علماء جامعة ستانفورد يكشفون عن سبب جدي لتأثير ارتفاع درجة الحرارة في الطب …

أظهرت دراسة رائدة بقيادة علماء ستانفورد أن استهلاك الأطعمة المطبوخة في درجات حرارة عالية ، مثل اللحوم الحمراء والأطعمة المقلية ، قد يؤدي إلى تلف الحمض النووي وزيادة خطر الإصابة بالسرطان بسبب امتصاص الحمض النووي التالف بالحرارة من هذه الأطعمة.

في حين أن هذه النتيجة أولية ويتم ملاحظتها بشكل أساسي في الخلايا والفئران التي نمت في المختبر ، فإنها تسلط الضوء على مسار مهم محتمل للضرر الجيني وتدعو إلى مزيد من التحقيق في الآثار الصحية لطرق الطهي المختلفة وخيارات الطعام.

أظهرت الدراسة ، التي قادها علماء ستانفورد ، بالتعاون مع نظرائهم في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) ، وجامعة ماريلاند ، وجامعة ولاية كولورادو ، أن مكونات الحمض النووي التالفة بالحرارة يمكن امتصاصها من خلال الهضم وما بعده. مدمج في الحمض النووي للشخص الذي يستهلك الطعام.

يؤدي هذا الامتصاص إلى إتلاف الحمض النووي للمستهلك بشكل مباشر ، مما قد يؤدي إلى حدوث طفرات جينية قد تؤدي في النهاية إلى الإصابة بالسرطان وأمراض أخرى.

في حين أنه من السابق لأوانه أن نقول إن هذا يحدث عند البشر – لاحظت الدراسة فقط امتصاص مكونات الحمض النووي التالفة بالحرارة وزيادة إصابة الحمض النووي في الخلايا والفئران المزروعة في المختبر – يمكن أن يكون للنتائج آثار مهمة على الخيارات الغذائية والصحة العامة.

كبير مؤلفي الدراسة إريك كول والبروفيسور جورج أ. وهيلدا دوبيرت في الكيمياء في كلية ستانفورد للعلوم الإنسانية. “البناء على هذه النتائج يمكن أن يغير حقًا تصوراتنا عن إعداد الطعام وخياراته.

يونغ وونغ جون ، باحث سابق لما بعد الدكتوراه في الكيمياء في جامعة ستانفورد ويعمل حاليًا في المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا ، هو المؤلف الرئيسي للدراسة ، التي نُشرت في 1 يونيو في ACS Central Science.

رواية المخاطر الجينية

أضف إعلانًا

تربط العديد من الدراسات استهلاك الأطعمة المتفحمة والمقلية بتلف الحمض النووي وتنسب الضرر إلى جزيئات صغيرة معينة تشكل ما يسمى بالأنواع التفاعلية في الجسم.

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن هناك آلاف المرات من تلك الجزيئات الصغيرة التي يتم إنتاجها في الطهي النموذجي مقارنة بكمية الحمض النووي التي تحدث بشكل طبيعي في الأطعمة ، كما يقول كول.

لكي تتسبب هذه الأنواع التفاعلية في تلف الحمض النووي ، يجب أن تواجه ماديًا الحمض النووي في الخلية لإحداث تفاعل كيميائي ضار – وهو حدث نادر ، على الأرجح.

على النقيض من ذلك ، فإن المكونات الرئيسية للحمض النووي المعروفة باسم النيوكليوتيدات التي يتم توفيرها من خلال الانهيار الطبيعي للجزيئات الحيوية – على سبيل المثال ، أثناء الهضم – يتم دمجها بسهولة في الحمض النووي للخلايا ، مما يشير إلى مسار معقول وربما مهم للحمض النووي للطعام. تضررت لتلف الحمض النووي الآخر في اتجاه مجرى النهر في المستهلكين.

يقول كول: “لا نشك في أن الجزيئات الصغيرة التي تم تحديدها في الدراسات السابقة هي بالفعل خطيرة”. “لكن ما لم يتم توثيقه من خلال دراستنا هو الكميات الكبيرة المحتملة من الحمض النووي التالف بالحرارة والمتوفر لامتصاص الحمض النووي للمستهلكين.”

نحن ما نأكله

كثير من الناس لا يدركون أن الأطعمة التي نأكلها – اللحوم والأسماك والحبوب والخضروات والفواكه والفطر ، سمها ما شئت – تحتوي على الحمض النووي للكائنات الحية. هذا الإغفال مفهوم ، لأن الحمض النووي لا يظهر على ملصقات التغذية بنفس الطريقة التي تظهر بها البروتينات والكربوهيدرات والدهون والفيتامينات والمعادن.

ومع ذلك ، فإن كميات الحمض النووي التي يتم تناولها لا تذكر.

على سبيل المثال ، تحتوي شريحة لحم بقري تزن 500 جرام (16 أونصة) على أكثر من جرام (0.04 أونصة) من الحمض النووي للبقرة ، مما يشير إلى أن تعرض الإنسان للحمض النووي الذي قد يكون متضررًا بالحرارة ليس بالأمر الهين أيضًا.

يعد التحقيق في التفاصيل الدقيقة لكيفية إصلاح جزيئات الحمض النووي المعقدة – بعد الأخطاء الطبيعية التي لا يمكن تجنبها وكذلك الأضرار الناجمة عن التعرض البيئي – هدفًا رئيسيًا لمختبر كول في ستانفورد. تحقيقا لهذه الغاية ، ابتكر مختبر كول والمتعاونين معهم طرقًا لتحفيز وقياس أشكال معينة من تلف الحمض النووي.

أثناء متابعة هذا الخط من البحث ، بدأ كول في التشكيك في الارتباط الافتراضي بالحمض النووي المنقول بالغذاء والعملية المعروفة لجسم “إنقاذ” وإعادة استخدام مقتطفات الحمض النووي.

شرع الباحثون في طهي الأطعمة – وهي اللحم المفروم ولحم الخنزير المفروم والبطاطس – إما على نار هادئة لمدة 15 دقيقة عند 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت) أو 20 دقيقة مشويًا خفيفًا عند 220 درجة مئوية (حوالي 430 درجة فهرنهايت). . ثم استخرج الباحثون في جامعة ستانفورد الحمض النووي من هذه الأطعمة وأرسلوا العينات إلى المتعاونين في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST).

أظهر فريق NIST ، بقيادة ميرال ديزدار أوغلو ، أن جميع الأطعمة الثلاثة أظهرت تلفًا في الحمض النووي عند غليها وتحميصها ، وزادت درجات الحرارة المرتفعة من تلف الحمض النووي في جميع الحالات تقريبًا.

ومن المثير للاهتمام ، أنه حتى الغليان فقط ، وهو درجة حرارة منخفضة نسبيًا للطهي ، لا يزال يتسبب في بعض تلف الحمض النووي. كما ظهرت نتائج أخرى مثيرة للاهتمام – فالبطاطس ، على سبيل المثال ، كانت أقل ضررًا بالحمض النووي في درجات حرارة أعلى من اللحوم لأسباب غير معروفة.

اشتمل النوعان الأكثر شيوعًا من الضرر على مكون نيوكليوتيد يحتوي على مركب يسمى السيتوزين يتحول كيميائيًا إلى مركب ذي صلة يسمى uracil وإضافة الأكسجين إلى مركب آخر يسمى الجوانين. كلا النوعين من تلف الحمض النووي سامان للجينات ، حيث يمكنهما في النهاية إعاقة عمل الجينات وتعزيز الطفرات التي تتسبب في تكاثر الخلايا بشكل لا يمكن السيطرة عليه مثل السرطان.

بعد ذلك ، كشف فريق كول عن الخلايا المستنبتة في المختبر وأطعموا الفئران بمحلول يحتوي على مكونات الحمض النووي التالفة بالحرارة بتركيزات عالية.

استخدم الباحثون أداة مبتكرة ، تم إنشاؤها داخليًا في مختبر كول في عمل سابق ، تحدد مواقع الحمض النووي التالف بجزيئات الفلورسنت ، مما يسهل قياس مدى الضرر.

بشكل عام ، أظهرت الخلايا المزروعة في المختبر تلفًا كبيرًا في الحمض النووي ناجمًا عن ابتلاع مكونات الحمض النووي التالفة بالحرارة.

أما بالنسبة للفئران ، فقد لوحظ تلف الحمض النووي بشكل بارز في الخلايا المبطنة للأمعاء الدقيقة ، وهو أمر منطقي لأن هذا هو المكان الذي يحدث فيه الكثير من هضم الطعام.

بحاجة الى مزيد من التحقيق

يخطط الفريق الآن للتعمق أكثر في هذه النتائج الأولية المثيرة للحواجب. تتمثل إحدى طرق البحث المستقبلية في اختبار مجموعة متنوعة من الأطعمة ، لمتابعة فكرة أن الأطعمة التي تحتوي على مستويات عالية من محتوى الحمض النووي ، مثل المنتجات الحيوانية ، يمكن أن تشكل خطرًا وراثيًا محتملاً أكثر من الأطعمة ذات المستويات المنخفضة من محتوى الحمض النووي مثل البطاطس وغيرها من النباتات. يخطط الباحثون أيضًا لفحص طرق الطهي التي تحاكي طرق تحضير الطعام المختلفة – على سبيل المثال ، طهي الطعام لما يزيد قليلاً عن 20 دقيقة.

الأهم من ذلك ، سيحتاج نطاق البحث إلى التوسع في الجرعات المنخفضة طويلة الأجل من الحمض النووي التالف بالحرارة المتوقعة على مدى عقود من الاستهلاك في النظم الغذائية البشرية النموذجية ، مقابل الجرعات الأعلى التي تم تناولها في دراسة إثبات المفهوم.

قال كول: “تثير دراستنا الكثير من الأسئلة حول المخاطر الصحية المزمنة التي لم يتم استكشافها بالكامل ، ولكن من المحتمل أن تكون كبيرة ومزمنة من تناول الأطعمة المشوية أو المقلية أو المحضرة بطريقة أخرى في درجة حرارة عالية”. “نحن لا نعرف حتى الآن إلى أين ستؤدي هذه النتائج الأولية ، وندعو مجتمع البحث الأوسع للبناء عليها.”