حجر الأساس لعملية التمثيل الغذائي:
تتفاعل ميكروبيوتا الأمعاء مع الخلايا في أمعائنا للتأثير على سلوكنا الغذائي وصحتنا. عند تعطل الحوار ، تظهر الالتهابات واضطرابات التمثيل الغذائي.
جدول المحتويات
التمثيل الغذائي: البكتيريا
لقد سكنت الكائنات المجهرية أحادية الخلية ، البكتيريا ، أرضنا لأكثر من 3 مليارات سنة. ستفسر مدة التطور هذه التنوع الشديد لهذا العالم المجهري وخاصة قدرته الهائلة على التكيف مع جميع البيئات تقريبًا ،
حتى الأكثر عدائية. نحن الذين ظهرنا على هذا الكوكب لفترة طويلة بعد هذه الكائنات الحية الدقيقة هي واحدة من هذه البيئات!
منذ الولادة ، تستعمر البكتيريا أجسادنا “من الرأس إلى أخمص القدمين”. إنها تغزو نظامنا الهضمي بشكل خاص حيث تشكل الجراثيم المعوية. لذلك نحن نعيش في تعايش مع مليارات المليارات من البكتيريا ،
غير ضارة تمامًا ، بل وحتى مفيدة لصحتنا. تمثل هذه الكائنات الدقيقة شجرة تصنيف ضخمة مقسمة إلى الشعب ، والفئات ، والأوامر ، والعائلات ، والأجناس ، والأنواع. وهو ما يتوافق مع عدة آلاف من الأنواع البكتيرية.
في أجسامنا ، يعمل هذا العالم الصغير مع خلايانا للتغذية والتكاثر والبقاء على قيد الحياة والانتشار. ما هي الفوائد التي نحصل عليها في المقابل؟
إقرأ أيضا:طرق لشد الوجهدور البكتيريا:
تشارك بكتيريا الأمعاء بنشاط في سلوكنا – وليس فقط الطعام. لمعرفة كيفية عملها ، يجب علينا أولاً تحديد الآليات الجزيئية لتفاعل كائن أعلى – كائننا – مع الكائنات الحية الدقيقة.
على أجسامنا ، توجد البكتيريا في جميع الظهارة (الطبقات الخارجية لخلايا الأنسجة التي تلامس البيئة الخارجية) ، بما في ذلك الجلد الواضح ، حيث ، وفقًا للأجزاء المعرضة للهواء ، للحرارة أو الرطوبة ،
مجتمعات بكتيرية متميزة. على الظهارة الرئوية أو المهبلية أو حتى المعوية ، هناك مجموعات سكانية أخرى ، مختلفة تمامًا عن بعضها البعض ، لأنها تخضع لظروف التغذية والأكسجين والرطوبة .
الجيد من البكتيريا:
عيش غالبية البكتيريا في الأمعاء ، وخاصة القولون. تتكون هذه الكائنات الحية الدقيقة بنسبة 90٪ من شعبتين: الثبات والجراثيم. تعتبر البكتيريا الشعاعية والبكتيريا الشعاعية أقلية ، لكنها على الأرجح مهمة جدًا لكائننا ،
لأنه تم اختيارهم للتعايش فقط في الأمعاء.
أنواع البكتيريا:
كل واحد منا لديه حوالي 400 نوع من البكتيريا المختلفة ، والتي لها جيناتها الخاصة ، على الرغم من أن بعضها مشترك في أنواع مختلفة. هناك ما بين 300000 و 800000 جين بكتيري لكل فرد.
إقرأ أيضا:النظام الغذائي للنساء المرضعاتهذا التنوع الجيني يتجاوز إلى حد كبير نوعنا ، حيث تحتوي خلايانا على حوالي 20000 جين. النتيجة: إذا استفدنا من وجود هذه البكتيريا في السبيل الهضمي ،
فإن الإمكانات الوراثية لعالم الميكروبات تكون قادرة أيضًا على التحكم في عمل خلايانا لخدمة مصالحها الخاصة ، أي التكاثر والانتشار .
بعد ساعات قليلة من الولادة ، تستقر مجموعات بكتيرية مختلفة بترتيب محدد جدًا داخل الجهاز الهضمي ،
وتنظم نفسها لخلق “بيئة” مستقرة بمرور الوقت. يتم تطبيق كل هذا تدريجيًا خلال أول سنتين إلى ثلاث سنوات من العمر ، حتى يكون لدينا نظام غذائي لا يختلف كثيرًا على أساس يومي.
عندئذٍ يكون المجتمع البكتيري متطابقًا تقريبًا في بقية حياتنا ، ما لم نستهلك المضادات الحيوية أو إذا كنا نعاني من أمراض تعدل الفلورا المعوية ، مثل السمنة ومرض السكري.
بالنسبة للأطفال:
عند الأطفال حديثي الولادة ، تكون كفاءة الطاقة ، أي القدرة على تخزين الطاقة المبتلعة ، منخفضة ، ولكنها تزداد أثناء الطفولة. نشأنا مستهلكين كمية هائلة من الطاقة …
ومع ذلك ، فإننا لا نستخدمها بالكامل ، لأننا لا “نعرف” كيف نفعل ذلك. يلعب استعمار الجراثيم للأمعاء دورًا أساسيًا: فهو يسمح لنا بتخزين المزيد من الطاقة عن طريق السماح للأمعاء بزيادة امتصاص العناصر الغذائية ،
إقرأ أيضا:فوائد زيت السمكولكن أيضًا عن طريق استعادة الطاقة من الألياف الغذائية التي لا تستطيع خلايانا وحدها أن تتحلل.
في المختبر ، تأكل الفئران “الممرضة” (الخالية من أي بكتيريا معوية ، يتم تربيتها في بيئات معقمة) ثلاث إلى خمس مرات أكثر من الفئران “العادية”.
ولكن من المفارقات أن الفئران الممرضة هي أنحف من الفئران “العادية”. يفسر ذلك بكفاءة الطاقة المنخفضة جدًا المرتبطة بغياب البكتيريا المعوية.
التمثيل الغذائي: طاقة أكثر
وبالتالي ، فإن جزءًا كبيرًا مما نأكله لا تمتصه خلايانا مباشرة ويجب هضمه أولاً بواسطة بكتيريا الأمعاء حتى نستفيد منه. هل تؤثر وظيفة الهضم هذه على صحتنا؟
نعم ، إنه ينظم بشكل خاص وزننا ، الذي يحدده الفرق بين الطاقة الممتصة والتي تم التخلص منها.
إن الآليات التي تسمح للدماغ بالتحكم في تناول الطعام معقدة للغاية وتتطلب تنظيم التوازن بين نقص الطاقة ، ومن ثم الحاجة إلى تناول الطعام ، والطاقة الزائدة ، والتي تتوافق بشكل خاص مع تلك المخزنة في الأنسجة الدهنية.
للتفاعل مع نقص الطاقة ، أي انخفاض مخزون الدهون أو الانخفاض المفرط في الجلوكوز المنتشر في الدم ، يأمر الدماغ الجسم بالعثور على الطعام. ثم يتم هضمها ، وتمتصها الأمعاء ، ثم تتراكم العناصر الغذائية في الدم وتملأ احتياطيات الطاقة.
أثناء تناولنا الطعام ، يتم الكشف عن الزيادة في نسبة السكر في الدم ، وكمية الجلوكوز في الدم ، عن طريق الدماغ (في الجمجمة) ، والذي يرسل إشارات عصبية وهرمونية إلى الأنسجة المحيطية ،
وبالتالي يعزز تخزين الدم. في الكبد والعضلات ، أو تحولها إلى دهون في الأنسجة الدهنية. يتم إرجاع الطاقة المتراكمة لاحقًا حسب الحاجة ، على سبيل المثال أثناء ممارسة الرياضة البدنية أو أثناء النوم ، وخاصة للحفاظ على درجة حرارة الجسم طوال الحياة.
الاتصال بالدماغ:
ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، أظهرنا أن الآليات الفسيولوجية والإشارات العصبية والهرمونية التي تتحكم في توزيع الجلوكوز على أنسجة الجسم أثناء التغذية تبدأ في الأمعاء …
وليس فقط في الدماغ. لا تمتص الأمعاء الطعام فحسب ، بل تستشعر أيضًا كمية ونوعية العناصر الغذائية مثل الجلوكوز والدهون.
والجهاز الذي يخبر الدماغ عن امتصاص العناصر الغذائية هو الجهاز العصبي المعوي أو المعوي. يتكون من 300 إلى 600 مليون خلية عصبية تحيط بالأمعاء والتي تخترق تشعباتها العصبية العلاقة الحميمة من الأمعاء إلى الزغب. هذا الأخير ،
وهكذا ، فإن عدة شبكات من الخلايا العصبية ، ولا سيما في الضفيرة تحت المخاطية والضفيرة العضلية المعوية (التي تحتوي على عضلات) الأمعاء ، تشكل “دماغًا ثانًا” ،
متصل بالدماغ “الأول” – في الجمجمة – عبر العصب المبهم. لذلك فهو “مرتبط” بمركز التحكم في سلوك الأكل ، منطقة ما تحت المهاد.
نظام إنعكاسي:
أظهر العلماء ، أثناء امتصاص الطعام ، وجود نظام “انعكاسي” بين هذه الشبكات العصبية والأعضاء التي تنظم استقلاب الطاقة ، مثل الكبد والبنكرياس والعضلات والأوعية الدموية.
عندما تمتص العناصر الغذائية ، تفرز الأمعاء هرمونات ، والتي تعمل على تضخيم رسالة العصب المبهم. هذه هي على وجه الخصوص GIP (الببتيد المثبط للمعدة ) و GLP -1 ( الببتيد الشبيه بالجلوكاجون ) ،
التي تطلقها خلايا الغدد الصماء في الأمعاء. ال GLP-1 يحفز بقوة العصب المبهم أثناء امتصاص الجلوكوز. يرتبط هذا العصب مباشرة بالدماغ ، والذي يرسل إشارات جديدة تعزز إفراز البنكرياس للإنسولين –
وهو الهرمون الذي ، من بين أمور أخرى ، يعلن للمخ أن سكر الدم يرتفع وبالتالي يحفز الشبع. أظهرت الدراسات الحديثة أن جراثيم الأمعاء تنظم إطلاق GLP -1 وتكاثر خلايا الغدد الصماء في القناة الهضمية التي تفرزها ، وبالتالي تقوية التواصل بين الدماغ “الاثنين” ووقف الطعام.
الهرمونات والتمثيل الغذائي:
الأكثر إثارة للاهتمام: لقد تم الكشف عن أن هذا المنعكس التغذوي ، وخاصة دور الإنكريتين في تنظيم تناول الطعام ، قد تغير لدى مرضى السكري والسمنة. والتي من شأنها أن تكون مرتبطة بالميكروبات المعوية.
في الواقع ، تختلف التركيبات الجينية لنباتات مرضى السمنة وتلك الخاصة بمرضى السكر عن تلك الخاصة بالأشخاص الذين ليس لديهم وزن زائد. في الجراثيم البرازية ،
لا نجد نفس العدد من الجينات البكتيرية أو نفس الأنواع البكتيرية.
تتوافق هذه النتائج المهمة مع جائحات مرض السكري والسمنة التي تنتشر الآن في جميع أنحاء العالم والتي لا ترجع فقط إلى الاستعدادات الوراثية لدى البشر. إن تغيير نمط الحياة ، وخاصة الطعام ، مسؤول إلى حد كبير عن هذه الأوبئة. ومع ذلك ، فإن تكوين نباتاتنا يعتمد على عاداتنا الغذائية.
الآليات التي توضح دور الجراثيم في وظائف الأمعاء وخاصة الجهاز العصبي المعوي ليست معروفة جيدًا. ومع ذلك ، فمن المعروف أن البكتيريا المعوية ضرورية لتطور الجهاز العصبي المعوي عند الولادة.
يتم إجراء تكاثر الخلايا العصبية المعوية وزيادة الروابط بين الخلايا العصبية خلال الأسابيع الأولى إلى سنوات العمر وهي فعالة فقط في وجود الجراثيم المعوية.
في عام 2011 ، أظهر فريق جون كريان في جامعة كورك بأيرلندا أن الصدمات الكهربائية ، وبالتالي الاتصال ، بين الأمعاء والدماغ قد تقلصت إلى حد كبير في الفئران الممحوضة ، بدون ميكروبيوتا.
وهكذا ، في الأخير ، انخفض إرسال المعلومات المعوية إلى الدماغ ، مما يشير إلى أن الوظائف الدماغية الموصوفة أثناء الانعكاس التغذوي المعوي لتناول الطعام والتحكم في توازن الطاقة قد ضعفت أيضًا.
لذلك افترض العلماء أن خللًا في الجراثيم المعوية – يسمى dysbiosis – كان متورطًا في العديد من الاضطرابات الأيضية ، بما في ذلك السمنة والسكري.
لإثبات ذلك ، عمل الباحثون مرة أخرى مع فئران التجارب الممحوضة. لقد “استعمروهم” بالميكروبات المعوية للفئران البدينة وكشفوا أنهم اكتسبوا وزنًا أكبر بكثير من الفئران المستعمرة بالميكروبات الموجودة في الفئران الرقيقة. ولذلك فإن النباتات تؤثر على سلوك الأكل والسمنة.
حصلت فرق مختلفة على نتائج مماثلة فيما يتعلق بظهور مرض السكري.
التمثيل الغذائي والدهون:
يشتبه في أن ميكروبيوتا الأمعاء لها دور مماثل في البشر. في عام 2011 ، زرع ماكس نيودورب ، من مركز أمستردام الطبي بهولندا ، وزملاؤه برازًا من أشخاص غير مصابين بالسكري ،
عبر قسطرة معوية ، في الأفراد المصابين بداء السكري. بعد بضعة أشهر ، كان مستوى السكر في الدم لدى هؤلاء الأخير أفضل ، واختفى مرض السكري لديهم.
كان من الممكن أن تقلل إدارة الكائنات الحية المجهرية البشرية الصحية من تأثير الكائنات الحية الدقيقة “خلل التنسج”.
كيف تعمل البكتيريا؟ لقد أثبتنا أن أجزاء من جدار بعض البكتيريا ، مثل عديدات السكاريد الدهنية والببتيدوغليكان ، تنتشر بكميات أكبر في دم مرضى السكر والأشخاص الذين يتبعون نظامًا غذائيًا غنيًا بالدهون.
كما نجد هذه الشظايا ، حتى البكتيريا الحية الكاملة ، في أنسجة المرضى ، خاصة في مخزون الدهون لديهم. ومع ذلك ، فإن هذه العناصر تؤدي في بعض الأحيان إلى تفاعل التهابي ،
دون أن تسبب العدوى: إنها بالفعل بكتيريا ليست مسببة للأمراض للجسم ، لكن الالتهاب يمنع عمل الأنسولين وإفرازه ، مما يعزز مرض السكري. تحفز الأجزاء البكتيرية أيضًا تكاثر الخلايا الجذعية الشحمية ،
التمثيل الغذائي وعلم الأعصاب:
في عام 2011 ، أظهر سفين بيترسون ، من معهد كارولينسكا بالسويد ، وزملاؤه أن النشاط الاجتماعي والمعرفي والاستكشافي للفئران الممحوضة يختلف عن نشاط الفئران العادية.
بدون ميكروبيوتا الأمعاء ، كانت الفئران تتعرف على أقرانها بسهولة أقل وكانت أقل نشاطًا. أظهر علماء الأحياء المجهرية أن الحاجز الدموي الدماغي ،
الجدار الذي يحمي الدماغ من العوامل الضارة أو السامة التي يحتمل أن تكون ضارة ، كان منفذاً للغاية … وبالتالي فإن أدمغتهم تعمل بشكل أقل جودة ،
وبالتالي الاضطرابات المعرفية. يُعتقد أن جراثيم الأمعاء ستقوي أو تحافظ على سلامة الحاجز الدماغي.
بالإضافة إلى ذلك ، وجدت دراسات مختلفة أن تناول المضادات الحيوية على مدى فترات طويلة من الزمن ، والذي يخل بتوازن الجراثيم المعوية ، يعزز القلق ليس فقط لدى الفئران ،
ولكن أيضًا لدى البشر. على سبيل المثال ، تتناقص إدارة الإجهاد في حالة عدم وجود الجراثيم ومحور الغدة النخامية – الغدة الكظرية ، وهو المحور الفسيولوجي الذي يطلق هرمونات التوتر ، حيث تكون الفئران الممحوضة أكثر قلقًا.
على العكس من ذلك ، إذا كانت بكتيريا (الموجودة على وجه الخصوص في البروبيوتيك والتي تم تحديدها عند الأطفال) تستعمر – بمفردها – فأر ممحوض ، فإن الأخير يكون أقل توتراً.
والأفضل من ذلك: إذا استعمرنا فأرًا ممحوضًا بالميكروبات الخاصة بفأر “خجول” أو “منفتح” ، فإنه يغير موقفه ويعرض السلوكيات الاجتماعية للفأر التي أعطته الفلورا المعوية.
اقترح عمل آخر أن هناك صلة بين غياب بكتيريا الأمعاء والتوحد. في النساء الحوامل ، قد يؤدي تناول المضادات الحيوية لفترات طويلة إلى زيادة خطر إصابة أطفالهم بالتوحد.
الجراثيم المعوية والدماغ:
ولذلك فإن الجراثيم المعوية تشارك في نمو الدماغ ، حتى قبل الولادة. معظم المحاور الهرمونية العصبية الرئيسية في الجسم التي تتحكم في عواطفنا وردود أفعالنا ومواقفنا يتم وضعها في الجنين وبعد الولادة مباشرة.
من شأن المحور المعوي-المخ الذي يعمل بكامل طاقته في هذه الأوقات أن يقلل من الإصابة بالأمراض العقلية.
هذه السبل البحثية واعدة وقيد التطوير باستخدام البريبايوتكس والبروبيوتيك. العديد من هذه العوامل ، التي تحفز الميكروبات المعوية ، لن تحسن الصحة “الجسدية” فحسب ، بل ستكون مفيدة أيضًا في الوقاية من بعض الأمراض العقلية.
بشكل عام ، تشير النتائج المبكرة إلى أن تناول البروبيوتيك وبعض البريبايوتكس يسبب انخفاضًا في القلق وتحسنًا عامًا في رفاهية الفرد وحالته العقلية.
من خلال تنشيط محور العصب المعوي-المخ ، فإن تناول الطعام يعدل الميكروبات المعوية ، مما يفسر الرفاهية التي نشعر بها أثناء تناول وجبة جيدة.
الشوكولاتة والميكروبات:
كما أن الجراثيم المعوية تتدخل في إدمان الطعام ، وخاصة الشوكولاتة. سيشجع الجسم على تناول طعام معين. في الواقع ، من خلال هضم الشوكولاتة ، تطلق البكتيريا جزيئات تعمل على محور الأمعاء والدماغ وتجبر المضيف على استهلاك هذا الطعام.
سوف تتكاثر البكتيريا المعنية أكثر ، مما يؤدي مرة أخرى إلى زيادة استهلاك الطعام المعني … ومع ذلك ، فإن اختيار البروبيوتيك والبريبايوتكس الفعال ،
وظروف تحليلها في البشر لم تخضع بعد للدراسات العلمية والسريرية الصارمة بما فيه الكفاية لاستنتاج العلاجات المعجزة! لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من العمل.
ومع ذلك ، هناك شيء واحد مؤكد: لا يمكننا العيش بمفردنا. تعد مليارات المليارات من البكتيريا التي تستعمر أجسامنا حيوية بالنسبة لنا. في العقود القادمة ، قد نتمكن أيضًا من تسخير الإمكانات الجينية التي يمثلونها لإيجاد علاجات جديدة.
