بدن انسان بر اساس یک برنامه داخلی به نام ریتم شبانه‌روزی عمل می‌کند. این ساعت زیستی بر خواب، متابولیسم و حتی ترمیم عضلات تأثیر می‌گذارد. در حالی که بیشتر افراد ریتم شبانه‌روزی را با چرخه‌های خواب مرتبط می‌دانند، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که این ریتم‌ها بر سرعت بهبود آسیب‌ها نیز تأثیر دارند.
بهبود سریع‌تر آسیب‌های عضلانی در ساعات بیداری
یک مطالعه از مرکز پزشکی نورث‌وسترن که روی موش‌ها انجام شد، نشان داد که آسیب‌های عضلانی زمانی که در ساعات طبیعی بیداری رخ می‌دهند، سریع‌تر بهبود می‌یابند.
این یافته‌ها می‌توانند پیامدهای مهمی برای کارگران شیفتی، افراد مسن و افرادی که اختلالات متابولیکی دارند داشته باشند. این مطالعه همچنین سؤالاتی را درباره تأثیر اختلالات ناشی از جت‌لگ (پرواززدگی) و تغییرات ساعت تابستانی بر بهبود عضلات مطرح می‌کند.
روند بهبود سریع‌تر در ساعات فعال
مطالعه انجام‌شده روی موش‌ها نشان داد که آسیب‌های عضلانی در ساعات فعال روز سریع‌تر ترمیم می‌شوند، در حالی که آسیب‌های رخ‌داده در ساعات خواب معمول، با سرعت کمتری بهبود می‌یابند.
کلارا پیک، دانشیار بیوشیمی و ژنتیک مولکولی در دانشکده پزشکی فاینبرگ دانشگاه نورث‌وسترن، معتقد است که این یافته‌ها می‌توانند به کارگران شیفتی و افرادی که با مشکلات عضلانی ناشی از افزایش سن روبه‌رو هستند، کمک کنند.
او همچنین بر تأثیر اختلالات ناشی از جت‌لگ و تغییرات ساعت تابستانی بر ریتم شبانه‌روزی تأکید دارد. پیک می‌گوید:
“در هر یک از سلول‌های ما، ژن‌هایی وجود دارند که ساعت زیستی مولکولی را تشکیل می‌دهند. این ژن‌ها مجموعه‌ای از عوامل رونویسی را رمزگذاری می‌کنند که بسیاری از فرآیندهای بدن، از جمله رفتار خواب/بیداری، متابولیسم، دمای بدن و هورمون‌ها را تنظیم کرده و با زمان مناسب روز هماهنگ می‌کنند.”
تأثیر زمان بر فرآیند ترمیم عضلات
آزمایش‌های قبلی در آزمایشگاه پیک نشان داده بودند که بافت‌های عضلانی زمانی که آسیب در ساعات طبیعی بیداری رخ می‌دهد، سریع‌تر ترمیم می‌شوند.
برای درک این پدیده، محققان سلول‌های بنیادی عضلانی را در ساعات مختلف روز بررسی کردند و با استفاده از توالی‌یابی تک‌سلولی، بافت‌های عضلانی آسیب‌دیده و سالم را تحلیل نمودند.
نتایج نشان داد که پاسخ التهابی در سلول‌های بنیادی با توجه به زمان آسیب متفاوت است. این سلول‌های بنیادی، نوتروفیل‌ها (نوعی سلول ایمنی حیاتی برای بهبود عضلات) را سیگنال‌دهی می‌کنند.
پیک توضیح می‌دهد:
“ما دریافتیم که ارتباطات بین سلول‌ها درست پس از آسیب، زمانی که موش‌ها در دوره بیداری خود بودند، بسیار قوی‌تر بود. این یافته بسیار هیجان‌انگیز است و شواهد بیشتری را ارائه می‌دهد که نقش ریتم شبانه‌روزی در ترمیم عضلات، ناشی از تعامل میان سلول‌های بنیادی و سیستم ایمنی است.”
افزایش سن ممکن است روند بهبود عضلات را کند کند
این پژوهش همچنین به نقش NAD+، که یک کوآنزیم ضروری برای تولید انرژی و متابولیسم است، اشاره دارد. ساعت زیستی سلول‌های بنیادی عضلانی، تولید NAD+ را پس از آسیب تنظیم می‌کند و این عامل نیز بر پاسخ‌های ایمنی تأثیر می‌گذارد.
برای آزمایش این موضوع، دانشمندان از موش‌های مهندسی‌شده ژنتیکی با تولید NAD+ بیشتر در سلول‌های بنیادی عضلانی استفاده کردند. افزایش سطح NAD+ باعث تقویت پاسخ‌های التهابی و بهبود سریع‌تر ترمیم عضلانی شد.
این یافته‌ها ممکن است به درک مشکلات مرتبط با بهبود عضلات در افراد مسن و مبتلایان به اختلالات متابولیکی کمک کند. پیک معتقد است که اختلال در ریتم شبانه‌روزی ممکن است دلیل کندتر بودن روند بهبود در افراد مسن، افراد چاق و بیماران دیابتی باشد.
او می‌گوید:
“اختلالات شبانه‌روزی ناشی از افزایش سن و سندرم‌های متابولیکی مانند چاقی و دیابت، با کاهش توانایی ترمیم عضلات مرتبط هستند. اکنون می‌توانیم این سؤال را مطرح کنیم که آیا این اختلالات شبانه‌روزی به کاهش ظرفیت ترمیم عضلات در این شرایط منجر می‌شوند؟ و این موضوع چه تأثیری بر سیستم ایمنی دارد؟“
مسیرهای آینده تحقیقاتی
پیک و تیمش قصد دارند مکانیسم‌های دقیق تأثیر NAD+ بر پاسخ‌های ایمنی را بررسی کنند. آن‌ها امیدوارند که با دستکاری این فرآیند، بتوانند روند بهبود عضلات را در افراد مسن یا مبتلایان به اختلالات متابولیکی بهبود بخشند.
پیک می‌گوید:
“بسیاری از تحقیقات ریتم شبانه‌روزی، روی ساعت‌های زیستی در انواع سلول‌ها و در شرایط بدون استرس متمرکز بوده است. اما ما تاکنون فناوری کافی برای بررسی تعامل بین سلول‌ها را نداشته‌ایم. تلاش برای درک نحوه تعامل ساعت‌های زیستی مختلف در شرایط استرس و ترمیم، حوزه‌ای هیجان‌انگیز و جدید در علم است.”
این پژوهش دریچه‌های جدیدی را برای بهبود ترمیم عضلات با هماهنگ‌سازی روش‌های درمانی با ریتم طبیعی بدن باز می‌کند.
بهینه‌سازی برنامه‌های ریکاوری و افزایش تولید NAD+ می‌تواند روند ترمیم عضلات را تسریع کند. این مطالعه نشان می‌دهد که ساعت داخلی بدن بر فرآیند بازسازی تأثیر می‌گذارد و راه‌های جدیدی را برای درمان‌های بهتر ارائه می‌دهد.
درک این فرآیندها می‌تواند به افراد مسن، کارگران شیفتی و مبتلایان به اختلالات متابولیکی کمک کند تا سریع‌تر بهبود یابند و عضلات قوی‌تری داشته باشند.
این مطالعه در ژورنال Science Advances منتشر شده است.
