به گزارش سلامت نیوز به نقل از earth، باکتری‌ها، قارچ‌ها و سایر میکروب‌های موجود در روده‌ حیوانات نقش مهمی در فرآیندهایی مانند گوارش و ایمنی دارند، اما دانشمندان هنوز اطلاعات محدودی درباره‌ تأثیر مواد غذایی روزمره بر این اکوسیستم درونی دارند.

مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد که تنها با تغییر منبع اصلی پروتئین در رژیم غذایی، ساختار و عملکرد میکروبیوم روده می‌تواند ظرف یک هفته دگرگون شود.

این پژوهش که توسط دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و به رهبری "آلفردو بلیکلی-روییز" انجام شده و منتشر گردیده است، ممکن است به فهم بهتر دلایل ارتباط بین رژیم‌های غذایی مدرن و اختلالات مزمن گوارشی کمک کرده و راه‌هایی برای درمان یا پیشگیری از این مشکلات ارائه دهد.

واکنش روده به پروتئین

برای بررسی اثر دقیق منبع پروتئین، پژوهشگران موش‌هایی را با رژیم‌های غذایی کاملاً تعریف‌شده تغذیه کردند که از نظر چربی، کربوهیدرات، فیبر و مواد معدنی یکسان بودند و تنها تفاوت‌شان در نوع پروتئین بود. این پروتئین‌ها شامل سفیده‌ تخم‌مرغ، برنج قهوه‌ای، سویا و مخمر بودند که هر کدام به مدت هفت روز مصرف شدند.

پس از هر مرحله، محتوای روده‌ی موش‌ها جمع‌آوری و با روشی ترکیبی شامل "متاژنومیکس-متاپروتئومیکس" تحلیل شد.

این تکنیک که ترکیبی از توالی‌یابی DNA و طیف‌سنجی جرمی پیشرفته است، به طور همزمان مشخص می‌کند کدام گونه‌های میکروبی در روده حضور دارند و چه پروتئین‌هایی تولید می‌کنند – روشی که نگاهی دقیق به عملکرد واقعی جامعه‌ میکروبی ارائه می‌دهد.

بلیکلی-روییز توضیح داد:«چیزی در مورد آنچه امروزه می‌خوریم اشتباه است و هنوز دقیق نمی‌دانیم آن چیست. هدف ما این بود که بفهمیم غذاهای مختلف چه اثری بر ترکیب و عملکرد میکروب‌های روده دارند.»

تغییرات اساسی در جوامع میکروبی

نتایج نشان داد که با هر بار تغییر منبع پروتئین، ترکیب میکروبی روده به طور چشمگیری تغییر می‌کرد. از میان چهار رژیم، پروتئین‌های حاصل از سفیده‌ تخم‌مرغ، برنج قهوه‌ای و مخمر، بیشترین تغییرات را در میکروبیوم ایجاد کردند.

نه تنها برخی گونه‌های قبلاً کم‌تعداد رشد کرده و غالب شدند، بلکه مسیرهای متابولیکی کامل خاموش یا فعال شدند – نشان از سازگاری سریع میکروب‌ها با نوع جدید پروتئین داشت.

اسیدهای آمینه و قندهای پیچیده

وقتی پژوهشگران به مقایسه‌ پروتئین‌های میکروبی در رژیم‌های مختلف پرداختند، دو گروه عملکردی بیشترین نوسان را نشان دادند:

1. متابولیسم اسیدهای آمینه – که قابل پیش‌بینی بود. زیرا پروتئین‌ها از اسیدهای آمینه ساخته می‌شوند و میکروب‌ها با تولید آنزیم‌های متناسب، خود را با ورودی جدید وفق می‌دهند. در رژیم‌های سفیده‌ تخم‌مرغ و برنج قهوه‌ای، افزایش قابل توجهی در آنزیم‌های تجزیه‌کننده‌ اسیدهای آمینه مشاهده شد؛ به این معنا که میکروب‌ها به جای ساخت اسیدهای آمینه، آن‌ها را مستقیماً از غذا برداشت می‌کردند.

   بلیکلی-روییز هشدار داد که این فرآیند اگرچه منطقی به نظر می‌رسد، اما ممکن است پیامدهای منفی داشته باشد، زیرا برخی فرآورده‌های جانبی اسیدهای آمینه می‌توانند سمی باشند یا از طریق محور روده–مغز بر عملکرد عصبی تأثیر بگذارند.

2. تجزیه‌ گلیکان‌ها (زنجیره‌های قندی شاخه‌دار) – این تغییر غیرمنتظره بود. در رژیم‌های حاوی سویا، برنج، مخمر و به‌ویژه سفیده‌ تخم‌مرغ، آنزیم‌های تجزیه‌کننده‌ گلیکان به میزان زیادی افزایش یافتند.

   در گروه تغذیه‌شده با سفیده‌ تخم‌مرغ، یک گونه‌ خاص باکتری رشد چشمگیری داشت و مجموعه‌ای از ژن‌های تجزیه‌ گلیکان را فعال کرد. بررسی‌های آزمایشگاهی نشان داد که این باکتری، در حضور موسین (پوشش محافظ روده) نیز همین آنزیم‌ها را تولید می‌کند.

تخریب سد محافظ روده

از آنجایی که ساختار قندهای موسین شبیه گلیکان‌های پروتئینی است، میکروب‌هایی که یاد می‌گیرند سفیده‌ تخم‌مرغ را تجزیه کنند، ممکن است به مرور، موسین را نیز تجزیه کرده و سد محافظ روده را تخریب کنند. این امر می‌تواند زمینه‌ساز التهاب یا نفوذ عوامل بیماری‌زا شود.

بلیکلی-روییز افزود:«من بسیار مشتاقم که در مطالعات آینده، ارتباط میان مصرف سفیده‌ تخم‌مرغ، فعالیت آنزیم‌های تجزیه‌ گلیکان و تخریب موسین را بیشتر بررسی کنم.»

مانوئل کلاینر، استاد زیست‌شناسی گیاهی و میکروبی و نویسنده‌ همکار این تحقیق، تأکید کرد که رژیم‌های غذایی مورد استفاده در این مطالعه، عمداً ساده‌سازی شده بودند و در دنیای واقعی، وعده‌های غذایی شامل ترکیب‌هایی از پروتئین‌ها و مواد مغذی مختلف‌اند که ممکن است تأثیر این تغییرات را تعدیل کنند.

با این حال، این پژوهش نشان داد که سفیده‌ تخم‌مرغ می‌تواند به‌طور افراطی رفتار میکروبی را تغییر دهد و مسیر را برای آزمایش‌های بعدی با ترکیبات واقعی‌تر فراهم کند.

کلاینر گفت:«مطالعه‌ ما فقط به بررسی حضور باکتری‌ها نپرداخته، بلکه عملکرد واقعی آن‌ها را نیز نشان داده است.»

با ترسیم الگوهای آنزیمی که میکروب‌ها در مواجهه با پروتئین‌های مختلف از خود نشان می‌دهند، محققان فهرستی از واکنش‌های متابولیکی تهیه کرده‌اند که می‌تواند در طراحی رژیم‌های غذایی دقیق یا پروبیوتیک‌های هدفمند به کار رود.

تغذیه‌ سازگار با سلامت روده

یافته‌های این مطالعه در زمانی منتشر می‌شود که توجه زیادی به رابطه‌ میان رژیم غذایی، میکروبیوم روده و سلامت انسان وجود دارد. بیماری‌های گوارشی مانند سندرم روده‌ تحریک‌پذیر (IBS) و بیماری التهابی روده (IBD) میلیون‌ها نفر را درگیر کرده‌اند و بسیاری از بیماران گزارش می‌دهند که علائم‌شان با مصرف برخی غذاها بدتر می‌شود.

اما تاکنون توضیحات علمی قانع‌کننده‌ای برای این موضوع ارائه نشده بود. این پژوهش نشان می‌دهد که تنها تغییر منبع پروتئین می‌تواند ظرف چند روز ترکیب میکروبی روده را تغییر داده و مسیرهایی برای تخریب مخاط محافظ یا تولید سموم فعال کند.

مطالعات آینده روی حیوانات و انسان می‌تواند نشان دهد که آیا برخی غذاهای پروتئینی واقعاً در بروز بیماری نقش دارند یا نه، و اینکه آیا می‌توان با استفاده از منابع پروتئینی جایگزین یا مکمل‌های فیبری خاص، روده را به سمت وضعیتی سالم‌تر هدایت کرد.

محققان تأکید می‌کنند که هیچ رژیم پروتئینی واحدی برای همه مناسب نیست. درک چگونگی تأثیر پروتئین‌ها بر متابولیسم میکروبی، گام نخست به‌سوی تغذیه‌ شخصی‌سازی‌شده‌ای است که به جای آسیب، از سلامت روده حمایت کند.