كوينزلاند: وكالات

عندما ينخفض الزئبق، تتمتع الثدييات بميزة تفوق ما يسمى المخلوقات ذوات الدم البارد. يمكن لعضلاتنا أنْ تعمل كأفران، وتولد الحرارة اللازمة للحفاظ على استقرار درجة حرارة أجسامنا.

ولكن حتى عندما تسترخي، يمكن أنْ تستمر عضلاتنا في إنتاج الحرارة، وهي خدعة تسمى التوليد الحراري القائم على العضلات.

أثناء جلوسك بهدوء لقراءة هذا المقال، أدرك أنَّ تطوير التوليد الحراري القائم على العضلات كان خطوة أساسيَّة في تطورك، ما جعل من الممكن لأسلافك أنْ ينتشروا في بيئات أقل استوائية في جميع أنحاء العالم.

الآن، حدد باحثون أستراليون طريقة معينة تتطور بها أنسجة عضلات الثدييات من تلك الخاصة بالحيوانات ذوات الدم البارد أو "الخارجة للحرارة".

وقال برادلي لاونيكونيس، عالم الطب الحيوي بجامعة كوينزلاند، إن "الحيوانات ذوات الدم البارد، مثل الضفادع والثدييات ذوات الدم الحار، مثل البشر، تستخدم الهياكل العضلية الأساسية ذاتها لتوليد القوة للوضعيَّة والحركة".

لكنَّ الثدييات حققت حريتها الجغرافيَّة من خلال تغيير الطريقة التي يتم بها تنظيم تركيز أيونات الكالسيوم في عضلاتها أثناء الراحة. يسمح هذا التكيف لخلايا عضلات الثدييات بتحمل تركيزات أعلى من الكالسيوم في السائل المحيط، ما يتطلب من العضلات إنفاق الطاقة من أجل طرد الكالسيوم. وتعمل مضخات أيونات الكالسيوم في عضلات الهيكل العظمي على ثبات مستوى أيونات الكالسيوم. وأظهرت الأبحاث السابقة أن نشاط المضخة له أيضا تأثير في مقدار الحرارة التي تحدثها عضلات الهيكل العظمي عندما تكون في حالة راحة.

وتتراكم حتى الكميات الصغيرة من الحرارة المتولدة في كل ألياف عضلية عندما يكون لديك ما يكفي من العضلات الهيكلية التي تغطي الجسم، ما يسمح لدرجة الحرارة الداخلية بالبقاء ثابتة في البيئات الباردة. أضف بعض العزل، وهذه الطاقة الحرارية يمكن أن تقطع شوطا طويلاً. درس الباحثون الألياف العضلية للثدييات وتلك الخاصة بالحيوانات الخارجية وقارنوا كيفية عملها في الظروف عينها، ووجدوا أنَّ كلاً منها قاوم تأثيرات زيادة تركيزات أيونات الكالسيوم بطرق مختلفة. وقاموا بتحليل الكالسيوم المذاب في ألياف العضلات من الضفادع والفئران والأشخاص الذين يعانون من ارتفاع الحرارة الخبيث، وهي حالة تحدث غالباً بسبب طفرة في مستقبلات ريانودين التي تجعل قنوات الكالسيوم أكثر عرضة للانفتاح عند تعرضها لمنبه.

وأظهرت نتائج هذه الدراسة أنه في الثدييات، تؤدي الزيادات المفاجئة في الكالسيوم في السائل المحيط بألياف العضلات المريحة إلى تراكم الأيونات في حجرة ملفوفة بالغشاء داخل الخلايا تسمى الشبكة الساركوبلازمية، بدلا من إطلاقها بسرعة. عادة ما يؤدي تدفق أيونات الكالسيوم إلى خلايا العضلات إلى تحفيز قنوات RyR لإطلاق المزيد من الكالسيوم في سيتوبلازم الخلية، ما يؤدي إلى شلال يؤدي إلى تقلص العضلات. ومع ذلك، يبدو أن الثدييات طورت بعض المقاومة لارتفاع مستويات الكالسيوم داخل خلايا عضلاتها.