میراث میکروبی ازدست‌رفته؛ آیا روده انسان‌های اولیه سالم‌تر از ما بود؟

روده انسان میزبان تریلیون‌ها میکروارگانیسم است که در هضم غذا، تنظیم دستگاه ایمنی و حفظ سلامت بدن نقش دارند. این مجموعه که «میکروبیوم روده» نامیده می‌شود، در طول هزاران سال همراه با انسان تکامل یافته است. اما پژوهشی جدید نشان می‌دهد ترکیب این اکوسیستم در چند دهه اخیر، به‌ویژه در کشورهای صنعتی، به‌شدت تغییر کرده و بسیاری از باکتری‌هایی که زمانی همراه همیشگی نیاکان ما بودند، اکنون ناپدید شده‌اند.

به‌گزارشنیویورک تایمزدانشمندان با مطالعه دو جمعیت بومی در آفریقا و آمریکای جنوبی دریافتند که بیش از ۶۰۰ گونه باکتریایی، احتمالاً از ده‌ها هزار سال پیش در دستگاه گوارش انسان حضور داشته‌اند؛ گونه‌هایی که امروزه در روده بیشتر ساکنان کشورهای صنعتی کمیاب‌اند یا اصلاً یافت نمی‌شوند.

یافته‌های پژوهش که در مجلهنیچرمنتشر شده است، این احتمال را مطرح می‌کند که تغییر میکروبیوم روده در جوامع مدرن، در افزایش برخی بیماری‌ها، ازآلرژیگرفته تا اختلالات عصبی مانندزوال عقلنقش داشته باشد. البته پژوهشگران هنوز رابطه علت‌ومعلولی مستقیمی میان ازدست‌رفتن این باکتری‌ها و بیماری‌های یادشده اثبات نکرده‌اند.

میکروبیوم روده انسان همیشه به شکل امروزی نبوده است. نیاکان بسیار دور ما که عمدتاً از گیاهان خام و گوشت تغذیه می‌کردند، مجموعه‌ای از میکروب‌ها را در دستگاه گوارش خود داشتند که با همان رژیم غذایی سازگار شده بود.

دانشمندان تصور می‌کنند که با آغاز استفاده از آتش برای پخت غذا در صدها هزار سال پیش، ترکیب این میکروب‌ها نیز تغییر کرد. تحول بعدی حدود ۱۰هزار سال پیش و هم‌زمان با شکل‌گیری کشاورزی و اهلی‌کردن گیاهان رخ داد.

آنتی‌بیوتیک‌ها اگرچه جان میلیون‌ها انسان را نجات داده‌اند، می‌توانند در کنار باکتری‌های بیماری‌زا، بخشی از میکروب‌های مفید روده را نیز از بین ببرند.

برای بررسی ابعاد این تغییرات، گروهی از پژوهشگران به سرپرستی جاستین زوننبرگ، متخصص میکروبیوم در دانشگاه استنفورد، سراغ جمعیت‌هایی رفتند که هنوز بخش‌هایی از سبک زندگی سنتی نیاکان انسان را حفظ کرده‌اند.

یکی از جمعیت‌های مورد مطالعه، قوم هادزا در تانزانیا بود؛ گروه کوچکی که همچنان بخش زیادی از غذای خود را از شکار حیوانات و جمع‌آوری گیاهان وحشی تأمین می‌کنند. بررسی نمونه‌های مدفوع اعضای این قوم نشان داد که تنوع باکتری‌های روده آن‌ها به‌مراتب بیشتر از ساکنان کشورهای صنعتی است.

به‌گفته زوننبرگ، در روده یک فرد معمولی ساکن کالیفرنیا حدود ۲۷۰ گونه باکتری وجود دارد، درحالی‌که این رقم برای یک فرد معمولی از قوم هادزا به حدود ۷۳۰ گونه می‌رسد. به‌عبارت دیگر، تعداد گونه‌های باکتریایی شناسایی‌شده در روده مردم هادزا تقریباً ۲٫۷ برابر بیشتر است.

اما تفاوت فقط به تعداد باکتری‌ها محدود نمی‌شود. بسیاری از گونه‌هایی که در روده هادزا یافت شده‌اند، در ایالات متحده و دیگر کشورهای صنعتی بسیار نادرند یا اصلاً مشاهده نمی‌شوند.

این یافته پرسش مهمی را پیش روی دانشمندان قرار داد: آیا میکروبیوم هادزا می‌تواند تصویری از باکتری‌های ساکن روده انسان در هزاران سال پیش ارائه دهد؟ برای یافتن پاسخ، پژوهشگران تصمیم گرفتند جمعیت دیگری را بررسی کنند که سبک زندگی مشابهی دارد، اما تاریخ تکاملی‌اش کاملاً متفاوت است.

گروه دوم، قوم سیمانه در جنگل‌های آمازون بولیوی بود. مردم سیمانه در روستاهای دورافتاده زندگی می‌کنند و علاوه بر کشاورزی در مقیاس کوچک، همچنان به شکار و جمع‌آوری خوراک از طبیعت وابسته‌اند.

پژوهشگران با استفاده از روش‌های پیشرفته تحلیل دی‌ان‌ای، باکتری‌های موجود در نمونه‌های مدفوع مردم سیمانه را شناسایی و با نمونه‌های هادزا مقایسه کردند.

نتایج چشمگیر بود: ۸۴۸ گونه باکتریایی میان این دو جمعیت مشترک بودند که در کشورهای صنعتی کمیاب شده‌اند یا دیگر یافت نمی‌شوند. دانشمندان سپس ۶۳۶ گونه فراوان‌تر را برای بررسی دقیق‌تر انتخاب کردند.

تجزیه‌وتحلیل ژنتیکی نشان داد که باکتری‌های مشترک میان دو جمعیت، بسته به محل زندگی میزبانانشان، جهش‌های ژنتیکی متفاوتی پیدا کرده‌اند.

این تفاوت‌ها سرنخ مهمی از گذشته به دست می‌دهند. اگرچه مردم سیمانه و هادزا هزاران سال از نظر جغرافیایی جدا بوده‌اند، همچنان میزبان گونه‌های باکتریایی مشترکی هستند که به‌مرور مسیر تکاملی متفاوتی را طی کرده‌اند.

پژوهشگران بر همین اساس احتمال می‌دهند که بسیاری از این گونه‌ها پیش از جدایی نیاکان دو جمعیت، یعنی ده‌ها هزار سال پیش، در روده انسان حضور داشته‌اند. به‌بیان ساده، آنچه امروز در روده مردم هادزا و سیمانه مشاهده می‌شود، ممکن است بخشی از میراث میکروبی مشترک انسان‌های اولیه باشد.

یافته‌های جدید این احتمال را تقویت می‌کنند که بدن انسان در طول هزاران سال با مجموعه مشخصی از میکروب‌های روده سازگار شده است. بعضی از این باکتری‌ها احتمالاً در تکامل و تنظیم دستگاه ایمنی یا تولید ترکیبات ضروری بدن نقش داشته‌اند.

اما با تغییر سبک زندگی، رژیم غذایی و شرایط بهداشتی، بسیاری از آن‌ها از روده انسان‌های ساکن جوامع صنعتی ناپدید شده و گونه‌های دیگری جای آن‌ها را گرفته‌اند.

زوننبرگ معتقد است که این جابه‌جایی می‌تواند نوعی ناسازگاری میان ژنوم انسان و میکروبیوم امروزی ایجاد کند؛ زیرا بدن ما در طول تکامل با مجموعه متفاوتی از میکروب‌ها سازگار شده بود.

چنین ناسازگاری‌‌ای شاید به افزایش التهاب و اختلال در برخی عملکردهای طبیعی بدن منجر شود. پژوهشگران حتی احتمال می‌دهند بخشی از افزایش بیماری‌های مزمن در جوامع صنعتی با تغییرات میکروبیوم ارتباط داشته باشد.

بااین‌حال، چنین ارتباطی هنوز به معنای اثبات نقش محافظتی این باکتری‌ها نیست. عوامل متعددی، از میزان فعالیت بدنی و رژیم غذایی گرفته تا محیط زندگی، می‌توانند در تفاوت وضعیت سلامت جمعیت‌های سنتی و صنعتی نقش داشته باشند.

شناسایی باکتری‌های ازدست‌رفته ممکن است این تصور را ایجاد کند که بازگرداندن آن‌ها به روده انسان امروزی می‌تواند راهی برای پیشگیری از بیماری‌ها باشد. اما دانشمندان درباره چنین اقدامی هشدار می‌دهند.

ماری-کلر آریتا، متخصص میکروبیوم در دانشگاه آلبرتا که در پژوهش جدید مشارکت نداشته، معتقد است هنوز اطلاعات کافی درباره ۶۳۶ گونه شناسایی‌شده وجود ندارد. برخی از این میکروب‌ها ممکن است خواص مفیدی داشته باشند، اما برخی دیگر احتمالاً می‌توانند باعث عفونت یا مشکلات سلامتی شوند. بنابراین، تنوع بیشتر میکروبیوم لزوماً به معنای سالم‌تر بودن آن نیست.

پژوهش جدید هنوز پاسخ قطعی به این پرسش نمی‌دهد که آیا روده انسان‌های باستان واقعاً سالم‌تر بوده است یا خیر. بااین‌حال، شواهد نشان می‌دهد که انسان امروزی بخش قابل‌توجهی از تنوع میکروبی نیاکانش را از دست داده؛ تغییری که پیامدهای دقیق آن برای سلامت ما همچنان در دست بررسی است.