تقنية جديدة تكشف أمراضاً معدية بالصرف الصحي

تتميّز بكونها منخفضة التكلفة وسريعة وقابلة للتكيّف

أجهزة الاستشعار الورقية الجديدة سريعة وسهلة الاستخدام (جامعة كرانفيلد)
أجهزة الاستشعار الورقية الجديدة سريعة وسهلة الاستخدام (جامعة كرانفيلد)
TT

تقنية جديدة تكشف أمراضاً معدية بالصرف الصحي

أجهزة الاستشعار الورقية الجديدة سريعة وسهلة الاستخدام (جامعة كرانفيلد)
أجهزة الاستشعار الورقية الجديدة سريعة وسهلة الاستخدام (جامعة كرانفيلد)

توصّل باحثون في جامعة كرانفيلد ببريطانيا إلى طريقة لتحديد العلامات البيولوجية للأمراض المعدية في مياه الصرف الصحي باستخدام أجهزة استشعار ورقية بتقنية الأوريغامي.

وأوضحوا أنّ التقنية تتيح تتبُّع الأمراض المعدية باستخدام كاميرا الهاتف المحمول، وفق النتائج المنشورة، الخميس، في دورية «Cell Reports Physical Science».

وتقنية الأوريغامي هي فنّ طيّ الورق لإنشاء أشكال وهياكل معقَّدة. وفي السياق العلمي، تُستخدم لتطوير أجهزة استشعار وأدوات طبّية بسيطة وسهلة الاستخدام، إذ يجري طيّ الورق بطريقة تسمح بدمج مواد كيميائية أو حساسات، مما يجعلها فعالة في تطبيقات، مثل الكشف عن الأمراض أو تحليل المياه.

وتتميّز هذه الطريقة بكونها منخفضة التكلفة وسريعة وقابلة للتكيّف، مما يسهّل استخدامها في البيئات المختلفة، وقد تُحدث تغييرات كبيرة في كيفية توجيه التدابير الصحية العامة في أي أوبئة مستقبلية.

وتُعَدُّ اختبارات مياه الصرف الصحي واحدة من الطرق الرئيسية لتقويم انتشار الأمراض المعدية في المجتمعات، مثل الفيروس المسبب لـ«كوفيد - 19» والإنفلونزا.

ويأخذ الباحثون عيّنات من محطات معالجة المياه المختلفة في جميع أنحاء البلاد، ويستخدمون النتائج لفهم المناطق التي تعاني أعلى معدّلات العدوى.

وطوّر الفريق هذه الطريقة الجديدة خلال الجائحة لتتبُّع معدّلات العدوى في المجتمع وتوجيه التدابير الصحية.

وعن طريقة استخدام أجهزة الاستشعار الورقية الجديدة، أوضحوا أنها سريعة وسهلة الاستخدام، إذ توضع عيّنات مياه الصرف الصحي على ورقة مطبوعة بالشمع تُطوى على شكل «أوريغامي».

وتحتوي الورقة على مواد كيميائية تتفاعل مع بعض علامات الأمراض، مما يؤدّي إلى ظهور لون فلوري. ويمكن قراءة النتائج باستخدام كاميرا الهاتف المحمول، ما يتيح جمع البيانات بسرعة.

وأجرى الفريق البحثي اختبارات ميدانية في 4 فنادق للحجر الصحي بالقرب من مطار هيثرو. استغرقت العملية بأكملها، من أخذ العيّنة إلى الحصول على النتائج، أقل من 90 دقيقة، مقارنةً بنحو 4 ساعات للاختبار التقليدي. وأظهرت النتائج أنّ هذه الأجهزة الجديدة تقدّم نتائج دقيقة مثل اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، ولكن بتكلفة أقلّ بكثير، مما يوفر إنذاراً مبكراً عن الأمراض في المجتمع.

وقال الباحث الرئيسي للدراسة في جامعة كرانفيلد، البروفيسور زهوغن يانغ: «خلال الجائحة، أثبتنا أنّ تحليل مياه الصرف بشكل سريع وسيلة فعالة لتتبُّع الأمراض المعدية وإدارة الصحة العامة».

وأضاف عبر موقع الجامعة، أنّ الاختبار البسيط الذي طوره الفريق يُكلّف جنيهاً إسترلينياً واحداً، ويستخدم وظيفة الكاميرا المتاحة بشكل شائع في الهواتف المحمولة، ما يجعله متاحاً بسهولة، ويمكن أن يكون هذا نقطة تحول في توقُّع معدّلات الأمراض وتحسين الصحة العامة في مواجهة الأوبئة المستقبلية.


مقالات ذات صلة

علماء يبتكرون «فأراً صوفياً» لإحياء حيوان الماموث

يوميات الشرق الفئران المعدلة وراثياً ذات لون أفتح من الفئران المعملية العادية (شركة كولوسال)

علماء يبتكرون «فأراً صوفياً» لإحياء حيوان الماموث

ابتكر العلماء فأراً صغيراً بشارب مجعد وشعر متموج وخفيف ينمو أطول بـ3 مرات من شعر فأر المعمل العادي. ويجسد القارض المعدل وراثياً عدداً من السمات الصوفية.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
صحتك جهاز الضغط الإيجابي المستمر بمجرى الهواء يُعد العلاج الأساسي لانقطاع النفس في أثناء النوم (جامعة ميزوري)

انقطاع النفس في أثناء النوم يزيد خطر الإصابة بـ«الشلل الرعاش»

توصلت دراسة أميركية إلى أن الأشخاص المصابين بانقطاع النفس الانسدادي في أثناء النوم معرّضون بشكل متزايد لخطر الإصابة بمرض «باركنسون» أو الشلل الرعاش.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
صحتك السمنة تزيد مخاطر السكري وارتفاع ضغط الدم وأمراض القلب (جامعة ولاية واشنطن)

نصف سكان العالم مهددون بالسمنة بحلول 2050

حذّرت دراسة عالمية من أن أكثر من نصف سكان العالم بواقع (3.8 مليار شخص بالغ)، وثلث الأطفال والمراهقين (746 مليون شخص)؛ مهددون بخطر زيادة الوزن أو السمنة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
صحتك كبار السن الذين يأخذون قيلولة مفرطة في النهار دون سبب واضح قد يعانون مشاكل صحية كامنة كانقطاع النفس النومي أو علامات مبكرة على التدهور المعرفي (متداولة)

دراسات: أخذ قيلولة طويلة تزيد خطر الإصابة بالخرف لدى كبار السن

تشير الأبحاث إلى أن الإفراط في أخذ القيلولة لدى كبار السن قد يكون مرتبطاً بتراجع القدرات المعرفية في المستقبل.

«الشرق الأوسط» (لندن)
صحتك مواطنون يستخدمون هواتف ذكية في لندن (أرشيفية - رويترز)

دراسة: الابتعاد عن الهاتف لمدة ثلاثة أيام فقط قد يعيد تشكيل نشاط الدماغ

تسلط دراسة جديدة الضوء على التأثيرات على نشاط الدماغ التي يمكن أن تحدث عندما نقلل من استخدام الهواتف الذكية.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

7 حقائق عن غازات البطن

7 حقائق عن غازات البطن
TT

7 حقائق عن غازات البطن

7 حقائق عن غازات البطن

قد يستغرب البعض، لكنها حقيقة تُؤكدها المصادر الطبية، وهي أن عدد مرات إخراج الغازات يتراوح ما بين 12 إلى 25 مرة في اليوم لدى الإنسان «الطبيعي»، وخاصة الذي يتناول وجبات طعام «صحية» جداً. وقد يزداد ذلك العدد وفق نوعية مكونات الطعام اليومي، وخاصة مع تناوله مزيداً من «الأطعمة الصحية». كما يُمكن أن يختلف ذلك العدد من يوم لآخر لدى نفس الشخص وفق اختلاف نوعية مكونات طعامه اليومي.

أسرار غازات البطن

وتضيف تلك المصادر الطبية أن كمية الغازات التي يُمكن أن يتم إخراجها في 24 ساعة تتراوح ما بين 0.6 و1.8 لتر. ولا يُوجد فارق مهم بين كمية غازات البطن لدى الصغار، مقارنة بالكبار في السن، كما لا يُوجد فارق مهم في كمية الغازات ما بين الذكور والإناث.

وتضيف أن إخراج غازات البطن عملية فسيولوجية طبيعية، أسوة بتناول الطعام والتنفس، والهدف منها تخفيف ألم ضغط كمية الغازات تلك على توسع جدران القولون. ويُخرج الناس كمية أكبر من الغاز لاشعورياً عندما يكونون نائمين، دون أن يتأثر لديهم بذلك الاستغراق في النوم.

ولكن هذا فقط ليس ما قد يثير الانتباه حول غازات البطن وكيفية التعامل معها، بل إليك المعلومات الـ7 الأخرى التالية عنها:

1. مصدر الغازات

الغازات التي يسبب بقاؤها وإخراجها إزعاجاً لكثيرين، ليس مصدرها الرئيسي هو غازات المعدة التي يبتلعها المرء مع مضغ الطعام أو مضغ العلك أو مع اللعاب أو ضمن مكونات المشروبات الغازية، لأن الجسم يعمل على إخراجها عبر التجشؤ، وما يتسرب منها إلى الأمعاء الدقيقة يتم امتصاصه، ولا يصل من تلك الغازات إلى القولون إلا كميات ضئيلة.

ولكن المصدر الرئيسي لغازات البطن هو ما يتم تكوينه في القولون بفعل «البكتيريا الصديقة»، وذلك حينما تعمل تلك البكتيريا الصديقة على هضم وتفتيت «أنواع معينة» من السكريات التي تصل إلى القولون بهيئتها الطبيعية. وهو ما يتسبب بتكوين غازات نتيجة عملية الهضم تلك. وسبب وصول تلك السكريات بـ«هيئتها الطبيعية» إلى القولون هو أن الأمعاء الدقيقة لدى الشخص لم تتمكن بالأصل من هضمها، إما بسبب مشكلة مرضية في الأمعاء أو بسبب أن «أمعاء البشر» لا تمتلك بالأساس القدرة على هضم أنواع محددة من السكريات.

ولذا، ثمة «أنواع معينة» من الأطعمة التي تحتوي على تلك السكريات، يتسبب تناولها بالغازات لدى غالبية الناس. وثمة أطعمة أخرى تحتوي على «أنواع أخرى» من السكريات التي قد يتسبب تناولها بالغازات لدى بعض منهم فقط. وعليه، فإن الغازات ليس مصدرها تناول الدهون أو البروتينات، بل «أنواع معينة» من السكريات.

السكريات المعقدة والكبريت

2. سكريات الرافينوز (Raffinose)

هي أحد أهم أنواع السكريات المعقدة التي يصعب على أمعاء الإنسان هضمها، وينتج عن ذلك كثير من الغازات. وتوجد سكريات الرافينوز في الفول، والفاصوليا الجافة، واللوبيا الجافة، والحمص، والعدس، والحبوب الكاملة، والهليون، والبروكلي، والملفوف. ولذا، فإن نقع البقول، كالفول والفاصوليا الجافة والحمص، في الماء لمدة تتراوح ما بين 24 و 48 ساعة قبل الطهي، يُسهم في تحلل هذه السكريات التي لا تقوى أمعاء الإنسان على هضمها، والتي تُصدر منها بكتيريا القولون غازات البطن. وهي الوسيلة الفضلى لتقليل احتمالات تسبب تناول تلك البقول بالغازات.

وسكر الفركتوز هو أيضاً من أنواع السكريات التي قد تتسبب بمستويات عالية من تكوين الغازات. وهو السكر الذي يُوجد في التفاح والمشمش والتين والمانغو والكمثرى والبطيخ والبصل والخرشوف والقمح. وكذلك الحال مع سكريات الألياف القابلة للذوبان في الماء، وتوجد في الفاصوليا المجففة والفول والحمص والمكسرات وأنواع من الفاكهة المجففة والطازجة، وسكريات الألياف غير القابلة للذوبان في الماء، وتوجد في الخضراوات الجذرية ونخالة القمح وعدد آخر من المنتجات النباتية، وسكريات نشا الكربوهيدرات المعقدة، الموجودة في الذرة والقمح والبطاطا. وأيضاً سكر السوربيتول (Sorbitol) أحد أنواع السكريات الكحولية المُنتجة من سكر الغلوكوز، الذي يُستخدم كمحليات صناعية تُضاف إلى أنواع العلك والحلويات.

3. الرائحة الكريهة

نحو 99 بالمائة من الغازات التي يتم إخراجها مكونة من النيتروجين والأوكسجين وثاني أكسيد الكربون والهيدروجين، وهي في الغالب ليست لها رائحة أصلاً. ولكن نسبة ضئيلة جداً منها، لا تتجاوز 1 بالمائة، قد تتسبب بإعطاء الغازات التي يتم إخراجها رائحة كريهة (رائحة شبيهة برائحة البيض الفاسد) نتيجة احتوائها على عنصر الكبريت، مثل غاز هيدروجين الكبريت (Hydrogen Sulfide). والبروكلي من أنواع الخضار الغنية بالكبريت، وكذلك ملفوف الكرنب وهيليون الأسبرغس والثوم والبصل ومشروبات البيرة، التي تحتوي كمية عالية من الكبريت. وهناك أيضاً أطعمة غير نباتية غنية بالكبريت، مثل أنواع من الجبن الأصفر المطبوخ كجبن الشيدر، والبيض، وأنواع من اللحوم والأعضاء الحيوانية كالكبد، وأنواع من لحوم الأسماك. وهذه الأطعمة غير النباتية الغنية بالكبريت ليست هي السبب في الغازات، بل في تغير رائحة الغازات.

حالات مرضية

4. اضطرابات الأمعاء وحساسية الغلوتين

تفيد المصادر الطبية قائلة ما ملخصه: «ثمة حالات مرضية يحصل فيها اضطراب قدرات الأمعاء الدقيقة على هضم أنواع من السكريات البسيطة أو المعقدة، التي بالأصل لدى الأمعاء الدقيقة قدرة على هضمها، ولا يتسبب تناولها بالغازات لدى الإنسان الطبيعي. ولكن عند اضطراب قدرات الأمعاء الدقيقة على هضمها، تصل هذه السكريات البسيطة أو المعقدة إلى القولون، دون أن يتم هضمها وتفتيتها وامتصاصها في الأمعاء الدقيقة، وتتسبب بالغازات في القولون.

ومن أسباب ذلك حدوث أمراض في أجزاء الجهاز الهضمي المسؤولة عن هضم السكريات، ما يتطلب مراجعة الطبيب. وكذلك مشكلة زيادة تكوين الغازات مع تغير رائحتها لدى الأشخاص الذين لديهم حساسية من مادة الغلوتين (Gluten Intolerance)، وهي مادة بروتينية توجد في أنواع من الحبوب. ونتيجة للالتهابات في الأمعاء بفعل حساسية الغلوتين، لا يتم هضم السكريات بكفاءة في الأمعاء الدقيقة، ما يُؤدي إلى وصولها إلى القولون. وفي حالات الإمساك المزمن وأنواع من الالتهابات المزمنة في القولون يحصل تراكم نمو الميكروبات في القولون، وترتفع احتمالات تكوين الغازات، وقد يُرافق الأمر إخراج غازات كريهة الرائحة.

5. صعوبة هضم الحليب

نحو 70 بالمائة من البالغين على مستوى العالم لا توجد لديهم قدرة كاملة على إنتاج ما يكفي من الإنزيم الذي يعمل على هضم سكر الحليب ومشتقات الألبان بشكل تام، ولذا يمكن أن يسبب تناولهم منتجات الألبان انزعاجاً كبيراً نتيجة زيادة تكوين الغازات والانتفاخ والإسهال. وللتوضيح، فإن الأشخاص المُصابين بحالة «عدم تحمّل الحليب» (Lactose Intolerance) لديهم اضطراب في قدرة هضم سكريات اللكتوز بالحليب، ما يؤدي إلى هضم البكتيريا له في القولون، وبالتالي زيادة إنتاج الغازات. ولهؤلاء ربما يكون الحل هو تناول لبن الزبادي.

كما أن مرضى متلازمة القولون العصبي، التي يُعاني منها نحو 15 بالمائة من البالغين، كذلك هم أكثر عُرضة للمعاناة من الغازات عبر آليات عدة، إضافة إلى الأعراض الأخرى لتلك الحالة كالإسهال أو الإمساك أو تعاقب كليهما أو ألم البطن أو انتفاخ البطن. وقد يتسبب تناول بعض أنواع الأدوية إما بزيادة إخراج الغازات أو بتغير رائحة الغازات عبر آليات عدة، كتأثير تناول أنواع من المضادات الحيوية في تغير البيئة البكتيرية داخل القولون. كما قد تحدث زيادة الغازات وسوء رائحتها عند تناول أدوية خفض الوزن التي تعمل على خفض امتصاص الأمعاء للدهون، وأدوية ضبط السكر التي تعيق امتصاص الأمعاء للسكريات، وأدوية مضادات الالتهاب اللاستيرودية المسكنة للألم (NSAID) كالبروفين، وبعض أنواع أدوية تليين الإخراج، وبعض أنواع أدوية خفض الكوليسترول.

المصدر الرئيسي لها هو ما يتم تكوينه في القولون بفعل «البكتيريا الصديقة»

آلام وعلاجات

6. آلام الغاز الزائد

يقول أطباء «كليفلاند كلينك»: «عندما يتراكم الغاز الزائد في أمعائك، يمكن أن يتراوح الشعور من عدم الراحة الخفيف إلى الألم الشديد. ولا يقتصر الإحساس دائماً على جزء واحد من بطنك، بل يمكن أن يُشعر الغاز المحبوس بألم أو ضغط في أماكن مختلفة في جميع أنحاء جذع جسمك. ويمكن أن يُشعر ألم الغاز بما يلي:

- الامتلاء أو الضغط (الانتفاخ) في بطنك. أحياناً، يبدو بطنك أكبر أو منتفخاً بشكل واضح.

- ألم حاد أو طعن أو وجع خفيف في بطنك.

- ألم أو ضغط أو انزعاج في جانبك الأيمن أو الأيسر (ألم الخاصرة).

- ألم أو ضغط أو انزعاج في الجزء العلوي أو السفلي من ظهرك.

- ألم أو ضغط أو انزعاج في صدرك.

- وقد تبدو هذه الأعراض مربكة، لأن الحالات الأكثر خطورة التي تؤثر على أعضائك يمكن أن تسبب ألماً وانزعاجاً مماثلين.

ويمكن أن يسبب الغاز المحبوس في جانبك الأيسر ألماً في الصدر يسهل الخلط بينه وبين نوبة قلبية. بينما يمكن أن يحاكي الغاز المحبوس في جانبك الأيمن الألم الناتج عن حصوات المرارة أو التهاب الزائدة الدودية. إذا كانت لديك أي أسئلة على الإطلاق حول ما إذا كان الألم الذي تعاني منه ناجماً عن الغازات أو حالة خطيرة، فاستشر مقدم الرعاية الصحية.

7. معالجة زيادة تكوين الغازات

تكون مبنية على السبب في «زيادة» تكوينها أو في «استمرار» الحرج منها. وأولى الخطوات هو محاولة المرء التعرف على الأطعمة التي تتسبب في حدوث مشكلات الغازات لديه، والتخفيف من تناولها. وإذا كانت أطعمة صحية من الضروري تناولها، مثل أنواع البقول أو الأطعمة الغنية بالألياف، فقد يُفيد تناولها بشكل متدرج أو الحرص على طهوها بطريقة تقلل من وجود السكريات فيها، كنقع البقول لمدة أطول قبل طهوها مثل الفول أو الفاصوليا الجافة. كما يجدر الحرص على الأكل ببطء، ومضغ الطعام جيداً، وتقليل مضغ العلكة، ومصّ الحلويات الصلبة، والشرب من خلال الماصّة، والامتناع عن التدخين. وكذلك، فإن ممارسة التمارين الرياضية له دور مهم، لأن النشاط البدني يساعد في تحريك الغازات خلال القناة الهضمية.

وحينما يكون السبب مرضياً، مثل حالات سوء الامتصاص في الأمعاء (Malabsorption) أو سوء الهضم (Maldigestion) فإن الأمر يتطلب معالجة، ربما تتضمن أخذ عينة من بطانة الأمعاء الدقيقة. أما إذا كان ثمة اضطراب في عملية إفراغ المعدة، أو سرعة مرور الطعام من خلال الأمعاء الدقيقة، أو ارتفاع تكاثر نمو البكتيريا في الأمعاء لأسباب عدة، فثمة معالجات، إما دوائية أو جراحية، ملائمة وفق الحاجة الطبية. وإذا كان السبب نقصاً في إنزيمات معينة، كإنزيم هضم الحليب، فإن من المفيد تناول مكملات إنزيم اللاكتوز الغذائية، وفق إرشادات الطبيب.

* استشارية في الباطنية