مقدمه
تمامی افراد در طول زندگی در شرایطی قرار میگیرند که می تواند منجر به احساس ترس، خوشحالی، هیجان، استرس، افسردگی و غیره گردد یا ممکن است به هنگام گرسنگی رفتارشان تغییر کند؛ به عنوان مثال عصبانی شوند یا تمرکز خود را در کار از دست بدهند. قسمت سفید مغز در شرایط مختلف، احساسات، تفکرات و رفتار ما را کنترل میکند و به ما فرمان میدهد. دانشمندانی که روی فیزیولوژی بدن انسان تحقیق میکنند اظهار میکنند که انسان یک مغز دوم نیز دارد. در زندگی روزمره از عباراتی همچون دلشوره داشتن، قند در دل آب کردن، رخت در دل شستن، دلهره داشتن و غیره استفاده میکنیم؛ اما چرا واژه «دل» در تمامی این اصطلاحات وجود دارد؟ یکی از تعابیر مربوط به دل را میتوان به شکم نسبت داد. اگرچه معانی و تعابیر دیگر مانند قلب نیز تداعی میشود، اما اگر دل را مصداق تعبیر اول فرض کنیم، باید گفت که رفتار، مزاج و احساسات ما تحت تأثیر عوامل اصلی موجود در این بخش است که از مهمترین آنها میتوان به حضور عوامل میکروبی اشاره کرد.
تخمین زده میشود مجموعه میکروبهای موجود در بدن ما متشکل از 100 تریلیون سلول میباشد که به 1000 گونه و 7000 سویه متعلق است (1). انسانها در یک رابطه همزیستی با میکروبهای روده زندگی میکنند. ما منابع ثابتی از مواد غذایی را در اختیار آنها قرار میدهیم، در عوض آنها از راههای مختلفی از جمله هضم غذاها، سوختوساز ویتامینها، قندها، چربیها و آمینواسیدها، و تقویت سیستم ایمنی بدن، از ما در برابر باکتریهای بیماریزا یا قارچها حفاظت و با فراهمآوردن امکان توسعه مطلوب مغز و عملکردهای بعدی به ما کمک میکنند (5-2). عوامل متعددی مانند ژنتیک، رژیم غذایی، عفونت، مصرف دارو، سن و جنسیت میتواند به صورت موقت یا دائمی بر ماهیت میکروفلور روده تأثیر بگذارد. تغییر این ترکیب میکروبی توسط عوامل خارجی میتواند تغییرات قابل توجهی در سلامتی میزبان ایجاد کند (7، 6).
موضوعی که اخیراً دانشمندان به آن پی بردهاند، عبارتی تحت عنوان «محور میکروبی مغز-روده» است که یک سیستم دوطرفه است و امکان ارتباط بین روده و مغز را فراهم میکند (8). مسیرهای ارتباطی بین میکروبهای روده و مغز به طور کامل شناخته نشده است، اما احتمالاً شامل مسیرهای عصبی، غدد درونریز، ایمنی و متابولیکی هستند (9). ترکیبات شیمیایی متعددی در روده تولید میشود که از طریق جریان خون به مغز میرسد. بسیاری از این ترکیبات شیمیایی مانند تریپتوفان، سروتونین، لپتین و غیره توسط میکروبهای روده بزرگ تولید و یا تولید آنها کنترل میشود و در تنظیم مزاج و اشتیاق دخالت دارند (8).
در دهه گذشته، تحقیقات بیشتری در زمینه امکان هدف قراردادن میکروبیوم روده به منظور تأثیر مثبت بر مغز، رفتار و درمان بیماریهای روانی مشاهده شده است. از بین میکروبهای متعدد همزیست روده، لاکتوباسیلوس، بیفیدوباکتریوم و ساکارومایسز از طریق تنظیم فلور میکروبی روده در تنظیم سلامت میزبان نقش دارند (10). این باکتریهای مفید که به طور مرسوم تحت عنوان «پروبیوتیک» شناخته میشوند، از طریق تولید مولکولهای انتقالدهنده عصبی مانند گاما-آمینو بوتیریک اسید (11)، گلایسین (12)، سروتونین (13) و کاتکولامین (14) تأثیرات رواندرمانی ایجاد میکنند. واژه «سایکوبیوتیک» برای تعیین این نوع جدید از پروبیوتیکها معرفی شده است که کاربردهای گستردهتری در روانپزشکی دارد (15). در این بررسی، به بحث درباره نقش محور میکروبی مغز-روده در ارتباط بین مغز و روده خواهیم پرداخت و اینکه چگونه با استفاده از باکتریهای پروبیوتیک و تعدیل میکروبیوم روده میتوان به بهبود بیماریهای روانی، کاهش علائم استرس و اضطراب کمک کرد.
تعاریف
پروبیوتیک: تعریف پروبیوتیک در طول زمان چندین بار اصلاح شده است. اخیراً این تعریف توسط سازمان بهداشت جهانی تصحیح شده است و در حال حاظر تحت عنوان «میکروارگانیسمهای زندهای که اگر به میزان کافی مصرف شوند برای میزبان خود فواید سلامتی بخش به ارمغان میآورند» تعریف میشود. این تعریف مستلزم آن است که واژه پروبیوتیک تنها برای میکروبهای زندهای که اثر مثبت دارند استفاده شود. از اینرو تلاشهای بسیاری در راستای افزایش قابلیت زندهمانی باکتریهای پروبیوتیک در مخلوط غذایی تا رسیدن به روده بزرگ صورت گرفته است (18-16). با این وجود ممکن است اجزای سلولی نیز اثرات فیزیولوژیکی داشته باشند که میتواند در ارتقای سلامت فرد مؤثر باشد (19).
پریبیوتیک: تعریف اولیه برای یک پریبیوتیک محدود به مزایای آن برای دستگاه گوارش است. بنابراین قبلاً به عنوان یک ماده غذایی غیر قابل هضم تعریف میشد که به طور انتخابی رشد و فعالیت یک یا تعداد محدودی از باکتریهای روده بزرگ را تحریک میکند و در نتیجه از این طریق بر سلامت میزبان تأثیر میگذارد. در تعریف جدید، پریبیوتیک یک ماده غذایی است که به صورت انتخابی تخمیر میشود و در نتیجه منجر به تغییرات خاصی در ترکیب یا فعالیت میکروبهای دستگاه گوارش میشود، از اینرو سطح سلامتی میزبان را ارتقا میدهد (20).
پُستبیوتیک: پستبیوتیکها به محصولات یا متابولیتهای جانبی باکتریهای غیرزنده پروبیوتیک اطلاق میشوند که در بدن میزبان فعالیت بیولوژیکی دارند (21). برای بروز برخی از فواید فیزیولوژیکی، واضح است که سلولها باید فعال باشند. با این حال، برای سایر مزایا مانند تحملنکردن لاکتوز فرض بر این است که تخریب سلول در دستگاه گوارش مورد نیاز است تا هضم لاکتوز را در افراد مبتلا به عدم تحمل لاکتوز افزایش دهد (21).
سینبیوتیک: اصطلاح سینبیوتیک درباره محصولات غذاییای بیان میشود که ترکیبی از پریبیوتیکها و پروبیوتیکها هستند و در آن ترکیبات پریبیوتیک به طور انتخابی به نفع سویههای پروبیوتیک عمل میکنند (23، 22).
سایکوبیوتیک: سایکوبیوتیک را میتوان میکروارگانیسم زندهای تعریف کرد که در صورت مصرف کافی توسط افراد مبتلا به بیماریهای روحی-روانی به سلامت آنان کمک میکند و فواید سلامتیبخشی به همراه دارد (24). به عنوان گروهی از پروبیوتیکها، این باکتریها ترکیبات انتقالدهنده عصبی مانند گاما آمینو بوتیریک اسید تولید میکنند که در محور میکروبی مغز-روده فعال هستند.
محور میکروبی مغز-روده (Brain-Gut-Microbiota Axis)
بین مغز و روده ارتباط مستمری وجود دارد. این تعامل دوطرفه زمانی آشکار میشود که اطلاعات مربوط به تغییرات عملکرد دستگاه گوارش به مغز منتقل میشود و موجب درک وقایع رودهای مانند تهوع یا درد میشود. تجربیات استرسزا نیز باعث تغییر در ترشحات و تحرک دستگاه گوارش میشود (25). این سیستم ارتباطی شامل سیستم عصبی مرکزی (Central nervous system)، سیستم ایمنی غدد درونریز، محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-فوق کلیه (Hypothalamus-pituitary-adrenal axis)، سیستم عصبی خودکار، سیستم عصبی روده (Enteric nervous system) و میکروبیوم روده است (26). این ارتباط دوطرفه، امکان ایجاد سیگنالهای مغزی از طرف مغز را فراهم میکند تا شرایط حرکتی، حسی و ترشحی دستگاه گوارش را تحت تأثیر قرار دهد و بالعکس، سیگنالها از طرف روده نیز در تأثیر بر عملکرد مغز، به ویژه هیپوتالاموس و آمیگدال که در استرس دخیل هستند، نقش دارد (27، 25).
مطالعات چندین گروه تحقیقاتی در کانادا، ایرلند و سوئد نشان داد در مدلهای حیوانی عاری از میکروب، در شرایط نبود میکروبیوم روده، مغز به طور طبیعی رشد نمیکند. علاوه بر این نشان داده شده است فرایندهای اساسی مغز مانند میلیناسیون (Myelination)، نوروژنزیس (Neurogenesis) در بزرگسالان و فعالسازی میکروگلیا (Microglial activation) نیز بهشدت به ترکیب میکروبی روده وابسته است (15).
100 میلیون نورون در روده ما وجود دارد که به واسطه ترشحشدن انتقالدهندههای عصبی به صورت پیوسته با مغز در ارتباط هستند. این انتقالدهندههای عصبی به طور عمده از سه منبع اصلی ترشح میشوند: نورونها در مغز، سلولهای انتروکرومافین (Enterochromaffin Cells) (نورونهای تخصصی در دیواره روده) و میکروبهای روده.
حدود 1014 میکروارگانیسم به طور طبیعی در روده ما ساکن هستند که وزن کل آنها تقریباً معادل با وزن مغز انسان است (28). بسیاری از این باکتریها قادر به تولید ترکیبات فعال عصبی هستند (29). ما اساساً به طیف وسیعی از ترکیبات شیمیایی عصبی تولیدشده توسط این باکتریها وابسته هستیم. به عنوان مثال سیستم سروتونرژیک مغز که نقش کلیدی در فعالیتهای عاطفی ایفا میکند، در غیاب باکتریها بهخوبی توسعه نمییابد (30). محصولات شیمیایی عصبی که توسط باکتریهای رودهای تولید میشوند، بسیار مشابه همان ترکیباتی هستند که به طور طبیعی در انسان یافت میشوند و همچنین مسیرهای سنتزی مشترکی دارند (31). برخی از این ترکیبات انتقالدهنده عصبی در جدول 1 آورده شده است.
نقش باکتریهای روده در بیماریهای اعصاب و روان
شواهد بسیاری نشان میدهد که برخی از جنبههای عملکرد مغز تحت تأثیر عملکرد روده و ترکیب میکروبی آن قرار میگیرد. رابطه دو طرفه بین روده و عملکرد مغز زمانی آشکار میشود که در بسیاری از اختلالات روانی مانند افسردگی، اوتیسم، اضطراب و غیره، فلور میکروبی روده تغییر میکند (25).
سندروم خستگی مزمن و فیبرومیالژیا (Chronic Fatigue Syndrome and Fibromyalgia)
سندروم خستگی مزمن به خستگی عمومی بدن گفته میشود که به مدت طولانی ادامه داشته باشد. این خستگی در تمام بدن گسترش مییابد و باعث کاهش فعالیت بدنی و توان فرد میشود (31). سندروم خستگی مزمن و فیبرومیالژیا اغلب با علائم افسردگی همراه است. بسیاری از افراد مبتلا به این بیماری اختلالات گوارشی را نیز نشان میدهند. در واقع این بیماران بیشتر از سایرین با علائم سندروم روده تحریکپذیر (IBS) مواجه میشوند (24).
در بیماران با اختلالات عملکردی دستگاه گوارش، میزان اختلالات اعصاب و روان زیاد گزارش شده است. در مورد سندروم روده تحریکپذیر، 50 تا 90 درصد از افرادی که به دنبال درمان هستند، دچار اختلالات رفتاری بهویژه افسردگی و اضطراب هستند (32). در روده بیماران مبتلا به سندروم خستگی مزمن، جمعیت لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریوم و نیز نسبت باکتریهای بیهوازی به هوازی کاهش مییابد (33). اگرچه مکانیسمهای دخیل در این همپوشانی مکرر سندروم روده تحریکپذیر، اختلالات رفتاری و سندروم خستگی مزمن هنوز درک نشده است، اما محققان سطح پایینتری از بیفیدوباکتریوم و سطوح بالاتری از انتروکوکوس را در این بیماران ثبت کردهاند. تعداد انتروکوکوسها در سندروم خستگی مزمن و بیماران فیبرومیالژیا با نقص عصبی و ادراکی ارتباط دارد (34).
در مطالعهای 39 بیمار مبتلا به سندروم خستگی مزمن به طور تصادفی CFU/mL 1010×2/4 از لاکتوباسیلوس کازئی زیرگونه شیروتا (LCS) و یا دارونما دریافت کردند. این کار روزانه به مدت 2 ماه انجام شد. محققان گزارش دادند در افرادی که LCS مصرف کردند به طورقابل توجهی میزان لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریوم افزایش یافته است و همچنین علائم اضطراب در افرادی که پروبیوتیک مصرف کردند نسبت به افرادی که دارونما مصرف کردند به طور معنیداری کمتر شد (35). این مطالعات ارتباط حیاتی بین عملکرد روده و مغز و همچنین جستوجو برای روشهای جایگزین درمانی اختلالات روانی را تقویت میکند.
جدول 1. برخی از انتقالدهندههای عصبی تولیدشده به واسطه باکتریهای روده
انتقالدهنده عصبی |
میکروارگانیسم |
آنزیم تولیدی |
ترکیب اولیه |
ترکیب نهایی |
مکانیسم عمل |
منبع |
Catecholamines |
Escherichia |
Beta-glucuronidase |
Glucuroconjugated |
Free catecholamines, |
کاهش فعالیت سیستم عصبی سیمپاتیک و کاهش سطح استرس و اضطراب |
(87) |
γ-aminobutiric acid |
Lactobacillus brevis |
Glutamate |
Monosodium |
GABA |
کاهش افسردگی و رفتارهای اضطرابزا، اثر مثبت در سطح انگیزه و لذت |
(11) |
Serotonin |
Escherichia |
Tryptophan |
Tryptophan |
Serotonin |
تنظیم خواب، افزایش لذت و آرامش |
(13) |
Anaerobic |
آزادسازی اسیدهای چرب زنجیر کوتاه و تحریک ترشح سروتونین از سلولهای انتروکرومافین |
Serotonin |
||||
Tryptamine |
Clostridium Ruminococcus |
Tryptophan |
Tryptophan |
Tryptamine |
تحریک آزادسازی سروتونین و نوراپینفرین توسط سلولهای EC، تقویت پاسخ سلولها به سروتونین |
(87) |
اختلال طیف اوتیسم (Autism Spectrum Disorder)
اوتیسم (ASD) یک اختلال رشد عصبی است که شیوع آن رو به افزایش است و با نداشتن توانایی در زبانآموزی، ویژگی وسواس و جامعهگریزی شناخته میشود (36). گزارش شده است که کودکان مبتلا به اوتیسم اغلب مشکلات گوارشی دارند. چندین مورد رژیم غذایی محدود (مانند رژیمهای غذایی بدون گلوتن یا بدون کازئین) با کاهش اختلالات دستگاه گوارش و بهبود رفتار در بیماران مبتلا به ASD همراه بوده است. اگرچه پاتوفیزیولوژی این بیماری تاحدودی نامشخص باقی مانده است، اما به نظر میرسد تحملنکردن غذا در ASD نقش داشته باشد (37).
بیماران ASD و بستگان درجه اول آنها سلولهای سطحی رودهشان دارای نفوذ پذیری بالایی است. (38). مطالعات متعددی جمعیت میکروبی روده را در کودکان مبتلا به ASD بررسی کرده است. نتایج نشان میدهد ترکیب میکروبی در نمونههای مدفوع و نیز روده تغییر کرده است (39). مطالعهای پیرامون تأثیر آنتیبیوتیک ونکومایسین، نقش جمعیت میکروبی روده را در ASD تأیید میکند. درمان با ونکومایسین به مدت 8 هفته باعث بهبود رفتار در 8 کودک از 10 کودک تحت درمان شد. متأسفانه این تأثیر پس از پایان دوره درمان ادامه نیافت (40).
مدفوع افراد مبتلا به ASD در مقایسه با کودکان سالم حاوی مقادیر بیشتری از باکتریهای گروه کلستریدیوم هیستولیتیکوم است (41). باکتریهای گروه کلستریدیوم هیستولیتیکوم به عنوان تولیدکنندگان سم شناخته میشوند و محصولات متابولیکی آنها بر کل بدن تأثیر میگذارد. در بیماران مبتلا به ASD راهکارهای کاهش سطح کلستریدیوم و یا بهبود وضعیت فلورمیکروبی روده از طریق تعدیل رژیم غذایی ممکن است به کاهش اختلالات روده کمک کند. بر اساس چنین دادههایی پیشنهاد شده است تعدیل جمعیت میکروبی روده بیماران ASD از طریق کاهش تعداد کلستریدیوم و در عین حال تحریک باکتریهای مفید روده میتواند به کاهش برخی علائم عصبی کمک کند. بهکارگیری پروبیوتیکها و تنظیم جمعیت آنها در روده ممکن است یک راهکار درمانی امیدوارکننده باشد. با این حال، هیچگونه آزمایش بالینی دال بر این قضیه منتشر نشده است.
بیماری پارکینسون (Parkinson’s Disease)
بیماری پارکینسون (PD) یک اختلال درازمدت سیستم عصبی مرکزی است که عمدتاً سیستم حرکتی را تحت تأثیر قرار میدهد. به طوری که بدن فرد هنگام استراحت نیز دچار لرزش میشود (42). بیماران مبتلا به پارکینسون غالباً از ناراحتیهای گوارشی رنج میبرند. تقریباً نیمی از این بیماران یک دوره طولانی مدت یبوست را پیش از ظهور علائم پارکینسون گزارش میکنند که این خود ارتباط بین مشکلات اولیه گوارشی و شروع این بیماری را نشان میدهد (43).
مشخصه پاتوبیولوژیکی PD وجود پروتئین آلفا-سینوکلین در بافت های عصبی است. ظهور این ترکیب در اعصاب روده منجر به این فرض شد که ممکن است روده در پاسخ به یک سم یا پاتوژن محیطی با PD در ارتباط باشد و نفوذپذیری روده افزایش یابد. به منظور آزمون نمودن این فرضیه، نفوذپذیری روده در افراد تازه مبتلا شده به PD را مورد بررسی قرار دادند و با افراد سالم مقایسه کردند. نتایج نشان داد که نفوذپذیری دیواره روده افراد مبتلا به PD در مقایسه با مورد شاهد به طور معنی داری بیشتر است. همچنین این افزایش نفوذپذیری دیواره روده با افزایش باکتری اشیریشیا کلی، نیتروتیروزین و آلفا-سینوکلین در مخاط روده ارتباط معنیداری داشت (44). این اطلاعات نه تنها بیانگر نفوذپذیری غیرطبیعی روده در بیماران PD است بلکه بیانگر ارتباط افزایش نفوذپذیری دیواره روده با آلفا-سینوکلین، باکتریهای گرم منفی و نیز استرس اکسیداتیو بافت نیز میباشد. پروبیوتیک و پستبیوتیکهایی که عملکرد موانع رودهای را تقویت میکنند میتواند برای این بیماران سودمند باشد و احتمالاً در سطح بالینی نیز به عنوان یک راهکار درمانی در نظر گرفته شود.
عارضه افسردگی
ارتباط بین استرس، جمعیت میکروبی و خلق و خوی افراد زمینه تحقیقاتی مهمی است. در یک مطاله که در آن موشهای آزمایشگاهی به مدت طولانی تحت استرس قرار گرفته بودند، نشان داده شد که جنس آلیستیپس یکی از گروههای باکتریایی است که بیشترین میزان افزایش جمعیت را در روده داشته است (45). یافتهها نشان میدهد آلیستیپس در سندروم خستگی مزمن و سندروم روده تحریکپذیر نیز افزایش مییابد (46). جمعیت آلیستیپس را میتوان با رژیم غذایی مناسب اصلاح کرد. رژیم غذایی حاوی مقادیر زیاد الیگو یا مونوساکاریدهایی که بهسادگی تخمیر میشوند و تنوع کم غذاهای سالم سطح آلیستیپس را افزایش میدهد (47).
کاهش سطح اسیلی باکتر در معده و روده نیز با افسردگی در ارتباط است (48). اسیلی باکتر، والریک اسید را به عنوان متابولیت اولیه خود تولید میکند. والریک اسید به لحاظ ساختاری مشابه GABA (Gamma-Aminobutyric acid) است و میتواند به گیرنده آن متصل شود. بنابراین، ممکن است باکتریهایی که در تولید و متابولیسم والریک اسید دخیل هستند نیز با افسردگی مرتبط باشند (49-51).
سوء جذب لاکتوز حالت بسیار شایعی است که با کمبود لاکتاز شناخته میشود. این آنزیم در غشای پرزدار دیواره روده تشکیل میشود که لاکتوز را به اجزای تشکیلدهنده آن (گلوکز و گالاکتوز) هیدرولیز میکند. سوء جذب لاکتوز با علائم اولیه عارضه افسردگی در زنان همراه است (52). غلظت بالای لاکتوز در روده ممکن است در متابولیسم L-تریپتوفان تداخل ایجاد کند و در نتیجه باعث تغییر زیست دسترسی سروتونین شود. پروبیوتیکها و استارترهای ماست به بهبود هضم لاکتوز کمک میکنند (53).
افسردگی با کمبود مواد مغذی نیز میتواند تشدید شود، زیرا سوء جذب لاکتوز و فروکتوز اغلب با کاهش عبور مواد از روده همراه است و منجر به کمبود ویتامین میشود. فراوانی افسردگی در افرادی که سوء جذب فروکتوز دارند بیشتر است (54). بیماران مبتلا به افسردگی سطوح پایینی از ویتامین 6B، 12B و فولیک اسید دارند. شواهد نشان میدهد سطوح بالای هموسیستئین با افسردگی همراه است. همچنین دادهها نشان میدهد درمان با پروبیوتیکها میتواند سطح هموسیستئین را در انسان کاهش دهد (55).
تحقیقات بیان کردهاند که مخلوط پروبیوتیکی بیفیدوباکتریوم لانگوم و لاکتوباسیلوس هلوتیکوس پس از 30 روز می تواند پریشانی روانی را به طور قابل توجهی در بیماران کاهش دهد. در یک مطالعه از باکتری پروبیوتیک بیفیدوباکتریوم برای کاهش رفتارهای افسردگیمانند در موشهای بالغ استفاده شد که نتایج آن نشان داد این باکتریها تأثیری مشابه با داروی ضدافسردگی سیتالوپرام (Citalopram) دارند (56). نتایج بهدستآمده از تحقیقات نشان میدهد سایکوبیوتیکها میتوانند در کاهش علائم افسردگی و اضطراب دخالت داشته باشند (57)، با این حال، به مطالعات و بررسیهای بیشتری در این زمینه نیاز است.
مکانیسم عمل سایکوبیوتیکها
جمعیت میکروبی روده از طریق چندین مکانیسم میتواند بر سیستم عصبی مرکزی تأثیر بگذارد که شامل تأثیر مستقیم به واسطه اثر متقابل بین میکروب و میزبان یا تأثیر غیرمستقیم از طریق متابولیتهای میکروبی است. برخی از باکتریها میتوانند عصب واگوس (Vagus nerve) را مستقیماً فعال کنند (58). سایکوبیوتیکها همچنین به واسطه حفاظت در برابر استرس اکسیداتیو یا اثرات ضد آپوپتوتیک تأثیرات مفیدی دارند. به منظور بروز اثرات سلامتیبخش لزوماً نیازی به باکتریهای زنده و سالم نیست، بلکه DNA و متابولیتهای باکتریایی هم میتوانند مؤثر باشند (59).
اثرات پروبیوتیکی به سویه وابسته است و هر نوع سویهای برای درمان عوارض موجود مفید نیست. معلوم نیست کدام اثر مولکولی تعیین میکند که یک سویه فعال و سویه دیگر غیرفعال باشد (61). در زمینه پروبیوتیکها و سایکوبیوتیکها دوز مناسب برای اثربخشی نیز شناخته نشده است. با این وجود، مطالعات اخیر نشان داده است یک میزان مطلوب باید وجود داشته باشد (60).
پیوند جمعیت میکروبی مدفوع (Fecal Microbiota Transplantation)
Collins و همکاران (2013) نشان دادند که با استفاده از پیوند جمعیت میکروبی مدفوع میتوان خصوصیات رفتاری را در بین نژادهای موش منتقل کرد. به گونهای که انتقال جمعیت میکروبی مدفوع از یک موش مضطرب به یک موش عاری از میکروب (Mice free-germ) باعث میشود موش عاری از میکروب نیز دارای فنوتیپی مضطرب شود. این در حالی است که اگر پیوند جمعیت میکروبی مدفوع از یک موش غیرمضطرب و آرام باشد، شاهد بروز فنوتیپ غیرمضطرب در موش عاری از میکروب خواهیم بود. آنها همچنین دریافتند که اینگونه انتقال موجب تغییر شیمیایی در مغز موشهای عاری از میکروب گیرنده میشود و این نشان میدهد انتقال جمعیت میکروبی مدفوع میتواند به عنوان یک راه درمانی برای اختلالاتی مانند افسردگی و اضطراب به کار گرفته شود (61).
استفاده از مخلوطی از گونههای انتخابشده باکتریهای مفید و انتقال آن به فرد بیمار میتواند جایگزین درمانی دیگری باشد که مستلزم تحقیقات بیشتری است. استفاده از مدفوع برای درمان بیماریهای دستگاه گوارش و یا اسهال در قرن چهارم در چین توصیف شده است. بهتازگی این روش بیولوژیک جایگزین، بهویژه برای درمان عفونت مکرر کلستریدیوم دیفیسیل مورد توجه و علاقه قرار گرفته است (62، 63). پیوند میکروبی مدفوع شامل ورود باکتریهای رودهای از اهداکنندگان مدفوع سالم است تا توازن باکتریهای مفید در روده را بازیابی کند. اثربخشی انتقال جمعیت میکروبی مدفوع در درمان عفونت کلستریدیوم دیفیسیل پیش از این به اثبات رسیده است (62). بیشفعالی محور HPA در نوزادان را میتوان از طریق بازسازی جمعیت بیفیدوباکتریوم اینفنتیس و پیوند جمعیت میکروبی مدفوع در مراحل اولیه پس از تولد به عملکرد طبیعی بازگرداند. این باکتری میتواند یک محور HPA مناسب را برای مواجه با شرایط استرسزا آینده تنظیم کند (29). استفاده از پیوند جمعیت میکروبی مدفوع برای بیماریهای مختلف مانند بیماریهای التهابی رودهای ، سندروم روده تحریکپذیر، مقاومت به انسولین و سندروم متابولیک در حال حاضر در دست بررسی است.
چگونه میتوانیم میکروبیوم خود را خودمان بهینه کنیم؟
مصرف مکملهای سایکوبیوتیک
شما میتوانید مکملهای پروبیوتیک را که به عنوان سایکوبیوتیک واجد شرایط هستند، مصرف کنید. اما پیدا کردن مکملی که گونههایی با اثرات اثباتشده داشته باشد اندکی چالشبرانگیز است. مکملهای پروبیوتیک به طور اختصاصی برای بهبود سلامت روانی اندکی توسعه پیدا کردهاند و تمام سویههای استفادهشده در مطالعات به صورت تجاری در دسترس نیستند.
مصرف مکمل پروبیوتیک برای سلامت عمومی
اگر نمیدانید چه مکمل پروبیوتیکی استفاده کنید یا مطمئن نیستید که آیا به یک سایکوبیوتیک واقعی نیاز دارید یا خیر، میتوانید مکمل پروبیوتیکی را انتخاب کنید که شامل انواع گونههای لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریوم باشد. این دو بهترین گروه از پروبیوتیکها هستند که هم برای سلامت مغز و هم برای سلامت عمومی به کار میروند. پیش از خرید مکملهای پروبیوتیک بهتر است از محصولات تخمیری موجود در منزل استفاده کنید. یک مطالعه نشان داد تنها یک مورد از 17 محصول پروبیوتیک عیناً مطابق با محتوای خود برچسبگذاری شده است.
مصرف غذاهای پروبیوتیک
چندین مشکل در مصرف مکملهای پروبیوتیک وجود دارد؛ هیچ ضمانتی وجود ندارد که حاوی همان چیزی باشند که روی برچسب ذکر شده است. هیچ ضمانتی مبنی بر زنده ماندن این باکتریها در حین عبور از شرایط اسیدی معده و روده وجود ندارد و مصرف آنها در طول زمان مقرونبهصرفه نیست. از اینرو خوردن غذاهای پروبیوتیک -غذاهایی که حاوی باکتریها هستند- روشی مناسب برای افزایش باکتریهای مفید روده است. تقریباً تمام رژیمهای سنتی سالم غذاهای تخمیری را شامل میشوند. لاکتوباسیلوسها و بیفیدوباکتریومها که پایه اصلی مکملهای پروبیوتیک و سایکوبیوتیک هستند، معمولاً در غذاهای تخمیری یافت میشوند (63). با افزودن این مواد غذایی (ماست، کفیر، سبزیجات تخمیری و غیره) به رژیم غذایی میتوان به طور طبیعی فلور میکروبی مفید رود را تقویت کرد.
مصرف غذاهای پریبیوتیک
پریبیوتیکها غذای پروبیوتیکها هستند که برای رشد به آنها نیاز دارند. در واقع مصرف پروبیوتیکها بدون پریبیوتیکها همانند کاشتن گل در بتن است! امروزه پریبیوتیکها بیش از پروبیوتیکها مورد توجه دانشمندان قرار گرفتهاند. از آنجایی که جمعیت باکتریایی روده تحت تأثیر عوامل بسیاری از جمله منطقه جغرافیایی است و هر فرد پروبیوتیکهای خاص خود را دارد، توصیه میشود به جای وارد کردن گونههای پروبیوتیکی جدید به بدن انسان، از طریق مصرف پریبیوتیکها، پروبیوتیکهای خاص دستگاه گوارش آن فرد توسعه داده شود (64).
بازی کردن با خاک
تمام باکتریهای مفید را نمیتوان از طریق دهان وارد بدن کرد. با استنشاق مایکوباکتریوم واکایی، باکتریای که در خاک یافت میشود، بهسادگی میتوان مزاج را از طریق تولید سروتونین بهبود بخشید. مایکوباکتریوم واکایی همان نورونهایی را در مغز فعال میکند که پروزاک (Prozac) به عنوان یک داروی ضدافسردگی این کار را انجام میدهد (65). این ممکن است یکی از دلایلی باشد که باغبانان هنگام کار احساس آرامش و خوشحالی میکنند.
کشتن باکتریهای خوب خود را متوقف کنید!
آنتیبیوتیکها بزرگترین خطر برای میکروبیوم انسان هستند، زیرا علاوه بر باکتریهای مضر، باکتریهای مفید را هم از بین میبرند. عوامل کمتر شناختهشده مانند استرس، داروهای تجویزی، رژیم غذایی نامرغوب، شرایط بهداشتی ضعیف و استفاده گسترده از شیرینکنندههای مصنوعی نیز باعث نابودی باکتریهای مفید میشوند (66).
فرآوردههای لبنی تخمیری حاملی مناسب برای تحویل باکتریهای سایکوبیوتیک
جداسازی و یافتن پروبیوتیک ها از منابع اصلی
امروزه با توجه به گسترش درک عمومی از پروبیوتیکها و آشنایی مردم با اثرات سلامتبخش این دسته از میکروارگانیسمها، محصولات لبنی تخمیری سنتی مانند ماست، کفیر، کومیس، دوغ و غیره به عنوان محصولات پروبیوتیک مجدداً مورد توجه بسیاری قرار گرفتهاند. به لحاظ تاریخی پزشکان از محصولات تخمیری برای درمان بسیاری از بیماریها مانند مشکلات گوارشی، فشارخون بالا و آلرژی استفاده میکردند. Rattray و O’Connell (2011) گزارش دادند که مصرف کفیر ممکن است ترکیب جمعیت میکروبی روده را از طریق مهار مستقیم پاتوژنها تغییر دهد؛ به طوری که اجازه چسبیدن پاتوژنها به دیواره روده را ندهد (67).
خاصیت درمانی و فعالیت ضدالتهابی کفیر در موش پس از 7 روز درمان با کفیر مشاهده شده است (68). با گسترش تحقیقات در زمینه محصولات لبنی پروبیوتیک محققان مختلفی گزارش دادهاند باکتریهای پروبیوتیک موجود در محصولات تخمیری میتواند اثرات سلامتبخش ویژهای از جمله خاصیت آنتیاکسیدانی و کاهندگی کلسترول داشته باشد (71-69). Medrano و همکاران (2011) به توانایی کفیر در تنظیم تعادل سلولهای ایمنی در دیواره روده اشاره کردهاند (72). بیفیدوباکتریوم و لاکتوباسیلوس موجود در محصولات تخمیری لبنی توانایی زیادی در تولید تریپتوفان دارند که به ویژگی ضدافسردگی شناخته میشود (73).
بر این اساس دستهای از تحقیقات به دنبال یافتن پروبیوتیکهای دارای ویژگی طبیعی خاص هستند که از طریق جداسازی و غربالگری میکروارگانیسمها از محصولات غذایی که به صورت خود به خود تخمیر میشوند امکانپذیر است. این پژوهشها همواره با هدف دستیابی به استارترهایی مفید برای اهداف تحقیقاتی و تجاری به انجام می رسند. در مطالعات بسیاری باکتریهای اسیدلاکتیک از غذاهای تخمیری جداسازی و خاصیت پروبیوتیکی آنها بررسی شده است (77-74). علاوه بر جداسازی پروبیوتیکها از محصولات تخمیری سنتی، چون بسیاری از باکتریهای پروبیوتیک مورد توجه از منابع انسانی هستند و با توجه به اینکه این باور وجود دارد که چنین باکتریهایی برای بهکارگیری در تولید غذاهای پروبیوتیک انسانی مناسبتر هستند، جداسازی باکتریهای پروبیوتیک از انسان از جمله اقداماتی بوده است که در این راستا انجام شده است (82-78).
تولید محصولات پروبیوتیک جدید
علاوه بر محصولات تخمیری سنتی، محصولات پروبیوتیک نوین نیز در حال توسعه هستند تا طیف وسیعی از علایق مصرفکنندگان را پوشش دهد و تمایل به مصرف غذاهای پروبیوتیک را ترویج دهد. Rezaei و همکاران (1391) با بهکارگیری دو باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس (La5) و بیفیدوباکتریوم لاکتیس (Bb12) ماست منجمد پروبیوتیک تهیه کردند و اثر صمغ عربی و صمغ گوار را بر میزان زندهمانی این دو باکتری پروبیوتیک بررسی کردند (83). Rezaei و همکاران (1394) به منظور استفاده هر چه بیشتر از خواص سلامتیبخش ایزوفلاونهای موجود در سویا، با استفاده از فیبرهای بتاگلوکان و نشاسته مقاوم ماست سویا منجمد سینبیوتیک تحقیقی انجام دادند (84). در این مطالعه باکتریهای اسید لاکتیک پروبیوتیک از طریق بیوترانسفورماسیون، ایزوفلاونهایی را که به طور طبیعی به شکل گلیکوزیدی در سویا وجود دارند به شکل ایزوفلاونهای آگلیکونی تبدیل کردند و گزارش دادند ایزوفلاونهای آگلیکونی در مقایسه با ایزوفلاونهای گلیکوزیدی تأثیرات سلامتبخشی بیشتری دارند (85).
اغلب گونههای بالقوه پروبیوتیک در شیر بهخوبی رشد نمیکنند و با توجه به اینکه بیشتر محصولات پروبیوتیک موجود در بازار بر پایه شیر هستند، نگرانیهایی را در خصوص زندهمانی این باکتریها تا زمان مصرف محصول ایجاد میکند. از اینرو محققان تلاشهایی برای وارد کردن باکتریهای پروبیوتیک به محصولات غیرلبنی صورت دادهاند که در این خصوص میتوان به تولید آبمیوه پروبیوتیک و زیتون پروبیوتیک اشاره کرد (86، 18). با افزایش تعداد افراد گیاهخوار، تقاضا برای محصولات پروبیوتیک گیاهی نیز افزایش یافته است. از جمله محصولات پروبیوتیک تخمیری غیرلبنی، نوشیدنیهای غیرلبنی تخمیری مانند بوزا (Boza)، بوشرا (Bushra)، ماهوو (Mahewu)، پوزول (Pozol)، توگوا (Togwa) هستند که در بیشتر این محصولات از غلات به عنوان ماده خام اصلی استفاده میشود.
با اینکه امروزه در بین باکتریهای پروبیوتیک، باکتریهای تولیدکننده اسیدلاکتیک غالب هستند، ممکن است در آینده به گونهها و ویژگیهای دیگر آنها توجه شود. به طور مثال، برخی از باکتریهای اسید پروپیونیک که ویتامین 12B تولید میکنند در طراحی غذا برای گیاهخواران که منابع محدودی از ویتامین 12B را در اختیار دارند میتواند استفاده شود.
نتیجهگیری
جمعیت میکروبی روده از بدو تولد تشکیل میشود و از یک حالت نابالغ در دوران پس از زایمان به یک اکوسیستم پیچیدهتر و متنوعتر در بزرگسالی تبدیل میشود. نبود تعادل در حالت طبیعی آن ممکن است پیامدهای منفیای در سلامت میزبان داشته باشد و به اختلالات گوارشی، ایمونولوژیک و عصبی منجر شود. در دهه گذشته مطالعات متعددی در زمینه ارتباط بین اختلالات روانی و تغییر ترکیب میکروبی روده انجام شده است و در تمامی این مطالعات نشان داده شده است که ترکیب فلور میکروبی روده نقش مهمی در سلامت روانی انسان دارد. با در نظر گرفتن این موضوع سایکوبیوتیکها به عنوان راهکاری تغذیهای برای بهبود سلامت میزبان از طریق تعدیل فلور میکروبی روده تأثیراتی بر واکنشهای استرسی، رفتار و بهبود بیماریهای روانی دارند. به طوری که این راهکار درمانی در مقایسه با درمانهای شیمیایی ارزانتر است و عوارض جانبی کمتری دارد. با این وجود باید گفت که تمام باکتریهای پروبیوتیک خاصیت سایکوبیوتیکی ندارند. برای دستیابی به نژادهای پروبیوتیک با خاصیت رواندرمانی نیازمند تحقیقات بیشتری روی مدلهای حیوانی و در سطح بالینی هستیم تا بتوانیم آنها را به عنوان درمان جایگزین برای بیماریهای روانی تأیید کنیم.
سپاسگزاری
نویسندگان مراتب سپاس و تشکر خود را از Gokben Hizli Sayar و Mesut Cetin. به دلیل اینکه از برگردان مقاله ایشان در بخشی از این نوشتار استفاده شده است اعلام میدارند.
تعارض منافع
بین نویسندگان تعارض در منافع گزارش نشده است.
بازنشر اطلاعات | |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |