أقل من الدهون أثناء وبعد التمارين.
وعند البشر، وجد الفريق البحثي أنه كلما زاد إنتاج الأفراد للنسخ “ب” و”ج” من البروتين، استهلكوا أكسجينا أكثر، وقلت لديهم نسبة الدهون في الجسم سواء أكانوا أفرادا أصحاء أم مصابين بداء السكري من النوع الثاني.
ويلخص أوغاوا هذه النتائج بالقول: “لذلك، كانت فرضية أن الجينات في العضلات الهيكلية تحدد القابلية للإصابة بالسمنة فرضية صحيحة”.
ومع ذلك، وجدوا أيضا أن التمارين طويلة الأجل تحفز إنتاج النسخة القياسية “أ” من “بي جي سي 1 ألفا”، وأن الفئران التي مارست الرياضة بانتظام على مدار ستة أسابيع أظهرت زيادة في الكتلة العضلية بغض النظر عما إذا كانت تستطيع إنتاج النسخ البديلة من البروتين أم لا.
إضافة إلى الإنتاج في العضلات، نظر فريق جامعة كوبي في كيفية تغيّر إنتاج النسخ المختلفة من “بي جي سي 1 ألفا” في الأنسجة الدهنية، ولم يجدوا أي تأثير ذي صلة استجابة للتمارين.
ومع ذلك، وبالنظر إلى أن الحيوانات تحرق أيضا الدهون للحفاظ على درجة حرارة الجسم، بحث العلماء في قدرة الفئران على تحمل البرد. وبالفعل وجدوا أن إنتاج النسخ “ب” و”ج” من بروتين “بي جي سي 1 ألفا” في الأنسجة الدهنية البنية يزداد عندما تتعرض الحيوانات للبرد، وأن درجة حرارة جسم الأفراد الذين لا يستطيعون إنتاج هذه النسخ انخفضت بشكل كبير في ظل هذه الظروف.
قد يساهم هذا في زيادة نسبة الدهون في الجسم لهؤلاء الأفراد، لكن من جهة أخرى يبدو أنه يشير إلى أن النسخ “ب” و”ج” من البروتين قد تكون مسؤولة عن التكيفات الأيضية مع المحفزات القصيرة الأجل بشكل عام.
ويشير أوغاوا وفريقه إلى أن فهم النشاط الفسيولوجي للنسخ المختلفة من “بي جي سي 1 ألفا” قد يسمح بوضع طرق علاجية للسمنة. ومؤخرا طُوّرت أدوية مضادة للسمنة تكبح الشهية، ولكنْ لا يوجد أدوية تعالج السمنة بزيادة إنفاق الطاقة. إذا عُثر على مادة تزيد من النسخ “ب” و”ج”، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوية تعزز إنفاق الطاقة أثناء التمارين أو حتى بدونها، وقد تعالج هذه الأدوية السمنة بشكل مستقل عن القيود الغذائية.
ويُجري الفريق الآن أبحاثا لمعرفة المزيد عن الآليات التي تؤدي إلى زيادة إنتاج نسخ البروتين “ب” و”ج” أثناء التمارين.
هل للجينات دور؟
ووجد أوغاوا وفريقه في نتائج دراستهم التي نشروها بمجلة “موليكيولر ميتابوليزم” في 23 يونيو/حزيران الماضي، أنه على الرغم من أن جميع نسخ البروتين تُسبب ردود فعل بيولوجية مماثلة، فإن مستويات إنتاجها المختلفة لها عواقب بعيدة المدى على صحة الكائن الحي.
ويعني نقص النسخ البديلة “ب” و”ج” من بروتين “بي جي سي 1 ألفا”؛ أن الكائن الحي غير قادر بشكل أساسي على الاستجابة للنشاط القصير الأجل ولا يتكيف مع هذه المحفزات، مما يؤدي إلى أن هؤلاء الأفراد يستهلكون كمية أقل من الأكسجين ويحرقون كمية أقل من الدهون أثناء وبعد التمارين.
وعند البشر، وجد الفريق البحثي أنه كلما زاد إنتاج الأفراد للنسخ “ب” و”ج” من البروتين، استهلكوا أكسجينا أكثر، وقلت لديهم نسبة الدهون في الجسم سواء أكانوا أفرادا أصحاء أم مصابين بداء السكري من النوع الثاني.
ويلخص أوغاوا هذه النتائج بالقول: “لذلك، كانت فرضية أن الجينات في العضلات الهيكلية تحدد القابلية للإصابة بالسمنة فرضية صحيحة”.
ومع ذلك، وجدوا أيضا أن التمارين طويلة الأجل تحفز إنتاج النسخة القياسية “أ” من “بي جي سي 1 ألفا”، وأن الفئران التي مارست الرياضة بانتظام على مدار ستة أسابيع أظهرت زيادة في الكتلة العضلية بغض النظر عما إذا كانت تستطيع إنتاج النسخ البديلة من البروتين أم لا.
إضافة إلى الإنتاج في العضلات، نظر فريق جامعة كوبي في كيفية تغيّر إنتاج النسخ المختلفة من “بي جي سي 1 ألفا” في الأنسجة الدهنية، ولم يجدوا أي تأثير ذي صلة استجابة للتمارين.
ومع ذلك، وبالنظر إلى أن الحيوانات تحرق أيضا الدهون للحفاظ على درجة حرارة الجسم، بحث العلماء في قدرة الفئران على تحمل البرد. وبالفعل وجدوا أن إنتاج النسخ “ب” و”ج” من بروتين “بي جي سي 1 ألفا” في الأنسجة الدهنية البنية يزداد عندما تتعرض الحيوانات للبرد، وأن درجة حرارة جسم الأفراد الذين لا يستطيعون إنتاج هذه النسخ انخفضت بشكل كبير في ظل هذه الظروف.
قد يساهم هذا في زيادة نسبة الدهون في الجسم لهؤلاء الأفراد، لكن من جهة أخرى يبدو أنه يشير إلى أن النسخ “ب” و”ج” من البروتين قد تكون مسؤولة عن التكيفات الأيضية مع المحفزات القصيرة الأجل بشكل عام.
ويشير أوغاوا وفريقه إلى أن فهم النشاط الفسيولوجي للنسخ المختلفة من “بي جي سي 1 ألفا” قد يسمح بوضع طرق علاجية للسمنة. ومؤخرا طُوّرت أدوية مضادة للسمنة تكبح الشهية، ولكنْ لا يوجد أدوية تعالج السمنة بزيادة إنفاق الطاقة. إذا عُثر على مادة تزيد من النسخ “ب” و”ج”، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوية تعزز إنفاق الطاقة أثناء التمارين أو حتى بدونها، وقد تعالج هذه الأدوية السمنة بشكل مستقل عن القيود الغذائية.
ويُجري الفريق الآن أبحاثا لمعرفة المزيد عن الآليات التي تؤدي إلى زيادة إنتاج نسخ البروتين “ب” و”ج” أثناء التمارين.
دواء يزيد حرق السعرات
إضافة إلى الإنتاج في العضلات، نظر فريق جامعة كوبي في كيفية تغيّر إنتاج النسخ المختلفة من “بي جي سي 1 ألفا” في الأنسجة الدهنية، ولم يجدوا أي تأثير ذي صلة استجابة للتمارين.
ومع ذلك، وبالنظر إلى أن الحيوانات تحرق أيضا الدهون للحفاظ على درجة حرارة الجسم، بحث العلماء في قدرة الفئران على تحمل البرد. وبالفعل وجدوا أن إنتاج النسخ “ب” و”ج” من بروتين “بي جي سي 1 ألفا” في الأنسجة الدهنية البنية يزداد عندما تتعرض الحيوانات للبرد، وأن درجة حرارة جسم الأفراد الذين لا يستطيعون إنتاج هذه النسخ انخفضت بشكل كبير في ظل هذه الظروف.
قد يساهم هذا في زيادة نسبة الدهون في الجسم لهؤلاء الأفراد، لكن من جهة أخرى يبدو أنه يشير إلى أن النسخ “ب” و”ج” من البروتين قد تكون مسؤولة عن التكيفات الأيضية مع المحفزات القصيرة الأجل بشكل عام.
ويشير أوغاوا وفريقه إلى أن فهم النشاط الفسيولوجي للنسخ المختلفة من “بي جي سي 1 ألفا” قد يسمح بوضع طرق علاجية للسمنة. ومؤخرا طُوّرت أدوية مضادة للسمنة تكبح الشهية، ولكنْ لا يوجد أدوية تعالج السمنة بزيادة إنفاق الطاقة. إذا عُثر على مادة تزيد من النسخ “ب” و”ج”، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوية تعزز إنفاق الطاقة أثناء التمارين أو حتى بدونها، وقد تعالج هذه الأدوية السمنة بشكل مستقل عن القيود الغذائية.
ويُجري الفريق الآن أبحاثا لمعرفة المزيد عن الآليات التي تؤدي إلى زيادة إنتاج نسخ البروتين “ب” و”ج” أثناء التمارين.
