الجهاز الهضمي البشري هو عضو معقد وقابل للتكيف للغاية، ويحافظ على وظيفته من خلال عملية مستمرة لتجديد الأمعاء. وتضمن هذه القدرة البيولوجية تجديد بطانة الأمعاء باستمرار، مما يسمح بعملية الهضم وامتصاص العناصر الغذائية بكفاءة. قدمت الأبحاث الحديثة حول القدرات التجددية الفريدة للثعابين، وخاصة البواء والثعابين، رؤى جديدة حول تجديد الأمعاء البشرية، وخاصة أمراض الجهاز الهضمي.
أساسيات تجديد الأمعاء عند الإنسان
في البشر، تجديد بطانة الأمعاء هو عملية بطيئة ولكنها ثابتة. تبطن الأمعاء بنوع من الخلايا الجذعية الموجودة في جيوب صغيرة تعرف باسم الخبايا المعوية. تقع هذه الخبايا المعوية في جدران الأمعاء. هذه الخبايا مسؤولة عن إنتاج خلايا جديدة لتحل محل الخلايا القديمة أو التالفة، والحفاظ على سلامة بطانة الأمعاء وضمان قدرتها على التعامل مع الضغط اليومي الناتج عن الهضم وامتصاص العناصر الغذائية.
وتحدث هذه العملية بشكل مستمر، إلا أن معدل استبدال الخلايا المعوية يكون بطيئًا نسبيًا مقارنة بحيوانات أخرى، مثل بعض الزواحف. يلعب هذا التجديد الخلوي دورًا حاسمًا في حماية الأمعاء من الأمراض والأضرار الناجمة عن عوامل مثل التوتر أو الالتهابات أو المشكلات المتعلقة بالنظام الغذائي. يعد فهم هذه العملية أمرًا حيويًا لتحسين علاجات أمراض الجهاز الهضمي، مثل مرض كرون، ومرض الاضطرابات الهضمية، وحتى سرطان القولون والمستقيم.
تجديد الأمعاء سريع للغاية في الثعابين
على عكس البشر، تتمتع بعض الثعابين، مثل البواء والثعابين، بقدرة مذهلة على تجديد أمعائها بشكل كامل وبسرعة كبيرة بعد فترات طويلة من الصيام. يمكن لهذه الزواحف البقاء على قيد الحياة لأسابيع دون تناول الطعام، حيث تتقلص أمعاؤها وتصبح غير وظيفية تقريبًا. ومع ذلك، بمجرد أن تستهلك هذه الزواحف وجبة، تتجدد أمعاؤها بسرعة، وتتضاعف كتلة الأمعاء خلال 48 ساعة فقط. تعمل هذه العملية السريعة على إعادة بناء الكثير من الخلايا والهياكل المعوية اللازمة لهضم الطعام وامتصاصه.
هذه الظاهرة ملفتة للنظر بشكل خاص لأن الثعابين مثل الثعابين لا تحتوي على خبايا معوية – وهي الهياكل التي تدفع عملية التجدد في الثدييات. على الرغم من ذلك، تحقق الثعابين نموًا متجددًا استثنائيًا استجابةً للتغذية. ويصاحب هذا التعافي السريع لوظيفة الأمعاء تحول كبير في وظائف الأعضاء والتمثيل الغذائي الشامل للثعبان، مما يمكّنها من هضم الوجبات الكبيرة بكفاءة بعد فترات الصيام الطويلة.
رؤى من أبحاث الثعابين
أجرى فريق من الباحثين من جامعة تكساس في أرلينغتون، ومركز UT Southwestern الطبي، وجامعة ألاباما دراسة تفصيلية لعملية التجدد في الثعابين عن طريق تسلسل جينات الحمض النووي الريبي (RNA). كشفت هذه الدراسة أنه على الرغم من عدم وجود خبايا معوية، فإن الثعابين تنشط المسارات الخلوية المحفوظة. هذه المسارات هي طرق إشارات بيولوجية وهي موجودة أيضًا في البشر. تعتبر هذه المسارات ضرورية في تنظيم استجابة الجسم لتوافر العناصر الغذائية ويتم تنشيطها بطرق فريدة في الثعابين لتسهيل عملية التجدد السريع.
أحد أكثر الاكتشافات إثارة للاهتمام من هذا البحث هو أن بعض هذه المسارات تشبه المسارات التي يتم تنشيطها عند البشر بعد بعض العمليات الجراحية الأيضية، مثل جراحة تحويل مسار المعدة Roux-en-Y، وهي طريقة جراحية تستخدم لعلاج السمنة ومرض السكري من النوع الثاني. ويشير هذا التشابه إلى أن دراسة تجديد الأمعاء في الثعابين يمكن أن توفر نظرة ثاقبة حول كيفية استجابة الأمعاء البشرية للتغيرات في عملية التمثيل الغذائي، وتوافر العناصر الغذائية، والإجهاد، مما قد يؤدي إلى تحسين العلاجات لمجموعة واسعة من اضطرابات الجهاز الهضمي.
دور خلايا BEST4+ في تجديد الأمعاء
ركز جانب مهم من هذا البحث على دور نوع معين من الخلايا المعوية، تسمى خلايا BEST4+. توجد هذه الخلايا في كل من الثعابين والبشر، ولكنها غائبة بشكل ملحوظ في الثدييات التي تمت دراستها بشكل شائع، مثل الفئران. وجدت الدراسة أن خلايا BEST4+ تعمل كمنظمات مركزية خلال المراحل المبكرة من التجدد، من خلال تعزيز نقل الدهون والتمثيل الغذائي. هذه وظائف حاسمة في إعادة بناء بطانة الأمعاء.
وفي البشر، من المحتمل أن تلعب هذه الخلايا دورًا أكثر أهمية مما كان يُعتقد سابقًا. إن فهم مساهمة هذه الخلايا في صحة الأمعاء يمكن أن يفتح مسارات علاجية جديدة لعلاج الأمراض المعوية والتمثيل الغذائي، من خلال استهداف هذه الخلايا الرئيسية ووظائفها.
الآثار المترتبة على صحة الإنسان
لقد أدت دراسة تجديد أمعاء الثعابين إلى توسيع معرفتنا بكيفية تطور الحيوانات المختلفة للتعامل مع نفس التحديات الفسيولوجية بطرق متنوعة. من خلال معرفة المزيد عن الطريقة التي تجدد بها الثعابين أمعائها دون وجود خبايا معوية، يمكن للباحثين الآن استكشاف كيفية عمل مسارات مماثلة في البشر وتحديد الأهداف المحتملة للعلاج الطبي.
هذا البحث ذو أهمية خاصة لتعزيز علاجات أمراض الجهاز الهضمي، مثل مرض كرون، ومرض الاضطرابات الهضمية، وبعض أنواع السرطان، حيث يعد تجديد الأمعاء وإصلاحها أمرًا بالغ الأهمية. وقد يؤدي أيضًا إلى رؤى جديدة حول كيفية تكيف الجسم البشري مع التغيرات الكبيرة في النظام الغذائي والتمثيل الغذائي وحتى التوتر.
علاوة على ذلك، فإن فهم بيولوجيا التجدد المعوي الشديد يمكن أن يكون محوريا في معالجة الأمراض الأيضية مثل مرض السكري، حيث تضعف قدرة الجسم على الاستجابة للتغيرات في توافر المواد الغذائية. إن دراسة كيفية تنظيم الثعابين لهذه العمليات يمكن أن تكشف عن أهداف علاجية جديدة لتحسين صحة التمثيل الغذائي لدى الإنسان.
مصدر المعلومات: أوندريا ك. ويستفال وآخرون. [Single-cell resolution of intestinal regeneration in pythons without crypts illuminates conserved vertebrate regenerative mechanisms, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024)]. دوى: 10.1073/pnas.2405463121
Discussion about this post