Generic filters
Exact matches only
میکروبیوم و میکروبیوتا چیست؟

Microbiome and Microbiota

میکروبیوم و میکروبیوتا چیست؟

طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها که شامل باکتری ها، آرکی ها، ویروس ها، انگل ها و قارچ می شود مهمان بخش سطحی و درونی بدن انسان می باشند. در مجموع به این جمعیت میکروبی، میکروفلور یا میکروبیوتا گفته می شود. اصطلاح دیگر که گاه معادل میکروبیوتا استفاده می شود میکروبیوم است که از نظر مفهوم با میکروبیوتا متفاوت است و به مجموعه ژنوم های میکروبی یک جمعیت میکروبی گفته می شود. بیشترین و متنوع ترین تعداد میکروبیوتا در روده کوچک و بزرگ یافت می شود.

هر فرد دارای یک شبکه کاملا منحصر به فرد از میکروبیوتا است که توسط DNA فرد و مجموعه عوامل محیطی ، رژیم غذایی تعیین می شود. نوزاد برای اولین بار در دوران نوزادی، هنگام زایمان در کانال زایمان و از طریق شیر مادر در معرض میکروارگانیسم ها قرار می گیرد و تنوع این ارگانیسم ها بستگی به این دارد که نوزاد در معرض کدام گونه میکروبی مادر قرار بگیرد. به مرور زمان با قرار گرفتن در معرض محیط و رژیم غذایی میکروبیوم فرد تغییر می کند و می تواند در راستای سلامتی به صورت مفید باشد یا شخص را در معرض خطر بیشتری قرار دهد چون میکروبیوتاها متشکل از میکروب های مفید و مضر هستند و غالبا به صورت همزیست در بدن انسان زندگی می کنند و برخی بیماری زا هستند ، اما در حالت کلی با یکدیگر به حالت تعادل به سر می برند. به عنوان مثال می توان از عمده ترین باکتری های موجود در روده به Prevotella، Rumminoccus، Bacteroides و Firmicutes اشاره نمود. در محیط روده بزرگ با سطح اکسیژن پایین، باکتری های بی هوازی پیتوسترپتوکوک، بیفیدوباکتریوم، لاکتوباسیلوس و کلستریدیوم حضور دارند که برای مواد غذایی و اتصال به غشای مخاطی روده  (محل اصلی تولید پروتئین های ضد میکروبی)، از رشد بیش از حد باکتری های مضر جلوگیری می کنند. در صورت بروز هرگونه اختلال که ناشی از بیماری های عفونی، رژیم های خاص غذایی، استفاده طولانی مدت از آنتی بیوتیک ها و یا سایر داروهای تخریب کننده باکتری ها است دیس بیوز رخ داده،  تعادل میکروبیوتا به هم ریخته و  فعل و انفعالات طبیعی متوقف شده و بدن مستعد ابتلا به بیماری می گردد.

نقش میکروبیوتا:

میکروبیوتا به تحریک سیستم ایمنی پرداخته، ترکیبات غذایی بالقوه سمی را تجزیه نموده و به سنتز ویتامین ها و اسیدهای آمینه خاص مانند ویتامین های خانواده B و K می پردازد. آنزیم های کلیدی مورد نیاز برای ساختن ویتامین B12 فقط در باکتری ها یافت می شود و در گیاهان و جانوران دیگر وجود ندارد. قندهایی مانند گلوکز، شکر و لاکتوز (قند شیر) به سرعت در قسمت بالایی روده جذب می شوند، اما کربوهیدرات های پیچیده تر مانند فیبرها به راحتی هضم نشده و به روده بزرگ انتقال یافته و با کمک آنزیم های گوارشی میکروبیوتاها تجزیه می گردند. تخمیر فیبرهای غیر قابل هضم توسط میکروبیوتا موجب تولید اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه ( SCFA) شده که می تواند به عنوان یک منبع مغذی عمل کند یا در عملکرد ماهیچه ها نقش مهمی را ایفا نماید و احتمالا می تواند نقش پیشگیرانه از بیماری های مزمن مانند سرطان های خاص و اختلالات روده داشته باشد. مطالعات بالینی نشان داده اند که SCFA در درمان بیماری کولیت اولسراتیو، بیماری کرون و اسهال مرتبط با مصرف آنتی بیوتیک ها نقش موثری داشته اند. نقش محافظتی میکروبیوتای یک فرد سالم در برابر ارگانیسم های بیماری زایی که با مصرف مواد غذایی آلوده وارد بدن می شوند اجتناب ناپذیر است. ذخیره چربی تحت کنترل میکروبیوتای روده است و با دخالت در فعال سازی ژن های موجود در سلول های انسانی بر جذب مواد غذایی، تجزیه سموم و ایجاد رگ های خونی تاثیر می گذارند. میکروبیوتا می تواند به ترمیم سلول های آسیب دیده پرداخته و یا سلول های مرده را با سلول های جدید جایگزین نمایند.

جستجوی طلا

در چند سال گذشته گرت و همکارانش بر روی برخی از فاکتورهای مولکولی کلیدی که موجب مهار سیستم ایمنی می شوند تحقیقات باارزشی را انجام داده اند که نتیجه این تحقیقات در مقاله ای در 2015سال در مجله immunity و بعدتر در ژورنال Microbe & Cell Host به چاپ رسیده است. طی این تحقیقات مشخص شده است که چگونه باکتری ها می توانند از طریق یک پروتئین خاص که قابلیت اتصال به قندهای سطحی را دارد به تومورهای روده بزرگ راه پیدا کند. این باکتری ها مکانیسم های ویژه ای برای ممانعت از دخالت سیستم ایمنی ایجاد کرده اند. استنباط گرت این است که اگر راه حلی برای مسدود کردن پروتئین های متصل کننده قند به این پروتئین ها پیدا شود می توان از پیشرفت سرطان جلوگیری کرد.

مطابق با نظر گرت، در گام اول، پیشگیری ابزار دقیق و هدفمند و قدرتمند برای جلوگیری از رشد تومورها به ویژه برای افراد در معرض خطر می باشد. آزمایشگاه گرت یک شعار لاتین دارد: Aurum ex Stercore (تولید طلا از سرگین) عبارتی که به چالش کلاسیک در قرون وسطی برای تبدیل چیز بی فایده نفرت انگیز به کالایی گرانبها بر می گردد. گرت می گوید: “آرزوی صادقانه من ساختن یک سیستم بهتر از منظر میکروبی است، به طوری که ما حتی با احتمال ابتلا به سرطان روبرو نشویم.”

تهیه شده توسط:
واحد تحقیق و توسعه (R & D) آزمایشگاه پاتوبیولوژی وحید
دکتر محمد وحید دستجردی
تهیه شده توسط واحد تحقیق و توسعه (R & D) آزمایشگاه پاتوبیولوژی وحید: دکتر محمد وحید دستجردی

:References

  1. Ursell, L.K., et al. Defining the Human Microbiome. Nutr Rev. 2012 Aug; 70(Suppl 1): S38–S44.
  2. den Besten, Gijs., et al. The role of short-chain fatty acids in the interplay between diet, gut microbiota, and host energy metabolism. J Lipid Res. 2013 Sep; 54(9): 2325–2340.
  3. Morowitz, M.J., Carlisle, E., Alverdy, J.C. Contributions of Intestinal Bacteria to Nutrition and Metabolism in the Critically Ill. Surg Clin North Am. 2011 Aug; 91(4): 771–785.
  4. Arumugam, M., et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011 May 12;473(7346):174-80.
  5. Canny, G.O., McCormick, B.A. Bacteria in the Intestine, Helpful Residents or Enemies from Within. Infect and Immun. August 2008 vol. 76 no. 8, 3360-3373.
  6. Jandhyala, S.M. Role of the normal gut microbiota. World J Gastroenterol. 2015 Aug 7; 21(29): 8787–8803.
  7. Proctor, L.M. The Human Microbiome Project in 2011 and Beyond. Cell Host & Microbe. Volume 10, Issue 4, 20 October 2011, pp 287-91.
  8. Wendy S. Garrett, et al. Cancer and microbiota. Science.2015 Apr 3; 348(6230): 80-86
  9. Wendy S. Garrett, et al. Gut microbiota, metabolites and host immunity. Nature Reviews Immunology volume 16, pages 341–352 (2016)