ماذا سيحدث إذا تمكنت من قياس عملية التمثيل الغذائي لديك وحصلت على وصفة طبية لنظام غذائي "مخصص"؟ تقدم طريقة "الاستقلاب" حلولاً مخصصة وفقًا للحالة الطبية للمريض
جونجان سينها، مجلة ساينتفيك أمريكان
الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/food300905.html
لا يوجد نظام غذائي واحد يناسب الجميع. يبتلع بعض الأشخاص حساء الملفوف لمدة أسبوع ويفقدون بضعة جرامات فقط، في حين أن آخرين، الذين يخضعون لنفس النظام المتقشف، سيفقدون خمسة كيلوغرامات. ولكن ماذا سيحدث إذا تمكنت من قياس عملية التمثيل الغذائي لديك وحصلت على وصفة طبية لنظام غذائي "مخصص"؟
وهذا هو بالضبط ما يمكن أن يفعله علم الميتابونوميكس. وهذا أحد الفروع التي ظهرت مؤخرًا لثورة "الأوميكس" - بعد علم الجينوم (الجينات) وعلم البروتينات (البروتينات). وبعد إدراك أن بعض الأمراض، مثل السمنة، هي في الواقع متلازمات مشاكل التمثيل الغذائي، وهي الحالات التي تعمل فيها العديد من المسارات البيوكيميائية التي تسبب أعراضا معقدة بشكل متبادل، جاء اختبار التمثيل الغذائي ويقدم وسيلة لقياس الصحة طوال الحياة. علاوة على ذلك، فإن تكنولوجيا علم التمثيل الغذائي قد تكتشف الاضطرابات في تبادل المواد حتى قبل ظهور الأعراض. يمكن لمثل هذا الاختبار أن يساعد الأشخاص على اختيار أنظمة التغذية وتنمية اللياقة البدنية التي تكون "مصممة" خصيصًا لحالتهم الأيضية الشخصية.
يشرح آلان جيه. هيجنز من شركة إيكوريا، وهي شركة مقرها في مجمع أبحاث صناعي في ولاية كارولينا الشمالية، أن "علم الاستقلاب يوفر المكون الوظيفي" الذي لا يكون واضحًا دائمًا في تحليل تركيب الجينات أو البروتين. ولا تؤثر التغيرات في التعبير الجيني بالضرورة على الصحة، إذ قد تعوض الآليات التنظيمية الداخلية عن ذلك. كما أن التحكم المتبادل بين الجينات والبروتينات يؤدي في بعض الأحيان فقط إلى تغيير كامل في المسارات الأيضية. يدرس علم الميتابونوميكس الكائن الحي كنظام واحد، وبالتالي يحاول توحيد علم الجينوم مع علم البروتينات. يقول هيغينز: "إننا نراقب هذه التغييرات في نهاية المطاف".
البحوث الأيضية
يفرز جسم الإنسان في كل لحظة آلاف المواد الأيضية، التي يمكن قياس تركيزها في البول والبلازما وأنسجة الجسم المختلفة. ويمكن القيام بذلك باستخدام التقنيات التقليدية، مثل قياس الطيف الكتلي والرنين المغناطيسي النووي (NMR). وهكذا يقيس علماء الكيمياء الحيوية مدى سمية الأدوية أو الملوثات البيئية للخلايا البشرية. ومع ذلك، فإن هذه القياسات تشكل تحديًا: كيفية تفسير جبال المعلومات التي يتم الحصول عليها منها.
وقد ساعد ازدهار المعلوماتية الحيوية في حل المشكلة. يمكن للعلماء الآن تحليل وفحص المستقلبات بتفصيل أكبر من ذي قبل وإجراء دراسات مقارنة يمكن تعلم المزيد منها. قبل ثلاث سنوات، على سبيل المثال، أظهرت شركة Metabometrix اللندنية أنه من الممكن تشخيص تصلب الشرايين (تصلب المفاصل) باستخدام موجات الراديو عالية التردد التي يتم إرجاعها من عينة الدم. قامت موجات الراديو بقياس الخواص المغناطيسية للعينة وأنتج برنامج كمبيوتر النمط الذي كشف المرض وحدده.
في المستقبل، قد يكون من الممكن رسم ملف تعريفي لمرض التمثيل الغذائي حتى قبل ظهور الأعراض. قام الباحثون في شركة BG Medicine من ماساتشوستس باختبار الفئران التي تم تعديلها وراثيا لتطوير تصلب الشرايين عند تغذيتها بنظام غذائي غني بالدهون. وقام العلماء بإطعام هذه الفئران نظامًا غذائيًا بمستوى معتدل من الدهون وبعد تسعة أسابيع قاموا بفحص مستوى الدهون في الكبد والبلازما مقارنة بمجموعة مراقبة. وفي الفئران التي خضعت للتعديل الوراثي، تم العثور على مستوى أعلى من بعض المستقلبات الدهنية، على الرغم من أنها تبدو صحية تمامًا.
اليوم، بالطبع، هناك بالفعل علامات كيميائية حيوية تحذر من المرض، مثل ارتفاع مستوى الكوليسترول في الدم، لكنها ليست كافية. يقول جان فان دير جريف من شركة BG Medicine: "إن علامة كيميائية حيوية واحدة توفر المعلومات، ولكن لسرد القصة بأكملها، هناك حاجة إلى أنماط كيميائية حيوية نموذجية". يعتقد فان دير جريف أن العديد من الأمراض لها "بصمة" استقلابية يمكن التعرف عليها حتى قبل ارتفاع علامة مثل الكوليسترول. التحدي هو تحديد أنماط التمثيل الغذائي. هذه ليست مهمة سهلة. لا يوجد حتى الآن فهم واضح لعملية التمثيل الغذائي الطبيعي للإنسان، ناهيك عن فهم عملية التمثيل الغذائي غير الطبيعي.
فك التشفير الجيني - سهل للغاية
وبالمقارنة بذلك، فإن "تسلسل الجينات أمر سهل للغاية"، كما يقول خوسيه إم. أوردوفز، مدير مختبر التغذية وعلم الجينوم في جامعة تافت. ويوضح أن الباحث المنخرط في فك رموز تسلسل الحمض النووي يتعامل مع أربعة مكونات فقط (A، C، T، G)، بينما "في علم الميتابونوميكس هناك قاعدة تكنولوجية تقيس الأشياء بطرق مختلفة. نحن نتحدث عن آلاف المكونات."
ومن أجل إحراز تقدم في البحث، من الضروري، وفقا للعلماء، إنشاء "ميتابونوم" الشخص - وهو مفهوم يعادل الجينوم البشري. لكن، بحسب أوردوفس، فإن الإجراءات الميدانية ليست منسقة وهناك نقص في الميزانية. ويقدر أنه من أجل تحقيق هذا الهدف، يجب إجراء التحليلات الأيضية لنصف مليون شخص أو أكثر.
ومع ذلك، يستمر أوردوفس في المضي قدمًا، بلا مبالاة. وفي مشروع مشترك مع "ميتابوميتريكس" يقوم باختبار عدة آلاف من الأشخاص، بعضهم يعاني من أمراض استقلابية حادة مثل السمنة وبعضهم يتمتعون بصحة جيدة، وذلك من أجل تشخيص مدى اختلاف الحالات القصوى عن الحالة الطبيعية. وسيقوم أيضًا بالتحقيق فيما إذا كان النظام الغذائي وممارسة التمارين الرياضية المتوافقة مع المظهر الأيضي الفريد للمريض يمكن أن يخفض وزنه إلى الوزن الطبيعي ويمنع التدهور المبكر للمشاكل الصحية. في المستقبل، ربما سنتوقف عن النظر إلى كمية السعرات الحرارية والدهون والكربوهيدرات الموجودة على الملصقات الغذائية، ونبدأ في مطابقتها مع نوع التمثيل الغذائي لدينا.
