كيف ينمو الهيكل العظمي الخاص بـك ؟

 jerboa (قلّما تجد صعوبة في تمييز عظام قدم الجربوع (فأر الغيط

.تكون هذه العظام أطول من ذراع الحيوان, وهي تمكّن هذا القارض الصحراوي ذي القدمين من القفز بسرعة بعيداً عن الحيوانات المفترسة. والآن, فقد ساعدت العلماء أيضاً لـفهم كيفية نمو العظام إلى الطول الصحيح بشكل أفضل. يساعد هذا الاكتشاف في تفسير بعض العوامل التي تؤثر على شكل الهياكل العظمية، وربّما في معالجة عيوب نمو العظام في نهاية المطاف. 

يتطاول العظم الآخذ في النموّ عندما تتكاثر وتتوسّع الخلايا في المنطقة المسمّاة صفيحة النمو (الغُضروف المُشاشِيّ)، وهي منطقة موجودة في أطراف العظام في مرحلة النمو. تقوم الخلايا الغضروفية chondrocytes بتشكيل الغضروف الذي يوفّر السقالة أو الدعامة، التي ينمو عليها فيما بعد العظم المتكلّس الناضج. لقد عرف العلماء أنّ حجم الخلايا الغضروفية ـــ وليس مجرّد عددهاـــ ساعد في ضبط كمّية وسرعة نموّ العظم. ولكن بالضبط ما الذي يدفع حجم الخلية إلى النمو هو لغز.

ولمراقبة التغيّرات التي تحصل في الخلايا الغضروفية للفأر ضمن صفيحة النموّ، لجأ العلماء في جامعة هارفارد إلى استخدام مجهر طور الانعراج (diffraction phase microscopy)، وهي تقنية سمحت لهم بتحديد حجم وكثافة الخلايا الحية. وقد ورد في البحث الذي نشروه في مجلة Nature بأنّ الخلايا في الساق الخلفية الآخذة بالنمو للفأر يبدو أنّها تمرّ بثلاث مراحل متميزة: أولاً تتضاعف الخلايا لثلاثة أضعاف حجمها تقريباً، مع الحفاظ على كثافتها ثابتة نسبياً؛ في المرحلة الثانية، تنتفخ الخلايا بشكل كبير، وتصل إلى أربعة أضعاف حجمها في حين تتمدّد محتوياتها أكثر بكثير؛ في المرحلة الثالثة، يتضاعف حجم الخلايا مرة أخرى، ولكنّ كثافتها تبقى نفسها تقريباً.

عندما قام الباحثون بمقارنة العظام سريعة وبطيئة النمو في الحيوان نفسه، وجدوا بأنّ الخلايا في العظام الأبطأ نمواً في الساق الأمامية اجتازت المرحلة الأولى، وتوقّف نموّها في منتصف الطريق خلال المرحلة الثانية.

كان الفضول يحدو العلماء لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم مراقبة أنماط مماثلة من النمو في أحد الأنواع القريبة من الجربوع، والتي تمتلك هيكلاً عظميّاً مختلفاً جداً. لذا درس العلماء صفائح النمو لـحيوان الجربوع المصري (Jaculus jaculus). ووجدوا بالنتيجة أنّ الخلايا الغضروفية في عظم الظُّنْبوب (قصبة الساق tibia) نمت وفق نمط مماثل كما في الفأر. ولكن في عظام مشط القدم metatarsal كان الفرق عظيماً. فبينما تنموالخلايا الغضروفية في مشط قدم الفأر بمقدار ضئيل فقط في المرحلة الثالثة, تتابع الخلايا الغضروفية في قدم الجربوع النمو بشكل متزايد في المرحلة الأخيرة لتصل إلى نحو 40 ضعف حجمها الأصلي.

وبذلك يكون مشط قدم الجربوع – بالنسبة إلى حجم الحيوانات – أطول بحوالي ضعفين ونصف من عظمة مشط قدم الفأر.

أظهرت المزيد من الدراسات أنّه عندما يتمّ تعطيل الجين (المورّثة) الذي يرمّز لعامل النمو الشبيه بالأنسولين- 1 (هرمون معروف بتأثيره على النمو والاستقلاب) تحديداً في الساقين الخلفيتين في الفأر, فإنّ الخلايا الغضروفية تتوقّف عن النمو بعد المرحلة الثانية، مما يوحي بالنتيجة أنّ الجين قد يلعب دوراً رئيسياً في تحديد مقدار الطول الذي ستصل إليه العظام المختلفة بنموّها، ويمكن أن يوفّر ذلك أدلة أو مفاتيح لتطوير أدوية يمكن أن تساعد في علاج عيوب نمو العظام .

ويمكن لتحديد ودراسة المراحل الثلاثة لنمو الخلية الغضروفية أن يساعد العلماء في تفسير الكيفية التي قادت بها التغيّرات الوراثية إلى ظهور الأشكال المختلفة التي تطوّرت إليها الهياكل العظمية.

المصدر