دراسة تقترح أن علم الأحياء البشري يسجل موسمين وليس أربعة – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

Human biology registers two seasons, not four, study suggests
(بقلم: هناي آرميتيج – Hanae Armitage)

نتعلم – كأطفال – أن هناك أربعة فصول، لكن الباحثين في كلية الطب في جامعة ستانفورد بالولايات المتحدة الامريكية وجدوا أدلة تشير إلى أن جسم الإنسان لا يراها بهذه الطريقة.

وقال الدكتور مايكل سنايدر، أستاذ ورئيس قسم علم الوراثة: “علمنا أن الفصول الأربعة – الشتاء والربيع والصيف والخريف – تنقسم إلى أجزاء متساوية تقريبًا على مدار العام، وفكرت: حسنًا ، من يقول؟” ؛  وأضاف: “لا يبدو من المحتمل أن البيولوجيا البشرية تلتزم بهذه القواعد، لذلك أجرينا دراسة موجهة بواسطة التركيبات الجزيئية للناس للسماح للبيولوجيا بإخبارنا بعدد الفصول الموجودة”.

وتشير أربع سنوات من البيانات الجزيئية لأكثر من 100 مشارك إلى أن جسم الإنسان يختبر أنماطًا متوقعة من التغيير، لكنهم لا يتتبعون أيًا من إشارات الطبيعة الأم التقليدية. بشكل عام، رأى سنايدر وفريقه أكثر من 1000 جزيء تنحسر وتتدفق على أساس سنوي، مع فترتين زمنيتين محوريتين: أواخر الربيع – أوائل الصيف، وأواخر الخريف – أوائل الشتاء. وذكر سنايدر إن هذه فترات انتقالية أساسية عندما يكون التغيير على قدم وساق – سواء في الهواء أو في الجسم.

وقال سنايدر: “حسنًا – بالتأكيد، يمكنك أن تقول، على أي حال، هناك بالفعل موسمان فقط  في كاليفورنيا: بارد وساخن؛ هذا صحيح، ولكن مع ذلك، فإن بياناتنا لا تتوافق تمامًا مع تحولات الطقس أيضًا، إنها أكثر تعقيدًا من ذلك”. ويأمل سنايدر أن الملاحظات من هذه الدراسة – للمستويات الأعلى من علامات الالتهاب في أواخر الربيع، أو زيادة علامات ارتفاع ضغط الدم في أوائل الشتاء، على سبيل المثال – يمكن أن توفر أساسًا أفضل للصحة الدقيقة وحتى تساعد في توجيه تصميم تجارب الأدوية السريرية المستقبلية.

وأضاف سنايدر: “إن أحد التحذيرات هو أن الفريق أجرى البحث على مشاركين في شمال وجنوب كاليفورنيا، ومن المحتمل أن تختلف الأنماط الجزيئية للأفراد في أجزاء أخرى من البلاد، اعتمادًا على التغيرات الجوية والبيئية”. وقد نُشِرت الدراسة على الإنترنت في 1 أكتوبر في مجلة نيتشر كميونيكيشنز (Nature Communications) ؛ وكان سنايدر هو المؤلف الرئيسي للدراسة، بمشاركة رئيسية من باحثي ما بعد الدكتوراه رضا سيلاني، والدكتور أحمد متولي.

 الربيعية والشتوية (Spring-ish and winter-ish)

أجريت الدراسة على 105 أفراد تراوحت أعمارهم بين 25 و 75 عامًا. وكان نصفهم تقريبًا مقاومًا للأنسولين، بمعنى أن أجسامهم لا تعالج الجلوكوز بشكل طبيعي. وقدم المشاركون عينات دم حوالي أربع مرات في السنة، وقام العلماء بتحليلها للحصول على معلومات جزيئية حول المناعة والالتهابات وصحة القلب والأوعية الدموية والتمثيل الغذائي والميكروبيوم وغير ذلك الكثير. كما تتبع العلماء التمارين والعادات الغذائية لجميع المشاركين.

وعلى مدى أربع سنوات، أظهرت البيانات أن فترة أواخر الربيع تزامنت مع ارتفاع في المؤشرات الحيوية الالتهابية المعروف عنها أنها تلعب دورًا في الحساسية، بالإضافة إلى ارتفاع في الجزيئات المشاركة في التهاب المفاصل الروماتويدي وهشاشة العظام. ورأى الباحثون أيضًا أن شكلاً من أشكال الهيموجلوبين يُدعى اتش بي ايه سي ١ (HbAc1) [١]، وهو بروتين يشير إلى خطر الإصابة بالنوع الثاني من داء السكري، بلغ ذروته خلال هذا الوقت، وأن الجين بي إي آر ١ (PER1) [٣]، المعروف بمشاركته الكبيرة في تنظيم دورة النوم والاستيقاظ ، كان أيضًا في اعلى مستويات التأهب.

وقال سنايدر: “إنه في بعض الحالات، من الواضح نسبيًا سبب زيادة مستويات الجزيئات، ومن المحتمل أن ترتفع علامات الالتهاب بسبب ارتفاع عدد حبوب لقاح الأشجار، على سبيل المثال؛ لكن في حالات أخرى، يكون الأمر أقل وضوحًا”. ويشك سنايدر وفريقه في أن مستويات (HbA1c) مرتفعة في أواخر الربيع بسبب تناول الطعام اللذيذ الذي يصاحب العطلات في كثير من الأحيان – تعكس مستويات (HbA1c) العادات الغذائية منذ حوالي ثلاثة أشهر قبل إجراء القياسات – بالإضافة إلى تراجع عام في ممارسة الرياضة في شهور الشتاء.

وعندما تابع سنايدر وفريقه البيانات حتى أوائل الشتاء، لاحظوا زيادة في جزيئات المناعة المعروفة بالمساعدة في مكافحة العدوى الفيروسية، وانتفاخات الجزيئات المشاركة في تطور حب الشباب. وكانت علامات ارتفاع ضغط الدم أعلى أيضًا في الشتاء.

أظهرت البيانات أيضًا أن هناك بعض الاختلافات غير المتوقعة في الميكروبيومات (microbiomes) للأفراد الذين يعانون من مقاومة الأنسولين وأولئك الذين يعالجون الجلوكوز بشكل طبيعي. وأُظهِر فيلونيلا (Veillonella) ، وهو نوع من البكتيريا المشاركة في تخمير حمض اللاكتيك ومعالجة الجلوكوز، أعلى في الأفراد المقاومين للأنسولين على مدار العام، ما عدا خلال المدة من منتصف مارس وحتى أواخر يونيو.

الموسمية [٣] التحليلية (Parsing seasonality)

قال رضا سيلاني: “العديد من هذه النتائج تفتح المجال للتحقيق في الكثير من الأشياء الأخرى” ، وتابع: “خذ الحساسية، على سبيل المثال؛ يمكننا تتبع حبوب لقاح الأشجار التي يتم تداولها في أوقات محددة وإقران ذلك بقراءات شخصية للأنماط الجزيئية لمعرفة بالضبط ما هو الشخص المصاب بالحساسية”.

والمأمول هو أن المزيد من المعلومات حول الصعود والهبوط الجزيئي للشخص سوف يسمح لهم بفهم أفضل لسياق التقلبات البيولوجية لأجسامهم وتمكينهم من استخدام هذه المعلومات لإدارة صحتهم بشكل استباقي.

وقال سنايدر: “إذا تم – على سبيل المثال – قياس مستويات (HbA1C) الخاصة بك خلال الربيع وبدت مرتفعة بشكل غير طبيعي، فيمكنك وضع هذه النتيجة في سياقها ومعرفة أن هذا الجزيء يميل إلى الارتفاع خلال فصل الربيع”، وتابع: “أو يمكنك أن ترى أنه نوع من الركلة في البنطال، إذا جاز التعبير، لممارسة المزيد من التمارين خلال الشتاء في محاولة للحفاظ على بعض هذه القياسات منخفضة”.

وعلى نطاق أوسع، يمكن أن تساعد هذه النتائج أيضًا في تصميم تجارب الأدوية. فعلى سبيل المثال، إذا كان الباحثون يأملون في اختبار دواء جديد لارتفاع ضغط الدم، فمن المحتمل أن يستفيدوا من معرفة أنه نظرًا لارتفاع ضغط الدم في أوائل أشهر الشتاء، فمن المحتمل أن يكون للتجارب التي بدأت في الشتاء مقابل الربيع نتائج مختلفة.

*تمت الترجمة بتصرف

لمزيد من المعلومات: راجع الورقة العلمية المؤلفة من قبل رضا وآخرون (M. Reza Sailani et al) ، التنميط المتعدد الطولي العميق يكشف عن نمطين بيولوجيين موسميين في كاليفورنيا (Deep longitudinal multiomics profiling reveals two biological seasonal patterns in California) ، المنشورة في نشرة نايتشر كوميونيكيشنز ٢٠٢٠ (Nature Communications (2020)). [ DOI: 10.1038 / s41467-020-18758-1]

المصدر:

https://phys.org/news/2020-10-human-biology-registers-seasons.html

الهوامش:

[١] الهيموغلوبين السكري (HbA1c ، الهيموغلوبين A1c ، A1c ، أو أقل شيوعًا HbA1c ، HgbA1c ، Hb1c ، إلخ) هو شكل من أشكال الهيموغلوبين (Hb) المرتبط كيميائياً بالسكر. وترتبط معظم السكريات الأحادية، بما في ذلك الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز ، تلقائيًا (أي غير إنزيمي) بالهيموجلوبين، عندما تكون موجودة في مجرى الدم للإنسان. ومع ذلك، فإن الجلوكوز أقل احتمالا للقيام بذلك من الجالاكتوز والفركتوز (13٪ من الفركتوز و 21٪ من الجالاكتوز) ، وهو ما قد يفسر سبب استخدام الجلوكوز كوقود التمثيل الغذائي الأساسي في البشر. ويكيبيديا

[٢] يقوم جين (PER1) بتشفير بروتين فترة الساعة البيولوجية المتماثل هومولوجس 1 (homologous 1) في البشر، وهو مهم للحفاظ على إيقاعات الساعة البيولوجية في الخلايا، وقد يلعب أيضًا دورًا في تطور السرطان. ويكيبيديا

[٣] في البيانات الزمنية المتتالية، الموسمية (seasonality) هي وجود اختلافات تحدث في فترات منتظمة محددة تقل عن سنة، مثل أسبوعية أو شهرية أو ربع سنوية. وقد تكون الموسمية ناتجة عن عوامل مختلفة، مثل: الطقس، الإجازة، والعطلات، وتتكون من أنماط دورية ومتكررة ومنتظمة، ويمكن التنبؤ بها بشكل عام في مستويات زمنية متتالية.