فهرست مطالب
تاثیر میکروبیوم بر روند پیری و مقابله با پیری، امروزه یکی از موارد مورد بحث است. کاهش تعداد گونه‌های مفید و تنوع زیستی میکروبی کم در سالمندان با پاتوژنز بسیاری از بیماری‌ها مرتبط است. یک سبک زندگی سالم با رژیم غذایی متناسب سالمندان که شامل پروبیوتیکها است، می‌تواند به کاهش وضعیت پیش التهابی مزمن و سایر آسیب شناسی‌های مرتبط با سن کمک کند. در ادامه می‌خواهیم توضیح مختصری در مورد فرایند پیری داده و سپس مطالعاتی که درمورد میکروبیوم بر روند پیری انجام شده‌است را بررسی کنیم.
پیری چیست و به چه صورت است؟!
به بیان ساده، پیری به صورت فرآیندهای پیچیده بیولوژیکی وابسته به زمان که منجر به زوال تدریجی آناتومی و عملکردهای فیزیولوژیکی موجودات می‌شود، تعریف می‌شود. در میان موجودات چند سلولی، پیری با کاهش تدریجی عملکرد سلول‌ها و بافت‌های متعدد مشخص می‌شود. ظاهرا، رویداد پیری به‌طور ژنتیکی توسط محیط تعیین و تعدیل می‌شود، اما علل این تغییرات غیرقابل برگشت هنوز یک چالش حل نشده‌است. درک پیری یک هدف مهم است که ممکن است به اصلاح روند پیری یا اثرات پیری کمک کند.
میزان پیری را می‌توان با توجه به دو شاخص تعیین کرد:
- انباشت آسیب و کاهش اثربخشی مکانیسم‌های نگهداری سلولی و مولکولی بدن، که عبارتند از: ناپایداری ژنومی، ساییدگی تلومر، تغییرات اپی‌ژنتیکی، از دست دادن پروتئوستاز، اختلال عملکرد میتوکندری، پیری سلولی، فرسودگی سلول‌های بنیادی و تغییر ارتباطات بین سلولی.
- عامل مهم دیگری که می‌تواند نقش کلیدی در پیری داشته باشد، تأثیر رژیم غذایی بر ترکیب میکروبیوم روده و التهاب مزمن است. بنابراین، تغییرات مربوط به سن در رفتار تغذیه‌ای با عدم تعادل میکروبیوم و سیستم ایمنی با روده مرتبط است. یک سبک زندگی سالم با رژیم غذایی مناسب سالمندان، شامل پروبیوتیکها می‌تواند به کاهش وضعیت پیش التهابی مزمن و سایر آسیب شناسی‌های مرتبط با سن کمک کند.
افزایش سن عامل اصلی برای تقریبا تمام بیماری‌های مرتبط با سن است. تغییرات در میکروفلور روده با افزایش سن به شدت با افزایش نفوذپذیری روده، التهاب و همچنین پاتوژنز بیماری‌های مزمن بدن میزبان مرتبط است که در نهایت منجر به مرگ آن می‌شود. با افزایش سن موجودات، ظرفیت بازسازی بافت‌ها کاهش می‌یابد. مهم‌تر از همه، افزایش سن تأثیرات مضری بر سلول‌های بنیادی پرتوان دارد و مانع از توانایی‌های تجدید و تمایز آنها می‌شود.
تاثیر باکتری‌های روده بر روند پیری
تا به حال به باغ وحشی رفته‌اید که انواع حیوانات مختلف در آنجا در کنار هم زندگی کنند؟ تصورش را بکنید، دیدن چنین باغ وحشی با این همه حیوانات گوناگون، چه لذتی خواهد داشت! محققان می‌گویند همه ما همین الان چنین باغ وحشی را در روده‌ی خود داریم! یعنی اگر می‌توانستیم یک جفت عینک که قادر بودند کار میکروسکوپ را انجام دهند به چشمان‌مان بزنیم، چندین نوع باکتری گوناگون را با شکل‌ها و رنگ‌های مختلف در روده می‌دیدیم که همانند حیوانات یک باغ وحش در کنار هم زندگی می‌کردند. این باکتری‌ها در داخل روده جمعیتی پویا به نام کلنی تشکیل می‌دهند که تاثیر حیاتی بر سلامت و بیماری میزبان می‌گذارند.
محققان از طریق تعامل بین میزبان و باکتری‌هاست که متوجه بیماری‌ها و روش‌های درمان می‌شود. بسیاری از باکتری‌های روده، زندگی مسالمت‌آمیزی با ما دارند و حتی بعضی از آنها برای ما بسیار مفیدند؛ اما ناگفته نماند که باکتری‌های مضر هم در روده‌ها وجود دارند که اگر تعادل بین باکتری‌های مفید و مضر بهم بخورد، یعنی تعداد باکتری‌های مضر از مفید افزایش یابد دیسبیوسیس یا کاهش پروبیوتیکها روی می‌دهد که مقاومت انسولینی،بیماری التهابی روده، سرطان روده بزرگ و پیری زودرس و…. را به همراه دارد.
اخیراً در مطالعه جدیدی ردپای این باکتری‌ها این‌بار در روند پیری و حتی تحلیل و زوال عقلی مشاهده شده است. با مطالعه و بررسی دقیق بر روی این دستاوردها می‌توان مسیر جدیدی را در برابر حفظ سلامت افراد، افزایش طول عمر توام با سلامتی و حتی درمان‌های جدید برای بسیاری از بیماری‌هایی که تاکنون تصور نمی‌کردیم به دستگاه گوارش‌مان مرتبط باشد، توسعه دهد. در دو مجله‌ی علمی معتبر “Nature Aging” و “PLOS Biology” مقاله‌هایی در این باره منتشر شده که در ادامه به هرکدام از مقالات می‌پردازیم.
در سال ۲۰۱۷ بر روی برکه‌ماهی‌ها مطالعاتی انجام شد و در آن مشخص شد که پیوند میکروب‌های مدفوعی از ماهی‌های جوان به ماهی‌های پیر طول عمر ماهی‌های پیر را ۳۷ درصد افزایش می‌دهد. طی تحقیقات بعدی گروهی از محققان با پیوند مدفوع موش‌های جوان به روده موش‌های پیر نشان داده بودند که با تغییر آرایش باکتری‌ها در روده بزرگ و نزدیک کردن آن به وضعیت تراکم و تنوع باکتریایی روده موش‌های جوان می‌توان روند تحلیل و زوال مغزی را معکوس کرد. با مشاهده‌ی تغییرات شناختی و فیزیولوژیکی در موش‌های پیر در پایان آزمایش، دانشمندان دریافتند که حافظه‌ی فضایی موش‌های پیر و عملکرد آنها در یادگیری بهبود یافته است. همچنین بعد از بررسی موشکافانه‌‌تر متوجه شدند که زوال بخش هیپوکامپ مغز که ناشی از پیری است در این موش‌ها معکوس شده است.
این‌ها جزو اولین بینش‌ها در مورد این بود که چگونه باکتری‌های روده می‌توانند بر پیری مغز در پستانداران تأثیر بگذارند، در نظر گرفته شد ولی در یافته‌های جدیدتر متوجه شدند که این جوامع میکروبی می‌توانند بر برخی نشانگرهای زیستی پیری نه تنها در مغز، بلکه در خود روده و همچنین چشم‌ها تأثیر بگذارند. در این آزمایش پس از این پیوندها، موش‌های جوان یکپارچگی پوشش روده را از دست دادند که به محصولات باکتریایی اجازه عبور و گردش در بدن را می‌داد. این امر باعث تحریک سیستم ایمنی و در نتیجه التهاب و همچنین باعث فعال شدن تکثیر بیش از حد برخی سلول‌های ایمنی در مغز و افزایش سطح پروتئین‌های مرتبط با تحلیل شبکیه در چشم می‌شود.
اخیراً مقاله‌ی دیگری در ارتباط با همین موضوع در مجله‌ی PLOS Biology دست به دست می‌شود که در آن مطرح شده‌است که کلنی‌سازی میکروبیوم (نوعی باکتری) در اوایل زندگی یوکاریوت‌ها بر روند پیری تاثیر می‌گذارد. در این آزمایش از مدل‌های حیوانی مانند مگس سرکه و کرم نماتد بدون میکروب (GF) استفاده کردند زیرا طول عمرشان کوتاه است و همچنین مدل‌های قدرتمندی برای مطالعه مسیرهای ژنتیکی هستند که روند پیری را تعدیل می‌کنند. بعد از انجام مراحل پر پیچ و خم آزمایش متوجه شدند که وجود میکروبیوتا در سطح مشترک اپیتلیوم روده نیز اثرات سیستمیک بر پیری میزبان دارد.
در مگس سرکه حفظ تعادل بین سکون و تکثیر سلول‌های بنیادی روده برای عملکرد روده و طول عمر ارگانیسم حیاتی است به گفته‌ی دانشمندان تعادل به سمت آرامش، جوانسازی روده را محدود می کند، در حالی که با افزایش سن و تکثیر بیش از حد باعث دیسپلازی اپیتلیال می‌شود. شواهد حاکی از آن است که میکروبیوم می‌تواند طول عمر حیوانات مسن را کاهش دهد و از طرف دیگر کلونی‌سازی باکتری‌ها در طول رشد جنینی مگس سرکه باعث افزایش طول عمرآن می‌شود. بنابراین قرار گرفتن در معرض میکروبیوم در اوایل زندگی برای افزایش طول عمر مفید است.
بهره گرفتن از میکروبیوم پوست برای مبارزه با پیری
پوست سرزمینی وسیع و اولین سد حفاظتی است که خانه و کاشانه‌ی یک تریلیون ارگانیسم میکروسکوپی مانند باکتری‌ها و قارچها را تشکیل می‌دهد. این موجودات و ژنوم آنها میکروبیوم پوست انسان را تشکیل می‌دهند که برای هر فرد اختصاصی است. این باکتری‌ها روی پوست با ترشح پپتیدهای ضدمیکروبی یا پروتئین‌های کوچکی که باکتری‌های مهاجم و مضر را از بین می‌برند، از خود دفاع می‌کنند و در محافظت از خود، از ما نیز محافظت می‌کنند. همچنین از میان تمام باکتری‌های سطح پوست، چهار خانواده از ساکنان اصیل و قدیمی پوست به شمار می‌روند که همیشه روی پوست‌مان زندگی می‌کنند که شامل استافیلوکوک، استرپتوکوک، پروپینی باکتریا و کورنیا باکتریا هستند. این چهار خانواده، حدود نیمی از باکتری‌های سطح پوست را تشکیل می‌دهند. تجمع باکتری‌ها، گاهی به سطح پوست می‌آیند و گاهی می‌روند. جالب است بدانید روی سطح پوست هر یک از شما، هر از چند گاهی، جمعیت باکتری‌ها تغییر می کند، ولی یک گروه از باکتری‌ها همیشه در آنجا باقی می‌مانند.
مطالعه اخیر منتشر شده در مجله PLOS One مسیرهای باکتریایی مرتبط با پیری پوست را شناسایی و مطرح کرده‌اند. در این مقاله گفته شده که مسیرهای باکتریایی اصلی مرتبط با پیری شامل تولید رنگدانه پوست، اسیدهای چرب و سرامیدها است. درک بهتر فرآیندهای مولکولی که باعث پیری پوست می‌شوند و ارتباط آنها با میکروبیوم به تحقیقات بیشتری نیاز دارد؛ امید است هرچه زودتر با استفاده از این داده‌ها بتوانیم درمان‌های موثری برای مبارزه با پیری پوست را به دست آورده و به تولید انبوه برسانیم.
دلایلی که تحقیقات صورت گرفته، تا به حال منجر به نتیجه قطعی برای افزایش اثر ضد پیری میکروبیوم نشده است:
متاسفانه علیرغم تحقیقات زیاد در مورد این مداخلات، دانشمندان موفق به گرفتن هیچ نتیجه قطعی در مورد فواید آن برای سلامت انسان نشدند. دلایل ممکن است به شرح زیر باشد:
- اکثر مطالعات مربوطه در مدل‌های آزمایشگاهی و حیوانی انجام شده است و این یافته‌ها لزوماً مستقیماً در مورد انسان صدق نمی‌کند.
- بیشتر آزمایش‌های بالینی با انسان‌ها کوتاه‌مدت هستند و برای درک اثرات بلندمدت سلامتی کافی نیستند.
- انسان‌ها از نظر جنس، جثه، سن، ژنتیک، محیط، سبک زندگی و عوامل دیگر کاملاً با یکدیگر متفاوت هستند. یک مداخله که ممکن است تاثیر ضد پیری بر میکروبیوم در یک فرد داشته باشد، تأثیر یکسانی بر دیگری نداشته باشد.
- اگرچه بسیاری از پروبیوتیکها پروفایل‌های ایمنی قوی را به اثبات رسانده اند، ما همچنان باید مراقب خطرات بالقوه آنها در جمعیت‌های مختلف در توسعه پروبیوتیک‌های جدید باشیم.
با توجه به مطالب گفته شده، تحقیقات آینده نیاز به تمرکز بر پرداختن به این مسائل برای درک بهتر ایمنی و اثربخشی این اقدامات و تاثیر ضد پیری میکروبیوم در انسان دارد. علاوه بر این، اگرچه در حال حاضر امید و سرمایه‌گذاری زیادی بر روی توسعه دارو متمرکز شده است، استفاده از داروهای ضد پیری در انسان هنوز راه درازی در پیش دارد. توجه به این نکته مهم است که عادات معقول ممکن است در افزایش طول عمر موثرتر از مصرف دارو باشد. این به معنای خوردن غذاهای سالم، ورزش، نوشیدن الکل در حد اعتدال یا عدم مصرف، سیگار نکشیدن، خواب کافی و حفظ یک سبک زندگی فعال است.
نویسندگان: سبا مرادی ، سروناز صفری
منابع:
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867414000774
- https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-genet-112618-043650
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8583001/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5646295/
