صناعة الدواجن المتكاملة 1

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 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 التأثيرات المتداخلة للعوامل البيئية مع الوراثة "الجينات" التي ينتج عنها نواتج مظهرية

phenotypic

outcomesتشمل الاحتياجات الغذائية وخطورة المرض .disease riskواساس 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

١٠٦١

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

١٠٦٢

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 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 individuals الي 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

١٠٦٣

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 الو ارثية

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

١٠٦٤

للحامض النووي DNAوالكروماتين chromatinبدون ان يغير من تسلسل هذا الحامض

النووي.

تستطيع الوجبة الغذائية تغيير برنامج الوراثة البيئية epigeneticلان كثي ار من المركبات الوسيطة precursorsوالمواد الخاضعة لتأثير الخميرة substratesمن أجل تفاعلات الميثايل تستمد من الغذاء .كما ان انماط معينه من تعديلات epigeneticوخاصة للحامض النووي DNAوالكروماتين 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) Encyclopediaوتساعد 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 ENCODE علي 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 pregenomicكانت القدرة علي تشخيص الأفراد المستقلة عند المستوي الجيني والتمثيل الغذائي والبروتين وأظهرت ان هذه الطريقة الاحصائية ايضا بواسطة تحديد

١٠٦٥

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 "١ حيث 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 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

١٠٦٦

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

١٠٦٧

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 omic وبيانات 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 الجينية المختلفة في الافراد المستقلة individualsكما أن تقدم التوصيات الغذائية للمغذيات الصغري والمكونات البيولوجية النشطة سوف تتطلب المزيد من الانظمة الغذائية والبيانات العلمية المبنيه علي البراهين والجدول التالي يوضح التحديات المعنوية

والعوائق لهذا المسار.

١٠٦٨

جدول ) (٢٣٤التحديات علي طول مسار النظام المبني علي التغذية والتوصيات الغذائية

المشخصة

التحديات/العوائق challenges/obstacles

المراجع

المتاح الحيوي والنشاط الحيوي للمغذيات الصغري يتباين بدرجة كبيرة تبعا للتركيب الكيماوي كما ان المأكول من الأغذية والامدادات الغذائية يختلف في

)Gaine et al (2013

المحتوي والجرعة.

المغذيات الصغري والمحتوي البيولوجي النشط للأغذية النباتيه يتأثر بعوامل كثيرة جدا مرتبطة بالنبات )مثل :الشمس ،النضج ،التخزين( والتجهيز وعمليات

)Gaine et al (2013

التصنيع مما يؤدي الي صعوبة التقدير الدقيق للمأكول منها.

اخطاء في قياس المأكول :دقة قاعدة بيانات تركيب الغذاء وواقعية FFCs وكميات المأكول لا تستوي دائمامع الجرعات البيولوجية المتاحة.

)Gaine et al (2013

الفوائد الصحية للمغذيات الصغري والأنشطة البيولوجية في المراجع الحالية غالبا ما تبني علي بديل المرقمات الحيوية للتأثير بدرجة افضل من نواتج

)Gaine et al (2013

الصحة الفعلية التي من امثلتها حدوث المرض او النفوق.

التصميمات الكلاسيكية لدراسات التأثيرات المتداخلة الكلينيكية/الغذائية يجب ان and Horine تكون متكاملة بواسطة دراسات طويلة المدي .longitudinal يتباين الثبات Homeostasisفيما بين الأفراد individualsوربما يطابق al

تحدي الثبات مسارات صحة الفرد.

الدعم المالي المطلوب لمباشرة المرجع الفيدرالي الرسمي للمغذيات الصغري

والمأكول النشط بيولوجيا تم دراسته كأولوية

Kaput

)(2012

Van Ommen et

)(2009

)Gaine et al (2013

التكنولوجيات العالية تمكن العلماء جينومات البروفيل Profile genomesوالنسخ والجينات المتعلقة بالبروتين proteomesوالتمثيل الغذائي عند نطاق ومعدل غير مسبوق .وبدمج بيانات الاوميك omicsمع البحث الاكلينيكي لوضع توصيات غذائية مشخصة يظل تحديا.

ولقد لخص الباحث ) Bild (2014الخطوات الرئيسية لبحث الطب الحيوي كما يلي :

)أ( تحديد الاهداف بوضوح.

)ب( مخطط مختصر لطرق التحليل التي ستستخدم لتغطية الاهداف.

)ج( توقع متغيرات مربكة .anticipate confounding

١٠٦٩

)د( تدعيم التصميم التجريبي المبتكر.

)ه ( تفهم كيفية تطبيق واستخدام الطرق الاحصائية والحسابية لتحقيق الاهداف.

)و( تكرار تصميم الدراسة في عشائر

مختلفة ولكن مع نفس طرق التحليل والطرق

الاحصائية.

)ز( وصف الطرق بتفصيل كافي حتي يستطيع الاخرون استخدامها.

)ح( عمل البيانات الخام

raw dataالمتاحة في مستودعات عامة مثل Gene

Expression Omnibusوقاعدة بيانات التراكيب الجينية والتراكيب المظهرية

.Database Genotypes and Phenotypes

ولهذا الاحساس العام يتم إضافة الاحتياج الي :

) (١طريقة نظام تغذية لفهم تعقديات التأثيرات المتداخلة للجين والبيئة.

) (٢تصميمات الدراسة "رقم "١لتقدير الاستجابات المستقلة.

) (٣بحث مشارك مبني علي اساس الجماعة لترجمة النتائج من أجل تحسين الصحة

العامة والصحة الشخصية.

) (٤تخزين دراسة قياسية يشمل بيانات التمثيل الغذائي.

١٠٧٠