الميكروبيوم هو نوع من "الأعضاء" الذي نسيه الطب الحديث لسنوات عديدة. ومع ذلك ، منذ أكثر من اثني عشر عامًا ، وبفضل تطور العلوم الطبية الحيوية ، تم إجراء الكثير من الأبحاث ، والتي أثبتت نتائجها أن الميكروبيوم هو أكثر من مجرد مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أجسامنا. ما هو الميكروبيوم؟ لماذا هو مهم جدا لصحتنا؟ كيف تعتني به؟
جدول المحتويات
- ميكروبيوم ، ميكروبيوتا أو ميكروفلورا؟
- الميكروبيوم - مما يتكون؟
- الميكروبيوم - ما هي وظائفه؟
- الميكروبيوم - ما الذي يؤثر عليه؟
- الميكروبيوم وأمراض الحضارة
- الميكروبيوم والسمنة
- الميكروبيوم والجهاز العصبي
- الميكروبيوم - كيف تعتني به؟
الميكروبيوم (الجراثيم ، النبتات الدقيقة) عبارة عن مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة المميزة لموئل طبيعي معين. كموطن ، يجب ألا نفهم البحر أو التربة فحسب ، بل نفهم أيضًا الكائن الحي للإنسان والحيوانات الأخرى. لذلك ، بالإضافة إلى ميكروبيوم البحار والتربة ، فإننا نميز ميكروبيوم الأمعاء والجلد والأعضاء التناسلية والأذن والفم.
يختلف تكوين الميكروبيوم باختلاف الموطن الذي يحتله. في الوقت الحالي ، يتم إجراء معظم الأبحاث على الميكروبيوم الأكثر عددًا في أجسامنا ، أي الجهاز الهضمي.
ميكروبيوم ، ميكروبيوتا أو ميكروفلورا؟
تم استخدام مصطلح "ميكروبيوم" لأول مرة في عام 2001 من قبل جوشوا ليدربيرج الحائز على جائزة نوبل ، والذي استخدمه لوصف مجموعة الجينوم لجميع الميكروبات التي تعيش في جسم الإنسان. لذلك ، يتم استخدام المصطلح في كثير من الأحيان بهذا المعنى.
عندما نتحدث عن جمع كل الكائنات الحية الدقيقة كخلايا ، يجب استخدام مصطلح "ميكروبيوتا".
بدوره ، فإن مصطلح "النباتات الدقيقة" هو مصطلح قديم يستخدم بشكل أقل تكرارًا ، ويعود تاريخه إلى الأوقات التي تم فيها تصنيف معظم الكائنات الحية الدقيقة في المملكة النباتية (يصف مصطلح "فلورا" إجمالي أنواع النباتات الموجودة في منطقة معينة).
الميكروبيوم - مما يتكون؟
يتكون الميكروبيوم من البكتيريا والخمائر والفطريات والبروتوزوا والفيروسات والعتائق. تذكر أنه لا يتعين عليهم دائمًا أن يكونوا "ودودين" مع مضيفهم. قد تشمل الكائنات الحية الدقيقة أيضًا الكائنات الحية الدقيقة التي يحتمل أن تكون مسببة للأمراض للبشر ، على سبيل المثال الإشريكية القولونية.
نظرًا لضخامة الكائنات الدقيقة ، فإن ميكروبيوم الجهاز الهضمي يستحق اهتمامًا خاصًا ، والذي يتكون أساسًا من بكتيريا من 4 مجموعات فرعية:
- الحزم (64%)
- باكتيرويدس (23%)
- بروتيوبكتيريا (8%)
- أكتينوباكتيريا (3%)
في الأشخاص الأصحاء ، تتميز الأقسام الفردية من الجهاز الهضمي بتنوع متنوع من الكائنات الحية الدقيقة. المعدة والاثني عشر عقيمان عمليًا ، حيث أن درجة الحموضة الحمضية لعصير المعدة تخلق بيئة غير مواتية لمعظم الكائنات الحية الدقيقة. في الأمعاء الدقيقة ، يكون عددها أكبر ، حيث يتراوح من 10000 إلى 100000 في 1 جرام من محتوى الطعام.
تسود هنا البكتيريا الحمضية من الجنس اكتوباكيللوس و العقدية. يوجد أكبر عدد من الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء الغليظة وهو يصل إلى تريليون خلية في 1 جرام من محتوى الطعام! الغالبية العظمى من الكائنات الحية الدقيقة التي لا تتحمل الأكسجين (اللاهوائية) مثل البكتيريا من الجنس Bifidobacterium سواء كلوستريديوم.
تشير التقديرات إلى أن عدد الكائنات الحية الدقيقة في الجهاز الهضمي يزيد بمقدار 10 أضعاف عن الخلايا الموجودة في جسم الإنسان (حوالي 100 تريليون خلية تزن حوالي 2 كجم) ، وعدد الجينات فيها يبلغ 3.3 مليون. بالمقارنة ، فإن الجينوم البشري هو فقط 21000 جين.
يمكن تقسيم البكتيريا التي تعيش في الجهاز الهضمي وفقًا للوظائف التي تلعبها في الجسم:
- البكتيريا المحللة للبروتين (المعروفة أيضًا باسم المتعفنة) هي بكتيريا يحتمل أن تكون مسببة للأمراض والتي قد يؤثر نموها الزائد في الأمعاء سلبًا على الجسم ؛ تشمل ، من بين أمور أخرى بكتيريا الجنس كليبسيلا, المعوية, سيراتيا, Citrobacter, الزائفة
- البكتيريا الواقية (بروبيوتيك) هي بكتيريا تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض ، وتغلق ظهارة الأمعاء وتنتج مغذيات للظهارة المعوية ؛ تشمل ، من بين أمور أخرى بكتيريا الجنس اكتوباكيللوس و Bifidobacterium
- تحفز البكتيريا المحفزة للمناعة خلايا الجهاز المناعي ، وتقلل من الاستجابة الالتهابية وتحفز إنتاج الأجسام المضادة IgA من خلال الغشاء المخاطي ؛ تشمل ، من بين أمور أخرى بكتيريا الجنس المكورات المعوية و الإشريكية القولونية. هذا الأخير هو أيضا ممرض محتمل في ظل ظروف غير مواتية
الميكروبيوم - ما هي وظائفه؟
يمكن للكائنات الدقيقة المعوية استقلاب المواد الغذائية - الكربوهيدرات والبروتينات والدهون وتلك المشتقة مباشرة من البشر مثل الخلايا الميتة والمخاط. يستخدمها الميكروبيوم لدعم أنشطة الحياة الأساسية.
لذلك ، يمكن مقارنة وظائف الجراثيم بنوع من المفاعلات الحيوية التي تنتج كميات لا حصر لها من المواد النشطة بيولوجيًا أثناء عملية التخمير. تعتمد كمية وطبيعة هذه المواد إلى حد كبير على طريقة تناولنا للطعام.
بالإضافة إلى دعم العمليات الهضمية ، فإن ميكروبيوم الأمعاء:
- ينتج فيتامينات ب وفيتامين ك.
- يزيد من امتصاص المعادن مثل المغنيسيوم والكالسيوم
- يمنع استعمار الأمعاء بواسطة البكتيريا المسببة للأمراض
- يحفز نضج خلايا الجهاز المناعي ويدعم عمله
- يهدئ العمليات الالتهابية
- يؤثر على نضج وتمايز الخلايا الظهارية المعوية
- يثبط نشاط السموم والمواد المسرطنة
- يشارك في استقلاب الكوليسترول والبيليروبين
الميكروبيوم - ما الذي يؤثر عليه؟
- الجينات
بينما يتأثر تكوين ميكروبيوم الأمعاء بشكل أساسي بالعوامل البيئية ، فإن النمط الجيني للمضيف يؤثر أيضًا على الميكروبيوم بدرجة أقل. مثال على هذه العلاقة هي متغيرات الجين FUT2 الذي يشفر إنزيم fucosyltransferase 2 ، المسؤول ، في جملة أمور ، لتكوين المستضدات المرتبطة بفصائل الدم.
الأشخاص الذين لديهم متغير غير مواتٍ من جين FUT2 لا ينتجون بعض السكريات القليلة ، والتي يؤدي نقصها إلى تعرضهم لنقص البكتيريا الواقية من الجنس Bifidobacterium. حوالي 20٪ من الأوروبيين لديهم نوع غير ملائم من هذا الجين.
- العمر وطريقة التسليم
قبل الولادة في الرحم ، يكون الجهاز الهضمي معقمًا. أثناء الولادة الطبيعية ، يملأ الميكروبيوم المهبلي للأم القناة الهضمية. بعد ذلك ، أثناء الرضاعة الطبيعية بالحليب ، تنتقل مواد البريبايوتك (السكريات القلة البشرية) إلى الطفل ، مما يحفز نمو البكتيريا المفيدة مثل Bifidobacterium.
الأطفال الذين يتغذون صناعياً قد يكون لديهم عدد أقل من هذه البكتيريا لقد ثبت أن الولادة وطريقة التغذية قد تكون حاسمة في التطور السليم للميكروبيوم وتطور الحساسية على سبيل المثال. وقد لوحظت اختلافات كبيرة في تكوين الميكروبيوم في الرضع المولودين بشكل طبيعي مقارنة مع أولئك الذين يولدون بعملية قيصرية.
بعد انتهاء الرضاعة الطبيعية وإدخال الأطعمة الصلبة ، يشبه تكوين ميكروبيوم الأمعاء بشكل تدريجي تركيبة الإنسان البالغ. بحلول سن 15 ، يصبح مستقرًا نسبيًا (إذا كان الشخص يتمتع بصحة جيدة ويقود أسلوب حياة صحيح).
المرحلة التالية من حياة الإنسان ، عندما يُلاحظ تغيير في تكوين الميكروبيوم المعوي ، هي الفترة التي تلي 65 عامًا تقريبًا من العمر. في كبار السن ، هناك انخفاض في عدد البكتيريا الواقية للجنس Bifidobacterium وزيادة عدد البكتيريا المسببة للأمراض ، مثل كلوستريديوم.
تخفيض Bifidobacterium، التي تقلل الالتهاب في الغشاء المخاطي المعوي ، قد تكون أحد العوامل التي تؤدي إلى تفاقم الأمراض المرتبطة بالعمر. لماذا يحدث هذا؟ هذا إلى حد كبير نتيجة لحقيقة أن أجسامنا تصبح أقل كفاءة مع تقدم العمر ، أي أن حالة الأسنان تتدهور ، وكمية اللعاب التي تفرز وتنخفض كفاءة الأعضاء ، مثل البنكرياس.
- حمية
النظام الغذائي هو أحد أكثر العوامل تأثيرًا في تكوين ميكروبيوم الأمعاء. إذا زودنا الميكروبيوم بالكمية المناسبة من الكربوهيدرات المعقدة ، فإن الكائنات الحية الدقيقة ستنتج مواد مثل الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFA) ، مثل الزبدات أو حمض اللاكتيك ، والتي لها تأثير مفيد على الجسم ، بما في ذلك عن طريق إسكات الاستجابات الالتهابية.
تشير التقديرات إلى أن 10-20٪ من الكربوهيدرات المستهلكة تقاوم الهضم بواسطة الإنزيمات المعوية البشرية. هذه هي الكربوهيدرات غير القابلة للهضم ، مثل النشا المقاوم والسكريات غير النشوية (مثل البكتين والسليلوز) ، والتي تعتبر "مغذيات" مثالية للميكروبيوم.
ومع ذلك ، إذا كان نظامنا الغذائي يحتوي على فائض من الأطعمة المصنعة والسكريات البسيطة والدهون المشبعة والبروتين الحيواني ، فإن الكائنات الحية الدقيقة ستبدأ في إنتاج مواد ضارة مثل الأمينات الحيوية (مثل التيرامين) أو السكاتول أو الإندول أو الأمونيا. هذه المواد يمكن أن تلحق الضرر بالخلايا الظهارية المعوية ، وتحفز الالتهاب وتؤدي إلى اضطرابات في نفاذية الحاجز المعوي.
تم إجراء دراسة تمت فيها مقارنة تكوين الميكروبيوم المعوي للأطفال الذين يعيشون في إيطاليا ويتناولون الطعام وفقًا لنموذج النظام الغذائي الغربي (غني بالبروتين الحيواني والدهون والسكريات البسيطة) بالنظام الغذائي للأطفال الذين يعيشون في ريف بوركينا فاسو (غني بالكربوهيدرات المعقدة وقليل البروتين الحيواني) . أظهروا أن تكوين الميكروبيوم في كلا المجموعتين كان مختلفًا تمامًا.
لدى الأطفال من إيطاليا ، مجموعة البكتيريا المميزة للسمنة (الحزم) ، كان هناك نمو مفرط للبكتيريا المتعفنة ، وتم العثور على محتوى منخفض من الزبدات وغيرها من SCFA في البراز. لم يتم العثور على هذا في الأطفال من بوركينا فاسو. يوضح هذا كيف تؤثر عادات الأكل غير السليمة على اضطراب الميكروبيوم المعوي.
الأنظمة الغذائية منخفضة الكربوهيدرات المعقدة (مثل الألياف القابلة للذوبان) تقلل من تنوع ميكروبيوم الأمعاء ، وخاصة البكتيريا الواقية من الجنس Bifidobacterium. مثال على مثل هذا النظام الغذائي هو نظام FODMAPs ونظام غذائي خالٍ من الغلوتين متوازن بشكل غير صحيح.
حمية البحر الأبيض المتوسط هي الأكثر تفضيلاً في البحث ، لأنه بالإضافة إلى كمية كبيرة من الألياف الغذائية ، فهي تحتوي على مادة البوليفينول. تظهر الدراسات الحديثة أن 90-95٪ من مادة البوليفينول تتراكم في الأمعاء الغليظة ، حيث تخضع لتغيرات كيميائية حيوية مختلفة بواسطة الميكروبيوم المعوي.
- الإجهاد النفسي
لقد ثبت في الدراسات التي أجريت على الفئران والإنسان أن الإجهاد النفسي يقلل من عدد البكتيريا الواقية من الأجناس اكتوباكيللوس و Bifidobacterium. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الإجهاد يحفز نمو البكتيريا المسببة للأمراض الإشريكية القولونية. ربما يكون هذا بسبب إفراز هرمون التوتر الكورتيزول.
وقد ثبت أيضًا أن مادة البوليفينول ، مثل ريسفيراترول في العنب أو بمضادات الاكسدة في الشاي ، لها تأثير إيجابي على تكوين الجراثيم المعوية ، حيث تعمل كمضادات حيوية.
اقرأ أيضًا:
- البروبيوتيك - خصائص العلاج وأنواعه ومصادره
- البكتيريا النافعة في الجسم: الميكروبات التي تقي من الأمراض
- الغسيل المتكرر يقصر العمر؟ نعم ، وهناك دليل على ذلك!
الميكروبيوم وأمراض الحضارة
غالبًا ما يُقارن الميكروبيوم بـ "عضو" نسيه الطب الحديث. تظهر الأبحاث بوضوح أن الميكروبيوم ، مثل أي عضو آخر ، قادر على تلقي المعلومات من البيئة والاستجابة لها - مثل التغيرات في درجة الحموضة ، ووجود العناصر الغذائية ، والخلايا المناعية ، والهرمونات. يسمى هذا النظام باستشعار النصاب ويسمح بالحوار الجزيئي بين الميكروبيوم والخلايا والأعضاء البشرية.
نظرًا للتأثير متعدد المستويات للميكروبيوم على أجسامنا ، فلا ينبغي أن يكون مفاجئًا أن الاضطرابات النوعية والكمية للميكروبوم ، والتي تسمى dysbiosis المعوي ، يمكن أن تؤثر على ظهور العديد من أمراض الحضارة ، مثل:
- بدانة
- داء السكري
- أمراض المناعة الذاتية
- الحساسية
- اضطرابات اكتئابية
- الخوض
- مرض الزهايمر
كان الإنجاز الكبير في الأبحاث حول العلاقة بين الميكروبيوم وصحة الإنسان هو مشروع "مشروع ميكروبيوم الإنسان" الذي بدأه في عام 2007 المعهد الوطني الأمريكي للصحة. يستخدم أحدث طرق البيولوجيا الجزيئية ، والتي سمحت بتحديد الاختلافات في تكوين الميكروبيوم البشري اعتمادًا على خط العرض والنمط الجيني والعمر والنظام الغذائي.
الميكروبيوم والسمنة
أجريت الدراسات الأولى التي أشارت إلى علاقة ميكروبيوم الأمعاء بالسمنة على الفئران. لوحظ أن الفئران البدينة لديها نسب مضطربة بين البكتيريا من المجموعة مقارنة بالفئران النحيلة. الحزم (كثيرا) أنا باكتيرويدس (ليس كافي).
يُعتقد حاليًا أن ميكروبيوم الأمعاء يمكن أن يؤثر على تطور السمنة من خلال ثلاث آليات على الأقل:
- عن طريق إنتاج سعرات حرارية إضافية (4-10٪ من الطاقة التي يتم الحصول عليها من الطعام يتم توليدها بواسطة الميكروبيوم ، وهي حوالي 80-200 كيلو كالوري / يوم)
- التسبب في التهاب منخفض المستوى (ما يسمى التسمم الداخلي الأيضي ، والذي يمكن أن يسبب مقاومة الأنسولين)
- تنظيم مركز الجوع والشبع (يؤثر الميكروبيوم ، من بين أمور أخرى ، على إفراز الببتيد الشبيه بالجلوكاجون -1 والببتيد YY ووقت العبور المعوي)
الميكروبيوم والجهاز العصبي
أظهرت الدراسات التجريبية التي أجريت على الفئران أن ميكروبيوم الأمعاء يؤثر على تطور الجهاز العصبي ، والاستجابة للتوتر والسلوك. تشير المزيد والمزيد من الدراسات أيضًا إلى وجود علاقة مباشرة بين ميكروبيوم الأمعاء واضطرابات الاكتئاب.
في هذا السياق ، فإن ما يسمى ب محور الأمعاء والدماغ والعصب المبهم المسؤولان عن نقل الإشارات من القناة الهضمية إلى الدماغ.
الآليات الأخرى التي يمكن للكائنات الدقيقة أن تؤثر على سلوكنا هي مشاركتها في استقلاب التربتوفان (وهو مقدمة لتخليق "هرمون السعادة" - السيروتونين) أو مباشرة من خلال تخليق النواقل العصبية ، مثل بكتيريا الجنس الإشريكية و المكورات المعوية يمكن أن تنتج السيروتونين والجنس اكتوباكيللوس GABA (ناقل عصبي مسؤول عن التهدئة والاسترخاء).
بالإضافة إلى ذلك ، تشير الأبحاث إلى مشاركة ميكروبيوم الأمعاء في تطور الاضطرابات مثل:
- الخوض
- فصام
- ADHD
- اضطراب ذو اتجاهين
SIBO ، أو فرط نمو البكتيريا في الأمعاء الدقيقة ، هو نوع من دسباقتريوز الأمعاء الذي ينطوي على نمو مفرط للبكتيريا في الأمعاء الدقيقة التي تتميز بها الأمعاء الغليظة.
SIBO هو سبب اضطرابات الجهاز الهضمي والامتصاص. يتعايش مع العديد من الأمراض ، مثل:
- متلازمة القولون العصبي (84٪).
- مرض الاضطرابات الهضمية (66٪)
- مرض الجزر المعدي المريئي (50٪)
- قصور الغدة الدرقية (54٪)
- التهاب البنكرياس (35٪)
قد تكون أسباب SIBO:
- اضطرابات الحركة المعوية
- مضادات الحموضة
- أمراض المعدة
- نقص إنزيم الجهاز الهضمي
- كبار السن
- العلاج بالمضادات الحيوية
الميكروبيوم - كيف تعتني به؟
- تناول الخضار والفواكه الغنية بالبوليفينول (توت ، توت ، توت بري) والمواد الحيوية التي تعتبر "غذاء" للكائنات الدقيقة المعوية (البقوليات ، الحمضيات ، الخرشوف القدس ، الكراث ، البصل ، الهليون ، الموز)
- تناول الكربوهيدرات المعقدة مثل الأرز البني ونخالة الشوفان ونخالة الشوفان ، والتي تحتوي على ألياف قابلة للذوبان تحفز إنتاج الزبدات
- تناول الدهون عالية الجودة ، مثل زيت الزيتون
- اشرب الشاي الأخضر لاحتوائه على مادة البوليفينول مثل الكاتيكين
- زيادة استهلاك الخضروات المخللة ، مثل الملفوف والخيار والبنجر ومنتجات الألبان ، مثل الزبادي والكفير ، لأنها مصدر للكائنات الحية الدقيقة بروبيوتيك
- تجنب كميات كبيرة من الكحول ، وإذا كنت تستهلكه بالفعل ، اختر النبيذ الأحمر الذي يحتوي على مادة البوليفينول مثل ريسفيراترول
- تخلص من الوجبات السريعة المصنعة والمشروبات المحلاة والبسكويت والقوالب من نظامك الغذائي لأنها مصدر للسكريات البسيطة والدهون المتحولة
- تجنب الإجهاد النفسي ، وإذا كان ذلك مستحيلًا ، فاستخدم تقنيات الاسترخاء
- اعتني بكمية كافية من النوم
- اتمرن بانتظام
المؤلفات
- Gałęcka M. and Szachta P. Kyberkompakt - أهمية التشخيص الميكروبيولوجي الحديث للقناة المعدية المعوية. العدوى 5/2013.
- De Filippo C. et al. تأثير النظام الغذائي في تشكيل ميكروبات الأمعاء التي كشفت عنها دراسة مقارنة في أطفال من أوروبا وأفريقيا الريفية. Proc Natl Acad Sci USA. 2010 ، 17 ، 107 (33) ، 14691-6. الوصول عبر الإنترنت
- Tomás-Barberán F.A. وآخرون .تفاعلات ميكروبيوتا الأمعاء مع مادة البوليفينول الغذائية والعواقب على صحة الإنسان. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2016، 19 (6) ، 471-476. الوصول عبر الإنترنت
- Wacklin P. وآخرون. يرتبط النمط الجيني المفرز (جين FUT2) ارتباطًا وثيقًا بتكوين البكتيريا المشقوقة في الأمعاء البشرية. PLoS One 2011 ، 6 ، e20113. الوصول عبر الإنترنت
- De Filippis F. et al. يؤثر الالتزام عالي المستوى بنظام البحر الأبيض المتوسط الغذائي بشكل مفيد على ميكروبيوتا الأمعاء والمستقلبات المرتبطة بها. القناة الهضمية. 2016، 65 (11) ، 1812-1821. الوصول عبر الإنترنت
- Reddel S. et al. تأثير النظم الغذائية منخفضة الفودماب والخالية من الغلوتين والنظام الغذائي الكيتون على تعديل ميكروبيوتا الأمعاء في الظروف المرضية. العناصر الغذائية. 2019 ، 12 ، 11 (2) ، E373. الوصول عبر الإنترنت
- Wołkowicz T. et al. ميكروبيوم الجهاز الهضمي و dysbiosis الخاص به كعامل مهم يؤثر على الحالة الصحية لجسم الإنسان. ميد. إكسب. Mikrobiol.، 2014 ، 66: 223-235. الوصول عبر الإنترنت
- Ostrowska L. تأثير الجراثيم المعوية على الاضطرابات الأيضية والسمنة - وجهة نظر أطباء الباطنة وأخصائي التغذية.الجهاز الهضمي Kliniczna 2016، 8، 2، 62-73. الوصول عبر الإنترنت
- Gulas E. et al. كيف يمكن أن يؤثر علم الأحياء الدقيقة على الطب النفسي؟ العلاقات بين الجراثيم المعوية والاضطرابات النفسية. الطب النفسي. نصف. 2018 ، 9 ، 1-17. الوصول عبر الإنترنت
اقرا مقالات اخرى لهذا الكاتب
