نموذج رياضي لتوقّع نسبة البوتاسيوم في الجسم

عدم تنظيمه يؤدي إلى عواقب وخيمة ومميتة

الموز أحد المصادر المهمة للبوتاسيوم (Public Domain)
الموز أحد المصادر المهمة للبوتاسيوم (Public Domain)
TT

نموذج رياضي لتوقّع نسبة البوتاسيوم في الجسم

الموز أحد المصادر المهمة للبوتاسيوم (Public Domain)
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».


مقالات ذات صلة

تأثيرات الولادة المبكرة تستمر مع الأطفال حتى البلوغ

يوميات الشرق الولادة المبكرة تؤثر بشكل كبير في صحة الأطفال (جامعة أولو)

تأثيرات الولادة المبكرة تستمر مع الأطفال حتى البلوغ

كشفت دراسة كندية أن تأثيرات الولادة المبكرة لا تقتصر على مرحلة الطفولة، بل تمتد لتؤثر بشكل ملحوظ في حياة الأفراد حتى مرحلة البلوغ.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق تستخدم الروبوتات المتنقلة منطق الذكاء الاصطناعي لأداء مهام البحث الاستكشافي في مجال الكيمياء (جامعة ليفربول)

روبوتات ذكية تتفوق على البشر في مختبرات الدواء

طوّر باحثون من جامعة ليفربول الإنجليزية روبوتات متنقلة قادرة على الحركة تعمل بالذكاء الاصطناعي ويمكنها إجراء أبحاث التركيب الكيميائي وصناعة الدواء بكفاءة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
تكنولوجيا بحسب الدراسة أظهرت نماذج الذكاء الاصطناعي أنها لا تتعلم بالفعل الحقائق الكامنة عن العالم (أدوبي)

دراسة جديدة: نماذج الذكاء الاصطناعي اللغوية تفتقر لفهم حقيقي للعالم

تشير دراسة حديثة إلى أن نماذج اللغة الكبيرة تفتقر إلى فهم حقيقي للعالم، إذ تتفوق في مهام ثابتة، لكنها تتعثر مع تغييرات بسيطة، ما يثير تساؤلات حول جدواها.

نسيم رمضان (لندن)
صحتك الاستهلاك المفرط للأطعمة فائقة المعالجة يرتبط بتسارع كبير في الشيخوخة البيولوجية (جامعة ولاية بنسلفانيا)

الاستهلاك المفرط للزبادي بالفواكه قد يسرّع الشيخوخة

أظهرت دراسة جديدة أجراها فريق من الباحثين الإيطاليين أن الاستهلاك المفرط للأطعمة فائقة المعالجة يرتبط بتسريع الشيخوخة البيولوجية لدى البشر.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
صحتك الأحماض الدهنية توجد بشكل طبيعي في عدة مصادر غذائية (الجمعية البريطانية للتغذية)

أحماض تساعد على الوقاية من 19 نوعاً من السرطان

كشفت دراسة أجرتها جامعة جورجيا الأميركية عن أن الأحماض الدهنية «أوميغا-3» و«أوميغا-6» قد تلعب دوراً في الوقاية من 19 نوعاً مختلفاً من السرطان.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)

تأثيرات الولادة المبكرة تستمر مع الأطفال حتى البلوغ

الولادة المبكرة تؤثر بشكل كبير في صحة الأطفال (جامعة أولو)
الولادة المبكرة تؤثر بشكل كبير في صحة الأطفال (جامعة أولو)
TT

تأثيرات الولادة المبكرة تستمر مع الأطفال حتى البلوغ

الولادة المبكرة تؤثر بشكل كبير في صحة الأطفال (جامعة أولو)
الولادة المبكرة تؤثر بشكل كبير في صحة الأطفال (جامعة أولو)

كشفت دراسة كندية أن تأثيرات الولادة المبكرة لا تقتصر على مرحلة الطفولة، بل تمتد لتؤثر بشكل ملحوظ في حياة الأفراد حتى مرحلة البلوغ.

وأوضح الباحثون في مستشفى «سِك كيدز» في تورنتو أن الأفراد الذين وُلدوا قبل الأسبوع السابع والثلاثين من الحمل يعانون، في المتوسط، من انخفاض في الدخل الوظيفي وفرص الالتحاق بالجامعة ومستوى التحصيل التعليمي، وذلك حتى سن الثامنة والعشرين، ونُشرت النتائج، الثلاثاء، في دورية «بلوس وان».

ووفق الباحثين، تؤثر الولادة المبكرة، التي تحدث قبل الأسبوع الـ37 من الحمل، بشكل كبير على صحة الأطفال، حيث قد يواجهون مشكلات صحية متعددة، منها تأخر النمو، وصعوبات التنفس، ومشكلات الجهاز الهضمي، بالإضافة إلى تأخر التطور العقلي والبدني. ويكون هؤلاء الأطفال عُرضة أكبر للإصابة بالالتهابات ومضاعفات صحية مزمنة.

واستندت الدراسة إلى تحليل بيانات 2.4 مليون شخص وُلدوا في كندا بين عامي 1990 و1996، مع تتبع حالتهم الاقتصادية والتعليمية حتى عام 2018.

ورغم أن الولادة المبكرة تؤثر في نحو 10 في المائة من الولادات عالمياً وتُعد سبباً رئيسياً لوفيات الأطفال، فإن هذه الدراسة من الدراسات القليلة التي تتبَّعت التأثيرات الاجتماعية والاقتصادية طويلة الأمد للولادة المبكرة.

وأظهرت النتائج أن متوسط الدخل السنوي للأفراد الذين وُلدوا مبكراً كان أقل بمقدار 958 دولاراً كندياً، مما يعكس انخفاضاً بنسبة 6 في المائة مقارنةً بأقرانهم المولودين بتمام فترة الحمل. كما تقلّصت فرصهم الوظيفية بنسبة 2.13 في المائة، وانخفضت معدلات الالتحاق بالجامعة بنسبة 17 في المائة، ونسبة الحصول على الشهادة الجامعية بنسبة 16 في المائة.

وكانت الآثار السلبية أكثر وضوحاً لدى الأفراد الذين وُلدوا في الفترة الأشد تبكيراً، بين 24 و27 أسبوعاً، حيث انخفض دخلهم السنوي بمقدار 5463 دولاراً كندياً، أي بنسبة 17 في المائة، وتراجعت نسبة التحاقهم بالجامعة والحصول على الشهادات الجامعية بنحو 45 في المائة.

وأشار فريق البحث إلى أن هذه النتائج تُبرز أن التأثيرات الاجتماعية والاقتصادية للولادة المبكرة قد تكون أشد ضرراً من التأثيرات الصحية القصيرة الأمد؛ مما يستدعي تقديم دعم مستمر لهذه الفئة في مجالات التعليم والتدريب المهني والرعاية النفسية لتخفيف هذه الآثار.

كما دعا الباحثون صانعي السياسات والمجتمع إلى إدراك أن تأثيرات الولادة المبكرة تمتد إلى مرحلة البلوغ، مشددين على ضرورة توفير دعم مستدام لضمان تكافؤ الفرص ونجاح الأفراد الذين وُلدوا مبكراً في تحقيق الازدهار والنجاح في حياتهم.