دانشمندان تفاوت‌هایی را در میکروبیوم روده کوچک زنان و مردان شناسایی کرده‌اند

به گزارش مجله خبری نگار، ترکیب میکروبیوم روده کوچک و ماهیت روابط بین میکروارگانیسم‌ها بین زنان و مردان متفاوت است. این تفاوت‌های شناسایی‌شده ممکن است به دانشمندان کمک کند تا بفهمند که چرا برخی از اختلالات غدد درون‌ریز و دستگاه گوارش در زنان شایع‌تر است. ایزوستیا در مورد چگونگی مطالعه باکتری‌های دوازدهه توسط دانشمندان، آنچه کشف کردند و اینکه چرا نتایج هنوز برای اهداف تشخیصی قابل استفاده نیستند، گزارش می‌دهد.

چرا آزمایش مدفوع کل میکروبیوم را نشان نمی‌دهد؟

میکروبیوم روده، جامعه‌ای پیچیده از باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌هایی است که در هضم، متابولیسم، عملکرد سیستم ایمنی و حفظ سد روده‌ای نقش دارند. با این حال، بسیاری از تحقیقات در این زمینه بر اساس تجزیه و تحلیل نمونه‌های مدفوع انجام می‌شود.

این رویکرد به ما امکان می‌دهد تا در درجه اول اطلاعاتی در مورد میکروارگانیسم‌های روده بزرگ به دست آوریم. با این حال، شرایط در قسمت‌های مختلف دستگاه گوارش به طور قابل توجهی متفاوت است. در روده کوچک، اسیدیته، سرعت حرکت غذا، اکسیژن و در دسترس بودن مواد مغذی متفاوت است و تعداد کلی میکروب‌ها به طور قابل توجهی کمتر است.

روده کوچک جایی است که بیشتر تجزیه و جذب مواد مغذی در آن رخ می‌دهد. سلول‌های آن همچنین مخاط، ایمونوگلوبولین‌ها، مواد ضد میکروبی، هورمون‌ها و مولکول‌های سیگنال‌دهنده تولید می‌کنند. بنابراین، باکتری‌هایی که در این بخش از دستگاه گوارش زندگی می‌کنند، ممکن است ارتباط نزدیکی با فرآیند‌های متابولیک، ایمنی و غدد درون‌ریز داشته باشند.

به دست آوردن چنین نمونه‌هایی دشوارتر از جمع‌آوری مواد برای آزمایش مدفوع استاندارد است. در مطالعه جدید، محققان مستقیماً از مایع دوازدهه - بخش اولیه روده کوچک که غذا از معده وارد آن می‌شود - استفاده کردند.

نویسندگان داده‌های ۲۶۶ شرکت‌کننده بزرگسال در پروژه REIMAGINE را که میکروبیوم روده کوچک را مطالعه می‌کرد، تجزیه و تحلیل کردند. نمونه شامل ۱۳۳ زن و ۱۳۳ مرد بود. میانگین سنی شرکت‌کنندگان تقریباً ۵۵ سال بود و گروه‌ها از نظر سن و شاخص توده بدنی با هم مطابقت داشتند.

همه شرکت‌کنندگان به دلایل پزشکی تحت گاستروسکوپی قرار گرفتند. در طول این عمل، پزشکان از یک کاتتر مخصوص دو مجرا برای جمع‌آوری ۱ تا ۲ میلی‌لیتر مایع از دوازدهه استفاده کردند. طراحی محافظ کاتتر مانع از آلوده شدن نمونه توسط میکروارگانیسم‌های دهان، مری و معده می‌شد.

افرادی که در سه ماه گذشته آنتی‌بیوتیک مصرف کرده بودند، دیابت داشتند، متفورمین مصرف می‌کردند، تحت عمل جراحی بای پس معده قرار گرفته بودند یا از سندرم رشد بیش از حد باکتری‌های روده کوچک رنج می‌بردند، از تجزیه و تحلیل حذف شدند. این عوامل می‌توانند ترکیب میکروبیوم را به طور قابل توجهی تغییر دهند و مقایسه را منحرف کنند.

نمونه‌های به‌دست‌آمده با استفاده از توالی‌یابی ژن ۱۶S rRNA مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. این روش به ما امکان می‌دهد گروه‌های باکتری‌های شناسایی‌شده را شناسایی کرده و فراوانی نسبی آنها را ارزیابی کنیم. با این حال، به‌طورکلی به ما اجازه نمی‌دهد سویه‌های میکروبی خاص را شناسایی کنیم یا فعالیت آنها را به‌طور مستقیم اندازه‌گیری کنیم.

کدام باکتری‌ها در زنان و مردان شایع‌تر بودند؟

تنوع میکروبی کلی در نمونه‌های منفرد بین زنان و مردان تفاوت معنی‌داری نداشت. به عبارت دیگر، نمی‌توان گفت که یک گروه میکروبیوم «غنی‌تر» یا «فقیرتر» دارد.

با این حال، ترکیب کلی جامعه از نظر آماری به طور قابل توجهی متفاوت بود. دانشمندان ۹۶ جنس باکتریایی را شناسایی کردند که فراوانی نسبی آنها به جنسیت شرکت‌کنندگان بستگی داشت. به طور خاص، زنان بیشتر احتمال داشت نمایندگان جنس‌های Romboutsia، Faecalibacterium، Bacteroides و Subdoligranulum را داشته باشند. مردان فراوانی بیشتری از Sarcina، Lactococcus، Bradyrhizobium و برخی میکروارگانیسم‌های دیگر داشتند.

پزشکان روش‌هایی را برای محافظت از کودکان در برابر عفونت‌ها پس از تماس با حیوانات مورد بحث قرار دادند.

محققان به طور جداگانه میکروبیوم هسته‌ای - باکتری‌هایی که در حداقل ۵۱٪ از شرکت‌کنندگان در گروه مربوطه یافت شدند - را مقایسه کردند. جنس گرانولیکاتلا چهارمین باکتری رایج در بین زنان و هشتمین باکتری رایج در بین مردان بود. جنس لپتوتریشیا نیز در میکروبیوم هسته‌ای مردان وجود داشت، اما در زنان وجود نداشت.

این بدان معنا نیست که گرانولیکاتلا فقط در زنان و لپتوتریشیا منحصراً در مردان وجود داشته است. آنچه مورد بحث است، شیوع این میکروارگانیسم‌ها و این است که آیا آنها از آستانه ۵۱٪ تعیین‌شده توسط نویسندگان فراتر رفته‌اند یا خیر.

چه چیز خاصی در مورد میکروبیوم زنانه وجود دارد؟

دانشمندان نه تنها تعداد باکتری‌های منفرد، بلکه ارتباط بین آنها را نیز تجزیه و تحلیل کردند. برای انجام این کار، آنها میکروبیوم را به عنوان یک شبکه نمایش دادند که در آن جنس‌های میکروبی منفرد به عنوان گره‌ها و روابط آماری بین آنها به عنوان خطوط اتصال عمل می‌کردند.

محققان پنج جامعه میکروبی اصلی را در زنان و شش جامعه میکروبی را در مردان شناسایی کردند. با این حال، تنها شبکه زنان شامل یک ماژول مجزا بود که عمدتاً توسط جنس‌های استرپتوکوک، گرانولیکاتلا، اشریشیا/شیگلا و روتیا تشکیل شده بود. این میکروارگانیسم‌ها در مردان نیز وجود داشتند، اما ارتباط آنها با یکدیگر متفاوت بود و به جوامع متفاوتی تعلق داشتند.

این ویژگی خاص به عنوان یکی از جالب‌ترین یافته‌های این مطالعه ذکر شد. این موضوع به شناسایی منحصراً "باکتری‌های ماده" مربوط نمی‌شود، بلکه به سازماندهی خاصی از ارتباطات بین آنها مربوط می‌شود. شبکه میکروبی نر، به طور متوسط، متراکم‌تر متصل بود. نویسندگان این فرضیه را مطرح کردند که این سازماندهی ممکن است انعطاف‌پذیری بیشتری در برابر تغییرات خارجی ایجاد کند. شبکه ماده از به اصطلاح گریز از مرکز بالاتری برخوردار بود - معیاری برای فاصله بین گره‌های منفرد. به گفته محققان، این می‌تواند از نظر تئوری نشان‌دهنده حساسیت بیشتر میکروبیوم به تغییرات محیطی باشد.

با این حال، تحلیل شبکه در درجه اول، هم‌رخدادی آماری میکروارگانیسم‌ها را آشکار می‌کند. این روش ثابت نمی‌کند که باکتری‌ها مستقیماً با یکدیگر تعامل دارند یا اینکه یک میکروارگانیسم رفتار میکروارگانیسم دیگر را کنترل می‌کند.

مطالعات قبلی باکتری‌های موجود در جامعه زنان را به سندرم تخمدان پلی‌کیستیک (PCOS)، یک اختلال غدد درون‌ریز که می‌تواند با تخمک‌گذاری نامنظم، افزایش سطح آندروژن و تغییرات متابولیکی مرتبط باشد، مرتبط دانسته‌اند.

شرکت‌کنندگان در مطالعه‌ی حاضر به‌طور خاص برای وجود یا عدم وجود PCOS انتخاب نشده بودند. این مطالعه نشان نمی‌دهد که جامعه‌ی شناسایی‌شده باعث بیماری می‌شود و اجازه نمی‌دهد که از این باکتری‌ها به‌عنوان یک شاخص تشخیصی استفاده شود. محققان صرفاً نتایج خود را با داده‌های مطالعات قبلی مقایسه کردند.

در اصل، ممکن است یک رابطه دو طرفه بین هورمون‌های جنسی و میکروبیوم وجود داشته باشد. برخی از باکتری‌های روده در تبدیل استروژن‌ها و آندروژن‌ها نقش دارند، در حالی که تغییرات هورمونی می‌توانند بر محیطی که میکروارگانیسم‌ها در آن رشد می‌کنند تأثیر بگذارند. با این حال، این مکانیسم به طور مستقیم در مطالعه جدید آزمایش نشد.

پیاز، نان و سندرم روده تحریک‌پذیر چه ارتباطی با آن دارند؟

دانشمندان همچنین تلاش کردند تا عملکرد جوامع میکروبی را بر اساس نشانگر‌های ژنتیکی شناسایی شده در باکتری‌ها پیش‌بینی کنند. در مجموع، آنها ۱۶ مسیر متابولیکی فرضی را شناسایی کردند که فعالیت آنها می‌تواند بین زنان و مردان متفاوت باشد.

میکروبیوم زنان ظرفیت تخمینی کمتری برای سنتز فروکتان و تجزیه اسید‌های صفراوی داشت. فرآیند اخیر بر تبدیل اسید‌های صفراوی توسط باکتری‌های روده تأثیر می‌گذارد و ممکن است با هضم، متابولیسم لیپید و سیگنالینگ متابولیک مرتبط باشد.

فروکتان‌ها زنجیره‌هایی از مولکول‌های فروکتوز هستند. به عنوان مثال، آنها در گندم، پیاز، سیر و برخی دیگر از غذا‌های گیاهی یافت می‌شوند. برای اکثر افراد، این مواد می‌توانند به عنوان پری‌بیوتیک - یک محیط مغذی برای باکتری‌های مفید روده - عمل کنند.

با این حال، این مطالعه ثابت نکرد که زنان به طور کلی فروکتان‌ها را کمتر تحمل می‌کنند. علاوه بر این، محققان به طور مستقیم میزان مواد تولید شده توسط باکتری‌ها را اندازه‌گیری نکردند. عملکرد‌های متابولیک توسط یک برنامه کامپیوتری بر اساس ترکیب میکروبیوم پیش‌بینی شده بود، بنابراین یافته‌ها باید با تجزیه و تحلیل مستقیم ژن‌های باکتریایی و محصولات متابولیک تأیید شوند.

چرا نتایج را نمی‌توان توصیه پزشکی در نظر گرفت؟

این مطالعه نشان می‌دهد که هنگام مطالعه میکروبیوم باید جنسیت بیولوژیکی در نظر گرفته شود. اگر نمونه‌های زنان و مردان بدون تجزیه و تحلیل جداگانه ترکیب شوند، الگو‌های مهم ممکن است نادیده گرفته شوند.

روچی ماتور، مدیر بالینی برنامه MAST در Cedars-Sinai و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «نتایج ما نشان می‌دهد که جنسیت بیولوژیکی یک متغیر حیاتی هنگام مطالعه میکروبیوم روده کوچک است.»

داده‌های به‌دست‌آمده ممکن است به توسعه رویکرد‌های شخصی‌سازی‌شده برای تشخیص و درمان اختلالات غدد درون‌ریز، متابولیک و دستگاه گوارش کمک بیشتری کند. با این حال، این مطالعه در حال حاضر یک آزمایش، پروبیوتیک، رژیم غذایی یا روش درمانی آماده برای زنان ارائه نمی‌دهد.

نویسندگان رژیم غذایی، سیگار کشیدن، مصرف الکل، مصرف دارو‌های هورمونی یا شرایط پزشکی خاص شرکت‌کنندگان را در نظر نگرفتند. علاوه بر این، همه داوطلبان به دلایل پزشکی تحت گاستروسکوپی قرار گرفتند، بنابراین نمونه را نمی‌توان کاملاً سالم یا نماینده جمعیت عمومی در نظر گرفت.

میانگین سنی زنان بالای ۵۵ سال بود. این امر همچنین تعمیم‌پذیری نتایج را به زنان جوان‌تر و بیماران در سن باروری، از جمله مبتلایان به سندرم تخمدان پلی‌کیستیک (PCOS)، محدود می‌کند. تأثیر چرخه قاعدگی، یائسگی، هورمون درمانی، رژیم غذایی و دارو‌ها نیاز به مطالعه جداگانه دارد.