نقش جمعیت میکروبی روده در سلامت و بیماری ها

انسانها با بیش از صد تریلیون میکروارگانیسم که شامل باکتریها و قارچ ها و ویروس ها و اغازیان که در نقاط مختلف بدن نظیر پوست و ریه ها و اندام های جنسی مستقر هستند به صورت رابطه همزیستی روندی تکاملی را طی می کنند. بیشترین تراکم و تنوع را می توان در میکروبیوم روده یافت .

*شکیب الحق:انسانها با بیش از صد تریلیون میکروارگانیسم که شامل باکتریها و قارچ ها و ویروس ها و اغازیان که در نقاط مختلف بدن نظیر پوست و ریه ها و اندام های جنسی مستقر هستند به صورت رابطه همزیستی روندی تکاملی را طی می کنند. بیشترین تراکم و تنوع را می توان در میکروبیوم روده یافت .

مجموع ژنوم میکروارگانیسم هایی که در داخل و سطح بدن انسان قرار دارند نزدیک به 3.3 میلیون ژن را شامل می شود که تقریبا 100 برابر ژنوم انسان است . اگرچه 99 درصد ژنوم انسانی دو فرد مختلف با یکدیگر برابر است اما تنها 10 -20 درصد ژنهای میکروبیوم انها با هم یکسان است . چنین تفاوت ساختاری می تواند نشان دهنده ی اهمیت تنوع میکروارگانیسم ها ی تشکیل دهنده در بدن هر فرد باشد.

 

ما چگونه میکروبیوم خود را دریافت می کنیم ؟

تجمع میکروبی همراه و کمی پس از تولد اغاز می شود که طبیعتا مادر به عنوان نخستین مخزن میکروبی در نظر گرفته می شود. بسته به نوع زایمان میکروبیوم روده نوزاد شبیه به میکروبیوم واژن مادر غنی از لاکتو باسیلوس یا پوست مادر غنی از استرپتوکوک خواهد بود. پس از تولد میکروبیوم روده نوزاد سریعا تغییر می کند و در دو سال نخست حیات تنوع ان افزایش می یابد.

با اغاز دوران شیر دهی به نوزاد شیر مادر که مخزنی از صدها گونه مفید باکتریال و پروبیوتیک نظیر بیفدوباکتریا و لاکتوباسیلوس است منجر به ارتقا سلامت نوزاد می شود. در نوزادانی که با شیر خشک رشد می کنند تنوع میکروبیوم روده ای متفاوت که از مقدار کمی باکتری های پروبیوتیک تشکیل شده است دیده می شود.

با اغاز گوارش مواد غذایی جامد جمعیت میکروبی روده اغاز به بالغ شدن می کند و غنی از ژن هایی می شود که می تواند ویتامین ها را تولید کرده و مواد قندی پیچیده را تجزیه کند.

 

چگونه می توانیم میکروبیوم ها را مطالعه و شناسایی کنیم ؟

میکروبیوم روده نقش بسیار مهمی در حفظ سلامت افراد دارد و هر گونه تغییر در ارایش و عملکرد ان می تواند منجر به طیف وسیعی از بیماری ها شود. با این حال برای شناسایی بیماری های مرتبط شناخت میکروبیوم سالم روده ضروری به نظر می رسد. با پیشرفت های گسترده در زمینه توالی یابی پیشرفت و سرعت شناسایی میکروبیوم های روده از طریق طبقه بندی باکتری ها بر اساس RNA ریبوزومی و توالی یابی کل ژنوم افزایش یافته است .

با چنین تکنیک های مولکولی می توان نسبت و میزان حضور گونه های مختلف باکتری را در اجتماع میکروبی تعیین کرد. با این حال احتیاط عمل در جریان جمع اوری و حمل و نقل به همراه بایگانی نمودن و پردازش نمونه ها مدفوعی به منظور حفظ تنوع میکروبی باید مورد توجه قرار گیرد. برخی از پژوهشگران انجام چنین تجزیه و تحلیل ها را در کنار جمع اوری شناسه های کمی میکروب ها ضروری می دانند با توجه به اینکه تعداد بعضی از باکتری ها ممکن است در یک نمونه نسبت به سایر نمونه ها بیشتر باشد.

 

چه عواملی بر اجزای طبیعی و سالم میکروبیوم روده تاثیر می گذارد ؟

دشواری در تعریف میکروبیوم طبیعی روده بیشتر از محدودیت های موجود در تکنیک های ازمایشگاهی رایج است . اجزای تشکیل دهنده میکروبیوم طبیعی روده و پایداری ان در هر فرد منحصر به خود اوست . به نظر می رسد عوامل محیطی به همراه رفتاری و ژنتیکی در کنار عوامل غذایی و فردی در شکل گیری میکروبیوم روده موثر است .

علاوه بر این فاکتور های دیگری نظیر سن و جنسیت و میزان فعالیت روده به صورت روزانه و دریافت دارو و فاکتور های تغذیه نظیر میزان جذب و دریافت شکر نقش مهمی بر تاثیرگذاری در میکروبیوم طبیعی روده دارند. مصرف انتی بیوتیک ها نیز می تواند منجر به تغییر جمعیت میکروبی گردد. وجود دامنه گسترده ای از فاکتور های مختلف منجر به تنوع گسترده و دشواری در تعریف میکروبیوم طبیعی روده شده است .

 

چگونه میکروبیوم روده باعث ارتقا سلامت می شود؟

مهمترین تاثیر میکروبیوم روده در گوارش و تجزیه مواد غذایی به همراه پلی ساکارید های پیچیده گیاهی یا همان فیبر ها می باشد.کولون را می توان شاهراه بزرگ تخمیر در نظر گرفت که میکروب ها در انجا فیبر های غذایی و نشاسته های مقاوم را پردازش کرده و زنجیره های کوچک اسید چرب را تولید می کنند. این اسید های چرب منبع مهمی از انرژی برای سلولهای اپیتلیال روده به شمار می رود و منجر به ارتقا هورمون های محلی و تولید انتقال دهنده های عصبی می شود که در نهایت منجر به حرکت روده و کنترل اشتها می شود.

میکروبیوم ها همچنین منبع بسیار مهمی از ویتامین های اساسی و مواد معدنی نظیر فولات و ویتامین k به همراه B2 و B12 و بیوتین می باشند. میکروبیوم باعث تقویت سیستم های ایمنی و عصبی روده می شود. مطالعات بر روی موش ها نشان می دهد که در صورت فقدان گیرنده های میکروبی در سیستم ایمنی حرکت روده در انها دچار اختلال می شود.

همچنین موش هایی که فاقد جمعیت میکروبی هستند از لحاظ سیستم ایمنی ضعیف و دچار اختلالات دستگاه عصبی مرکزی می شوند. تجمع و تکثیر میکروب های مفید در ابتدای حیات منجر به ارتقا سیستم ایمنی ذاتی و مقاومت ایمنی می گردد و در جریان بلوغ روند تکاملی تشکیل سیستم ایمنی اختصاصی و تولید پروتین های ضد میکروبی را تسریع می بخشند.

همچنین به نظر می رسد گروهی از میکروب های مفید روده می توانند بر دستگاه های هورمونی تاثیر گذار باشند و در تغییر حالات و رفتار افراد با تولید انتقال دهنده های عصبی مختلفی نظیر سرتونین منجر به تقویت سیستم ایمنی و القای احساس رضایت در فرد شوند. بنابراین می توان گفت میکروبیوم روده در فرایندهای مهم مغز نظیر کنترل حرکت به همراه یادگیری و حافظه و احساسات تاثیر گذار هستند .

 

چگونه میکروبیوم ها می توانند در درمان بیماری ها نقش داشته باشند؟

کاهش تنوع باکتری ها و میکروب های مفید روده می تواند منجر به افزایش جمعیت ویروس ها در دستگاه گوارش به همراه کبد و ریه ها و مغز گردد. با شناخت دقیق از عملکرد میکروب های مفید روده و تاثیر انها در حفظ تعادل و پایداری افراد سالم می توان از طریق انتقال خوراکی بسیاری از میکروب های مفید به افراد بیمار ناهنجاری ها و بیماری های التهابی را در اینده ای نه چندان دور می توان درمان کرد. مصرف پروبیوتیک ها به همراه میوه و سبزیجات و رژیم غذایی مناسب می تواند در افزایش تنوع میکروب های مفید روده افراد و حفظ شادابی و سلامت افراد جامعه نقش مهمی ایفا کند

* دکترای میکروبیولوژی بالینی از دانشگاه ناتینگهام انگلستان

* عضو انجمن بیماری های عفونی