رسالت انجمن

رسالت انجمن ایجاد فضایی برای تبادل اندیشه و آرای اندیشمندان، ارتقای سطح علمی پژوهشگران و متخصصان و نیز آشنا کردن عموم مردم با پیشرفت های دانش تخصصی با زبان ساده می باشد .

برقراری ارتباط

How poverty affects diet to shape the microbiota and chronic disease

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۶/۱۰/۶ | 
 
How poverty affects diet to shape the microbiota and chronic disease 
میکروبیوتا جمعیتی از میکروارگانیسم هاست که داخل دستگاه گوارش پستانداران زندگی می کنند. در انسانها تعداد سلول های میکروبی تقریبا برابر تعداد کل سلول های بدن است. میکروبیوتا روده با شکستن کربوهیدرات های غیر قابل هضم در هضم و جذب مواد غذایی اثر دارند و از طریق حذف رقابتی از بدن ما در برابر پاتوژن ها محافظت می کنند. به دنبال مصرف آنتی بیوتیک ها و یا مواجهه با عوامل استرس زای ژنتیکی و محیطی میکروبیوتا دچار اختلال و نقایصی می شود که می تواند اثر طولانی مدتی بر سلامت هم میزبان و هم میکروبیوتا بگذارد. علاوه بر این ما اکنون متوجه شده ایم که میکروبیوتا نه تنها بر سلامت روده ها بلکه در سلامت سایر بافتها مثل کبد، مفاصل و مغز نیز نقش دارد. با این وجود آنچه که کمتر مورد بحث قرار می گیرد اثر زندگی اجتماعی افراد بر این فرآیندهاست.
ترکیب میکروبیوتا اگرچه تحت تأثیر ژنتیک میزبان و مراحل اولیه زندگی است اما رژیم غذایی نقش مهمی در این ترکیب دارد. در قرن گذشته شاهد یک تغییر و انتقال از مصرف غذاهای خانگی به مصرف غذاهای صنعتی و آماده بودیم و در دهه های اخیر رژیم های غذایی ما میزان بالایی از قند و چربی فرآوری شده نسبت به مواد غذایی تازه دارند و این امر به شدت تحت تأثیر وضعیت اجتماعی و اقتصادی است. افرادی که مشکلات اجتماعی و اقتصادی زیادی دارند مجبورند غذای خود را بر اساس calories-per-dollar trade-off انتخاب کنند یعنی غذایی با انرژی بیشتر و قیمت کمتر مصرف کنند. در کشورهای ثروتمند چنین غذاهایی دارای کربوهیدرات های تصفیه شده و روغن های فرآوری شده به جای مواد غذایی تازه و مغذی هستند. در کشورهای با درآمد کم تا متوسط هم رژیم غذایی قشر با درآمد بالا شروع به تقلید از غذاهای فرآوری شده کشورهای ثروتمند کردند در حالی که سوءتغذیه ادامه می یافت و بر بلوغ میکروبیوتا در قشر با درآمد پایین اثر می گذاشت. این انتقالات تغذیه ای و اپیدمیولوژیکی عاملی مهم در سوءتغذیه دو جانبه در کشور های با درآمد کم تا متوسط است و باعث می شود که غذاهای فرآوری شده راهی ره داخل رژیم غذایی قشر پردرآمد پیدا کنند.
در این مقاله ما با استفاده از اطلاعات بدست آمده از مدل های موشی و انسانی نشان می دهیم که تفاوتهای تغذیه ای مبتنی بر شرایط اجتماعی و اقتصادی بر میکروبیوتا و متعاقبا سیستم ایمنی و سلامت میزبان اثر می گذارد. با افزایش بیماری های مزمن قابل پیشگیری به خصوص در میان کسانی که قادر به پرداخت هزینه های مراقبتهای بهداشتی نیستند، همه گیری بیماری های متابولیکی مزمن در بین نیازمندان موضوعی غیر قابل چشم پوشی است.
سطح اجتماعی-اقتصادی و بیماری های مزمن
بیماری های غیرعفونی مزمن در دهه های اخیر با سرعت بسیار زیادی افزایش یافته است که تنها آنها را به ژنتیک مرتبط می دانستند. در سال 2013 برآورد مرگ ها و سالهای زندگی توأم با ناتوانی نشان از غلبه ی جهانی علل غیر عفونی همچون بیماریهای قلبی و عروقی، نئوپلاسم و بیماریهای تنفسی، بیماری های متابولیکی و عصبی داشت که بسیاری از آنها از سال 2000 بسیار شایع شده اند. وضعیت اجتماعی- اقتصادی پایین فاکتور خطری برای بسیاری از این شرایط محسوب می شود. ارتباط اولیه مرگ و میر با وضعیت اجتماعی-اقتصادی و سلامت بین سطح درآمد، بی ثباتی درآمد و مرگ و میر دیده شد به طوری که درآمد کم به شدت مرگ و میر مستقل از سطح تحصیلات یا سطح سلامت اولیه را پیشگویی می کند. گزارشات نشان داده است که حداقل افزایش دستمزد به میزان یک دلار باعث کاهش 2% تولد نوزادان با وزن کم و کاهش 4% مرگ و میر کودکان می شود. کودکانی که در محل های فقیر نشین و با تراکم جمعیت بالا زندگی می کنند سه برابر بیشتر از کودکان ثروتمند بر اثر ابتلا به آنفلوآنزا در بیمارستانها بستری می شوند. این گزارشات متعدد نشان می دهد که وضعیت اجتماعی و سطح درآمد حساسیت به بسیاری از بیماری های مختلف را افزایش می دهد.
چاقی و سندرم متابولیک
در کشورهای کم درآمد و با درآمد متوسط به طور کلی چاقی در بین افراد پردرآمد شایعتر است. با این وجود در محیطهای پردرآمد مثل اروپای غربی و ایالات متحده چاقی در بین افراد با درآمد کمتر شایعتر است. از عوامل خطر چاقی و سندرم متابولیک در این محیط ها پردازش مواد غذایی و دسترسی به آنهاست.
غذاهای با ارزش غذایی کم و انرژی بالا (Low-cost energy-dense food) چربی و قند بالایی دارند که در ارتباط با شیوع چاقی است اما این غذاها به راحتی در دسترس جمعیت های فقیر کشورهای ثروتمند هستند و همچنین فقرا از فقدان حمایت ناشی غذاهای تازه و مغذی که کمتر مقرون به صرفه اند رنج می برند. انتظار می رود که با جهانی شدن سیستم غذایی، کشورهای با درآمد کم تا متوسط که مصرف غذاهای فرآوری شده و بسته بندی شده را افزایش می دهند، بار نامتناسبی از شیوع بیماری های متابولیک را در سالهای آتی متحمل شوند. مطالعات در این مناطق نشان می دهد که تغییرات غذایی و شیوه ی زندگی می تواند به طور قابل توجهی از این رویداد جلوگیری کند. مطالعات حیوانی اثر تغییرات غذایی در میکروبیوتا و سلامت میزبان را برجسته کرده است. موشهای Germ-free به افزیش وزن در پاسخ به رژیم های با چربی بالا (HFD) مقاوم هستند و متابولیسم کمتری نسبت به موشهای Specific-pathogen free دارند. میکروبیوتا موشهای SPF نسبت به حیوانات Germ-free باعث افزایش 60 درصدی چربی بدن با افزایش لیپوژنز در کبد از طریق تسهیل جذب مونوساکاریدها در روده می شود. هم در موشها و هم در انسانها چاقی در ارتباط با تغییرات در جمعیت اصلی از غلبه ی Bacteroidetes به غلبه Firmicutes است، اگرچه این پدیده به طور جهانی مشاهده نشده است اما احتمالا به دلیل تغییرات منطقه ای در رژیم غذایی و محیط زیست است. یک مطالعه ی مقطعی در یک مطالعه کوهورت در آلمان نشان داد که چاقی در ارتباط با کاهش Firmicutes است. مطالعه افراد چاق و دارای اضافه وزن نشان داد که در ابتدا شمارش پایینتر ژن های میکروبی روده در ارتباط با مقاومت به انسولین بیشتر است، و سطح سرمی تری گلیسریدها و تنوع ژنی بعد از 6 هفته رژیم غذایی با پروتئین بیشتر و انرژی محدودتر افزایش پیدا کرد و مقاومت به انسولین بهبود یافت. موشهایی که از یک دهنده چاق میکروبیوتا دریافت می کنند نسبت به موشهایی که از یک دهنده ی لاغر آنها را دریافت می کنند بیشتر وزن زیاد می کنند. مدلسازی ریاضی میکروبیوتا به سرعت در حال گسترش است تا نقش رژیم غذایی و میکروارگانیسم ها و متابولیسم ها را در متابولیت های اختصاصی روده پیش بینی کند و درک ما را از ارتباط بین میکروبیوتا و متابولیسم بیشتر کند.
چگونگی اثر میکروبیوتا در ژنتیک چاقی یک رژیم غذایی در حال حاضر تحت بررسی است. یک مطالعه نشان داد که چاقی موشهای مبتلا به دیابت که با یک رژیم غذایی حاوی چربی بالا (HFD) تغذیه شده اند در هر صورت در ارتباط با ماهیت میکروبیوتا آنهاست. مطالعه دیگر نشان داد که تأثیرات میکروبی می توانند انسانها را مستعد اضافه وزن دوباره بعد از رژیم غذایی بکنند. اگر چه HFDs میکروبیوتا را تحریک می کند اما منبع و ماهیت چربی مهم است. در موشهای تغذیه شده با چربی اشباع شده شیر باکتری های sulfate-reducing گسترش می یابند و پاسخهای ایمنی سلولی TH1 افزایش می یابد و آنها مستعد کولیت می شوند. علاوه بر این در مقایسه با موشهای تغذیه شده با Fish oil-based HFD، موشهای تغذیه شده با Lard-based HFD بیشتر منجر به افزایش وزن و فراخوانی ماکروفاژهای التهابی به بافت چربی طی یک فرآیند وابسته به TLR-4 می شوند. این پاسخهای مختلف به HFD نشان می دهد که میکروبیوتا در پاسخ به منابع مختلف چربی اثرات متابولیکی متفاوتی را ایجاد می کند. اسیدهای صفراوی که به دنبال یک وعده غذایی در کبد تولید و به دئودنوم ترشح می‌شوند هم میکروبیوتا میزبان را تغییر می دهند و هم توسط آن تغییر می کنند و بر متابولیسم میزبان اثر می گذارند. بعضیاز خانواده های میکروبی قادر به متابولیزه کردن اسیدهای صفراوی به مولکول های سیگنالینگ پایین دست هستند، در حالی که بعضی دیگر به خواص شبه دترجنت این اسیدها حساس هستند. بنابراین مصرف چربی می تواند به طور انتخابی از طریق تأثیر بر روی اسیدهای صفراوی میکروبیوتا را شکل دهد، این موضوع به طور کامل در قسمت های دیگر مقاله بررسی شده است.
مکملهای غذایی که در میان shelf-stable processed foods (غذاهایی که می توانند مدت طولانی در ظرف های مهر و موم شده و در دمای اتاق نگهداری شوند) قرار دارند نیز می توانند از طریق اثر بر میکروبیوتا بر متابولیسم بدن اثر بگذارند. در مطالعه ای نشان داده شد که مقادیر کم emulsifiers رژیم غذایی -که در غذاهای فرآوری شده بسیار رایج هستند- کافی است تا باعث تغییراتی در لایه مخاطی روده شوند و تحریک التهاب خفیف می شود و موش ها را حساس  به کولیت می کنند. زمان خوردن غذا هم بر میکروبیوتا اثر می گذارد به طوری که خود را در یک ساعت شبانه روزانه تغییر می دهد. در موشهای تغذیه شده با HFD تنظیم زمانی میکروبیوتا بهم می خورد و آنها چاق می شوند در حالی که موشهایی که مدت محدودی با HFD تغذیه شدند تا حدودی تغییرات را بهبود بخشیدند و توسعه چاقی را کاهش دادند. اختلالات اولیه در میکروبیوتا ممکن است obesogenic باشد. در پریمات ها و انسانها HFD مادری در طول بارداری اثر پایداری در میکروبیوتا فرزندان دارد حتی اگر مادر خودش چاق نباشد. با این حال لپتین، انسولین و نسبت نامطلوب اسید چرب ω-6/ ω-3 در شیر مادران با شاخص توده بدنی (BMI) بیشتر از 65 یافت شده است که اثر پایداری بر تشکیل میکروبیوتا در دستگاه گوارش کودکان و immunological training دارد. تزریق آنتی بیوتیک در چند سال اول زندگی نیز در ارتباط با چاقی کودکان است و مصرف آنتی بیوتیک در طول دوران بارداری با وزن کم نوزاد هنگام تولد در ارتباط است که ممکن است فاکتور خطر چاقی برای چاقی باشد. مهم است که احتمالا این اختلالات در قشر کم درآمد رایج تر است که به علت شیر دهی کمتر، سوء مصرف آنتی بیوتیک و ... است.
box1: تأثیر میکروبیوتا در طول تکامل. نشان داده شده است که روشهای تولد می تواند تأثیر زیادی در ترکیب میکروبیوتا نوزاد داشته باشد. میکروبیوتا دستگاه گوارش نوزادانی که به روش سزارین متولد می شوند به احتمال بیشتر تحت تاثیر میکروارگانیسم های میکروبیوتا پوست مادر مثل استافیلوکوک است. در حالی که در نوزادان متولد شده از طریق واژینال بیشتر میکروارگانیسم های رایج واژن مثل لاکتوباسیلوس، همچنین Prevotella و Sneathia غالب هستند. میکروبیوتا جفت نیز می تواند بر میکروبیوتا و وضعیت ایمنی نوزاد قبل از تولد اثر بگذارد. یک مطالعه نشان داد که حتی یک مواجهه میکروبی گذرا در موش باردار Germ-free می تواند بر سیستم ایمنی نوزادانش اثر پایداری را بگذارد این نشان می دهد که محیط میکروبی مادران در رحم می تواند به طور چشمگیری سیستم ایمنی کودکان را شکل دهد. عوامل متعددی از جمله مدت و انحصار تغذیه با شیر مادر، دفعات حمام دادن، محیط خانه، داشتن یا نداشتن خواهر و برادر بزرگتر، حضور حیوانات خانگی و تعامل با افرادی غیر از خانواده نقش مؤثری در میکروبیوتا سال های اول زندگی کودک دارد و احتمالا پیامدهای مهمی در سلامتی دارد. با این وجود برای شناخت کامل اثرات هر کدام از این مواجهه های اختصاصی نیاز به مطالعات بیشتری است.
 
شکل1. چهارچوب پیشنهادی برای تعامل بین وضعین اجتماعی-اقتصادی، میکروبیوتا و بیماریهای متابولیک در کشورهای ثروتمند. در کشورهای ثروتمند (HIC)، افراد با وضعیت اجتماعی-اقتصادی پایین (Low SES) چندین مشکل قابل توجه دارند که ممکن است به طور مستقیم یا غیر مستقیم بر ترکیب میکروبیوتا و سیستم ایمنی اثر بگذارد. به طور خاص، ما پیشنهاد می کنیم که عوامل استرس زا محیطی، فشار برای خوردن غذای مقرون به صرفه که شکم سیرکن و خوشمزه است، همراه با تغییرات در مراقبتهای بهداشتی و استفاده از داروها می توانند مانع تنوع میکروبیوتا شوند و منجر به تحریک حالت التهابی خفیفی می شود که ابتلا به بیماری متابولیک را تسریع می بخشد. NCD: بیماری غیر عفونی (غیر مسری)، T2D: دیابت نوع دو.
دیابت نوع دو.
بین سالهای 1980 تا 2012 در ایالات متحده شیوع دیابت نوع دو به بیش از دو برابر رسید و ظهور هشدار دهنده ای در میان گروه های سنی کمتر پیدا کرد. در کنار چاقی، دیابتها به عنوان یکی از شدیدترین بیماریهای سلامت عمومی در زمان ما شناخته شده اند. در سطح ملی، افزایش 1% تولید ناخالص داخلی (GDP) با افزایش1.07% شیوع دیابت ارتباط داشت. با این وجود مانند چاقی، شیوع دیابت نوع دو بر قشر محروم جوامع ثروتمند اثر شدیدتری می گذارد، هر چند که با مداخلات در رژیم غذایی و شیوه زندگی به طور قابل ملاحظه ای قابل پیشگیری است. شیوع غیرقابل انکار دیابت با وجود اینکه پیشگیری از آن شناخته شده است، نشان دهنده وجود شکاف در بین جمعیتهاست که دانشمندان نباید از آن چشم پوشی کنند.
تخمین زده شده است که برای هر 150 کیلوکالری اضافی در دسترس برای هر فرد در هر روز، شیوع جهانی دیابت به میزان 0.1% افزایش می یابد. با این وجود اگر این کالری ها از قند حاصل شوند شیوع دیابت به 1.1% و یا 11 برابر بیش از مصرف کالری عمومی افزایش می یابد. علاوه بر این قند تنها ماده ایست که ارتباط قابل توجهی با شیوع دیابت دارد که اصلا تعجب آور نیست. با این حال انتخاب رژیم های بدون قند احتمالا بهتر نیست. یک مطالعه اخیر نشان می دهد که شیرین کننده های فاقد کالری از جمله رایج ترین آنها، آسپارتام (aspartame)، می تواند با تغییر متابولیسم از طریق اثر بر میکروبیوتا باعث تحریک عدم تحمل گلوکز شود، ساکرالوز (sucralose) هم اثری مشابه دارد. دیابت نوع دو غالبا یک مسیر رشد پیشرونده دارد که از عدم حساسیت به انسولین به التهاب خفیف و به عدم تحمل گلوکز می رسد. این موضوع که همانند چاقی با پیشرفت دیابت نیز، میکروبیوتا تغییر می کند در حال آشکارتر شدن است و شاید بخشی از فرآیندی یکسان باشد. در حالی که شیفت های ژنتیک چاقی ذکر شده در قبل، فاکتورهای خطری برای دیابت نوع دو هستند، به نظر می رسد که برخی شیفت ها اختصاصی دیابت هستند. برای مثال در بیماران مبتلا به دیابت نوع دو به نظر می رسد که نسبت باکتری ها (butyrate-producing class Clostridia و گسترش Betaproteobacteria) با سطوح گلوکز خون ارتباط قویتری داشته باشد تا با BMI. یک مطالعه متاژنومیک در زنان مبتلا به دیابت نوع دو نشان داد که الگوهای بیان ژن در میکروبیوتا می تواند متابولیسم دیابت را پیش بینی کند هر چند که بین زنان اروپایی و چینی تفاوت هایی از این نظر وجود داشت. بیماران مبتلا به دیابت نوع دو خصوصیاتی مینی بر عدم تعادل میکروبی را نشان می دهند به این صورت که غنی از باکتری های sulfate-reducing و بعضی از پاتوژن های فرصت طلب هستند و چندین مطالعه کاهشی در فراوانی باکتری های butyrate-producing را گزارش کردند. کمبود گزارش شده باکتری های butyrate-producing می تواند در توسعه دیابت مهم باشد زیرا بوتیرات، سلول های Treg (T تنظیمی) را القا می کند تا التهاب بافت چربی و مقاومت به انسولین را در موشهای ob/ob کاهش دهند.
بیماریهای قلبی و عروقی
بیماریهای قلبی و عروقی (CVD) مثالی دیگر از بیماریهای متأثر از وضعیت اجتماعی-اقتصادی است. یک مطالعه در میان کارکنان اداری نشان داد که خطر ابتلا به CVD با دستمزد آنها ارتباط دارد به طوری که این خطر در کارکنان با پایین ترین سطح سه برابر بیشتر از کارکنان با بالاترین سطح است. یک مطالعه در سال 2012 نشان داد که صرف نظر از وضعیت اجتماعی اقتصادی خود افراد، زندگی در یک محله با سطح اجتماعی-اقتصادی پایین آمریکایی های سالم را نسبت به همتایان خود که در محله هایی با وضعیت اجتماعی-اقتصادی بالاتر زندگی می کنند، در معرض خطر بسیار بالای مرگ قرار می دهد. یک رکود اقتصادی در طی سالهای تولد یک فرد با مرگ و میر ناشی از بیماری قلبی و عروقی در طول زندگی بعدی او در ارتباط است این امر نشاندهنده ی اهمیت سالهای اولیه زندگی در ایجاد نابرابری های سلامتی است.

جدول 1. مطالعات اخیر رابطه بین چربی رژیم غذایی و میکروبیوتا را بررسی کرده است.

در 10 کشور مختلف در اروپای غربی نرخ بالاتر بیماری های قلبی ایسکمیک در میان افراد با وضعیت اجتماعی-اقتصادی پایین دیده می شود و مرگ و میر ناشی از CVD می تواند به وسیله وضعیت اجتماعی-اقتصادی پایین در میان افراد مبتلا به دیابت نوع دو پیش بینی شود. نقش وضعیت اجتماعی-اقتصادی در خطر ابتلا به CVD چند وجهی است، با این وجود فاکتورهای تغذیه ای و التهاب دو جزء اصلی هستند. یک مطالعه 15 ساله پیگیری کننده الگوهای تغذیه ای نشان داد که کیفیت بالاتر رژیم های غذایی (برای مثال؛ مواد غذایی تازه تر بیشتر در مقایسه با مواد غذایی فرآوری شده) می تواند مرگ و میر ناشی از بیماریهای قلبی و عروقی را کاهش دهد. به تدریج مشاهده شد که چاقی، کلسترول سرم و فشار خون به عنوان فاکتورهای خطر اصلی عمل می کنند، در حالی که مطالعات متعدد نشان داد که جذب میوه و سبزیجات به خصوص سبزیجات با برگ سبز تیره و سبزیجات cruciferous (مثل؛ گل کلم، بروکلی و ...) با محافظت قابل توجهی در برابر این بیماریها در ارتباط هستند. یک مطالعه نشان از کاهش 27 درصدی مرگ و میر ناشی از CVD در میان افرادی با مصرف روزانه حداقل سه وعده میوه و سبزی در روز در مقایسه با افرادی با مصرف روزانه کمتر از یک وعده از آنها داشت. چندین مطالعه نشان از نقش میکروبیوتا با وساطت رژیم غذایی در آترواسکلروز دارد. برای مثال؛ میکروبیوتا دستگاه گوارش برای متابولیزه کردن choline، phosphatidylcholine یا L-carnitine به trimethylamine (TMA) و سپس به ترکیب trimethylamine-N-oxide (TMAO) از طریق عمل آنزیم flavin monooxygenase 3 (FMO3) کبد میزبان، ضروری است. این ترکیبات وقایع و پیامدهای نارسایی قلبی را در انسانها پیش بینی می کند و منجر به توسعه آترواسکلروزیس در موشها می شود، اما همانطور که گفته شد این اثرات به میکروبیوتا نیازمند است. یک HFD در انسانها سطوح TMAO را بعد از صرف وعده غذایی افزایش می دهد. اگرچه choline یکی  از مهمترین مدیاتورها در کبد و سلامت عصبی-عضلانی است اما این یافته ها بر این نکته تأکید می کند که ممکن است فقر و رژیم غذایی بر میکروبیوتا در تنظیم خطر بیماری متابولیک اثر بگذارد.
در واقع همانطور که در مورد قاچی و دیابت وجود دارد، نشان داده شده است که CVD با میکروبیوتا تغییر کرده و کمبود نسبی میکروارگانیسم های butyrate-producing همراهی دارد و شاید همان علل ریشه ای را داشته باشد. مهم است که به یاد داشته باشیم که CVD، چاقی و دیابت نوع دو ممکن است همگی به دلیل شرایط التهابی ای باشند که به خاطر التهاب طولانی مدت شامل مدیاتورهای التهابی در گردش، التهاب اندوتلیال عروق و التهاب بافت چربی ایجاد می شوند. همانطور که بوتیرات به عنوان یک متابولیت اولیه ضد التهابی میکروبی عمل می کند کمبود آن می تواند به طور بالقوه باعث شکست در تعدیل التهاب سیستمیک خورنده شود. عدم استفاده از رژیم های غذایی کم فیبر توسط قشر کم درآمد و آسیب پذیر و مستعد بیماری می تواند راهی برای اصلاح وضعیت موجود باشد.
box2: میکروبیوتا و متابولیسم میزبان. دسترسی بیولوژیکی به مواد مغذی حاصل از غذایی که ما مصرف می کنیم بستگی زیادی به ترکیب میکروبیوتا ما دارد. یک مثال اساسی در این مورد تخمیر کربوهیدراتهای غیر قابل جذب موجود در فیبر رژیم غذایی است. بعضی از خانواده های میکروارگانیسم ها در تخمیر کربوهیدرات های پیچیده به اسیدهای چرب کوتاه زنجیر (SCFAs) مثل بوتیرات تخصص یافته اند، بوتیرات اثرات عمیقی بر سلامت کولون دارد. بوتیرات به عنوان منبع انرژی اولیه برای سلول های کولون عمل می کند و نیازمند تخمیر فیبرها توسط میکروبیوتا ست تا میزبان بتواند به آن دست یابد. بوتیرات اتصالات محکم (tight junctions) بین سلول های اپی تلیال روده را تثبیت می کند بنابراین سد بین سلول های ایمنی میزبان در لامیناپروپریا و میکروارگانیسم ها کومنسال موجود در روده را تقویت می کند. تغییر در نفوذپذیری روده و اتصالات محکم (tight junctions) بین سلول ها به دلیل پیشرفت بیماریهای مختلف رخ می دهند. بوتیرات همچنین پاسخ ایمنی التهابی را از طریق تجدید بیان NF-κB، توقف تمایز سلول های دندریتیک از سلول های پیشساز  و القا التهاب روده از طریق تحریک آپپتوز در سلول های T، تعدیل می کند. علاوه بر این، بوتیرات تکامل سلول های Treg را تحریک می کند که از ایجاد کولیت جلوگیری می کنند. بنابراین رژیم های غذایی با فیبر بالا برای دستیابی به این مزایای سلامتی توصیه می شوند که نیازمند همکاری میکروبیوتا میزبان است. مقادیر کافی فیبر ظاهرا از رژیم غذایی اساندارد غرب به خصوص از غذاهای فرآوری شده حذف شده است.
میکروبیوتا همچنین چگونگی حصول موثر انرژی از غذای مصرفی را تنظیم می کند. افزودن یک میکروبیوتا مرسوم به موشهای Germ-free جذب گلوکز را تحریک می کند و ممکن است بر لیپوژنز کبد اثر بگذارد، این موضوع نشان دهنده نقش بالقوه حیاتی میکروبیوتا در تکامل چاقی است. در واقع میکروبیوتا می تواند لیپوژنز de novo را در کبد تنظیم می کند. علاوه بر این در یک مطالعه کوهورت با بیش از 800 شرکت کننده گزارشات نشان داد که ترکیب میکروبیوتا می تواند گلوکز خون این افراد را به دنبال مصرف غذا به طور قابل قبولی پیشبینی کند. حذف برخی میکروارگانیسم ها می تواندمتأثر از ترکیب اسیدهای صفراوی حاصل از رژیم غذایی باشد. اسیدهای صفراوی دارای خصوصیان میکروب کشی هستند که باعث حذف انتخابی برخی جمعیتهای باکتریایی می شود، این موضوع می تواند تا حدودی تغییرات مشاهده شده در تعادل میکروبی بعد از مصرف رژیم های با چربی بالا را توضیح دهد. به طور خلاصه، میکروبیوتا در متابولیسم میزبان مهم است و می تواند در تبدیل موادغذایی وارد بدن شده به ترکیبات مفید یا مضر برای سلامتی نقش کلیدی داشته باشد.
وضعیت اجتماعی-اقتصادی و استرس
فرض بر این است که یک مؤلفه اصلی که وضعیت اجتماعی- اقتصادی پایین را به بیماریهای مزمن مرتبط میکند وجود عوامل استرس زا در زندگی این افراد است. اصطلاح allostatic load برای توصیف اثرات فیزیولوژیکی انباشته شده استرس های طولانی مدت به کار می رود و این عقیده بیش از 20 سال است که دوام یافته است. استرس های طولانی مدت می تواند هم باعث چاقی و هم افزایش خطر مرگ و میر ناشی از بیماریهای قلبی و عروقی شود. موقعیت اجتماعی و مالی پایین در جامعه افراد را مستعد تعدادی عوامل استرس زای در هم پیچیده می کند که لزوما افراد با وضعیت اجتماعی- ااقتصادی بالا آن عوامل را تجربه نمی کنند، مثل استرس مالی، تغییر شغل، تبعیض، زندگی پرهیاهو، استرس های اجتماعی، کاهش دسترسی به خدمات سهداشتی و سلامتی و غیره. وضعیت اجتماعی و استرس های محیطی با سلامتی ارتباط دارند. یک مطالعه کوهورت آینده نگر نشان داده است که دریافت کمک و حمایت از خویشاوندان یا همسر می تواند مرگ و میر را 19% و از یک مجموعه از دوستان با تعاملات منظم با 6 یا 7 دوست 24% کاهش دهد این موضوع نشان می دهد که تلاش برای داشتن روابط خویشاوندی قوی می تواند یکی از مفیدترین گزینه های سلامتی-بهداشتی باشد. یک مطالعه اخیر نشان داد که مرگ و میر افزایش یافته حاصل از وضع اجتماعی پایین از زندگی در محله های محروم جدا نیست و همچنین اینکه استرس هایی که اثرات ناسازگار allostatic load را سبب می شوند، ممکن است ماهیت اجتماعی و اقتصادی- بیولوژیکی داشته باشند. افرادی که حمایت اجتماعی پایینی دریافت می کنند بیماریهای قلبی و عروقی بیشتری دارند و این بیماریها نسبت به سایر علل بیشترین علت مرگ و میر در میان این افراد است. در واقع یک مطالعه در میمون رزوس نشان داد که اختلالات در وضعیت اجتماعی می تواند اثرات مستقیم روی سیستم ایمنی ذاتی و آداپتیو داشته باشد. به طور خاص سلول های NK و TH به تغییرات بیان ژن در پاسخ به تغییرات وضعیت اجتماعی حساس بودند و زنان با وضع نامناسب گرایش بیشتری به التهاب از طریق فعالسازی مسیر MYD88 داشتند. فیبرهای اعصاب سمپاتیک مستقیما به ارگان های ایمنی اولیه و ثانویه مثل مغز استخوان، تیموس و طحال که به ترتیب محل تولید، آموزش و عمل به عنوان مراکز پیام رسانی سیستم ایمنی آداپتیو هستند، متصل اند. استرس با بیان سایتوکاین های مختلف مرتبط است و انواع مختلف استرس سیستم ایمنی را به طور متفاوتی تحت تأثیر قرار می دهد. استرس های مزمن و آسیب زا می توانند منجر به تحریک سطوح بالایی از IL-6 در گردش شوند که یک سایتوکاین التهاب زا با نقش پیچیده در سلامتی است.
IL-6 در گردش یک فاکتور خطر برای چندیدن بیماری مزمن از جمله بیماری قلبی و عروقی و نقصهای متابولیک است. سطوح بالای هر کدام از سایتوکاین های در گردش با خطر 38 درصدی حمله قلبی در ارتباط است، و پروتئین CRP و سایتوکاین IL-6 با ایجاد افسردگی همراه هستند. موشهای Il6-knockout به استرس های القا کننده افسردگی مقاوم هستند، و برخی داروهای ضد افسردگی هم باعث کاهش سطح سرمی IL-6 می شوند.
تا همین اواخر ارتباطات بین عملکرد عصبی و میکروبیوتا بررسی نشده بود. اما اکنون مشخص شده است که ارتباطات مهمی وجود دارد. عصب واگوس مغز را به روده ها متصل می کند و قادر به انتقال تغییرات از محیط التهابی روده به مغز است. در یک مطالعه نشان داده شد که استرس ناشی از اختلال اجتماعی تنوع میکروبیوتا دستگاه گوارش را کاهش می دهد، از جمله کاهش فراوانی نسبی جنس Coprococcus و Dorea که هر دو جزء باکتری های تولید کننده بوتیرات هستند. به طور مشابه موشهای نری که در یک آزمایش شرایط نقص اجتماعی مکرر را تجربه کردند دچار کاهش تنوع میکروبیوتا دستگاه گوارش شدند که منجر به بیماری می گردد.
 
شکل2. مثال هایی از چگونگی اثر ات درآمد بر سلامت از طریق اثرات فیزیولوژیکی فیبرها. فیبر رژیم غذایی مثالی مهم از این است که چگونه میکروبیوتا غذای دریافتی فرد را به خروجی های فیزیولوژی و ایمونولوژی تبدیل می کند. کربوهیدرات های غیر قابل هضم غذا توسط برخی خانواده های میکروارگانیسم های روده به اسیدهای چرب کوتاه زنجیر (SCFAs) تبدیل می شوند، که هموستاز روده و تحمل ایمونولوژیک را تسهیل می کنند. رژیم غذایی غرب به طور آشکار فاقد فیبر است و جذب فیبر در میان قشر محروم کشورهای ثروتمند حتی کمتر هم  است.

در یک مدل استرس early-life مادر ممکن است مسیرهای استرس عصبی را از طریق محور هیپوتالاموس- هیپوفیز- آدرنال القا کند، اما میکروبیوتا برای آغاز یک رفتار شبه اضطراب و نا امیدی مورد نیاز است، این موضوع نشان می دهد که اکونومی میکروبیوتا به عنوان مکانیسمی برای شروع رفتار مرتبط با استرس عمل می کند. در واقع تلقیح یک SPF micribiota به موشهای Germ-free می تواند منجر به کاهش علائم اضطراب و افزایش عملکرد انتقال دهنده های عصبی شود. با وجود نقص در  early-life microbiota از طریق مصرف آنتی بیوتیک ها در رت های جوان، این موضوع تأثیری بر رفتار اضطرابی آنها طی یک آزمایش رفتارشناسی حیوانات نداشت، اما می تواند باعث افزایش احساس درد در بالغین شود پس میکروبیوتا در احساس درد نقش دارد. یک مطالعه دیگر در انسانها نشان داد که پروبیوتیک ها باعث کاهش اضطراب در یک دوره 30 روزه می شوند. در مجموع این مطالعات نشان می دهد که میکروبیوتا به شدت در احساس درد و سلامتی عصبی نقش دارد، و ارتباط عمیقی با سلامت قشر کم درآمد دارد.
وضعیت اجتماعی- اقتصادی و رژیم غذایی
در یک سیستم غذایی جهانی، کیفیت مواد مغذی غذاها بستگی به تصمیماتی دارد که کل زنجیره غذایی را می سازد. در سال 2012 سه چهارم انرژی در میان خانوارهای ایالات متحده خریداری شد که بیشتر آنها غذاهای فرآوری شده بودند به خصوص غذاهایی که در دسته ready-to-eat قرار دارند. غذاهای فرآوری شده احتمالا مقادیر بالای چربی و شکر دارند در حالی که فاقد فیبر، ویتامین و مواد مغذی میوه و سبزیجات که غنی از آنتی اکسیدان اند، هستند. این غذاها بر ترکیب میکروبیوتا و تأثیر آن بر سیستم ایمنی اثر می گذارند.
از سوی دیگر داشتن منابعی برای تغییر رژیم غذایی به منظور افزایش مزایای شناخته شده غذاهای تازه و مواد مغذی همراه آنها می تواند باعث حفاظت افراد در برابر چنین پیامدهایی باشد. شواهد زیادی مبنی بر نقش میکروبیوتا در میانجی گری اثرات رژیم غذایی و بیماری دارد. برای مثال ellagic acid که در توتها، آجیل و انار یافت می شود، به عنوان یک آنتی اکسیدان قوی ظهور می کند که اثرات ضد التهابی، ضد توموری و تنظیم کننده سیستم ایمنی دارد و ممکن است حتی اثرات چاقی ناشی از رژیم غذایی و سندرم متابولیک را با دخالت میکروبیوتا تخفیف دهد.
فلاونوئیدها توسط میکروبیوتا متابولیزه می شوند و همچنین اثرات مفیدی بر سیستم ایمنی دارند. آنتوسیانین ها، آنتی اکسیدان های فنولیک خانواده فلاونوئید هستند که در میوه ها و سبزیجات بنفش رنگ دیده می شوند، فعالیت ضد التهابی قوی ای دارند. برای مثال آنها فعالیت NF-κB را در مونوسیت ها غیر فعال می کنند و نشان داده شده که آنها التهاب مسیر هوایی را در مدل موشی آسم تخفیف می بخشند  و رشد سلول های سرطانی را نیز مهار می کنند. آنتوسیانین ها و دیگر فلاون ها با کاهش سطح مقاومت انسولین و سطوح پایین تر CRP همراه هستند. مهمتر از همه اینکه به نظر می رسد که آنتوسیانین ها و مشتقات متابولیک آنها ضرورتا توسط میکروبیوتا تغییر می کنند.
Quercetin که یک فلاونول موجود در میوه ها و سبزیجات است، نشان داده شده است که متابولیسم لیپیدهای کبدی را تنظیم می کند و از آدیپوژنزیس و شروع چاقی ناشی از رژیم غذایی جلوگیری می کند. در واقع نشان داده شده است که دزهای بالای Quercetin سندرم متابولیک را جبران می کند. به نظر می رسد که Quercetin بیان سایتوکاین های التهاب زا در ماکروفاژ مثل TNF، IL-6 و IL-1β که یکی از علل اصلی التهاب هستند را کاهش می دهد. همچنین نشان داده شده است که این ماده سبب تغییر چشمگیر ترکیب میکروبیوتا روده از حالت مطلوب متابولیک می شود.
هر کدام از مواد مغذی بحث شده در بالا فقط یکی از چندین ترکیب مفیدی هستند که به فراوانی در غذاهای تازه موجود هستند. به عنوان مثال یک رژیم غذایی از غذاهای تازه فواید وابسته به میکروبیوتا زیادی را به میزبان عرضه می کند، اما چنین رژیمی اغلب پرهزینه است و توسط خانواده های با درآمد بالا استفاده می شود. این مطالعات اثر متقابل بین رژیم غذایی، تغذیه، سلامتی و میکروبیوتا را نشان می دهد و عواقب منفی بالقوه را برای کسانی که نمی توانند به طور منظم غذاهای تازه بخورند آشکار می کند.
با وجود بحث مداوم در مورد سلامتی برخی ساختارهای تغذیه ای، تقریبا به طور جهانی نشان داده شده است که سالم ترین رژیم های غذایی دارای مقادیر زیادی میوه و سبزیجات هستند و نقش حفاظتی آنها در برابر مرگ و میر زودرس به خوبی تأیید شده است. روند اصلی در این میان این است که برخی مواد مغذی سالم تر (همان مواد غذایی ای که به خاطر مشکلات مالی کمتر در دسترس قرار دارند)  میکروبیوتا را تحت تأثیر قرار می دهند. چنین مواد مغذی ای در رژیم های غذایی با انرژی بالا و فاقد مواد مغذی از دست رفته اند که این غذاها اغلب توسط فقرا مصرف می شوند.
نتیجه گیری
وضعیت اجتماعی- اقتصادی پایین مکررا به عنوان یک فاکتور خطر برای بسیاری از شرایط متابولیک مثل چاقی، دیابت نوع دو و CVD محسوب می شود. اگرچه اثرات وضعیت اجتماعی- اقتصادی بر روی سلامتی پیچیده و چند وجهی است، و اگرچه بیماریهای متابولیک اغلب شامل خطر محیطی و ژنتیکی هستند اما نقش فاکتورهای تغذیه ای ناچیز نیست. در این مقاله ما این موضوع را مطرح کردیم که افرادی که نمی توانند (به دلایل مالی یا اجتماعی) نسبت به بقیه مواد غذایی مفید مصرف کنند، غذاهای فرآوری شده ای که مصرف می کنند بر روی متابولیسم پایه ای، سیستم ایمنی، و سلامت کلی آنها در یک روند با حداقل وابستگی به میکروبیوتا اثر می گذارد. ما تأکید می کنیم که این امر احتمالا هم نتیجه ی خوردن مقادیر زیاد مواد غذایی مضر مثل چربی و شکر بالا و ترکیبات فرآوری شده  و هم عدم دریافت مزایای تخمیر فیبر و فواید تنظیم ایمنی وینامین ها و مواد مغذی است. اگرچه ما هنوز همه مکانیسم های درگیر را درک نکرده ایم، اما واضح است که فیبر، ویتامین ها و مواد مغذی در غذاهای تازه و کاملی یافت می شوند که می توانند تغییر میکروبیوتا را سبب شوند به طوری که این تغییر در ارتباط با حفاظت در برابر التهابات خفیف مزمن و اختلالات تنظیم ایمنی ای است که می توانند ایجاد بیماریهای التهابی را تسریع بخشند.
البته هر کسی ممکن است به دلیل انتخاب شخصی رژیم غذایی خود مزایای میکروبیوتا را از دست دهد، اما فاکتورهای اجتماعی و مالی در انتخاب رژیم غذایی مؤثر هستند. افرادی که مشکلات اجتماعی-اقتصادی دارند با چالش calories-per-dollar مواجه می شوند و اثرات پیچیده استرس در زندگی، آنها را به طور ویژه ای آسیب پذیر می کند. مطالعاتی که این ارتباطات را به طور مستقیم خطاب قرار دهند ضرورتا مورد نیاز هستند. ما پیشنهاد می کنیم که این ارتباطات باید در جهت ایجاد تحقیقات معنی دار و سیستم و سیاست های غذایی که به همه مردم عرضه شود، در نظر گرفته شوند.
box3: دستورالعمل هایی برای تحقیقات آینده. اگرچه مطالعات متعدد نتایج فیزیولوژیکی وضعیت اجتماعی-اقتصادی و اثرات فیزیولوژیکی میکروبیوتا را گزارش کرده اند، اما تحقیقاتی که مستقیما به بررسی این موضوع بپردازند که ممکن است زمینه اجتماعی بر تعاملات بین میزبان و میکروارگانیسم اثر بگذارد، محدود باقی مانده اند. در این مطالعه ما عمدتا بر ارتباطات بالقوه بین میکروبیوتا و وضعیت اجتماعی-اقتصادی در میان ساکنان کشورهای ثروتمند تمرکز کردیم، اما تفاوتهای شناخته شده ای وجود دارد که وابسته به زمینه های ملی و فرهنگی است. برای مثال در کشورهای با درآمد کم و متوسط ارتباطات ایمونولوژیکی بین وضعیت اجتماعی-اقتصادی، استرس، رژیم غذایی و بار بیماری های عفونی در مسیرهای متفاوتی بهم می پیوندند. در این شرایط چاقی دیگر آسیب حاصل از فقر نیست اما سوء تغذیه شدید و اثرات مرتبط با آن بر روی سیستم ایمنی و میکروبیوتا احتمالا بسیار شایع است. علاوه بر این یافته ها مورد بحث در این مقاله عموما وابسته به هم هستند. تحقیقات بیشتری که مستقیما اثر فاکتورهای اجتماعی را بر روی میکروبیوتا و سیستم ایمنی بررسی کنند، درک ما را در این موضوع به طور گسترده ای افزایش خواهند داد.


CAPTCHA code
دفعات مشاهده: 605 بار   |   دفعات چاپ: 245 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به انجمن ایمونولوژی و آلرژی ایران می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2015 All Rights Reserved | Iranian Society for Immunology and Allergy

Designed & Developed by : Yektaweb