معلومة

13.2: دور الكائنات الحية الدقيقة في فسيولوجيا الإنسان - علم الأحياء

13.2: دور الكائنات الحية الدقيقة في فسيولوجيا الإنسان - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

المساهمة الخلوية والوراثية لجسم الإنسان على الأقل بحجمها من الميكروبات كما من الخلايا البشرية. تُعتبر بكتيريا الأمعاء على وجه الخصوص أحيانًا "عضوًا افتراضيًا" (https://doi.org/10.1038/sj.embor.7400731). تم إجراء تجارب مماثلة مع الفئران الهادئة والقلقة.

أحماض دهنية قصيرة السلسلة (SCFAs)

من المحتمل أن تكون الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs) من أكثر المجموعات نشاطًا من الناحية الفسيولوجية لجزيئات "الاتصالات" التي تنتجها ميكروبات الأمعاء. تعد بكتيريا الأمعاء في Bacteroidetes و Firmicutes phyla المنتجين الرئيسيين لأسيتات SCFAs ، الزبدات ، والبروبيونات من خلال تخمير الكربوهيدرات غير القابلة للهضم. لذلك يشير وجود SCFAs إلى النشاط الأيضي والتكوين التصنيفي لميكروبات الأمعاء وبشكل غير مباشر القيمة الغذائية للأغذية التي تم استهلاكها. قد يفسر هذا جزئيًا الصلة بين زيادة الألياف الغذائية والنتائج الصحية المحسنة مع الأخذ في الاعتبار التأثيرات المثبتة لـ SCFA على كل من استقلاب الجلوكوز والدهون.

تؤثر SCFAs التي تنتجها البكتيريا في القولون بشكل إيجابي على معالجة الجلوكوز في الجسم من خلال طرق متعددة (الشكل 9). في آلية واحدة ، تنشط SCFAs مستقبلات محددة على سطح خلايا الغدد الصماء داخل ظهارة الأمعاء. استجابةً لذلك ، تنتج خلايا الغدد الصماء هرمونين (الببتيد YY (PYY) والببتيد 1 الذي يشبه الجلوكاجون (GLP-1) (الشكل ( PageIndex {1} )). تعمل هذه الهرمونات على تحفيز امتصاص الجلوكوز عن طريق الخلايا الدهنية والعضلية ، وزيادة إنتاج الأنسولين ، وتقليل إنتاج البنكرياس للجلوكاجون. يدخل SCFA أيضًا إلى مجرى الدم ويقلل بشكل مباشر من تكوين الجلوكوز في الكبد. وبالتالي ، فإن التأثير المشترك لـ SCFA هو تقليل مستويات الجلوكوز في البلازما وبالتالي تقليل خطر الإصابة بمرض السكري (الشكل ( فهرس الصفحة { 1} )) كما ثبت أن كلا من PYY و GLP-1 يعززان الشبع.

بالإضافة إلى تقليل مستويات الجلوكوز في البلازما ، تنظم SCFA أيضًا عملية التمثيل الغذائي للدهون من خلال التفاعل مع مستقبلات الغدد الصماء نفسها في أجزاء أخرى من الجسم. على وجه التحديد ، تقلل SCFAs الأحماض الدهنية الحرة في بلازما الدم ، وتزيد من أكسدة الأحماض الدهنية في أنسجة الكبد والعضلات ، وتقلل من مستويات الكوليسترول في البلازما (الشكل ( PageIndex {1} )). بسبب هذه الآثار المفيدة على مستويات الجلوكوز والأحماض الدهنية والكوليسترول ، فقد تم اقتراح تغيير ميكروبيوتا الأمعاء أو النظام الغذائي لزيادة إنتاج SCFA كطريقة لتقليل خطر الإصابة بالنوع الثاني من مرض السكري وأمراض القلب والأوعية الدموية.

قد يكون دور SCFAs في فسيولوجيا التمثيل الغذائي متوقعًا نظرًا لقدرتها على استخدامها كمصادر للكربون والطاقة وعلاقتها الكيميائية بالمواد الوسيطة في التمثيل الغذائي للدهون. يعتبر تأثير SCFAs على إنتاج الناقل العصبي السيروتونين أكثر إثارة للدهشة. يمكن أن يؤثر السيروتونين على مجموعة من السلوكيات والوظائف الفسيولوجية بما في ذلك الحالة المزاجية والسلوك الاجتماعي ، والشهية والهضم ، والنوم ، والذاكرة ، والرغبة الجنسية والوظيفة. على الرغم من أن السيروتونين يرتبط عادةً بأفعال الجهاز العصبي المركزي (CNS) ، إلا أن الغالبية العظمى من السيروتونين (80-90٪) تنتج في الأمعاء. تزيد SCFAs من نسخ الجين للإنزيم الحرج في تخليق السيروتونين. لذلك ، قد تلعب SCFAs المنتجة ميكروبيًا دورًا مهمًا في إنتاج وتوازن السيروتونين المعوي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للعديد من البكتيريا الموجودة في الأمعاء أن تصنع السيروتونين بنفسها. قد يكون تأثير الجراثيم المعوية على إنتاج السيروتونين جزءًا من تواصلهم مع الجهاز العصبي المركزي ، والذي يشار إليه أحيانًا باسم محور الدماغ والأمعاء والميكروبيوم.

الجراثيم والسلوك

من بين عدد متزايد من الدراسات التي تفحص محور ميكروبيوم الدماغ والأمعاء ، تم إثبات الاتصال بين ميكروبيوتا الأمعاء والجهاز العصبي المركزي وتأثيره على السلوك بشكل فعال في دراسة أجراها برافو. وآخرون. في عام 2011. في هذه الدراسة ، غذت الفئران بكتيريا البروبيوتيك رامنوسوس اكتوباكيللوس أظهر JB-1 لمدة 28 يومًا انخفاضًا كبيرًا في السلوك الشبيه بالاكتئاب والقلق مقارنةً بالضوابط ، ولكن تم القضاء على هذه التأثيرات عند قطع العصب المبهم ، الذي يربط الجهاز الهضمي بالجهاز العصبي المركزي. بالإضافة إلى ذلك ، كان لدى الفئران التعبير الجيني في أدمغتها بما يتوافق مع تأثيرات تعديل الحالة المزاجية لـ JB-1. على الرغم من عدم تحديد مسار الإشارات الكيميائية المحددة بين JB-1 والجهاز العصبي المركزي في هذه الدراسة ، فمن الواضح أن الاتصال يحدث من خلال العصب المبهم ، على الرغم من أن المستويات المعدلة من السيروتونين قد تلعب دورًا.

لا يؤثر الاتصال بين ميكروبيوتا الأمعاء والجهاز العصبي المركزي على أدائه فحسب ، بل يؤثر أيضًا على تطوره. أظهرت مقارنة بين التعبير الجيني في الأدمغة النامية للفئران التقليدية الخالية من الجراثيم تعبيرًا مختلفًا في ما يقرب من 200 جين. تشير تحليلات التعبير الجيني هذه بالاقتران مع التقييمات السلوكية إلى وجود صلة جوهرية بين وجود ميكروبات الأمعاء الطبيعية في الرضيع وتطور التحكم الحركي وأنظمة الدماغ المرتبطة بالقلق. كما هو الحال مع الاضطرابات الأيضية ، تم اقتراح تغيير ميكروبيوتا الأمعاء كعلاج محتمل للعديد من حالات الصحة العقلية من القلق والاكتئاب إلى التوحد.

الحماية من العدوى

تحمينا النباتات الطبيعية الراسخة من العدوى (الشكل ( PageIndex {2} )) ، خاصة (على سبيل المثال لا الحصر) من مسببات الأمراض التي تصيب الجهاز الهضمي. الفلورا الطبيعية ضرورية للتطور السليم وعمل جهاز المناعة. من خلال المساهمة في نظام مناعي قوي ، تساعد النباتات الطبيعية على حمايتنا من جميع أنواع مسببات الأمراض. يمكن للنباتات الطبيعية أن تحمينا بشكل مباشر أكثر أيضًا.

أولاً ، لا تترك النباتات الطبيعية جسديًا وغذائيًا مجالًا لتكاثر مسببات الأمراض. هذا مشابه للطريقة التي لا يمكن أن تنمو بها الأعشاب الضارة في العشب الراسخ. ببساطة لا يوجد مكان. ومع ذلك ، في حالة تلف العشب ، فإن الأعشاب الضارة سوف تتشكل بسرعة وبقوة. أحد الأمثلة الجيدة على ذلك كلوستريديوم البوتولينوم. الأطفال الذين تقل أعمارهم عن عام واحد ليس لديهم حتى الآن نباتات طبيعية قوية بما يكفي ويمكن أن يصابوا بها C. البوتولينوم مما يؤدي إلى تسمم الرضع. أحد المصادر الشائعة لهذه الالتهابات هو العسل ، ولكن C. البوتولينوم يمكن العثور على endospores في أي مكان. لا يمكن أن يصاب الأطفال الأكبر سنًا والبالغون المصابون بالنباتات الفطرية بالعدوى المعوية C. البوتولينوم. اخر المطثية محيط، جيم صعب يمكن أن يسبب عدوى خطيرة في أي شخص تعطلت النباتات الطبيعية لديه. عادة ما تكون هذه عدوى في المستشفيات مرتبطة بالاستخدام طويل الأمد للمضادات الحيوية واسعة الطيف. جيم صعب أكثر مقاومة للمضادات الحيوية من معظم بكتيريا الأمعاء ، ومع القضاء على البكتيريا الأخرى يمكن أن تزدهر. يُشار أحيانًا إلى هذا الموقف ، حيث تحدث العدوى بالإضافة إلى عدوى موجودة بالفعل (غالبًا نتيجة لعلاج العدوى الأولية) ، على أنها عدوى فائقة. صعب تنتج السموم الخارجية التي تقتل بطانة الأمعاء ثم تنسلخ في البراز في الأوراق. يمكن أن تسبب هذه العدوى القاتلة في بعض الأحيان إسهالًا شديدًا وجفافًا وانثقابًا في الأمعاء في النهاية. نظرًا لأن العدوى بدأت بسبب نقص النباتات الطبيعية ، فقد أصبحت عمليات زرع البراز على مدار العقد الماضي أو نحو ذلك علاجًا شائعًا نسبيًا للحالات الشديدة جيم صعب الالتهابات.

ثانيًا ، يمكن أن تنتج بكتيريا النباتات الطبيعية مركبات معينة تستهدف مسببات الأمراض المحتملة. قد تكون هذه المركبات مضادات حيوية ، ولكن يمكن أن يكون للمركبات الأخرى أيضًا تأثير مثبط على مسببات الأمراض المحتملة. على سبيل المثال، العقدية الطافرة والفطر الكانديدا كلاهما يسكنان الفم بشكل طبيعي. في شكله الخبيث ، الكانديدا يسبب فرط نمو في الفم يسبب مرض القلاع. ال S. mutans المحفز الذاتي CSP (عامل تحفيز الكفاءة) يمنع الكانديدا من الانتقال إلى شكله الخبيث ويمنع هذا العامل الممرض المحتمل تحت السيطرة. تفاعل مماثل بين العقديات و الكانديدا يحدث في المهبل. عندما ينخفض ​​العلاج بالمضادات الحيوية من عدد السكان العقدية، ال الكانديدا يمكن أن تتكاثر وتسبب عدوى الخميرة.

أخيرًا ، ثبت أن SCFAs تمنع نمو مسببات الأمراض المعوية مثل بكتريا قولونية O157: H7.


في العقد الماضي ، أدت مجموعة متنوعة من الدراسات النموذجية في المختبر وفي الجسم الحي إلى ملاحظة أن ميكروبيوتا الأمعاء تلعب دورًا محوريًا في كل من صحة الإنسان والمرض. على وجه الخصوص ، يمكن أن تؤثر جراثيم الأمعاء على الاضطرابات ليس فقط في الأمعاء ، ولكن أيضًا في المناطق والأعضاء البعيدة مكانيًا (مثل الدماغ والرئتين والأنسجة الدهنية ونظام الدورة الدموية). في حالات محددة ، تكون الاضطرابات في الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء واضحة قبل تطور المرض بسنوات ، مما يوفر مؤشرات حيوية للكشف المبكر عن مخاطر المرض وفرصًا للتدخلات الوقائية. الأهم من كل هذه الملاحظات هو الدليل المتزايد على السببية الميكروبية في تطور المرض وتحديد آليات محددة للإمراض.

في هذا العدد الخاص من العناصر الغذائية، نود أن نجمع بين الأوراق البحثية حول دور ميكروبيوتا الأمعاء في النتائج الصحية المختلفة. تشمل الموضوعات المحتملة ما يلي:

  • ميكروبيوتا الأمعاء ، والالتهابات ، والنهج التغذوية في الأمراض المزمنة
  • ميكروبيوتا الأمعاء ، والتمثيل الغذائي للدهون ، والتغذية في الأمراض التنكسية العصبية
  • محور القناة الهضمية و ndashlung: دور جراثيم الأمعاء في أمراض الجهاز التنفسي
  • التغذية الحيوية والدقة
  • ميكروبيوتا الأمعاء ودورات حياة الإنسان: أصل أمراض الأطفال والبالغين
  • الأمعاء الدقيقة والتهاب جهازي و
  • مستقلبات ميكروبيوتا الأمعاء كواسمات حيوية جديدة محتملة ل dysbiosis.

نرحب بتقديم المقالات والمراجعات البحثية الأصلية (التحليلات الوصفية والمراجعات المنهجية والسردية).

الدكتورة لورا سولداتي
د. لويجي بريا
المحررين الضيوف

معلومات تقديم المخطوطات

يجب تقديم المخطوطات عبر الإنترنت على www.mdpi.com من خلال التسجيل وتسجيل الدخول إلى هذا الموقع. بمجرد التسجيل ، انقر هنا للذهاب إلى نموذج التقديم. يمكن تقديم المخطوطات حتى الموعد النهائي. سيتم مراجعة جميع الأوراق من قبل الأقران. سيتم نشر الأوراق المقبولة بشكل مستمر في المجلة (بمجرد قبولها) وسيتم إدراجها معًا على موقع الإصدار الخاص. المقالات البحثية ، مقالات المراجعة بالإضافة إلى الاتصالات القصيرة مدعوة. بالنسبة للأوراق المخططة ، يمكن إرسال عنوان وملخص قصير (حوالي 100 كلمة) إلى مكتب التحرير للإعلان على هذا الموقع.

يجب ألا تكون المخطوطات المقدمة قد نُشرت سابقًا ، أو أن تكون قيد الدراسة للنشر في مكان آخر (باستثناء أوراق وقائع المؤتمرات). يتم تحكيم جميع المخطوطات بدقة من خلال عملية مراجعة أقران أعمى واحدة. يتوفر دليل للمؤلفين ومعلومات أخرى ذات صلة لتقديم المخطوطات في صفحة إرشادات المؤلفين. العناصر الغذائية هي مجلة شهرية دولية مفتوحة الوصول تخضع لمراجعة الأقران تنشرها MDPI.

يرجى زيارة صفحة تعليمات المؤلفين قبل إرسال المخطوطة. رسوم معالجة المقالة (APC) للنشر في مجلة الوصول المفتوح هذه هي 2400 فرنك سويسري (فرنك سويسري). يجب أن تكون الأوراق المقدمة جيدة التنسيق وأن تستخدم اللغة الإنجليزية بشكل جيد. يمكن للمؤلفين استخدام خدمة تحرير اللغة الإنجليزية الخاصة بـ MDPI قبل النشر أو أثناء مراجعات المؤلف.


البحوث الأصلية المادة

Sa & # x000fl Huitzil 1 ، سانتياغو ساندوفال موتا 2،3،4 ، أليخاندرو فرانك 2،5،6 و ماكسيمينو الدانا 1،2 *
  • 1 Instituto de Ciencias F & # x000EDsicas ، Universidad Nacional Aut & # x000F3noma de M & # x000E9xico ، كويرنافاكا ، المكسيك
  • 2 Centro de Ciencias de la Complejidad، Universidad Nacional Aut & # x000F3noma de M & # x000E9xico ، مكسيكو سيتي ، المكسيك
  • 3 Instituto Nacional de Medicina Gen & # x000F3mica ، مكسيكو سيتي ، المكسيك
  • 4 Consejo Nacional de Ciencia y Tecnolog # x000EDa، C & # x000E1tedras CONACyT، Mexico City، Mexico
  • 5 Instituto de Ciencias Nucleares، Universidad Nacional Aut & # x000F3noma de M & # x000E9xico ، مكسيكو سيتي ، المكسيك
  • 6 عضو في El Colegio Nacional ، مكسيكو سيتي ، المكسيك

هناك أدلة لا يمكن إنكارها تظهر أن البكتيريا قد أثرت بشدة على التطور والوظائف البيولوجية للكائنات متعددة الخلايا. تم الافتراض بأن العديد من التفاعلات الجرثومية المضيفة قد ظهرت لزيادة اللياقة التكيفية لـ هولوبيونت (المضيف بالإضافة إلى الكائنات الدقيقة الخاصة به). على الرغم من أن هذا الارتباط قد تم تأكيده في العديد من الحالات المحددة ، إلا أن الآليات العامة التي تشرح دور الكائنات الحية الدقيقة في تطور المضيف لم يتم فهمها بعد. نقدم هنا نموذجًا تطوريًا تتكيف فيه الشبكة التي تمثل المضيف من أجل أداء وظيفة محددة مسبقًا. أثناء تكيفها ، يمكن للشبكة المضيفة (HN) التفاعل مع الشبكات الأخرى التي تمثل ميكروبيوتا. نظهر أن هذا التفاعل يسرع بشكل كبير ويحسن القدرة على التكيف مع HN دون التقليل من تكيف الشبكات الميكروبية. علاوة على ذلك ، لا يمكن تكييف HN لأداء وظائف عديدة إلا عندما تتفاعل مع العديد من الشبكات البكتيرية المختلفة بطريقة متخصصة (كل شبكة بكتيرية تشارك في تكييف وظيفة واحدة). غالبًا ما يؤدي تعطيل هذه التفاعلات إلى حالات غير قابلة للتكيف ، تذكرنا بخلل التنسج ، حيث لا يمكن لأي من الشبكات التي يتكون منها الهولوبيونت أداء وظائفها الخاصة. من خلال اعتبار الهولوبيونت كوحدة اختيار والتركيز على تكيف المضيف مع وظائف محددة مسبقًا ولكنها عشوائية ، يتنبأ نموذجنا بالحاجة إلى تنوع متخصص في الكائنات الحية الدقيقة. هذا التعقيد الهيكلي والديناميكي في الهولوبيونت يسهل تكيفه ، في حين أن الكائنات الحية الدقيقة المتجانسة (غير المتخصصة) غير منطقية أو حتى ضارة بتطور الهولوبيونت & # x00027s. على حد علمنا ، هذا هو النموذج الأول الذي تظهر فيه التفاعلات التكافلية والتنوع والتخصص و dysbiosis في نظام بيئي كنتيجة للتطور المشترك. كما أنه يساعدنا على فهم ظهور الكائنات الحية المعقدة ، لأنها تتكيف بسهولة أكبر لأداء مهام متعددة من المهام غير المعقدة.


تفاعلات البريبايوتيك مع الميكروبيوم

تم تعريف البريبايوتكس الغذائية على أنها & # x0201ca مكون مخمر بشكل انتقائي ينتج عنه تغييرات محددة في تكوين و / أو نشاط الميكروبات المعوية ، وبالتالي منح الفوائد على صحة المضيف & # x0201d [6]. تعرض هذا التعريف للنقاش لأنه يركز بشكل كبير على الحاجة إلى التمثيل الغذائي الانتقائي. تم وضع تعريف بديل يتضمن آلية العمل مؤخرًا في بيان إجماعي [7]. قامت لجنة الخبراء بمراجعة تعريف البريبايوتك كـ & # x0201ca الركيزة التي يتم استخدامها بشكل انتقائي من قبل الكائنات الحية الدقيقة المضيفة لمنح فائدة صحية & # x0201d. لا يزال هذا التعريف المحدث يتطلب آلية انتقائية بوساطة ميكروبيوتا ليتم تعريفها على أنها بريبايوتيك.

يتضمن تخمير البريبايوتكس الغذائية في القناة الهضمية التغذية المتقاطعة الأيضية حيث توفر منتجات التخمير بواسطة نوع واحد أو أكثر من البكتيريا الركيزة (الركائز) للأنواع البكتيرية الأخرى (الشكل & # x000a0 1) [8]. هذا النشاط التعاوني المعقد لميكروبات الأمعاء ضروري لصحة جيدة [8 ، 9]. التخمير البكتيري للأحماض الأمينية والبروتينات ، والذي يحدث بشكل رئيسي في القولون البعيد ، يولد مجموعة من المستقلبات ، والعديد منها لها إمكانات سامة. وتشمل هذه كبريتيد الهيدروجين ، والأحماض الدهنية متفرعة السلسلة (BCFAs) ، والفينول ، والإندول ، و p-cresol ، و indoxylsulfate ، و p-cresylsulfate ، والأمونيا [10 & # x0201312]. حتى لو كان موجودًا أيضًا في القولون السليم ، يجب ملاحظة أنه لدينا حاليًا فهم ضعيف جدًا لتركيزات المستقلبات الميكروبية في القولون البشري [12].

التخمر وميكروبات الأمعاء. يوضح الشكل المصادر الرئيسية للتغذية التي تدخل القولون البشري في الأعلى ومخرجات التمثيل الغذائي الأساسية في الأسفل. تشير الأسهم إلى علاقات التغذية المتقاطعة المعروفة بين المجموعات الميكروبية الرئيسية الموجودة. يُعتقد أن المستقلبات الموجودة في الصناديق الخضراء إيجابية للصحة بينما تلك الموجودة في الصناديق الحمراء من المحتمل أن تكون ضارة. المنتجات الغازية في علب برتقالية اللون وأهم المنتجات الوسيطة لعملية التمثيل الغذائي باللون الأزرق

أظهرت العديد من الدراسات تعديل ميكروبيوتا القولون عن طريق الإنولين البريبيوتيك أو الفركتان من نوع الإنولين. أظهر تحديد تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الحقيقي (PCR) للأنواع البكتيرية المختارة في براز المتطوعين من البشر بعد تناول الأنسولين أن انتشار البراز البرازي و اثنان Bifidobacterium محيط، المراهقون و بيفيدوم، زادت بشكل ملحوظ [13]. في دراسة خاضعة للتحكم الوهمي ، زاد الفركتانز الغذائي من نوع الأنسولين من الوفرة النسبية لـ Bifidobacterium النيابة. و F. prausnitzii في النساء البدينات [14]. في البالغين الأصحاء المصابين بالإمساك الخفيف ، زادت الفركتانز من نوع الإينولين من الوفرة النسبية لـ أنيروستيبس ، بيلوفيلا و Bifidobacterium في البراز ، وقلل من وفرة بيلوفيلا [15]. تم العثور على اختلافات في الانتقائية لتخمير العديد من ركائز الكربوهيدرات (اللاكتولوز ، الجالاكتو- oligosaccharides ، بنجر السكر البكتين وألياف التفاح) بين الميكروبيوتا من الأشخاص الأصحاء النحيفين والسمنة باستخدام نموذج في المختبر (TIM-2) من القولون القريب ، تقديم الدليل على أن تكوين الجراثيم يتغير اعتمادًا على مؤشر كتلة الجسم (BMI) في البشر [16].

يلخص الشكل & # x000a0 2 آثار البريبايوتكس على صحة الإنسان. درست العديد من الدراسات تأثير البريبايوتكس على تفاعلات الحساسية والالتهابات في مرحلة الطفولة. أظهرت تجربة معشاة مضبوطة بالغفل للرضع الذين لديهم تاريخ أبوي من التأتب أن اللبن الصناعي المضاف بمزيج من البريبايوتيك من الجالاكتو-قليل السكاريد (GOS) والإنولين طويل السلسلة قلل بشكل كبير من حدوث التهاب الجلد التأتبي. ارتبطت مكملات البريبايوتيك بزيادة كبيرة في عدد البكتيريا المشقوقة البرازية ، ولكن دون تغيير كبير في أعداد العصيات اللبنية [17]. في هذه المجموعة نفسها من الرضع ، قلل الحليب المكمل للبريبايوتك بشكل كبير من حدوث النوبات المعدية خلال أول 6 & # x000a0 شهرًا من العمر [18]. في دراسة متابعة لمدة عامين لهذه المجموعة ، كان لدى الرضع الذين يتلقون مكملات البريبايوتك معدل أقل بكثير من مظاهر الحساسية [19]. في متابعة لمدة 5 سنوات ، كان لدى الرضع في مجموعة مكملات البريبايوتك معدل أقل بكثير من أي مظاهر حساسية والتهاب الجلد التأتبي مقارنة بمجموعة الدواء الوهمي [20]. الآلية المقترحة لهذا التأثير طويل الأمد للبريبايوتكس هي تعديل المناعة بوساطة التغيرات في الجراثيم المعوية [19]. في دراسة تدخل عشوائية مكونة من ثلاث مجموعات ، كان لدى الرضع الذين تم تغذيتهم بالبريبايوتك GOS + حليب مكمل بالأينولين أعدادًا مماثلة من البكتيريا المشقوقة البرازية والعصيات اللبنية للرضع الذين رضعوا رضاعة طبيعية ، في حين أن الأطفال الذين يرضعون لبنًا طبيعيًا لديهم أعداد أقل بكثير من كلا الأجناس البكتيرية. كان معدل حدوث التهابات الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي العلوي أقل بشكل يعتد به عند الرضع الذين يرضعون من الثدي أو الذين يتغذون على لبن مكمل البريبايوتك مقارنة بالحليب الصناعي القياسي. وبالمثل ، كانت ردود الفعل التحسسية تجاه الطعام والحليب أعلى بشكل ملحوظ في مجموعة الحليب الصناعي القياسية [21].

تأثير البريبايوتكس على صحة وظيفة الأمعاء. يشير الشكل إلى الآلية المحتملة لعمل البريبايوتك في القناة الهضمية. في كثير من الحالات ، تكون الآليات المقترحة تخمينية في الوقت الحاضر. الوظائف الفسيولوجية باللون الأرجواني والنتائج الصحية باللون الأخضر. الاختصارات: FFAR2 / GPR43 ، مستقبل الأحماض الدهنية الحرة 2 FFAR3 / GPR41 مستقبل الأحماض الدهنية الحرة 3 GLP-1 ، الببتيد الشبيه بالجلوكاجون 1 GLP-2 ، الببتيد الشبيه بالجلوكاجون 2 IFN - & # x003b3 ، interferon gamma IL-1 & # x003b2 ، انترلوكين 1 بيتا IL-6 ، انترلوكين 6 IL-10 ، انترلوكين 10 LPS ، عديد السكاريد الشحمي NK ، الخلايا القاتلة الطبيعية PYY ، الببتيد YY Th ، T الخلايا المساعدة TGF - & # x003b2 ، تحويل عامل النمو بيتا Tr ، الخلايا التنظيمية T ZO- 1 بروتين زونا أكولدينز 1

أظهر التحليل التلوي لـ 26 تجربة معشاة ذات شواهد (RCTs) شملت 831 من البالغين الأصحاء أن مكملات البريبايوتك الغذائية زادت بشكل ملحوظ من الشعور بالشبع المبلغ عنه ذاتيًا مقارنةً بالدواء الوهمي [22]. عانى البالغون الأصحاء الذين يتغذون على نظام غذائي غني بالأينولين قليل الفركتوز من انخفاض الجوع وزيادة معدلات الشبع مقارنةً بالعلاج الوهمي ، مالتوديكسترين. كان الشعور المتزايد بالشبع مصحوبًا بزيادة في تركيزات ببتيد الأمعاء في البلازما من الببتيد الشبيه بالجلوكاجون 1 (GLP-1) والببتيد YY في المواد المكملة للبريبايوتك ، والتي ربما تكون قد ساهمت في التغيير في الشهية [23] ، مما يشير إلى إمكانية لاستخدامها في علاج السمنة. وبالمثل ، في الأطفال الذين يعانون من السمنة المفرطة أو زيادة الوزن ، أدى اتباع نظام غذائي من الأنسولين الغني بأوليجوفركتوز إلى زيادة الشبع بشكل كبير مقارنةً بالمالتوديكسترين. أدت مكملات البريبايوتيك إلى انخفاض كبير في تناول الطاقة لدى الأطفال الأكبر سنًا (الذين تتراوح أعمارهم بين 11 و # x0201312 و # x000a0years) ، ولكن ليس الأصغر سنًا (الذين تتراوح أعمارهم بين 7 أعوام و # x0201310 و # x000a0 عامًا) [24] مما يشير إلى أن مكملات البريبايوتك يمكن أن تساعد في تنظيم تناول الطاقة لدى الأطفال الذين يعانون من السمنة المفرطة .

تم استخدام البريبايوتكس في العديد من الدراسات لعلاج الإمساك. تحليل تلوي لتجارب معشاة ذات شواهد تضم 252 شخصًا (مجموعة تجريبية: ن& # x02009 = & # x02009144 ، مجموعة التحكم: ن& # x02009 = & # x02009108) أن الأنسولين حسّن بشكل ملحوظ وظيفة الأمعاء لدى المرضى الذين يعانون من الإمساك المزمن وأظهروا تأثيرات مفيدة على تواتر البراز ، ومقياس بريستول لاتساق البراز ، ووقت العبور وصلابة البراز [25]. بعد مراجعة الأدلة ، خلصت هيئة سلامة الأغذية الأوروبية (EFSA) إلى أن & # x0201cchicory inulin يساهم في الحفاظ على التغوط الطبيعي عن طريق زيادة تواتر البراز & # x0201d [26]. تم تأكيد النتائج مؤخرًا في دراسة عشوائية خاضعة للتحكم الوهمي ، حيث أظهرت أن أنولين الهندباء كان فعالًا في علاج الأشخاص الأصحاء المصابين بالإمساك ، مما أدى إلى زيادة تواتر البراز بشكل ملحوظ مقارنةً بالدواء الوهمي [27].

تشمل التأثيرات الإضافية الموصوفة للبريبايوتكس تقليل السموم الناتجة عن التمثيل الغذائي للبروتين في البول (ص- كريسول والأمونيا) [28] ومصل (ص- كبريتات الكريزيل) [29] ، وزيادة امتصاص الكالسيوم لدى المراهقين [30 ، 31]. قد تمارس البريبايوتكس أيضًا تأثيرات مفيدة على فسيولوجيا المضيف والتي تكون مستقلة عن الكائنات الحية الدقيقة كما هو موضح في التجارب المختبرية لـ GOS. وشملت هذه تعديل الخلايا الكأسية لتعزيز وظيفة الحاجز المخاطي [32] ، وتأثير وقائي مباشر على وظيفة الحاجز المعوي [33] ، وتثبيط الالتصاق بالأمراض المعوية. الإشريكية القولونية إلى الخلايا الظهارية Caco-2 والخلايا الظهارية Hep-2 [34].

يعد الفهم المحسن للبيئة الوظيفية للأمعاء والمعرفة الأكثر تفصيلاً عن مستقلبات الأمعاء مهمين بشكل خاص لفهم دور البريبايوتكس على صحة الإنسان. بالنسبة لبعض المنتجات ، هناك بالفعل أدلة جيدة على صحة الأمعاء ويجب إبلاغ هذه النتائج إلى المتخصصين في الرعاية الصحية والمستهلكين. من ناحية أخرى ، من الضروري إجراء المزيد من الدراسات حول تأثير البريبايوتكس على النتائج الصحية للإنسان.


استنتاج

تعدل المستقلبات التي تنتجها ميكروبيوتا الأمعاء مجموعة متنوعة من المسارات الفسيولوجية في المضيف (13 ، 19 ، 38 ، 49 ، 54 ، 58 ، 62 ، 80 ، 81 ، 84). واحدة من أكثر الأساليب المدروسة جيدًا للتواصل بين الميكروبات والمضيف هي عبر SCFAs ، والتي يتم إنتاجها عن طريق انهيار الألياف الغذائية في القولون بواسطة الميكروبات. توجد أعلى تركيزات من SCFAs في القولون بعد تناول وجبة من هناك ، ويتم نقلها إلى مجرى الدم حيث يمكنها العمل عبر GPCRs —Gpr41 و Gpr43 و Olfr78 و Gpr109a. ومع ذلك ، يمكن أن تعمل SCFAs بشكل مستقل عن GPCRs لتعديل أستلة هيستون وتكاثر الخلايا. في المستقبل ، سيكون من الضروري فهم التفاعل بين التأثيرات الفسيولوجية لـ SCFAs ، والتغيرات البيولوجية للخلية التي تحفزها SCFAs. هذا مجال بحث واعد للغاية على سبيل المثال ، قد يكون الفهم الأفضل لدور SCFAs في تثبيط دورة الخلية مفيدًا علاجيًا ، حيث من المعروف أن SCFAs مضادة للأورام. في المستقبل ، من المثير بشكل خاص اعتبار أن تعديل إنتاج المستقلب بواسطة ميكروبيوتا الأمعاء قد يكون أداة مفيدة للحصول على تأثيرات مفيدة على فسيولوجيا المضيف.


شاهد الفيديو: البنية المجهرية للكائنات الحية (كانون الثاني 2023).