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 «صقوراً» للملفات الدولية

الولايات المتحدة​ الرئيس الأميركي المنتخب دونالد ترمب يصافح السيناتور ماركو روبيو خلال مناسبة انتخابي في رالي بنورث كارولاينا (أ.ب)

ترمب يختار «صقوراً» للملفات الدولية

يتوقع أن يسلّم الرئيس الأميركي المنتخب دونالد ترمب، الملفات الدولية إلى مجموعة من الصقور، بينهم السناتور ماركو روبيو لمنصب وزير الخارجية والنائب مايك والتز.

علي بردى (واشنطن)
الولايات المتحدة​ قوات أميركية بسوريا (رويترز)

الجيش الأميركي يعلن استهداف مستودع أسلحة في سوريا

قال الجيش الأميركي، اليوم، إنه نفذ ضربات ضد مستودع أسلحة تابع لجماعة مسلحة مدعومة من إيران في سوريا.

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)

كيف يُسرّع الذكاء الاصطناعي مسار الاكتشافات العلمية؟

باحثون بجامعة نورث كارولينا يعتمدون على روبوت لتنفيذ مهام بالمختبر (جامعة نورث كارولينا)
باحثون بجامعة نورث كارولينا يعتمدون على روبوت لتنفيذ مهام بالمختبر (جامعة نورث كارولينا)
TT

كيف يُسرّع الذكاء الاصطناعي مسار الاكتشافات العلمية؟

باحثون بجامعة نورث كارولينا يعتمدون على روبوت لتنفيذ مهام بالمختبر (جامعة نورث كارولينا)
باحثون بجامعة نورث كارولينا يعتمدون على روبوت لتنفيذ مهام بالمختبر (جامعة نورث كارولينا)

في عصر تزداد فيه الحاجة إلى حلول مبتكرة لمواجهة التحديات العالمية في مجالات الصحة والطاقة، لا يزال كثير من المختبرات الحديثة تعتمد بشكل كبير على العمل اليدوي، ما يحد من سرعة ودقة التجارب العلمية.

لكن تحولاً جذرياً قد تشهده مختبرات العلوم في مجالات الكيمياء، والكيمياء الحيوية، وعلوم المواد؛ بفضل التقدم في التشغيل الآلي للروبوتات والذكاء الاصطناعي لأتمتة المهام المتكررة في المختبرات.

وتُمكّن الأتمتة، الروبوتات من إجراء التجارب بدقة وتناسق عالٍ دون تعب؛ ما يسرع من وتيرة البحث بشكل كبير ويقلل من المخاطر المرتبطة بالتعامل مع المواد الخطرة.

يمكن الاعتماد على الروبوتات في تنفيذ المهام المتكررة بالمختبرات (جامعة نورث كارولينا)

ويحرر هذا التحول العلماء من الأعمال الروتينية؛ ما يسمح لهم بالتركيز على أسئلة بحثية أكثر تعقيداً، ويعزّز من سرعة وفاعلية الاكتشافات العلمية في مجالات مثل الطب والطاقة والاستدامة.

5 مراحل

يعمل باحثون في قسمي علوم الكومبيوتر والكيمياء بجامعة نورث كارولاينا الأميركية على دراسة كيفية دمج الروبوتات وتقنيات الذكاء الاصطناعي لأتمتة المهام الروتينية في المختبرات، باستخدام روبوت متحرك لأتمتة مهام مختبر الكيمياء.

ويشير الباحثون، في الدراسة المنشورة بدورية «ساينس» في 23 أكتوبر (تشرين الأول) الماضي، إلى أن هذه الخطوة لا تعزز الكفاءة فحسب، بل تمثل أيضاً تحولاً جذرياً في طريقة إجراء الأبحاث العلمية، ما يتيح تحقيق نتائج مذهلة بشكل أكثر أماناً وموثوقية.

أوضح الباحثون أن أتمتة المختبرات تمر بـ5 مراحل تبدأ بالمساعدة في المهام البسيطة وتنتهي بالتشغيل الآلي الكامل. في المرحلة الأولى، يتم تنفيذ مهام فردية كالتعامل مع السوائل لتخفيف العبء الروتيني، ثم في المرحلة الثانية، ينفّذ الروبوت خطوات متتالية مع بقاء العاملين من البشر للإعداد والإشراف.

أتمتة المختبرات قد تحدث تحولاً جذرياً في طريقة إجراء الأبحاث العلمية (جامعة نورث كارولينا)

وفي المرحلة الثالثة، يدير الروبوت التجارب بالكامل مع تدخل بشري عند الظروف الطارئة، بينما في الرابعة يصبح الروبوت قادراً على التعامل مع هذه الظروف بمرونة أكبر.

أما في المرحلة الخامسة، فتعمل الروبوتات وأنظمة الذكاء الاصطناعي بشكل مستقل تماماً؛ ما يمكّن المختبرات من العمل المستمر دون تدخل بشري، ويعزز سرعة الاكتشافات العلمية والابتكار.

فوائد وتحديات

يقول الدكتور رون ألتيروفيتز، الباحث في الروبوتات الطبية بجامعة نورث كارولاينا، إن تطوير جزيئات ومواد كيميائية جديدة يتطلب جهوداً بشرية مكثفة، تشمل تصميم التجارب وتوليف المواد وتحليل النتائج، فيما يمكن لأتمتة المهام الروتينية أن تسرّع هذه العمليات وتزيد دقتها، عبر تنفيذ الخطوات بتناسق أعلى وتقليل الأخطاء، ما يعزز إمكانية إعادة إنتاج النتائج.

وأوضح لـ«الشرق الأوسط» أن الروبوتات يمكن أن تساهم في نقل العينات وإجراء القياسات وتقليل المخاطر المرتبطة بالمواد الخطرة؛ ما يعزز سلامة الباحثين. كما يمكنها تحليل كميات ضخمة من بيانات التجارب، واكتشاف الأنماط والرؤى غير الملحوظة للبشر، خصوصاً في التجارب التي تتطلب مراقبة مستمرة أو إنتاج كميات كبيرة من البيانات، مثل الفحص عالي الإنتاجية المستخدم في اكتشاف الأدوية.

ووفق شركة «يونايتد روبوتيكس غروب» المتخصصة في تطوير الروبوتات وحلول الأتمتة، فإن الروبوتات توفر فائدة مالية رئيسية تتمثل في زيادة الكفاءة والإنتاجية؛ إذ يمكن لأتمتة أنظمة المختبرات الأساسية تقليل خطوات المعالجة اليدوية بنسبة تصل إلى 86 في المائة، ما يعزز الكفاءة ويخفض تكاليف العمالة.

يمكن للروبوتات تحليل كميات ضخمة من بيانات التجارب واكتشاف الأنماط والرؤى غير الملحوظة للبشر

في السياق نفسه، كشفت مؤسسة «مايو كلينيك» الطبية الأميركية أن الأتمتة أدت إلى زيادة حجم العمل اليومي لـ10 أضعاف في بعض المختبرات، ما يرفع الإنتاجية ويتيح التعامل مع الطلب المتزايد في الأبحاث الطبية والعلمية.

وفي مجال الكيمياء المناعية، وهي تقنية مخبرية تستخدم لتحديد توزيع البروتينات والجزيئات داخل الأنسجة، ساعدت الأتمتة في معالجة المزيد من شرائح الأنسجة بزمن أقل، مما خفض زمن المعالجة بنسبة 15.22 في المائة والتكلفة لكل شريحة بنسبة 37.27 في المائة، وفق «يونايتد روبوتيكس غروب».

ولا تقتصر الفوائد على تقليل الزمن والتكلفة، بل تشمل تحسين الدقة وتقليل الأخطاء، وهو أمر حيوي في مجالات حساسة كعلم الجينوم واكتشاف الأدوية، وفق الباحثين.

وأظهرت تجربة، بمستشفى «إلبلاند كلينيكوم مايسن» في ألمانيا عام 2023، كيف تسهم الروبوتات في تحسين كفاءة المختبرات وتقليل عبء العمل، خصوصاً مع نقص الكوادر.

وفيما يتعلق بالتحديات، أشار ألتيروفيتز إلى أن الأتمتة تُنفذ حالياً في مهام محدودة بالمختبرات، ولتحقيق التنفيذ الكامل، يتطلب الأمر تطوير مهارات في الروبوتات وعلوم البيانات والذكاء الاصطناعي، إضافة إلى ضخ استثمارات في البنية التحتية وبرامج التدريب، ما قد يشكل عبئاً مالياً كبيراً. كما يتطلب تعاوناً بين الباحثين والمهندسين وعلماء الكومبيوتر لتحقيق الفائدة الكاملة من هذه التقنية.