الأكسجين القاتل: كيف يمكن أن تؤدي مستويات الأكسجين المرتفعة إلى مشاكل صحية

يلعب الأكسجين دورًا رئيسيًا في الحفاظ على الحياة.ولكن هل كل شيء بسيط كما يبدو للوهلة الأولى؟ في الآونة الأخيرة ، أجرى العلماء دراسة كبيرة ألقت بظلال من الشك على فوائد الأكسجين. بينما يعتبر الأكسجين بشكل عام ضروريًا لحياة الإنسان ، تظهر الأبحاث الجديدة أن الكثير من الأكسجين يمكن أن يؤدي إلى تلف الأعضاء والنوبات وحتى الموت. تحدث هذه الظاهرة ، التي تسمى تسمم الأكسجين أو فرط الأكسجة ، عندما يكون هناك فائض من الأكسجين يفوق احتياجات الجسم. وقبل ذلك ، افترض العلماء أن فائض الأكسجين يؤثر سلبًا على الجسم ، لكن دراسة جديدة من معهد جلادستون كشفت بالضبط كيف يؤدي فائض الأكسجين إلى تغيير بروتينات معينة في خلايانا ، مما يؤدي إلى تلف بنية الجسم نفسه. قد تساعد هذه النتائج في فهم أسباب الأمراض مثل النوبات القلبية وتوقف التنفس أثناء النوم.

لا يمكن المبالغة في تقدير فوائد الأكسجين.

كما سمحت الدراسة للعلماء بالتجميعتسلسل مفصل للأحداث التي تحدث أثناء فرط التأكسج. على الرغم من أن النتائج كانت غير متوقعة ، إلا أنها ذات أهمية كبيرة لمزيد من البحث.

التأثير السلبي للأكسجين على الكائنات الحية

أظهرت دراسة حديثة أن الأكسجين الزائد في الجسم يغير بعض بروتينات الحديد والكبريت في خلايانا ، على غرار عملية صدأ الحديد.

بشكل عام ، يمكن أن تكون وفرة كل الأشياء في العالمخطيرة ، ولكن المستويات العالية من الأكسجين سامة لجميع أشكال الحياة على الأرض ، بما في ذلك البكتيريا والنباتات والحيوانات والبشر. يمكن أن يؤدي الأكسجين الحقيقي وغير الكافي أيضًا إلى الموت. هناك وسط سعيد تزدهر فيه معظم الحياة على الأرض بالكميات المثلى من الأكسجين.

في الطب ، تمت دراسة تأثير نقص الأكسجين على الخلايا والأنسجة منذ فترة طويلة ، على سبيل المثال ، في النوبات القلبية والسكتات الدماغية. لكن تأثير الأكسجين الزائد ظل حتى الآن غير مدروس بشكل كافٍ.

الأكسجين هو مفتاح الحياة

كان يعتقد أن المزيد من الأكسجين كان أفضل.أو على الأقل مفيد في علاج النوبات القلبية. ومع ذلك ، تظهر المزيد والمزيد من الدراسات السريرية اليوم أن الأكسجين الزائد يمكن أن يؤدي إلى تفاقم الحالة ويكون له تأثير خطير على الجسم بأكمله.

البحث في هذا المجال يؤكد ذلكيمكن أن يكون الأكسجين الزائد ضارًا للمرضى الذين يعانون من النوبات القلبية وعدد من الأمراض الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، في المرضى الذين يعانون من توقف التنفس أثناء النوم ، يمكن أن تؤدي الاندفاعات المفاجئة للأكسجين إلى زيادة خطر الإصابة بمشاكل صحية مزمنة.

عمليات كيفية حدوث ذلك - بقيتغير مفهوم. اقترح العديد من الباحثين أن أنواع الأكسجين التفاعلية ، التي يمكن أن تدمر الجينوم والعديد من الجزيئات في الخلايا ، تلعب دورًا في فرط الأكسجة. ومع ذلك ، كان هناك القليل من الأدلة على كيفية تأثير الأكسجين الزائد على إنزيمات معينة ومسارات التمثيل الغذائي.

مسارات جزيئية جديدة لتطور الخلايا تحت تأثير الأكسجين

استخدم العلماء نظامًا خاصًا - CRISPR لـدراسة تأثير زيادة محتوى الأكسجين على الجينوم. أجروا تجربة عن طريق حذف أكثر من 20 ألف جين من الخلايا البشرية التي نمت في المختبر. قارن الباحثون بعد ذلك نمو كل مجموعة من الخلايا عند مستويات مختلفة من الأكسجين - 21٪ و 50٪ - لتحديد الجينات التي تؤثر على فرط التأكسج. بفضل هذا النهج المنفتح ، كان من الممكن دراسة مساهمة الآلاف من مسارات التنمية المختلفة ، وليس فقط تلك المعروفة سابقًا. سمح هذا للباحثين بتحديد الجزيئات التي لم تكن مرتبطة سابقًا بسمية الأكسجين. حدد التحليل أربعة مسارات جزيئية مرتبطة بوظائف خلوية مختلفة ، مثل إصلاح الحمض النووي التالف ، وإنتاج كتل بناء جديدة للحمض النووي ، وتوليد الطاقة الخلوية.

تساعد الهندسة الوراثية العلماء في الإجابة على العديد من الأسئلة

تأثير الأكسجين الزائد على البروتينات

في البداية ، لم يفهم فريق البحث ذلكيجمع بين هذه المسارات الأربعة وكيف تؤثر مستويات الأكسجين المرتفعة عليها. فقط بعد دراسة مفصلة للجزيئات وجد أن كل مسار يحتوي على بروتين مهم مع مجموعات الحديد والكبريت في التركيب الجزيئي.

علاوة على ذلك ، وجد الباحثون أن 30٪في الأكسجين ، تتأكسد مجموعات الحديد والكبريت في أربعة بروتينات وتتلف ، وتدخل في تفاعل كيميائي مع ذرات الأكسجين. تتوقف الخلايا عن العمل بشكل صحيح وتستهلك كمية أقل من الأكسجين ، مما يؤدي إلى زيادة أخرى في مستويات الأكسجين في الأنسجة المحيطة.

بعض الأشياء التي يمكن أن تكون مفيدة بشكل قاطع ، بنسب خاطئة ، ستكون مميتة.

تشير هذه الدراسة إلى أن فرط الأكسجةيؤثر على الخلايا والأنسجة ليس فقط من خلال أنواع الأكسجين التفاعلية ، كما افترض سابقًا. كما أن استخدام مضادات الأكسدة التي تتصدى لأنواع الأكسجين التفاعلية ليس تدبيرًا كافيًا لمنع سمية الأكسجين.

لمواكبة الأحداث في عالم العلوم - اشترك في Zen و Telegram.

على الرغم من أن الأكسجين ضروري للحياة ،يمكن أن يكون الأكسجين الزائد سامًا ويتلف الخلايا. هذا مهم بشكل خاص في الأوساط الطبية ، حيث قد يتلقى المرضى الكثير من الأكسجين ، مما قد يضرهم.