الأطعمة المعالجة تسرّع تطور بكتيريا الأمعاء.. وتغييرات جينية في 32 نوعاً

اكتشف باحثون من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس (UCLA) أن الإضافات النشوية الصناعية في الأطعمة المعالجة جِدّاً، مثل المالتوديكسترين، تُحفّز تطوراً جينياً سريعاً في بكتيريا الأمعاء عبر العالم.

استخدم الفريق أداة جينية مبتكرة تُدعى “الدرجة المتكاملة للتوازن الارتباطي” (iLDS)، التي تكشف عن “الانتشار الانتخابي”، انتشار سريع لقطع DNA قصيرة مفيدة بين سلالات بكتيرية مختلفة.

الدراسة، المنشورة في مجلّة Nature، حلّلت جينومات 32 نوعاً بكتيرياً من 24 مجتمعاً بشرياً، مُكتشفة أكثر من 300 حالة انتشار، مع تركيز واضح على المناطق الصناعية.

تطوير الأداة الجينية

قاد الطالب الدكتوري ريتشارد وولف هذا البحث، الذي يجمع بين علم التطور وعلم التغذية، تعتمد iLDS على كشف أجزاء DNA قصيرة متشابهة بشكل غير طبيعي عبر سلالات متعددة، مما يشير إلى انتشار حديث ناتج عن الانتخاب الطبيعي والتحويل الجيني الأفقي.

على عكس الطرق التقليدية التي تبحث عن تغييرات بطيئة، تركز iLDS على “الآثار الجانبية” للانتشار: عندما ينتشر جين مفيد، يسحب معه الـDNA المجاور قبل أن يتم فصلها بالإعادة التركيبية، مما يترك بصمة مميّزة.

هذه الأداة لا تكشف فقط عن الانتشار، بل تربطه بتغييرات غذائية حقيقية، مثل مقارنة الأنظمة الغذائية التقليدية بالمعالجة، بدلاً من الاعتماد على نماذج حاسوبية مجرّدة.

تأثير النشويات الصناعية على الهضم والميكروبيوم

الأطعمة المعالجة تعتمد على نشويات مُعدّلة صناعياً لتحسين القوام والمدة الصلاحية، مثل المالتوديكسترين الذي يتحلّل بسرعة في الأمعاء.

البكتيريا التي تكتسب جينات لاستيراد وتكسير هذه النشويات تحصل على وقود إضافي (سكريات بسيطة)، مما يمنحها ميزة تنافسية هائلة داخل الميكروبيوم.

في المناطق الصناعية، برزت انتشارات جينية مرتبطة بهذه النشويات، بينما أظهرت المجتمعات غير الصناعية انتشارات مختلفة تتناسب مع نظمها الغذائية المحلية (مثل النشويات الطبيعية في النباتات التقليدية).

الميكروبيوم ليس مجرّد هاضم؛ إنه ينتج مواد كيميائية تدخل الدم، مثل تلك التي تهدّئ الالتهابات عبر تعديل الإشارات المناعية، أو تغذي خلايا القولون.

تغيّر هذه الانتشارات قد يزيد من امتصاص الطاقة، مما يفسّر جزئياً زيادة السعرات (حوالي 500 سعرة يومياً) في دراسات الأطعمة المعالجة، لكن الدراسة لم تقيّس الوزن أو العلامات الدموية مباشرة.

آليات الانتشار الجيني والاستقرار في الأمعاء

ينتقل الـDNA بين البكتيريا عبر ثلاث طرق رئيسية: الفيروسات (بكتيريوفاج)، الجسور الخلوية المباشرة، أو امتصاص الـDNA الحر من البيئة – آلية مشابهة لانتشار مقاومة المضادات الحيوية، هذا التحويل الأفقي يسمح بانتشار جين واحد دون نقل السلالة بأكملها.

السلالات البكتيرية مستقرّة لسنوات في أمعاء الفرد، لكن الجينات تنتشر عبر الاتصال المجتمعي: مشاركة الماء، معالجة الطعام، أو الاقتراب الجسدي، مما يجعل التغيير “قضية مجتمعية”.

الدراسة أكّدت تغييرات سريعة – خلال أشهر – مع الهجرة إلى أنظمة صناعية، حيث تنخفض التنوّع الميكروبي بسرعة.

التحديات العلمية والقيود

رغم قوّة iLDS، فهي تُثبت حدوث الانتخاب دون تحديد السبب الدقيق: هل هو الإضافات النشوية، المضادات الحيوية، أم النظافة؟ وولف يتساءل: “ماذا يستجيب ميكروبيوم السكان الصناعيين له تحديداً؟”، مشيراً إلى تداخل العوامل.

الأداة قد تفوت الانتخابات البطيئة، ولا ترصد الانتشار داخل الأسر. كما أن الدراسة لم تختبر النمو المعملي للجينات على النشويات تحت ظروف أمعاء حقيقية.

اتجاهات البحث المستقبلية والآثار الصحية

اقترح الفريق اختبارات معملية للجينات المرتبطة بالمالتوديكسترين، وتتبّع جينومات العائلات لرسم خرائط الانتشار iLDS يمكن أن يُراقب التكيّفات في الوقت الفعلي، بشرط مشاركة بيانات أخلاقية.

هذه النتائج تُعيد تشكيل علم التغذية بإضافة “تطور الميكروبيوم” كعامل رئيسي، مُحذّرة من أن الأطعمة المعالجة قد تزيد كفاءة استخراج الطاقة، لكنها لا تُحدّد “النظام الغذائي الأمثل”.

قد تؤدي إلى توصيات غذائية تُراعي التأثيرات الميكروبية طويلة الأمد، خاصة في ظل انتشار الأطعمة المعبأة عالمياً.