صناعة الدواجن المتكاملة 1

دراسة وراثة الغذاء : Genomics of Food

الأدوات الجزئيية المستخدمة لتوضيح التأثيرات التمثيلية للتداخلات ما بين الوراثة والمركبات الغذائية اثبتت فاعليتها عبر العلوم الزراعية والغذائية .ولقد لوحظ ان التركيب الوراثي والتعبير الجيني للأبقار تعرفا علي عدد ضخم من موضع الصفات الكمية QTLالتي تؤثر علي نوعية وكمية المركب الغذائي .بالإضافة الي ذلك فإن التكنولوجيا أدت الي انتاج سلع غذائية ذات مكونات حيوية نشطه موجودة في لبن الصدر .ومن المعروف ان جينات الانسان من اجل بروتينات اللبن التي لها وظائف حيوية تقاوم الح اررة والبيئات الحامضية والقلوية وبذلك تتم المحافظة علي الأنشطة الحيوية .والجزئيات الموجودة في اللبن والتي من امثلتها منتجات هضم اللاكتوفيرين ،lactoferrinاللاكتوفيريسين lactoferricinتؤدي انشطتها بعد التعرض للعمليات الفسيولوجية وحديثا،يتحد البيتيد الميكروبي مع البروتينات البللورية المنتجة من جينات Cip A and Cip B of Photorbabdus luminescens shubspمما يؤدي الي مستوي تعبير جيني عالي وتنقية هذه البروتينات والصفات الحيوية النشطة للبن التي تظهر عن طريق الانتخاب الطبيعي واستخدامات التكنولوجيا الحيوية لفصل هذه البروتينات قد ازدادت كمكون جيل اول مسرودة من اجل انتاج اغذية فعالة وطبية توجه احتياجات الصحة المستهدفه للأشخاص المستقلة من اسهال الي امراض

تمثيلية.

المواد الوراثية : Commodity Genomes

تعتبر المواد الوراثية للنباتات والحيوانات والخميرة والفطريات والبكتريا والفيروسات علوم مرشدة لتفهم محتويات المركب الغذائي والثبات واستراتيجيات العملية والأمان.

النباتات : Plants

تميل المواد الوراثية النباتيه الي كونها مشوهة بسبب تعدد نسخ الكروموزومات polypoidy وتعتبر المواد الوراثية الهامة النباتية كاملة او شبه كامله وتكون اساس مصدر المعرفة الرئيسي للبحوث الغذائية وبالنسبة للأنتاج الزراعي فإن هذه المواد الوراثية genomesذات

١٠٨١

قيمة كبيرة فالصفات الكمية للمحصول ومقاومة الأفات وتحمل اجهاد الماء ازدادت

كمدخلات جينية.

مازال الباحثون العاملون في مجال التغذية يستخدمون الاستراتيجيات الاساسية من اجل التحرك فيما وراء تعيين الجينات المرتبطة بالمركبات الغذائية الضرورية لمعظم القيمة الحيوية للمركبات الغذائية ومن جهة اخري يعتبر تفهم الاستراتيجيات التي من خلالها تطور النباتات المختلفة مادتها الوراثية ضروريا لزيادة القيمة الغذائية عندما تستهلك النباتات.

الحيوانات : Animals

الوجبه الغذائية الغنية بالمنتجات الحيوانية المتنوعة كانت جزءا هاما من تاريخنا المتطور وسواء كانت المنتجات الحيوانية الغنية بالمركبات الغذائية عالية النوعية خاما او مطهية فإنها احدي العوامل التي تمكننا من وجبة غذائية صحية تعتبرالمواد الوراثية لحيوانات المزرعة )دجاج ،حملان ،ماعز ،وسمك( كامل او في مراحلها النهائية للأكتمال.

ولقد نشأت الابقار والدجاج كحيوانات منتجة وموادها الوراثية encaleللحيوانات نفسها ولمنتجاتها الغنية في قيمتها الغذائية )لبن وبيض( فانتاجية الدجاج تحسن اداءه من حيث معدل التحويل الغذائي وانتاج البيض وتقدم تحسينها الوراثي من خلال البحوث العلمية التي تركز علي تقليل الاصابة بالأمراض لأدني حد وكذلك تكلفة الانتاج والغذاء الأمن.

وحديثا ،اكتملت المادة الوراثية للأبقار ولكن ظهرت معلومات هامة من خلال البحوث التي اجريت عن انتاج اللبن ونوعيته الحيوية والغذائية ولقد بدأت التحليلات الوراثية في وصف التباين الطبيعي في انواع الابقار وأظهرت اساس الفروق في مركبات اللبن الوراثية الأساسية بالإضافة الي ذلك تستطيع انظمة التعبير مراقبة تأثيرات التربية والمعاملات الغذائية.

الكائنات الحية الدقيقة : Microorganisms

التخمر الميكروبي يعتبر من احد الأمور الهامة في التصنيع الغذائي نظ ار لفوائده العديدة من حيث ثبات الغذاء ،الأمان والقيمه البيولوجية ولا سيما اكساب الاغذية صفات organolepticهناك تباين واسع في بيئة الكائنات الحية الدقيقة بالقناة الهضمية داخل وبين الحيوانات وعند حدوث تعديل في هذه البيئة البكتيرية تتغير كل من :صحة الحيوان

١٠٨٢

والمادة الوراثية genomeالميتابوليوم metabolomeالنسخ والبروتيوم والأحياء الدقيقة بالقناة الهضمية تساهم في احداث تباين في ميزان الطاقة .ولقد لوحظ ان المركبات التمثيلية بالبول تعكس حالة التمثيل الغذائي للأحياء الدقيقة بالقناة الهضمية للأنسان ومظهر السمنه obesity phonotypeوتمثيل الكربوهيدرات الغير مهضومة بواسطة الاحياء الدقيقة للأمعاء تغير من استخلاص الطاقة من الوجبة الغذائية بواسطة العائل hostوالاحماض الدهنية القصيرة السلسلة المنتجة بواسطة الاحياء الدقيقة تمثل %٧من المواد الخاضعة لتأثير الانزيمات التي تدخل عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات gluconeogenesis وتمثل %١٥ – ٥من الاحتياجات الكلية من الطاقة للأنسان.

تستطيع الوجبه الغذائية تغيير التركيب الميكروبي علي اساس محتواها من الكربوهيدرات والألياف والمأكول من الدهن والخضروات ،وعن طريق التطعيم المباشر بواسطة الاغذية المخمرة .وتغيير او تعديل بكتريا الامعاء بواسطة المنشطات الحيوية يقلل حدوث خلل وظيفي في الأمعاء ،وتضخم الكبد الذي اسببه الوجبه الغذائية endotoxemiaالغالية في محتواها من الدهن وتحسين ثبات مستوي الكوليسترول ومن الواضح ان البيئة الميكروبية بالقناة الهضمية للأنسان لها تأثيرات شديدة علي كل من التمثيل الغذائي في الانسان، التعبير الجيني والصحة ومن جهة اخري للتعرف علي التداخلات ما بين الغذاء والأحياء الدقيقة له ميزة بجانب ان تطوير اغذية جديدة سوف يحسن الصحة والتمثيل الغذائي

والحماية.

الدور الوظيفي للأمعاء ) من المناعة الي الميكروبيولوجي( : Intestinal Function المركبات الغذائية لها تأثيرات كثيرة علي التعبير الجيني في جميع الانسجة ومنها أنسجة الأمعاء وهذه التأثيرات مباشرة او غير مباشرة فالتأثيرات غير المباشرة للمركبات الغذائية علي وظيفة الأمعاء والتعبير الجيني يمكن اظهارها في عدد من الطرق كمركبات كلية او جزئيات معدلة او متحللة )مثل :البيتيدات( وعلي سبيل المثال يعتبر استهلاك سكريات الاوليجولين الانسان غير مهضوم كاملا بواسطة الاطفال حديثي الولادة وتعديل الجهاز المناعي في القناة الهضمية بواسطة مكونات الغذاء يستخدم في احداث تحمل فمي او اخماد

١٠٨٣

استجابه المناعة لانتجينات الغذاء food antigensولقد ثبت ان بروتينات الغذاء لها تأثيرات علي خلايا المناعة المعوية عن طريق النضج المظهري وافراز سيتكوين cotkine معين مما يؤثر في النهاية علي تنشيط خلايا Tواستجابة المناعة .وثبت ايضا ان تقديم الاغذية في مرحلة الطفولة المبكرة يحدد خطورة الاغذية المسببة للحساسية ومرض المناعة الذاتيه autimmune diseaseوجميع هذه التأثيرات تكون متوسطة عند حدوث تأثيرات

متداخله ما بين العائل والميكروبات.

تلعب المركبات الغذائية ايضا دو ار اساسيا في اكتمال الميكروفلو ار بأمعاء الطفل وتقوم

مكونات معينه في لبن الانسان بإرشاد

القناة الهضمية للطفل عن طريق تنشيط نمو

تعدادات ميكروبية معينه مثل b.LONGUM SHUBSPالموجودة في صدر الاطفال المغذاه ولقد اظهر التسلسل الجيني والصفات التمثيلية لبكتريا b.INFANTISجينات متضاعفة في أربعة عناقيد مما يساعد في عملية هضم والتمثيل والتخمر سكريات الاوليجو في لبن الانسان ومن ثم تدعيم بيئتها الملاءمة في الاطفال.

الأنسجة الضامة : Adipose Tissue

النسيج الضام له أهمية في الصحة والأمراض التمثيلية ترجع والتباينات في تطور وتعاقب السمنه obesityالي التداخلات المعقدة للقابلية الوراثيه genetic predisposition والتداخلات بين الوراثة والمركبات الغذائية .ولقد ساعدت مادة الوراثة المرتبطة بالتغذية دراسة تأثير الغذاء علي التعبير الجيني nutrigenomicsفي اكتشاف التداخلات بين التباين الوراثي والوجبه الغذائية لانتاج انماط مظهرية مقاسة توضع في صورة مجموعات كمستجيبين وغير مستجيبين للحلول المتنوعة المبينه علي الغذاء فمثلا حوامل ADIPOA لها BMIاقل وخطورة سمنه اقل عندما تكون نسبة الدهون المحتوية علي الأحماض الدهنية غير المشبعة الاحادية MUFAأكبر من أو تساوي %١٣من كمية الطاقة الكلية المأكولة وبالعكس فإن تأثير التباين الوراثي علي خطورة المرض لم يتواجد في حوامل 11391aعندما كان مستوي MUFAاقل من %١٣من الطاقة الكلية ولقد صوحب المأكول من MUFAبنسبة اكبر من %١٣من الطاقة الطلية بزيادة كل من تركيز هذه

١٠٨٤

الدهون في البلازما ومقاومة الانسولين HOMA IR

في الاشخاص الحاملين لأليل

.rs4850704 clock geneالبحث العلمي في مجال الوراثة المرتبطة بالتغذية لا تحتاج الي دراسات واسعة وطويله للتعرف علي جميع التأثيرات المتداخله بين الوراثة والتغذية

ونواتجها المظهرية.

تعتبر السمنه obesityمرض تمثيلي معقد مثل مسبباته ولذلك فإن الطرق لمعاملته ومنعه سوف تتباين داخل العشيرة ومن جهة أخري لا تستطيع hutrigenomicsان تحدد بمفردها جميع التبايانات التي تقدر الاستجابات التمثيلية للغذاء والتنظيم التمثيلي

هو نتيجة

لتداخلات معقدة بين الوراثة والمظهر التمثيلي والبيئة العليقة المحاولات التي توضح التداخلات بين الوراثة والعليقي تركزت بدرجة كبيرة علي تركيب مكونات الغذاء التي تؤثر علي المعدل الذي عنده تتدفق مكونات الوجبه الغذائية والمادة الخاضعة substrateوالمركبات الوسطيه الناتجه من التمثيل الغذائي الي الدورة الدموية وتؤثر علي الهرمونات والانزيمات التي تنظم مسارات عملية التمثيل الغذائي .فعلي سبيل المثال اعطاء اغذية منخفضة السكر مقابل عاليه السكر بعد التمرين الرياضي بساعة يزيد من التعبير الجيني ومستويات البروتين لناقل الاحماض الدهنيه FAT CD36وذلك يوضح كيف تزيد الوجبات الغذائية المنخفضة في السكر من أكسدة الأحماض الدهنيه ولقد لوحظ عنداستخدام طريقة اومكس المتكاملة mtegrated Omicsان الكربوهيدرات تعدل من بروفيل نواتج التمثيل الغذائي بالسيرم متضمنه انواع lysophsphatidyloholine وجينات الحامض النووي الرسول mRNAالمرتبطة بالاجهاد والجينات المتعلقة بتمييز النسيج الضام مما يوضح ان الكربوهيدرات التي تزيد من مستوي سكر الجلوكوز بالدم تظهر استجابات proinflammatoryالتي تعدل من الانسولين وتمثيل الجلوكوز.

١٠٨٥

دراسة تأثير الغذاء علي التعبير الجيني والكبد : Nutrigeneomics And The Liver الفحص الدقيق لحالة الكبد مع قياس منتجاته التمثيلية كان له ميزة كبيرة للتشخيص لعقود زمية عديدة )فعلي سبيل المثال :قياس الكوليسترول والليبوبروتينات كمرقم لخطورة مرض

القلب(.

وجد الباحثون استجابة للتكييف مع التغذية علي مستويات دهن عالية في الفأر حيث اصيبت بالسمنه والأمراض التمثيلية والتي من اعراضها :التهابات ومرحلة مبكره للسمية بالدهن ومرحلة متأخرة للدهن Steatotic late phaseوعند تغذية الفئران لفترة طويلة علي عليقة عالية في محتواها الدهن ازدادت الزيادة المكتسبة في وزن الجسم والنسيج الدهني وكذلك تعبير جينات التمثيل الغذائي في النسيج الدهني وعضلات اناث الفئران بدرجة اكبر من الذكور .وفي ذكور الفئران صوحب التعبير الزائد لكلا من PPARa and CITفي الكبد محتوي اعلي للجلسريدات الثلاثية بالكبد وتركيز اعلي لهرمون الانسولين بالدم مقارنه باناث الفئران ،ولقد وجد ايضا ان الاحماض الدهنيه غير المشبعة الطويلة السلسلة لها تأثيرات أقوي علي التعبير الجيني في كبد الفئران من مثيلاتها القصيرة

السلسلة.

أوضح الباحثون ان تنشيط نسخ جينات PPARBa0المستخدمة في تمثيل الدهن اعقبه تركيزات للأحماض الدهنيه الحرة بالبلازما وأظهرت دراسة بحثية حديثة ان شطب PPARBنتج عنه زيادة تنظيم المسارات المرتبطه بالمناعة والالتهاب وتقليل تنظيم المسارات المرتبطة بتمثيل الليبوبروتين والاستفادة من الجلوكوز والتي ترتبط بالجلوكوز

والجلسريدات الثلاثية الزائدة في البلازما.

استهلاك بذور العنب علي خلفية عليقة عالية في محتواها من الدهن يخفض من التعبير الجيني الزائد لجينات الكبد المرتبطة بافراز الليبوبروتين وتمثيل الدهن بالإضافة الي جعل مستوي الجلسريدات الثلاثية والكوليسترول المنخفضة الكثافة في بلازما دم الفئران طبيعيا.

ولوحظ ايضا ان فلافونويدات flavonoidsبذور العنب تنظم تعبير الجينات المستخدمة في اجهاد التأكسد oxidative stressكما ان لجنات lignansبذور السمسم تزيد من

١٠٨٦

تعبير الجينات المتعلقة بأكسدة الاحماض الدهنية في ذكور الفئران وتزيد من تعبير البروتينات الاخري المتعلقة بنقل الاحماض الدهنية.

تشخيص الصحة والتغذية : Personalizing Health And Nutritrus الهدف الرئيسي لتشخيص التغذية هو تمكين كل فرد من الاسترشاد بواسطة معرفته الشخصية للوجبات التي تمنع المرض وتعظم من صحته ولتحقيق هذا الهدف يحتاج العلم الي التوسع في المقاييس الجديدة الدقيقة المبنيه علي البصمات الجزئية للتمثيل الغذائي والبروتينات والنسخ والجينات والبيئات الميكروبية والاحتياج الي التغذية المشخصة يستمد من ادراك ان الناس مختلفين تمثيليا وفسيولوجيا ووراثيا وبالتالي فهم مختلفون في استجابتهم للمركبات الغذائية وهذه الفروق ليست فقط وراثيا ولكنها تمتد الي العمر ونمط الحياة فعلي سبيل المثال تختلف الوجبة الغذائية للشخص الأكبر سنا عن مثيلتها للأصغر سنا فلكل

منهما احتياجات غذائية مختلفة.

الصحة والتكلفة الاقتصادية للمرض غير المصنف ادت الي الاحتياج لأكثر من طريقة تشخيص للتغذية ومن الضروري تحديد كمية الطاقة الكلية التي يحتاجها الفرد في وجبته

الغذائية.

التجارة في الوجبات الغذائية المشخصة:

The Commercialization Of Personalized Diets:

تحتاج الصحة الشخصية الي وجبات غذائية كاملة وهذا يعني ان معظم الاحتياجات الغذائية الاساسية تتكامل مع جميع الاغذية المستهلكة في اليوم .انظمة الاغذية المبنيه علي المعرفة تتحد مع قابلية تشكيل الاحتياجات الغذائية لكل فرد مما يسمح بأداء وتمثيل مستقل والاحتياجات المحدده هي الخطوات الأولي والمنتجات الغذائية تصل الي مكان التسويق.

ولقد اعدت شركات الاغذية وجبات غذائية للأشخاص بصورة مستقلة علي اساس التحليل الوراثي لآكثر من ٣٠شكل للجين وهذه التكنولوجيا تسمح لكل شخص اختيار وجبته الغذائية وانتاج هذه الوجبه من المكونات الاساسية.

١٠٨٧

لقد ولد البشر محبين للمذاق الحلو والمالح ولا يحبون المذاق المر والحامضي .وتفضيل هذا المذاق يعتقد ان يكون السائق الواقعي logical diviersللتغذية )وقود ضروري ،ملح، احماض امينية( والسميه ،نواتج تمثيل نباتيه ثانوية والتلف "الفساد" .spoilage بني البحث العلمي سريعا تفهم تفصيلي لهذه العمليات المتعلمة والفطرية وكيف انها تتباين وكيف تتداخل السلع المختلفة مع هذه الأحاسيس ويمدنا التفهم احساس الاغذية والتباين في استجابات الانسان بالمعلومات عن الوجبات الغذائية غير المناسبة التي يختارها الاشخاص بصورة مستقلة والخطوة التالية هي توافق احتياجات الصحة الوراثية مع الأولويات الحسية

للأغذية المشخصة.

تظل الحالة الغذائية للأنسان تحديا كبي ار لوكالات الصحة العامة والناس في معظم انحاء العالم يعانون من الامراض المرتبطة بالوجبه الغذائية بسبب اختيارات الغذاء غير المناسبة وترف الحياة والتقييم الروتيني امدنا بوسائل للتعرف علي التباينات المستقلة في الحالة الغذائية ولكن بدمج المعرفة العلمية والابتكار التجاري ضروريا لجعل هذا التقييم مطبقا عمليا .كما ان تكنولوجيات التقييم من الانماط الجينية الي نواتج التمثيل الغذائي وتخيل المقياس انفعال تعتبر بداية علوم تشخيصية لممارسة الصحة health practice والابتكارات الهندسية طورت جدا من البرامج التحليلية التي تمدنا بهذه المقاييس السريعة والرخيصة في السوائل البيولوجية ولقد بدأ الاتصال العلمي في تطبيق استخدام هذه الادوات لتوضيح كيف تختلف هذه البروفيلات الجينية والتمثيلية والفسيولوجية في الأفراد المستقلة طبقا لصحتهم والاجيال الأولي لهذه الابتكارات تكون ذات مشاكل صحية شديدة فعلي سبيل المثال يكون التنظيم السيء في تمثل دهون الكبد عند مركز نموذج مرض غذائي

جديد)مرض تمثيلي ،مرض البول السكري ،سمنه(.

١٠٨٨

Interactions between essential nutrients and gene polymorphisms on clinical (٢٣٥) جدول

outcomes

١٠٨٩