مطالعه اسرائیلی نشان می دهد که چرا انسان ها از درد مفاصل رنج می برند در حالی که سایر میمون های بزرگ چابک می مانند

اگر از یک بیماری مفصلی مزمن مانند آرتروز رنج می برید، ممکن است اضافه وزن داشته باشید و باری را روی زانوهای خود وارد کنید. اما شما همچنین می‌توانید تکامل را سرزنش کنید و به شامپانزه‌ها و گوریل‌ها حسادت کنید که تقریبا همیشه از این وضعیت دردناک و ناتوان‌کننده معاف هستند.

فومیتاکا اینوئه از دانشگاه کیوتو در ژاپن. او و تیمش به رهبری دانشجویان دکترا ناداو میشول از آزمایشگاه گوخمان و ییژی یان از آزمایشگاه اینوئه، به تازگی یافته های خود را در مجله معتبر نیچر با عنوان "تکامل تنظیم کننده ژن اسکلت انسان - از جمله بیماری های ما را در جذب مفاصل موثر کرد." استئوآرتریت، انحطاط دیسک‌های ستون فقرات، و فتق دیسک‌ها - که در سایر میمون‌های بزرگ، از جمله میمون‌هایی که به سن پیری می‌رسند، غیرمعمول هستند. «به‌عنوان مثال، حتی شامپانزه‌هایی که تا 60 یا 70 سالگی زندگی می‌کنند نیز هستند.

گوخمن، یک متخصص ژنتیک مولکولی، در مصاحبه ای به جروزالم پست گفت: «در نگاه اول، «به نظر می رسد که ما به یک معامله تکاملی ضعیف دست یافته ایم. انتخاب طبیعی قرار است صفات مضر را از بین ببرد، پس چرا ما نسبت به پسرعموهایمان بیشتر مستعد ابتلا به اختلالات ساییدگی مفاصل و ستون فقرات هستیم؟ او ادامه داد: برای مثال استئوآرتریت، یکی از علل اصلی ناتوانی و کاهش کیفیت زندگی، صدها میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد.

es آنها نشان می‌دهند که مفاصل دردناک ممکن است بهای پنهانی باشد که ما برای ویژگی‌هایی می‌پردازیم که ما را انسان می‌کند. گوخمن افزود: «برخلاف مفاصل سایر میمون‌های بزرگ، که ترکیب آن‌ها میلیون‌ها سال است که تغییر نکرده است، مفاصل انسان دچار یک تغییر تکاملی چشمگیر شده است.

او توضیح داد: «همچنین بسیاری از ویژگی‌هایی را که ما را از سایر میمون‌های بزرگ متمایز می‌کند، از جمله راه رفتن، استخوان‌های باریک، و پاهای بلند نشان می‌دهد.» سلول‌های غضروفی مقادیر زیادی مولکول به نام گلیکوزامینوگلیکان (GAGs) را در فضای اطراف خود آزاد می‌کنند.

«سلول‌های غضروف مانند جزایر کوچکی هستند که در اقیانوسی از GAG شناور هستند و مفصل را پر می‌کنند.» گوخمن گفت: «کاهش محتوای GAG در تمام هشت مفصلی که مورد مطالعه قرار گرفتند، از جمله باسن، آرنج، شانه‌ها، مچ دست و مفاصل انگشتان مشاهده شد، بنابراین «ظاهرا در کل بدن یکسان بود. در بدو تولد

غضروف انسان نازک‌تر، پایدارتر و قوی‌تر است، بنابراین یک مزیت دارد. «مولکول‌های GAG آب را جذب و حفظ می‌کنند، زیرا هر دو قطبی هستند، با یک بار منفی در یک انتها و یک مثبت در انتهای دیگر، مانند آهنربا، و این باعث می‌شود که غضروف انعطاف‌پذیرتر شود، و شبکه‌ای متراکم و ژل‌مانند ایجاد می‌کند که مانند یک ضربه‌گیر عمل می‌کند که نیمی از یک میلیون تکه DNA انسان را جذب می‌کند.» از شامپانزه ها، اما آنها دریافتند که اکثریت قریب به اتفاق آنها تأثیر کمی بر عملکرد ژنوم دارند یا هیچ تأثیری ندارند. بنابراین آنها بر روی بخش کوچکی از جهش ها تمرکز کردند.

- حدود 3٪ - که عملا فعالیت ژن را در روند رشد اسکلتی انسان تغییر داد. آنها سپس اولین اطلس جامع از ویژگی های تنظیمی ژنومی را ساختند که اسکلت انسان را از نزدیکترین خویشاوندان زنده ما متمایز می کرد و عملکرد هر جهش را که وضعیت عمودی انسان و سایر ویژگی های اسکلتی متمایز انسان را ممکن می کرد، توضیح داد. "آزمایش گزارشگر موازی انبوه"، که بارکدهای ژنتیکی کوچکی را که تغییرات در فعالیت ژن را به هزاران ژن متصل می کند، متصل می کند.

بخش های DNA به طور همزمان. آنها همچنین از سلول های بنیادی هیبریدی انسان-شمپانزه یا انسان-گوریل استفاده کردند. در عمل، رویکردی که گوخمن در طول کار پسادکتری خود در دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا، جایی که با محققان ژاپنی ملاقات کرد و بعدا در ویزمن آن را اصلاح کرد، ایجاد کرد، این امکان را برای ژنوم انسان و میمون بزرگ دیگری فراهم می‌کند که در داخل همان سلول تحت شرایط یکسان عمل کنند. بین انسان و شامپانزه فرق می کند

گوخمان گفت: «بنابراین تکامل انسانی را به وجود آورد که قادر به راه رفتن راست، دویدن در فواصل طولانی، رشد مغزی خارق‌العاده و زندگی بسیار طولانی‌تر از سایر پستانداران بود. با این حال، ما از بیماری‌های مفصلی دژنراتیو رنج می‌بریم که به نظر می‌رسد در نزدیک‌ترین خویشاوندان تکاملی ما شیوع کمتری دارد. تولد، و انسان ها عمر طولانی تری دارند، که می تواند منجر به بیماری های مزمن بیشتری شود.

داشتن فک‌های کوچک‌تر می‌تواند منجر به مشکلات ارتودنسی، از جمله دندان‌های کج و مشکلات جویدن شود.» کاهش تولید GAG چندین میلیون سال طول کشید و جهش احتمالا خیلی سریع اتفاق افتاد. پنج سال طول کشید تا این تیم مطالعه خود را انجام دهند. محققان ژاپنی 15077 عنصر تنظیم‌کننده را با فعالیت مسیر خاص انسان شناسایی کردند. چند صد مورد از آنها در مسیر GAG دخیل بودند.

اسرائیلی‌ها این تجزیه و تحلیل را انجام دادند. گوخمن در پاسخ به این سوال که چرا تکامل به انسان مفاصل ضعیف‌تری می‌دهد، گفت: "اگر GAG کمتر باشد، مغز در طی 20 سال کندتر رشد می‌کند، اما ما هزینه آن را در اسکلت‌هایمان می‌پردازیم. برای مثال، در یک گرگ، تنها دو سال طول می‌کشد." این تیم پیشنهاد کرد که انسان‌های اولیه برای شکار استقامتی و دویدن طولانی تکامل یافته‌اند.

کاهش بالشتک غضروف در واقع کارایی دویدن را بهبود می بخشد. در مسیر درمان بهتر در مقایسه با میمون های بزرگ دیگر، انسان ها استخوان های سبک تر و باریک تری دارند، بنابراین GAG های کمتری ممکن است به ساخت این اسکلت ظریف کمک کرده باشند. «این ایده کاملا با یکی از فرضیه های پیشرو در تکامل انسان مطابقت دارد - این که بدن های بلندمدت شکل دویدن ما شکل گرفته بود.

ما ممکن است نسبتا ضعیف باشیم و نمی‌توانیم به اندازه بسیاری از پستانداران سریع بپریم، اما می‌توانیم ساعت‌ها به حرکت ادامه دهیم. او پیشنهاد کرد: «این سازگاری ممکن است به انسان‌های اولیه اجازه دهد تا طعمه را در مسافت‌های طولانی دنبال کنند تا جانوران بیش از حد گرم شوند و از بین بروند.» او پیشنهاد کرد: «من خودم از دویدن متنفرم، اما وقتی پدرم در روسیه زندگی می‌کرد، او قهرمان المپیک بود.

سپس مچ دستش شکست و مجبور شد بایستد. او حتی امروز هم از این مشکل رنج می‌برد. گوخمان معتقد است که کشف آنها در نهایت می‌تواند منجر به درمان بهتر بیماران شود. «هم‌اکنون، بسیاری از ارتوپدهای بیمارستانی تزریق‌های GAGS را انجام می‌دهند، بنابراین شاید درمان زودهنگام بتواند به پیشگیری از ناتوانی کمک کند. آزمایش ساده ژنتیکی می تواند برخی از افراد مبتلا به دژنراسیون غضروف را شناسایی کند. بهتر است باید توسعه یابد.

اما ما با استفاده از آن برای ژن درمانی فاصله داریم.» او ادامه داد: «حجم بسیار بزرگتر GAG توضیح می دهد که چرا دیگر میمون های بزرگ تمایل به استئوآرتریت یا سایر اختلالات مفصلی ندارند و تقریبا هیچ نشانه ای از بیماری اسکلتی نشان نمی دهند، حتی با بالا رفتن سن، مگر اینکه غضروف آنها به شدت در اثر تروما آسیب ببیند. در مقایسه، انسان ها زندگی را با غضروف بسیار کمتر شروع می کنند، و کاری که ما انجام می دهیم غضروف کمتری دارد. بدون ظرفیت برای بازسازی، دهه‌ها استفاده به تدریج این ذخیره محدود را از بین می‌برد و احتمال بیماری مفصلی را در مراحل بعدی زندگی بسیار بیشتر می‌کند. اگر غضروف نازک‌تر باشد.

بسیار مشکل ساز است، چرا تکامل آن را حفظ می کند؟ یک توضیح احتمالی مربوط به مغز است. اگرچه GAG ها بیشتر به خاطر نقششان در غضروف شناخته می شوند، اما در مغز و بقیه سیستم عصبی نیز به وفور یافت می شوند، جایی که به تثبیت اتصالات بین نورون ها کمک می کنند. سطوح بالای GAGs مدارهای عصبی را در جای خود قفل می کند و توانایی مغز را برای حفظ سیم کشی مجدد خود محدود می کند. او زمان بیشتری برای یادگیری، سازگاری و کسب مهارت‌های پیچیده‌تر دارد

توضیح داد. پاسخ دادن به این که آیا این مبادله ارزش داشت یا نه، نمی توان پاسخ داد. گوخمن گفت: "میلیون ها سال پس از ظهور آن ویژگی ها، انسان ها به گونه ای تبدیل شده اند که می تواند تکامل خود را با استفاده از ابزارهای پیچیده مطالعه کند. ما همچنین زانوهای بدی داریم."