شيخوخة خلايا الدماغ الناجمة عن الإشعاع المؤين والآليات الجزيئية الكامنة وراءها، الجزء 4

3.5. اشتعال
الالتهاب هو رد فعل دفاعي في الجسم. يرتبط الالتهاب المزمن ببداية و/أو تطور مجموعة متنوعة من الأمراض، مثل الآفات المرتبطة بالعمر والأمراض التنكسية العصبية [177,178].

الالتهاب هو استجابة الجسم الطبيعية لمحاربة مسببات الأمراض والإصابات، ولكن الالتهاب المزمن طويل الأمد يمكن أن يكون له آثار صحية سلبية. ويعتقد بشكل عام أن الالتهاب يرتبط فقط بمرض جسدي، لكن الأبحاث الحديثة أظهرت أن الالتهاب قد يكون مرتبطًا أيضًا بالذاكرة البشرية.

أظهر عدد كبير من الدراسات أن الالتهاب المزمن له تأثير كبير على الدماغ، حيث يؤدي إلى موت الخلايا العصبية، وتلف هيكل الدماغ، وتدهور التشابك العصبي. وكل هذه الأمور مرتبطة بتدهور الذاكرة والتدهور المعرفي. ولذلك، يحتاج الناس إلى الاهتمام بالتحكم في استجابة الجسم الالتهابية لتحسين ذاكرتهم وقدراتهم المعرفية.

يمكن تحليل العلاقة بين الالتهاب والذاكرة من جوانب عديدة. أولا، يؤدي الالتهاب إلى موت الخلايا العصبية، مما يؤثر على تكوين الذكريات والاحتفاظ بها. ثانيًا، يمكن أن يؤدي الالتهاب إلى تقليل المشابك العصبية، وبالتالي تقليل القدرة على نقل واستقبال الذكريات. ثالثًا، يؤثر الالتهاب على تكوين الخلايا العصبية وعمليات التشكيل لدى البالغين، مما يؤثر على وظائف المخ بشكل عام والقدرات المعرفية.

لتجنب آثار الالتهاب المزمن، يمكننا اتخاذ بعض التدابير الفعالة. أولاً، حافظ على نمط حياة صحي، بما في ذلك اتباع نظام غذائي متوازن، والنوم الكافي، وممارسة التمارين الرياضية المعتدلة. بالإضافة إلى ذلك، تجنب إدمان التبغ والكحول، لأن هذه المواد يمكن أن تزيد من الاستجابة الالتهابية في الجسم. وأخيرًا، يمكننا أيضًا اختيار بعض الأطعمة والأعشاب الطبيعية ذات التأثيرات المضادة للالتهابات، مثل زيت السمك والكركم والسمسم وغيرها، لتساعدنا في التحكم في الاستجابة الالتهابية.

بشكل عام، يرتبط الالتهاب ارتباطًا وثيقًا بذاكرة الإنسان وقدراته المعرفية. نحن بحاجة إلى أن نكون على بينة من مخاطر الالتهابات والحفاظ على نمط حياة صحي لتحسين صحتنا ونوعية حياتنا. من خلال النظام الغذائي الصحيح وإدارة نمط الحياة، يمكننا تقليل الاستجابة الالتهابية للجسم والحفاظ على جسم صحي وعقل صافٍ. يمكن ملاحظة أننا بحاجة إلى تحسين الذاكرة، ويمكن لـ Cistanche deserticola أن يحسن الذاكرة بشكل كبير لأن Cistanche deserticola هي مادة طبية صينية تقليدية لها العديد من التأثيرات الفريدة، أحدها هو تحسين الذاكرة. تأتي فعالية Cistanche deserticola من العديد من المكونات النشطة التي يحتوي عليها، بما في ذلك حمض التانيك، والسكريات، وجليكوسيدات الفلافونويد، وما إلى ذلك. ويمكن لهذه المكونات تعزيز صحة الدماغ بعدة طرق.

انقر فوق معرفة كيفية تحسين الذاكرة قصيرة المدى

يستحث الأشعة تحت الحمراء تنشيط الخلايا الدبقية وإطلاق السيتوكينات الالتهابية والكيميائية. يعد الالتهاب سمة شائعة لشيخوخة الخلايا الدبقية الصغيرة ويلعب دورًا حيويًا في تلف الدماغ الناجم عن الإشعاع [179] والأمراض المرتبطة بالشيخوخة [55].

كما ذكرنا سابقًا، غالبًا ما يؤدي التعرض للإشعاع إلى تنشيط غير طبيعي للخلايا الدبقية الصغيرة، مما يجعل هذه الخلايا تنتج بشكل مستمر السيتوكينات السامة العصبية، والتي تزداد مستوياتها مع جرعة الإشعاع [4]. يمكن أيضًا التوسط في إشارات DDR من خلال آليات نظير الصماء/الجهازية التي تشكل البيئة الجهازية من خلال تنظيم إصلاح الأنسجة والاستجابات المناعية.

Sيمكن أن تؤدي إشارات تلف الحمض النووي المستمرة (تآكل التيلومير) إلى إرسال DDR لإشارات خارج الخلية وتحفيز SASPs [180-182]. ينظم مسار إشارات DDR/SASP العديد من الوسطاء النشطين بيولوجيًا المؤيدين للالتهابات، مثل الإنزيمات المهينة لمصفوفة عامل نمو إنترلوكين-كيموكين وROS [183]. علاوة على ذلك، فإن النسخ المؤيد للالتهابات لـ NF-kB والجسيم الالتهابي هما العوامل الأساسية التي تنشئ السيكوم، مما يسلط الضوء بشكل أكبر على المساهمة الوظيفية لهذا المسار في الاستجابة لإصابة الأنسجة [184-186].

يؤدي نسخ NF-kB إلى إنتاج العديد من السمات الالتهابية لـ SASP، مثل IL-6 وIL-1 وTNF-، والتي تعتبر مُعدِّلات خلوية مستقلة حيوية للشيخوخة [187,188]. علاوة على ذلك، فإن جرعة واحدة من تشعيع 10-Gy يمكن أن تزيد من مستويات IL-6 وIL-8 في الخلايا البطانية البشرية في المختبر [189].

بالإضافة إلى ذلك، لوحظ ارتفاع في وسطاء الالتهابات TNF-، IL-6، و IL-10 مع زيادة جرعات الإشعاع والعمر بين الناجين من القنابل الذرية [190]. يرتبط كل من الأشعة تحت الحمراء والالتهاب بحدوث زيادة في مستويات ROS في الأنسجة. في نموذج نقص تروية الأطراف، تم العثور على التشعيع الحاد مع اثنين من غراي لتعزيز تجنيد الخلايا البدينة وإعادة تكوين الأوعية الدموية في الأنسجة [191].

يؤدي تشعيع بطن الفئران بجرعة عالية إلى تجنيد العدلات في الأنسجة المشععة [192]. تعبر الخلايا الدبقية الصغيرة المنشطة بالإشعاع عن سينسيز NO محفز وتولد كميات كبيرة من NO، مما يؤدي إلى تلف مؤكسد عصبي. بالإضافة إلى ذلك، تشارك المستقبلات الشبيهة بالخلايا الدبقية الصغيرة (TLRs) في التهاب الأعصاب، مما يساهم في أمراض الدماغ المرتبطة بالعمر [193].

قد يؤدي الالتهاب المزمن إلى زيادة إنتاج ROS وRNS، مما يؤدي إلى تلف الحمض النووي والمرض. يمكن أن يؤدي الوجود المستمر لـ ROS وRNS في البيئة الدقيقة إلى مزيد من تطور الالتهاب المزمن، مما يسبب ضررًا مؤكسدًا للحمض النووي ومسارات إصلاح الحمض النووي، مما يؤدي أيضًا إلى الشيخوخة والأمراض المرتبطة بالعمر.

في نماذج الأمراض التنكسية العصبية المرتبطة بالعمر، يمكن أن يؤدي التنشيط التجريبي لمستقبلات TLRs الدبقية الصغيرة إلى تفاقم تنكس الخلايا العصبية، ويظهر التثبيط الدوائي لتنشيط الخلايا الدبقية تأثيرات وقائية عصبية [194].

بالإضافة إلى تنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة، يمكن أن يساهم تقصير التيلومير الناجم عن الإشعاع أيضًا في حدوث الالتهاب. تحفز نهايات التيلومير القصيرة استجابات إصلاح تلف الحمض النووي، مما يؤدي إلى إنتاج NF-kB، وهو منظم رئيسي للمكونات الالتهابية مثل المستقبل الشبيه بالإيماءة 3 الجسيمات الالتهابية، وإفراز السيتوكينات الالتهابية في الدماغ [195].

3.6. الالتهام الذاتي

يمكن أن يتسبب الأشعة تحت الحمراء في تلف الجزيئات الكبيرة (الحمض النووي بشكل أساسي) وتحريض إجهاد الشبكة الإندوبلازمية (ER)، وكلاهما يمكن أن يحفز الالتهام الذاتي. [196]. من بين الجزيئات الرئيسية التي يتم تنشيطها أثناء التعرض للإشعاع، يشارك جين سينسيز أكسيد النيتريك المحفز (iNOS) وأكسيد النيتريك (NO) في الالتهام الذاتي المستحث بالإشعاع وموت الخلايا المبرمج [197,198].

سيؤدي تنشيط مروج iNOS إلى زيادة إنتاج NO، مما يؤدي إلى تحفيز الالتهام الذاتي بوساطة نترات البروتين. يرتبط تنشيط مروج iNOS بعناصر عامل النسخ المتعددة التي تحتوي عليها مثل NF-κB وKruppel-likefactor 6 (KLF6). [197]. الإجهاد التأكسدي الناجم عن الإشعاع لا يسبب تلف الحمض النووي فحسب، بل يسبب أيضًا إجهاد ER، وضعف وظيفة الميتوكوندريا، واختلال البروتين.

وقد ثبت أن معظم هذه العوامل تحفز الالتهام الذاتي [199,200]. ومن المعروف أن خلل الميتوكوندريا الناجم عن الإشعاع والتكوين الحيوي يرتبطان بالالتهام الذاتي للميتوكوندريا [201].

في ظل ظروف تلف الميتوكوندريا واسعة النطاق، تخضع الخلية للتخفيف من الميتوكوندريا للقضاء على الميتوكوندريا التالفة والمختلة. يحفز الإشعاع مجموعة متنوعة من الاستجابات، بما في ذلك الالتهام الذاتي والشيخوخة. من الشائع أن الالتهام الذاتي والشيخوخة قد يعززان بقاء الخلية.

ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات قبل السريرية أن الالتهام الذاتي يمكن أن يكون له أحيانًا تأثيرات معاكسة، مثل السمية الخلوية أو غيرها من التأثيرات غير الوقائية [202]. تدعم الأحماض الأمينية الحرة التي تطلقها الليزوزومات أثناء الشيخوخة إنتاج السيتوكينات الالتهابية التي تصنع SASP [203]. تنظيم الالتهام الذاتي هو الرابط الأساسي بين الشيخوخة والأمراض المرتبطة بالعمر والأمراض التنكسية العصبية.

في عملية الشيخوخة والتنكس العصبي، سيكون لتنظيم الالتهام الذاتي عيوب تدريجية، مما يؤدي إلى تراكم العضيات التالفة ومجموعات البروتين، مما يؤثر على استقلاب الخلية وتوازنها، وبالتالي تفاقم الخلل الوظيفي المرتبط بالالتهام الذاتي وتشكيل حلقة مفرغة، مما يؤدي في النهاية إلى تلف العصبون اللوني وتلف الخلايا. موت. [204].

يساهم ضعف الالتهام الذاتي في الخلايا العصبية في تجميع البروتينات السامة والعضيات التالفة المرتبطة بالأمراض التنكسية العصبية [205]. يعد العمر عامل خطر حيوي للعديد من الأمراض التنكسية العصبية، مثل مرض الزهايمر، ومرض باركنسون، واعتلال التاووباثي [206].

بمرور الوقت، يساهم الانخفاض المعتمد على العمر في الالتهام الذاتي والانخفاض المقابل في استقلاب البروتين وتراكم سمية البروتين معًا في تطور المرض و/أو تقدمه. نظرًا لأن الخلايا العصبية بعد الانقسام الفتيلي لا يمكنها القضاء على الضرر السام للبروتين في الخلايا البنات أثناء الانقسام الفتيلي، فهي أكثر عرضة لتسمم البروتين المرتبط بالعمر [207].

قد يؤثر ضعف الالتهام الذاتي في الخلايا الدبقية، والتي لها دور توازني حاسم في الجهاز العصبي المركزي، على أنشطة الالتهام الذاتي في الخلايا العصبية [208]. بشكل عام، يمكن لهذه العوامل أن تتفاعل وتعزز انحطاط خلايا عصبية معينة في أمراض التنكس العصبي المختلفة، مما يشير إلى أنه قد يكون هناك ما يبرر الأساليب العلاجية الخاصة بالسكان العصبيين [204].

4. الاستنتاجات واتجاهات البحث المستقبلية

تشير الدراسات التجريبية الحالية على أدمغة الحيوانات إلى أن الإشعاع يحفز الخلايا الجذعية العصبية على الشيخوخة. الخلايا العصبية الناضجة وغير الناضجة. الخلايا الدبقية، بما في ذلك الخلايا النجمية، الخلايا الدبقية الصغيرة، والخلايا الدبقية قليلة التغصن؛ والخلايا البطانية للأوعية الدماغية.

بشكل تراكمي، تؤدي هذه التأثيرات إلى شيخوخة الدماغ، مما يؤدي إلى ضعف إدراكي وتطور اضطرابات الدماغ المرتبطة بالشيخوخة لدى الأفراد الذين يتعرضون للإشعاع، مثل الناجين من حادث محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية أو الأفراد الذين يتلقون العلاج الإشعاعي.

على المستوى الجزيئي، قد يؤدي الإجهاد التأكسدي الناجم عن الإشعاع والتهاب الأعصاب إلى تحفيز مسارات مختلفة لنقل الإشارة، مما يؤدي إلى تقصير التيلوميرات في خلايا الدماغ، وفي النهاية، شيخوخة الدماغ.

لا يزال فهمنا الحالي لشيخوخة الدماغ الناجم عن الإشعاع محدودًا للغاية. ومع زيادة استكشاف الفضاء السحيق، بما في ذلك السياحة الفضائية، واستخدام الأشعة تحت الحمراء في التشخيص والعلاج الطبي، هناك حاجة إلى دراسات مستفيضة للحصول على فهم متعمق لمدى انخفاض - تؤثر جرعة الإشعاع على شيخوخة الدماغ والآليات الجزيئية التي تكمن وراء هذه العملية.

علاوة على ذلك، فإن معظم دراسات شيخوخة الدماغ المرتبطة بالإشعاع تتضمن جرعات عالية من الإشعاع، وقد قامت دراسات قليلة بفحص حساسية كل نوع من خلايا الجهاز العصبي المركزي وأسلافه للإشعاع والشيخوخة الناجمة عن الإشعاع. تعتبر الخلايا الهرمة أهدافًا علاجية فعالة لأنها تتراكم بسبب الشيخوخة وغيرها من العوامل. تأثيرات خارجية.

يمكن لأدوية علاجات الشيخوخة، وهي فئة جديدة من الأدوية، أن تقتل الخلايا الهرمة بشكل انتقائي (أدوية الشيخوخة) أو تثبط أنماطها الظاهرية المسببة للمرض (الأشكال السينومورفية/الشيخوخة). منذ عام 2015، تم تحديد العديد من مستحضرات الشيخوخة وفحصها من خلال التجارب السريرية.

تشير البيانات قبل السريرية إلى أن مستحضرات الشيخوخة تخفف من التأثيرات المرتبطة بالمرض في العديد من الأعضاء، وتحسن الوظيفة البدنية والمرونة، وتقمع جميع أسباب الوفيات، حتى بين المرضى المسنين [209]. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للأدوية الجديدة أن تؤخر عودة المرض للمريض. قد يوفر التقييم الدقيق للاستجابة الإشعاعية إمكانية زيادة حساسية الخلايا السرطانية للعلاج الإشعاعي مع تقليل الضرر الذي يلحق بالأنسجة الطبيعية [202].

لقد ثبت بالفعل أن العديد من مضادات الشيخوخة فعالة لأنها تتوسط في تنشيط أو تعطيل المحاور الحساسة للأكسدة والاختزال. وبالتالي، فإن المسارات المعتمدة على ROS والتي تتوسط على وجه التحديد في موت الخلايا المبرمج للخلايا الهرمة قد تمثل أهدافًا وقائية/علاجية جديدة لزيادة فعالية العلاج. عندما تنقسم الخلايا، يقصر التيلومير، وتحدث عملية مرتبطة بالشيخوخة الخلوية.

لذلك، على الرغم من أن مستحضرات الشيخوخة تخفف مؤقتًا من الشيخوخة الخلوية وآثارها الضارة، إلا أنها من المحتمل أن تسبب تسارع الشيخوخة والخلل الوظيفي المرتبط بها [210]. الأدوية التي تستهدف خلل الميتوكوندريا المرتبط بالشيخوخة أو التي تستهدف على وجه التحديد ROS في الميتوكوندريا قد تسمح أيضًا بإجراء تغييرات في SASP والنتائج السلبية النهائية.

ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من التوضيح للآليات المعقدة التي من خلالها تؤثر مسارات الإشارات التي تنظم الأكسدة والاختزال أو الميتوكوندريا على SASP. ومن الضروري أن نلاحظ أن مضادات الأكسدة المتفاقمة يمكن أن تؤدي أيضًا إلى آثار ضارة شديدة. فقط السيطرة الصارمة على توازن الأكسدة والاختزال يمكن أن تسمح في النهاية بالعلاجات الفعالة القائمة على xenomorphic [211].

ومن ثم، فإننا نقترح أن يركز الاستكشاف المستقبلي على المجالات التالية: (1) تأثير جرعة منخفضة من الأشعة تحت الحمراء على شيخوخة أنواع الخلايا المختلفة؛ (2) الحساسية الإشعاعية لمختلف الأسلاف والخلايا المتمايزة في الدماغ تجاه الشيخوخة الناجمة عن الإشعاع؛ (3) وبائيات شيخوخة الدماغ لدى المرضى المعرضين للتشخيص الإشعاعي المتكرر والعلاج الإشعاعي لاضطرابات الدماغ؛ و (4) تطبيق أساليب مختلفة لفهم الآليات الجزيئية الكامنة وراء شيخوخة الدماغ الناجمة عن جرعة منخفضة من الإشعاع. يمكن أن تساعد هذه المعلومات بشكل كبير في تطوير أساليب وقائية وعلاجية ضد شيخوخة الدماغ الناجمة عن الإشعاع وغيرها من الاضطرابات العصبية والنفسية العصبية ذات الصلة. .

مساهمات المؤلف: لقد قرأ جميع المؤلفين النسخة المنشورة من المخطوطة ووافقوا عليها.

التمويل: تم دعم هذه الدراسة من قبل مؤسسة علوم الطبيعة في مقاطعة هوبي (المنحة رقم 2017CFB786)، ومشروع البحث العلمي للصحة وتنظيم الأسرة في مقاطعة هوبي (المنحة رقم WJ2016Y10)، ومشروع مكتب العلوم والتكنولوجيا في جينغتشو (المنحة رقم. 2017-93)، وصندوق الابتكار للخريجين التابع لمركز العلوم الصحية، وجامعة يانغتسي (200201)، والبرنامج الوطني للتدريب على الابتكار وريادة الأعمال لطلاب الجامعات (المنحة رقم 202010489017) ومؤسسة البحوث الوطنية في سنغافورة لأبحاث وأبحاث الطاقة النووية في سنغافورة مبادرة السلامة (TFR).

بيان توفر البيانات: لا ينطبق تبادل البيانات على هذه المقالة، حيث لم يتم إنشاء أو تحليل أي مجموعات بيانات خلال هذه الدراسة.

تضارب المصالح: المؤلفون يعلنون عدم وجود تضارب في المصالح.

مراجع

1. مارتن، إل جي سياسات الشيخوخة السكانية في شرق آسيا والولايات المتحدة. العلوم 1991، 251، 527-531. [CrossRef] [مجلات]

2. ماكلين، AJ. لو كوتور، دي جي بيولوجيا الشيخوخة والصيدلة السريرية لكبار السن. فارماكول. القس 2004، 56، 163-184. [CrossRef] [مجلات]

3. كريتسيليس، م.؛ ريزو، SV. كوتسوداكي، PN؛ إيفانجيلو، ك. جورجوليس، VG. بابادوبولوس، د. الشيخوخة والشيخوخة الخلوية والأمراض التنكسية العصبية. كثافة العمليات. جيه مول. الخيال العلمي. 2018، 19. [المرجع المتقاطع]

4. بلوفيناج، المشروع المشترك؛ Wyss-Coray، T. العوامل الجهازية كوسطاء لاستتباب الدماغ والشيخوخة والتنكس العصبي. نات. القس نيوروسكي. 2020, 21, 93-102. [CrossRef] [مجلات]

5. الكسندر، جنرال إلكتريك. ريان، ل.؛ باورز، د.؛ فوستر، تك. بيزون، JL. جيلدماخر، DS؛ Glisky، EL وصف الشيخوخة المعرفية لدى البشر مع روابط للنماذج الحيوانية. أمام. الشيخوخة العصبية. 2012، 4، 21. [المرجع المتقاطع]

6. ميندونكا، ج.ف. بيزارات كوريا، ص. فاز، جي آر؛ سيلفا، ل.؛ هيفرنان، كانساس تأثير الشيخوخة على القدرة على التحمل والأداء البدني العصبي العضلي: دور الشيخوخة الوعائية. الرياضة ميد. 2017، 47، 583-598. [المرجع المتقاطع]

7. لوبيز-أوتين، سي؛ بلاسكو، MA؛ الحجل، L.؛ سيرانو، م.؛ كرومر، ج. السمات المميزة للشيخوخة. خلية 2013، 153، 1194-1217. [المرجع المتقاطع]

8. بيلر، هـ. تنظيم الميتوكوندريا والبلع الذاتي لتكوين الخلايا العصبية لدى البالغين في الدماغ السليم والمريض. كثافة العمليات. جيه مول. Sci.2021، 22. [CrossRef] [PubMed]

9. جو، د.؛ كيم، قبل الميلاد. تشو، كا؛ سونغ، ج. التأثير الدماغي للأمونيا في شيخوخة الدماغ: انهيار حاجز الدم في الدماغ، خلل الميتوكوندريا، والالتهاب العصبي. جيه كلين. ميد. 2021، 10. [المرجع المتقاطع]

10. أليبر، صباحا؛ بوزداجانيان، أنا؛ أوريخوف، ملاحظة؛ زافورونكوف، أ. أوسيبوف، الشيخوخة التكرارية والناجمة عن الإشعاع: مقارنة لمحات التعبير الجيني. الشيخوخة 2019، 11، 2378-2387. [المرجع المتقاطع]

For more information:1950477648nn@gmail.com