الميكروبيوم، ومحور الأمعاء–الدماغ، والجلد: دور النظام البيئي الميكروبي في صحة الجسم وعافيته

نظام بيئي غير مرئي يرافق الحياة بأكملها

يستضيف جسم الإنسان تريليونات الكائنات الدقيقة الموزعة في مناطق مختلفة من الجسم. ويشكل الأمعاء والتجويف الفموي والجلد والمجاري التنفسية والغشاء المخاطي المهبلي بيئات ديناميكية تتعايش فيها البكتيريا والعتائق والفيروسات والفطريات مع الكائن الحي في علاقة من التنظيم المتبادل المستمر.

يُطلق على هذا المجتمع اسم الميكروبيوم.

بينما يشير مصطلح الميكروبيوم إلى التراث الجيني الإجمالي الذي تعبر عنه الكائنات الدقيقة التي تشكل الميكروبيوم.

هذا التمييز ليس مجرد مصطلحي.

يمثل الميكروبيوم مجموعة الكائنات الحية، بينما يصف الميكروبيوم إمكاناتها الوظيفية والأيضية.

لا يعيش الإنسان بمعزل عن ميكروبيومه، بل في حالة من الاعتماد البيولوجي المتبادل التي غالبًا ما توصف بأنها تبادل منفعة.

في حالات التوازن، التي تُعرف باسم الإيوبوزيس، يساهم التكوين الميكروبي في الحفاظ على الاستتباب.

وعندما تُلاحظ تغيرات في تنوع المجتمعات الميكروبية أو استقرارها أو وظيفتها، يُتحدث عن خلل التوازن الميكروبي.

لا يمثل خلل التوازن الميكروبي مرضًا، بل حالة بيولوجية ترتبط في سياقات مختلفة بتغيرات وظيفية في الكائن الحي.

الميكروبيوم المعوي: منصة أيضية ومناعية

تستضيف الأمعاء الجزء الأكبر كميًا من الميكروبيوم البشري.

يشارك هذا المجتمع الميكروبي في العديد من الوظائف الفسيولوجية.

ومن بينها تخمير الألياف الغذائية، وإنتاج النواتج الأيضية النشطة بيولوجيًا، وتنظيم نفاذية الأمعاء، والتفاعل مع الجهاز المناعي، والمشاركة في أيض الأحماض الصفراوية، ودعم الهضم.

ومن بين النواتج الأيضية الأكثر دراسة الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة، المعروفة باسم SCFA، والتي تنتج بشكل أساسي عن تخمير الألياف.

يشارك الأسيتات والبروبيونات والبيوتيرات في الحفاظ على الظهارة المعوية، والتواصل المناعي، وتنظيم الطاقة.

يمكن أن يتأثر التوازن الميكروبي بالتغذية والتوتر والأدوية والعدوى والتدخلات الجراحية والعمر والنشاط البدني ونمط الحياة.

الألياف الغذائية: الغذاء اللازم للنظام البيئي المعوي

تمثل الألياف إحدى أكثر الأدوات الغذائية دراسة لدعم الميكروبيوم.

لا يهضم الإنسان الألياف الغذائية بالكامل، بل تصبح ركيزة أيضية لمجموعات ميكروبية محددة.

يمكن أن تعزز هذه العملية إنتاج النواتج الأيضية المساهمة في التوازن المعوي.

من الناحية الوظيفية، يمكن أن تساهم الألياف في ترطيب البراز في الحالات التي تتميز بالإمساك، وفي الوقت نفسه زيادة تماسك محتوى الأمعاء وبنيته في بعض الحالات التي تتميز بزيادة السيولة.

تشمل الأطعمة الغنية بشكل طبيعي بالمكونات الحيوية المساعدة على نمو البكتيريا النافعة الهندباء والخرشوف والخرشوف البري والشوفان والقمح والصويا والموز والبصل والثوم والكراث والبقوليات وبعض المصفوفات النباتية الغنية بالإينولين والسكريات قليلة التفرع.

البروبيوتيك والبريبايوتيك: عندما تصبح الكائنات الدقيقة تغذية وظيفية

تُعرّف البروبيوتيك بأنها كائنات دقيقة حية تمنح فائدة لصحة المضيف عند تناولها بكميات مناسبة.

ليست جميع البروبيوتيك متساوية.

تعتمد الآثار الملاحظة على السلالة المستخدمة والجرعة والحيوية والسياق الفسيولوجي.

ومن بين الأجناس الأكثر دراسة Lactobacillus وBifidobacterium وBacillus وبعض السلالات المختارة من أجناس ميكروبية أخرى.

تمثل الأطعمة المخمرة مصدرًا غذائيًا للكائنات الدقيقة وتشمل الزبادي والكفير والكرنب المخمر والكومبوتشا وبعض أنواع الجبن المخمرة والتحضيرات النباتية غير المبسترة.

يمكن تعزيز تأثير البروبيوتيك من خلال تناول البريبايوتيك في الوقت نفسه، وهي مواد تستخدمها الكائنات الدقيقة المفيدة بشكل انتقائي.

الطحالب والميكروبيوم: أفق جديد في التغذية

ازداد الاهتمام في السنوات الأخيرة بالطحالب الدقيقة والمركبات البحرية.

تُدرس أنواع مثل الكلوريلا والسبيرولينا لمحتواها من البروتينات والأصباغ والسكريات المتعددة والفيتامينات والمركبات المضادة للأكسدة.

تم فحص الفيكوسيانين الموجود في السبيرولينا للكشف عن أنشطة بيولوجية مرتبطة بتعديل الإجهاد التأكسدي والاستجابة الالتهابية.

تشير بعض الدراسات قبل السريرية أيضًا إلى تأثيرات محتملة على التكوين الميكروبي للأمعاء وعلى اختيار المجموعات البكتيرية المرتبطة بالإيوبوزيس.

ومع ذلك، لا تزال العديد من الأدلة مستمدة من دراسات تجريبية وتتطلب مزيدًا من التأكيد السريري.

محور الأمعاء-الدماغ: تواصل مستمر

يتعلق أحد أكثر مجالات البحث المعاصر نشاطًا بما يُسمى محور الأمعاء-الدماغ.

يشكل الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي المعوي والميكروبيوم والجهاز المناعي شبكة تواصل ثنائية الاتجاه.

يمكن للميكروبيوم أن يؤثر على الدماغ من خلال النواتج الأيضية الميكروبية والمسارات العصبية الصماوية والتنظيم المناعي وإشارات العصب المبهمي.

ينسق الجهاز العصبي المعوي الحركة والإفراز والتدفق الدموي والوظيفة الهضمية.

يمثل السيروتونين أحد الوسطاء الرئيسيين المشاركين في هذا التواصل.

يُنتج جزء كبير من السيروتونين في الجسم في الأمعاء، حيث يساهم في تنظيم الحركة والوظيفة المعوية.

تدرس الأبحاث حول السيكوبروبيوتيك سلالات البروبيوتيك المختارة لتأثيرها المحتمل على محور الأمعاء-الدماغ والرفاهية الوظيفية العصبية.

حتى الآن، الأدلة واعدة ولكنها لا تزال قيد التطور ولا تسمح باعتبار السيكوبروبيوتيك علاجًا للأمراض العصبية أو النفسية.

الميكروبيوم والجلد: حوار محور الأمعاء-الجلد

تشترك الأمعاء والجلد في آليات مناعية وأيضية مشتركة.

في السنوات الأخيرة، اكتسب مفهوم محور الأمعاء-الجلد اهتمامًا متزايدًا.

تشير بعض الدراسات إلى أن الحفاظ على التوازن الميكروبي يمكن أن يؤثر على المعايير المتعلقة بحاجز الجلد والترطيب والاستجابة الالتهابية.

تمت دراسة البروبيوتيك لدورها المحتمل في تعديل إنتاج السيراميدات وتنظيم وظيفة الحاجز وتقليل فقدان الماء عبر البشرة.

أظهرت دراسة سريرية عشوائية أجريت باستخدام Lactobacillus plantarum HY7714 تحسنًا في الترطيب وبعض المعايير الجلدية بعد تناولها عن طريق الفم.

لوحظت في أعمال تجريبية أخرى تفاعلات مع أيض الكولاجين والاستجابة للأشعة فوق البنفسجية ونشاط البروتينات المعدنية.

هذه النتائج واعدة ولكنها لا تحل محل الأساليب الجلدية التقليدية.

الميكروبيوم والشيخوخة الضوئية والحماية البيولوجية للجلد

الشيخوخة الضوئية هي نتيجة التعرض المزمن للأشعة فوق البنفسجية.

تزيد الأشعة فوق البنفسجية من إنتاج الجذور الحرة وتغير الكولاجين والإيلاستين وتؤثر على الاستجابة الالتهابية للجلد.

تمت دراسة بعض سلالات البروبيوتيك لدورها المحتمل في دعم حاجز الجلد وتعديل الإجهاد التأكسدي.

يتركز الاهتمام العلمي بشكل أساسي على القدرة على دعم توازن البيئة الجلدية بشكل غير مباشر من خلال التواصل بين الأمعاء والجلد.

ومع ذلك، تظل الحماية من الشمس الأداة الرئيسية المثبتة للوقاية من الضرر الناجم عن الضوء.

المراجع

Lynch SV, Pedersen O. The Human Intestinal Microbiome in Health and Disease. N Engl J Med. 2016.

Cryan JF et al. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol Rev. 2019.

Hill C et al. Expert consensus document: Probiotics definition and scope. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2014.

Makki K et al. The Impact of Dietary Fiber on Gut Microbiota. Cell Host Microbe. 2018.

Rinninella E et al. What is the Healthy Gut Microbiota Composition? Microorganisms. 2019.

Ogawa M et al. Oral administration of Lactobacillus and skin barrier function.

Kim HM et al. Oral Lactobacillus plantarum HY7714 improves skin hydration and elasticity. J Microbiol Biotechnol.

Salem I et al. Microbiome and dermatology. Front Cell Infect Microbiol. 2018.

Sarkar A et al. Psychobiotics and the gut-brain axis. Trends Neurosci. 2016.

Marco ML et al. Health benefits of fermented foods. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2021.

Plaza M et al. Marine microalgae and human health applications. Trends Food Sci Technol.