راز قلب قوی پایتون: آیا درمان‌های جدید قلبی از این مار الهام خواهند گرفت؟

1

آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که یک پایتون، پس از ماه‌ها بدون غذا خوردن، چگونه می‌تواند چیزی بزرگتر از خودش را بدون هیچ تأثیر منفی مصرف کند؟

پاسخ این سوال در یک فرآیند خارق‌العاده نهفته است که دانشمندان دانشگاه CU Boulder در حال بررسی آن هستند.

در ۲۴ ساعت اول پس از بلعیدن طعمه عظیم، قلب پایتون ۲۵ درصد بزرگ‌تر می‌شود، بافت قلبی آن به شدت نرم می‌شود و این عضو بیشتر و بیشتر فشرده می‌شود تا جایی که ضربان قلب آن به بیش از دو برابر می‌رسد.

هم‌زمان، مجموعه‌ای عظیم از ژن‌های تخصصی وارد عمل می‌شوند تا به متابولیسم مار کمک کنند تا چهل برابر بیشتر شود.

قلب بزرگ‌تر و قوی‌تر

به‌طور شگفت‌انگیزی، پس از هضم کامل غذا – که معمولاً طی دو هفته انجام می‌شود – سیستم‌های بیولوژیکی پایتون به حالت عادی برمی‌گردند، با این تفاوت که قلب کمی بزرگ‌تر و قوی‌تر از قبل می‌شود.

این فرآیند خارق‌العاده توسط پژوهشگران دانشگاه CU Boulder در این هفته در مجله PNAS توصیف شده است.

توانایی پایتون در تقویت قلب خود می‌تواند در نهایت الهام‌بخش درمان‌های نوینی برای مجموعه‌ای از بیماری‌های مدرن باشد که این مارهای غول‌پیکر به‌طور معجزه‌آسا از آن‌ها در امان هستند.

به عنوان مثال، فرآیند دگرگونی قلب پایتون می‌تواند الهام‌بخش درمان‌هایی برای فیبروز قلبی باشد – یک بیماری شایع قلبی در انسان که با سفت شدن بافت‌های قلبی مشخص می‌شود.

پتانسیل‌های درمانی برای سلامت انسان

سفر جالب توجه تغییر و تحول در پایتون فقط یک نمایش شگفت‌آور نیست، بلکه احتمالاً کلیدی برای کشف درمان‌های انقلابی برای بیماری‌های مختلف انسانی است.

«پایتون‌ها می‌توانند ماه‌ها یا حتی یک سال در طبیعت بدون غذا باشند و سپس چیزی بزرگتر از جرم بدنی خود را بخورند، اما هیچ اتفاق بدی برای آن‌ها نمی‌افتد.» این گفته از نویسنده ارشد، لزلی لاین‌واند، استاد زیست‌شناسی مولکولی، سلولی و تکوینی در دانشگاه کلرادو بولدر و مدیر علمی مؤسسه BioFrontiers است.

«ما معتقدیم که آن‌ها دارای مکانیسم‌هایی هستند که قلبشان را از چیزهایی که برای انسان‌ها مضر هستند محافظت می‌کنند. این مطالعه گامی بزرگ در جهت نقشه‌برداری از این مکانیسم‌ها است.»

لاین‌واند که تقریباً بیست سال از عمر خود را صرف مشاهده پایتون‌ها کرده است، با آزمایشگاه خود یکی از معدود مکان‌های جهان است که با هدف بهبود سلامت انسان، این موجودات را بررسی می‌کنند.

یادگیری از پایتون‌ها

پایتون‌ها با طولی تا ۲۰ فوت، بسته به گونه، معمولاً در مناطق کم‌منابع آفریقا، جنوب آسیا و استرالیا یافت می‌شوند. آن‌ها برای مدت‌های طولانی گرسنه می‌مانند، اما هنگامی که فرصتی برای غذا خوردن پیدا می‌کنند، می‌توانند یک گوزن را به‌طور کامل ببلعند.

«بیشتر افرادی که از مدل‌های حیوانی برای مطالعه بیماری‌ها و سلامت استفاده می‌کنند، معمولاً بر روی موش‌ها و موش‌های صحرایی تمرکز می‌کنند، اما از حیواناتی مانند پایتون‌ها که راه‌هایی برای زنده ماندن در محیط‌های شدید تکامل داده‌اند، چیزهای زیادی برای یادگیری وجود دارد.» لاین‌واند این نکته را یادآور شد.

رشد قلب در انسان‌ها را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: سالم (با ورزش‌های استقامتی) و ناسالم (ناشی از بیماری). جالب است که پایتون‌ها نوعی رشد قلب سالم را نشان می‌دهند که ما در ورزشکاران نخبه مشاهده می‌کنیم.

کارهای قبلی لاین‌واند نشان داده‌اند که حدود یک هفته تا ۱۰ روز پس از یک وعده غذایی، قلب پایتون به طور قابل توجهی افزایش اندازه می‌دهد، ضربان قلبش دو برابر می‌شود و جریان خونش پر از چربی‌های در گردش می‌شود. به‌طور شگفت‌انگیز، این چربی‌ها به جای آسیب رساندن به بافت قلبی، آن را تغذیه می‌کنند.

عادات غذایی پایتون و سلامت قلب

در مطالعه اخیر خود، تیم CU Boulder تلاش کرد تا این پدیده را بهتر درک کند. پژوهشگران به پایتون‌هایی که به مدت ۲۸ روز گرسنه بودند، وعده‌ای برابر با ۲۵ درصد از جرم بدنی آن‌ها را دادند و با مارهایی که غذا نخورده بودند مقایسه کردند.

متخصصان دریافتند که با رشد قلب مارهای خوب تغذیه شده، دسته‌های تخصصی از عضلات قلبی به نام میوفیبریل‌ها – که به قلب کمک می‌کنند تا منبسط و منقبض شود – به طور رادیکال نرم شده و با حدود ۵۰ درصد نیروی بیشتر منقبض می‌شوند.

علاوه بر این، مارهای خوب تغذیه شده تفاوت‌های عمیق اپی‌ژنتیکی در مقایسه با آن‌هایی که گرسنه بودند نشان دادند، به ویژه در مورد این که کدام ژن‌ها فعال یا غیرفعال شده‌اند.

این گمان وجود دارد که برخی از این ژن‌ها ممکن است قلب پایتون را تشویق کنند تا به جای قند از چربی به عنوان سوخت استفاده کند – فرآیندی کلیدی که قلب‌های بیمار انسان‌ها برای انجام آن تلاش می‌کنند. تحقیقات بیشتری لازم است تا ژن‌ها و متابولیت‌های دقیق درگیر را شناسایی کنیم.

پتانسیل درمان‌های الهام‌گرفته از طبیعت

فراتر از قلب، بافت‌های سفت یا فیبروتیک می‌توانند در دیگر اندام‌های انسانی مانند ریه‌ها و کبد نیز بیماری‌هایی ایجاد کنند. بنابراین، درس‌هایی که از پایتون‌ها یاد می‌گیریم می‌تواند به درمان این اندام‌ها نیز گسترش یابد.

لاین‌واند اظهار داشت: «ما متوجه شدیم که قلب پایتون به‌طور اساسی قادر است خود را به شدت بازسازی کند، در عرض ۲۴ ساعت بسیار کمتر سفت و بسیار کارآمدتر از نظر انرژی شود. اگر بتوانیم نقشه‌ای از چگونگی انجام این کار توسط پایتون را تهیه کنیم و آن را برای استفاده درمانی در انسان‌ها به کار بگیریم، این امر فوق‌العاده خواهد بود.»

این مطالعه در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.