بدن انسان تنها از سلولهای انسانی تشکیل نشده است. تریلیونها میکروارگانیسم در بخشهای مختلف بدن، از جمله پوست، دهان، دستگاه گوارش، مجاری تنفسی و دستگاه تناسلی زندگی میکنند و با بدن انسان تعامل دارند.
مجموعه این میکروارگانیسمها و ژنهای آنها، یک زیستبوم پیچیده را تشکیل میدهد که میکروبیوم انسانی (Human Microbiome) نامیده میشود. ترکیب میکروارگانیسمها در بخشهای مختلف بدن یکسان نیست و شرایط محیطی، فیزیولوژیک و ایمنی هر ناحیه، نوع و میزان میکروارگانیسمهای آن را تعیین میکند.
امروزه شناخت میکروبیوم انسانی و میکروبیوتای روده به یکی از موضوعات مهم در پزشکی و علوم زیستی تبدیل شده است؛ زیرا این میکروارگانیسمها در فرآیندهایی مانند حفظ سدهای مخاطی، عملکرد سیستم ایمنی، متابولیسم و حفظ تعادل زیستی بدن نقش دارند.
در این مقاله با مفهوم میکروبیوم و میکروبیوتا، نقش آنها در سلامت، ارتباط میکروبیوم روده با سرطان آشنا میشویم.
میکروبیوم انسانی چیست؟
میکروبیوم انسانی به مجموعه کامل ژنومهای تمامی میکروارگانیسمهایی گفته میشود که در یک زیستبوم مشخص زندگی میکنند. بدن انسان میزبان تعداد بسیار زیادی از میکروارگانیسمهاست که در نقاط مختلف آن مستقر هستند. این میکروارگانیسمها در زیستگاههایی مانند دهان، روده، پوست، مجاری تنفسی و دستگاه تناسلی یافت میشوند.
ترکیب و تنوع میکروارگانیسمها در هر یک از این نواحی متفاوت است. تفاوت شرایط محیطی، فیزیولوژیک و ایمنی در این بخشها باعث میشود هر قسمت از بدن، جامعه میکروبی نسبتاً منحصربهفردی داشته باشد. این جوامع میکروبی در کنار سلول های انسان، در تنظیم برخی عملکردهای زیستی و حفظ سلامت میزبان نقش دارند.
تفاوت میکروبیوم و میکروبیوتا چیست؟
دو اصطلاح میکروبیوم (Microbiome) و میکروبیوتا (Microbiota) در مطالعات مربوط به میکروارگانیسمهای بدن بسیار استفاده میشوند، اما معنای یکسانی ندارند.
میکروبیوم به مجموعه کامل ژنومهای تمامی ریزجانداران موجود در یک زیستبوم گفته میشود.
در مقابل، میکروبیوتا به اجتماعهای بومشناختی پیچیدهای گفته میشود که شامل گونههای متنوع میکروارگانیسمهای همزیست، همزیان و پاتوژن هستند.
برخی از این میکروارگانیسمها در شرایط طبیعی و هومئوستاتیک بدن بیماری ایجاد نمیکنند و بهعنوان فلور طبیعی یا میکروبیوتای طبیعی شناخته میشوند. این میکروارگانیسمها در حفظ تعادل زیستی و سلامت میزبان نقش دارند.
به زبان ساده، میتوان گفت میکروبیوتا به خود جامعه میکروبی و میکروبیوم به مجموعه ژنومی این جامعه اشاره دارد.
میکروبیوتای انسانی شامل چه میکروارگانیسمهایی است؟
میکروبیوتای انسانی تنها از باکتریها تشکیل نشده است و گروههای مختلفی از میکروارگانیسمها و عوامل زیستی را دربرمیگیرد.
مهمترین اجزای آن عبارتاند از:
- وایروم (Virome) : مجموعه ویروسها
- باکتریوم (Bacteriome) : مجموعه باکتریها
- مایکوبیوم (Mycobiome) : مجموعه قارچها
- پروتوزوآ: تکیاختهها
بنابراین، وقتی از میکروبیوم انسانی صحبت میکنیم، منظور تنها باکتریهای روده نیست؛ بلکه مجموعهای پیچیده از انواع مختلف میکروارگانیسمهاست که در بخشهای مختلف بدن حضور دارند.
نقش میکروبیوتا در سلامت انسان چیست؟
میکروارگانیسمهای همزیست بدن انسان در طول تکامل با میزبان خود ارتباط متقابلی برقرار کردهاند. این ارتباط مجموعهای از عملکردهای مهم را ایجاد کرده است که به حفظ سلامت انسان کمک میکنند.
کمک به استخراج مواد مغذی
برخی مواد موجود در رژیم غذایی در حالت عادی برای بدن انسان قابل دسترس نیستند. میکروارگانیسمهای همزیست میتوانند در استخراج مواد مغذی از این ترکیبات نقش داشته باشند.
حفظ سدهای مخاطی
میکروبیوتا در حفظ و تقویت یکپارچگی سدهای مخاطی بدن نقش دارد. این سدها از بخشهای مهم دفاعی بدن در برابر عوامل محیطی هستند.
کمک به تکامل سیستم ایمنی
تعامل میان میکروارگانیسمهای همزیست و بدن انسان در تکامل و بلوغ دستگاه ایمنی نقش دارد.
حفظ هومئوستاز
میکروبیوتا در حفظ هومئوستاز یا تعادل پایدار زیستی بدن مشارکت میکند.
میکروبیوم روده و ارتباط آن با سرطان
یکی از مهمترین حوزههای پژوهش درباره میکروبیوم، بررسی ارتباط میکروبیوتای روده با سرطان است.
تغییر در ترکیب و عملکرد میکروبیوتای روده میتواند از مسیرهای مختلف با فرآیندهای مرتبط با سرطان ارتباط داشته باشد. این ارتباط در سرطانهای مختلف از جمله سرطان کبد و مجاری صفراوی، سرطان معده، سرطان پستان و سرطان روده بزرگ (کولورکتال) مورد توجه قرار گرفته است.
میکروبیوم روده و سرطان کبد و مجاری صفراوی
روده و کبد از طریق سیستم ورید باب با یکدیگر ارتباط دارند. به همین دلیل، باکتریها و متابولیتهای تولیدشده توسط میکروبیوتای روده میتوانند از طریق سیستم وریدی باب یا پورت (Portal Venous System) در معرض کبد قرار گیرند.
از جمله مکانیسمهای مطرح در ارتباط میکروبیوتای روده با سرطان کبد و مجاری صفراوی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- قرار گرفتن کبد در معرض باکتریها و متابولیتها از طریق سیستم ورید باب
- تولید اسیدهای صفراوی ثانویه که ممکن است عملکرد سلولهای NKT را تغییر داده و رشد تومورهای اولیه و متاستاتیک را تحت تأثیر قرار دهد.
- ایجاد آسیب DNA و هپاتوتوکسیسیتی توسط اسیدهای صفراوی ثانویه و سایر مکانیسمها
- القای استئاتوهپاتیت غیرالکلی و شرایط دیگری که میتوانند زمینهساز سیروز کبدی و تشکیل سرطان شوند.
میکروبیوم روده و سرطان معده
میکروبیوتا میتواند از طریق ایجاد یک وضعیت التهابی مزمن و همچنین اثرات مستقیم ژنوتوکسیک بر مخاط معده، با فرآیندهای مرتبط با سرطان معده ارتباط داشته باشد.
مهمترین مکانیسمهای مطرح عبارتاند از:
- القای التهاب مزمن
- ایجاد اثرات مستقیم ژنوتوکسیک و آسیب به DNA مخاط معده
میکروبیوتا و سرطان پستان
ارتباط میان میکروبیوتا و سرطان پستان نیز مورد توجه قرار گرفته است.
از جمله مکانیسمهای مطرح در این زمینه:
- تأثیر بر سطح استروژنهای گردشکننده
- تغییر تعادل در متابولیسم انرژی
میکروبیوم روده و سرطان کولورکتال
سرطان کولورکتال یکی از مهمترین زمینههای مطالعه ارتباط میان میکروبیوم و سرطان است.
تغییر در ترکیب و عملکرد میکروبیوتای روده میتواند از مسیرهای مختلفی بر فرآیندهای مرتبط با سرطان کولورکتال اثر بگذارد.
این مکانیسمها شامل موارد زیر هستند:
- ایجاد التهاب مزمن در اثر سموم یا تغییر در مسیرهای سیگنالدهی
- افزایش التهاب در نتیجه تخریب سد طبیعی مخاط
- تولید سموم با اثر مستقیم ژنوتوکسیک
- افزایش تولید موضعی گونههای واکنشپذیر اکسیژن
- القای فعالیت رونویسی سرطانزایی که ممکن است از طریق مسیرهای سیگنالدهی β-catenin-Wnt انجام شود.
- اختلال در عملکرد ایمنی ضدتومور
این موارد نشان میدهند که ارتباط میان میکروبیوتای روده و سرطان میتواند از مسیرهای مختلفی مانند التهاب، آسیب DNA، تغییرات متابولیکی و تنظیم پاسخ ایمنی شکل بگیرد.
آیا تنظیم میکروبیوم روده میتواند در درمان سرطان نقش داشته باشد؟
تنظیم و بازتعادل میکروبیوم روده بهعنوان یک استراتژی نوین در بهبود پاسخهای درمانی بیماران مبتلا به سرطان مورد توجه قرار گرفته است.
یکی از روشهای مطرح در این زمینه، پیوند میکروبیوتای مدفوعی (FMT) است. در این روش، جامعه میکروبی موجود در روده یک فرد سالم به دریافتکننده منتقل میشود تا ترکیب میکروبی روده تغییر کرده و تعادل آن بهبود پیدا کند.
در کنار FMT، روشهایی مانند استفاده از پروبیوتیکها، پریبیوتیکها و رژیمهای غذایی هدفمند نیز مورد توجه قرار گرفتهاند.
این رویکردها میتوانند با حمایت از عملکرد سد مخاطی، تنظیم پاسخ ایمنی و فراهمکردن شرایط مناسب برای رشد و فعالیت گونههای میکروبی مفید، در مطالعات مرتبط با درمان سرطان مورد بررسی قرار گیرند.
در مجموع، تعدیل میکروبیوم روده چشماندازی جدید در پزشکی دقیق و درمانهای کمکی سرطان ایجاد کرده است.
جمعبندی
میکروبیوم انسانی یک اکوسیستم پیچیده از میکروارگانیسمها و ژنهای آنهاست که در بخشهای مختلف بدن زندگی میکنند. باکتریها، ویروسها، قارچها و تکیاختهها هر یک بخشی از این اکوسیستم را تشکیل میدهند.
در میان این بخشها، میکروبیوم روده اهمیت ویژهای دارد؛ زیرا با فرآیندهایی مانند متابولیسم، حفظ سد مخاطی و عملکرد سیستم ایمنی ارتباط دارد.
تغییر در ترکیب و عملکرد میکروبیوتای روده میتواند با بیماریهای مختلف از جمله برخی سرطانها ارتباط داشته باشد. به همین دلیل، مطالعه ارتباط میان میکروبیوم، بدن انسان و بیماری به یکی از حوزههای مورد توجه در پزشکی و پژوهشهای زیستی تبدیل شده است.
در کنار باکتریها، باکتریوفاژهای روده نیز بخشی از این اکوسیستم هستند و میتوانند با تنظیم جمعیت باکتریایی، التهاب و تعاملات میکروبی بر پویایی میکروبیوم اثر بگذارند.
شناخت بهتر این ارتباطات میتواند در آینده به توسعه روشهای جدید در تشخیص، پیشگیری و درمان بیماریهای مرتبط با میکروبیوم کمک کند.
سوالات متداول
میکروبیوم انسانی به مجموعه کامل ژنومهای میکروارگانیسمهای موجود در یک زیستبوم گفته میشود. این میکروارگانیسمها در بخشهای مختلف بدن از جمله روده، پوست، دهان و دستگاه تناسلی حضور دارند.
میکروبیوتا به خود جامعه میکروارگانیسمهای موجود در یک محیط گفته میشود، در حالی که میکروبیوم به مجموعه ژنومهای این میکروارگانیسمها اشاره دارد.
میکروبیوم روده در فرآیندهایی مانند استخراج برخی مواد مغذی، حفظ سد مخاطی، عملکرد سیستم ایمنی و حفظ هومئوستاز نقش دارد.
بله. تغییرات میکروبیوم روده در ارتباط با برخی سرطانها از جمله سرطان کبد و مجاری صفراوی، سرطان معده، سرطان پستان و سرطان کولورکتال مورد مطالعه قرار گرفته است.
