التكنولوجيا الحيوية

المقارنه comparative genomicsتستخدم لوصف الجينوم بتفصيل .ويستخدم مصطلح transcriptomicsلوصف الطريقة التي من خلالها الحامض الاميني الرسول mRNAومن ثم التعبير الجيني يتم تحليله في عينه بيولوجية تحت ظروف معينه .ويأخذ proteomicsهذا التحليل ويهدف الي وصف كل البروتينات في عينه بيولوجية عند المستوي الوظيفي .بينما تستخدم metabolomicsلوصف التحليل الكمي لجميع نواتج التمثيل الغذائي في نظام بيولوجي مثل الخلية والنسيج والسوائل البيولوجية )دم ،بلازما واللعاب( ومن جهة أخري تستهدف nutrigenomicsاظهار العلاقة بين التغذية والجينوم وتزويدنا بالأساس العلمي من اجل الصحة العامة المحسنه من خلال الوسائل الغذائيه .ومن المعروف ان التأثيرات المتداخلة بين الجينوم والوجبة الغذائية مهمة في تحديد خطورة معظم الأمراض الشائعة المعتمدة التي من ضمنها مرض periodontalوأقل خطورة لسرطان الصدر والبروستاتا في مناطق مثل قارة اسيا سببها الاستهلاك العالي لفول الصويا والايزوفلافون .isoflavone واظهرت البيانات المستخلصة حديثا التي قارنت بين السكان الاوربيون بسكان قارة اسيا ان خطورة سرطان البروستاتا قلت بنسبة %٣٠في الرجال المستهلكين لوجبات الصويا .بالاضافة الي ذلك لوحظ ان المأكول العالي للأغذية الغنية في الصويا قللت سرطان الصدر بنسبة %١٥في النساء قبل سن اليأس .ولقد اظهرت احدي الدراسات اهمية التباين داخل الأفراد في الخلفية الجينية للعشيرة لتقييم التأثير البيولوجي للأيزفلافون ولقد اختبر دراسة بحثية التأثيرات المتداخلة بين المأكول من الايزفلافون والتعدد المظهري داخل جين مستقبل الاستيورجين وخطورة سرطان البروستاتا وذلك علي ٢٠٠٠رجل سويدي ،وأظهرت الدراسة ان الزيجوتات المتماثلة أو المختلفة للأفراد لكل نيكليوتيد متعدد المظهر في جين مستقبل الاستيروجين وكذلك الافراد المستهلكين كميات أعلي للأستيروجين العديد الايزوفلافون قللت سرطان البروستاتا بنسبة %٢٧ ،%٥٧علي الترتيب .ولم يلاحظ اي ارتباط بين وجبة الصويا وخطورة السرطان.

ولقد ساعدت التغذية الوراثية nutrigenomicsفي توضيح التأثيرات المتداخلة للمرض/الوجبة الغذائيه وذلك من خلال دراسة بحثية متعلقة بخطورة سرطان القولون حيث اظهرت التأثيرات المتداخلة فلأمينات الحلقية العديدة التي تنتج من طبخ اللحوم الحمراء وانزيمات ترانسفيريزن-استيل التي تقوم بتمثيل هذه المنتجات ولقد ادي حمل جين هذه الانزيمات الي زيادة معنوية في سرطان القولون للأشخاص اللذين تناولوا كميات عالية من اللحوم الحمراء المطهية جيدا ،وتعتبر تركيزات دهون البلازما عوامل الخطورة الأساسية لمرض القلب cardiovascularودرس بحثيا عامل النس خ peroxisome proliferator activated receptor alphaفي دراسات كثيرة .وهذ العامل ينشط بواسطة عدد من اللجند ligandsالخارجية والداخلية مثل الالياف والاحماض الدهنيه ومشتقاتها وفوق هذه ال ligandsينتقل عامل النسخ الي داخل النواه ويعدل نسخ الجين genetranscriptionويعبر جينيا عن عامل النسخ هذا بصفة اساسية في الأنسجة التي تنشط اكسدة الاحماض الدهنيه والتي من امثلتها انسجة الكبد والعضلات .كما يعبر عن هذاالعامل في العضلات الملساء .وخلايا الجهاز المناعي وتقوم الانسجة الليفية fibratesبتعديل تعبير بروتينات عديدة تستخدم في تمثيل الليبوبروتينات الغنية بالجلسريدات الثلاثية والليبوبروتينات العالية الكوليسترول ولقد أظهرت معاملة الأنسجة الليفية fibratesخفض كمية الجلسريدات الثلاثية بالبلازما ورفع كمية الليبوبروتينات العالية الكوليسترول مما أدي الي الوقاية من مرض القلب.

ولقد تم مطابقة تعدد الاشكال في جين عامل النسخ في عشائر عديدة مما أثر علي استجابة نسخة للمأكول من الأحماض الدهنيه .وفي العشائر التي يقل استهلاكها للاحماض الدهنيه العديدة غير المشبعة كان الافراد الحاملين للأشكال العديدة من جين عامل النسخ لهم مستويات اعلي للجلسريدات الثلاثية ببلازما الدم وهذه الدراسات القت الضوء علي أهمية فهم التاثيرات المتداخلة بين

١٥٢

النمط الجيني geneotypeوالوجبة الغذائية في تحديد وتقدير خطورة معظم الأمراض المعقدة

الشائعة.

النمط الثاني لمرض السكر فى المراحل العمرية :الدور المحتمل للتغذية الوراثية/الجينومية :

Type 2 Diabetes And Periodontal Disease: A Possible Role For

Nutrigenomics:

يعتبر النمط الثاني لمرض السكر صفة معقدة يتصف بقلة افراز هرمون الانسولين وانخفاض تأثير وعمل هذا الهرمون عند الانسجة المستهدفة ولقد اظهرت مشاهدات بعض الدراسات البحثية زيادة المرض المحيط بالسن في مرضي النمط الثاني لمرض السكر .وبالرغم من التقدم الحادث في هذه المنطقة البحثية عن طريق الدراسات الحديثة المرتبطة بالجينوم فإن عوامل المخاطرة الجينية ربما تكون مسئوله عن الحساسية بين المرض المحيط بالسن والنمط الثاني لمرض السكر وان عوامل المخاطرة الجينية هذه ربما تعدل بواسطة الوجبة الغذائية.

حتي يومنا هذا اجري عدد قليل من الدراسات لبحث العلاقة الجينية بين المرض المحيط بالسن والنمط الثاني من مرض السكر وبالنسبة لمرضي السكر الامريكيين من الأصول الافريقية لوحظ وجود ارتباط معنوي للنمط الجيني IL-IB-5IIمع المرض المحيط بالسن.

أجريت دراسات بحثية لامكانية استخدام ادوات التغذية الوراثية nutrigenomicsفي تقييم دور التغذية في المرض المحيط بالسن وفي هذه الدراسات بحث دور عنصر الزنك جين نقل الزنك

وخحطورة تطور النمط الثاني لمرض السكر.

الدراسات الحيثة المرتبطة بالجينيوم طابقت الموضع المتأثر بالجين للنمط الثاني لمرض السكر مشكلا نيكليوتيد واحد متعدد المظاهر citrs 13266634في جين ناقل الزنك بالخلية .وهذا الجين الناقل للزنك ربما يكون هاما في تخزين وتحرر الانسولين .ولقد اظهرت الدراسات ان النيكليوتيد المتعدد المظاهر صوحب بزيادة خطورة النمط الثاني لمرض السكر متضمنا الزنك في علم اسباب المرض disease etiologyولقد ازدادت خطورة مرض السكر للأفراد الحاملين للأليل Cالذي له تكرار بحوالي %٦٠في سكان المملكة المتحدة .وفي دراسات اخري لوحظ ان الأليل Cارتبط بخفض افراز الانسولين في الأفراد غير المصابين بمرض السكر .وفي نموذج خط الخلية المفرزة للأنسولين INS IEنبه التعبير الزائد ZnT8تراكم الزنك وافراز الانسولين عند التركيزات العالية للجلوكوز خارج الخلية .ومن ثم فان ZnT8الناقل للزنك يكون هاما لوظيفة الخلية بيتا beta cellالطبيعية حديثا ذكرت التقارير البحثية التأثير المتداخل الصغير للحامض النووي RNAلل ZnT8في نموذج خط الخلية بيتا للفئران نتج عنه انخفاض في نشاط نقل الزنك بنسبة %٢٠وان التعبير الزائد للمخاطرة الأعلي لل ZnT8قللت ايضا من نشاط نقل الزنك بنسبة %٢٠بالمقارنه مع التعبير المتنوع للخلايا Tباستخدام تكنيكيات التغذية الوراثية nutrigenomicsاستطعنا بحث كفاءة امدادات الزنك المعدلة بواسطة النمط الجيني SLC30A8لتحسين وظيفة الخلية بيتا في نموذج خط الخلية لمرض السكر .وباستخدام التأثير المتداخل للحامض النووي RNAخلقنا نموذج خط خلية بيتا المفرزة للأنسولين والذي قلل من مستويات Zn8 mRNAبنسبة %٦٠-٥٠شكل ) (١١وينتج عن Zn8 knockdownقلة افراز الانسولين بنسبة %٤٦شكل ) (١٢وهذه البييانات وضحت دور znT8في افراز هرمون الانسولين المنبه للجلوكوز لكي يدرس بحثيا تأثير الزنك الزائد خارج الخلية علي افراز الانسولين في هذا النموذج يجري تحضين الخلايا بيتا مع تركيزات الزنك خارج الخلايا لمدة ٢٤ساعة قبل التحضين مع الجلوكوز خارج الخلايا .ولوحظ ان افراز الانسولين تم تنبيهه عند التركيزات الزائدة للزنك خارج الخلايا ووصل الي مستوي الخلايا الكنترول عند التركيزات الاعلي للزنك 100 UMشكل ) (١٣ومن ثم فان زيادة تركيز الزنك خارج الخلايا له

١٥٣

تاثير ايجابي علي افراز الانسولين مما يوضح فائدة اضافة الزنك لمرضي النمط الثاني لمرض

السكر في الافراد الحاملين للأليل الخطير.

شكل )Effect of ZnT8-specific small interfering RNA on ZnT8 mRNA levels in (١٢

cultured MIN6 cells

١٥٤

شكل )Effect of ZnT8-specific small interfering RNA on ZnT8 mRNA levels in (١٣

cultured MIN6 cells

بأخذنا لهذه البيانات السابقة المتعلقة بارتباط مرض السكر النمط الثاني والمرض المحيط بالسن نستنتج افتراضيا ان اضافة الزنك ربما يعدل من تقدم المرض المحيط بالسن من خلال تغيرات في

تعبير الجين الناقل .ZnT8

الفروق الملحوظة في استجابة الفرد للتعديل الغذائي يمكن تفسير الفروق في تصميمها الجيني مما يؤكد اهمية اكتشاف دور التأثيرات المتداخلة ما بين الجين والمركب الغذائي في تطور الأمراض المزمنه .واصبح لدي علماء صحة الفم فرصة لدراسة التأثيرات المتداخلة بين الجين والمركب الغذائي وكيف ان الوجبه الغذائية تؤثر علي ميكانيكيات الالتهاب تحت ظروف الأمراض الخطيرة

مثل مرض .periodontitis

١٥٥

جينوم/جينات العناصر الغذائية الصغري

The Genomics Of Micronutrient

من المتفق عليه ان التغذية الصحية هي ركن اساسي لاستراتيجيات الصحة العامة من اجل تقليل خطورة الظروف غير المعدية والتي من امثلتها :السمنه obesityومرض القلب .Cardiovscularومن جهة اخري ركزت دراسات بحثية كثيرة علي عامل واحد او عوامل قليلة تظهر تأثير تمثيلي ونتج عن هذا التقليل ما يلي (١) :مطالبات ضخمة للتغذية كعلاج او منع المرض ) (٢استخدام واسع للتجارب المبنيه علي الانظمة الغذائية ) (٣خيبة امل متكررة للمستهلكين والمرضي ،ومستخلصي الرعاية الصحية عن التأثير الحقيقي للتغذية بأنها تستطيع ان تعمل علي الدواء والصحة والعوامل العديدة المشتملة علي البيئة والعائل والوراثة الميكروبية microbiome geneticsوالسياق الاجتماعي والكيماويات المستمدة من المركبات الغذائية وقيمتها الحيوية وكذلك التأثيرات المتداخلة الكيماوية والتمثيلية فيما بين المركبات الغذائية ينتج عنها احتياجات المركبات الغذائية ونواتج صحية .ولقد أدي تقدم الطرق المعملية وخاصة التقدم في التكنيكيات التحليلية الي شرح كيماوي للأغذية والمتاح منها في الأنسجة الفسيولوجية وهذه التكنولوجيات أتاحت فرصا للأتساع المعرفي للمغذيات الصغري ودورها التمثيلي والهرموني.

النمط المظهري الغذائي وصعوبة تعريف الصحة:

Nutritional Phenotype And Complexity Of Defining Health :

وصف فسيولوجيا الانسان المبني علي الاستجابة للتغذية يعرف الان بانه "النمط المظهري الغذائي" وهذا النمط المظهري يعرف أنه :مجموعة بيانات وراثية كمية وبروتينيه وتمثيلية ووظيفية وسلوكيه مستمدة من تقييم الحالة الغذائية والصحية للأنسان .ويعتبر النمط المظهري الغذائي وصفا مفيدا

لتلك العوامل التي تقاس بغرض تحديد الحالة.

ولقد عرفته منظمة الصحة العالمية الصحة في ١٩٤٨كحالة فيزيقية كاملة ،وعقلية mental واجتماعية فقط ليس في غياب المرض أو العلة infirmityوهذا التعريف يسهم في شفاء المجتمع بحيث لا يتضمن فقط الممارسة الطبية ولكنه يتضمن ايضا توصيات المركبات الغذائية نظ ار لان )" :(١كاملة "completeكونها جيدة ومثالية غير محققة وغير مقاسه ) (٢ربما لا يحتاج الافراد المستقلة individualsالي عقاقير اومعاملات لكي يكونوا كاملين صحيا (٣) ،الناس ذوي الامراض المزمنه chronic diseasesيؤدون وظافهم جيدا في بيئاتهم الاجتماعية والشخصية.

ولقد اقترح تعريفا جديدا للصحة وهو "قابلية التكييف والتمكن الذاتي او النفسي .self manage والصحة لها مكونات اجتماعية وذهنيه وفيزيقية كل منها يدخل مفهوم الاستجابة الايجابية اويقلل من الاجهاد أو التحديات challengsفالصحة الفيزيقيه يمكن اعتبارها معادلة للمرونه التمثيلية او القدرة على التكييف .adaptabilityالمظهر الغذائي غير الكافي ،وعوامل الاجهاد البيئية التي من امثلتها التعرض للماء غير النظيف والظروف غير الصحية وعوامل العدوي تقلل من هذه المرونه وتزيد من التعرض للأمراض المزمنه ،وفي الحقيقة ،التأثير شبه السريري subclinicalتحت ظروف التغذية الجيدة والاحتياج للمغذيات الصغري للعشائر في البيئات المختلفة ومع الثقافات المتنوعة والتباين الوراثي والتواريخ الزراعية مازالت غير معروفة وغالبا ما يعتمد صانعوا السياسات علي متوسطات العشيرة من أجل توصيات المغذيات الصغري والمظاهر الكمية لاحتياجات الانسان من المركبات الغذائية ويراعي التركيز علي الاستفادة ،الوظيفة وتمثيل المغذيات الصغري عند مستويات الخلية ،العضو والنظام البيولوجي الكلي في الأفراد individualsكما ان تفهم تعقيد الاحتياجات الفردية من المركبات الغذائية يتطلب المزيد من holistic approachesلتحليل

١٥٦

المظهر الغذائي والبيئة وتصميمات تجريبية جديدة وبيانات قياسية مخزنه )مثل :قاعدة بيانات المظهر الغذائي( والمزيد من طرق الحصر المعقدة sophisticated computationalلزيادة تفهمنا لممارسة التغذية التي تشكل نقطة البداية والتدفق الفكري في المرجع الحالي )جدول .(١٩ جدول ) (١٩تدفق مفهوم المخطوطه conceptual flow & manuscript

الخطوط

Step

١

٢

٣

٤

٥

٦

٨

المفاهيم concepts

حالة الصحة هي قابلية الفرد للتكيف والتمكن النفسي.

حالة ومظهر المغذيات الصغري لهما تأثير علي الحالة الصحية.

يقدر المظهر الغذائي للمغذيات الصغري بواسطة الفرق في التأثيرات المتداخلة بين الوراثة والبيئة التي لايمكن فهمها باستخدام طريقة واحد جين واحد بيتيد عديد .one – gene – one polypeptide المظهر الغذائي للمغذيات الصغري يتصف بمجموعة متكاملة من البيانات الوراثية والبروتينيه والتمثيلية

والوظيفية وكمية الغذاء المأكول.

تكامل ا لبيانات يكون ممكنا باستخدام نموذج طريقة الحصر.

تدرس عدد من المحاولات التجريبية حيث يشارك كل فرد بتحكمه الذاتي ويستجيب تمثيليا

لتحدي طاريء .intervention challenge

المقارنه النمطية للأستجابات المظهرية للأفراد المعرضة لوجبات غذائية مختلفة باستخدام طرق الأوميكس omicsربما تستخدم التصديق الرسمي والتفهم الافضل لدور العليقة والاحتياجات من

المغذيات الصغري في الصحة .etiology

المفهوم الحديث للتغذية وعلوم الصحة هو استخدام تحديات غذائية او وظيفية للثبات homeostasisمع التحليل التالي :وهذا يمثل بواسطة اختيار تحمل الجلوكوز عن طريق الفم .وتقدير التغيرات بعد تناول الطعام postprandialفي عمليات التمثيل باستخدام تكنولوجيات الاوميكس omicsاصبح اداة هامة لتقييم الحالة الصحية بسبب قلة المرونه في المرض المزمن.

ومن جهة اخري لم يحلل تأثير التباين الوراثي علي مرونه التمثيل الغذائي كما ان الاستجابة للتحديات الشديدة لم تعدل مع الصحة علي المدي الطويل.

الوجهات الكمية لاحتياجات الانسان من المركبات الغذائية :

Quantitate Aspects Of Human Nutrient Requirements:

مجال علم التغذية اليوم يطور من تحليل عملية واحدة او مركب غذائي يتم دراسته بصورة منفصلة.

وفي الماضي ركز كلا من الباحثين وصانعي السياسات علي البروتين والطاقة لأنها سبب سوء التغذية عند الاناث )علي سبيل المثال( .وصفات تأخر النمو عند الاطفال في الدول الفقيرة او متوسطة الدخل كان يعتقد بأن سببها الوحيد هو قلة البروتين والسعرات الح اررية بالرغم من ان وجود نقص كبير في المغذيات الصغري التي تعتبر جزءا هاما للنمو وعملية التطور.

توصيات المغذيات الصغري تبني علي الكمية الكافية اللازمه لتغطية احتياجات معظم الافراد ذوي الحالات الصحية الجيدة داخل مجموعة العشيرة ومثل هذه التوصيات تفيد كأساس لتنظيم سياسات التغذية العالمية والمحلية والتي تأخذ في الاعتبار متوسط كمية الغذاء المأكول ومن جهة أخري لا توجد طريقة قياسية لاستنتاج توصيات المغذيات الصغري .وكلا من معهد الدواء بالولايات المتحدة ومجلس هيئة الغذاء والتغذية طو ار من مفهوم المأكول الغذائي المرجعي DRIsالذي يحل محل المسموح اليومي الموصي به بالولايات المتحدة وكذلك المأكول الغذائي الموصي به بكندا .RNI بينما يعتمد كل من صانعي السياسات والمنظمين ومنتجي الاغذية والمستهلك علي التوصيات لمتوسط الفرد في العشيرة فإن هناك ادراك متزايد بان الجنس ،العمر ،النشاط والحالة الفسيولوجية تغير من احتياجات المأكول من المركبات الغذائية ولذلك ينتج المزيد من التوصيات الخاصة .ولقد

١٥٧

امدتنا بحوث التغذية الوراثية nutrigenomicsخلال اخر عقدين من هذا الزمان بأمثلة للتباين في الإستجابات الغذائية المعتمدة علي التصميم "التركيب" الوراثي genetic makupوالوراثة الغذائية تعتبر مصطلح عريض يشمل الوراثة ،الوراثة المرتبطة البيئية epigenomicsوالمواد الوراثية وجميعهم يستلزم التأثي ارت المتداخلة للعوامل البيئية مع الوراثة "الجينات" التي ينتج عنها نواتج مظهرية phenotypic outcomesتشمل الاحتياجات الغذائية وخطورة المرض .disease risk واساس مفهوم التغذية الوراثية هو التباين داخل الافراد من حيث الاحتياجات الغذائية.

ولقد اشارت EURRECAبأن التباين الوراثي ) genetic variationمثل :التعدد المظهري للنيكليوتيد الواحد( يغير ويعدل من تمثيل المغذيات الصغري ونواتج عملية التمثيل والتعبير المظهري .ومن جهة اخري فان البحث بداخل التباين في احتياجات المغذيات الصغري مازال في مهده "بدايته ولكنه يفسر تقييم احتياجات المغذيات الصغري للأفراد individualsوللصحة

العامة.

أنظمة الاتزان ومستويات المغذيات الصغري:

Aberrant Homeostatic Systems And Micronutrient Levels:

يظهر فقد التوازن في الأمراض المزمنه والتمثيل المرن ودورمستويات المغذيات الصغري في الأمراض المزمنه لم يحلل بطريقة شاملة فعلي سبيل المثال :فيتامين د مع مجموعة فيتامين ب تكون ناقصة في الأفراد البدناء obese individualsوهذه النتائج تقترح بأن محتوي الفيتامين في الوجبه الغذائية يؤثر علي تخزين الدهن بأنسجة الجسم ومحتوي دهن الجسم .ولقد اظهر الافراد البدناء ايضا انهم يحتوون علي مستوي منخفض من الفيتامينات المضادة للتأكسد )فيتامين ج ،ه( والمستوي المناسب من فيتامين ج ربما يشارك في المحافظة علي وزن الجسم بينما اظهر فيتامين ه بتأثيره البيولوجي علي الخلايا الدهنيه مما أدي الي تعديل إفراز .adipokines احتياجات المغذيات الصغري وبيانات كمية الغذاء المأكول :

Micronutrient requirements and food intake data :

تتكيف الكائنات مع بيئتها والفصل الغذائي الطويل للأفراد وعادات انشطتهم يؤثران علي العمليات الفسيولوجية عن طريق الجينات وحدوث الاتزان "التوازن" لتلك البيئة .والتكييف مع بيئة جديدة يعدل او يغير من تعبير المعلومات الوراثية ولذلك يخلق اتزان جديد عاكسا مجموعة مختلفة لنقاط المجموعة .كما ان التحديات الشديدة والتداخلات المكثفة القصيرة الأمد تساعدنا في تفهم الصحة التمثيلية metabolic healthولكنها لاتزال غير كاملة بسبب صعوبة تقدير المحتوي البيئي لمشاركي الدراسة المستقلين وكيف ان تلك البيئات تنتج ظروف اتزان مختلفه تقاس كميات الغذاء المأكول بطرق مختلفة ومتباينه في دقة ومصادر الخطأ .وعادة ما يفضل استطلاعات الرأي لتكرار الغذاء FFQمن سجلات الوجبة الغذائية لانها اكثر ملاءمة واكثر دقة في تحديد التعرض لمركبات غذائية معينه لفترة طويله ومن ناحية أخري عادة ما تستخدم الوجبه الغذائية المكررة كطريقة مرجعية من أجل عملية تشريع نسبي ل FFQالمبنيه علي الارتباط correlationوالطرق الاحصائية المتفق عليها .وتعتبر المراقم الحيوية اساسا لتحسين دقة FFQولكن حتي الان يرتبط عدد محدد من نواتج تمثيل المواد والمركبات الغذائية مع محتوي المركب الغذائي بالوجبه الغذائية ومن جهة اخري تمثل العوامل الوراثية المرتبطة بالتمثيل الغذائي ادوات واعدة لاكتساب المرقمات الحيوية biomarkersمع امكانية مطابقة المرقمات الحيوية للأنماط الغذائية او لتوليفة المركبات الغذائية وعند مطابقة المرقم الحيوي يجب توثيقه رسميا .والمقارنه النظاميه لبروفيلات المرقمات الحيوية للأفراد المستقلة individualsللكشف عن وجبات غذائية مختلفة باستخدام طرق الاوميكس

١٥٨

omicsربما تستخدم لفهم دور الوجبة الغذائية واحتياجات المغذيات الصغري من اجل الصحة

الجيدة.

استخدام FFQمختلفة والطرق الممنهجة لمجموعة البيانات الغذائية التي تجعلنا نتخلي عن المقارنه الكمية الدقيقة للبيانات المستمدة من دراسات مختلفة غالبا ما يكون مستحيلا .ونظ ار لتنوع الطرق الغذائية الممنهجة فانه غالبا ما تستخدم Study-Specific quartileمن اجل المأكول "المستحب" من الحبوب النجيلية والأسماك والفاكهة والخضروات والبذور وكذلك المأكول غير المستحب من اللحوم الحمراء والحلويات والمشروبات المسكرة والبطاطا المشوية والهدف الرئيسي لنمط التحليل الغذائي هو تشخيص عادات الأكل للعشيرة ومساعدة الوجبة الغذائية للصحة والحالة المرضية.

من جهة اخري يجب الاستفادة من طرق التحليل الاحصائي في التعامل مع بيانات كمية الغذاء المأكول لتحديد الاحتياجات من المغذيات الصغري التي تفسر التركيب الجيني genetic .makeupوفي احدي هذه الطرق اجري تقسيم للأفراد المستقلة individualsالي مجاميع مشتركة طبقا لكيفية تشابهم أو إختلافهم مع الاشارة الي كمية الغذاء المستهلك باستخدام التحليل العنقودي cluster analysisوعلي سبيل المثال طريقة متوسطات”.“K means method اعطاء تحديدات معروفة لطرق التقدير الغذائية الحالية ادي الي استخدام وتطوير طرق جديدة لقياس المأكول الغذائي لتقليل التكلفة المرتبطة بتجميع البيانات الغذائية والتعامل معها فعلي سبيل المثال الصورة الفوتوجرافية للتليفون المحمول للتسجيل الفوري للأغذية المستهلكة ،استخدام التليفون المحمول لتسجيل المأكول صوتيا والجهاز المحمول لالتقاط صور للغذاء عن طريق صورة مميزة image recognitionوهذه الابتكارات وفي نفس الوقت مع تحسينات المرقمات الحيوية للمأكول الغذائي تضمنت واشتلمت العوامل الوراثية المرتبطة بالتمثيل الغذائي والتكنيكات الاخري.

وجدير بالذكر ان تركيز عدد قليل من نواتج التمثيل ) metabolitiesعلي سبيل المثال:

الكاروتينات (Carotenoidsيرتبط بكمية الغذاء المأكول .وهذا لا يجب ان يكون مفاجئا لانه لا توجد اي طريقة من الطرق الحالية تفسر التباينات في فترة حياة half-lifeالنواتج التمثيلية المشتقة من الاغذية ،وان التباين الوراثي في عملية التمثيل الغذائي ربما تنتج بروفيلات مختلفة لنواتج التمثل الغذائي لنفس المأكول من المركب الغذائي وعلي العكس تماما فان الطريقة لأكثر تكاملا لتقدير حالة المغذيات الصغري تستخدم لقياس العديد من المرقمات الحيوية التي تعتبر مكونات مركزية central componentللعمليات التمثيلية وعمليات الأكسدة والعمليات الفسيولوجية وبذلك يتم المحافظة علي الصحة وهذه المرقمات الحيوية الوسيطة لعملية التمثيل الغذائية يمكن اعتبارها مراقم وكيله surrogateللحالة الغذائية وأداة هامة لتحديد احتياجات المغذيات الصغري.

التباين الجيني :المظهر الجزيئي : Genetic Variability Molecular Phenotyping بالرغم من ان الباحث وليم Williamوصف التباين الوراثي والتكنو حيوي عند فجر الحقبة الحديثة للعلم سنة ١٩٥٦فإن الثورة الوراثية جعلته ممكنا لتشخيص التعاقب التسلسل الفعلي لجينوم للأفراد المستقلة individualsوفي الانسان ٢٢٨٠٠٠جينوم اجري لها تسلسل قبل عام ٢٠١٥وفي المستقبل سوف يحدث تسلسل لحوالي ١.٨مليون جينوم وذلك قبل عام ٢٠١٧وكل تسلسل جينوم جديد يؤكد ان الأفراد المستقلة سوف تكون فريدة وراثيا genetically uniqueومن ثم سوف يكون لها استجابات فريدة ايضا للعوامل البيئية )الوجبة الغذائية ونمط الحياه والأدوية( .اما الوراثة المرتبطة بالبيئة epigenetiesفهو دراسة توريث الانقسام الميتوزي mitotically heritableمما يعكس تعديلات جزيئية للحامض النووي DNAوالكروماتين chromatinبدون

ان يغير من تسلسل هذا الحامض النووي.

١٥٩

كثير من المركبات

تستطيع الوجبة الغذائية تغيير برنامج الوراثة البيئية epigeneticلان

ا

الوسيطة precursorsوالمواد الخاضعة لتأثير الخميرة substratesمن أجل تفاعلات الميثايل تستمد من الغذاء .كما ان انماط معينه من تعديلات epigeneticوخاصة للحامض النووي DNA والكروماتين يفترض بانها اصل تطور الامراض .ويكون ذلك عند التغذية غير المتزنه اثناء نوافذ التطور الرئيسي التي من ضمنها ما يحدث في الرحم وينتج بروفيل epigeneticالذي يسهم في تطور الأمراض المزمنه مثل مرض القلب الذي يصيب الأوعية الدموية cardiovascularومن ثم فان بروفيل ال epigeneticلا يتمشي مع الأفراد البالغين في بعض البيئات.

العناصر الوظيفية لجينوم الانسان التي تتضمن التباينات في تسلسل الحامض النووي DNAوعملية الميثلة methylationوالعوامل المنظمة يتم تحليلها بواسطة .(ENCODE) Encyclopedia وتساعد بيانات ENCODEفي تفسير التباينات الوراثية المتعرف عليها في دراسات الجينوم .وهذه الدراسات امدتنا بقائمة لل SNPsالتي ساعدت احصائيا مع النمط المظهري موضع الاهتمام ،ولقد تعرف مشروع ENCODEعلي الحقول الوظيفية functional domainsالمرتبطة بهذه التباينات

الوراثية.

نظام التغذية واحتياجات المغذيات الصغري:

System Nutrition And Micronutrient Requirement :

لقد أثر مفهومان علميان رئيسيان للقرن العشرين علي تطور التشخيص الطبي والتغذية مشتملا تطور احتياجات الأفراد المستقلة للمغذيات الصغري فالمفهوم الأول هو الاصرار علي العشوائية للدراسات الكلينيكية clinical studiesوالمفهوم الثاني هو الطرق المختصرة المستخدمة لدراسة الانظمه المعقدة .فعندما كانت العشوائية ضرورية لبحوث حقبة ما قبل الجينوم pregenomic كانت القدرة علي تشخيص الأفراد المستقلة عند المستوي الجيني والتمثيل الغذائي والبروتين وأظهرت ان هذه الطريقة الاحصائية ايضا بواسطة تحديد الاقنعة بداخل تباين الافراد بالاستجابة لكلا من المركبات الغذائية والادوية .وجدير بالذكر لايستخدم المسار الكيموحيوي كطاولة ملاحظة bench markلتأثيرات نقص المركبات الغذائية أو الامدادات الغذائية لان القليل من مكونات النظام اكثر

تعقديا يتم دراستها بصورة منفصلة.

يجب علي بحوث المغذيات الصغري الاهتمام بدراسة كيفية ميل الجينوم وابي جينوم "الجينوم المرتبطة بالبيئة "epigenomicالي الصحة والمرض وكيفية تعبير جينوم الفرد بنفسه عند مستويات الاوميك omicمختلفة ” ”proteomics, lipidomics, metabolomicsبالاستجابة الي البيئة متضمنه التغذية والنشاط الفيزيقي .وهذه الاستراتيجية الشاملة تتطلب نمط مظهري جزيئي شامل للبشر يتضمن تحليل العوامل البيئية والوراثية والميكروبيولوجية وقياس جميع تعقيدات الفرد الواحد في بيئات مختلفة لا يمكن عمله ولكن النمط المظهري المكرر عند المستوي الجزيئي سوف يساعد جدا في تفسير الميكانيكيات المستخدمه في تقدير احتياجات المغذيات الصغري.

تطوير الطرق التجريبية الجديدة يحتاج ايضا الي توسع فيما ابعد من التصميمات الكلاسيكية لتحليل الاستجابات الفردية فإحدي الطرق المعقوله قسمت الي دراسات "رقم "١حيث درست تفصيليا الفرد الواحد لوقت اطول واستجابته للبيئه .وهذه الطريقة استخدمت توليفة من الانظمة لمجموعة من التجارب .وعلي أي حال لا يوجد تصميم قياس يناسب جميع المسائل التجريبية .كما ان فوائد تجارب هذه الطريقة من الدراسات "رقم "١ناتجة من واقعية ان التداخلات interventionsايا كان نمطها ناد ار ما تعمل في كل فرد .ولقد اكتشفت تجارب الدراسة رقم ١هذا التباين في هدف الطريقة في وقت واحد معا مما أدي الي قرار معلم عن احسن طريقة لمعاملة "المعالجة" المريض الواحد مع

١٦٠

بياناتهم الذاتيه own dataومن منظور الاقتصاد العالمي والرعاية الصحية لا يستطيع الفرد ان يؤدي تجربة واحدة لكل موضوع او مريض لكي يتدخل ويعامل بشكل شخصي .وكلا من المستهلك والمريض يمكن تقسيمها الي مجموعات من الناس يشاركون في التوزيع والكشف وبعد ذلك هذه المجاميع تكون مسئوله علميا واقتصاديا لانماط الحياة المستهدفة والتداخلات والمعاملات.

باتباع طريقة "رقم "١تستخدم اجراء وسطي خارجي لتحليل بيانات النمط الجيني genotypeعن طريق تحديد واختبار المظاهر العديدة للنيلكوتيد الواحد للجينات المستخدمة في تمثيل المغذيات الصغري المرتبطة بشبكات عمل الجين والتأثيرات المتداخله لبروتيناتها وبصفة خاصة نمط نواتج التمثيل الغذائي التي تشمل نسبة SAM/SAHوخمس فيتامينات في كرات الدم الحمراء ارتبط معنويا مع (١) :المظاهر العديدة للنيكليوتيد الواحد (٢) ،مستويات بروتينات البلازما ) (٣المواضع العديدة للأنماط الجينيه المشفرة من أجل وظائف المعدةوالامعاء ولقد تحصل علي البيانات

المستخدمة لهذا التحليل من بحث مشارك.

النظام البيولوجي الاحصائي والحصري )دور الإحصاء وأنظمة الحاسب الآلي فى النظام البيولوجي(:

Statistics And Computational System Biology :

التحدي المعنوي لعمليات الصحة والمرض هو تكامل مجموعات بيانات الكثير من البيئات والجينات والاوميك omicواساس ذلك ه وادارة وتخزين مجموعات بيانات هذه التجارب وبيانات التمثيل الغذائي المفصلة تعتبر صياغة شبكات عمل التمثيل الغذائي طريقة قوية للسماح بتفهم افضل للسلوك الغذائي وخلايا كلا من الحالات المرضية والطبيعية كما ان البيانات المستخدمة في الصياغة استمدت من التجارب التي اجريت معمليا بينما قدرت كميا البيانات الفسيولوجية والبيئيه epidemiologicalوغيرها من الجزئيات البيولوجية في الدم والبول والسوائل البيولوجية الأخري .وتعتبر خرائط مسارات البيوكيماويات امثلة لكيفية اندماج التفاعلات التفصيلية من التجارب المستقلة لتوليد مظهر نظام ديناميكي .وعلي اية حال كلا من المسارات وخرائط النظام "خرائط الطريقة" لا تمدنا بتفسيرات واقعية للنمط المظهري phenotypeكما ان المرقمات الحيوية المتوقعة او المكتشفة بواسطة طريقة التحليل تحتاج الي توثيقها رسميا لكي تمدنا بمعلومات من المعاملات الوقائيه والعلاجية ولوضع مرجعا غذائيا للكميات المأكولة من المركبات الغذائية الضرورية ولقد استخدمت وطورت توليفة من الطرق الاحصائية والحسابية من اجل البيانات التجريبية للنظام البيولوجي .وبصرف النظر عن اختيار الطرق فإن التحدي هو ترجمة الاوميك omicوبيانات النمط المظهري الاخري الي متطلبات المغذيات الصغري باستخدام التحليل الوظيفي.

المغذيات الصغري والأنشطة البيولوجية :Micronutrients And Bioactivities العديد من العناصر الغذائية نحتاج اليها من أجل مركب غذائي أو مكون غذائي لتقييمه من اجل التوصيات الغذائية فأولا ،يجب ان توضح البيانات ان تأثيرات المكون الغذائي موضع الاهتمام تعزي الي تأثير الصحة health impactوثانيا ،تقييم المأكول بدقة .ومع المرقمات الحيوية للكشف وكذلك مع/أوطرق التقييم الغذائي الموثقة رسميا والتي تشمل تمييز وتبويب تأثيرات خلفية الوجبه الغذائية .وهناك تساؤل هام للصحة العامة وهو :هل توصيات المأكول الغذائي تركز على التحول من تقليل خطورة المرض الي المحافظة علي الوظيفة الفسيولوجية الطبيعية.

قلة بيانات تركيب )مكونات( الغذاء ،المعرفة غير كافية لكميات المأكول الفعلية والمعلومات المحدودة عن إمتصاص وتمثيل المغذيات الصغري مازالت فجوات gapsيجب ملئها لوضع التوصيات الغذائية .وفي الحقيقة تتباين المغذيات الصغري والانشطة البيولوجية في كمياتها في الاغذية والمستفاد البيولوجي ونواتجها التمثيلية المنتجة وتأثيراتها علي الصحة وذلك بسبب الخلفيات

١٦١