نموذج رياضي لتوقّع نسبة البوتاسيوم في الجسم

عدم تنظيمه يؤدي إلى عواقب وخيمة ومميتة

الموز أحد المصادر المهمة للبوتاسيوم (Public Domain)

قد يكون وجود مستويات عالية جداً أو منخفضة جداً من البوتاسيوم في الجسم قاتلاً. يلقي نموذج رياضي جديد، أعده باحثون من جامعة واترلو الكندية، ونُشر في العدد الأخير من مجلة «بلوس كومبيوتشنال بيولوجي»، الضوء على الطرق الغامضة التي ينظم بها الجسم هذا العنصر المهم.
والبوتاسيوم معدن شائع وفير في الأطعمة، مثل الموز والخضراوات الورقية، وهو ضروري للوظيفة الخلوية الطبيعية، ويساعد عضلة القلب على العمل بشكل صحيح، كما يساعد في نقل الإشارات الكهربائية داخل الخلايا.
وباستخدام البيانات البيولوجية الموجودة، بنى الباحثون نموذجاً رياضياً يحاكي كيفية تنظيم جسم الشخص العادي البوتاسيوم، سواء في أوقات نضوبه أو خلال تناوله. ونظراً إلى أن كثيراً من الأطعمة تحتوي على كمية وفيرة منه، فإن أجسامنا تخزنه وتنشره وتتخلص منه باستمرار، للحفاظ على مستويات صحية، وهي عملية تُعرف باسم «الحفاظ على توازن البوتاسيوم». ويُعَد فهم توازنه أمراً ضرورياً للمساعدة في تشخيص مصدر المشكلة، عندما يحدث خطأ ما، على سبيل المثال: عندما يؤدي مرض الكلى أو الدواء إلى خلل في التنظيم.
وتقول ميليسا، الباحثة في الرياضيات التطبيقية، والمؤلفة الرئيسية للدراسة، في تقرير نشره، الاثنين، الموقع الإلكتروني للجامعة: «يمكن أن يؤدي عدم تنظيم البوتاسيوم إلى عواقب وخيمة ومميتة، ويمكن استخدام النموذج في تجربة افتراضية للمريض، ما يسمح للباحثين بالتنبؤ بأي منهم سيكون مصاباً بفرط بوتاسيوم الدم أو نقصه، بناء على عناصر تحكُّم مختلفة».
وتوضح أنيتا لايتون، أستاذة الرياضيات التطبيقية، والباحثة المشاركة في الدراسة، أن «كثيراً من النماذج عبارة عن أجزاء من صورة أكبر، وهذا النموذج هو قطعة جديدة ومثيرة في مساعدتنا على فهم كيفية عمل أنظمتنا الداخلية المعقدة بشكل لا يصدق».
وتضيف: «هذا النموذج مثير بشكل خاص؛ لأنه يسمح للعلماء باختبار شيء يسمى (فرضية إشارة الحديث المتبادل بين العضلات والكلية)؛ حيث افترض العلماء أن عضلات الهيكل العظمي المسؤولة عن معظم تخزين البوتاسيوم في الجسم، يمكن أن ترسل إشارات مباشرة إلى الكلى بأن الوقت قد حان لإفراز الفائض، عند تخزين كثير من البوتاسيوم، والعكس صحيح».
وعندما اختبر باحثو الرياضيات الفرضية في نموذجهم، عكست بشكل أكثر دقة البيانات البيولوجية الموجودة فيما يتعلق بتوازن البوتاسيوم، ما يشير إلى أن الحديث المتقاطع بين العضلات والكلية، قد يكون جزءاً أساسياً في لغز تنظيم البوتاسيوم.
ومن جانبه، يثني عادل بدوي، باحث التغذية بمركز البحوث الزراعية المصرية، على هذه الأداة، كونها تلفت الانتباه لعنصر غذائي لا يحظى بالاهتمام الكافي، على الرغم من أهميته.
ويقول بدوي لـ«الشرق الأوسط»: «يحتاج الشخص البالغ إلى ما يقرب من 2500 ملّغرام من البوتاسيوم التي يمكن تغطيها من مصادر غذائية كثيرة، من بينها الموز والطماطم والفاصوليا والسمك والبطاطا».
ويحذر بدوي من الإفراط في شرب القهوة وتناول المأكولات المالحة، والذي قد يؤثر على كمية البوتاسيوم بالجسم، كما أن بعض الأدوية تؤثر أيضاً على كميته.
ويضيف: «وجود نموذج يتنبأ بالمشكلة قبل حدوثها أمر يستحق التقدير، لأهمية هذا العنصر الغذائي الذي يؤدي عدم تنظيمه في الجسم إلى عواقب قد تكون مميتة».