الميكروبات الأصلية والهضم

يوحد المصطلح "holobiont" الكائن الحي المضيف والميكروبات الأصلية (indibiome) ، حيث أن إجمالي المادة الوراثية في نظام المضيف-microbe يوفر وصفًا أكثر دقة للنظام المعقد ، ويسمح لك ، بسبب إمكانية حدوث تغييرات اتجاهية في الكائنات الحية المجهرية ، بتصحيح الظروف التي تميز الضائقة.

عدم تحمل اللاكتوز عبارة عن مجموعة من الأعراض التي تظهر على أنها عدم الراحة ، والنفخ ، والبراز الرخو ، والإسهال عند تناول الحليب أو المنتجات التي تحتوي على اللاكتوز. ترتبط الأعراض بالنمو الفعال للبكتيريا في الأمعاء السفلية ، إذا لم يتم هضم اللاكتوز بواسطة إنزيم (لاكتاز) جسمنا في الأقسام العليا.

دفعت دراسة تأثير عدم تحمل اللاكتوز (NL) إلى التفكير في تطور الهضم ، وكشفت عن وجود تناقضات في وصف الخبراء واقترحت بعض الحلول لتحسين صحة الطفرة. في كثير من النواحي ، لا يعد NL نموذجًا جيدًا لأنواع أخرى من ردود الفعل على المنتجات ، وهذا لا يمنعنا من بناء أكثر الفرضيات المعقولة على أساس المادة أدناه حول تفاعل جينات جسمنا وجينات الميكروبات التي تعيش في أمعاءنا.

الهضم 101

تبدأ عملية هضم الطعام في جسم الإنسان من الفم بإنزيم الأميليز الذي يكسر الكربوهيدرات المعقدة (النشا) إلى السكريات الأكثر بساطة ، ثم يقوم البيبسين والإنزيمات الأخرى بتحطيم البروتينات في المعدة ، ثم تحلل إنزيمات البنكرياس الدهون في الاثني عشر. في القسم التالي ، تفرز البروتينات والكربوهيدرات والأحماض النووية ، في الأمعاء الدقيقة ، الإنزيمات بواسطة الخلايا المعوية نفسها ، وهي مسؤولة عن انهيار السكريات والدهون المتبقية ، وأخيراً ، في القولون ، تشارك البكتيريا في تحلل السكريات المعقدة (الألياف الغذائية). لقد تطورت بحيث يتم استخدام العديد من البكتيريا المختلفة في الأمعاء لتحطيم عدد كبير من خيارات السندات في السكريات. في قاعدة بيانات الإنزيمات للعمل مع السكريات ( CaZymes ) ، تقود البكتيريا ، ولديها 12243 إنزيمًا مختلفًا ، وتم تمثيل حقيقيات النوى من خلال 243 إنزيم فقط. التفسير البسيط هو: أن النباتات تبني جدرانها الخلوية بآلاف من الطرق المختلفة ، وليس من المفيد على الإطلاق أن يتطور كائن ماكرو وينطوي على جين جديد لكل نبات ، ومن الاقتصادي بدرجة أكبر حمل ترسانة من البكتيريا تتجاوز قدرتها الجينية ترتيبنا ، علاوة على ذلك ، يمكن للبكتيريا تقسيم بسرعة ، وبالتالي تحور وتبادل المواد الجينية أفقيا .

اللاكتوز التعصب

تفقد الثدييات قدرتها على هضم اللاكتوز عند بلوغ سن معينة ، بسبب انتهاء الرضاعة الطبيعية. من أهم الأحداث في تطور مجتمع الثروة الحيوانية اقتناء وانتشار طفرة جينية تشجع على هضم اللاكتوز في مرحلة البلوغ. تمت دراسة علم الوراثة للأوروبيين جيدًا ؛ فقد ثبت أن هناك طفرة جينية مميزة في السكان الأوروبيين ، حيث يتم التعبير عن جينات اللاكتاز ، الإنزيم المسؤول عن هضم اللاكتوز في الأمعاء الدقيقة ، في مرحلة البلوغ. وفقا للبيانات المتاحة ، يمكن أن يرتبط عدم تحمل اللاكتوز بالاعتلال المشترك لمجموعة واسعة من الأمراض: من هشاشة العظام المرتبط بنقص الكالسيوم إلى أمراض الأمعاء الالتهابية (IBD) ، حيث يُفترض أن تهيج الجهاز الهضمي في الأمعاء يزيد من خطر الإصابة بالإيدز.

البكتيريا المعوية هي العامل الرئيسي الذي يسبب الأعراض ، فمن المفترض أن يرتبط تكوين الكائنات الحية الدقيقة مع شدة مظهر من مظاهر NL ، أو ، على العكس من ذلك ، تركيبة معينة يمكن أن تحيد آثار اللاكتوز. حددت الدراسات الوبائية الأولية ارتباطات الأنواع البكتيرية بوجود الأعراض. في هذا الصدد ، يأخذ مفهوم الميكروبات الجذرية (انظر. ميكروبات الجذر ) جوانب جديدة من المعنى.

مجال تحليل البيانات

تسبب أحد المنشورات (انظر. الميكروبات الأصلية من المهبل ) في نقاش ساخن حول أهمية مثل هذه المقالات حول هبر ، أقترح على الزملاء المهتمين بتحليل البيانات الانضمام إلى موضوع البحث. من المثير للاهتمام أن مسألة عدم تحمل اللاكتوز لم تتم دراستها بشكل منهجي ، لأن LN ليس مرضًا وينتمي معظمه إلى الأطباء العاديين في نفس الفئة مثل الحساسية تجاه المنتجات الفردية.

من الممكن معالجة هذه المسألة بشكل منهجي من وجهة نظر البيانات: ضع نصًا من أدبيات التعدين (أكثر من 3000 مقالة) ، وحدد جميع الأشكال المجسمة البشرية المعروفة المرتبطة بتسامح اللاكتوز (المقدّر بعشرات عشرات على الأقل) ، وقم بتجميع قاعدة بيانات بترددات الطفرة في مجموعات عرقية مختلفة ، وجعل باستخدام مناهج التنقيب عن النص ، خريطة لمنطقة المعرفة حيث سيتم ربط الأمراض والأنماط الجينية وطرق اختبار NL ، الأصناف الميكروبية والأعراض. يمكن إجراء تحليل للجينومات في البكتيريا المعوية والبيانات الميتاجينومية لإنشاء تقويم العظام للبيتا جالاكتوزيداز وظهورها في البكتيريا المعوية.

الحساسية الغذائية والتعصب

يبلغ تقدير العبء الاقتصادي الناجم عن الحساسية الغذائية وعدم تحملها في الولايات المتحدة 25 مليار دولار سنويًا ، وهذا مخصص فقط للأطفال دون سن 16 عامًا. من الضروري التمييز بين الحساسية والعصبية ، والحساسية تعني أن المكون الغذائي يصبح مستضدًا ، ومع زيادة جرعة أو تواتر التعرض لمسببات الحساسية ، يمكن أن يكون رد الفعل النامي للجهاز المناعي قاتلاً ، وأكثر مسببات الحساسية شيوعا هي المكسرات والمأكولات البحرية. يتجلى عدم تحمل الطعام في عدم وجود رد فعل كبير من الجهاز المناعي ، ولكن نتيجة الهضم غير الكامل أو غير الصحيح ، تتسبب مكونات المنتجات في أعراض مثل الغثيان والإسهال وتكوين الغاز. من المعتقد أن عدم تحمل المكونات الفردية أكثر شيوعًا ويعتمد على الجرعة: يصل الجسم إلى حد معين إلى امتصاص المكون الغذائي ، وتحدث الأعراض فوق عتبة معينة. المثال الأكثر شيوعا لعدم تحمل الطعام هو عدم تحمل اللاكتوز (NL).

في الشخص البالغ الذي يمتص اللبن جيدًا ، يوجد الإنزيم المسؤول عن هضم اللاكتوز (لاكتاز) في زغب خلايا الأمعاء الدقيقة في الأمعاء الدقيقة ، في حالة NL ، لا يتم اكتشاف الإنزيم إلا في خلايا معوية نادرة داخل نفس الزغب. يتم تحديد إمكانية هضم اللاكتوز بشكل رئيسي من خلال مستوى التعبير الجيني ، مما يعني أنه يتم تحديدها وراثيا.

علم الوراثة من عدم تحمل اللاكتوز

يعتمد تواتر NL وعمر ظهوره على المجموعة الإثنية (Heyman، 2006؛ Swallow، 2003). بين الإسبان ، تردد يصل إلى 8 ٪ ، أشكنازي 60-80 ٪ ، والآسيويين والأمريكيين الأصليين يصل إلى 100 ٪. تطور الوضع المعاكس بين المجموعات العرقية في شمال أوروبا (جونسون ، 1981) ، حيث يوجد NL في 2٪. في معظم الدراسات ، وجد أن تعدد الأشكال نفسه مسؤول عن الحفاظ على مستوى عالٍ من اللاكتاز (C / T-13910). هذا التعدد الموجود في الجزء العلوي من جين اللاكتاز في الجينوم عند 13.9 ألف زوج أساسي يوضح معظم حالات تحمل اللاكتوز في السكان الأوروبيين (Enattah et al. ، 2007). في الوقت الحالي ، يرتبط ما لا يقل عن 8 أشكال متعددة النوكليوتيدات الفريدة المميزة لسباق أو آخر بعدم تحمل اللاكتوز (Torniainen et al. ، 2009).

على الرغم من حقيقة أن الأعراض نفسها تختفي عندما ترفض استهلاك الحليب ، تعتقد الجمعية الأمريكية لأمراض الجهاز الهضمي أن مؤشرات الاعتلال المشترك التي تم الحصول عليها تشير إلى أهمية البحث في قضية NL.

هناك بعض الأدلة على وجود علاقة بين NL والأمراض ، خاصةً هشاشة العظام والاكتئاب وآلام البطن ومتلازمة القولون العصبي وعدم تحمل الفركتوز (Schiffner et al.، 2016).

تقرير عدم تحمل اللاكتوز

تشمل الطرق السريرية لتحديد عدم تحمل اللاكتوز الطرق التالية:

1. اختبار عدم تحمل اللاكتوز. يتم قياس نسبة الجلوكوز في الدم بعد ساعتين من شرب مشروب مع اللاكتوز. إذا لم يزد مستوى الجلوكوز ، فلا يتم هضم اللاكتوز.
2. اختبار التنفس الهيدروجين. بعد شرب مشروب مع اللاكتوز ، يتم قياس تركيز الهيدروجين في الهواء الزفير. في حالة التعصب ، سيتم زيادة مستوياته ، لأنه سيتم استقلاب اللاكتوز في القولون إلى الهيدروجين ، ثم يتم إفرازه عن طريق التنفس.
3. اختبار 13C - اختبار لتركيز الكربون المعدل ، ويتم بعد تناول مشروب مع اللاكتوز الذي يحمل علامة 13C. إذا تم هضمه في الأمعاء الدقيقة ، فيمكن الكشف عن الجلوكوز المصنف 13C في الدم.
4. اختبار الحموضة البرازية. للأطفال الذين لا يستطيعون اجتياز الاختبارات المذكورة أعلاه بسبب سن مبكرة للغاية ، يتم استخدام اختبار حمض البراز. تخمير اللاكتوز في الأمعاء الغليظة يؤدي إلى تحمض البراز (بسبب حامض اللبنيك).

دور الميكروبات

دور الكائنات الدقيقة في تطور وشدة الأعراض ليست مفهومة تماما. يُعتقد أن اللاكتوز غير المهضوم يأتي من الأمعاء الدقيقة إلى القولون ويتخمر بواسطة الميكروبات المعوية. أثناء عملية التخمير ، تتشكل الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة والهيدروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون ، مما يزيد من الضغط المعوي ووقت العبور المعوي. يؤدي تحمض محتويات القولون وزيادة الحمل الأسموزي إلى زيادة إفراز الشوارد والسوائل ، مما يؤدي إلى براز فضفاض وإسهال.
هناك دراسات تظهر زيادة في السمية الخلوية للمياه البرازية لدى الأفراد الذين يعانون من NL (Windey وآخرون ، 2015). تقوم مجموعة كامبل في المملكة المتحدة بتطوير نظرية للسموم البكتيرية المحددة (كامبل وآخرون ، 2010) ، مما يوحي بأن تركيبة معينة من النباتات الدقيقة ، عندما يدخل مورد عالي الطاقة مثل اللاكتوز ، يؤدي إلى إنتاج السموم البكتيرية الجزيئية المنخفضة أو العالية التي تسبب الأعراض .
كشفت الدراسات الوبائية الأولى (Kurilshikov et Al 2016) عن وجود علاقة بين تعدد الأشكال الوراثية ، وتكوين الأحياء المجهرية ، والأعراض. ومع ذلك ، بشكل عام ، لم يتم دراسة مسألة تأثير تكوين الكائنات الحية الدقيقة كعامل في مظاهر أعراض NL.

منتجات اللبن الزبادي

طريقة مثيرة للاهتمام للتأثير على الميكروبات الأصلية هي شرح قدرة الأشخاص الذين يعانون من NL على هضم منتجات الألبان. معظم منتجات الحليب المخمر (الكفير واللبن الزبادي) لا تختلف كثيرًا عن اللبن من حيث كمية اللاكتوز ، ومع ذلك فإن استخدامها حتى في وجود NL لا يؤدي إلى ظهور الأعراض.

ملاحظة مهمة.
نظرًا لأن الموضوع لم يتم مناقشته في الكتب المدرسية ، فغالبًا ما يقدم الزملاء بيانات غير مدعمة بالأدلة ، بدون دليل ، على الاعتقاد بأن عدم وجود اللاكتوز فقط هو الذي يسمح لك بشرب الكفير.
على سبيل المثال ، في مجلة "الكيمياء والحياة" www.hij.ru/read/articles/all/5394 ، ذكر أنه لا يوجد لاكتوز في الكفير. علاوة على ذلك ، تتجول المجلة المحترمة أيضًا إلى ماليشيف (لدينا بالفعل ماض مشترك معها على موقع حبر).
من حيث المبدأ ، يمكن العثور على "الدكتور غوغل" لطرح سؤال في تفسيرات مختلفة ، ويبدو أن معظم الزملاء يعتقدون أنه نظرًا لأن الكفير لا يسبب أي رد فعل ، فلا يوجد فيه لاكتوز.
في الواقع هناك.
المقالة الأصلية مع قياس (الحليب 5 غرام من اللاكتوز ، الكفير 3.7 غرام) ( الرابط )
تستشهد معظم الأعمال برنر ورينز شافن ، 1986 أو Hallé et al. ، 1994 ، حيث 100 غرام من الكفير 4 غرام من اللاكتوز.
الخلاصة : يوجد ما يكفي من اللاكتوز في الكفير.

بصراحة ، فوجئت بنفسي بوجود الكثير من اللاكتوز في منتج الحليب المخمر. الأكثر إثارة للاهتمام كان لمعرفة التفاصيل. يكشف العمل (de Verse et al. ، 2001) عن آلية تتفادى فيها بيتا جالاكتوزيداز الميكروبية الموجودة في منتجات الألبان المخمرة الهضم في المعدة ، لأنه في غشاء الخلية من البكتيريا ، وعندما يدخل الأمعاء العليا ، يتحلل اللاكتوز.

مرة أخرى تمنحنا الميكروبات الناتجة عن الأطعمة المخمرة إنزيماتها ، مما يؤدي إلى وصولها إلى الأمعاء العليا في أجسامها. في الأمعاء الدقيقة ، تساعدنا الإنزيمات البكتيرية على هضم اللاكتوز ، ولا تدخل الأمعاء الغليظة ، وبالتالي لا توجد أعراض لبروتين NL.

منطق

ينطبق نفس المنطق على العديد من المنتجات المخمرة ، والتي تم فيها اختيار شروط التخمير أثناء تطور الجنس البشري. في معظم الأحيان ، يمكن تخمير الأطعمة النباتية عن طريق indibiom التي تعيش مباشرة على الأوراق ، مثل مخلل الملفوف. التخمير هو عملية هضم خارجية (نسبة إلى الإنسان) ، ويحتوي المزيد من الأطعمة المخمرة على مزيج من الإنزيمات من أجل استيعاب أفضل للأطعمة داخل الأمعاء لدينا.

ملاحظة أخرى: البكتيريا هي عامل يمكن أن يؤثر إيجابًا وسلبًا على عدم تحمل الطعام. وعلى ما يبدو ، هناك مزيج مثالي من الميكروبيوم المعوي وميكروبيوم المنتج ، والذي لن يكون هناك أي ردود فعل سلبية.

استنتاج

لا يتم إيلاء الاهتمام الكافي للمشكلة الموضحة أعلاه ، نظرًا لأن NL لا يعتبر مرضًا رسميًا وأن البيانات المتعلقة بالإحصاءات المتعلقة بالعبء والاعتلال المشترك والأمراض مجزأة للغاية. على الرغم من أن العديد من القضايا يتم معالجتها اليوم من قبل الجمعيات أو الاتحادات الوطنية أو الدولية ، فإن مسألة عدم تحمل اللاكتوز تبقى دون معالجة. والحقيقة ذات الصلة هي تفكك الباحثين والبحوث: يتم استخدام تقنيات التقييم المختلفة ، أو بروتوكولات تقييم NL ، ويتم النظر في الأشكال المتعددة ، وليس هناك استبيان موحد موثق وتنسيق في اتجاه الدراسات الوبائية.

لماذا هذا مهم

تعتبر القدرة على استخدام اللبن من أجل الغذاء بمثابة دافع تطوري قوي في تطور الجنس البشري ، حيث أدى ظهور طفرة تسمح لهضم اللاكتوز وفقًا للحسابات (Bersaglieri، T. et al. 2004) إلى زيادة عدد النسل الصحي من قبل مالكيها. حتى الآن ، لا توجد بيانات ، لكن من الواضح أن الجزء الميكروبي من holobiont قد تطور أيضًا مع الهضم البشري ، وربما يعوض أيضًا عن نقص اللاكتاز لدى الأفراد المصابين بالـ NL. فك تشفير آليات التكيف الميكروبي في حالة NL من شأنه أن يتيح لنا المضي قدما في دراسة عمليات coevolution.

تشير البيانات حول الاعتلال المشترك أيضًا إلى أهمية LD في التسبب في الأمراض متعددة العوامل ، وهنا قد يؤدي التعويض الميكروبي والمراقبة المناسبة للتعصب إلى عواقب اقتصادية مباشرة - زيادة في عدد الأشخاص القادرين على العمل.

من المحتمل أن تسمح دراسة للأطعمة المخمرة بتصحيح الميكروبات دون استخدام الأدوية أو المضافات الغذائية. لا شك أن العمل مع عدم تحمل الطعام باستخدام المنتجات المخمرة في مجال المصالح ليس فقط في مجال الرعاية الصحية ، ولكن أيضًا في شركات الأدوية وشركات الأغذية.

يعتبر عدم تحمل اللاكتوز نموذجًا جيدًا لدراسة وحل مشكلات عدم تحمل الطعام بشكل عام. على الرغم من أن الآليات قد تختلف في حالة عدم تحملها الأخرى ، إلا أنه يمكن توسيع نطاق النهج المتبع في دراسة المشكلة ليشمل مشكلات أخرى: الكشف عن التبعيات الوراثية ، وتحديد آليات تنظيم نشاط الإنزيم ، والبحث عن العلاقات مع الكائنات الحية الدقيقة المعوية ، وتصحيح الكائنات الحية الدقيقة من أجل الحد من الآثار السلبية للتعصب.