تكشف الأبحاث التي أجريت على الميكروبيوم المعوي عن أنواع بروبيوتيك جديدة محتملة يمكن أن تحدث ثورة في الطب. ميكروبيوم الأمعاء هو نظام معقد ومتنوع يتكون من مادة وراثية من تريليونات من الكائنات الحية الدقيقة (ميكروبيوتا). لا شك أن الميكروبيوم يساهم بشكل كبير في صحتنا وعافيتنا.

تظهر الأبحاث أن الميكروبيوم يؤثر بعمق على الأنظمة المختلفة ويلعب أدوارًا حساسة في الجهاز الهضمي والمناعة والصحة العقلية. قد يؤدي عدم التوازن في الميكروبيوم المعوي إلى مجموعة متنوعة من المشكلات، بدءًا من الأعراض العرضية لضيق الجهاز الهضمي مثل الغازات والانتفاخ إلى تحديات جهازية أوسع مثل السمنة والسكري ومرض الزهايمر والالتهاب وما إلى ذلك.

تعد بكتيريا Akkermansia muciniphila مثيرة للاهتمام بشكل خاص لأنها تلعب دورًا رئيسيًا في صحة بطانة الأمعاء بالإضافة إلى تعزيز عمل الأنسولين بشكل أفضل للمساعدة في مكافحة السمنة والتحكم في نسبة السكر في الدم. لا تقتصر التأثيرات على تأثيرات البروبيوتيك الحي فحسب بل على بعض المركبات التي تصنعها البكتيريا نفسها.

كنتيجة لذلك، ثبت أن A. muciniphila تكون أكثر فعالية عندما تكون ميتة مقارنة بالحية. وهي ليست وحدها في هذا التأثير؛ العديد من الكائنات الحية المجهرية المنتجة لحمض اللاكتيك، مثل أنواع Lactobacillus و Bifidobacter، كانت فعالة أيضًا عندما تقتل بالحرارة. إن فعالية هذه الميكروبات "الزومبي" أو الميتة تتحدى العقيدة التجارية القائلة بأن بكتيريا بروبيوتيك الفعالة الوحيدة تعيش كما يتم التعبير عنها في وحدات تكوين المستعمرات (CFUs). ليس هذا هو الحال بالنسبة لبكتيريا A. muciniphila.

ما الذي يجعل بكتيريا Akkermansia muciniphila مهمة؟

تلعب بكتيريا Akkermansia muciniphila دورًا مهمًا في صحة الطبقة المخاطية، حيث تحمي الخلايا التي تبطن القناة المعوية. هذا هو السبب في أنها أعطيت اسم سلالة muciniphila - اللاحقة اللاتينية phila تعني الحب. لذا ، فإن muciniphila يترجم إلى "حب الميوسين".

A. muciniphila يعمل مع الخلايا الظهارية التي تبطن الأمعاء لإنتاج الميوسين. وهذا يلعب دورًا كبيرًا في حماية بطانة القناة الهضمية من التلف. ليس من المستغرب أن ترتبط المستويات الأعلى من A. muciniphila بتحسين وظيفة الحاجز المعوي، وانخفاض نفاذية الأمعاء (تسرب الأمعاء)، وتحسين وظائف الجهاز الهضمي والامتصاص بشكل عام. بدون كمية كافية من A. muciniphila، يتم اختراق حاجز الأمعاء، مما يؤدي إلى امتصاص السموم المشتقة من الأمعاء التي تحفز جهاز المناعة بشكل مفرط وتنتج الكثير من الالتهابات. يمكن أن تؤدي هذه السموم المشتقة من الأمعاء أيضًا إلى حالة تعرف باسم مرض الكبد الدهني غير الكحولي وتنتج تأثيرات التهابية جهازية يمكن أن تؤدي إلى التهاب المفاصل واضطرابات الجلد وأمراض القلب والأوعية الدموية واضطرابات الدماغ. 1-6

A. muciniphila ومرض السكري

جميع التأثيرات على طبقة الميوسين من Akkermansia muciniphila مثيرة، لكن ما يجعل الباحثين متحمسين هو تأثيرها على مرض السكري والسمنة.

مع انخفاض مستويات A. muciniphila في الميكروبيوم البشري، تزداد السمنة والسكري والالتهابات واضطرابات التمثيل الغذائي. ومع ارتفاع مستويات A. muciniphila في الميكروبيوم البشري، تنخفض معدلات السمنة والسكري والالتهابات واضطرابات التمثيل الغذائي. الافتراض هو أن هذه الاضطرابات مرتبطة بوظيفة الحاجز المعوي المتغير بسبب انخفاض حماية الميوسين، مما يؤدي إلى امتصاص العديد من السموم المشتقة من الأمعاء التي تؤدي إلى تحفيز سلسلة من الأنظمة المختلفة التي تعزز الالتهاب المزمن ومقاومة الأنسولين.

ماذا تقول الأبحاث عن A. muciniphila؟

نُشرت أول تجربة إكلينيكية بشرية تتضمن بكتيريا Akkermansia muciniphila في الطبعة الإلكترونية من Nature Medicine في 1 يوليو 2019. تم اختيار 32 شخصًا يعانون من مرض ما قبل السكري ودليل على متلازمة التمثيل الغذائي (السمنة في البطن، وارتفاع نسبة الدهون في الدم، وارتفاع ضغط الدم، وما إلى ذلك) للحصول على دواء وهمي أو بكتيريا A. muciniphila الحية أو المقتولة بالحرارة (مبسترة). تناولت مجموعات العلاج النشطة التي تناولت A. muciniphila حوالي 10 مليارات بكتيريا (سواء كانت حية أو ميتة) يوميًا لمدة ثلاثة أشهر.

كان الغرض الأساسي من الدراسة هو تقييم السلامة. اجتازت بكتيريا A. muciniphila هذا الاختبار بمنتهي السهولة. كما أظهر التأثيرات التي لوحظت على علامات متعددة لعملية التمثيل الغذائي والصحة العامة. بالمقارنة مع الدواء الوهمي، زادت حساسية الأنسولين بينما تحسنت نسبة الكوليسترول الكلي وبعض علامات الالتهاب ووظائف الكبد. كان هناك أيضًا انخفاض كبير في عدد خلايا الدم البيضاء لدى أولئك الذين تناولوا البكتيريا. يُعتقد أن تقوية الحاجز المعوي أدى إلى انخفاض امتصاص السموم المشتقة من القناة الهضمية التي تؤدي إلى زيادة مستويات خلايا الدم البيضاء. يعد امتصاص السموم المشتقة من الأمعاء عاملاً ضخمًا في التسبب في ضعف وظائف الكبد.

هنا هو الجزء المثير من الدراسة، لقد تفوقت البكتيريا الميتة على البكتيريا الحية. لقد كنت أؤكد على هذا التأثير لبعض البروبيوتيك لسنوات، ولكن بشكل أساسي لم ينتبه أحد. يركز السوق على وحدات تشكيل المستعمرات أكثر من البيانات السريرية. هذا خطأ. يجب أن يكون التركيز على الأشكال والجرعات المختبرة سريريًا.

هناك مجموعة متزايدة من الأبحاث حول البروبيوتيك الميتة وغير القابلة للتطور والنمو، بما في ذلك فعاليتها في الإسهال والتهابات الجهاز الهضمي، وتعزيز نظام المناعة وتنظيمه، وتعديل ميكروبات الأمعاء، والتعافي من إصابة الأمعاء.

تُعرف هذه المستحضرات البكتيرية باسم "البروبيوتيك الشبح" و "بوستبيوتيكس" و "البروبيوتيك المعطل" والآن "باربيوتيك". فوائد بعض المنتجات لا علاقة لها بكون الكائن الحي على قيد الحياة أم لا، بل ترجع إلى المكونات الخلوية الفريدة للبكتيريا الموجودة، سواء كانت البكتيريا حية أو ميتة. 8. وهذه هي النقطة في حالة بكتيريا A. muciniphila.

إن إحدى السمات الهامة لـ A. muciniphila هي أنها "لزجة" للغاية لأنها مغطاة بجزيئات تعرف باسم السكاريد الخارجية المتعددة. تمنع هذه المركبات اللزجة خلايا الدم البيضاء من تكسير البروتين المفيد المعروف باسم Amuc_1100، الموجود في غشاء الخلية المحيط بـ A. muciniphila. اتضح أن هذا البروتين هو سر التأثيرات المفيدة للبكتيريا.

عندما يتم إعطاء Amuc_1100 المنقى للفئران فإنه يمارس نفس تأثيرات البكتيريا الحية أو المقتولة بالحرارة. تنتج البكتيريا المقتولة بالحرارة تأثيرات أفضل من الشكل الحي لـ A. muciniphila لأنها تزيل طلاء السكاريد الخارجية المتعددة ولكنها تترك بروتين Amuc_1100 سليمًا. ثم يعمل Amuc_1100 على الخلايا التي تبطن الأمعاء لتشديد الفراغ بين الخلايا وتقليل الالتهاب ومنع امتصاص السموم المشتقة من الأمعاء التي تؤدي إلى مقاومة الأنسولين ومرض الكبد الدهني غير الكحولي والسمنة ومرض السكري من النوع 2. 1-6

A. muciniphila والتحكم في نسبة السكر في الدم

باعتبارها بروبيوتيك، قد تساعد Akkermansia muciniphila الحية في تحسين مستوى البكتيريا في ميكروبيوم الأمعاء. ويمكن أن تؤدي هذه الزيادة إلى فوائد سريرية. تضمنت دراسة أخرى مزدوجة التعمية 76 شخصًا مصابًا بداء السكري من النوع 2 تركيبة بروبيوتيك تحتوي على بكتيريا A. muciniphila حية مع أربعة أنواع بكتيريا أخرى: Clostridium beijerinckii و Clostridium butyricum و Bifidobacterium infantis و Anaerobutyricum hallii. 9شهد الأشخاص في مجموعة البروبيوتيك، الذين كانوا يتناولون أيضًا عقار ميتفورمين مع هذا البروبيوتيك بجرعة 3 كبسولات مرتين يوميًا لمدة 12 أسبوعًا، تحسنًا في التحكم في نسبة السكر في الدم مقارنة بمجموعة الدواء الوهمي.

على وجه التحديد، بعد 12 أسبوعًا من المكملات مقارنةً بالقياس الأساسي، لوحظت تحسينات متواضعة في قياسات السكر في الدم في اختبار قياسي لمدة 3 ساعات لقياس تحمل الوجبة ومستويات A1C. A1C هو قياس للتحكم في نسبة السكر في الدم لمدة 3 أشهر. بعد 12 أسبوعًا من مكملات البروبيوتيك، انخفض قياس A1C بنسبة 0.6٪. يجب اكتشاف مقدار مساهمة A. muciniphila في التحسن لأن البكتيريا الأخرى لديها بعض الإجراءات في دعم التحكم في نسبة السكر في الدم أيضًا.

تعزيز نمو A. muciniphila في الميكروبيوم المعوي

على الرغم من أن Akkermansia muciniphila متاح الآن كبروبيوتيك، إلا أنه من الضروري أيضًا الاستفادة من العوامل الغذائية التي تدعم نمو هذه البكتيريا. غالبًا ما تكون الكائنات الحية المناسبة في الميكروبيوم موجودة بالفعل؛ تحتاج إلى تغذية مثل العشب يحتاج إلى التربة والأسمدة المناسبة.

التركيز على إنشاء "تربة" و "أسمدة" مناسبة لزراعة A. muciniphila وغيرها من البروبيوتيكات المفيدة أمر مهم في إنشاء الميكروبيوم الأمثل. أثبتت بعض الأشياء فعاليتها في تعزيز نمو A. muciniphila وأبرزها نظامFPDMAP، والفلافونويد، وزيوت السمك، والبربرين.

ما هو نظام FODMAP الغذائي؟

FODMAP هو اختصار لـ:

  • F: قابلة للتخمير - الأطعمة التي يتم تفتيتها (تخميرها) بسرعة بواسطة البكتيريا في الأمعاء الغليظة
  • O: أوليغوساكاريدس - أوليجو تعني "قليل"، والسكاريد تعني السكر. تتكون هذه الجزيئات من سكريات فردية مرتبطة ببعضها البعض في سلسلة. الفاصوليا هي مصدر شائع للسكريات قليلة السكاريد.
  • D:السكريات الثنائية - تعني كلمة "di" جزيئين من السكر، لذا فإن السكريات ثنائي السكاريد يتكون من جزيئين من السكر مترابطين معًا. السكروز هو من ثنائي السكاريد.
  • M: السكريات الأحادية - تعني كلمة "mono" أحادية، لذا فإن السكاريد الأحادي هو جزيء سكر واحد. الفركتوز أحادي السكاريد.
  • A: و
  • P: البوليولات - هي كحول سكري غالبًا ما تستخدم كمحليات. بعض الأمثلة هي إكسيليتول، مالتيتول، وإريثريتول.

ليست كل أطعمة FODMAP معززة للصحة. فيما يلي قائمة ببعض الأطعمة والمكونات الشائعة التي تحتوي على نسبة عالية من أطعمة FODMAP المعززة للصحة والتي يمكن أن تعزز نمو A. muciniphila: 10

  • الخضار: الخرشوف، الهليون، البروكلي، الشمندر، براعم بروكسل، الملفوف، القرنبيط ، الثوم، الشمر، الكراث، الفطر، البامية، البصل، البازلاء، والقفلوط.
  • الفاكهة: التفاح، المشمش، التوت الأسود، التوت البري، الكرز، التمر، التين، الكمثرى، الخوخ، البطيخ.
  • البقوليات: الفاصوليا، الحمص، العدس، الفاصوليا الحمراء، الفاصوليا المطبوخة، فول الصويا.
  • الحبوب الخالية من الجلوتين: الشوفان، القطيفة، القمح، الأرز (البني، الأبيض، البري)، الدخن، الكينوا، والذرة الرفيعة

الفلافونويد يعزز نمو A. muciniphila

مركبات الفلافونويد عبارة عن أصباغ نباتية ومركبات تعزز الصحة توجد في التوت، والعديد من الفواكه الأخرى، والشاي الأخضر، والشكولاتة الداكنة، والخضروات ذات الأوراق الخضراء، والبقوليات. تعتبر هذه المركبات ضرورية لصحة الميكروبيوم. لقد ثبت أن مركبات الفلافونويد تزيد بشكل كبير من نمو بكتيريا A. muciniphila. 10,11. كما توفر مصادر الفلافونويد الغذائية مكونات أخرى (مثل ألياف البريبيوتيك) والتي تعزز صحة الميكروبيوم. يعتبر الفلافونويد كيرسيتين خيارًا جيدًا لمن يبحثون عن دعم إضافي، وكذلك مستخلصات الرمان أو بذور العنب أو لحاء الصنوبر أو الشاي الأخضر أو التوت الأزرق.

تزيد زيوت السمك من نمو بكتيريا A. muciniphila

الأحماض الدهنية أوميغا 3 في زيوت الأسماك، وخاصة حمض إيكوسابنتاينويك (EPA) وحمض الدوكوساهيكسانويك (DHA)، لها تأثيرات عميقة على الميكروبيوم، بما في ذلك القدرة على دعم مستويات متزايدة من A. muciniphila. 13

البربرين يزيد من نمو بكتيريا A. muciniphila

البربرين هو مادة شبه قلوية توجد في العديد من النباتات، ولا سيما في جولدينسال (Hydrastis canadensis) والبرباريس (Berberis vulgaris). يمارس البربرين تأثيرات مفيدة كبيرة على صحة الجهاز الهضمي والميكروبيوم، بما في ذلك زيادة مستويات A. muciniphila. يفسر هذا التأثير جزئيًا نتائجه الإيجابية التي شوهدت في مكملات البربرين في التجارب السريرية في تحسين نسبة السكر في الدم، وتعزيز إدارة الوزن، ودعم مستويات الدهون الطبيعية في الدم ، وتحسين وظائف الكبد.

ملاحظات نهائية

تتمثل إحدى الميزات المفيدة لمعظم الأنظمة الغذائية الصحية، مثل حمية البحر الأبيض المتوسط، في أنها مصدر غني بالمركبات التي تعزز نمو A. muciniphila.

غالبًا ما تكون الأنظمة الغذائية الشائعة مثل حمية الكيتو وحمية باليو مفتقرة للأطعمة التي تعزز هذا الكائن الحي الحيوي. قد يكون من الضروري لهؤلاء الأفراد أن يكملوا نظامهم الغذائي بالبريبيوتكس، والمستخلصات الغنية بالفلافونويد، وزيوت السمك، والأشكال المركزة من الأطعمة النباتية مثل شبيرولينا، وعصير عشب الشعير، وغيرها من المنتجات الخضراء.

المراجع:

  1. Pellegrino A, Coppola G, Santopaolo F, et al. Role of Akkermansia in Human Diseases: From Causation to Therapeutic Properties. Nutrients. 2023 Apr 8;15(8):1815. 
  2. Jian H, Liu Y, Wang X, et al. Akkermansia muciniphila as a Next-Generation Probiotic in Modulating Human Metabolic Homeostasis and Disease Progression: A Role Mediated by Gut-Liver-Brain Axes? Int J Mol Sci. 2023 Feb 15;24(4):3900.
  3. Cani PD, Depommier C, Derrien M, et al. Akkermansia muciniphila: a paradigm for next-generation beneficial microorganisms. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022 Oct;19(10):625-637. doi: 10.1038/s41575-022-00631-9. Epub 2022 May 31. Erratum in: Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022 Jun 23;: PMID: 35641786.
  4. Zhang T, Li Q, Cheng L, Buch H, Zhang F. Akkermansia muciniphila is a promising probiotic. Microb Biotechnol. 2019 Nov;12(6):1109-1125.
  5. Rodrigues VF, Elias-Oliveira J, Pereira ÍS, et al. Akkermansia muciniphila and Gut Immune System: A Good Friendship That Attenuates Inflammatory Bowel Disease, Obesity, and Diabetes. Front Immunol. 2022 Jul 7;13:934695.
  6. Sanjiwani MID, Aryadi IPH, Semadi IMS. Review of Literature on Akkermansia muciniphila and its Possible Role in the Etiopathogenesis and Therapy of Type 2 Diabetes Mellitus. J ASEAN Fed Endocr Soc. 2022;37(1):69-74.
  7. Depommier C, Everard A, Druart C, et al. Supplementation with Akkermansia muciniphila in overweight and obese human volunteers: a proof-of-concept exploratory study. Nat Med. 2019 Jul;25(7):1096-1103.
  8. Monteiro SS, Schnorr CE, Pasquali MAB. Paraprobiotics and Postbiotics-Current State of Scientific Research and Future Trends toward the Development of Functional Foods. Foods. 2023 Jun 16;12(12):2394.  
  9. Perraudeau F, McMurdie P, Bullard J, et al. Improvements to postprandial glucose control in subjects with type 2 diabetes: a multicenter, double-blind, randomized placebo-controlled trial of a novel probiotic formulation. BMJ Open Diabetes Res Care. 2020 Jul;8(1):e001319.
  10. Chu N, Chan JC, Chow E. Is a diet high in FODMAPs as a novel dietary strategy in diabetes? Clin Nutr. 2022 Oct;41(10):2103-2112.
  11. Xu B, Qin W, Xu Y, et al. Dietary Quercetin Supplementation Attenuates Diarrhea and Intestinal Damage by Regulating Gut Microbiota in Weanling Piglets. Oxid Med Cell Longev. 2021 Dec 13;2021:6221012. doi: 10.1155/2021/6221012. PMID: 34950418; PMCID: PMC8689231.
  12. Rodríguez-Daza MC, de Vos WM. Polyphenols as Drivers of a Homeostatic Gut Microecology and Immuno-Metabolic Traits of Akkermansia muciniphila: From Mouse to Man. Int J Mol Sci. 2022 Dec 20;24(1):45.
  13. Roussel C, Anunciação Braga Guebara S, et al. Short-term supplementation with ω-3 polyunsaturated fatty acids modulates primarily mucolytic species from the gut luminal mucin niche in a human fermentation system. Gut Microbes. 2022 Jan-Dec;14(1):2120344.
  14. Dong C, Yu J, Yang Y, Zhang F, Su W, Fan Q, Wu C, Wu S. Berberine, a potential prebiotic to indirectly promote Akkermansia growth through stimulating gut mucin secretion. Biomed Pharmacother. 2021 Jul;139:111595.