باحثون يسبرون كيفية تأثير الالتهاب على الدماغ

اضطراب استقلاب الدماغ: كيف يؤثر الالتهاب الجهازي على الخلايا العصبية

لطالما كان يشتبه في أن الالتهاب الجهازي الحاد يحفز عمليات ضارة داخل الدماغ، مما يسهم في الإصابة بأمراض التنكس العصبي مثل مرض ألزهايمر ومرض باركنسون.

وتقدم دراسة جديدة نشرت إلكترونيا في مجلة أبحاث البروتينات (Journal of Proteome Research) في 30 نوفمبر/تشرين الثاني 2025، بقيادة البروفيسور كي زايتسو من كلية العلوم والتكنولوجيا البيولوجية بجامعة كينداي باليابان أدلة دامغة على أن هذا الالتهاب يسبب اضطرابا أيضيا خاصا بمنطقة معينة، محددة المسارات الكيميائية الحيوية التي تتعطل خلال المراحل المبكرة من الالتهاب العصبي.

باستخدام نموذج فأر محفز بجرعة عالية من الليبوبوليسكاريد “إل بي إس” (LPS) لإحداث التهاب جهازي حاد، حلل الباحثون التغيرات الأيضية في أربع مناطق دماغية: المخ، والحصين، والمخيخ، وتحت المهاد.

بعد حقن الليبوبوليسكاريد داخل الصفاق (غشاء يحيط بتجويف البطن)، ارتفعت مستويات إنترلوكين-1 بيتا “آي إل-1بي” (IL-1β) في مصل الدم بشكل ملحوظ، مما يؤكد وجود استجابة التهابية قوية. وأوضح البروفيسور زايتسو “طبقنا تقنية تحليل الأيض الدماغي القائمة على “بيت ماب” (PiTMaP) لدراسة التغيرات الأيضية في مناطق دماغية مختلفة لدى فئران نموذج الالتهاب الحاد المحفز بالليبوبوليسكاريد”.

أنسجة المخ

استخدم فريق البحث -الذي ضم شينوسوكي سوجيورا (جامعة كينداي) والدكتور ماسارو تانيغوتشي (معهد أبحاث الصحة العامة بمدينة ناغويا) والدكتور كازواكي هيساتسون (مختبر العلوم الجنائية، مقر شرطة محافظة آيتشي) والدكتورة تومومي أسانو (جامعة كينجو جاكوين)- منصة “بات ماب” (PiTMaP)، وهي منصة سريعة لتحليل الأيض قادرة على تحليل الأيضات السليمة (نواتج العمليات الحيوية) مباشرة من أنسجة المخ دون الحاجة إلى خطوات تحضير معقدة.

وقد أتاح ذلك إجراء تحليل عالي الإنتاجية لأكثر من 70 مستقلبا من كل منطقة من مناطق الدماغ. وكشفت تحليلات المكونات الرئيسية والتحليلات التمييزية عن نمط لافت للنظر: فقد أظهر المخ وحده اضطرابا أيضيا ملحوظا، في حين بقيت المناطق الأخرى دون تغيير يذكر.

ومن بين الأيضات المتغيرة في المخ، انخفض حمض إن-أسيتيل أسبارتيك “إن إيه إيه” (NAA)، وهو مؤشر معروف لتلف الخلايا العصبية، انخفاضا ملحوظا. ويرتبط انخفاض مستوى “إن إيه إيه” بتلف الخلايا العصبية وضعف الطاقة العصبية.

في هذه الدراسة، أظهرت مستويات “إن إيه إيه” ارتباطا سلبيا قويا مع مستوى “آي إل-1بي” في المصل، مما يشير إلى أن الالتهاب الجهازي قد يسهم بشكل مباشر في الإجهاد العصبي. كما لاحظ الباحثون انخفاضا ملحوظا في حمض الأسبارتيك وحمض الماليك، وكلاهما عنصران أساسيان في مكوك الماليت-أسبارتات “إم إيه إس” (MAS)، وهو مسار ميتوكوندري ضروري لنقل “إن إيه دي إتش” (NADH) السيتوبلازمي إلى الميتوكوندريا.

وقد ربط اضطراب مكوك الماليت-أسبارتات سابقا بخلل وظيفي في الميتوكوندريا ناتج عن الالتهاب، وتؤكد النتائج الحالية هذا الارتباط الآلي. وكشف تحليل الارتباط عن وجود روابط وثيقة بين هذه المستقلبات، مما يدل على ضعف التدفق الأيضي للميتوكوندريا (العضية في الخلية المسؤولة عن إنتاج الطاقة) أثناء الإجهاد الالتهابي.

ومن النتائج الرئيسية الأخرى تراكم اليوريا، مما يشير إلى تنشيط أو اضطراب دورة اليوريا داخل الخلايا النجمية في المخ.

وتعرف دورة اليوريا بشكل متزايد بوصفها مساهما في الأمراض التنكسية العصبية، حيث تم الإبلاغ عن تراكم اليوريا في حالات مثل مرض ألزهايمر ومرض هنتنغتون. في هذه الدراسة، برزت اليوريا و”إن إيه إيه” (NAA) كـ”مستقلبات محورية” (أي عقد مركزية تم تحديدها من خلال تحليل الشبكة)، مما يبرز أهميتها في الاضطراب الأيضي الناجم عن الالتهاب.

يدعم النمط الأيضي المجتمع -انخفاض “إن إيه إيه” وانخفاض وسائط “إم إيه إس” وارتفاع اليوريا- فرضية أن الالتهاب الجهازي الحاد يمكن أن يضعف استقلاب الخلايا العصبية حتى قبل ظهور أي تلف بنيوي. قد توفر هذه التحولات الكيميائية الحيوية المبكرة نافذة قيّمة لتحديد قابلية الخلايا العصبية للتأثر بالالتهاب. وخلص البروفيسور زايتسو إلى أن “هذه النتائج تشير إلى أن استقلاب حمض الأسبارتيك، و”إم إيه إس”، وتراكم اليوريا ترتبط ارتباطا وثيقا بالالتهاب الناجم عن “إل بي إس” (LPS)”.

على المدى البعيد، يمهد هذا العمل الطريق لتطوير مؤشرات حيوية أيضية يمكن أن تساعد في تحديد الأفراد المعرضين لخطر الإصابة بأمراض التنكس العصبي التي يسببها أو يفاقمها الالتهاب المزمن.

الالتهاب الدماغي

إذا ما تم التحقق من صحة هذه النتائج في دراسات بشرية مستقبلية، فإن مستويات “إن إيه إيه” واليوريا، التي يحتمل قياسها في الأنسجة الطرفية، قد تساعد الأطباء على اكتشاف الالتهاب العصبي قبل ظهور الأعراض، مما يتيح التدخل المبكر. يؤكد نهجهم المتكامل الذي يجمع بين علم الأيض، والمعلوماتية الحيوية، والتعلم الآلي، على قوة الأدوات التحليلية المتقدمة في الكشف عن البصمات الأيضية الخفية للأمراض.

تعمق هذه الدراسة فهمنا لكيفية استجابة الدماغ للالتهاب الجهازي الحاد، مسلطة الضوء على المسارات الأيضية المعرضة للخطر، ومقدمة رؤى جديدة نحو إستراتيجيات الكشف المبكر عن الاضطرابات العصبية المرتبطة بالالتهاب.