زندگی آنلاین؛ مجله اینترنتی سبک زندگی

به قلم : محدثه آصفری ؛ دانشجوی دکترای تخصصی بهداشت و ایمنی موادغذایی

تحریریه زندگی آنلاین : در بدن انسان به طور طبیعی باکتری‎ها و میکروارگانیسم‎هایی زندگی می‎کنند که برخی از آن‎ها بی‎ضرر و مفید هستند و برخی دیگر می‎توانند باعث بیماری‌های عفونی شوند، بنابراین هر فرد به میزان سلول‌های انسانی دارای تعداد سلول‌های باکتریایی می‎باشد. مجموع باکتری‎ها، ویروس‎ها، قارچ‌ها و مخمرهای ساکن در بدن انسان میکروبیوم را تشکیل می‎دهد. میکروبیوم عملکردی غیر قابل انکار بر سلامت دارد و در تجزیه مواد غذایی غیرقابل هضم توسط انسان و تبدیل آن به انرژی، تولید ویتامین‎ها، ارتقای سیستم ایمنی و محافظت در برابر عفونت و عوامل بیماری‌زا نقش دارد. دستگاه گوارش، مسیری گسترده را از دهان تا مقعد تشکیل می‎دهد. روده‌های ما بزرگ‌ترین بخش دستگاه گوارش را تشکیل می‌دهند و وظایف قابل توجهی مانند هضم غذا، جذب مواد مغذی هضم شده و تشکیل سد فیزیکی و ایمنی‏بخشی را برعهده دارند و تریلیون‌ها باکتری را در خود جای می‌دهند. جمعیت باکتریایی که قادر به سکونت در فضاهای فیزیکی مختلف در طول روده هستند، عمدتاً توسط عوامل محیطی از جمله محصولات آزاد شده توسط سلول‎های روده و غذایی که ما می‎خوریم هدایت می‎شوند.

بیشتربخوانید:

اگر به فکر سلامت روده خود هستید ، دور این تنقلات را خط بکشید

عوامل تأثیر گذار بر جمعیت باکتریایی انسان

تعداد باکتری‌های ساکن در بخش‌های مختلف دستگاه گوارش متغیر می‎باشد که از روده کوچک به سمت روده بزرگ یا کولون افزایش می‎یابد. این افزایش به علت عوامل محیطی متعددی از جمله pH انجام می‎شود. همچنین سلول‌های بافت‌های بخش‌های مختلف دستگاه گوارش(مانند سلول‌های اپیتلیال)، قادر به تولید پپتیدهای ضد باکتریایی قوی هستند که جمعیت باکتری‎ها را در بخش‎های مختلف محدود می‎کنند، به عنوان مثال تعداد باکتری‎ها در دوازدهه بیشتر است و تعداد آنها در ایلئوم کاهش می‎یابد. در مقابل، نوع دیگری از سلول‎های اپیتلیال روده که مسئول تولید مخاط روده است، باعث افزایش ضخامت لایه مخاطی به سمت کولون می‏شود و در عین حال مکانی برای سکونت باکتری‎ها فراهم می‌کند.

دومین عامل اصلی تأثیرگذار بر جمعیت باکتریایی روده، غذایی است که می‎خوریم. همانطور که ما برای عملکرد سلول‌ها به انرژی ایجاد شده از جذب مواد مغذی نیازمندیم، باکتری‌ها نیز برای زنده ماندن به مواد مغذی نیاز دارند. در روده انسان، مواد مغذی خاصی در نقاط مختلف آن جذب می‎شوند. به عنوان مثال، اکثر محصولات حاصل از تجزیه کربوهیدرات‎های قابل هضم (قندهای ساده) در روده کوچک جذب می‎شوند، بنابراین باکتری‎های ساکن در روده بزرگ باید بتوانند از کربوهیدرات‎های پیچیده‌ای که برای انسان غیرقابل هضم هستند، برای انرژی استفاده کنند.

توانایی باکتری‎ها در استفاده از منابع غذایی موجود، بستگی به ابزاری دارد که آنها برای تجزیه مواد مغذی به شکل قابل مصرف در اختیار دارند. باکتری‌ها از آنزیم‌ها یا پروتئین‌هایی استفاده می‌کنند که به آن‌ها کمک می‌کند تا مواد مغذی مختلف را به شکلی قابل استفاده تجزیه نمایند. در این فرآیند، باکتری‌ها نیز محصولات جانبی زیادی تولید می‌کنند. این محصولات جانبی شامل گازهایی مانند هیدروژن و متان، ویتامین‌های K و گروه B، متابولیت‎ها و اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه (SCFAs) هستند که سلول‌های اپیتلیال روده به عنوان منبع اصلی انرژی به آن‌ها تکیه می‌کنند و همچنین در سیستم ایمنی بدن نقش دارند.

 بیشتربخوانید:

توصیه های تغذیه‌ای در مبتلایان به سندرم روده تحریک‌پذیر

باکتری‎های میکروبیوم روده انسان

در یک روده بالغ سالم، اکثر باکتری‎های موجود (تقریباً 90 درصد) از جنس Firmicutes و Bacteroidetes، و تعداد کمی نیز اکتینوباکترها و پروتئوباکترها هستند. چندین گروه باکتریایی همانند گونه‌هایی از باکتری‌ها در جنس لاکتوباسیل، بیفیدوباکتر، روزبوریا، همراه با گونه‌های خاصی مانند Faecalibacterium prausnitzii، و Akkermansia mucinophila به دلیل اثرات پروبیوتیکی و مفیدشان شناخته شده‌اند. جای تعجب نیست که بسیاری از باکتری‌های پروبیوتیک ذکر شده، تولیدکنندگان فراوانی از SCFAs هستند که توسط این ترکیبات، اثرات مفید خود را اعمال می‎کنند. افراد مبتلا به IBD تعداد کمتری از این باکتری‌های مفید و در مجموع تنوع باکتریایی کمتری، همراه با افزایش ارگانیسم‌هایی مانند اشریشیا‌کولی و اعضای شاخه پروتئوباکتریا دارا هستند.

نقش باکتری‎ها بر سلامتی

- اسیدهای چرب زنجیر کوتاه (SCFAs)

اسیدهای چرب زنجیر کوتاه محصولات نهایی متابولیسم قندها در غیاب اکسیژن (تخمیر) هستند. باکتری‌های روده بزرگ می‌توانند کربوهیدرات‌های پیچیده را با استفاده از آنزیم‌هایی مانند لیازهای پلی‌ساکارید به شکل قابل تخمیر تجزیه کنند و در نتیجه مقادیر زیادی SCFA تولید کنند. همچنین باکتری‌هایی که قادر هستند تا از مخاط روده بزرگ تغذیه کنند، با کمک آنزیم‌هایی به نام گلیکوزیدازها، SCFA تولید می‌کنند. فراوان‌ترین SCFA‎ها بوتیرات، پروپیونات و استات هستند که به عنوان منبع اصلی مواد مغذی برای سلول‎های اپیتلیال روده عمل می‌کنند.

در سال‌های اخیر، SCFA به دلیل توانایی آنها در پاسخ‌های ایمنی و تقویت سد دفاعی روده برجسته شده‌اند. در سلول‌های اپیتلیال روده، SCFA می‌تواند با تقویت اتصالات بین سلول‌ها، عملکرد سد روده را بهبود بخشد، تولید مخاط را افزایش و اتوفاژی (خودخواری) سلول‎ها را به دلیل محرومیت از مواد مغذی کاهش دهد. همچنین باعث کاهش آزاد شدن پروتئین‌های سیگنال دهنده (سیتوکین‌ها و کموکین‌ها) که سلول‌های ایمنی پیش التهابی را جذب می‌کنند، می‌شود.

مواجهه نوتروفیل‌ها، با استات یا پروپیونات، توانایی آن را در جذب و از بین بردن باکتری‌ها (فاگوسیتوز) تسهیل می‌کند. در انواع دیگر سلول‌های ایمنی، SCFA‎ها توانایی خود را برای تولید سیتوکین‌های پیش‌التهابی مانند TNF-a در غیاب هر گونه محرک التهابی سرکوب می‎کنند. علاوه بر این، SCFA‎ها می‎توانند سلول‎های خاطره (T) را به سمت یک فعالیت ضد التهابی سوق دهند، این در حالی است که در حالت طبیعی سلول‎های T، واکنش را برای کاهش تقسیم سلولی و افزایش مرگ سلولی (آپوپتوز) هدایت می‌کنند. تمام این عبارات به این معنا است که باکتری‌ها برای دستگاه گوارش بسیار مفید هستند.

بیشتربخوانید:

عفونت های باکتریایی ابتلا به سندروم روده تحریک پذیر را افزایش می‌دهد

تأثیر موادغذایی مختلف بر باکتری‎های بدن انسان

فیبرها

فیبر یک نمونه از کربوهیدرات‎های پیچیده مورد مصرف انسان است. افزایش مصرف فیبر با کاهش کلسترول و همچنین کاهش خطر ابتلا به سرطان کولورکتال همراه می‌باشد. باکتری‌های روده دارای آنزیم‌هایی برای هضم فیبر هستند و افزایش دریافت آن منجر به تخمیر بیشتر مواد غذایی می‌شود، بنابراین در نتیجه مصرف رژیم‌های غذایی غنی از فیبر، تولید محصولات جانبی مانند SCFA و باکتری‌های مفید مانند بیفیدوباکترها و لاکتوباسیل‌ها افزایش می‌یابد. غذاهای غنی از فیبر باعث رشد باکتری‎های مفید و افزایش جمعیت بیفیدوباکترها، فکالی‎باکتریوم پراسنیتزی (F. prausnitzii) و افزایش پری‎بیوتیک‌ها مانند اینولین می‌شوند. پری‎بیوتیک‎هایی مانند اینولین در غذاهایی از جمله موز سبز، حبوبات، تره‌فرنگی، مارچوبه و جلبک دریایی وجود دارند. از سوی دیگر، کمبود فیبر غذایی، در مطالعات حیوانی، منجر به افزایش تخریب باکتری‌های روده‌ای می‌شود و از مخاط روده تغذیه می‌کند، که منجر به نازک‌تر شدن لایه مخاطی و به طور بالقوه مختل شدن سد دفاعی می‌شود.

پروتئین‎ها

توصیه‌های تغذیه‌ای جدید، مصرف پروتئین‌های گیاهی بیشتری را به جای منابع پروتئینی حیوانی پیشنهاد می‌کنند و از دلایل این امر ارتباط بین مصرف گوشت قرمز و فرآوری شده و افزایش خطر ابتلا به سرطان روده بزرگ، یاد شده است.

علاوه بر آن پروتئین سویا با سطوح پایین‎تر کلسترول مرتبط می‌باشد. نتایج یک مطالعه کوتاه مدت انسانی بر روی افراد که در مجله Nature منتشر شد، اثرات رژیم‎های غذایی منحصراً حیوانی یا گیاهی را بر روی باکتری‎های روده بررسی کرده و پس از تنها پنج روز مصرف به نتایج قابل‎توجهی دست یافتند.

 کاهش تعداد برخی باکتری‎های مفید که قادر به هضم الیاف گیاهی هستند، در رژیم‎های غنی از پروتئین حیوانی مشاهده شد. در مقابل، رژیم‌های غذایی مبتنی بر گیاه و سرشار از حبوبات، غلات، سبزیجات و میوه‌ها، باعث افزایش حضور Roseburia و F. prausnitzii و همچنین افزایش دو برابری میزان بوتیرات و استات در نمونه‌های مدفوع شد. جالب اینجا است که باکتری‌های روده افرادی که رژیم غذایی مبتنی بر پروتئین حیوانی مصرف می‌کردند، دو روز پس از قطع رژیم به ساختار باکتریایی اولیه خود بازگشتند.

 بیشتربخوانید:

توصیه های تغذیه‌ای در مبتلایان به سندرم روده تحریک‌پذیر

چربی‌ها

چربی در اشکال مختلفی وجود دارد و شواهد نشان می‌دهند مصرف زیاد شکل اشباع آن‎ها (آن‌هایی که معمولاً در دمای اتاق جامد هستند) می‎تواند منجر به افزایش خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی عروقی شود. در موش‌های آزمایشگاهی که از رژیم‌های غذایی پرچرب با نسبت چربی‌های اشباع بالاتر تغذیه شده بودند، نسبت باکتری‌های روده‌ای آنها تغییر کرده بود و منجر به کاهش Bacteroidota، افزایش Firmicutes و کاهش تنوع گونه‌های باکتریایی شده بود. همچنین رژیم غذایی پرچرب سطوح SCFA در نمونه‎های مدفوع را کاهش داده بود.

قندها

شکر به دلیل ارتباط آن با افزایش خطر ابتلا به دیابت و چاقی حائز اهمیت است. نوشیدنی‎های شیرین شده با شکر که توسط کودکان مصرف می‎شوند نیز با افزایش رسوب چربی (چاقی) مرتبط است. در نتیجه، کاهش مصرف قند به شدت توصیه می‏شود.

 نتایج حاصل از مصرف قند و برخی شیرین‌کننده‎های مصنوعی در موش‎های آزمایشگاهی و همچنین در مطالعات انسانی، می‎تواند منجر به دیسبیوز روده (برهم خوردن تعادل طبیعی باکتری‌های خوب و بد) شود. موش‎هایی که با رژیم‎های غذایی پر قند تغذیه شده بودند، افزایش جمعیت E. coli را نشان دادند. جالب توجه است که رژیم غذایی پرچرب و با قند بالا در موش‌ها باعث چاقی در موش‌ها شده بود.

 شواهد دنیای واقعی

بهترین نتایج در مورد تأثیر رژیم غذایی بر شکل‎دهی میکروبیوم روده انسان از مقایسه جمعیت‌هایی با رژیم‌های غذایی متفاوت به دست می‌آید. در یکی از این مطالعات، محققان میکروبیوم‌های روده‌ای کودکان یکی از روستاهای بورکینافاسو را با میکروبیوم‌های کودکان ساکن در فلورانس ایتالیا مقایسه کردند. به طور قابل توجهی، کودکان آفریقایی دارای گونه‌های باکتریایی خاصی می‎باشند که کودکان ایتالیایی فاقد آنها هستند. آن‌ها دارای آنزیم‌هایی هستند که قادر به تجزیه بخشی از دیواره‌های سلولی گیاه (سلولز) هستند و امکان دریافت حداکثر انرژی از الیاف گیاهی را فراهم می‌کنند. آن‌ها همچنین تنوع باکتریایی بسیار بیشتری داشتند.

 علاوه بر این، SCFA‎های اصلی مانند بوتیرات و پروپیونات در نمونه‎های مدفوع کودکان آفریقایی در مقایسه با نمونه‎های کودکان ایتالیایی چهار برابر افزایش یافت. این مطالعه به وضوح تأثیر رژیم غذایی بر میکروبیوم روده در جمعیت انسانی را برجسته می‎کند.

 نتیجه‏ گیری

در سال‌های اخیر با استفاده از فناوری‌های پیچیده، میزان دانش ما از ترکیب و عملکرد میکروبیوم انسانی به وسیله توالی‌یابی DNA پیشرفت چشمگیری داشته است. میکروبیوم روده بیشترین تحقیقات را به خود اختصاص داده است. کاهش باکتری‎های مفید با بیماری‎های متعددی از جمله بیماری التهابی روده (IBD)، سندرم روده تحریک‌پذیر، آسم، آلرژی، چاقی و دیابت (نوع 1 و 2) مرتبط است. تغییرات در رژیم غذایی باید اثرات مفیدی بر روی میکروبیوم انسان داشته باشد و در نتیجه برای سلامت دستگاه گوارش مفید باشد. باکتری‌هایی که در درازمدت از افزایش مصرف سبزیجات، میوه‌ها، غلات کامل و پروتئین‌های گیاهی بیشترین سود را می‌برند، باکتری‌هایی هستند که بر سلامت و سیستم ایمنی نقش دارند.