- الساعات الجينية هي خوارزميات تعتمد على أنماط الميثيل في نقاط مختلفة على الجينوم، وقد تم استخدامها للتنبؤ بالعمر البيولوجي.
- تعتبر هذه استخدامات جديدة إلى حد ما للتعلم الآلي، ولم يتم إجراء العديد من الدراسات لتحديد ما إذا كانت قادرة على اكتشاف الشيخوخة الناجمة عن عوامل نمط الحياة.
- في دراسة أجراها باحثون من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو، تم قياس تأثير النظام الغذائي على الشيخوخة الجينية لدى مجموعة من النساء السود لأول مرة.
- استخدمت هذه الدراسة ساعة GrimAGE2، والتي يقول مطوروها إنه تم التحقق من صحتها باستخدام مجموعات من أصول مختلفة.
وفقًا لدراسة حديثة تم توضيحها في شبكة JAMA المفتوحةيؤدي تناول السكر إلى زيادة مقياس العمر البيولوجي لدى النساء، في حين يؤدي الالتزام بالأنظمة الغذائية الغنية بمضادات الأكسدة أو الأطعمة المضادة للالتهابات إلى تقليله.
قام باحثون من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو بمتابعة مجموعة من المشاركات من النساء السود والبيض في دراسة النمو والصحة التي أجراها المعهد الوطني للقلب والرئة والدم (NGHS).
كان المشاركون هم أولئك الذين التحقوا بالدراسة في البداية والذين تتراوح أعمارهم بين 9 و19 عامًا من عام 1987 إلى عام 1997 وتم متابعتهم بين عامي 2015 و2019، عندما كانت أعمارهم تتراوح بين 36 و43 عامًا. صُممت الدراسة في البداية للتحقيق في صحة القلب والتمثيل الغذائي، وكانت البيانات المتعلقة بالنظام الغذائي متاحة نظرًا لأن المشاركين طُلب منهم إكمال مذكرات طعام لمدة 3 أيام عند المتابعة.
تم حساب كمية السكر المضاف في النظام الغذائي باستخدام هذه البيانات، وكذلك الالتزام بالنظام الغذائي المتوسطي، ومؤشر الأكل الصحي البديل، ودرجة غذائية جديدة من 0 إلى 24، تم تصميمها خصيصًا لهذه الدراسة.
تم حساب هذا المؤشر الغذائي الجديد باستخدام البيانات المتعلقة بكمية العناصر الغذائية الدقيقة التالية في النظام الغذائي بما في ذلك:
- فيتامين أ
- فيتامين هـ
- فيتامين سي
- حمض الفوليك
- فيتامين ب 12
- الزنك
- السيلينيوم
- المغنيسيوم
- الفيبر
- الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة
- الايزوفلافون
- سكر.
تم جمع البيانات الوراثية من 342 مشاركًا باستخدام عينة من اللعاب. كان نصف المشاركين من السود والنصف الآخر من البيض.
تم حساب العمر الجيني باستخدام خوارزمية تسمى غريم ايج 2يتناول هذا البحث ميثلة نقاط معينة على الجينوم لتقدير التعرض لبروتين سي التفاعلي، وهو بروتين يصنعه الكبد استجابة للالتهاب، والهيموجلوبين A1C، والذي يوضح كمية السكر الموجودة في الدم.
اكتشف الباحثون أنه مقابل كل جرام إضافي من السكر يتناوله الأشخاص يوميًا، كانت هناك زيادة قدرها 7 أيام في درجة GrimAGE2 الخاصة بهم. ووجدوا أيضًا أن المشاركين الذين التزموا بنظام غذائي متوسطي ومؤشر الأكل الصحي البديل ومؤشر المغذيات الخاص بالباحثين حصلوا على درجات GrimAGE2 أقل.
ويقول المؤلفون إن نتائجهم تتفق مع الدراسات السابقة، ويؤكدون أن هذه هي الدراسة الأولى التي تبحث في تأثير النظام الغذائي على العمر الجيني للنساء السود.
ويشيرون إلى أن اتباع نظام غذائي عالي الجودة مع كميات أكبر من مضادات الأكسدة والعناصر الغذائية المضادة للالتهابات له تأثير إيجابي على العمر الجيني، في حين أن السكر يزيد من العمر الجيني.
أحد قيود الدراسة هو أن GrimAGE2 تم تدريبه في الأصل على الأفراد الذين تتراوح أعمارهم بين 40 و92 عامًا، وكانت المجموعة التي تم التحقيق معها في هذه الدراسة أصغر سناً قليلاً، بمتوسط عمر 39.2 عامًا.
ومع ذلك، قالت الدكتورة لورنا هاريس، أستاذة علم الوراثة الجزيئية في كلية الطب والصحة بجامعة إكستر في المملكة المتحدة، والتي لم تشارك في البحث، الأخبار الطبية اليوم أن الساعات القديمة كانت “مفيدة جدًا”.
“في الوقت الحاضر، تظل هذه الأدوات واحدة من الأدوات القليلة جدًا التي تسمح لنا بقياس الشيخوخة على مستوى الخلايا والجزيئات لدى الأشخاص الأحياء. وإذا أردنا تطوير تدخلات تتفاعل مع شيخوخة الخلايا، فنحن بحاجة إلى أدوات تمكننا من قياس تأثير تدخلاتنا على الأشخاص الأحياء. ومع ذلك، هناك شيء واحد يجب تذكره وهو أن الساعات المختلفة مثل GrimAGE أو ساعات الميثلة قد تقيس جوانب مختلفة من فسيولوجيا الخلية، ولن ترتبط جميعها بشكل مباشر بالنتائج الوظيفية.”
– لورنا هاريس، دكتوراه
GrimAGE2 هي ساعة وراثية تعتمد على التعلم الآلي تم تطويرها لحساب تعرض الجينوم للالتهابات وعلامة جلوكوز الدم لاستنتاج العمر الوراثي.
يلعب كل من هذين العنصرين دورًا مترابطًا في عملية الشيخوخة. ومع ذلك، لم تبحث الدراسة في الآليات المحتملة.
واقترح هاريس أن: “الأشياء التي تعبث بعملية التمثيل الغذائي لديك – (على سبيل المثال،) الكثير من السكر، والكثير من الدهون – يمكن أن تؤدي إلى حالة حيث تصبح الخلايا متوترة، ويمكن للخلايا المجهدة أن تتقدم في العمر بشكل أسرع، أو تكتسب سمات مثل إنتاج العوامل الالتهابية التي تساهم في الشيخوخة الخلوية والجهازية”.
وأوضحت أن “ارتفاع مستويات السكر في الدم قد يؤدي أيضًا إلى ظهور منتجات نهائية متقدمة لعملية الجليكوزيل، والتي قد تؤدي إلى الالتهاب. ويمكن أن تغذي كل هذه العوامل التغيرات في الخلايا والأجهزة مما يؤدي إلى شيخوخة أسرع على المستوى الخلوي، وفي نهاية المطاف، على المستوى الجهازي”.
قال الدكتور كوبانيش تاكيرباشيف، مستشار الصحة والعافية في NAO، والذي لم يشارك في هذه الدراسة: م.ت.“في بحثي (الخاص)، وجدت أنه عندما تكون مستويات السكر في الدم مرتفعة باستمرار، يمكن لجزيئات الجلوكوز أن ترتبط بالبروتينات أثناء عملية الجليكوزيل.”
وأوضح أن “هذا يؤدي إلى إنتاج مركبات ضارة تسمى AGEs والتي تتراكم في الأنسجة وتسرع شيخوخة الخلايا”.
“استنادًا إلى خبرتي السريرية، فإن تناول كميات كبيرة من السكر يزيد من إنتاج الجذور الحرة، مما يؤدي إلى تلف أكسدي للحمض النووي والبروتينات والدهون. يتراكم هذا الضرر بمرور الوقت ويساهم في الشيخوخة المبكرة للخلايا والأنسجة”، كما يقول تاكيرباشيف.
ورغم تعديل نتائج هذه الدراسة وفقاً لعدد من العوامل، فإن متوسط مؤشر كتلة الجسم لدى المجموعة كان مرتفعاً عند 32.5، وهو ما يرتبط بالسمنة.
قال هاريس: “عادة ما يتم التحكم في أشياء مثل مؤشر كتلة الجسم باعتبارها عوامل مربكة. ومع ذلك، ليس من الممكن دائمًا ضبط جميع العوامل المربكة، لذا فمن المحتمل أن يكون هناك تأثير متبقي، لأن مؤشر كتلة الجسم مرتبط ارتباطًا وثيقًا بمقاومة الأنسولين، وهو سبب معروف للشيخوخة الخلوية”.