تكيفات خلوية:
يحافظ الأكسجين الجزيئي (O2) على الطاقة الحيوية داخل الخلايا، ويتم استهلاكه من خلال العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية، مما يجعله ضروريًا لمعظم الأنواع على الأرض، إذ أن زيادة تركيز الأكسجين نقص الأكسجة هو عامل ضغط رئيسي يفسد بشكل عام حياة الأنواع الهوائية، وهو سمة بارزة للحالات المرضية التي تواجهها العدوى البكتيرية والالتهابات والجروح وعيوب القلب والأوعية الدموية والسرطان.
لذلك تطورت آليات التكيف الرئيسية للتعامل مع نقص الأكسجة في الثدييات، ومن الناحية المنهجية تشمل هذه التكيفات زيادة التهوية والناتج القلبي ونمو الأوعية الدموية وعدد خلايا الدم الحمراء المنتشرة.
على المستوى الخلوي يتم قمع التفاعلات المستهلكة لـ (ATP) ويتم تغيير التمثيل الغذائي حتى يتم استعادة توازن الأكسجين، والسؤال الحاسم هو كيف تستشعر خلايا الثدييات مستويات الأكسجين لتنسيق المخرجات البيولوجية المتنوعة أثناء نقص الأكسجة.
تتضمن أفضل آلية مدروسة للاستجابة لنقص الأكسجة عوامل محفزة لنقص الأكسجة (HIFs) والتي يتم تثبيتها بسبب قلة توافر الأكسجين وتتحكم في التعبير عن العديد من الجينات، بما في ذلك تلك التي تشارك في بقاء الخلية وتكوين الأوعية وتحلل السكر والغزو ورم خبيث.
الأهم من ذلك يمكن أيضًا استشعار التغيرات في الأكسجين عبر مسارات الإجهاد الأخرى وكذلك التغيرات في مستويات الأيض وتوليد أنواع الأكسجين التفاعلية بواسطة الميتوكوندريا، وبشكل جماعي يؤدي هذا إلى تكيفات خلوية لتخليق البروتين واستقلاب الطاقة وتنفس الميتوكوندريا واستقلاب الدهون والكربون بالإضافة إلى اكتساب المغذيات، وهذه الآليات هي مدخلات متكاملة في صقل الاستجابات للإجهاد ناقص التأكسج.
التكيف الخلوي والتعبير الجيني:
تتكون الغالبية العظمى من جينوم الثدييات من ما يسمى بالحمض النووي غير المشفر مع ما يقرب من 1‑2 ٪ فقط من ترميز جينوم الثدييات للبروتينات، حيث يتم نسخ غالبية الحمض النووي غير المشفر إلى (ncRNAs)، والتي تلعب أدوارًا رئيسية في تنظيم التعبير الجيني.
بينما تقوم (lncRNAs) بذلك بعدة طرق بما في ذلك إعادة تشكيل الكروموسوم وتنظيم النسخ أو ما بعد النسخ، فإن (ncRNAs) القصيرة تنظم في الغالب التعبير الجيني على مستوى ما بعد النسخ. كما تتفاعل (ncRNAs) مع الآليات اللاجينية لتشكيل شبكة تنظيمية جينية قوية، ولقد ثبت أن العديد من (ncRNAs) ولا سيما (miRNAs) متورطة في كل من السمية والمرض.
على وجه التحديد يلعب (ncRNA) دورًا مركزيًا أثناء التكيف الخلوي استجابة للتغيرات في البيئة، إذ بعد التعرض البيئي يتم تنشيط العمليات الخلوية في محاولة لاستعادة التوازن، وقد تكون هذه العمليات عابرة وتعود إلى حالتها الأصلية بمجرد إزالة الإهانة أو قد يتم تأسيسها على أنها توازن جديد.
قد تكون هذه التكيفات إيجابية وتوفر الحماية ضد المزيد من الإجهاد أو قد تكون سلبية، مما يؤدي إلى زيادة التعرض لمزيد من الإجهاد، وإذا كانت الخلايا غير قادرة على التكيف مع التعرض البيئي فقد تتطورت الآثار الضارة التي قد تكون إما قابلة للعكس (تؤدي إلى الاستتباب) أو لا رجعة فيها، مما يؤدي في النهاية إلى موت الخلية، وبالنسبة إلى التهاب المفاصل الروماتويدي من الضروري التمييز بين التكيف الخلوي والتأثيرات الضارة.
عند تحديد الحالة الطبيعية الخلوية بهدف الاستفادة من (ncRNAs) من أجل (RA)، حيث من المهم فهم وتوصيف التباين في (ncRNAs) داخل الأفراد خصوصية الأنسجة وبين الأفراد المختلفين والأنواع المختلفة الموجودة في نفس الحالة المستقرة بيئة طبيعية.
على سبيل المثال كان هناك أكثر من 500 ميرنا مختلفة في بلازما 18 متطوعًا بشريًا خالٍ من الأمراض منهم ما يقرب من 50 ميكرو آر إن إيه كانت موجودة في جميع العينات، علاوة على ذلك فإن 10 من أكثر (miRNAs) تم التعبير عنها تمثل 90 ٪ من إجمالي تعبير (miRNA) و5 منها كانت مرتبطة بخلايا الدم.
أخيرًا تضمنت 10 من (miRNAs) الأكثر ثباتًا 5 من أكثرها تعبيرًا، كما يجب أيضًا فهم التباين في تعبير (ncRNA) استجابة للتغيرات في البيئة الطبيعية التي لا تمارس تأثيرات ضارة داخل الأفراد وبين الأفراد، إذ سيمكن هذا من تحديد الحساسيات الجينية والنطاقات الطبيعية لتعبير (ncRNA) والتكيفات مع زيادة الحساسية.
عند تحديد أهمية التكيفات الخلوية التي بدأتها (miRNA) مع الضغوطات البيئية من المهم التمييز بين ما إذا كان التغيير في تعبير (ncRNA) هو سبب أو نتيجة تأثير قمي، ومع ذلك في حين أن العلاقة القوية التي تعتمد على الجرعة بين (ncRNA) المحدد والضغوط البيئية أو التأثيرات اللاحقة أمر حيوي لـ (RA)، فإن تحديد السببية ليس ضروريًا بالضرورة.
(ncRNA) التي لا تسبب بحد ذاتها تأثيرًا (تأثيرات) ضارة بشكل مباشر ولكنها تعمل بدلاً من ذلك كعلامات للتعرض أو تنبئ بالسمية المستقبلية.
