الوزن والتمثيل الغذائي يتحددان بالجينات أكثر من النظام الغذائي

امتصاص الغلوكوز وتوزيع الدهون اختلفا بالاختلافات الجينية

الوزن والتمثيل الغذائي يتحددان بالجينات أكثر من النظام الغذائي
TT

الوزن والتمثيل الغذائي يتحددان بالجينات أكثر من النظام الغذائي

الوزن والتمثيل الغذائي يتحددان بالجينات أكثر من النظام الغذائي

في دراسة رائدة تحدى باحثو جامعة فيرجينيا الأميركية الفكرة التقليدية القائلة بأن اتباع حمية غذائية واحدة يناسب الجميع ويحقق نتائج متشابهة للجميع.

الجينات تحدد الاستجابة للنظم الغذائية

وبدلاً من ذلك سلطت الدراسة الضوء على الدور الحاسم للجينات الوراثية في تحديد كيفية استجابة الأفراد للأنظمة الغذائية المختلفة مع تأثيراتها على إدارة الوزن وكتلة الدهون في الجسم ومستويات السكر والدهون في الدم.

نُشرت الدراسة في مجلة «iScience» في 20 ديسمبر (كانون الأول) 2024 بإشراف مجموعة متعددة من التخصصات في علوم الجينوم والطب الحيوي، وشملت أربع مجموعات مختلفة وراثياً من الفئران التي أطعمت بأربعة أنظمة غذائية تحتوي على تركيبة متشابهة من المغذيات الكبرى.

النظام الغذائي المتوسطي

يتصدر النظام الغذائي المتوسطي Mediterranean Diet أفضل فئات الأنظمة الغذائية حسب التقرير الصادر في 3 يناير (كانون الثاني) 2025 «تقرير أخبار الولايات المتحدة والعالم» U. S. News & World Report. ووفقاً للتقرير فإن أسلوب الأكل الذي يشير إلى عادات الأكل التقليدية للأشخاص الذين يعيشون في البلدان التي تحد البحر الأبيض المتوسط هو النظام الغذائي الأعلى تقييماً في معظم الفئات.

ورغم وجود كلمة «نظام غذائي» في اسمه فإنه ليس نظاماً غذائياً محدداً بل هو نمط غذائي واسع النطاق حيث إنه صحي للقلب وثبت أنه مفيد في تقليل عوامل الخطر التي يمكن أن تؤدي إلى السمنة والسكري وارتفاع نسبة الكولسترول وارتفاع ضغط الدم ويشمل تناول الفواكه والخضراوات والبقوليات والحبوب الكاملة وزيت الزيتون والأسماك والمكسرات مع تقليل اللحوم الحمراء والأطعمة المصنعة.

نظم نباتية

يعتمد النظام النباتي Vegetarian Diet على الأطعمة النباتية. ووفقاً لجمعية النباتيين فإن النباتي هو الشخص الذي يعيش على نظام غذائي يتكون من الحبوب والبقول والمكسرات والبذور والخضراوات والفواكه مع أو من دون استخدام منتجات الألبان والبيض. ولا يأكل النباتي أي لحوم أو دواجن أو لحوم صيد أو أسماك أو محار أو منتجات ثانوية للذبح.

أما النظام النباتي الصارم Vegan Diet فيخلو من أي منتجات حيوانية.

النظام الغذائي الأميركي النموذجي

يرتبط النظام الغذائي الأميركي النموذجي Typical American Diet بمعدلات أعلى من السمنة والأمراض المزمنة. ويتكون هذا النظام من نحو 50 في المائة من الكربوهيدرات و15 في المائة من البروتين و35 في المائة من الدهون. والنظام الغذائي الأميركي القياسي أو الغربي يحتوي على المزيد من اللحوم الحمراء أو اللحوم المصنعة.

ورغم تناول الفئران نفس الأنظمة الغذائية لكن نتائجها أظهرت اختلافات كبيرة في إجمالي الدهون في الجسم وتنظيم السكر في الدم وتخزين الدهون. وخلص الباحثون إلى أن هذه الاختلافات كانت ناجمة إلى حد كبير عن الخلفيات الوراثية للفئران بدلاً من الأنظمة الغذائية نفسها.

تأثير الجينات على الأيض

أثرت التغيرات الوراثية على امتصاص الغلوكوز في الأنسجة الدهنية الحشوية والعضلات الهيكلية وهما عاملان حاسمان في الصحة الأيضية، وأظهرت الفئران ذات الملفات الوراثية المختلفة نتائج مختلفة جذرياً ما يشير إلى أن النظام الغذائي وحده ليس حلاً عالمياً لإدارة الصحة. وتؤكد الدراسة على إمكانية دمج الاختبارات الجينية في تخطيط الأنظمة الغذائية لإنشاء استراتيجيات تغذية مخصصة.

وقد لعبت الجينات دوراً أكبر في تحديد النتائج مثل وزن الجسم ومؤشر كتلة الدهون (هو مؤشر بسيط لمدى كمية الدهون الموجودة لدى الشخص نسبة إلى الطول) ومستويات السكر في الدم وملفات الدهون Lipid profiles (هي مجموعة من اختبارات الدم المستخدمة للعثور على أي خلل في تركيزات الدهون في الدم مثل الكولسترول والدهون الثلاثية). وقد ارتبطت الاختلافات في امتصاص الغلوكوز وتوزيع الدهون بالاختلافات الجينية وليس فقط النظام الغذائي. وقالت الدكتورة هيذر فيريس بقسم الغدد الصماء والتمثيل الغذائي في كلية الطب بجامعة فيرجينيا والمشاركة بالدراسة: غالباً ما يتساءل الناس عن سبب عدم تحقيقهم لنتائج مماثلة للآخرين رغم اتباعهم لنفس الحمية فإن هذه الدراسة تُظهر أن الجينات قد تكون السبب الرئيس.

آثار التغذية المخصصة

يتخيل مؤلفو الدراسة مستقبلاً تكون فيه التوصيات الغذائية مصممة خصيصاً وفقاً للملف الجيني والغذائي لكل فرد. ورغم توفر اختبارات جينية تجارية توصي بأنظمة غذائية فإنها تفتقر إلى موافقة إدارة الغذاء والدواء الأميركية (FDA) ولا تأخذ في الاعتبار الحالة الغذائية الحالية. لذا يسعى الباحثون إلى تمهيد الطريق لتطوير أدوات سريرية تدمج البيانات الجينية مع مستويات العناصر الغذائية فقد يؤدي ذلك إلى ثورة في الوقاية من حالات مثل السمنة والسكري وإدارتها. وقالت جوردان ريد المؤلفة الرئيسة للدراسة من قسم الهندسة الطبية الحيوية من جامعة فرجينيا يمكن أن توجه هذه النتائج أبحاثاً مستقبلية تركز على الخلفيات الجينية المتنوعة لتصميم تدخلات غذائية فعالة ومخصصة.

نظرة مستقبلية

يأمل فريق البحث في جامعة فرجينيا في تحفيز المزيد من الأبحاث في مجال التغذية المخصصة بهدف الانتقال من الإرشادات الغذائية العامة إلى نهج أكثر تخصيصاً كما تتوقع الدكتورة فيريس مستقبلاً يتمكن فيه مقدمو الرعاية الصحية من استخدام الاختبارات الجينية والغذائية لتوصية أنظمة غذائية مصممة خصيصاً لتحسين النتائج الصحية للأفراد.


مقالات ذات صلة

علماء صينيون يكتشفون 64 جيناً مرتبطاً بشيخوخة الدماغ

علوم علماء صينيون يكتشفون 64 جيناً مرتبطاً بشيخوخة الدماغ

علماء صينيون يكتشفون 64 جيناً مرتبطاً بشيخوخة الدماغ

«فجوة عمر الدماغ»، مقياس لتقدير «عمر الدماغ» الفعلي وليس الزمني.

د. وفا جاسم الرجب (لندن)
علوم صلة وراثية بين تدخين الأم وأثره على الأبناء الذكور مدى الحياة

صلة وراثية بين تدخين الأم وأثره على الأبناء الذكور مدى الحياة

في أول تحليل جيني واسع النطاق

د. وفا جاسم الرجب (لندن)
صحتك الطريقة الجديدة تستخدم تقنية حقن «النانو» لإدخال مواد جينية مستهدفة في بيض البعوض مما يعطل قدرته على حمل الأمراض (رويترز)

علماء يطوّرون طريقة رائدة للقضاء على أمراض قاتلة محتملة

طوّر علماء تقنيةً ثوريةً لتعديل الجينات تهدف إلى منع البعوض من نقل الأمراض القاتلة مثل الملاريا، التي تقتل نحو 600 ألف شخص سنوياً، معظمهم أطفال دون الخامسة.

«الشرق الأوسط» (بيروت)
علوم قاعدة بيانات ثورية لفك رموز وظائف الجينات البشرية

قاعدة بيانات ثورية لفك رموز وظائف الجينات البشرية

تقدم فرضيات لنحو 18 في المائة من الجينات البشرية «غير الموصوفة».

د. وفا جاسم الرجب (لندن)
صحتك مكملات «الميلاتونين» تساعد على تحسين جودة النوم (جامعة فيرمونت)

مكمل غذائي لتقليل أضرار العمل الليلي

وجدت دراسة كندية أن تناول مكملات «الميلاتونين» قد يساعد في تعويض التلف الذي يُصيب الحمض النووي (DNA) نتيجة نوبات العمل الليلي.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)

واجهات تفاعل الدماغ والكمبيوتر تواجه اختباراً حاسماً

واجهات تفاعل الدماغ والكمبيوتر تواجه اختباراً حاسماً
TT

واجهات تفاعل الدماغ والكمبيوتر تواجه اختباراً حاسماً

واجهات تفاعل الدماغ والكمبيوتر تواجه اختباراً حاسماً

تعمل كل من شركات «نيورالينك» و«سينكرون» و«نيوراكل» على توسيع نطاق التجارب السريرية، وتحاول جاهدة الوصول إلى منتجات فعلية، كما كتب أنطونيو ريغالادو، محرر العلوم البيولوجية الطبية في مجلة «تكنولوجي ريفيو» الأميركية.

واجهة الكمبيوتر ــ الدماغ

تحاول شركات التكنولوجيا دائماً تجربة طرق جديدة لتفاعل الأشخاص مع أجهزة الكمبيوتر – مثل الجهود المعروفة كنظارات «غوغل»، وساعة «أبل»، و«أليكسا» من «أمازون». ولكن الخيار الأكثر تطرفاً لم يُجربه سوى أقل من 100 شخص على وجه الأرض - أولئك الذين عاشوا لأشهر أو سنوات مع واجهات الدماغ والكمبيوتر المزروعة Brain-computer interface، أو ما يُعرف اختصاراً بـ«BCI».

إن واجهات الدماغ والكمبيوتر المزروعة عبارة عن أقطاب كهربائية توضع في أدمغة الأشخاص المصابين بالشلل؛ حتى يتمكنوا من استخدام حركات متخيلة لإرسال أوامر من خلاياهم العصبية عبر سلك، أو عبر الراديو إلى جهاز كمبيوتر. وبهذه الطريقة، يمكنهم التحكم في مؤشر الكمبيوتر أو، في حالات قليلة، توليد الكلام.

وقد خطا هذا المجال في الآونة الأخيرة بعض الخطوات نحو التطبيقات العملية الحقيقية. وتُدار حالياً نحو 25 تجربة سريرية لغرسات واجهات الدماغ والكمبيوتر.

يأتي هذا الانطباع بالتقدم المحرَز بفضل مجموعة صغيرة من الشركات التي تعمل بنشاط على تجنيد متطوعين لتجربة واجهات الدماغ والكمبيوتر في التجارب السريرية. وهي شركة «نيورالينك»، المدعومة من أغنى شخص في العالم، إيلون ماسك؛ وشركة «سينكرون» ومقرها نيويورك؛ وشركة «نيوراكل نيوروساينس» الصينية.

غرسات دماغية

وتُجرب كل شركة منها الواجهات بهدف نهائي يتمثل في الحصول على أولى واجهات الدماغ والكمبيوتر المزروعة المعتمدة للتسويق في هذا المجال.

تقول الدكتورة ميشيل باتريك كروغر، عالمة الأبحاث التي أجرت مسحاً مفصلاً لتجارب واجهات الدماغ والكمبيوتر مع مهندس الأعصاب خوسيه لويس كونتريراس فيدال في جامعة هيوستن: «إنني أسميها عصر الانتقال، ففي العامين الماضيين كانت هناك استثمارات خاصة كبيرة، وهذا يخلق الحماس ويسمح للشركات بالتسريع».

يُعدٌّ هذا تغييراً كبيراً، حيث كانت واجهات الدماغ والكمبيوتر لسنوات أشبه بخدعة في مجال علم الأعصاب، حيث كانت تولد الكثير من العناوين الرئيسية، لكنها لا توفر سوى القليل من المساعدة الفعلية للمرضى.

وتضيف ميشيل باتريك كروغر أن المرة الأولى التي تحكم فيها شخص بمؤشر كمبيوتر من خلال غرسة دماغية كانت في عام 1998. وأعقب ذلك سلسلة من الاختبارات المتتابعة البطيئة التي كان الباحثون الجامعيون يعثرون فيها على متطوع واحد ويثبّتون له جهازاً مزروعاً ويجرون دراسات على مدى أشهر أو سنوات.

وتشير أيضاً الى أنها تمكنت على مدار 26 عاماً من توثيق ما مجموعه 71 مريضاً استطاعوا التحكم في الكمبيوتر مباشرة بواسطة خلاياهم العصبية.

وقد أثبتت هذه الدراسات أن الناس يستطيعون استخدام خلاياهم العصبية للمشاركة في لعبة، وتحريك ذراع روبوت، وحتى التحدث من خلال الكمبيوتر. لكن مثل هذه العروض لا تساعد عملياً الأشخاص الذين يعانون الشلل الشديد بما يكفي للاستفادة من الكمبيوتر المتحكم به عن طريق الدماغ؛ لأن هذه الغرسات ليست متاحة على نطاق واسع حتى الآن.

تجارب متقدمة

من جهته، يقول كونتريراس فيدال: «إن نجاح هذه التقنية أمر ضروري، غير أن كيفية تطبيقها عملياً هو أمر مختلف تماماً. كذلك، وراء أي أنباء عظيمة ربما تكون هناك مشاكل تقنية لا بد من معالجتها. وتشمل هذه المشاكل تساؤلات حول مدة بقاء الغرسة الواحدة، ومدى التحكم الذي توفره للمرضى».

تحاول التجارب الكبيرة من ثلاث شركات الآن حلّ هذه التساؤلات ووضع الأساس لمنتج حقيقي.

تستخدم إحدى الشركات، وهي شركة «سينكرون»، دعامة مزودة بأقطاب كهربائية يتم إدخالها في أحد الأوعية الدموية في الدماغ عبر وريد في العنق. قامت شركة «سينكرون» بزرع دعامة «ستينترود» «stentrode»: ( Stent-electrode recording array) ، وهي مصفوفة تسجيل دعامات الأقطاب الخاصة بها في 10 متطوعين، منهم 6 في الولايات المتحدة، و4 في أستراليا، وهو أكبر عدد من المتطوعين الذين تم الإبلاغ عنهم في وقت واحد من قبل أي مجموعة من مجموعات واجهة الدماغ والكمبيوتر.

تجمع دعامة «ستينترود» إشارات دماغية محدودة؛ لذا فهي لا تمنح المستخدمين سوى نوع أساسي من إشارات التحكم في التشغيل/إيقاف التشغيل، أو ما تسميه شركة سينكرون «المفتاح». وهذا لن يسمح لشخص مشلول باستخدام برنامج فوتوشوب مثلاً، لكنه يكفي للتنقل بين قوائم البرامج، أو الاختيار من بين الرسائل المكتوبة مسبقاً.

يقول توم أوكسلي، الرئيس التنفيذي لشركة «سينكرون»، إن ميزة دعامة «ستينترود» هي أنها «بسيطة قدر الإمكان». وهو يعتقد أن ذلك سيجعل واجهة الدماغ والكمبيوتر التي ابتكرها «قابلة للتطوير» لعدد أكبر من الأشخاص، خصوصاً وأن تركيبها لا ينطوي على جراحة في الدماغ.

قد تكون شركة «سينكرون» متقدمة، لكنها لا تزال في مرحلة استكشافية. ولم يتم بعد تحديد موعد لإجراء دراسة «محورية»، من النوع المستخدم لإقناع الجهات التنظيمية بالسماح ببيع نسخة معينة من الجهاز. لذلك؛ لا يوجد جدول زمني للمنتج.

وفي الأثناء ذاتها، كشفت شركة «نيورالينك» عن أن ثلاثة متطوعين تلقوا غرستها، المسماة «إن 1» N1، التي تتكون من خيوط أقطاب كهربائية دقيقة عدة يتم غرسها مباشرة في الدماغ من خلال ثقب محفور في الجمجمة.

ويعني وجود المزيد من الأقطاب الكهربائية التقاط المزيد من النشاط العصبي. وقد أظهر نولاند آربو، المتطوع الأول في شركة «نيورالينك»، كيف يمكنه توجيه المؤشر حول شاشة ثنائية الأبعاد والنقر؛ ما يتيح له لعب ألعاب الفيديو مثل لعبة «Civilization» أو لعبة الشطرنج على الإنترنت.

وأخيراً، تقول شركة «نيوراكل» إنها تباشر تجربتين في الصين وواحدة أخرى في الولايات المتحدة. وتتكون عملية الزرع الخاصة بها من رقعة من الأقطاب الكهربائية توضع فوق الدماغ. وقالت الشركة في تقرير لها إن متطوعاً مصاباً بالشلل يستخدم النظام لتحفيز الأقطاب الكهربائية في ذراعه؛ ما يؤدي إلى إغلاق يده على شكل القبضة.

لكن التفاصيل لا تزال شحيحة. ولم يُصرح أحد المسؤولين التنفيذيين في شركة «نيوراكل» بشيء سوى أن «الكثير» من الأشخاص قد تلقوا غرستها.

ونظراً لأن عدد مرضى شركة «نيوراكل» ليس علنياً؛ لم يتم إدراجها في إحصاء ميشيل باتريك كروغر. في الواقع، لا توجد معلومات على الإطلاق في الأدبيات الطبية عن نحو ربع المتطوعين الذين خضعوا لعمليات زرع الدماغ حتى الآن؛ لذلك أحصتهم باستخدام البيانات الصحافية أو عن طريق إرسال البريد الإلكتروني إلى فرق البحث.

وقد أسفر المسح الذي أجرته لواجهة الدماغ والكمبيوتر (BCI) عن رؤى أخرى. فوفقاً لبياناتها، استمرت عمليات الزرع لمدة تصل إلى 15 عاماً، وكان أكثر من نصف المرضى في الولايات المتحدة، ونحو 75 في المائة من متلقي واجهة الدماغ والكمبيوتر، كانوا من الذكور.

ومع ذلك، لا يمكن للبيانات أن تجيب عن السؤال الأهم: وهو ما إذا كانت واجهات الدماغ والكمبيوتر المزروعة سوف تتحول من مجرد عروض توضيحية متطورة إلى منتجات رائدة، من النوع الذي يفيد الكثير من الناس.

وتقول الدكتورة باتريك كروغر: «خلال السنوات الخمس إلى العشر المقبلة، إما أن تُترجم واجهات الدماغ والكمبيوتر إلى منتج حقيقي، أو سوف تبقى رهن مجال الأبحاث. أشعر بثقة كبيرة بأنه سوف يكون هناك إنجاز معتبر.