إعادة ضبط استجابة القتال أو الطيران

إن الانقطاع عن حركة المرور أو تقديم عرض تقديمي أو تفويت وجبة يمكن أن يؤدي إلى مجموعة من التغيرات الفسيولوجية التي تسمح للجسم بالتفاعل بسرعة مع الإجهاد أو الجوع. أمر بالغ الأهمية لهذا "القتال أو الهروب" أو الاستجابة للضغط هي دورة جزيئية تؤدي إلى تنشيط بروتين كيناز أ (PKA)، وهو بروتين يشارك في كل شيء بدءًا من عملية التمثيل الغذائي وحتى تكوين الذاكرة. الآن، كشفت دراسة أجراها باحثون في ولاية بنسلفانيا كيف يتم إعادة ضبط هذه الدورة بين الأحداث العصيبة بحيث يكون الجسم مستعدًا لمواجهة تحديات جديدة. تم نشر تفاصيل آلية إعادة الضبط هذه، والتي تم الكشف عنها من خلال مجموعة من تقنيات التصوير والبنيوية والكيمياء الحيوية، مؤخرًا في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية. "بعض التغييرات المبكرة في استجابة القتال أو الطيران تشمل إطلاق الهرمونات، مثل الأدرينالين من الإجهاد أو الجلوكاجون من الجوع". قال غانيش أناند، الأستاذ المشارك في الكيمياء والكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية في كلية إيبرلي للعلوم بولاية بنسلفانيا والمؤلف الرئيسي للدراسة. تؤدي هذه الهرمونات إلى إطلاق دورة جزيئية مهمة تعمل في النهاية على تنشيط PKA، وهو بروتين متعدد الاستخدامات يمكنه تنظيم أكثر من مائة بروتين مستهدف مختلف داخل الخلية. إن الفهم الأفضل لهذه الدورة له آثار ليس فقط على التوتر والجوع، ولكن أيضًا على الأشياء الأخرى التي نضعها في أجسامنا، مثل الكافيين وبعض الأدوية التي تبدأ الدورة أو تطيلها. في جميع خلايا الكائنات الحية، من الخميرة إلى البشر، يتأرجح PKA بين الحالات النشطة وغير النشطة. عندما ترتبط الهرمونات مثل الجلوكاجون أو الأدرينالين بموقع معين في الخلية، فإنها تولد جزيئًا يسمى AMP الحلقي، أو cAMP. وهذا بدوره يرتبط بمركب البروتينات غير النشط الذي يحتوي على PKA، مما يحول PKA إلى حالة أكثر نشاطًا. ولكن كيف تكتمل هذه الدورة بالضبط ويعيد النظام ضبط نفسه، ظل هذا غير واضح. "أنت لا تريد أن تستمر هذه الدورة وتستجيب بشكل دائم بمجرد انتهاء الموقف المجهد." قال أناند. "تريد أن تكون قادرًا على إعادة ضبط النظام. يمكن أن يؤدي خلل تنظيم PKA بسبب أخطاء في عملية إعادة الضبط هذه إلى أمراض القلب والأوعية الدموية ومتلازمات التمثيل الغذائي واضطرابات أخرى. أردنا أن نعرف إلى متى يمكن أن يظل هذا النظام نشطًا وكيف يمكنك إيقاف تشغيله. باستخدام تقنيات التصوير المتعددة - بما في ذلك المجهر الإلكتروني والمجهر الإلكتروني المبرد عالي الدقة بالإضافة إلى التقنيات الكيميائية الحيوية والعديد من الأشكال المختلفة لقياس الطيف الكتلي، والتي قدمت نظرة ثاقبة لديناميات المجمع - كشف الباحثون عن ثلاثة أشكال على الأقل للمجمع التي تحدث أثناء عملية إعادة التعيين والتي لم تكن معروفة سابقًا. كما أوضحوا المساحة المادية التي تستخدمها هذه المطابقات داخل الخلية. "الجزيئات ليست صخورًا صلبة؛ إنهم يتقلبون باستمرار، وكأنهم يتنفسون تقريبًا.» قال أناند.