أسطورة مضادات الأكسدة^(*)
يشوب الشكُ الآن الفكرةَ القائلة إن الأذى الذي تسببه الأكسدة يؤدي إلى التشيخ aging وأن تناول الفيتامينات قد يحافظ على شبابنا.

<.W .M موير>
 

 
فـي عـــام 2006 ، انــقــلــبــت حــيــــاة <.D جيمس> رأسا على عقب بسبب مجموعة من الديدان التي استمرت في الحياة، مع أنه كان من المفترض أن تموت. وكمدير مساعد لمعهد التشيخ في كلية لندن الجامعية، فإن <جيمس> يقوم بانتظام بإجراء تجارب حول الدودة الأنيقة Caenorhabditis elegans، وهي دودة مدورة تُستخدم عادة لدراسة بيولوجيا التشيخ. وقد كان <جيمس> في هذه الحالة يختبر فكرة مفادها أن تراكم الضرر الخلوي الذي تتسبب به الأكسدة - وهي فنيا عبارة عن عملية إزالة الإلكترونات من الجزيء بالطريقة الكيميائية بواسطة مركبات شديدة التفاعل مثل الجذور الحرة free radicals - هي الآلية الرئيسية التي تسبب التشيخ. وطبقا لهذه النظرية، فإن الأكسدة المتفشية تفسد المزيد من الدهون والبروتينات وقصاصات الدنا DNA وغيرها من مكونات الخلايا الرئيسية عبر الزمن, مما يؤدي إلى إضعاف الأنسجة والأجهزة ومن ثم إلى أداء الجسد ككل.
 
قام <جيمس> بإجراء هندسة جينية للديدان المذكورة بحيث توقفت عن إنتاج بعض الإنزيمات التي تعمل بشكل طبيعي عمل مضادات أكسدة، وذلك عن طريق إيقاف عمل الجذور الحرة. ومما لا شك فيه أنه في غياب مضادات الأكسدة, فإن مستوى الجذور الحرة في الديدان قد ارتفع ارتفاعا كبيرا وأدى إلى تفاعلات أكسدة قادرة على أن تسبب تلفا بأجسام الديدان.
 
إلا أنه على نقيض توقعات <جيمس> فإن الديدان المتحولة لم تمت قبل أوانها، بل عاشت مثل أية ديدان أخرى؛ وأصابت الحَيْرةُ الباحثَ؛ «قلتُ لا يمكن أن يكون هذا صحيحا،» كما تذكّر، ثم أضاف: «من الواضح أن شيئا خاطئا قد حدث هنا.» ومن ثم طلب إلى باحث آخر في مختبره أن يتأكد من النتائج ويعيد إجراء التجربة مرة أخرى؛ لكن لم يتغير شيء، إذ لم تنتج الديدانُ تلك المضادات للأكسدة ولكنها كدست الجذور الحرة كما توقعنا، غير أنها لم تَمُتْ في سن مبكرة على الرغم من أنها تعرضت لضرر هائل من الأكسدة.
 
وقد وجد علماء آخرون نتائج محيرة مشابهة باستخدام حيوانات مختبر غير الديدان. ففي الولايات المتحدة الأمريكية، قام <.A ريتشاردسون> [وهو مدير معهد بارشوب لدراسات التعمير والتشيخ في مركز علوم الصحة التابع لجامعة تكساس بسان أنتونيو] بإجراء عمليات هندسة جينية على ثماني عشرة سلالة مختلفة من الجرذان, أنتج بعضها أكثر من إنزيمات معينة مضادة للأكسدة تزيد عما يُنتج عادة، كما أنتج بعضها الآخر إنزيمات معينة مضادة للأكسدة تقل عن الإنتاج العادي. فإذا كان الضرر الذي تسبب به إنتاج الجذور الحرة وما تبعه من الأكسدة مسؤولا عن التشيخ، فإن الجرذان التي ارتفعت نسبة مضادات الأكسدة في أجسامها كان يجب أن تعيش مدة أطول من الجرذان التي لم تكن لديها إنزيمات أكسدة. وقد قال <ريتشاردسون>: «ولكنني رصدت تلك المنحنيات العمرية الافتراضية الملعونة ولم أجد أي فرق بينها يصل إلى بوصة.» وقد نشر نتائجه المثيرة للدهشة بازدياد مضطرد في سلسلة مقالات بين عامي 2001 و 2009.
 
 
وفي غضون ذلك، وفي مكان لا يبعد سوى بضعة أبواب عن <ريتشاردسون> في ذات البهو، أمضت <.R بافنستاين> السنوات الإحدى عشرة الأخيرة وهي تحاول أن تفهم لماذا استطاع أحد القوارض الأطول عمرا، وهو جرذ الخلد ذو البدن العاري naked mole rat الحياة لمدة تتراوح بين 25 و 30 سنة - وهذا العمر يزيد ثماني مرات على جرذ يماثله بالحجم. وقد أظهرت تجارب <بافنستاين> أن جرذان الخلد ذات البدن العاري تمتلك مستويات من مضادات الأكسدة الطبيعية أقل من تلك التي تمتلكها الفئران وتتراكم أذية الأكسدة في أنسجتها في عمر مبكر عن مثيلاتها من القوارض، ولكن من المفارقات أنها تعيش حياة هي في واقع الأمر خالية من الأمراض حتى تموت وقد بلغت عمرا مديدا.
 
وليست هذه النتائج سوى هرطقة فارغة في رأي أنصار النظرية التي دامت طويلا بأن التشيخ ينتج من تلف طويل الأمد مرده الأكسدة. غير أنها قد صارت تبتعد عن كونها حالة خاصة وتقترب من أن تصبح القاعدة. وخلال العقد الماضي، فإن التجارب العديدة، التي كانت مصممة لتقديم دعم إضافي للرأي القائل إن الجذور الحرة والجزيئات التفاعلية الأخرى تدفع عجلة التشيخ، قد قامت على العكس من ذلك بتحديها مباشرة. إضافة إلى ذلك، يبدو أنه في بعض المقادير والحالات، فإن هذه الجزيئات ذات الطاقة العالية قد لا تكون خطرة، بل إنها قد تكون مفيدة وصحية تؤجج آليات الدفاع التي تُبقي أجسادنا في أفضل أحوالها. وليس لهذه الأفكار فقط آثار بالغة في التطبيقات المستقبلية لمقاومة التشيخ بل إنها أيضا تثير تساؤلات حول الحكمة العامة من تناول جرعات من الفيتامينات المضادة للأكسدة. فإذا كانت نظرية الأذى من الأكسدة خاطئة, عند ذلك يكون التشيخ أكثر تعقيدا مما كان يعتقده الباحثون - وقد يحتاجون في نهاية المطاف إلى مراجعة مفاهيمهم عن واقع التشيخ الصحي على المستوى الجزيئي.
 
يقول <جيمس> : «تنزلق على مسار علم التشيخ مجموعة من نماذج, أفكار حول ماهية التشيخ, تلك إلى حد ما انتزعت من الهواء،» ويردف قائلا: «ربما ينبغي علينا أن ننظر في النظريات الأخرى ونقدر بعمق أننا قد نحتاج إلى النظر بشكل مختلف تماما في علم الأحياء.»
 

 
ولادة نظرية أساسية^(**)
 
إن الضرر الذي تسببه الأكسدة، أو نظرية الجذور الحرة حول التشيخ، يمكن أن يعزى إلى <.D هارمان>، الذي وجد دعوته الحقيقية في الشهر 1945/12، وذلك بفضل المجلة Ladies’ Home Journal، فقد جلبت زوجته <هيلين> نسخة من هذه المجلة إلى المنزل وأشارت إلى مقالة فيها حول المسببات المحتملة للتشيخ فقرأها وفُتِن بها.
 
يومئذٍ كان هذا الكيميائي البالغ من العمر تسعة وعشرين عاما يعمل في قسم التطوير، وهو ذراع الأبحاث لشركة Shell للنفط، ولم يكن عنده وقت للتأمل في هذا الأمر، ولكن بعد مرور تسعة أعوام، أي بعد أن تخرّج في مدرسة الطب وأنهى تدريبه، حصل على عمل صار فيه باحثا مشاركا في جامعة كاليفورنيا ببيركلي، حيث أخذ يمعن النظر في علم التشيخ بشكل أكثر جدية. وفي صباح أحد الأيام، وبينما كان جالسا في مكتبه جاءه إلهام وَصَفَهُ بعد ذلك في مقابلة عام 2003 بقوله: «أتى من حيث لا أدري: يجب أن يكون التشيخ مدفوعا من قبل الجذور الحرة.»
 
ومع أن الجذور الحرة لم تقرن قط قبل الآن بالتشيخ، فقد كان من المنطقي بالنسبة إلى <هارمان> أنها قد تكون المسبب. وذلك لسبب واحد, هو أنه كان يعلم بأن الإشعاع المؤين من الأشعة السينية والقنابل المشعة، والتي يمكن أن تكون مميتة، تشعل فتيل إنتاج الجذور الحرة في الجسم. وقد دلت الدراسات التي أجريت في ذلك الوقت على أن الأطعمة الغنية بالمواد المضادة للأكسدة منعت الآثار السيئة للإشعاعات؛ مما أوحى بأن الجذور الحرة كانت أحد مسببات هذه الآثار، وقد ثبتت صحة ذلك، كما اتضح فيما بعد. إضافة إلى ذلك، كانت الجذور الحرة نتاجا طبيعيا للتنفس والتمثيل الغذائي، وتراكمت في الجسم مع مرور الوقت. لقد ظن <هارمان> - بما أن كلًّا من تلف الخلايا ومستويات الجذور الحرة زاد مع تقدم العمر، فإن الجذور الحرة يحتمل أن تكون سبب الأذى الذي كان مسؤولا عن التشيخ، وعلى الأرجح فإن مضادات الأكسدة جعلته يتباطأ.
 
بدأ <هارمان> باختبار فرضيته؛ ففي واحدة من تجاربه الأولى، أطعم الجرذان المواد المضادة للأكسدة وبرهن على أنها عاشت فترة أطول. (أطعمها بنسب تركيز عالية، ومع ذلك، فإن آثار المواد المضادة للأكسدة كانت ضارة.) وسرعان ما بدأ علماء آخرون باختباره أيضا، ففي عام 1969 اكتشف باحثون في جامعة ديوك الإنزيم الأول المضاد للأكسدة والذي أُنتج داخل الجسم وهو ديسموتاز أكسيد فائق superoxide dismutase، وظنوا أن الجسم صنعه من أجل مواجهة الآثار الضارة لتراكم الجذور الحرة. ومع هذه البيانات الجديدة، بدأ علماء الأحياء بقبول هذه الفكرة بشكل أكبر. يقول <جيمس>: «إذا كنت تعمل في مضمار التشيخ، فإن نظرية الجذور الحرة هي مثل الهواء الذي تتنفسه،» ثم يضيف: «إنها في كل مكان، إنها في كل كتاب. وكلُّ ورقة بحث يبدو أنها تشير إليها، إما بطريقة مباشرة أو غير مباشرة.»
 
مع ذلك وبمرور الوقت وجد العلماء صعوبة في تكرار بعض نتائج <هارمان> التجريبية. وبحلول سبعينات القرن العشرين، قال <ريتشاردسون>: «ليس ثمة أدلة قوية على أن إطعام الحيوانات المواد المضادة للأكسدة كان له تأثير في العمر في واقع الأمر.» وقد افترض أن التجارب المتناقضة التي قام بها علماء آخرون سابقا لم تجرِ السيطرة عليها بشكل جيد لدرجة كبيرة. وهذا هو السبب بكل بساطة. ربما لم تتمكن الحيوانات من امتصاص المواد المضادة للأكسدة التي يجري إطعامها لها، ومن ثم، فإن المستوى العام للجذور الحرة في دمائها قد تغير. ولكن بحلول التسعينات، سمح التقدم في علم الوراثة للعلماء باختبار تأثير المواد المضادة للأكسدة بطريقة أكثر دقة، وذلك من خلال دولبة مباشرة لمجموعة الجينومات genomes لتغيير كمية الإنزيمات المضادة للأكسدة التي كانت الحيوانات قادرة على إنتاجها. وأظهرت تجارب <ريتشاردسون> على الجرذان المعدلة جينيا مرارا وتكرارا أن مستويات الجزيئات الحرة الأساسية⁽¹⁾ التي تجري في أجساد الحيوانات والضرر التأكسدي الذي تعرضت له لاحقا، لم يكن له تأثير في طول المدة التي عاشتها.
 
وحديثا أكثر، قام <.S هكيمي> [عالم الأحياء في جامعة ماك گيل] بإنتاج الديدان المستديرة التي تحفز على إنتاج جزيء حر أساسي يعرف باسم أكسيد فائق superoxide. وقال <هكيمي>: «اعتقدت أنها كانت في طريقها لمساعدتنا على إثبات النظرية القائلة إن إجهاد الأكسدة oxidative stress يسبب التشيخ،» وكان <هكيمي> قد توقع بأن الديدان سوف تموت وهي فتية. وبدلا من ذلك، ذكر في بحثه الذي نُشر عام 2010 في مجلة PLOS Biology أن الديدان المنتَجة هندسيا لم تتسبب بمستويات عالية من الضرر التأكسدي وأنها كانت تعيش، في المتوسط، 32 في المئة مدة أطول من الديدان العادية. وفي الواقع، إن علاج هذه الديدان المعدلة جينيا بواسطة فيتامين C المضاد للأكسدة منع هذه الزيادة في طول العمر. ويخمن <هكيمي> أن الأكسيد الفائق يعمل ليس كجزيء مدمر ولكن كإشارة حماية في أجساد الديدان، ليكتشف ما يدل على الجينات التي تساعد على إصلاح تلف الخلايا.
 
 
وفي تجربة لاحقة عَرَّض <هكيمي> الديدانَ العادية، منذ الولادة، إلى مستويات متدنية من مبيدات الأعشاب التي تتحكم في الأعشاب الضارة والتي تنتج الجذور الحرة في الحيوانات والنباتات. وفي ورقة البحث ذاتها بعام 2010 أفاد بالنتيجة المتوقعة ذاتها، وهي أن الديدان السابحة بالسم عاشت مدة أطـول بـ%58 من الـديدان غير المعالجة. ومرة أخرى، ألغت تغذية المواد المضادة للأكسدة للديدان آثار السم النافعة. وأخيرا، في الشهر 2012/4، بَيَّن <هكيمي> وزملاؤه أن القضاء على أو تعطيل، جميع الجينات الخمسة التي تكود code لإنزيمات ديسموتاز الأكسيد الفائق في الديدان ليس لها من الناحية العملية أي تأثير في العمر الافتراضي للدودة.
 
فهل تعني هذه الاكتشافات أن نظرية الجذور الحرة خاطئة بشكل قطعي؟ يعتقد <.S ميلوف> [وهو عالم في الكيمياء الحيوية بمعهد باك لأبحاث التشيخ في نوفاتو بولاية كاليفورنيا] أنه من غير المرجح أن تكون المسألة بسيطة جدا، إذ قد تكون الجذور الحرة مفيدة في بعض السياقات وخطيرة في غيرها، وقد ثبت أن حجما كبيرا من الضرر التأكسدي يسبب السرطان وتلف الأعضاء، وأن العديد من الأدلة تشير إلى أن الضرر بسبب التأكسد يؤدي دورا في حدوث بعض الأمراض المزمنة، مثل أمراض القلب. إضافة إلى ذلك، أثبت الباحثون في جامعة واشنطن أن الجرذان تعيش فترات أطول عندما يتم إنتاجها جينيا لإنتاج مستويات عالية من مضادات الأكسدة المعروفة باسم الكاتَليز catalase. ومع ذلك، فإن القول إن شيئا مثل الضرر التأكسدي يسهم في حدوث التشيخ في بعض الحالات هو «شيء مختلف تماما عن القول إنه يدفع علم الأمراض،» هكذا قال <ميلوف>، وأضاف بأنه في غالب الأحيان ليس التشيخ كيانا متجانسا له مسبب واحد وعلاج واحد، وقد كان ضربا من التمني الافتراض أنه كان كذلك في أي وقت من الأوقات.

 

 
 
تحول المنظور^(*****)
 
إذا افترضنا أن الجذور الحرة تتراكم أثناء حدوث التشيخ ولكنها لا تسببها بالضرورة، فما هي آثارها؟ لقد أدى هذا السؤال حتى الآن إلى تكهنات أكثر من كونها بيانات أكيدة.
 
وقد قال <هكيمي> مؤكدا: «إنها في الواقع جزء من آلية الدفاع،» وعلى سبيل المثال يمكن للجذور الحرة في بعض الحالات أن تُنتَج استجابة إلى الإضرار بالخلايا باعتبارها وسيلة تومئ إلى آليات الجسم لإصلاح نفسه. إن الجذور الحرة في هذا السيناريو هي نتيجة للضرر المتعلق بالعمر، وليست سببا له. أما عند وجود كميات كبيرة، فيقول <هكيمي>، إن الجذور الحرة قد تكوِّن أذى كبيرا هي أيضا.
 
إن الاعتقاد العام بأن الأذى الطفيف ربما يساعد الجسم على تحمل أذى أكبر منه ليس جديدا. وفي الواقع، هذه هي الطريقة التي تُنمي العضلات لتصبح أقوى ردا على الزيادة المطردة في مقدار الضغط الذي يتم وضعه عليها. ومن ناحية أخرى، تعلّم العديد من الرياضيين الطارئين من التجربة المباشرة المؤلمة بأن زيادة مفاجئة في الإجهادات الجسدية التي يضعونها على أجسادهم بعد أسبوع طويل من الجلوس على مكتب فإنه من شبه المؤكد أن يؤدي ذلك إلى تمزيق ربلة الساق وأوتار الركبة، إضافة إلى إصابات مهمة أخرى.
 
وفي عام 2002 قام باحثون يعملون في جامعة كولورادو في بولدر، بتعريض الديدان للحرارة أو للمواد الكيميائية التي تسبب إنتاج الجذور الحرة لفترة وجيزة، مظهرين أن جميع الضغوطات البيئية عززت قدرة الديدان على الاستمرار في الحياة ومقاومة أذى أكبر في وقت لاحق. كما زادت هذه التدخلات من متوسط العمر المتوقع لحياة الديدان بنسبة 20 في المئة. إلّا أنه من غير الواضح كيف أثرت التدخلات في المستويات العامة للضرر الناتج من التأكسد، ذلك أن الباحثين لم يجروا تقييما لتلك التغيرات. وفي عام 2010 ذكر باحثون من جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، وجامعة پوهانگ للعلوم والتكنولوجيا في كوريا الجنوبية في مجلة علم الأحياء الحالي⁽²⁾ أن بعض الجذور الحرة تولّد جينا يسمى HIF-1، وهي في حد ذاتها المسؤولة عن تفعيل عدد من الجينات التي تصلح الخلايا، بما في ذلك تلك الجينات التي تساعد على إصلاح الحمض النووي المتحول.
 
إضافة إلى ذلك، قد تفسر الجذور الحرة جزئيا سبب فائدة ممارسة الرياضة. فلسنوات عدة، افترض الباحثون أن ممارسة الرياضة جيدة على الرغم من حقيقة أنها تنتج الجذور الحرة، وليس بسببها. إلا أنه في دراسة أجريت عام 2009 ونشرت في دورية الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية، أجرى <.M ريستو> [أستاذ التغذية في جامعة فريدريش شيلر جينا بألمانيا] وزملاؤه مقارنة للآثار الفسيولوجية للمتمرنين الذين تناولوا المواد المضادة للأكسدة مع المتمرنين الذين لم يتناولوها. وكصدى لنتائج <ريتشاردسون> حول الجرذان، وجد <ريستو> أن الذين يقومون بالتمارين ولا يبتلعون الفيتامينات بغير رَوِيِّة هم أكثر صحة من أولئك الذين يفعلون ذلك. ومن بين أمور أخرى، أظهر الرياضيون غير المدعمين عددا أقل من الدلائل على أنهم قد يصابون بالداء السكري من النمط 2. وقد أظهر البحث الذي كتبته <.B ليفاين> [وهي خبيرة في الميكروبيولوجيا بجامعة تكساس الطبية، مركز ساوث ويسترن] أن ممارسة التمارين الرياضية تحفز أيضا عملية بيولوجية تسمى الالتهام الذاتي autophagy، وفيها تقوم الخلايا بإعادة تدوير أجزاء من البروتينات المهترئة وأجزاء تحت خلوية (تحتخلوية) subcellular أخرى. أما الأداة التي تُستخدم لهضم الجزيئات القديمة وتفكيكها, فهي الجذور الحرة. ولكن من أجل تعقيد الأمور قليلا فحسب، فإن بحث <ليفاين> يشير إلى أن الالتهام الذاتي يقلل أيضا من المستوى العام للجذور الحرة، مما يدل على أن أنواع الجذور الحرة ومقاديرها في أجزاء مختلفة من الخلية, قد تؤدي أدوارا مختلفة تبعا للظروف.
 
أسطورة مضادات الأكسدة^(******)
 
إن لم تكن الجذور الحرة دائما سيئة، فإن الترياقات الخاصة بها ومضادات الأكسدة، لا تكون دائما جيدة، وهذا احتمال مثير للقلق نظرا لأن 52 في المئة من الأمريكيين يتناولون جرعات كبيرة من مضادات الأكسدة يوميا، مثل فيتامين E وبيتا كاروتين beta-carotene، وفيتامينات على شكل مكملات غذائية. وفي عام 2007 نشرت مجلة الجمعية الطبية الأمريكية ⁽³⁾ مراجعة منهجية لـِ68 تجربة سريرية، التي خلصت إلى أن مضادات الأكسدة التكميلية لا تقلل خطر الموت. وعندما اقتصر كُتّاب الأبحاث مراجعتهم على التجارب التي كانت أقل احتمالا بأن تتأثر بالانحياز - تلك التجارب التي تم فيها تخصيص كل فرد من المشاركين إلى مسنده البحثي كانت عشوائية، فلا الباحثون ولا المشاركون كانوا يعرفون مَنْ الذين كانوا يتناولون الحبوب وما هي تلك الحبوب. وعلى سبيل المثال، وجد الباحثون أن بعض المواد المضادة للأكسدة تقترن بزيادة خطر الموت، وفي بعض الحالات بنسبة تصل إلى 16 في المئة.
 
وحاليا ينصح العديد من المنظمات الأمريكية، بما فيهم جمعية القلب الأمريكية وجمعية السكري الأمريكية، الناسَ بألا يتناولوا مضادات الأكسدة التكميلية باستثناء علاج نقص فيتامين تم تشخيصه. ويقول <.D ألبانس> [وهو باحث كبير في فرع علم الأوبئة التي تنتج من التغذية Nutritional Epidemiology في المعهد الوطني للسرطان]: «إن العلم يقدم أدلة متزايدة على أن هذه المكملات الغذائية، وعلى وجه الخصوص في جرعات عالية، ليست لها بالضرورة الآثار المفيدة التي كان يُعتقد أنها تقدمها،» ويتابع قائلا: «لقد صار لدينا وعي تام بالسلبيات المحتملة» بدلا من الاعتقاد السابق.
 
ولكن من الصعب أن نتصور بأن المواد المضادة للأكسدة سوف تسقط بشكل كامل من بؤرة اهتمام الناس أكثر من أي وقت مضى؛ أو أن معظم الباحثين الذين يدرسون التشيخ سوف يشعرون حقا بالارتياح لفكرة الجذور الحرة المفيدة دون دليل أكثر صرامة. ولكن على ما يبدو، وببطء، بدأت الأدلة تشير إلى أن التشيخ أكثر تعقيدا وإشكالا مما تخيل <هارمان> قبل ما يقرب من ستين عاما. أما <جيمس>، من بين أناس آخرين، فهو يعتقد بأن الأدلة تشير إلى نظرية جديدة في التشيخ تنبع من فرط نشاط بعض العمليات البيولوجية المشاركة في النمو والتكاثر. ولكن بغض النظر عن الفكرة (أو الأفكار) التي يتفق عليها العلماء، فإن «مضي العلماء قدما في البحث عن الوقائع قد حَوّل الميدان إلى مكان غريب قليلا، ولكنه أكثر واقعية،» هذا ما يقوله <جيمس>، ثم يضيف: «إنها نسمة مدهشة من الهواء النقي.»

 
 

---

المؤلفة

	Melinda Wenner Moyer
<موير> كاتبة في العلوم ومساهمة ناشطة، تعيش في بروكلين -نيويورك، وهي الآن تشغل مركز معاون أستاذ مساعد في معهد الدراسات العليا التابع لجامعة المدينة بنيويورك.

---