الصورة الائتمان: فليكر

اكتشف العلماء أن المضيفين يتضورون جوعًا في المقيمون الميكروبيون من المغذيات ، مما يجبر الميكروبات في أحشائنا على القيام بعروضنا.

كل واحد منا هو نصف إنسان فقط. النصف الآخر هو الميكروبية. إن تريليونات الفيروسات والفطريات والبكتريا وغيرها من الكائنات الحية المجهرية تغطي جلدنا وتصف أعضاءنا الحيوية. نحن نعتمد على هذه المجتمعات الميكروبية في هضم الطعام ، وتوليف الفيتامينات ، وتعزيز أجهزة المناعة ، وحتى الحفاظ على الصحة العقلية.

تشير النتائج الجديدة إلى أن النظام الغذائي الحديث والإفراط في استخدام المضادات الحيوية يمكن أن يقوض مكانتنا كأباطرة خيرة ، مما يضع الاحتمالات لصالح الميكروبات.

الجنة المغذيات

يقول لورانس أ. ديفيد ، الأستاذ المساعد في علم الوراثة الجزيئية والميكروبيولوجي في كلية الطب بجامعة ديوك: "يبدو أن هناك أمرًا ينطلق من البكتيريا الطبيعية إلينا." "بطريقة ما ، ليس من المستغرب أننا ، المضيف ، يجب أن نحمل المزيد من البطاقات."

لكل جرام ، هناك المزيد من البكتيريا المقيمة في القناة الهضمية أكثر من أي نظام إيكولوجي آخر في العالم.

ومع ذلك ، يقول ديفيد إن النظرة السائدة للميكروبيوم ، في القناة الهضمية على وجه الخصوص ، هي جنة غنية بالمغذيات "حيث توجد وفرة في الغذاء والموارد ، مثل مصنع الشوكولاتة في ويلي ونكا". لكل غرام ، هناك المزيد من البكتيريا المقيمة في أمعاء من أي نظام إيكولوجي آخر في العالم.

تماما ، تزن هذه الميكروبات الأمعاء ما يقرب من ثلاثة أرطال في الإنسان ، بقدر ما تزن حوالي الكبد أو الدماغ. لذلك ليس من المستغرب أن يعتقد العديد من العلماء أن هذه الميكروبات وفيرة للغاية لأن الأمعاء هي بيئة مضيافة بشكل فريد.

لكن في الآونة الأخيرة ، شكك بعض الباحثين في هذه النظرية ، بما في ذلك أسبن ريس ، مرشح الدكتوراه في مختبر ديفيد الذي انتقل مؤخرًا ليصبح باحثًا رئيسيًا في جامعة هارفارد.

جميع أنواع أنبوب

وباعتباره عالمًا بيئيًا مدربًا ، فهم ريس أن جميع الأنظمة البيئية الأخرى على كوكب الأرض تقريبًا تضم ​​أعضاء يتنافسون على الموارد. لماذا تكون القناة الهضمية مختلفة؟ المغذيات مثل النيتروجين أو الفوسفور غالباً ما تقيد البكتيريا في الجداول أو البحيرات. وتساءل ريس عما إذا كان النيتروجين موردًا محدودًا في القناة الهضمية أيضًا.

قررت قياس مستويات النيتروجين في ميكروبات الأمعاء. لأن الميكروبات المعوية تعيش في أنبوب ، وهذا يعني جمع عينات البراز. بمساعدة زملائه ، وخاصة روب برينجل في جامعة برينستون ، تمكن ريس من شراء البراز من أكثر من أنواع مختلفة من الثدييات ، بما في ذلك الحمير الوحشية والزرافات والأفيال من كينيا. الأغنام المحلية والماشية والخيول من نيو جيرسي. والبشر من ولاية كارولينا الشمالية.

هي أرست العينات وحسبت عدد ذرات النيتروجين والكربون المتوفرة للميكروبات.

"إن البكتيريا كائنات حية فردية ، تحاول فقط الوصول إليها - وليس هناك سوى قدر كبير من الطعام الذي يمكن أن يستمر."

وجد ريس أن الميكروبات في الأمعاء البشرية تمكنت من الوصول إلى معدل ذرة نيتروجين واحدة لكل عشر ذرات كربون ، في حين أن معظم الميكروبات الحية تعيش في نظام غذائي مكون من نيتروجين واحد لكل أربعة ذرات كربون.

وللتحقق من أن مستويات النيتروجين يمكن أن تحافظ على الميكروبات في الواقع ، فإن ريس غذى الفئران بنظام غذائي غني بالبروتينات ، والذي يحتوي بشكل طبيعي على الكثير من النيتروجين. عندما زادت كمية البروتين ، ازداد عدد البكتيريا في أمعاء الفئران عشرة أضعاف.

مجرد محاولة للحصول على

والأكثر من ذلك ، عندما قامت بحقن النيتروجين في مجرى الدم لدى الفئران ، انتهى بعض ذلك النيتروجين في بكتيريا الأمعاء ، مما يوحي بأن المضيف يمكن أن يفرز النيتروجين من خلال الخلايا المبطنة لأمعائه لإنقاذ الميكروبات من الجوع. تظهر النتائج في طبيعة علم الأحياء الدقيقة.

يقول ديفيد: "تدعم النتائج التي توصلنا إليها فكرة أننا طورنا طريقة لإبقاء بكتيريانا مقيدة بتركهم يتضورون جوعًا من أجل النيتروجين". "كما أنه يفسر لماذا النظام الغذائي الغربي قد يكون سيئا بالنسبة لنا. عندما يأكل الناس الكثير من البروتين ، فإنه يستنزف قدرة المضيف على تناول هذا النيتروجين في الأمعاء الدقيقة ، وينتهي المزيد منه في طريقه إلى الأمعاء الغليظة ، مما يقضي على قدرتنا على التحكم في مجتمعاتنا الميكروبية. "

ويشبه هذا الوضع ما يسميه علماء البيئة بالتهاب المغذيات ، وهي ظاهرة تحدث عندما ينطلق الأسمدة إلى البرك أو البحيرات ، مما يؤدي إلى زيادة تركيزات النيتروجين أو الفوسفور في الماء وتحفيز النمو المفرط للطحالب ، أو الطحالب الطحلبية.

"قد يكون من الأسهل تخيل أن القناة الهضمية أقل" حمراء في السن والمخلب "مقارنة بأجزاء أخرى من الطبيعة ، لأن الجراثيم يمكن أن تكون مفيدة جدًا للإنسان" ، كما يقول ريسي ، وهو زميل في جمعية هارفارد للزملاء. . "لكن البكتيريا كائنات حية فردية ، تحاول فقط الوصول إليها - وليس هناك سوى قدر كبير من الطعام الذي يمكن أن يرحل".

ما هو الرقم الصحيح؟

إذا كانت النظرية تفترض أن المضيفين البشريين يفقدون سيطرتهم على أذرعنا الميكروبية ، فقد يبدو أن استخدام المضادات الحيوية للقضاء على مجموعات كاملة من الميكروبات سيكون طريقة رائعة لإظهارهم من هو الرئيس. لكن دراسة أخرى قام بها ريس ودايفيد تشير إلى أن التكتيك سيكون غير حكيم.

أعطى الفريق الفئران 10 علاجاً بالمضادات الحيوية الفموية لمدة خمسة أيام وقام بتحليل عينات البراز يومياً. النتائج التي توصلوا إليها ، نشرت في يونيو عام موبايلي elifeأظهر أن العديد من مصادر الميكروبات التي تعتمد على الطاقة - مثل نترات أو كبريتات المواد الكيميائية - بدأت تتراكم مع استنزاف الميكروبات.

"ليس لدينا حقاً ما هو عدد البكتيريا" الصحيح "في الأمعاء الغليظة. ومن المؤكد أن الصفر قليل جدا ، وأن تكون مليئة بالبكتيريا فقط ستكون كثيرة جدا.

بعد وقت قصير من انتهاء دورة المضادات الحيوية ، عادت البيئة الكيميائية في أمعاء الفئران إلى الوضع الراهن ، وبدأت الميكروبات في الازدهار مرة أخرى.

يقول ريس: "لا نشعر حقاً بماذا يكون عدد البكتيريا" الصحيح "في الأمعاء الغليظة هو". "من المؤكد أن الصفر هو عدد قليل جداً ، وأن تكون البكتيريا الكاملة ستكون كثيرة جداً".

يضيف ديفيد حذرًا من أن العديد من أكثر من ألف نوع من بكتيريا الأمعاء التي تمسحها المضادات الحيوية لن تعود على الأرجح. في تجاربهم ، وجد فريقه أن الطريقة الوحيدة التي تمكنت بها هذه الميكروبات من العودة إلى بطون الفئران كانت عن طريق ترك الفئران تفعل ما تفعله في العادة ، وهو تناول براز بعضهما البعض. يقول: "ربما لا يرغب الناس في القيام بذلك".

وقد أظهرت العديد من الدراسات أنه بعد العلاج بالمضادات الحيوية ، يمكن تغيير ميكروبات الناس لأشهر ، إن لم يكن سنوات. هذا التغيير يمكن أن يخلق أرضية خصبة مواتية لمسببات الأمراض.

يقول ديفيد: "عادة ، ستواجه مسببات الأمراض صعوبة في استعمار القناة الهضمية". هناك تريليونات من البكتريا الأخرى التي يجب عليها التغلب عليها للبقاء على قيد الحياة. ولكن إذا أزلنا فجأة المنافسة الميكروبية على الموارد ، فإننا نفقد السيطرة ، والبكتيريا السيئة التي تسبب أمراض سيئة مثل C. صعب التهاب القولون لديه مسار أوضح ".

يبحث ديفيد وفريقه في كيف يمكن لاختياراتنا الغذائية - بما في ذلك البريبايوتك والبروبيوتكس - أن تحافظ على علاقتنا مع الميكروبات ، وفي النهاية ، صحتنا.

"على مدى التاريخ التطوري ، أجسادنا لديها فرصة لمعرفة هذا كله ، وبناء النظم للحفاظ على الجراثيم في الاختيار" ، ويقول ريس. "لكننا كباحثين يعيشون في العصر الحديث ، أعتقد أننا ما زلنا نحاول أن نتعامل مع ما هو صحيح فيما بين القيمة ، وكيف نبقينا هناك".

دعمت المؤسسة الوطنية للعلوم ومؤسسة هارتويل ومؤسسة ألفريد بي سلون وبرنامج سيرل للباحثين ومجلس الأبحاث الأوروبي وصندوق العلوم النمساوي هذا العمل.

المصدر جامعة ديوك

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

at سوق InnerSelf و Amazon