پژوهش های اخیر نشان می دهند که علت سلولی خستگی افسردگی در ناتوانی سلول ها برای مدیریت بهینه انرژی و فعالیت بیش از حد آن ها در زمان استراحت نهفته است که منجر به کاهش ظرفیت پاسخگویی به استرس های محیطی می شود.
جوان های مبتلا به افسردگی الگوهای انرژی سلولی عجیبی رو هم در مغز و هم در خونشون نشون می دن؛ علت سلولی خستگی افسردگی ممکنه در این الگوها نهفته باشه. سلول هاشون در حالت استراحت بیش از حد فعالیت می کنن اما نمی تونن به استرس فیزیکی پاسخ مناسبی بدن. این نشانه بیولوژیکیِ خستگی نشون می ده که مداخلات پزشکی زودهنگام می تونه به بازیابی تعادل سلولی کمک کنه، قبل از اینکه آسیب های جسمی طولانی مدت اتفاق بیفته. این تحقیق در مجله Translational Psychiatry منتشر شده.
خستگی یه علامت شایع و ناتوان کننده در اختلال افسردگی اساسی هست. با وجود شیوع زیادش، منشا بیولوژیکی این فرسودگی عمیق تا حد زیادی شناخته نشده مونده. برای درک بهتر علت سلولی خستگی افسردگی، متخصص های پزشکی به تصویر روشن تری از اینکه افسردگی چطور بدن رو در سطح میکروسکوپی تغییر می ده نیاز دارن تا بتونن درمان های بهتری ابداع کنن.
برای درک این پدیده، محقق ها سراغ آدنوزین تری فسفات یا همون ATP رفتن. ATP به عنوان واحد اصلی انرژی برای تمام سلول های زنده عمل می کنه و سوخت مورد نیاز برای عملکردهای پایه بیولوژیکی، از انقباضات عضلانی گرفته تا انتقال سیگنال های عصبی در مغز رو تامین می کنه.
مغز انسان برای حفظ فعالیت های اولیه خودش به مقدار خیلی زیادی انرژی نیاز داره. حتی وقتی فرد در حال استراحته، مغز بخش بزرگی از گلوکز و اکسیژن بدن رو مصرف می کنه تا سلول هاش رو زنده و در حال ارتباط نگه داره. مغز به شدت به میتوکندری ها متکی هست؛ یعنی همون نیروگاه های کوچیک داخل سلول ها که مسئول تولید ATP هستن.
اگه این تولید انرژی سلولی دچار اختلال بشه، مغز نمی تونه به بهترین شکل عمل کنه. وقتی سلول های مغزی نتونن سطح انرژی مورد نیازشون رو حفظ کنن، ممکنه علائمی مثل خستگی مفرط، کندی جسمی و کاهش سرعت عملکردهای ذهنی بروز کنه. این تئوریِ «کمبود انرژی» سال هاست که وجود داره، اما مطالعه اون در مغز انسان های زنده همیشه از نظر فنی سخت بوده.
بررسی علت سلولی خستگی افسردگی
در ادامه این مطلب به جزئیات دقیق تری از یافته های تیم تحقیقاتی درباره این بیماری و فرآیندهای پیچیده درونی آن می پردازیم.
تصویر بالا نمایی شماتیک از فرآیندهای بیولوژیکی و سلولی است که در این مطالعه گسترده مورد بررسی قرار گرفته اند.
کاترین آر. کالن، روان پزشک دانشگاه مینه سوتا، یه تیم تحقیقاتی رو برای بررسی این پویایی های انرژی در بیمارها رهبری کرد. این تحقیق تلاش کرد تا علت سلولی خستگی افسردگی را با بررسی پویایی های انرژی در بیماران شناسایی کند. اون ها حدس می زدن جوان هایی که مراحل اولیه افسردگی رو تجربه می کنن، ممکنه نقص های قابل اندازه گیری در نحوه تولید و استفاده سلول هاشون از ATP نشون بدن. محقق ها می خواستن ببینن آیا این تغییرات سلولی به طور همزمان در سیستم عصبی مرکزی و سیستم گردش خون محیطی ظاهر می شه یا نه.
برای رسیدن به این هدف، تیم تصمیم گرفت سلول های ایمنی که در خون در گردش هستن رو در کنار نورون های مغزی بررسی کنه. جمع آوری و مطالعه سلول های خون خیلی راحت تر از بافت مغزه. اگه محقق ها می تونستن ثابت کنن که سلول های خون و سلول های مغز مشکلات انرژی مشابهی دارن، آزمایش های خون ساده ممکنه روزی به تشخیص یا نظارت بر افسردگی کمک کنن.
تیم تحقیق یه گروه از داوطلب های بین 18 تا 24 سال رو جذب کرد. این گروه شامل افرادی بود که تشخیص اختلال افسردگی اساسی داشتن و همین طور یه گروه کنترل از افراد سالم. تمام شرکت کننده ها تحت ارزیابی بالینی دقیق قرار گرفتن تا شدت افسردگی و خستگیشون مشخص بشه.
برای اندازه گیری انرژی مغز، محقق ها از یک اسکنر ام آر آی 7 تسلا بسیار قدرتمند استفاده کردن. بیشتر اسکنرهای بیمارستانی با قدرت مغناطیسی خیلی کمتری کار می کردن و فقط ساختار فیزیکی مغز رو نشون می دادن؛ با این حال تکنولوژی های جدیدتر حتی ثابت کرده اند که فعالیت های ذهنی خاص، مانند مدیتیشن، چگونه مغز را تغییر می دهد و بر عملکرد بیوشیمیایی آن اثر می گذارد. این دستگاه تخصصی 7 تسلا به دانشمندها اجازه می ده که با خیال راحت ترکیب شیمیایی بافت مغز رو در افراد زنده بررسی کنن.
این تکنولوژی پیشرفته اسکن به تیم اجازه داد که به طور خاص «قشر بینایی» رو که ناحیه ای در پشت مغزه، بررسی کنن. قشر بینایی به این دلیل انتخاب شد که نزدیک به جمجمه قرار داره و باعث می شه اسکنر راحت تر سیگنال های شیمیایی شفاف رو دریافت کنه. اسکنر به جای اینکه فقط یه عکس ثابت از آناتومی مغز بگیره، واکنش های شیمیایی لحظه ای که در تولید ATP نقش دارن رو ردیابی کرد.
با ردیابی این تبادلات شیمیایی، محقق ها تونستن دقیقا محاسبه کنن که سلول های مغزی با چه سرعتی دارن مولکول های انرژی جدید می سازن. در همون روزی که اسکن های مغزی انجام شد، تیم از شرکت کننده ها نمونه خون هم گرفت. اون ها سلول های ایمنی خاصی رو از خون جدا کردن تا سطح پایه ATP اون ها رو اندازه گیری کنن.
بعدش محقق ها مواد شیمیایی رو در محیط آزمایشگاه به این سلول های ایمنی اضافه کردن تا عمدا به میتوکندری هاشون استرس وارد کنن. این مواد شیمیایی مثل تست تردمیل برای سلول ها عمل می کنن و اون ها رو مجبور می کنن با حداکثر سرعتی که می تونن انرژی بسوزونن. این کار وضعیت نیاز به انرژی بالا رو شبیه سازی می کنه و حداکثر ظرفیت نیروگاه های سلولی رو نشون می ده.
نتایج به دست اومده انتظارات اولیه تیم تحقیق رو به چالش کشید. در قشر بینایی، جوان های مبتلا به افسردگی در واقع داشتن با نرخ بالاتری نسبت به گروه کنترل سالم ATP تولید می کردن. نمونه های خون هم همین فعالیت بیش از حد رو منعکس کردن و سطح بالایی از ATP رو در سلول های ایمنی شرکت کننده های افسرده در حالت استراحت نشون دادن.
نرخ بالاتر تولید ATP در مغز و غلظت بالاتر ATP در خون، هر دو با شدت خستگی که خود بیمارها گزارش کرده بودن، ارتباط داشت. شرکت کننده هایی که بیشترین احساس خستگی رو داشتن، بالاترین سطح فعالیت انرژی سلولی پایه رو هم نشون دادن. این یافته ها شواهد مستقیمی برای درک علت سلولی خستگی افسردگی ارائه می دهند. سوزانا تای، دانشیار دانشگاه کوئینزلند که در این مطالعه همکاری داشته، به منحصربه فرد بودن این کشف دوگانه اشاره کرد.
تای گفت: «این نشون می دهد که علائم افسردگی ممکنه ریشه در تغییرات اساسی در نحوه استفاده سلول های مغز و خون از انرژی داشته باشه، که خود این امر به روشن شدن علت سلولی خستگی افسردگی کمک می کند.» اون اضافه کرد که درمان خستگی به شدت سخته و این دیدگاه های بیولوژیکی ممکنه در نهایت منجر به مداخلات پزشکی هدفمندتری بشه. اغلب ممکنه سال ها طول بکشه تا بیمارها درمان مناسب برای بیماریشون رو پیدا کنن.
تست های استرس سلول های خونی لایه دیگه ای از این اختلال سلولی رو نشون داد. وقتی محقق ها با استفاده از استرس زاهای شیمیایی سلول های ایمنی رو مجبور کردن سخت تر کار کنن، سلول های شرکت کننده های سالم به راحتی مصرف اکسیژنشون رو بالا بردن. اون ها بدون هیچ مشکلی انرژی بیشتری برای مقابله با تهدید شبیه سازی شده تولید کردن.
در مقابل، سلول های شرکت کننده های افسرده پاسخ ضعیفی نشون دادن. اون ها ظرفیت اضافه برای پاسخگویی به افزایش تقاضا رو نداشتن و خیلی سریع به حداکثر توان خروجیشون رسیدن. راجر وارلا، محقق دانشگاه کوئینزلند، توضیح داد که به نظر می رسه سلول های افراد افسرده فقط برای حفظ عملکردهای عادی در حالت استراحت، دارن با تمام توان کار می کنن. این مشاهدات به درک عمیق تر علت سلولی خستگی افسردگی کمک می کند، زیرا نشان می دهد سلول ها از همان ابتدا تحت فشار هستند.
وارلا گفت: «این نشون می دهد که سلول ها ممکنه در مراحل اولیه بیماری بیش از حد کار کنن، که این موضوع می تونه منجر به مشکلات طولانی مدت بشه.» این فشار مداوم باعث می شه سلول ها هیچ ذخیره ای برای مقابله با استرس های اضافی نداشته باشن. چون اون ها از قبل دارن با حداکثر سرعت کار می کنن، وقتی نیاز به انرژی بیشتر می شه، دیگه چیزی برای ارائه ندارن.
وارلا گفت: «این غافلگیرکننده بود، چون آدم انتظار داره تولید انرژی سلولی در افراد افسرده کمتر باشه.» در عوض، داده ها به یک مکانیسم جبرانی بیولوژیکی اشاره دارن. بدن بحران انرژی رو حس می کنه و برای جبران، تولید رو در حالت استراحت بالا می بره، اما میتوکندری ها در نهایت وقتی تحت فشار قرار می گیرن، به سقف توانشون می رسن.
این کاهش ظرفیت برای مقابله با نیازهای انرژی بالاتر می تونه علت اصلی خلق وخوی پایین و کاهش انگیزه در بیمارها باشه. وارلا امیدوار هست که برجسته کردن واقعیت فیزیکی این بیماری، تصورات عمومی رو تغییر بده و انگ و بدنامی پیرامون بیماری های روانی رو کم کنه. اون گفت: «این نشون می ده که تغییرات متعددی در بدن رخ می ده، از جمله در مغز و خون، و اینکه افسردگی در سطح سلولی روی انرژی تاثیر می ذاره.» این یافته ها به روشن شدن علت سلولی خستگی افسردگی کمک می کنند.
با اینکه این مشاهدات دیدگاه جدیدی درباره افسردگی ارائه می ده، اما مطالعه چندتا محدودیت هم داره. حجم نمونه نسبتا کم بود و داده های تصویربرداری مغزی قابل استفاده فقط برای 18 شرکت کننده در دسترس بود. محقق ها اشاره کردن که این نتایج باید در یک گروه خیلی بزرگتر از افراد تکرار بشه تا این الگوها تایید بشن.
بسیاری از شرکت کننده های افسرده داروهای روان پزشکی هم مصرف می کردن و شرایط دیگه ای مثل اضطراب هم داشتن. این متغیرها باعث می شه جدا کردن اثرات خاص افسردگی از اثرات احتمالی داروها یا سایر اختلالات سلامت روان سخت بشه. وقتی محقق ها مدل های ریاضی خودشون رو برای در نظر گرفتن سن و جنسیت تنظیم کردن، برخی از تفاوت های بین گروه ها از نظر آماری معنی دار نبود.
تحقیقات آینده باید بیمارها رو در دوره های طولانی تری دنبال کنه تا ببینه آیا این کارِ بیش از حد سلولی در نهایت منجر به فروپاشی کامل تولید انرژی در سنین بالاتر می شه یا نه. برخی از متخصص های پزشکی حدس می زنن که فشار مزمن روی میتوکندری ها می تونه با افزایش سن بیمارها به تخریب سیستم عصبی کمک کنه. درک این جدول زمانی می تونه به پزشک ها کمک کنه تا به اندازه کافی زود مداخله کنن و عملکرد سلولی رو حفظ کنن.
در نهایت، شناختن افسردگی به عنوان یک وضعیت متابولیک کلِ بدن می تونه راه های کاملا جدیدی رو برای تولید دارو باز کنه. به جای تمرکز صرف بر مواد شیمیایی مغز مثل سروتونین، داروهای آینده ممکنه مستقیما میتوکندری ها رو هدف قرار بدن. با کمک به سلول ها برای مدیریت بهینه انرژی، پزشک ها ممکنه بالاخره بتونن خستگی خردکننده ای رو که روی خیلی از جوان های مبتلا به افسردگی تاثیر می ذاره، برطرف کنن.
این مطالعه با عنوان «بیوانرژتیک ATP و خستگی در جوانان مبتلا به افسردگی اساسی و بدون آن» توسط کاترین آر. کالن، سوزانا جی. تای، بانی کلیمز-دوگان، هانس ام. ویسنر، راجر بی. وارلا، بروک موراث، لین ژانگ، وی چن و شیائو-هونگ ژو نوشته شده است.
این یافته ها دریچه ای نو به سوی درک بیولوژیکی افسردگی می گشاید و نشان می دهد که این اختلال صرفا یک چالش روحی نیست، بلکه ریشه در متابولیسم سلولی و توان گریزناپذیر نیروگاه های انرژی بدن ما دارد. توجه به سلامت سلولی و اصلاح الگوهای مصرف انرژی می تواند مسیرهای درمانی جدیدی را برای هزاران جوانی که با خستگی مزمن دست و پنجه نرم می کنند، فراهم کند.
New study links the fatigue of depression to overworked cellular power plants
