ما هو الميكروبيوم؟

الأجسام البشرية هي أنظمة بيئية معقدة تشمل خلايا البشرية والعديد من الكائنات الحية الدقيقة التي تسمى الميكروبات، بما في ذلك البكتيريا والفيروسات والفطريات. يطلق على هذه المجموعات من الميكروبات اسم الميكروبيوم البشري [1]. يتكون الميكروبيوم البشري من تريليونات الميكروبات التي تعيش على أجسادنا كالجلد والفم والأنف والأمعاء ومناطق الجسم الأخرى [2]. يختلف التركيب الدقيق للميكروبيوم البشري من شخص لآخر، ويتأثر بمجموعة متنوعة من العوامل، بما في ذلك النظام الغذائي لكل شخص وعمره وجيناته ونمط حياته. يمكن أن تؤثر هذه الميكروبات على الجهاز المناعي، التمثيل الغذائي، وحتى مزاجنا وسلوكياتنا! كما أنها تساعدنا على هضم الطعام، وتنتج الفيتامينات، وتحمينا من البكتيريا الضارة التي يمكن أن تسبب المرض، وهنا تكمن أهميّة دراسة الميكروبيوم البشريّ وفهم دوره في الصحّة والمرض.

عندما يتعطل الميكروبيوم البشري - وهي حالة تسمى اختلال الميكروبيوم البشري - يمكن أن ينتج عن ذلك العديد من الأمراض. وتشمل هذه الأمراض مرض التهاب الأمعاء ومرض الاضطرابات الهضمية والحساسية والربو والسكري وحتى السرطان. تخبرنا الأبحاث أن البقاء بصحة جيدة يتطلب الحفاظ على توازن وصحة الميكروبيوم.

أين يوجد الميكروبيوم؟

تم اكتشاف الميكروبيوم البشري لأول مرة من قبل أنتوني فان ليفينهوك من هولندا، في أوائل أواخر القرن السابع عشر. استخدم المجهر لفحص العينات المأخوذة من الفم والعينات الأخرى المأخوذة من البراز. لاحظ وجود الكائنات الحية الدقيقة في هذه العينات واكتشف اختلافات في الرائحة بين العينات. وجدت الأبحاث اللاحقة أن الميكروبات تعيش في عدة مواقع رئيسية في الجسم، والتي سنصفها بإيجاز فيما يلي (الشكل 1).

القناة الهضمية

ميكروبيوم الأمعاء هو المجموعة الأكثر دراسةً والأكثر تنوعًا. يتكون من تريليونات من الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في الجهاز الهضمي، بما في ذلك الفيروسات، والفطريات، والبكتيريا، وغيرها. تلعب هذه الكائنات دورًا مهما في هضم الطعام وإنتاج الفيتامينات وتنظيم جهاز المناعة. يمكن أن تؤدي الاختلالات في تكوين ميكروبيوم الأمعاء إلى مشاكل مختلفة في الجهاز الهضمي مثل التهاب الأمعاء الدقيقة، والتي يمكن أن تسهم في العديد من الأمراض مثل مرض التهاب الأمعاء (IBD) أو مرض كرون أو مرض الاضطرابات الهضمية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي هذا الخلل أيضًا إلى السمنة ومرض السكري من النوع 2 وأمراض أخرى.

الفم

الميكروبيوم الفموي هو مجموعة الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في الفم. يضمّ الفم ثاني أكثر المجتمعات الميكروبيّة تنوّعًا في جسم الإنسان، بحوالي أكثر من 1000 نوع من البكتيريا. يختلف ميكروبيوم الفم البشري اختلافا كبيرًا من الولادة إلى المراهقة [3]. يتطور ويصبح أكثر تنوعًا مع نمو الطفل. يلعب ميكروبيوم الفم دورًا حيويًا في الحفاظ على صحة الفم ومنع تسوس الأسنان. يمكن أن تسبب اضطرابات الميكروبيوم الفموي التهاب اللثة ورائحة الفم الكريهة.

الجلد

يمثّل الجلد الواجهة الخارجيّة والحاجز بين جسم الإنسان والبيئة، وهو موطن لمجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات الحية الدقيقة. تعد الكائنات الحية الدقيقة جزءًا طبيعيًّا من بيئة الجلد وتلعب أدوارًا مهمة في حمايته من الأمراض والحفاظ على صحته ووظيفته. يتأثر ميكروبيوم الجلد بالعوامل البيولوجية مثل العمر والجينات والجنس والنظام الغذائي والنظافة، والعوامل البيئية مثل الرطوبة ودرجة الحرارة. يمكن أن تؤدي التغييرات في تكوين ميكروبيوم الجلد إلى مشاكل جلدية مثل حب الشباب والأكزيما والصدفية [4]. عموما يُمكن أن يساعد فهم الميكروبيوم الجلديّ وتفاعلاته مع عوامل متنوّعة في تطوير أساليب جديدة للحفاظ على صحّة الجلد وعلاج الأمراض الجلديّة.

المهبل

يشير الميكروبيوم المهبلي إلى مجموعة الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في المهبل. ويعدّ تكوين الميكروبيوم المهبليّ ضروريًّا للحفاظ على صحّة المهبل والوقاية من الالتهابات. يتأثر الميكروبيوم المهبلي بالعديد من العوامل، بما في ذلك الهرمونات والنشاط الجنسي واستخدام وسائل منع الحمل وممارسات النظافة الشخصية [5]. يمكن أن يتغير تكوين الميكروبيوم المهبلي لأسباب عديدة، بما في ذلك الأمراض المنقولة جنسيًّا. أشارت الأبحاث إلى أن استخدام المعينات الحيوية، مثل المكملات الغذائية التي تحتوي على عصية لبنية يمكن أن تساعد في الحفاظ على توازن الميكروبيوم، والذي بدوره قد يحافظ على صحة المهبل. من ناحية أخرى، يمكن أن تسبب بعض الأدوية مثل المضادات الحيوية اختلال التوازن في الميكروبيوم المهبلي.

ما الذي يمكن أن يؤثر على الميكروبيوم البشري؟

في جميع أجزاء الجسم، يمكن أن يتغير الميكروبيوم البشري. هذا يعني أن أنواع الكائنات الحية يمكن أن تزيد أو تنقص في العدد، اعتمادًا على العديد من العوامل (الشكل 2). فيما يلي بعض العوامل التي يمكن أن تؤثر على تكوين الميكروبيوم البشري:

• التركيب الجيني: يمكن أن تؤثر جينات الفرد على تنوع ميكروبيوم الجسم. الأفراد الذين يفرزون مستضدات H ولديهم جين FUT2 نشط، على سبيل المثال، عادةً ما يكون لديهم ميكروبيوتا معوية أكثر تنوعًا مع مجموعة متنوعة من البكتيريا التي يمكنها استخدام هذه الجليكان كمصدر للطاقة. ومع ذلك، فإن أولئك الذين يفتقرون إلى هذه الجليكان في أمعائهم بسبب جين FUT2 غير الوظيفي قد يكون لديهم ميكروبيوم أقل تنوعًا لأن بعض البكتيريا قد لا تكون قادرة على النمو في غياب هذه الكربوهيدرات.
• طريقة الولادة: يحصل الأطفال الذين يولدون بالولادة الطبيعية (المهبلية) ميكروبات مهبل الأم. يتعرض الأطفال الذين يولدون بعملية قيصرية لميكروبيوم جلد الأم والميكروبات من البيئة المحيطة. يمكن أن تؤثر الرضاعة الطبيعية أيضًا على تكوين وتطور ميكروبيوم الطفل.
• النظام الغذائي: النظام الغذائي هو أحد أكثر العوامل تأثيرًا في تكوين ووظيفة الميكروبيوم البشري [6]. يمكن للمكونات الغذائية، مثل الألياف والكربوهيدرات والبروتينات والدهون، أن تجعل بعض الأنواع البكتيرية تتكاثر بشكل أسرع من غيرها. يمكن أن يؤثر النظام الغذائي الغني بالأطعمة المصنعة والسكريات المضافة والدهون غير الصحية سلبًا على الميكروبيوم عن طريق تقليل البكتيريا المفيدة وزيادة البكتيريا الضارة.
• نمط الحياة والعوامل البيئية: يمكن أن تؤثر عوامل مختلفة، بما في ذلك النظافة اليومية، واستخدام المنتجات المضادة للميكروبات، والتعرض للتلوث، والأنشطة البدنية على تكوين الميكروبيوم وتنوعه.
• الأدوية: تؤثر بعض الأدوية، وخاصة المضادات الحيوية، بشكل كبير على تكوين الميكروبيوم البشري. في حين أن المضادات الحيوية يمكن أن تقتل البكتيريا الضارة التي تسبب المرض، فإنها يمكن أن تقتل أيضًا البكتيريا المفيدة لصحة الإنسان. هذا يمكن أن يؤدي إلى خلل في الميكروبيوم. وقد وجدت الدراسات أن بعض الأنواع البكتيرية المفيدة قد تفقد بشكل دائم أو تقل بشكل كبير بعد دورة من المضادات الحيوية.
• العمر: تحدث بعض التغييرات في تكوين الميكروبيوم ووظيفته مع تقدمنا في العمر. عند الولادة، يكون الميكروبيوم بسيطًا نسبيًّا، لكنه يتنوع بسرعة ويصبح أكثر استقرارًا مع نمو الطفل. يعد تنوع الميكروبيوم أثناء الطفولة أمرًا مهمًا لتطوير جهاز المناعة، مما يساعد على الحفاظ على صحة الأطفال.

كيف يحافظ الميكروبيوم على صحتنا؟

لقد ذكرنا بعض الطرق التي يساعد بها الميكروبيوم البشري على الحفاظ على صحة الإنسان. فيما يلي بعض النقاط الرئيسية التي تسلط الضوء على أهمية الميكروبيوم في الحفاظ على صحتنا:

سلامة الأمعاء وتسيير عملية الهضم

يلعب ميكروبيوم الأمعاء دورًا حيويًّا في الهضم وامتصاص العناصر الغذائية. من خلال إنتاج الإنزيمات الهاضمة التي لا يستطيع البشر صنعها، يساعدنا ميكروبيوم الأمعاء على هضم الكربوهيدرات المعقدة والألياف التي لا تستطيع أجسامنا هضمها بمفردها. تصنع الميكروبات أيضا الفيتامينات المهمة في النظام الغذائي الصحي، مثل فيتامين ك وب.

الحماية من الأمراض

يعتبر الميكروبيوم حاجزًا ضد مسببات الأمراض. على سبيل المثال، تنتج العصية اللبنية المهبليّة عند النساء حمض اللاكتيك، مما يخلق بيئة حمضية تساعد على منع نمو البكتيريا الضارة التي يمكن أن تسبب عدوى تسمى التهاب المهبل الجرثومي [7].

الصحة العقلية ووظائف المخ

تظهر الأبحاث وجود علاقة قوية بين ميكروبيوم الأمعاء والصحة العقلية. ينتج الميكروبيوم نواقل عصبيّة، مثل السيروتونين والدوبامين، والتي تعتبر ضروريّة لتنظيم المزاج والسلوك. كما أنّه يتواصل مع الدماغ من خلال محور القناة الهضميّة، وهو نظام اتّصالٍ ثنائيّ الاتّجاه. تم ربط التغييرات في تكوين الميكروبيوم بالعديد من اضطرابات الصحة العقلية، بما في ذلك القلق والاكتئاب، وبعض أمراض الدماغ مثل مرض الزهايمر والتوحد.

الحفاظ على وزن صحي

ارتبط تكوين ميكروبيوم الأمعاء بأمراض متنوّعة، مثل السُّمنة ومرض السكريّ من النوع 2. يمكن أن تؤثر بعض الميكروبات على طريقة استخراج الطاقة من الطعام ويمكن أن يؤثر بعضها أيضًا على طريقة تخزين الدهون في الجسم. والجدير بالذكر أن هضم الكربوهيدرات المعقدة وتخمير الألياف الغذائية يتم تسهيلهما بواسطة ميكروبات الأمعاء. ومع ذلك، يتم إنشاء الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs)، والتي تعمل كمصدر للطاقة وتنقل الجوع مع الدماغ، بسبب هذه العمليات. هذا قد يدعم تنظيم السعرات الحرارية والشهية، وبالتالي، فإنه يحافظ على وزن صحي.

تطوير الجهاز المناعي

تعدّ السنوات الأولى من العمر حاسمة لتطور جهاز المناعة. يساعد التعرّض للميكروبات المختلفة، خلال هذه المرحلة، في تشكيل جهاز المناعة وتطويره. مما يقلّل من خطر الإصابة بالحساسيّة والربو وأمراض المناعة الذاتيّة وغيرها من الأمراض في مرحلةٍ لاحقةٍ من الحياة.

الخاتمة

في الختام، يمثّل الميكروبيوم البشريّ دورًا مهمًّا في الحفاظ على صحّة الإنسان. وقد تتنوّع العوامل المؤثّرة في تركيبته (الشكل 2). يرتبط الميكروبيوم المتوازن والمتنوّع بفوائد متنوّعةٍ، بما في ذلك الهضم السليم، امتصاص العناصر الغذائيّة، تنظيم جهاز المناعة، والحماية من مسبّبات الأمراض. ولكن، الاضطرابات أو الاختلالات في تركيبة الميكروبيوم تؤدّي إلى أمراضٍ متنوّعةٍ؛ منها: مرض التهاب الأمعاء، الحساسيّة، السكريّ وحتّى الاضطرابات العقليّة.

يعدّ فهم العلاقة بين الميكروبيوم والصحّة والمرض مجالًا واسعًا للبحث العلميّ. والجهود جاريةٌ لتطوير التدخّلات والعلاجات القائمة على الميكروبيوم، مثل المعينات الحيوية، مغذيات المعينات الحيوية، وزرع ميكروبيوم الأمعاء. ومع ذلك، ثمّة حاجة إلى مزيد من البحث لفهم التفاعلات المعقّدة بشكل كامل وتطوير التدخّلات والعلاجات. عمومًا، فإنّ دراسة الميكروبيوم البشريّ قادرة على إحداث ثورةٍ في فهمنا ونهجنا لإدارة صحّة الإنسان والأمراض.

مسرد للمصطلحات

الميكروبات (Microbes): ↑ تشتمل على مجموعة متنوعة من الكائنات الحية المجهرية، مثل البكتيريا والفيروسات والفطريات والعتائق وبعض أنواع الطلائعيات.

الميكروبيوم البشري (Human microbiome): ↑ الميكروبات الدقيقة بما في ذلك البكتيريا، والفيروسات، والفطريّات، والميكروبات الأخرى التي تعيش على أو داخل جسم الإنسان.

جهاز المناعة (Immune system): ↑ شبكة معقدة من الأعضاء والخلايا والبروتينات تعمل على حماية الجسم من الالتهابات.

التمثيل الغذائي (Metabolism): ↑ يشير إلى مجموعة من الأنشطة الأيضية اللازمة لوجود الحياة داخل الكائن الحي.

اختلال الميكروبيوم البشري (dysbiosis): ↑ تغيير تركيبة الميكروبيوم البشري.

متنوع (Diverse): ↑ ظرف يشير إلى مجموعة متنوعة من الفروق أو الاختلافات داخل نظام، أو مجموعة، أو بيئة.

المعينات الحيوية (Probiotics): ↑ تشير إلى الكائنات الحية الدقيقة التي تهدف إلى تحسين الصحة عند تناولها أو استخدامها موضعيًا.

إقرار تضارب المصالح

يعلن المؤلفون أن البحثقد أُجري في غيابأي علاقاتتجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب محتمل في المصالح.

إقرار

تم تمويل هذا المشروع من قبل مركز سدرة للطب (رقم DSR 400161).