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

احذروا الإفراط في الوقوف خلال العمل

يوميات الشرق تحتاج بعض المهن إلى الوقوف فترات طويلة (معهد الصحة العامة الوبائية في تكساس)

احذروا الإفراط في الوقوف خلال العمل

السلوكيات التي يغلب عليها النشاط في أثناء ساعات العمل قد تكون أكثر صلة بقياسات ضغط الدم على مدار 24 ساعة، مقارنةً بالنشاط البدني الترفيهي.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق من المهم مراقبة مسارات تطوّر تنظيم المشاعر لدى الأطفال (جامعة واشنطن)

نوبات غضب الأطفال تكشف اضطراب فرط الحركة

الأطفال في سنّ ما قبل المدرسة الذين يواجهون صعوبة في التحكُّم بمشاعرهم وسلوكهم عبر نوبات غضب، قد يظهرون أعراضاً أكبر لاضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
صحتك أشارت دراسة أميركية جديدة إلى أن النساء المصابات ببطانة الرحم المهاجرة أو بأورام ليفية في الرحم ربما أكثر عرضة للوفاة المبكرة (متداولة)

دراسة: بطانة الرحم المهاجرة والأورام الليفية قد تزيد خطر الوفاة المبكرة

تشير دراسة أميركية موسعة إلى أن النساء المصابات ببطانة الرحم المهاجرة أو بأورام ليفية في الرحم ربما أكثر عرضة للوفاة المبكرة.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
يوميات الشرق المحتوى السلبي على الإنترنت يزيد تدهور الحالة النفسية (جامعة كولومبيا)

المحتوى السلبي على الإنترنت يزيد الاضطرابات النفسية

كشفت دراسة بريطانية أن الأفراد الذين يعانون تدهور صحتهم النفسية يميلون إلى تصفح محتوى سلبي عبر الإنترنت، مما يؤدي إلى تفاقم معاناتهم.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
يوميات الشرق كاميلا ملكة بريطانيا تحصل على الدكتوراه الفخرية في الأدب بحضور الأميرة آن (رويترز)

قدمتها لها الأميرة آن... الملكة كاميلا تحصل على دكتوراه فخرية في الأدب

حصلت الملكة البريطانية كاميلا، زوجة الملك تشارلز، على الدكتوراه الفخرية؛ تقديراً لـ«مهمتها الشخصية» في تعزيز محو الأمية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

سلوفينية تبلغ 12 عاماً تُنقذ مشروعاً لإعادة «الزيز» إلى بريطانيا

أحدثت الفارق وغيَّرت النتيجة (صندوق استعادة الأنواع)
أحدثت الفارق وغيَّرت النتيجة (صندوق استعادة الأنواع)
TT

سلوفينية تبلغ 12 عاماً تُنقذ مشروعاً لإعادة «الزيز» إلى بريطانيا

أحدثت الفارق وغيَّرت النتيجة (صندوق استعادة الأنواع)
أحدثت الفارق وغيَّرت النتيجة (صندوق استعادة الأنواع)

عندما سافر علماء بيئة بريطانيون إلى سلوفينيا هذا الصيف على أمل التقاط ما يكفي من صراصير «الزيز» المغرِّدة لإعادة إدخال هذا النوع إلى غابة «نيو فورست» في بريطانيا، كانت تلك الحشرات صعبة المنال تطير بسرعة كبيرة على ارتفاع بين الأشجار. لكنَّ فتاة تبلغ 12 عاماً قدَّمت عرضاً لا يُفوَّت.

وذكرت «الغارديان» أنّ كريستينا كيندا، ابنة الموظّف في شركة «إير بي إن بي»؛ الموقع الذي يتيح للأشخاص تأجير واستئجار أماكن السكن، والذي وفَّر الإقامة لمدير مشروع «صندوق استعادة الأنواع» دوم برايس، ومسؤول الحفاظ على البيئة هولي ستانوورث، هذا الصيف؛ اقترحت أن تضع شِباكاً لالتقاط ما يكفي من صراصير «الزيز» لإعادتها إلى بريطانيا.

قالت: «سعيدة للمساعدة في هذا المشروع. أحبّ الطبيعة والحيوانات البرّية. الصراصير جزء من الصيف في سلوفينيا، وسيكون جيّداً أن أساعد في جَعْلها جزءاً من الصيف في إنجلترا أيضاً».

كان صرصار «نيو فورست» الأسود والبرتقالي هو النوع الوحيد من الصراصير الذي وُجِد في بريطانيا. في الصيف، يصدح الذكور بأغنية عالية النغمات لجذب الإناث التي تضع بيضها في الأشجار. وعندما يفقس الصغار، تسقط إلى أرض الغابة وتحفر في التربة، حيث تنمو ببطء تحت الأرض لمدّة 6 إلى 8 سنوات قبل ظهورها على شكل كائنات بالغة.

صرصار «نيو فورست» الأسود والبرتقالي (صندوق استعادة الأنواع)

اختفى هذا النوع من الحشرات من غابة «نيو فورست»، فبدأ «صندوق استعادة الأنواع» مشروعاً بقيمة 28 ألف جنيه إسترليني لإعادته.

نصَّت الخطة على جمع 5 ذكور و5 إناث من متنزه «إيدريا جيوبارك» في سلوفينيا بتصريح رسمي، وإدخالها في حضانة صراصير «الزيز» التي تضمّ نباتات محاطة في أوعية أنشأها موظّفو حديقة الحيوانات في متنزه «بولتون بارك» القريب من الغابة.

ورغم عدم تمكُّن برايس وستانوورث من التقاط صراصير «الزيز» البالغة، فقد عثرا على مئات أكوام الطين الصغيرة التي صنعها صغار «الزيز» وهي تخرج من الأرض بالقرب من مكان إقامتهما، وتوصّلا إلى أنه إذا كانا يستطيعان نصب خيمة شبكية على المنطقة قبل ظهور صراصير «الزيز» في العام المقبل، فيمكنهما إذن التقاط ما يكفي منها لإعادتها إلى بريطانيا. لكنهما أخفقا في ترك الشِّباك طوال فصل الشتاء؛ إذ كانت عرضة للتلف، كما أنهما لم يتمكنا من تحمُّل تكلفة رحلة إضافية إلى سلوفينيا.

لذلك، عرضت كريستينا، ابنة مضيفيهما كاتارينا وميتشا، تولّي مهمّة نصب الشِّباك في الربيع والتأكد من تأمينها. كما وافقت على مراقبة المنطقة خلال الشتاء لرصد أي علامات على النشاط.

قال برايس: «ممتنون لها ولعائلتها. قد يكون المشروع مستحيلاً لولا دعمهم الكبير. إذا نجحت هذه الطريقة، فيمكننا إعادة أحد الأنواع الخاصة في بريطانيا، وهو الصرصار الوحيد لدينا وأيقونة غابة (نيو فورست) التي يمكن للسكان والزوار الاستمتاع بها إلى الأبد».

يأمل الفريق جمع شحنته الثمينة من الصراصير الحية. الخطة هي أن تضع تلك البالغة بيضها على النباتات في الأوعية، بحيث يحفر الصغار في تربتها، ثم تُزرع النباتات والتربة في مواقع سرّية في غابة «نيو فورست»، وتُراقب، على أمل أن يظهر عدد كافٍ من النسل لإعادة إحياء هذا النوع من الحشرات.

سيستغرق الأمر 6 سنوات لمعرفة ما إذا كانت الصغار تعيش تحت الأرض لتصبح أول جيل جديد من صراصير «نيو فورست» في بريطانيا.