الدكتورة إيمان يونس تكتب : دور الكيمياء الحيويه فى تشخيص امراض الحيوان ما هي الكيمياء الحيوية

الكيمياء الحيوية (Biochemistry) هي علم يجمع ما بين الكيمياء التقليدية والأحياء، بحيث يقوم على دراسة جميع التفاعلات والعمليات الكيميائية داخل أجسام الكائنات الحية، وتكون تلك الدراسات بشكل مخبري بالتركيز على ما يحدث من عمليات كيميائية داخل الخلايا بشكل جزئي وذلك لمعرفة مكوّناتها ووظائفها وطريقة تصرفها مع بعضها البعض.

وللكيمياء الحيويه العديد من الفروع منها البيولوجيا الجزيئيه؛ بيولوجيا الخليه؛ التمثيل الغذائى وعلم الوراثه. ونظراً لأهمية الكيمياء الحيوية فهي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بعلم الأحياء الجزيئي الذي يلعب الدور الأكبر في التركيز على المعلومات الوراثية في الحمض النووي في العمليات الحيوية. لذلك يمكن تعريف الكيمياء الحيوية على أنها فرع الكيمياء الذي يدرس المواد الكيميائية الموجودة في الكائنات الحية من النباتات والحيوانات وحتى الإنسان. في مجال الطب البيطري والبحوث تعد الكيمياء الحيوية وثيقة الصلة بعملية التمثيل الغذائي ووظيفة الحيوانات في الصحة والمرض، وتشكل الأساس لفهم ذكي للجوانب الرئيسية للعلوم البيطرية وتربية الحيوانات والكيمياء الحيوية الإنشائية، وخاصة البروتينات والأحماض النوويةDNA RNA &.

أهمية الكيمياء الحيويه
تعتبر الكيمياء الحيوية مجالًا واسعًا من الأبحاث العلمية التي تؤدي إلى اكتشافات متعددة كل عام، وتعمل التقنيات البيوكيميائية على تعزيز الفهم للعمليات الكيميائية التي تدعم صحة الإنسان والحيوان، وتكشف عن التحولات الأساسية بين الحالتين الفسيولوجيتين. ومع تصاعد المخاطر التي تهدد الصحة العامة مثل: تلوث الهواء، وتغيّر المناخ، والأمراض غير المعدية، ومقاومة مضادات الميكروبات، أصبح هناك حاجة ضرورية أكثر من أي وقت مضى لأبحاث علماء الكيمياء الحيوية.
الكيمياء الحيوية السريرية في علاج الحيوان
تعرف الكيمياء الحيوية السريرية بأنها تحليل بلازما الدم أو المصل للعديد من سوائل الجسم بما في ذلك الركائز والإنزيمات والهرمونات إلى جانب تلك المستخدمة في مراقبة وتشخيص أمراض الحياة البرية، تشمل الاختبارات أيضًا تحليل سوائل الحياة البرية بما في ذلك البول والسائل النخاعي وسوائل الاستسقاء، ويتم استخدام اختبارات محددة؛ لتكون قادرة على تشخيص حالة سريرية واحدة لعدة عوامل تؤثر على التحليلات الأكثر شيوعًا المطلوبة.تماشياً مع هذا المبدأ، يمكن إجراء مجموعة من الاختبارات المُختارة جيدًا؛ لتوفير معلومات حول مجموعة متنوعة من الحالات الوالدية في علاج الحياة البرية، كما تُستخدم اختبارات الكيمياء الحيوية جنبًا إلى جنب مع أمراض الدم الكاملة، حيث إن تقييم كلتا النتيجتين ضروريان للتعرف على أنماط المرض المميزة.
في حالة تربية الحيوانات من الضروري فهم وتحليل المعلمات الكيميائية، كما يتم تسخير أدوات الكيمياء الحيوية لتربية ونمو الحيوانات الأليفة، ويستخدم الأطباء البيطريون مجموعة من الأدوات البيوكيميائية لتشخيص الأمراض في الحيوانات، على سبيل المثال، يتم استخدام التقنيات الحديثة مثل قياس الشد الديناميكي (DT) في حالة تربية الماشية.

يتم استخدام (DT) لتحليل مصل الدم و (PCR) لعلامات معينة للفحص العام والتشخيص الكامل لفترات صحة الحيوان في حالة تربية الماشية ومؤشرات الدم مثل البروتين الكلي وجزيئاتها والإنزيمات والمستقلبات الجزيئية المنخفضة مثل الجلوكوز والدون، والبيليروبين والكاتيونات والأنيونات. على وجه الخصوص تُستخدم دراسات الأحماض النووية الخالية من الخلايا المنتشرة في الدم للدراسة والتحليل، على سبيل المثال الحمل والأمراض المعدية والمزمنة والسرطان، ويمكن اكتشاف هذا الحمض النووي الخالي من الخلايا باستخدام التقنيات البيولوجية الجزيئية القياسية، مثل تضخيم الحمض النووي وتسلسل الجيل التالي. علاوة على ذلك تسمح التقنيات الحديثة مثل تفاعل البوليميراز المتسلسل الرقمي بتقدير كمي مُحسّن لتغيرات عدد النسخ التي تعتبر مهمة بشكل خاص في تشخيص الكروموسوم جميع الانحرافات فيها قبل الولادة.
استخدام الكيمياء الحيوية في التكاثر الحيواني
تعتبر الخصوبة خاصية جذابة في حيوانات الماشية، حيث يمكن أن تؤثر عدة عوامل على الخصوبة، والتي تشمل العوامل الوراثية والحالة الصحية والآثار البيئية وممارسات الإدارة. تم استخدام الكيمياء الحيوية للتلاعب بالخصوبة، على سبيل المثال الماشية من خلال استهداف العديد من الخطوات الرئيسية في الخصوبة، وتشمل هذه إنتاج الأمشاج والإباضة والإخصاب والزرع والحمل، حيث إن التلاعب بالخصوبة باستخدام الأساليب البيوكيميائية قد مكّن صناعة الأغذية والزراعة من إنتاج اللحوم والحليب بكفاءة بطريقة تلبي متطلبات الأعداد السكانية المتزايدة.
الكيمياء الحيوية للثروة الحيوانية المحسنة
على نحو متزايد يتم أيضًا النظر في استخدام تقنية الجينوم أو تحرير الجينات، وباستخدام هذا النهج، يمكن تعديل موضع جينومي بقري على وجه التحديد في الخلايا الجسدية لضرب جينات معينة عبر آلية تسمى إعادة التركيب المتماثل، كما تم استخدام استراتيجية استهداف الجينات هذه في الغالب في الخلايا الجذعية الجنينية للفأر كدليل على المفهوم. ومع التطور اللاحق للنوكليازات المصممة مثل نوكليازات إصبع الزنك ونوكليازات المستجيب الشبيه بمنشط النسخ (TALENs)، متجمعة بانتظام بين التكرارات القصيرة المتناظرة والبروتين المرتبط بـ CRISPR 9 (CRISPR / Cas9)، حيث تمتلك الهندسة الجينومية الأكثر كفاءة وسهولة في الحيوانات كان ممكنا، كما ينتج عن ذلك حيوانات معدلة وراثيًا، يمكنها إنتاج الحليب بمركبات طبية مفيدة، أو لحوم ذات خصائص غذائية أفضل، أو زيادة مقاومة الامراض.
دور علماء الكيمياء الحيوية
يقوم علماء الكيمياء الحيوية عادةً بتنفيذ مشاريع بحثية، وإدارة الفرق العاملة في المختبرات، وإعداد التقارير الفنية، وتقديم نتائج الأبحاث إلى العلماء، وذلك باستخدام المجاهر الإلكترونية والليزر والأدوات المخبرية الحديثة. يقوم العلماء أيضًا بعمل تجارب عن طريق تحليل الإنزيمات والحمض النووي وبعض الجزيئات الأخرى، وتغطي هذه التجارب العملية مجموعة من الموضوعات المهمة مثل: استخراج عينات الخلايا من النباتات والحيوانات للبحث الجيني، وتطوير أدوية جديدة فعّالة لصناعة الأدوية. وبمجرد الانتهاء من التجارب، يتم تحليل النتائج بعد ذلك في بيئة مناسبة باستخدام برامج نمذجة البيانات المتطورة، ويعمل علماء الكيمياء الحيوية في الغالب في قطاع العلوم الحياتية بما في ذلك المنتجات الصيدلانية والتكنولوجيا الحيوية وعلم السموم وتكنولوجيا الأغذية وإنتاج اللقاحات.

د/ ايمان ممدوح يونس
باحث بقسم الكيمياء الحيويه والسموم والنقص الغذائى
معهد بحوث الصحه الحيوانيه/ الدقى – مركز البحوث الزراعية – مصر