أظهرت دراسة أجراها باحثون في جامعة كيس ويسترن ريزيرف الأميركية أن مجموعة من الخلايا العصبية في جذع الدماغ والحبل الشوكي، تُسمى الخلايا العصبية المتوسطة، قادرة على تعزيز عملية التنفس عند مواجهة الجسم تحديات فسيولوجية مثل إصابات الحبل الشوكي التي تؤدي إلى حاجة المرضى لأجهزة تنفس صناعي.
نتائج البحث وطبيعة الخلايا المكتشفة
أوضح القائمون على الدراسة أن جذع الدماغ معروف بضبط إيقاع التنفس، لكن المسارات الدقيقة التي تزيد من نشاط الخلايا العصبية الحركية التنفسية كانت غير واضحة، وقد حدّد الفريق مجموعة فرعية من الخلايا العصبية المتوسطة كنقطة جديدة قد تكون سهلة الوصول لعلاج مشكلات التنفس بعد إصابات النخاع أو في أمراض أخرى.
ضم فريق البحث علماء من جامعات في المملكة المتحدة وكندا واليونان، واعتبروا أن هذا الاكتشاف قد يفتح الطريق لتطوير علاجات طبية تساعد على تحسين التنفس لدى المرضى المصابين.
طرق العمل والنتائج التجريبية
استخدم الباحثون نماذج فئران معدلة وراثيًا لرسم خرائط وصلات الخلايا العصبية وقياس نشاطها الكهربائي ومراقبة سلوك الحيوانات وتصوير بنية الخلايا ووظيفتها بالمجهر، مع التركيز على الخلايا العصبية في النخاع الشوكي المرتبطة بالتنفس، وتمكّنوا بهذه الطرق من تحديد الهوية الجينية وأنماط النشاط لدور مجموعة فرعية متخصصة في التحكم بالتنفس.
بيّنت التجارب أن حجب الإشارات الصادرة من خلايا الحبل الشوكي جعل من الصعب على الجسم تعديل التنفس بشكل صحيح عند ارتفاع مستوى ثاني أكسيد الكربون في الدم (حالة تُعرف بفرط ثاني أكسيد الكربون).
وُضِح أن ثاني أكسيد الكربون ينتج عندما تستخدم الخلايا الطاقة، وتحمله خلايا الدم الحمراء إلى الرئتين لطرده؛ وإذا لم يُطْرَح CO2 تنمو مستوياته في الدم فيسبب صعوبة في التنفس وقد يصل الأمر إلى فشل تنفسي، ومن هنا تبرز أهمية الخلايا الموجودة في النخاع الشوكي لمساعدة الجسم على تعديل التنفس استجابة لارتفاع ثاني أكسيد الكربون.
أفاد الباحثون أنهم يجرون الآن تجارب لمعرفة ما إذا كان استهداف هذه الخلايا العصبية قد يساعد في استعادة التنفس في حالات أمراض عصبية تنكسية مثل مرض التصلب الجانبي الضموري (ALS) ومرض ألزهايمر.
ذُكِر كمثال على أثر إصابات النخاع على التنفس حالة الممثل الراحل كريستوفر ريف، الذي أصيب بشلل إثر حادث واحتاج لكرسي متحرك وجهاز تنفس، وبرز كناشط في أبحاث إصابات الحبل الشوكي؛ ويعيش في الولايات المتحدة نحو ثلاثمائة ألف شخص مصاب بإصابات في النخاع الشوكي، وتُعد المضاعفات التنفسية من الأسباب الشائعة للمرض والوفاة بحسب مؤسسة كريستوفر ودارنا ريف الداعمة لأبحاث هذا المجال.
