كيف تؤثر بكتيريا الأمعاء علينا

تعيش تريليونات البكتيريا في أمعاء الإنسان - الميكروبيوم. من المفترض أن يقي من الأمراض ويمنع السمنة ويحدد الحالة المزاجية. هل يمكن أن تكون حقاً؟

إنهم يعيشون في ظلام أبدي ، وهم غير مرئيين بالعين المجردة ، وليسوا فاتح للشهية تمامًا - وأحد أهم عناصر البحث في الوقت الحالي: الكائنات الحية الدقيقة في الجهاز الهضمي للإنسان. يعتقد العديد من العلماء الآن أنهم سيلعبون دورًا رئيسيًا في طب المستقبل. يريدون استخدامها لجعل الناس أكثر صحة - عن طريق تغيير تركيبة الجراثيم المعوية.

غرام واحد من محتويات الأمعاء هو موطن للكائنات الحية أكثر من البشر على الأرض - معظمها من البكتيريا ، ولكن أيضًا الفيروسات والفطريات. ما مجموعه حوالي 100 تريليون خلية بكتيرية تستقر في الأمعاء. الميكروبيوم هو ما يسميه الباحثون عالم الميكروبات اليوم. عندما بدأ البروفيسور ديرك هالر من جامعة ميونيخ التقنية في التعامل مع زملائه الصغار في مطلع الألفية ، لم يكن مصطلح "ميكروبيوم" موجودًا ؛ أقل من العلماء المهتمين بالنباتات المعوية. يقول رئيس قسم التغذية وعلم المناعة: "كان يُعتقد أنها مجرد مجموعة من البكتيريا التي نحتاجها للهضم ، ولكن ذلك لا علاقة له بوظائف أجسامنا".

كان هناك ضجيج بحثي حقيقي حول الميكروبيوم المعوي منذ منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. وفقًا لهالر ، تم إطلاقه بواسطة تقنية بحث جديدة. تتيح هذه العملية ، المعروفة باسم التسلسل عالي الإنتاجية ، إجراء تحليل سريع ودقيق للتنوع الهائل للنباتات المعوية لأول مرة. تم بالفعل تحديد عدة آلاف من أنواع البكتيريا الموجودة في الجهاز الهضمي للإنسان. هناك مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة التي يشترك فيها جميع الناس. يختلف الميكروبيوم في التفاصيل من شخص لآخر.

تؤثر بكتيريا الأمعاء على جهاز المناعة

لطالما عُرفت البكتيريا المعوية باسم مساعدات الجهاز الهضمي. إنها تنتج إنزيمات تحطم المكونات الغذائية التي لا يمكن استخدامها بطريقة أخرى - على سبيل المثال الألياف - إلى مكونات يمكن للجسم امتصاصها. من الواضح الآن: أن الميكروبات تعمل أيضًا كشركاء تدريب لجهاز المناعة وبالتالي تضمن أن دفاعات الجسم تتطور بشكل صحيح. كتلتها الهائلة تمنع انتشار مسببات الأمراض في الجهاز الهضمي. تعتبر الفلورا المعوية السليمة مهمة أيضًا لعمل الحاجز المعوي. هذا يتحكم في المواد التي تدخل الجسم إلى الأمعاء والعكس صحيح.

التأثير على الأمراض؟

تتنوع المهام بشكل كبير لدرجة أن الميكروبيوم يُشار إليه الآن على أنه "عضو داخل عضو" أو حتى "عضو خارق". بالإضافة إلى ذلك ، تتزايد باطراد قائمة الأمراض التي يُقال إن الاستعمار المعوي متورط فيها بطريقة ما. في الجزء العلوي توجد أمراض الأمعاء الالتهابية المزمنة ، وزيادة الوزن (السمنة) ، والسكري ، وكذلك الأمراض العصبية مثل التصلب المتعدد. حتى في تطور الاضطرابات مثل الاكتئاب والتوحد ، يجب أن تلعب الجراثيم المعوية دورًا على الأقل. يتخيل بعض الباحثين بالفعل متى يمكن علاج الأمراض عن طريق التدخل في الميكروبيوم.

ومع ذلك ، فإن الضجيج المحيط بالبكتيريا المعوية كعلاج محتمل يسبب أيضًا انتقادات. حذر ويليام هاناج من جامعة هارفارد في عام 2014 في المجلة المتخصصة الشهيرة: "تتطلب أبحاث الميكروبيوم جرعة صحية من الشك" طبيعة. يرى ديرك هالر ذلك بطريقة مشابهة لزميله الأستاذ من الولايات المتحدة. أظهرت العديد من الدراسات أن الكائنات الحية الدقيقة للمرضى الذين يعانون من أمراض معينة تختلف عن تلك الموجودة في الأشخاص الأصحاء. "ومع ذلك ، لا يمكن القول ما إذا كانت هذه التغييرات تسبب المرض بالفعل أم أنها مجرد نتيجة لا علاقة لها بتطور المرض ،" يوضح هالر. "لكن السببية أمر حاسم."

تتكيف الجراثيم المعوية بسرعة مع النظام الغذائي

إن التجمعات الميكروبية تثير الإعجاب بقدرتها الهائلة على التكيف. يتغير تكوينه في غضون 24 ساعة إذا تناول شخص ما بشكل أساسي الأطعمة النباتية فجأة الكثير من المنتجات الحيوانية. يعمل التأثير أيضًا في الاتجاه المعاكس عند التبديل من الأطعمة الغنية باللحوم إلى الأطعمة النباتية.

بالإضافة إلى ذلك ، تنتج البكتيريا مجموعة متنوعة من المواد التي تدخل مجرى الدم عبر جدار الأمعاء ، بما في ذلك المواد النشطة عصبيًا مثل "هرمونات السعادة" الدوبامين والسيروتونين. يشير هذا إلى وجود علاقة بين الميكروبيوم والدماغ لها تأثير على السلوك والمزاج وبالتالي أيضًا على الأمراض العقلية مثل الاكتئاب. يوضح هالر: "يمكن أن يكون". "لقد بدأنا للتو في فهم التفاعل المعقد بين البشر ونباتاتهم المعوية" ، كما يقول خبير ميونيخ ، الذي ينسق برنامج "الجراثيم المعوية" التابع لمؤسسة الأبحاث الألمانية. ستكون في البداية ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالربط بين الأمراض والتدخلات العلاجية الممكنة.

في أفضل الأحوال ، هناك مؤشرات أولية على أن النظام الغذائي الغربي النموذجي - القليل من الألياف ، والكثير من الدهون الحيوانية والبروتينات - يمكن أن يقلل من تنوع الجراثيم المعوية. إذا كان الأمر كذلك ، يمكن أن تتكاثر البكتيريا التي تنتج ثلاثي ميثيل أمين. يشتبه في أن المادة تزيد من خطر الإصابة بتصلب الشرايين وبالتالي النوبات القلبية والسكتات الدماغية.

تغير ميكروبيوم الأمعاء في مرض التهاب الأمعاء

على الرغم من أن الكثير لا يزال في الظلام ، فقد قدمت أبحاث الميكروبيوم بالفعل بعض النتائج المثيرة. في المرضى الذين يعانون من مرض كرون والتهاب القولون التقرحي ، يكون تنوع رفقاء الغرفة الميكروبيين محدودًا. أظهرت التجارب التي أجريت على الفئران المعدلة وراثيًا ، المعرضة بشكل خاص لمرض الأمعاء الالتهابي المزمن (IBD) ، ما يلي: طالما ظلت الحيوانات خالية من الجراثيم ، فإنها لم تمرض على الرغم من قابليتها للإصابة. ومع ذلك ، إذا أعطيت الفئران عدة سلالات من البكتيريا المعوية في تركيبة غير متوازنة ، فإنها تطور مرض التهاب الأمعاء. على الأقل في النموذج الحيواني ، يشير هذا إلى أن الميكروبيوم المعوي له دور سببي في تطور المرض. وقد أسفرت الدراسات التي أجريت على الفئران المعدلة وراثيًا ذات القابلية المتزايدة للإصابة بمرض مشابه لمرض التصلب المتعدد عن نتائج مماثلة.

ومع ذلك ، كما هو الحال في كثير من الأحيان في الطب ، فمن المشكوك فيه ما إذا كان يمكن نقل نتائج اختبارات الحيوانات هذه إلى البشر. ينطبق هذا أيضًا على تجارب جيفري جوردون. أعطى عالم الأحياء من كلية الطب بجامعة واشنطن الفئران التي لا تحتوي على الفلورا المعوية الخاصة بها إما براز توأم بشري رفيع أو توأم يعاني من زيادة الوزن. على الرغم من أن جميع الحيوانات كانت تتغذى على نفس النظام الغذائي ، فإن الفئران التي تلقت ميكروبيوم التوأم الذي يعاني من زيادة الوزن أصبحت سمينًا. ومع ذلك ، فقد بقيت تلك الأنواع من البكتيريا المعوية للتوائم ذات الوزن الطبيعي نحيفة.

الهدف طويل المدى: تدخلات دقيقة في الميكروبيوم

مع عملية زرع البراز هذه ، نجح فريق من الباحثين من جامعة أمستردام في التأثير بشكل إيجابي على عملية التمثيل الغذائي للسكر في الدم لدى الأشخاص الذين يعانون من متلازمة التمثيل الغذائي. قاموا بنقل البراز النظيف والمصفى من المتبرعين النحيفين الأصحاء إلى الجهاز الهضمي لتسعة رجال مصابين بهذا النوع من داء السكري. أدت إدارة الجراثيم إلى تحسين الحساسية المحدودة لمتلازمة التمثيل الغذائي لهرمون الأنسولين الخافض لسكر الدم. يأمل العلماء أن "زرع البراز يمكن أن يكون عاملاً أساسياً في علاج مرض السكري".

ومع ذلك ، استمر التأثير بضعة أسابيع فقط. بالإضافة إلى ذلك ، فإن نقل الميكروبيوم بأكمله ينطوي أيضًا على مخاطر مثل خطر الإصابة بالعدوى ، كما يؤكد هالر. حتى لو حذر الباحث في ميونيخ من التوقعات المفرطة ، فهو متفائل بالمستقبل. ويقول: "في غضون سنوات قليلة ، سنعرف بدقة أكبر التغيرات في الجراثيم المعوية المرتبطة بأمراض معينة". "هذا يفتح بعد ذلك فرصًا لمزيد من التدخلات العلاجية المستهدفة أكثر من زراعة البراز."