اضطرابات التمثيل الغذائي ومشكلات النوم

العلماء يؤكدون أهمية توافق تناول الغذاء مع الساعة البيولوجية

اضطرابات التمثيل الغذائي ومشكلات النوم
TT

اضطرابات التمثيل الغذائي ومشكلات النوم

اضطرابات التمثيل الغذائي ومشكلات النوم

تشهد مشكلات النوم ازدياداً لافتاً في جميع دول العالم تقريباً. ويشتكي معظم النّاس من قلّة النّوم أو سوء نوعيته؛ اذ لم يعد الأمر يقتصر على عدم حصولهم على ساعات النوم السبع المُوصى بها يومياً، بل بات يتعدّاه إلى صعوبة الخلود إلى النوم أو المحافظة على استقراره.

مشكلات النوم المتزايدة

تثير معدّلات النوم المتراجعة بعض المخاوف الطبية؛ إذ تربط الدراسات بين قلّة النوم أو سوء نوعيته وبين لائحة طويلة من المشكلات الصحية والأمراض التي تبدأ من الشعور بقلّة الحوافز الدافعة للعيش، مروراً باضطرابات التمثيل الغذائي، وانتهاء بأمراض القلب والأوعية الدموية المؤدية إلى الوفاة.

النوم هو حاجة حيوية لا غنى عنها، لا سيّما أنّه مطلوبٌ لكلّ خليّة في الجسم. وتنسّق «دورة النوم - الاستيقاظ» البشرية جميع العمليات النفسية والجسدية ومدى جودتها، حيث يكتسب النوم أهمية بالغة للأداء الإدراكي، والتمثيل الغذائي، والوظيفة المناعية، والشهية، وتنظيم الهورمونات... وغيرها الكثير من الوظائف.

يرتبط ضابط الوقت الأساسي، المزروع في «النواة فوق التصالبة» في منطقة «ما تحت المهاد (suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus)»، بشكلٍ وثيق بدائرة الضوء والظلام في الطبيعة. يُعدّ الضوء الإشارة الأساسية التي تحثّ نواة التأقلم هذه على تنسيق إيقاع الفيزيولوجيا والسلوك، ولكنّها ليست الوحيدة، حيث إنّ درجة الحرارة الخارجية والنشاط الجسدي يؤثران أيضاً.

النظام الغذائي وساعة الجسم

وكذلك يفعل النظام الغذائي. وفي الواقع؛ فإن النظام الغذائي أحد أقوى عوامل مزامنة آليات ساعة الجسم. وقد وجد الباحثون أنّ أوقات التغذية غير المنتظمة أو المضطربة قد تتداخل مع تأثيرات الإشارات المحيطة بمنظّم الجسم المركزي، إذ إنّها قد تعرقل وتيرة إنتاج الميلاتونين؛ الهرمون المحرّض على النوم الذي ينتجه الدماغ مع بداية انحسار ضوء النهار وبداية دخول الليل.

ووجدت دراسات عدّة أنّ أوقات تناول الطعام مرتبطة بشدّة بالتوقيت النهاري إلى درجة أنّ الاستهلاك الغذائي في توقيت خاطئ، كتناول الطعام في وقتٍ متأخّر من الليل، يعبث بـ«الآليات الوظيفية الجينية» لساعة الجسم نفسها. وتقوم إشارات التغذية بتأثيرات هائلة على آليات التنظيم الزمني في أعضاء محدّدة في الجسم كالكبد والكلى مثلاً.

تغذية متزامنة مع الساعة البيولوجية

عكف الباحثون خلال العقدين الماضيين على دمج معلومات متزايدة عن إيقاعات الجسد الزمنية في الأبحاث الغذائية، فطوّروا مجالاً بحثياً بات يُعرف بالـ«التغذية بالترتيب الزمني» أو «كرونو نيوتريشن (chrononutrition)» (العلم الذي يدرس العلاقة المتبادلة بين الطعام، والتمثيل الغذائي، وأوقات تناول الوجبات، وساعة الجسم الداخلية - المحرر)، توصّل إلى خلاصات عدّة؛ أبرزها أنّ معظم النّاس يكونون بأفضل حال – وأنّ التمثيل الغذائي يحصل على أكبر مكاسبه – عندما يتوافق استهلاك الغذاء (مثل كل الأنشطة البشرية الأخرى) مع الساعة البيولوجية، المتزامنة بدورها مع الدورات الضوئية.

يشير بعض الدراسات إلى أنّ الضوابط الزمنية في استهلاك الطعام أهمّ بكثير من معدّل الطاقة المستهلك في هذه الأوقات عندما يتعلّق الأمر بصحّة التمثيل الغذائي والدماغ. فقد أظهرت دراسات كثيرة أنّ اعتماد مواقيت مبكرة لاستهلاك الطاقة لا يعزّز خسارة الوزن فقط؛ بل يساهم في تخفيض مستويات البروتين الدهني منخفض الكثافة، والغلوكوز، ومقاومة الإنسولين.

وأظهرت دراسات عدّة أيضاً أنّ اضطرابات الساعة البيولوجية في النوم، والنظام الغذائي، وأنماط استهلاك الطعام، تؤثّر على ديناميّات الميكروبيوم النهارية، فتُؤثر بشكل سيئ على وظيفة التمثيل الغذائي، والمسارات الالتهابية، مما يؤدّي إلى ازدياد خطر «المتلازمة الأيضية».

وقد حدّد الباحثون العلاقة بين الوجبات المتأخّرة وتفويت وجبة الفطور وتناول الطعام في وقت متأخّر ليلاً، وبين اضطرابات إيقاع الساعة البيولوجية في التمثيل الغذائي للغلوكوز، ودرجة حرارة الجسم، وإفراز الميلاتونين وهورمون الكورتيزول.

وجبات طعام البحر المتوسط

ولكن التوقيت ليس التأثير الوحيد الذي تمارسه الوجبات على كفاءة الساعة البيولوجية والنوم؛ لأنّ محتواها مهمّ أيضاً. يوجد عددٌ من الأغذية التي تؤثر على النوم من خلال التأثير على الساعة البيولوجية ووسائل أخرى.

يرجّح هذا الأمر أنّ المكاسب الكبيرة التي تشتهر بها حمية البحر الأبيض المتوسط تعود لمساهمتها الكبيرة في أنماط الساعة البيولوجية والنوم؛ بسبب غناها بالأطعمة المصنوعة من النباتات والميلاتونين.

والميلاتونين هرمون يؤثر على إيقاع الساعة البيولوجية ومضاد قويّ للأكسدة تُفرزه الغدة الصنوبرية في الدماغ، ويتوفّر بصفته مكوّناً أساسياً في كثير من الفواكه والخضراوات، كالطماطم، بالإضافة إلى أطعمة كزيت الزيتون، والنبيذ الأحمر، واللوز، والصنوبر، والثوم، والقرنبيط، والعدس، والشعير... التي تنتمي جميعها إلى حمية البحر المتوسط. في المقابل، تحتوي المنتجات الغذائية الحيوانية، كاللحوم والبيض والسمك، على كميات ضئيلة جداً من هذا الهرمون.

وكانت بعض الدراسات قد أظهرت أنّ الميلاتونين المُكتسب من النظام الغذائي يرفع مستوياته في الدم وينشطه.

ويعتقد الباحثون أنّ الاستهلاك المنتظم لهذا النوع من الأطعمة يؤثر على النوم كماً ونوعاً. فبمعزلٍ عن الأطعمة نفسها، تلعب حمية البحر المتوسط دوراً بارزاً في تأمين الكمية الكبرى من الطاقة المستهلكة من وجبة منتصف النهار، أي الفترة الزمنية المفضّلة لإيقاعات الساعة البيولوجية. لكن لم يُصر بعد إلى تحديد عدد الفوائد الصحية لهذه الحمية التي تساهم في حثّ النوم التعويضي. ومع هذا، يبدو أنّ النوم ممر إضافي تستطيع عبره هذه الحمية تخفيض خطر الأمراض المزمنة والسرطان، وأمراض القلب الناتجة عن الاضطراب الأيضي، والأمراض التنكسية والنفسية.

وتحتوي حمية البحر المتوسط أغذية أخرى تؤثر على النوم؛ أبرزها السيروتونين الذي يتمتّع بتأثير مركّب على النوم، ويساهم إذا توفّر بمستويات معيّنة في إنتاج الميلاتونين في الجسم. يتوفر السيروتونين بنسب عالية في السبانخ، والطماطم، والخوخ، والجوز، وجميع الأطعمة تقريباً التي تنتمي لحمية البحر المتوسط. يُعرف الحليب أيضاً بغناه بالسيروتونين.

بدورها، تعزّز أحماض «أوميغا3» الدهنية، الموجودة في الأسماك الدهنية والتي تُستهلك بمعدلات منخفضة في النظم الغذائية الغربية، إنتاج الميلاتونين في الجسم. فقد ربط بعض الدراسات هذه الأحماض بتعزيز كفاءة النوم. وبالطبع، تعدّ الأطعمة غير المصنّعة أفضل مصدرٍ للأغذية؛ لأنّها تحتوي عادةً عناصر كثيرة يعمل بعضها مع بعض بالتزامن لتعزيز التأثيرات الإيجابية.

* «سايكولوجي توداي»

ـ خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

ترمب يختار مايك هاكابي سفيراً لأميركا لدى إسرائيل

الولايات المتحدة​ الرئيس الأميركي المنتخب دونالد ترمب يصافح الحاكم السابق لولاية أركنسو مايك هاكابي (أ.ف.ب)

ترمب يختار مايك هاكابي سفيراً لأميركا لدى إسرائيل

أعلن الرئيس الأميركي المنتخب دونالد ترمب اليوم (الثلاثاء) اختيار الحاكم السابق لولاية أركنسو مايك هاكابي، سفيرا لواشنطن لدى إسرائيل.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
شؤون إقليمية الرئيس الأميركي جو بايدن يلتقي بالرئيس الإسرائيلي إسحاق هرتسوغ في المكتب البيضوي في البيت الأبيض بالعاصمة الأميركية واشنطن... 12 نوفمبر 2024 (إ.ب.أ)

الرئيس الإسرائيلي يؤكد لبايدن الحاجة الملحة لإعادة الرهائن ومحاربة إيران

أكد الرئيس الإسرائيلي خلال لقائه الرئيس الأميركي بواشنطن، اليوم (الثلاثاء)، على ضرورة إعادة الرهائن المحتجزين في قطاع غزة وعلى ضرورة مواجهة إيران.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الولايات المتحدة​ أحد المعتقلين يظهر داخل زنزانة انفرادية خارجية وهو يتحدث مع جندي في سجن أبو غريب بالعراق (أ.ب)

القضاء الأميركي يمنح 3 من معتقلي «أبو غريب» السابقين 42 مليون دولار

أصدرت هيئة محلفين أميركية، اليوم (الثلاثاء)، حكماً بمنح 42 مليون دولار لثلاثة معتقلين سابقين في سجن أبو غريب العراقي سيئ السمعة.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
المشرق العربي المستشار الأميركي آموس هوكستين يتحدث بعد اجتماع في القصر الرئاسي اللبناني في بعبدا بلبنان في 27 أكتوبر 2022 (رويترز)

هوكستين: هناك فرصة للتوصل إلى وقف لإطلاق النار في لبنان قريباً

صرّح المبعوث الأميركي الخاص إلى لبنان آموس هوكستين للصحافيين في البيت الأبيض، الثلاثاء، بأن «هناك فرصة» لتأمين وقف إطلاق النار بين إسرائيل و«حزب الله» قريباً.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
المشرق العربي دورية مشتركة بقيادة أميركية في ريف القامشلي شمال شرقي سوريا (أرشيفية-رويترز)

«المرصد»: القوات الأميركية في ريف دير الزور تسقط مُسيرة تابعة لفصائل موالية لإيران

أفاد «المرصد السوري لحقوق الإنسان» بأن القوات الأميركية في قاعدة كونيكو للغاز في ريف دير الزور أسقطت طائرة مسيرة تابعة لفصائل موالية لإيران.

«الشرق الأوسط» (بيروت)

طفرات جينية تضع البروتينات في مواقع خاطئة

رسم للبروتينات الخاصة بمرض التليّف الكيسي (باللون الأزرق) على الخلايا الظهارية للرئة
رسم للبروتينات الخاصة بمرض التليّف الكيسي (باللون الأزرق) على الخلايا الظهارية للرئة
TT

طفرات جينية تضع البروتينات في مواقع خاطئة

رسم للبروتينات الخاصة بمرض التليّف الكيسي (باللون الأزرق) على الخلايا الظهارية للرئة
رسم للبروتينات الخاصة بمرض التليّف الكيسي (باللون الأزرق) على الخلايا الظهارية للرئة

توصل فريق بحثي دولي بقيادة جامعة «تورنتو» ومعهد «برود» التابع لمعهد «ماساتشوستس للتكنولوجيا» وجامعة «هارفارد» الولايات المتحدة، إلى وضع خريطة رائدة واسعة النطاق توضح بالتفصيل كيف تؤثر الطفرات الجينية في موقع البروتينات داخل الخلايا.

مواقع خاطئة للبروتينات

وطوَّر الفريق طريقة تصوير عالية الإنتاجية لتقييم تأثير ما يقرب من 3500 طفرة على مواقع البروتينات. ووجد أن ما يقرب من واحدة من كل ست طفرات مسبِّبة للأمراض تؤدي إلى وضع البروتينات في مكان خاطئ في الخلية.

وقالت جيسيكا لاكوست، المؤلفة المشاركة في الدراسة من مركز «دونيلي للأبحاث الخلوية والجزيئية الحيوية» بجامعة «تورنتو» كندا، في الدراسة المنشورة في مجلة «Cell» في 30 سبتمبر (أيلول) 2024، إن الباحثين قادرون على تحديد هذه الطفرات في المرضى في العيادة لكن ليست لديهم أي فكرة عن عواقبها على العمليات الخلوية.

تأثير الطفرات على توطين البروتين

كان العلماء منذ فتره يدركون أن الطفرات يمكن أن تؤثر في استقرار البروتين أو تفاعلاته مع البروتينات الأخرى ضمن الخلية، ومع ذلك اكتشف الفريق أن عدداً مفاجئاً من الطفرات يعطل موقع البروتين بسبب ضعف الاستقرار وعدم القدرة على تكامل تلك البروتينات في الأغشية الخلوية.

وهناك عدة طرق يمكن أن تؤثر بها الطفرات الجينية على البروتينات المنتجة في الخلية، إذ يمكن أن تقلل من استقرارها الإجمالي عن طريق إضعاف قدرتها على الطي، أو تغيير تفاعلاتها مع البروتينات الأخرى، أو تعطيل حركتها إلى مناطق مختلفة من الخلية.

وقد تمت دراسة التأثيرين الأولين بشكل جيد إلى حد ما إلا أنه لا يُعرف الكثير عن التأثير الثالث او حركتها في الخلية. لذا فإن تحسين فهمنا لتأثير الطفرات على توطين البروتين أمر ضروري لتوضيح الدور الحاسم لهذا الخلل في مجموعة واسعة من الأمراض البشرية.

طي البروتين بشكل خاطئ

طي البروتين هو عملية فيزيائية يتخذ فيها البروتين بنية ثلاثية الأبعاد طبيعية تمكِّنه من أداء وظيفة بيولوجية محددة. والبروتينات عموماً هي الأداة المنفِّذة لجميع الوظائف في الكائنات الحية، إذ إن أي وظيفة في جسم الإنسان -من تحفيز التفاعلات الكيميائية إلى مقاومة العدوان الخارجي- هي نتيجة لعمل البروتينات.

وفي السنوات الأخيرة اكتشف العلم أن طي البروتينات بشكل خاطئ يمكن أن يسبب بعض الأمراض. وأصبحت العلاقة بين طي البروتين بشكل خاطئ وحدوث المرض جبهة جديدة للأبحاث في علم الأحياء الجزيئي حيث يتم تقديم نظام «مراقبة الجودة» في الخلايا الذي يضمن الوظيفة الطبيعية للبروتينات مع التركيز على مراقبة الجودة بعد توليدها وبين القضايا المتعلقة بطي البروتين بشكل خاطئ.

البروتينات المتحولة

وباستخدام التصوير عالي الإنتاجية والتحليل الحسابي قارن الباحثون مسارات البروتينات المتحولة بتلك التي تسلكها البروتينات العادية عبر العضّيات organelles (هي الأجزاء أو الأجسام الحية الموجودة في سيتوبلازم الخلية بشكل عام) المختلفة. وأظهرت هذه الخريطة المرئية كيف يمكن للطفرات أن تغير حركة البروتينات داخل الخلايا، ما يسهم في شدة المرض.

وعلى سبيل المثال تؤدي الطفرة الشائعة في التليف الكيسي Cystic fibrosis (هو اضطراب وراثي يسبب أضراراً بالغة في الرئتين والجهاز الهضمي وأعضاء أخرى في الجسم) إلى توطين البروتين بشكل خاطئ في الشبكة الإندوبلازمية Endoplasmic reticulum ‏(هي عضية خلوية تتكون من شبكة مترابطة من النبيبات والحويصلات والأكياس الغشائية المسطحة ترتبط في مناطق معينة بالغشاء البلازمي ومع الغشاء النووي في مناطق أخرى) بدلاً من الوصول إلى سطح الخلية، وهو الموقع الصحيح لعمله.

وظهر أن العلاجات التي تصحح مثل هذا التوطين الخاطئ تعمل بالفعل على تحسين علاج التليف الكيسين مما يشير إلى أن استراتيجيات مماثلة يمكن أن تساعد على إدارة أمراض أخرى مرتبطة بسوء وضع البروتين.

واحدة من كل 6 طفرات مسببة للأمراض تؤدي إلى وضع البروتينات في مكان خاطئ

سوء توطين البروتين

وتوقع الباحثون أن تكون البروتينات في تلك المواقع الخاطئة، بسبب الاضطرابات في تفاعلاتها مع البروتينات الأخرى أو في إشارات النقل التي توجهها عادةً إلى الموقع الصحيح. لكنهم فوجئوا عندما علموا أن العوامل الرئيسية وراء البروتينات الخاطئة كانت في الواقع انهيار استقرار البروتين وفقدان قدرته على التكامل في الأغشية.

وفي حين أن سوء توطين البروتين ليس مفهوماً بنفس الدرجة مثل فقدان استقرار البروتين العام أو التفاعلات المتغيرة مع البروتينات الأخرى إلا أنه يحدث بنفس القدر تقريباً.

وتتسبب الطفرة الأكثر شيوعاً المرتبطة بالتليف الكيسي في وصول البروتين المصاب إلى الشبكة الإندوبلازمية للخلية، إذ يبقى هناك بدلاً من الانتقال إلى موقعه الصحيح على سطح الخلية. وتُستخدم حالياً علاجات دوائية تعزز النقل السليم للبروتين المتحور في العيادة لمعالجة هذه المشكلة وتحسين أعراض المرضى.

كما يمكن أن ينشأ سوء توطين البروتين أيضاً من الإجهاد المزمن للعضيات وهو أمر شائع في كثير من الأمراض بما في ذلك تلك التي تشتمل على طي البروتين بشكل خاطئ.

وأظهرت الأبحاث الحديثة أن الطفرات الجزئية لفقدان الوظيفة في مسارات التحكم في جودة البروتين ترتبط بحدوث التنكس العصبي في كلٍّ من البشر والنماذج الحيوانية. على الرغم من أن الآليات لا تزال غير واضحة، لكن مع تطوير الباحثين أساليب أكثر دقة لتتبع توطين البروتين قد يصبح من الممكن التحقيق في كيفية تغير تنظيم البروتين الخلوي في الأمراض المرتبطة بالعمر أو من خلال عمليات الشيخوخة الطبيعية، خصوصاً أن ازدياد عدد السكان المسنين من شأنه أن يزيد من عدد الأفراد الذين يعانون مثل هذه الأمراض مثل ألزهايمر ومرض باركنسون.