ما هو علم الوراثة التغذوية

مفهوم علم الوراثة التغذوية:

إن الارتباط بين النظام الغذائي والصحة راسخ، ولكن الاهتمام المتجدد بمكونات النظام الغذائي النشطة بيولوجيًا وكيفية تأثيرها يتم تعزيزه من خلال تطوير علم الجينوم الغذائي، حيث ان علم الجينوم الغذائي هو تطبيق تقنيات الجينوم الوظيفية عالية الإنتاجية في أبحاث التغذية، إذ يمكن دمج هذه التقنيات مع قواعد بيانات التسلسلات الجينية والتنوع الجيني بين الأفراد، مما يتيح دراسة عملية التعبير الجيني لعدة آلاف من الجينات المختلفة بالتوازي، كما يمكن أن تسهل مثل هذه التقنيات تحديد التغذية المثلى على مستوى السكان ومجموعات معينة والأفراد، وهذا بدوره يجب أن يعزز تطوير العلاجات المشتقة من الأغذية والأطعمة المعززة وظيفيا لتحسين الصحة.

تأثير النظام الغذائي على الصحة:

الدليل على أن النظام الغذائي هو عامل بيئي رئيسي يؤثر على حدوث العديد من الأمراض المزمنة هو دليل هائل، حيث من الصعب الحكم على المدى الدقيق لهذه المساهمة، ولكن انخفاض بنسبة 35 ٪ في معدل الإصابة بالسرطان المعياري للعمر من المقترح تحقيقه من خلال “الوسائل الغذائية العملية”، ومن الواضح أن هناك إمكانية لتحقيق فوائد اجتماعية واقتصادية هائلة من خلال التوصيف الناجح واستغلال العوامل المعززة للصحة في الأغذية، كما سيعتمد طيف السكان القادر على الاستفادة من مثل هذه الأبحاث على كيفية استخدام المعلومات من قبل العلماء وصناعة الأغذية وصانعي السياسات.

 الجينوميات الغذائية:

يحتوي الطعام الذي نأكله على آلاف المواد النشطة بيولوجيًا، والتي قد يكون للعديد منها القدرة على توفير فوائد صحية كبيرة، وفي الواقع العديد من المركبات المشتقة من الطعام – مثل الكبريتان والكركمين والليكوبين وبوليفينول الشاي – هي من بين أكثر العوامل الوقائية الكيميائية الواعدة قيد التقييم.

علم الجينوم هو دراسة جميع متواليات النيوكليوتيدات بما في ذلك الجينات الهيكلية، والتسلسلات التنظيمية وأجزاء الحمض النووي غير المشفرة في كروموسومات الكائن الحي، أما علم الجينوم الوظيفي فهو تطبيق المناهج التجريبية العالمية على مستوى الجينوم أو على مستوى النظام لتقييم وظيفة الجينات، وعلم الجينوم الغذائي هو تطبيق مناهج الجينوميات الوظيفية لأبحاث التغذية.

إن الأيض هو تطبيق تقنيات على مستوى النظام، وتعتمد عادة على الرنين المغناطيسي النووي لتحديد ملامح التمثيل الغذائي، كما يستخدم البعض مصطلح الأيض لتغطية التحليلات في كل من الأنظمة البسيطة الخلوية، ومعقدة الأنسجة أو الجسم كله، ويميز البعض الآخر بين دراسات الأيض في الأنظمة البسيطة فقط و الأيض في الأنظمة المعقدة.

تقنيات الجينوم الوظيفي:

تشكل مجموعة من التقنيات الأساس العملي لعلم الجينوم الغذائي، لا تزال هذه التقنيات غير مختبرة إلى حد كبير في علم التغذية، ولكن يتم التأكيد على إمكاناتها من خلال اعتمادها السريع في تخصصات مثل البحوث الصيدلانية والسمية والسريرية، كما هو الحال مع هذه التخصصات تكمن التحديات الرئيسية لعلم الجينوم الغذائي في تصميم دراسات ذات مغزى لاستخدام هذه التقنيات، وتصميم دراسات قادرة على فك رموز التفاعلات المعقدة بين الاختلافات الجينية للأفراد والاستعداد للمرض والتفاعلات الجينية المركبة وتكامل واستجواب مجموعات البيانات الضخمة التي ستنتجها مثل هذه الدراسات.

تعرف صفائف الحمض النووي بأنها أدوات تحليلية لقياس الكميات النسبية لآلاف من أنواع الحمض النووي الريبي داخل العينات الخلوية أو الأنسجة، حيث يُطلق عليه أحيانًا اسم “ترانسكريبتوميكس”،كما يُعد الترنسكريبتوم مكملاً كاملاً لأنواع الحمض النووي الريبي المُنتَج من جينوم الكائن الحي، كما تتعدد أشكال النوكليوتيدات المنفردة، حيث إن (SNP) هو الشكل الأكثر شيوعًا للتنوع الجيني في الجينوم البشري المقابل لاستبدال نوكليوتيد مفرد داخل تسلسل (DNA).

التباين الجيني:

الاختلاف الجيني بين الأفراد هو محدد حاسم للاختلافات في متطلبات المغذيات، حيث أن أكثر أنواع التباين الجيني شيوعًا هو تعدد أشكال النوكليوتيدات الفردي، وهو بديل أساسي واحد ضمن تسلسل الحمض النووي، إذ تحدث هذه مرة واحدة تقريبًا كل 1000-2000 نيوكليوتيد في الجينوم البشري.

تعدد الأشكال هو جودة الموجود في عدة أشكال مختلفة، كما يمكن أن يكون نتيجة الاستعداد الوراثي أو التأثير البيئي أو مزيج من الاثنين، وبعبارات عامة هذا هو الأساس للتغيرات الملحوظة في جميع أشكال الحياة والأفراد، إذ أصبح التطوير الأخير لقواعد البيانات الشاملة لتعدد الأشكال الجيني والفحص الجيني عالي الإنتاجية الآن دراسة ذات مغزى للتباين بين الأفراد ليس فقط ممكنًا، ولكن مهمًا أيضًا لمستقبل التغذية والبحوث السريرية.

إذا أمكن توضيح الآليات التي من خلالها تزعج هذه الأشكال المتعددة استقلاب الفولات، وتغير مخاطر المرض ينبغي أن يكون من الممكن تطوير استراتيجيات غذائية أو علاجية للأفراد المعرضين للخطر لإصلاح التوازن، وتم تحديد تعدد الأشكال أيضًا في الجينات المشاركة في استقلاب الدهون، والتي تعتبر مهمة في تحديد تركيز كوليسترول البروتين الدهني منخفض الكثافة في البلازما للفرد، وهو علامة على مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية.

ومع توصيف المزيد من الروابط بين الأشكال المتعددة وظروف المرض سيزداد نطاق استهداف المعلومات الغذائية والتوصيات إلى مجموعات سكانية فرعية محددة، ومع ذلك قبل إلزام أنفسنا بهذا النهج من الأهمية بمكان أن نأخذ في الاعتبار اللوجيستيات وتكاليف الفحص الجيني الروتيني للعديد من الجينات، وتقديم المشورة المناسبة والمواقف العامة والقضايا الأخلاقية المرتبطة بهذا الفحص، فيما يتعلق على سبيل المثال بالحياة التأمين وتنظيم الأسرة.

علاوة على ذلك فإن حل الأدوار النسبية لتفاعلات الجينات والجينات والبيئة في الأمراض متعددة الجينات (الاضطرابات التي تعدلها جينات متعددة وتعدد الأشكال داخلها) أمر صعب للغاية مع هشاشة العظام، على سبيل المثال تشير دراسات التوأم والأشقاء إلى أن العوامل الوراثية هي المحدد الرئيسي لكثافة المعادن في العظام وهيكلها، وهي تمثل عادةً 50-85 ٪ من تباين النمط الظاهري مع مساهمة العوامل البيئية في الباقي.

تم ربط بعض الأشكال المتعددة الجينات بالاختلافات في كثافة المعادن في العظام، ولا تزال هذه الارتباطات محل خلاف ويبدو من المحتمل أن العديد من الأشكال الجينية كل منها يقدم مساهمة صغيرة نسبيًا تتفاعل لتشمل المكون الجيني المرتبط بهشاشة العظام، وفي ظل هذه الظروف تفتقر دراسات الجينات المرشحة التي تسعى إلى إيجاد ارتباط بين تعدد الأشكال الجيني المحدد وعلامات خطر الإصابة بالمرض إلى القوة وقد تعطي نتائج زائفة، ولا تزال أفضل الاستراتيجيات لحل العوامل الوراثية والبيئية المساهمة في مثل هذه الاضطرابات متعددة الجينات غير واضحة.

الأطعمة المدعمة والمكملات الغذائية:

تهدف الأطعمة المدعمة والأغذية الوظيفية إلى استكمال الاحتياجات الغذائية للإنسان، وبعض الأطعمة مثل حبوب الإفطار يتم تحصينها بشكل روتيني بالفعل بالفيتامينات والمعادن، وهناك مجموعة متزايدة من الأطعمة المحسنة وظيفيًا مع تأثيرات تعزيز الصحة المزعومة.

( nutriceuticals) هي مركبات طبيعية نشطة بيولوجيًا لها خصائص تعزز الصحة أو تمنع الأمراض، وأحد الأمثلة على ذلك هو التأثير الخافض للضغط للببتيدات الغذائية المشتقة من بروتين الحليب بوساطة تثبيط الإنزيم المحول للأنجيوتنسين، على الرغم من أن البيانات الوبائية والدراسات قبل السريرية واعدة إلا أن الدراسات السريرية لتأثير ببتيدات الحليب هذه على ضغط الدم البشري لم يتم إجراؤها بعد، ومن الأهمية بمكان أن تشتمل التجارب السريرية المستقبلية على تقنيات التغذية الجينية خاصة عند مقارنة هذه الببتيدات المشتقة غذائياً مع مثبطات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين المنتجة صناعياً، لأن الاستجابات لهذا الأخير ربما تعتمد على تعدد الأشكال الجيني.

قد يستفيد الأشخاص المصابون بالتهاب المفاصل العظمي من المغذيات مثل الجلوكوزامين وكبريتات شوندروتن، إذ يشير التحليل التلوي الذي أجراه (McAlindon et al) والنتائج الأخيرة التي أجراها (Reginster et al) إلى أن كبريتات الجلوكوزامين لها تأثيرات معدلة للمرض وأدت إلى تحسينات في الأعراض، ومطلوب مزيد من الأدلة من تجارب سريرية أكبر عالية الجودة.