تشير التجارب على الحيوانات والملاحظات التي أجريت على البشر إلى أن كمية البرولين المنتشرة في بلازما الفرد لها ارتباط قوي مع شدة الاكتئاب .
تربط مجموعة متزايدة من الأدبيات ميكروبيوم الأمعاء بأعراض الاكتئاب في علاقة دائرية على ما يبدو حيث يؤثر كل منهما على الآخر. ومع ذلك ، فإن العديد من الدراسات حول هذه العلاقة تربط فقط مجموعات سكانية أو أنظمة غذائية معينة بالبكتيريا باضطراب اكتئابي كبير - تاركة أسئلة حرجة مفتوحة حول الآليات الكامنة لكيفية تأثير ميكروبات الأمعاء على الاكتئاب .
اتخذ البحث المنشور في 3 مايو في Cell Metabolism خطوة مهمة نحو سد هذه الفجوات ، مما يدل على وجود علاقة سببية بين شدة الاكتئاب ومستويات المصل من برولين الأحماض الأمينية غير الأساسية ، والتي وجدت الدراسة أنها تعتمد على كل من النظام الغذائي ونشاط بكتيريا استقلاب البرولين في الأمعاء .
"على حد علمي ، هذه هي المرة الأولى التي يُظهر فيها فريقً فعليًا علاقة سببية بين تناول البرولين والسلوك الاكتئابي ،" ساندرين كلاوس ، باحثة التمثيل الغذائي في كينجز كوليدج لندن ، والتي لم تعمل في الدراسة وهي أيضًا رئيسة قسم العلوم ضابط شركة العلاج الميكروبيوم YSOPIA Bioscience ، أخبرت The Scientist عبر البريد الإلكتروني. "أنا غير مدركة لمحور القناة الهضمية المخية بوساطة البرولين . لذلك فهذه آلية عمل جديدة تمامًا ".
النظام الغذائي للاكتئاب: آثار البرولين
وجدت الأبحاث السابقة أن البرولين ، من بين المركبات الغذائية الأخرى ، يبدو أنه يلعب دورًا في اضطراب الاكتئاب الشديد ، ولكن "وجدنا مستويات متزايدة ليس فقط في الاكتئاب الشديد ولكن أيضًا في الأشخاص المصابين بالاكتئاب المعتدل" ، كما قال المؤلف المشارك في الدراسة خوسيه مانويل فرنانديز- ريال ، الباحث في معهد جيرونا للأبحاث الطبية الحيوية ومستشفى الدكتور جوزيب ترويتا ، وكلاهما يقعان في إسبانيا . في الواقع ، ترتبط شدة الأعراض بالبرولين المتداول لدى الأشخاص .
كشف فرنانديز-ريال وزملاؤه النقاب عن هذا عندما قارنوا ردود الناس على استبيان تناول الطعام المكون من 80 عنصرًا مع النتائج في استبيان صحة المريض -9 (PHQ-9) ، وهو مسح سريري شائع لتشخيص وقياس شدة اكتئاب الشخص . . من بين جميع المغذيات الغذائية الواردة في الاستبيان ، يقول فرنانديز-ريال ، "الأكثر ارتباطًا بصفات الاكتئاب هو البرولين على وجه التحديد". عززت اختبارات الدم لدى نفس المشاركين العلاقة بين البرولين والسمات الاكتئابية .
ومع ذلك ، ظهرت بعض التناقضات داخل البيانات التي تطلبت نظرة فاحصة . يوضح فيرنانديز-ريال: "لم يكن كل الأشخاص الذين يعانون من زيادة البرولين في النظام الغذائي قد زادوا من نسبة البرولين في البلازما" ، في إشارة إلى وجود عامل لم يتم اكتشافه بعد. بحثًا عن هذا التفسير ، حدد هو والباحثون الآخرون تركيبات الميكروبيوم للمشاركين البشريين .
تشير الورقة إلى أن معظم الدراسات السابقة التي حاولت أن تفعل الشيء نفسه فشلت في تحقيق دقة على مستوى الأنواع البكتيرية ووصلت إلى نتائج غير حاسمة ومتضاربة . لكن فرنانديز-ريال وزملاؤه استخدموا نهجًا متعدد النطاقات سمح لهم بربط الوظيفة الميكروبية بالمسارات البيولوجية المحددة المرتبطة بالاكتئاب ، ومنح دراستهم مستوى من الدقة يقول فرنانديز ريال إنه يفتقر إلى ما وصفه بالدراسات السابقة الضعيفة.
بالنسبة للمشاركين في الدراسة ، ارتبطت مستويات البرولين في البلازما بوجود ونشاط بكتيريا معينة في الأمعاء - كان لدى الأشخاص الذين لديهم استهلاك مرتفع للبرولين ومستويات أعلى من البرولين في البلازما تركيبة ميكروبيوم مختلفة عن أولئك الذين تناولوا نفس الكمية من البرولين ولكن كانت كمته في الدم لديهم أقل. علاوة على ذلك ، وجد الفريق أن المجتمعات الميكروبية في النوع الأول كانت مرتبطة بالاكتئاب الشديد .
كيف يؤثر ميكروبيوم الأمعاء على الاكتئاب
لتحديد ما إذا كان هناك ارتباط مباشر بين البرولين والاكتئاب ، قام الباحثون بإعادة النظر وتعديل نماذج الفئران و ذبابة الفاكهة سوداء البطن (Drosophila melanogaster) التي استخدموها سابقًا لدراسة كيفية تأثير الميكروبيوم على القدرات المعرفية .
قام الباحثون بإطعام 10 فئران بنظام غذائي قياسي و 10 فئران أخرى بنظام غذائي مكمل بالبرولين ، ثم قاموا بتعريضهم لضغوط تستخدم عادة لتحفيز السلوكيات الشبيهة بالاكتئاب . بعد ستة أسابيع ، كان لدى المجموعة التجريبية مستويات برولين أعلى بشكل ملحوظ في البلازما وأظهرت المزيد من علامات السلوك الاكتئابي ، مثل عدم الاهتمام بماء السكر وانخفاض الحركة أثناء اختبار تعليق الذيل .
لمعرفة كيفية تأثير الميكروبيوم ، أخذ الباحثون عينات براز من 20 متطوعًا بشريًا (تسعة منهم لديهم مستويات عالية من البرولين وجميعهم أظهروا ارتباطًا مباشرًا بين درجات PHQ-9 وبرولين البلازما المنتشر) ووضعوها في مضاد حيوي- الفئران المعالجة ، ونقل الميكروبات البشرية بشكل فعال إلى الحيوانات . عندما خضعت الفئران لاختبار آخر يهدف إلى إحداث سلوكيات اكتئابية ، وجد الباحثون أن سلوك الفئران مرتبط بنتائج PHQ-9 - وبالتالي مستويات البرولين المنتشرة - للمتبرعين بها بالإضافة إلى مزيج الميكروبات الموجودة الآن في أحشائهم . .
أظهرت البيانات أن "ميكروبيوتا معينة تستقلب البرولين وهي ضرورية لتطوير أعراض اكتئاب أكثر أو أقل" ، كما يقول فرنانديز-ريال .
أجرى الباحثون أيضًا تسلسل الحمض النووي الريبي لقشرة الفص الجبهي للحيوانات ، وهي منطقة من الدماغ مرتبطة بالإدراك . كشف ذلك أن الجينات المرتبطة بالسلوكيات الاكتئابية قد تم تنظيمها بعد زرع البراز - وأن التعبير عن جين ناقل البرولين Slc6a20 في الدماغ يرتبط بسلوك الفئران ودرجات PHQ-9 للمتبرعين بالميكروبات .
يقول فرنانديز-ريال: "إن الجراثيم المأخوذة من الأشخاص الذين حصلوا على أعلى درجات الاكتئاب تسببت في سمات عاطفية لدى الفئران". ومن المثير للاهتمام أن قشرة الفص الجبهي للفئران المزروعة أظهرت زيادة في التعبير عن الجينات التي وجدناها أيضًا في أمعاء الأشخاص الذين يعانون من زيادة تناول البرولين ".
من هناك ، انتقل الباحثون إلى تجارب ذبابة الفاكهة ، حيث أخضعوا كلاْ من ذباب التحكم من النوع البري وذباب التحكم CG43066 الخاضع للتنظيم - نسخة ذبابة الفاكهة من sl6a20 - لضغوط لمعرفة ما إذا كانت الناقلات تؤثر على ما إذا كانت الحيوانات تظهر سلوكيات اكتئابية . ثم أجروا نفس الاختبارات على ذبابة الفاكهة المستعمرة بالبكتيريا التي وجدت أنها تزيد أو تقلل من استقلاب البرولين في التجارب السابقة . ووجدت الدراسة أن تنظيم الجين الناقل للبرولين أو استعمار ذبابة الفاكهة ببكتيريا معينة ، وخاصة بعض أنواع Lactobacillus ، يبدو أنه يحمي الذباب من السلوك الاكتئابي .
اكتئاب الحيوان ، أسئلة بشرية
لم يكن الباحثون قادرين على إجراء تجارب مماثلة على الناس ، والتي اعترفوا أنها تحد من الاستنتاجات التي يمكن استخلاصها من عملهم . للمضي قدمًا ، يقول فرنانديز-ريال إنه سيكون من المهم اختبار ، على سبيل المثال ، "ما إذا كانت الأنظمة الغذائية التي تحتوي على محتويات مختلفة من البرولين تؤثر على السمات الاكتئابية وأعراض الاكتئاب".
تقول كريسي سيرجاكي ، الباحثة في الميكروبيوم في وكالة تنظيم الأدوية والرعاية الصحية في المملكة المتحدة والتي لم تشارك في الدراسة ، لموقع The Scientist عبر البريد الإلكتروني أن "استخدام هذه النماذج الحيوانية هو بداية . يمكنها مساعدتنا في فهم تأثير الميكروبيوم على وظائف المخ ، ولكن هذا لا يعني بالضرورة أنه سيعمل بنفس الطريقة في البشر ". ومع ذلك ، تقول إنه نظرًا لعدم إمكانية إجراء تجارب مماثلة على البشر ، فإن النماذج الحيوانية المستخدمة في الدراسة الجديدة يمكن أن تمنح الباحثين "فهمًا أعمق لكيفية تأثير الميكروبيوم على وظائف الكائن الحي الذي يعيشون فيه" ، مضيفة أن " هذه المعرفة يمكن أن تكون ذات قيمة في الطريقة التي نفكر بها في الميكروبيوم عندما ننتقل إلى البشر ".
تعبر كلوز عن مشاعر مماثلة . "نمذجة السلوكيات الاكتئابية في الحيوانات. . . صعبة للغاية "، تكتب. "اعتقدت في الواقع أن نموذج drosophila كان مثيرًا للاهتمام على الرغم من حقيقة أننا لا نستطيع ترجمة الملاحظات السلوكية مباشرة من drosophila إلى البشر. هذه مفيدة لدراسة آليات العمل ".
ومع ذلك ، تضيف كلاوس أن نقص البيانات حول مستويات البرولين المنتشرة في نموذج الفأر ، جنبًا إلى جنب مع إعادة التحليل المتكرر لنفس المجموعة من الناس ، يجعل من الصعب استخلاص استنتاجات نهائية حول آلية التمثيل الغذائي للبرولين الميكروبي وعلاقته بالاكتئاب .
تكتب كلاوس: "يواصل المؤلفون إعادة تحليل نفس المجموعة ، ويصرون على أنهم يجدون دائمًا بصمة جرثومية متسقة مع PHQ-9 والبرولين". "لكن هذا ليس مفاجئًا لأن البرولين مرتبط بدرجة PHQ-9 في هذه المجموعة ، ودرجة PHQ-9 مرتبطة بالتوقيع الميكروبي ."
تثني سيرقاكي على مؤلفي الدراسة لوصفهم قيود عملهم ، مضيفةْ ان دراسات الميكروبيوم من الصعب إعادة إنتاجها وبالتالي التحقق من صحتها . "أعتقد أن جميع علماء الميكروبيوم ينظرون إلى هذه الدراسات بعين ناقدة" ، كما تقول لصحيفة The Scientist. يذكر المؤلفون قيودًا معينة لدراستهم وهي مهمة جدًا . السؤال الأكبر دائمًا هو: الارتباط أم السببية؟ نظرًا لتعقيد النظام ، من الصعب جدًا الإجابة عن هذا السؤال
المصدر :