التكنولوجيا الحيوية

٢-٤الاحماض الدهنيه المرتبطة بالبروتين داخل الخلية :

Intercellular fatty Acrd Binding Proteins (FABP):

ربما تؤثر cytosolic FABPكقابل للأحماض الدهنيه التي نقلت عبر الغشاء .وتعتبرFABP بروتينات ذائبه وزنها الجزيئي منخفض ترتبط بالأحماض الدهنيه الطويلة السلسلة .وهذه المركبات تنتمي الي عائلة البروتينات المرتبطة بالدهون داخل الخلية ILBPوالتي تشتمل علي الريتنول retinolوحامض الريتينويك retionoic acidالمرتبط بالبروتينات ولقد ثبت وجود FABPفي

انواع عديدة من الخلايا والانسجة.

في سمكة الشمس sunfishيزداد تعبير FABPبالقلب مقارنة باسماك الكنترول بعد حقن هرمون اللبتين marine leptinمما يقترح بوجود دور مركزي لل FABPفي التمثيل الغذائي للدهون وخاصة في الأسماك المغذاه علي علائق عاليه في محتواها من الدهن علاوة علي ذلك ازدادت تركيزات FABPداخل الخلية بالاستجابة للتاقلم للبرودة والذي يرتبط بالأكسدة .B-oxidation في أسماك سالمون الاطلنطي كانت مستويات FABP 3 mRNAاعلي ١٠٠ضعف في العضلة الحمراء مقارنه بالعضلة البيضاء بالاضافة الي ذلك ازدادت مستويات بروتينات ال FABP3في العضلة الحمراء والبيضاء بعد استبدال زيت السمك بزيت اللفت وكان ذلك مرتبط ايضا بالأكسدة B-oxidationوعلي العكس لم ترتبط مستويات بروتين FABP3في عضلة اسماك الاطلنطي بمستويات FABP3 mRNAاثناء دراسة التغذية لفترة زمنيه طويله.

دور الأحماض الدهنيه في التنظيم الجينيRole of Fatty Acids in Gene Regulation الأحماض الدهنيه ومشتقاتها معروفة بتنظيمها المباشر لنشاط توليفة من عوامل النسخ transcription factorsالتي من وظائفها :التحكم في الجينات المسئولة عن التمثيل الغذائي للأحماض الدهنيه والكوليسترول والكربوهيدرات ومن امثلة هذه العوامل العامل النووي الكبدي ،HNF4مستقبل × الكبدي LXRالعنصرالمعدني المنظم للأستيرولات المرتبطة بالبروتينات sREBPوفي الأسماك مع استثناء مستقبلات – (PPARs) Peroxisome proliferators activatedلم تدرس كثي ار هذه البروتينات وجيناتها.

المستقبلات المنشطة للتوالد : Peroxisome Proliferators Activated نظ ار لان عوامل النسخ التي نشطت بواسطة توليفة من المركبات الكيماوية والصيدلية المعروفة باحداثها لتوالد ال peroxisomeفي القوارض فان PPARsدرست بكثافة في الانسان والقوارض.

وتعتبر PPARsمستقبلات هرمونيه للتنشيط النووي تعمل كأزدوجات متغيرة heterodimerمع مستقبلا رتينويد (RXR) rethinoid X receptorsوترتبط PPRIRXR heterodimex بسلاسل الحامض النوي DNAمكونه تكرار مباشر اجماعي AGGTCAيفصل بواسطة زوج قاعدة .وفي الثدييات تشفر ثلاث جينات PPARs , PPAR, B and PPARyوهذه الجينات لها بروفيلات تعبير نسيج مميز تتمشي علي نفس الخط مع تعبير نسيج متخصص لبروتينات المنشطة المعاونه في الانتخاب لصفة مميزة ligand selectivelyوتقدر ادوارها في تنظيم الجينات المستخدمة في اتزان الاحماض الدهنيه وجميع PPARsالثديية ترتبط وتنشط بواسطة الاحماض الدهنيه غير المشبعة وهذا يؤدي الي ان PPARsتعتبر حساسات احماض دهنيه عامة تستجيب لمستويات الاحماض الدهنيه الخلوية الزائدة او المشتقات ونواتج تمثيلها الغذائي مما يؤدي الي تغيرات في الحالة الغذائية والتمثيل الغذائي للطاقة .وكانت PPARsايضا موضوع لدراسات عديدة في انواع عديدة من الاسماك مثل أسماك سالمون الاطلنطي واسماك الابراميس البحري sea

.bream

٤١٢

: PPARa

في الثدييات يقوم جين لل PPARaبتشفير عامل النسخ الذي يسود تعبيره في الانسجة المؤكسدة مثل انسجة الكبد والقلب وال ligandsالمنشطة لهذا المستقبل تتضمن الاحماض الدهنية وبعض نواتجها التمثيلية وخاصة توليفة المركبات المخلقة .والفئران الناقصة في PPARaلا تستطيع تنظيم الاكسدة Boxidationيستجيب للتصويم ولتطور الكبد الدهني ويظهر في هذه الحيوانات خلل في العمليات التمثيلية ولقد اجري عدد من الدراسات لاثبات ان PPARsينظم الجينات المستخدمة في أكسدة الاحماض الدهنية وتمثيل الاحماض الامينيه واتزان ثبات الجلوكوز .وبالتالي فان قدرة PPARaفي زيادة اكسدة الاحماض الدهنيه تعتبر موضع اهتمام في مجال الاستزارع المائي حيث تتغذي الاسماك علي علائق عالية في محتواها من الدهن مما يجعلها تستفيد من البروتين في تخليق انسجة لحم جديدة ولا توجهه كمصدر للطاقة .ولقد لوحظ تشابه لبروتينات PPARa بالأسماك مع مثيلاتها في الثدييات .ولقد أوضحت تجارب transfectionالخلوي ان PPARa2 بالأسماك يتم تنشيطها بواسطة الاحماض الدهنيه غير المشبعة وبواسطة PPARaفي الثدييات وعلاوة علي ذلك فانه في أسماك الابراميس البحري واسماك البلاميس plaiceيعبر عن PPARa2 mRNAفي الكبد والقلب مما يوضح ان PPARa2يشبه مثيله في الثدييات PPARaومن جهة اخري فان بيانات الجينوم لأسماك الزرد والأسماك الكروية pufferfishتظهر جين اخر له علاقة ب PPARaالموجود في جينوم هذه الأسماك.

حاليا لا يعرف اذا ما كانت أسماك سالمون الاطلنطي لديها PPARaولكن من الأدلة phylogeneticيبدو انها لديها هذه PPARaوحديثا تأكد وجود PPARaفي أسماك الابراميس واسماك القاروص البحري .ونظ ار لأن العديد من أنواع الأسماك )مثل البلايس والابراميس البحري والقاروص البحري( واسماك السالمون تمتلك ايضا .PPARs ومن جهة اخري تعتبر الصفة الوظيفية لهذه الصورة المشابهة isoformضرورية وهامة للتوجيه الكامل لهذا الافتراض ولقد اختبر في اسماك المركبات التي تنشط PPARaوتزيد من الأكسدة B- oxidationفي الثدييات .وجدير بالذكر لم يتأثر تعبير ACOفي كبد وعضلات سالمون الاطلنطي بحامض (TTA) tetradecylthioaceticالغذائي وهذا يتعارض مع ،ما هو مشاهد في الفئران .حيث تزيد هذه المركبات من ACOعن طريق تنشيط PPARaومن جهة اخري في أسماك سالمون الاطلنطي تزداد الأكسدة B-oxidationفي ميتوكوندريا الكبد بواسطة حامض TTAالغذائي ولم يتأثر نشاط ACOوعلي العكس فإن اسماك التروته Troutالمعاملة ب fenofibrateاظهرت زيادة في نشاط ACOالكبدي والأكسدة B-oxidationويجب تذكر انه بالرغم من ان هذه المركبات لها PPARAذات تأثيرات متوسطة في القوارض الا انها لمتختبر حتي الان كمنشطات مباشرة PPARspis cineوبالعكس ففي اسماك الابراميس البحري وأسماك البلايس يعتبر الحامض الدهني لينوليك المتحد ) conjugated (CLAمن أكثر الاحماض الدهنيه المؤثرة والمنشطة ل PPARa2في تقديرات ال transfectionالخلوية .ولقد لوحظ ان تغذية اسماك سالمون الاطلنطي علي حامض اللينوليك CLAتزيد من الأكسدة B-oxidationفي الكبد ،وتزيد من نشاط ACOفي أسماك الابراميس البحري وفي النهاية يزداد تعبير PPARa2 mRNA بالكبد عند التصويم ويقل بالتغذية .وهذا التأثير واضح فقط في الكبد ولم يلاحظ في العضلات والأمعاء والنسيج الدهني وأنسجة قلب أسماك الابراميس البحري.

٤١٣

: PPAR, B

للثدييات جين يشفر PPAR,Bواقترحت دراسات عديدة أن هذا الجين له دور في التحكم في ثبات الدهن وينشط بواسطة مدي من الأحماض الدهنية غير المشبعة وله بروفيل تعبير للنسيج .وفي الفئران الناقصة في PPAR,Bقلت مخازن النسيج الدهني وعند المعاملة ب ،synthetic ligands اتضح ان PPAR,Bيتحكم بصورة مباشرة في الاستفادة من الدهن عن طريق تنظيم الجينات اللازمه للأكسدة B-oxidationوفصل الطاقة في أنسجة عديدة .وبالإضافة الي دورها الوظيفي كمنظم لتمثيل الطاقة فانها تلعب دو ار هاما في التحكم في التوالد الخلوي والتمييز ونظ ار للمنتجات الضخمة PCRلجينات مستقبل الهرمون النووي من أسماك الزرد وأسماك سالمون الاطلنطي فانه يقترح وجود اكثر من جين ل PPAR,Bفي السمكة ،وأوضح فحص قاعدة بيانات جينوم اسماك الزرد وجود جينين PPAR,Bفي هذه الأسماك .وعلاوة علي ذلك فان المعلومات المستخلصة من مشروعات تسلسل جينوم الأسماك الكروية .اظهرت ان هذه الأسماك تمتلك جين PPAR,Bأو في أسماك البلايس والابراميس البحري والقاروص البحري يشارك جين PPAR,Bكثير من صفات الثدييات وله بروفيل تغيير نسيج عريض ويتم تنشيطه بواسطة الاحماض الدهنيه غير المشبعة.

أظهرت أسماك السالمون الاطلنطي وجود ٤جينات PPAR,Bوهذه الجينات ضمن عائلتين هما ss PPAR, B1 and ssPPAR, B2وكلا منها تحتوي علي جينين متشابهين جدا وتفسير هذه الفروق في عدد الجينات في الاسماك المختلفة ربما يزود بالنظرية الفرضية التي تشير الي انه في تطور الأسماك العظميه يحدث تضاعف للجينوم .ومن جهة اخري اجتازت أسماك السالمون المزيد من تضاعف الجينوم ونتج عن ذلك تضاعف اخر للجينين PPAR,Bالناشيء من التضاعف المبكر للأسماك العظمية والدراسات الحديثة علي جينات PPAR,Bلأسماك سالمون الاطلنطي أوضحت ان اثنين من هذه الانواع تشعبا وظيفيا وبالتالي فان ssPPAR, B1Aتحمل جميع صفات الانواع الأخري PPAR,Bمن الثدييات والأسماك وتنشط بواسطة الاحماض الدهنيه غير المشبعة وبالعكس لا تنشط الأنواع الاخري PPAR,B & ssPPARB2Aبأسماك سالمون الاطلنطي بواسطة الاحماض الدهنيه او .synthetic ligands

: PPAR,y

يشفر PPAR,yبواسطة جين واحد في الثدييات عن طريق الاقتران التبادلي alternative splicing,معطيا ٢بروتين هما PPAR,y 1, PPAR,y 2مع سلسلة لها نهاية امينيه ويتم التعبير عن PPAR,y2بدرجة عالية في النسيج الدهني بينما يعبر عن PPAR,y1بدرجة عالية في القناة الهضمية وبمستوي اقل جدا في الأنسجة الاخري .وفي الثدييات يعتبر PPAR,yذا أهمية لتراكم الدهن وخاصة في خلايا النسيج الدهني .وكلا من PPAR,yاوتحت نوع PPAR,تم مطابقته في السمكة مع cDNAsالمتخصص من أسماك السالمون الاطلنطي وأسماك البلايس ومن ثم فأن المعلومات المتاحة من الجينوم اسماك الزرد والأسماك الكروية وأسماك medaka اوضحت انه كما في الثدييات تمتلك هذه الاسماك جين PPAR,yمفرد وان الدراسات علي أسماك الابراميس البحري وأسماك القاروص البحري واسماك البلايس اظهرت ايضا وجود جين مفرد ،ولقد فشلت كل الأحماض الدهنيه PPAR,y ligands,في الثدييات في تنشيط PPAR,yلأسماك الابراميس البحري والبلايس .وبالمثل ،لم تستجيب PPAR,yباسماك سالمون الاطلنطي PPAR,yالثديية .وبالرغم من تشابه PPAR,yبالأسماك مع PPAR,yبالثدييات فان جميع بروتينات pis cine PPAR,yالمتعرف عليها حتي الان لها حامض اميني بديل حيث تصان قاعدة التيروزين المتبقية في جميع PPAR,sالثديية وهي ضرورية لربط مجموعة الكربوكسيل

٤١٤

الطرفية للأحماض الدهنيه وتستبدل ال synthetic ligandsبالمثيونين ويقترح من هذا ابطال قابلية الأحماض الدهنيه synthetic ligandلتنشيط piscine PPAR,yوتعتبر الفروق بين PPAR,yالثديية و piscineواضحة ايضا من بروفيلات تعبير الانسجة .ويعبر عن PPAR,y عند مستوي عالي منسوبا لل PPAR,yالأخري وبالمقارنه مع PPAR,yالثديية في مدي واسع لآنسجة اسماك الابراميس البحري والبلايس .تعبير مستويات PPAR,y mRNAفي كبد أسماك البراميس البحري يزداد مع التغذية بينما في النسيج الدهني تظل هذه المستويات ثابته وفي الثدييات تحدث التغذية زيادة في تعبير PPAR,yبالنسيج الدهني.

عوامل النسخ الاخري المنشطة للأحماض الدهنية :

Other Fatty Acid Activated Transeription Factors بالاضافة الي PPAR,sهناك عدد من عوامل النسخ تنشط بواسطة الاحماض الدهنيه كما ان هناك تأثيرات متداخلة معقدة فيما بين مستقبلات الهرمون النووية التي تنشط بواسطة نواتج تمثيل الكوليسترول واحماض الصفراء .وتلك المنشطه بواسطة الاحماض الدهنيه ونواتجها التمثيلية مثل PPAR,sوعوامل النسخ الاخري تنشط مباشرة بواسطة الاحماض الدهنيه مشتملة البروتينات المرتبطة مع عنصر تنظيم الستيرولات SRE2التي تشفر بواسطة جينين هما SREBP1 and SREBP2في الإنسان والثدييات الاخري .ويستجيب SREBP2لمستويات كوليسترول الغشاء الدهني وينشط عندما يكون مستوي الكوليسترول الخلوي منخفضا .والدور الوظيفي السائد له هو تنظيم جينات مسار التخليق الحيوي للكوليسترول ويعطي جين ٢ SREBP1بروتين هما SREBP1c, SREBP laبالاقتران المتبادل ويستجيب SREBP 1cايضا لمستوي الكوليسترول المنخفض وينظم جينات مسار التخليق الحيوي لل HUFAمتضمنا انزيمات ازالة تشبع الاحماض الدهنيه وانزيمات اطالة سلسلة الاحماض الدهنيه ومستويات PUFAالخلوية الزائدة تقلل من نشاط

SREBP1cبميكانيكيات لم تفهم حتي الان.

تعتبر بروتينات العامل النووي الكبدي HNF4عوامل نسخ تنتمي الي عائلة راقية لمستقبل هرمون نووي .وهي تشفر بواسطة جينين في الثدييات وهما HNF3a, HNF4yفي الأنسان .ووظائف هذه البروتينات HNF4تعتبر الثنائية التجانس homodimerوترتبط مع المكرر DR1حيث يشارك بأقل تسلسل مع العناصر المرتبطة.PPARIRXR heterodimers ومن جهة فأن الاحماض الدهنية المشبعة والأحماض الدهنيه غير المشبعة الاحادية التي طول سلسلتها ما بين ١٨ ،١٤ذرة كربون ترتبط مع كلا من HNF4a , HNF4yعندما تفصل من أنظمة التعبير العديدة .ويقوم HNF4aبتنظيم ترتيب ضخم ومشتت من الجينات في الكبد والبنكرياس ومن أمثلة هذه الجينات .جينات تمثيل الحامض الدهني والجلوكوز وفي الواقع ،ربما يكون ل HNF4aدو ار في التحكم بنسبة تصل الي %٥٠للجينات النسخ النشطة في الكبد .وعند تحليل جينومات الأسماك الكروية اتضح ان هذه الانواع تمتلك جينين ل HNF4وهي في الانسان HNF4a & HNF4yكما ان HNF4تنظم الدور الوظيفي لجينات خاصة بالكبد في أسماك

الزرد مما يقترح بادوار مماثلة لتلك الادوار.

التحكم الهرموني لتمثيل الدهن :Enotocrine Control of Lipid Metabolism ينظم ثبات الدهن بواسطة توليفة من الهرمونات الببتيدية في الأسماك ،وهذه الهرمونات تؤثر علي كثير من الأنسجة وربما تشارك في التمثيل الغذائي للبروتين والكربوهيدرات والدهن .والهرمونات ليس لها أهمية فقط في تنظيم الدهن في الأسماك ولكن هناك ايضا هرمونات ضرورية اخري لم يتم مطابقتها وفي هذا العقد الاخير من الزمان هناك احتياج واضح لاكتشاف التأثيرات المتداخلة ما بين

٤١٥

التغذية والهرمونات عند المستوي الجزيئي وسوف يكون التركيز علي هرمون الانسولين وحديثا

اكتشفت هرمونات .leptin& ghrelin

الهرمونات البنكرياسية : Pancreatic Hormones

الانسولين : Insulin

هرمون الانسولين تم مطابقته في أنواع كثيرة جدا من الأسماك ،وغالبا يوجد جينين انسولين ،وكما هو الحال في الثدييات فأن الانسولين له تأثير بناء غذائي anabolicفي الأسماك فهو يحث علي تخزين الدهن بتنشيط امتصاص الدهن وزيادة تخليق البروتين ونموالجسم .وتوجد مستقبلات هرمون الانسولين في العديد من الانسجة مثل النسيج الدهني وفي أسماك التروت يؤثر الانسولين عند مستويات عديدة لتنشيط تخزين الدهن .ويؤثر هرمون الانسولين علي نشاط انزيم نقل الدهن TG lipaseعن طريق تعديل حالة الفسفرة phosphorylationوفي الدراسات المعملية لوحظ ان الانسولين ينبه تخليق الدهن في الكبد .وفي سمك الايراميس لم يؤثر هرمون الانسولين علي تحلل الدهن في خلايا النسيج الدهني باستثناء الاسماك التي غذيت علي عليقة مكونه من بروتين نباتي.

ربما يعدل هرمون الانسولين من جين النسخ في خلايات كبد اسماك سالمون الاطلنطي عن طريق تنظيمه لمستويات الحامض الاميني النووي الرسول mRNAللمستقبل receptor class B, type 1الذي له اهمية في ثبات الدهون في الثدييات .وفي أسماك الابراميس الأحمر البحري يحتوي جين LPLعلي تسلسل متجانس مماثل لعنصر استجابة انسولين الثدييات ،والانسولين يحدث تمييز لخلايا النسيج الدهني ويزيد من التعبير المتعلق بالتمييز لجين LPLفي اسماك الابراميس الاحمر البحري وربما تؤثر الحالة الغذائية علي النشاط البيولوجي ومن ثم تمثيل الدهن في أسماك التروت لأن مستويات الانسولين بالبلازما تقل اثناء التصويم مع انخفاض عدد مستقبلات هرمون الانسولين في النسيج الدهني .ولقد لوحظ ان حقن اسماك التروت بالجلوكوز يقلل من مستويات الانسولين في البلازما ويزود من نشاط انزيم ليبيز TGويرفع من مستويات

الأحماض الدهنيه باللازما.

هرمون : Ghrelin

تم مطابقة هرمون Ghrelinكهرمون نمو GHفي ١٩٩٩باستخدام استراتيجية مستقبل اورفان، والحقيقة ان عدد من مستقبلات بروتين G-proteinالمزدوجة وجدت في جينوم الثدييات والأسماك .وتم التعبير عن المستقبلات في الخلايا المستزرعة وتنشيطها بواسطة تغييرات في انظمة الرسول الثاني .وهذه الجينومات الوظيفية لهرمون Ghrelinومستقبلاتها يطلق عليها مستقبل ال ghrelinويعبر عن هرمون Ghrelinفي معدة أسماك الابراميس فقط بينما يعبر عنه في المخ والهيبوثالامس والأمعاء في أسماك التروته .ويختلف جين هرمون Ghrelinاسماك التروت عن مثيله في أنواع الأسماك الأخري ولكنه يشبه كثي ار جين هرمون الفئران ولقد اظهر التحليل الوظيفي لجين هذا الهرمون ان اسماك الابراميس البحري ان العديد من العوامل في تنظيم نسخ هذا الهرمون تختلف عن مثيلاتها في الثدييات.

ويعبر عن نسختين ل الحامض النووي الأميني cDNAفي الغدة النخامية والجهاز العصبي المركزي ولوحظ وجود جين مستقبل لهذا الهرمون بأسماك الابراميس البحري .وثبت ايضا ان المعاملة المزمنه لهذا الهرمون تنبه الغذاء المأكول وتزيد من ترسيب الدهن بالكبد والعضلات في أسماك البلطي والتروت .ولهرمون ghrelinميكانيكيات عديدة للتأثير من أجل تخزين الدهن في القوارض ،فعلي سبيل المثال بزيادة الغذاء المأكول تقل الاستفادة من الدهن ويزداد نسخ العديد من الانزيمات المحللة للدهن .ولقد اظهرت الدراسات البحثية ان هرمون ghrelinيستفاد منه في تخزين

٤١٦

الطاقة في أسماك التروته وان مستويات هذا الهرمون بالبلازما ترتبط ايجابيا بمحتوي الدهن بالكبد والعضلات وتقل هذه المستويات عند تصويم الاسماك لفترة طويلة.

هرمون اللبتين : Leptin

بتقدم الابحاث التي اجريت علي الثدييات اتضح ان النسيج الدهني لا يعتبر مكان لتخزين الدهن فقط ولكنه مفرز نشط لهرمونات ببتيدية كثيرة جدا وللسيتوكينات cytokinesالتي تؤثر علي مواضع عديدة متنوعة لتنظيم ثبات الطاقة .ويعتبر اللبتين هرمون ببتيدي ينتمي الي سيتوكينات class-1helical cytokineوينتج هذا الهرمون في النسيج الدهني ويدور بمعدل يتناسب مع حجم الجسم في الثدييات للقيام بوظيفته في تنظيم مخازن الدهن .ومن جهة اخري يصان جيدا جين سيتوكينات orthologous cytokinesولذلك فان المتاح من تسلسل الجينوم لأسماك الزرد وللأسماك الكروية يمكننا من البحث عن جينات سيتوكين مرشحة بتركيز البحوث في مناطق الجينوم المكتسحة بواسطة الجينات التي يتم صيانتها بوضوح مستوي التسلسل في الثدييات وبالتالي ينتج عن ذلك مطابقة جينات هرمون اللبتين في الأسماك الكروية وأسماك الشبوط وعكس ما لوحظ في جينات هرمون اللبتين في الثدييات حيث تم التعبير عن هذا الهرمون في كبد هذين النوعيين من الأسماك .وباجراء المزيد من الأبحاث سوف يعرف اذا ما كان هناك فروق ما بين الانواع في

تعبير النسيج للهرمون في الاسماك.

في الثدييات يؤثر هرمون اللبتين علي الجهاز العصبي المركزي فيقلل كمية الغذاء المأكول وينشط النشاط العصبي السمباثاوي لزيادة انفاق الطاقة عن طريق التكوين الحراري thermogenesis وزيادة تأكسد الاحماض الدهنيه ومن ثمينتج فقد في الوزن.

ومن جهة اخري فانه نظ ار للأكتشاف الحديث لهرمون اللبتين leptinفي الاسماك فان الدراسات الفسيولوجية باستخدام هرمونات متماثلة homologousمازالت محدودة جدا وان البيانات المتاحة عن تأثير هذا الهرمون تعتمد علي هرمون اللبتين في الثدييات .وعند معاملة هذا الهرمون لأسماك السالمون لم تظهر اي تأثيرات فسيولوجية واضحة ،ولكن في السمك الذهبي goldfishقل معدل

غذاءها المأكول عند المعاملة بهذا الهرمون.

ولوحظ ايضا ان المعاملة المزمنه باللبتين قللت من الشهية ومن محتوي الدهن في كبد هذه السماك .وفي أسماك الشبوط carpالعادي كان هناك زيادة في تعبير leptin mRNAولم تكن هناك تأثيرات للتصويم علي هذا التعبير باستثناء التأثيرات الواضحة علي وزن الجسم والتمثيل الغذائي ولقد اوضحت البيانات ان مستويات هرمون اللبتين في البلازما ربما ترتبط ايجابيا مع

مستويات PGE2بالبلازما.

هرمونات اخري : Other Hormones

مع تمثيل الدهن الذي يمثل أهمية كبيرة لميزان الطاقة وفسيولوجيات الأسماك فان الهرمونات التي تقوم بتنظيم عمليات الحياة المتنوعة تؤثر علي ثبات الدهن بصورة مباشرة او غير مباشرة وهي تتضمن البيتيدات العصبية المستغلة في تنظيم الغذاء المأكول والشهية .ومن أمثلة هذه الهرمونات:

عامل النمو المشابه للأنسولين IGF1وهرمون النمو GHوالسوماتوستاتين somatostatinربما يكون له تأثيرات غير مباشرة علي ثبات الدهن ،بالإضافة الي التأثيرات المباشرة لتحلل الدهن لهرمون النمو علي الكبد في أسماك السالمون .والهرمونات المرتبطة بالأجهاد مثل catecholamines& corticosteroidsتؤثر علي ميزان الطاقة ومخازن الدهن بالجسم .وكلا من البلوغ والنضج الجنسي يمثلان مرحلة انتقالية للحياة تحتاج لكميات معنوية من الدهون من

٤١٧

اجل نضج الاعضاء التناسلية والنشاط الفيزيقي ولقد ثبت علميا ان هرمون الغدة النخامية somatolactinشائع في الأسماك وله دور في تمثيل الدهن.

الاستنتجات : Conclusions

بالرغم من الدراسات البحثية الكثيرة التي اجريت علي تمثيل الدهن وعلي التعبير الجيني والجينات المنتخبة المستخدمة في ثبات الدهن فان النتائج المتحصل عليها كانت متضاربة وكثير من الفروق ما بين الأسماك تكون نتيجة للتمثيل الغذائي والتكيفات للبيئات المتباينه .فعلي سبيل المثال تتكيف أسماك سالمون الاطلنطي مع بيئات المياه البحرية الفقيرة في مركباتها الغذائية بمساعدة جينات

انزيم ازالة التشبع من الأحماض الدهنية.

ومن جهة اخري المتاح من تسلسلات الجينوم يمدنا بمعلومات هامة لتسهيل الكثير من البحوث في هذا الاطار ومن الأمثلة الحديثة ان اكتشاف السليكا لجين هرمون اللبتين بالأسماك باستخدام جينوم الأسماك الكروية .وفي المستقبل القريب ستكون التحديات الرئيسية هي تكامل بيانات الجينوم المتاحة مع الدراسات الفسيولوجية علي الأسماك وتقييم تكنولوجيات المعاملة الجينيه القوية المتاحة من اجل اسماك الزرد وأسماك medakaومستقبلا سوف يكون الهدف الرئيسي هو تكامل البيانات المستمدة من نوع الأسماك النموذجي مع تأثيرات الهرمونات المفرزة داخل الجسم وتمثيل الدهن وتاريخ الحياة في اسماك السالمون الاطلنطي واسماك الابراميس البحري وذلك من اجل تشريع

هذه الابحاث.

المرقمات الحيوية للتعرض الغذائي والحالة الغذائية Biomarkers Of Nutritional Exposure And Nutritional Status تعتبر المرقمات الحيوية مؤش ار للحالة الغذائية من حيث المأكول من الغذاء او تمثيل المركبات الغذائية .ويمكن ان تكون دليلا كيموحيويا ،أو فعالة او دليللا لحالة مركب غذائي ضروري ،وربما تفسر المرقمات الحيوية الغذائية كنتيجة بيولوجية للمأكول من الغذاء او الانماط الغذائية مثل العلاقة بين حامض الفوليك الغذائي والحامض الاميني هوموسيستئين.

استخدام المرقمات الحيوية :uses of bio,arkersتصمم المرقمات الحيوية الي اكثر من ثلاث

مصنفات ،فالمرقمات الحيوية يمكن استخدامها:

-١وسيلة رسمية للأدوات الغذائية.

-٢مؤشرات بديلة للمأكول من الغذاء.

-٣مقاييس مكملة للحالة الغذائية للمركب الغذائي ،وكثير من المرقمات الحيوية تقع في أكثر من مصنف من هذه المصنفات الثلاثة .وبالنسبة لبعض المكونات الغذائية لا تعتبر المرقمات الحيوية كافية وربما تمد وسائل المأكول الغذائي بمعلومات أفضل.

المرقم الحيوي المستخدم في تشريع الأدوات الغذائية يرتبط ارتباطا قويا بالمأكول من الغذاء ويعتبر تقييم مستقل للمأكول من المركب الغذائي ولقد استخدم doubly labeled waterكمرقم لطاقة الغذاء كما استخدم نيتروجين البول الماء الثقيل المرقم لبروتين الغذاء.

تتباين المركبات والمكونات الغذائية لنفس الغذاء وهذايعتمد علي مكان وكيفية زراعته او تصنيعه وفي مثلا هذه الحالات ربما يكون المرقم الحيوي مؤش ار افضل للمأكول من الغذاء ويعتبر السيلنيوم وفيتامين Eمن امثلة هذه المرقمات .وفي بعض الحالات يمدنا الاستعمال المتكامل للمرقم الحيوي والتقييم الغذائي افضل تقدير للتعرض الغذائي والمقاييس السيرولوجية Serologic measures لبعض الكاروتينات تقع داخل هذا المصنف اما المصنف الثالث للمرقامات الحيوية التي تعتبر

٤١٨

مقاييس متكاملة للحالة الغذائية للمركب الغذائي لا تعكس فقط المأكول من هذا المركب الغذائي ولكنها تعكس ايضا تمثيل المركب وكذلك التاثيرات الناجمة عن المرض .وتعتبر مقاييس بعض مضادات التأكسد )مثل الكاروتينات( وتقديرات بعض الأحماض الدهنية في النسيج الدهني او خلايا كرات الدم الحمراء تقع داخل هذا المصنف .تعتبر مقاييس البول للأيزوفلافونات isoflavones للجينات مؤشرات للمأكول الغذائي ومنتجات عمليات التمثيل الغذائي .وبعض المرقمات الحيوية لتمثيل ذرة كربون واحدة مثل الهوموسبتئين تعكس المأكول الغذائي وكذلك عمليات التمثيل الغذائي.

وجدير بالذكر لا يعكس المرقم الحيوي الواحد حالة مركب غذائي واحد ولكنه يعكس ايضا حالة مركبات غذائية اخري عديدة ومتأثراتها المتداخله ويمثلها الغذائي .ويقع الحامض الاميني هو

موسيسيئن داخل هذا المصنف الثالث.

اكتشاف مرقمات حيوية جديدة للمأكول الغذائي والحالة الغذائية وكذلك التقييم الاقتصادي لها بالإضافة الي المرقمات المعروفة يعتبر ضروريا لاستمرار تقدمنا في التقييم الغذائي .ومازال هناك احتياج للمزيد من المرقمات الحيوية المرتبة بالمأكول الغذائي التي سوف تفيد في تشريع الأدوات

الغذائية.

التفهم الجيد للقيمة الحيوية وتمثل المركبات الغذائية يفيد في تفسير معظم المرقمات الحيوية للمأكول الغذائي .بالإضافة الي ذلك فإن الابحاث التي تجري بواسطة المرقمات الحيوية الغذائية تفيد في زيادة دقة تقييم الحالة الغذائية .توفر المرقمات الحيوية الجيدة للمأكول الغذائي يفيد في كلا من الصحة العامة والممارسات العلاجية واستخدامنا للمرقمات الحيوية في الممارسات العلاجية كمقاييس للمأكول من الغذاء او كمقاييس للحالة الغذائية يتطلب زيادة تفهمنا لكلا من كيفية ارتباط المرقمات الحيوية بالمأكول الغاذئي وتأثيرات مستوياتها مثل :العوامل الوراثية ،التاثيرات الصيدليه

وتأثيرات المرض.

الواسمات الغذائية :التطورات ،المحددات والتوجهات المستقبلية

)*(

الهدف هو إستعراض الابحاث الموجودة علي الواسمات الغذائية المتاحة حاليا بما في ذلك الواسمات الغذائية الجديدة من الاطعمة والمكونات الغذائية ،وتقييم صحة وموثوقية وحساسية الوسامات نحتاج الي مزيد من ابحاث اضافية متخصصة للحصول علي واسمات غذائية حساسة وغير مكلفة نظام الايض الغذائي قد تساعد علي النهوض .وهناك حاجة الي تطوير المواد الغذائية والواسمات الغذائية والتقدم في قواعد البيانات الايض الغذائي توافر الواسمات .التي تقدر تناول الاغذية والمكونات الغذائية يمكن ان يعزز الي حد كبير بحوث التغذية التي تستهدف الامتثال للتوصيات الوطنيه وكذلك جمعيات مباشرة مع نتائج المرض.

يوجد عديد من التحديات في جمع البيانات والتي يرتبط في المقام الأول الي طبيعة الاداة المستخدمة في جمع مثل الاستبيانات الغذائية والسجلات اليوميه للغذاء لان الناس ليسوا دائما قادرين علي تسجيل كل الاطعمة المستهلكة او مكونات المواد الغذائية المستهلكة .كل طريقة من الطرق المستخدمة لها مميزات وعيوب الا انه تسجيل الاطعمه المستهلكة والمكونات الغذائية يوميا مكلفة ومستهلكة للوقت كما انه عبء كبير علي القائمين بالتسجيل توفير المعلومات علي مكونات المواد الغذائية المستهلكة ليست دائما متاحة علي نطاق واسع خاصة في المجتمعات ذات الدخل المحدد .تسجيل مكونات المواد الغذائية المستهلكة قد تعطى لمحة عن العادات الغذائية للسكان

www.rheumachec.com

٤١٩

)*(

محل الدراسة في حين تسجيل الاطعمة المستهلكة يوميا او خلال اسبوع قد تكون اكثر دقة ولكن لا لا الواسمات الغذائية قادرة علي تقييم الغذاء المستهلك بدون تحيز.تكون ممثلة مع مرور الوقت .وكذلك التغلب علي مشكلة النظام الغذائي للأفراد (٢) ( الواسمات القادرة الي التنبؤ بوظائف الغذاء والامراض المزمنه١) هناك حاجة الي معرفة .الحاجة الي تحسين اساليب التقييم والتخطيط الغذائية First phase: Search of articles published between Feb.

2001-Sept. 2012 with keywords “dietary biomarkers”

(n=1.321).

Second phase of relevance

selection: limit keywords to

title/abstract (n=251).

Third phase of relevance

selection: title/abstract review.

Micronutrient/Antioxidant

markers (42)

Disease/Health markers (87)

Weight status markers (14)

Supplement/Medication

studies (9)

Oxidative stress markers

(20)

Title/abstract

s excluded

Articles retained for full text

review (n=25).

Additional articles identified

through reference search

(22).

Fourth phase of relevance

selection: full text review (2=47).

Micronutrient/Antioxidant

markers (2)

Disease/Health markers (3)

Supplement/Medication

studies (1)

Dietary function markers (3)

Full text

excluded

Articles retained for review

(2=33).

( رسم تخطيطي يوضح الهيكل العام للدراسة٣٩) شكل

٤٢٠

منهج البحث :الدراسة الحالية تم في ثلاث مراحل )*( :

المرحلة الاولي :تم تجميع كل ما يتعلق بالواسمات الغذائية من خلال الشبكة العنكبوتية )الانترنت( وتم تجميع حوالي ١٣٢١بحث ثم تم اختيار ٢٥١مستخلص.

المرحلة الثانية :تم تجميع حوالي ١١٨من المقالات ومستخلصات الابحاث المتخصصة.

المرحلة الثالثة :تم تجميع الابحاث الكاملة وكان التركيز علي الواسمات الغذائية للعناصر الغذائية الكبري وكذلك مكونات المواد الغذائية المستهلكة لم تشمل الدراسة علي المؤشرات الحيوية للأمراض المزمنه او الحالة الصحية )مثل علامات السرطان( المؤشرات الحيوية المرتبطة بالوزن والمكملات الغذائية او الادوية ،العناصر الغذائية الصغري أو المضادة للأكسدة :الواسمات الغذائية للملوثات او السموم والرسم التخطيطي التالي يوضح الهيكل العام للدراسة.

النتائج :

تم تحديث ثلاثة وثلاثون بحث لاستخلاص النتائج وتم تنصيف الواسمات طبقا للعناصر الغذائية الكبري )الكربوهيدرات والدهون والبروتين( وكذلك العناصر الغذائية الاخري التي لا تندرج ضمن

العناصر الكبري )مثل الكافيين(.

الكربوهيدرات :

جمعية القلب الامريكية وضعت نظرية مفادها ان السكريات المضافة في النظام الغذائي وخاصة المشروبات المحلاة بالسكر ،قد ساهمت في ارتفاع معدل انتشار السمنه مما يوحي بانها تسهم في استهلاك الطاقة المفرطة هناك حاجة الي ادلة للربط بين المشروبات المحلاة بالسكر وكمية السكر المضافة الي السمنه وغيرها من امراض المشتركة مثل ارتفاع ضغط الدم والسكري وامراض القلب

والأوعية الدموية.

قصب السكر وراب الذرة عالي الفركتوز :

يعتبر الكربون المشع 13Cالواسمة الغذائية لقصب السكر وراب الذرة عالي الفركتوز يستخدم 13Cفي جلوكوز الدم كواسمة غذائية لقصب السكر وشراب الذرة عالي الفركتوز اشارة الابحاث الي وجود علاقة قوية بين استهلاك قصب السكر او شراب الذرة عالي الفركتوز ومستوي 13Cفي الدم اعتبر السكروز والفركتوز البولية كواسمة غذائية للسكر المستهلك كما وجود علاقة قوية بين مستوي السكروز والفركتوز البولية والسكر المستهلك السكروز والفركتوز البولية قادرة علي كشف

التغيرات في كمية السكر المستهلك.

القمح والحبوب الكاملة والجاودار :

اجريت العديد من الد ارسات علي دهن الدم كواسمة غذائية للحبوب وجد ان نسبة دهن الدم تزيد مع زيادة استهلاك الحبوب الكاملة وتقل مع تناول الخبز المكرر لمدة اسبوع واحد ووجد ان التصويم تحد من زيادة نسبة دهن الدم .كما وجد علاقة قوية بين التصويم ونسبة الدهن في الدم مقارنه بعدم التصويم وايضا وجد ان كرات الدم الحمراء تزيد مع التصويم وتقل مع زيادة استهلاك الحبوب

الكاملة.

الدهون :

تركيب الاحماض الدهنيه المستهلكة ممكن ان تنعكس في قياس الكوليسترول في الدم مثل HDL , LDLولكن يجب الاخذ في الاعتبار تأثير الوراثة علي مستويات الكوليسترول في الدم .ومع ذلك فمن الصعب تحديد كمية الاحماض الدهنيه الاساسية وغير الاساسية والتي قد تكون مؤشر علي المخاطر الصحية بالاضافة الي ذلك فان استهلاك احماض الدهنيه مثل DHA, EPAوالتي لها Policy issues for the development and USA of Bio markers in health.@ OECD 2011.

٤٢١

)*(