شوک ناشی از آب سرد، سلول‌ها را قوی می‌کند
با وجود علاقه روزافزون به درمان با آب سرد برای بهبود کارکرد بدن و مزایای کلی آن برای سلامتی، پژوهش‌های کمی در مورد تأثیر سختی سرما بر بدن انسان انجام شده است.
به نقل از ادانز ساینس نیوز، اگرچه آشکار شده که تغییرات فیزیولوژیکی گوناگونی با بهبود تحمل سرما در بدن رخ می‌دهند، اما تأثیر آن در سطح سلولی کمتر شناخته شده است. پژوهشگران «دانشگاه اتاوا» بررسی کردند که آیا یک هفته قرار گرفتن در معرض آب سرد می‌تواند دفاع سلولی بدن را تقویت کند و به بررسی این موضوع پرداختند که قرار گرفتن در معرض آب سرد چگونه بر مکانیسم‌های سلولی دخیل در تحمل و سازگاری با دمای خشن تأثیر می‌گذارد.
🔗 بیشتر بخوانید: دانشمندان احتمالا به‌زودی بتوانند زبان گیاهان را ترجمه کنند_آینده
«کلی کینگ»، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما نه تنها از اندام‌ها، بلکه از سلول‌ها نیز راه‌اندازی شده‌ایم و به همین علت با بررسی آنچه درون سلول رخ می‌دهد، می‌توانیم ایده‌ای از نحوه ارتباط کل بدن با خودش و این‌گونه حالت سلامتی عمومی آن در طول تأثیر محرک داشته باشیم. اگر سلول‌ها خوب کار نکنند، یعنی بدن خوب کار نمی‌کند.
در سرما چه اتفاقی برای سلول‌ها می‌افتد؟
هنگامی که سازگاری با سرما ناممکن می‌شود، با تلاش بدن برای نگه‌داری دمای حیاتی خود، امکان‌پذیر صدمه سلولی گسترده یا حتی مرگ سلولی رخ دهد. با این حال، آزمایش‌های قبل روی حیوانات نشان داده‌اند که هنگامی ارگانیسم در معرض سرمای شدید قرار می‌گیرد، مکانیسم‌های محافظتی در سطح سلولی برای جلوگیری از مرگ سلولی در عمل می‌آید.
🔗 بیشتر بخوانید: پسر ها در ریاضی از دختر ها بهتر نیستند_آینده
یک مکانیسم مهم دفاع سلولی که به نام اتوفاژی شناخته می‌شود، شامل تجزیه توده‌های پروتئین سمی و دیگر اجزای سلول است. این محصولات تجزیه‌شده به مولکول‌های قابل استفاده بازیافت می‌شوند و بقا را افزایش می‌دهند.
کینگ و گروهش می‌خواستند بدانند عکس‌العمل‌های اتوفاژی چگونه تحول می‌کنند و چگونه می‌توان از آنها به عنوان معیاری برای افزایش تحمل سرما استفاده کرد. در قسمت اول این پژوهش، از ۱۰ مرد جوان، سالم و فعال خواسته شد تا یک ساعت در روز به مدت هفت روز متوالی در آب ۱۴ درجه سانتی‌گراد بنشینند و تا شانه‌های خود در آب فرو بروند.
🔗 بیشتر بخوانید: یک قند طبیعی به نور امیدی برای درمان طاسی تبدیل می‌شود_آینده
هنگامی که دمای داخلی به ۳۵.۵ درجه سانتی‌گراد — یک درجه و نیم کمتر از حد طبیعی — رسید، پژوهشگران نمونه‌های خون را جمع‌آوری کردند و آنها را برای فهمیدن شاخص‌های گوناگون اتوفاژی یا مرگ سلولی مورد بررسی قرار دادند. آنها دریافتند سطح یک مولکول به نام «لاکتات» که به طور طبیعی زمان ورزش یا در این مورد، لرزش در بدن تشکیل می‌شود، در طول دوره مطالعه تحول کرده است.
پژوهشگران دریافتند که سطح لاکتات خون طی غوطه‌وری در آب سرد در روزهای اول، چهارم و هفتم افزایش می‌یابد، اما در روز هفتم، افزایش سطح لاکتات بعد از قرار گرفتن در معرض سرما در مقایسه با روز اول به طور قابل توجهی کمتر بود که سازگاری آشکار با سرما را نشان می‌داد. کینگ گفت: مشاهده کاهش لاکتات اساساً نشان‌دهنده سازگاری است.
پژوهشگران علاوه بر لاکتات، پروتئین‌های گوناگون حاضر در سلول‌های تک‌هسته‌ای خون را نیز بررسی کردند. کینگ در ادامه گفت: از این نوع سلول به عنوان نماینده کل بدن استفاده شد. این سلول‌ها با همه اندام‌ها و سلول‌های بدن در تماس هستند، چون در خون وجود دارند.
این موضوع که آیا اتوفاژی در سراسر بدن در عکس‌العمل به سرما رخ می‌دهد، می‌تواند از طریق تحول در پروتئین‌های خاص سلول‌های خونی تشخیص داده شود. برای اینکه اتوفاژی رخ دهد، صدها پروتئین برای پاکسازی به کار گرفته می‌شوند. پژوهشگران دو پروتئین را انتخاب کردند که برای این فرآیند حیاتی هستند و می‌توان آنها را به عنوان نشانه‌های آغاز و ادامه اتوفاژی در نظر گرفت.
یکی از این شاخص‌ها پروتئین «LC3-II» بود که در غشای «اتوفاگوزوم» قرار دارد و یک ساختار حباب‌مانند در سلول‌هاست که به عنوان نقطه آغاز اتوفاژی عمل می‌کند. یک نشانگر دیگر، پروتئین «P62» بود که به هدایت مواد صدمه‌دیده به اتوفاگوزوم کمک می‌کند.
تحول پردازش سلولی
پژوهشگران در طول هفت روز، فهمیدند تغییری در فرآیندهای سلولی شده که در برتری قرار داشتند. عکس‌العمل‌های اتوفاژی وقتی که آپوپتوز یا مرگ سلولی کنترل‌شده در جایگاه دوم قرار گرفت، یک مرحله عقب رفت. این بدان معناست که اجزای سلول به جای تخریب، بازیافت و استفاده مجدد خواهند شد.
پژوهشگران تأثیر سرمای شدید را روی سلول‌های خون، بیرون از بدن انسان آزمایش کردند. این کار به پژوهشگران امکان داد تا تأثیر دماهای هیپوترمی را بدون صدمه رساندن به افراد مورد بررسی قرار دهند. کینگ گفت: ما به دلایل اخلاقی نمی‌توانیم افراد را در شرایط هیپوترمی که بالقوه زیان‌آور هستند، قرار دهیم. به این علت، ما با استفاده از این مؤلفه بیرون از بدن انسان می‌توانیم آنچه را که در بدن انسان رخ می‌دهد، بدون تشکیل خطر احتمالی برای شرکت‌کنندگان همان‌سازی کنیم.
پژوهشگران می‌گویند اکنون در حال تشکیل عرصه‌ای برای بررسی‌های آینده هستند تا سازگاری با سرما را در گروه‌های متنوع‌تر افراد — هم از نظر جنسیت و هم از نظر سنی — بررسی کنند. زنان و افراد مسن در مقایسه با مردان جوان انگار توانایی متغیری را از قرار گرفتن در معرض سرما دارند و عکس‌العمل‌های متغیری را نشان خواهند داد. به عنوان مثال، وقتی عکس‌العمل‌های فیزیولوژیکی را به تنهایی بررسی می‌کنیم، می‌بینیم که زنان در عکس‌العمل به سرما کمتر از مردان می‌لرزند.
بررسی‌های اولیه کینگ در مورد اتوفاژی در زنان نشان می‌دهد که استروژن می‌تواند به عنوان یک مکانیسم محافظ سلول عمل کند و احتمالاً حتی به مهار فرآیند سلولی بپردازد. در اثر این ربط اضافی بین استروژن و اتوفاژی، تحمل سرما در زنان به روشی متفاوت شکل می‌گیرد.
مقصد پژوهشگران اکنون تعیین کردن این موضوع است که آیا می‌توان این فرآیند سلولی را به سود ما تنظیم کرد و اگر جواب مثبت است، چگونه می‌توان این کار را انجام داد.
این پژوهش در مجله «Advanced Biology» به چاپ رسیده است.