أمعاؤك تتحدث مع جسدك.. إليك كيف تغير الألياف الكيمياء الداخلية

في كل مرة تأكل فيها، تنشط تريليونات الميكروبات في أمعائك، فتُخمر بقايا الطعام التي يعجز جسمك عن هضمها.

وفي المقابل، تُنتج هذه الميكروبات جزيئات صغيرة تُعرف بالأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs)، والتي تتسلل إلى مجرى الدم لتؤثر بهدوء على جهاز المناعة، والشهية، وحتى المزاج.

حتى وقت قريب، لم يسبق لأحد أن حسب بدقة كمية هذه الجزيئات التي تصل فعليًا إلى الجسم.

لكن دراسة جديدة قادها ماركوس أرنولديني من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ (ETH Zurich) تقدم أوضح صورة حتى الآن.

يقول أرنولديني: “توفر نتائجنا تصورًا دقيقًا حول مدى التبادل المكثف بين الميكروبيوم المعوي والجسم”.

قياس حركة المرور الخفية في الأمعاء

تعاون باحثون من ETH Zurich وستانفورد لحساب كمية هذه الأحماض باستخدام معادلات بسيطة تستند إلى بيانات النظام الغذائي ومخرجات البراز.

ومن خلال موازنة عدد البكتيريا التي تُطرح يوميًا مع ما يجب أن يُعاد بناؤه، تمكنوا من حساب “ميزانية الكربون” التي تُبقي مجتمع الميكروبات نشطًا.

وقد كشفت التحاليل المخبرية، أن كل جرام من البكتيريا يجب أن يُنتج عددًا معينًا من نواتج التخمر لإعادة بناء الكتلة الحيوية المفقودة.

وتشير النتائج إلى أن البالغ الذي يتبع نظامًا غذائيًا غربيًا تقليديًا يمتص نحو 42 جرامًا من هذه الأحماض خلال 24 ساعة.

هذا الرقم أكبر بكثير من التقديرات السابقة، التي كانت تعتمد على اختبارات غير مباشرة مثل تحليل النفس أو الدم، وغالبًا ما تغفل الأحماض التي يُحولها الكبد بسرعة.

وتبين أن كيمياء الأمعاء ليست مجرد “قطرات” بل “تيار مستمر”.

الألياف تعزز الميكروبات المعوية

تبيّن أن كمية الألياف هي العامل الأقوى في هذا التدفق. فعندما استخدم الفريق بيانات من قبائل “هادزا” في تنزانيا، الذين يستهلكون كميات كبيرة من النشويات المقاومة الموجودة في الدرنات والتوت، تضاعف إنتاج الأحماض.

في تلك الظروف “البدائية”، يمكن لمنتجات التخمر أن توفر ما يصل إلى 10% من الاحتياجات اليومية من الطاقة — وهي نسبة ثمينة في البيئات الفقيرة غذائيًا.

أما في الأنظمة الغربية الحديثة، فلا توفر الأحماض سوى 2 إلى 5% فقط، لأن الحبوب المُنقاة والسكريات السريعة تُقلل من عمل الميكروبات.

وتدعم هذه النتائج أبحاثًا سابقة أظهرت أن مجتمعات الصيادين والمزارعين تحتوي على ميكروبات أكثر قدرة على هضم الألياف.

كما توحي بأن نماذج التوازن الطاقي يجب أن تراعي كفاءة الميكروبات عند تغيير النظام الغذائي.

الأحماض الميكروبية كإشارات بيولوجية

لا تقتصر أهمية هذه الأحماض على توفير الطاقة، بل تلعب دورًا كـ”رسائل بيولوجية” ترتبط بمستقبلات في الخلايا المناعية، والأنسجة الدهنية، والجهاز العصبي.

أظهرت تجارب حيوانية أن حمض البيوتيرات يعزز إصلاح بطانة الأمعاء، في حين يُعدّل حمض البروبونات من إنتاج الجلوكوز في الكبد.

أما في الدراسات البشرية، فارتبط ارتفاع مستويات حمض الأسيتيت بتحسن حساسية الأنسولين.

ومع توفّر بيانات دقيقة حول كمية الامتصاص اليومي، يمكن للأطباء مطابقة الجرعات مع التغيرات البيولوجية في التجارب السريرية.

تُعد هذه الخريطة مفيدة لأخصائيي التغذية الذين يصممون تدخلات قائمة على الألياف، وكذلك لمطوري الأدوية الذين يختبرون نظائر صناعية تحاكي رسائل الميكروبات.

كما تتحدى النتائج الممارسة الشائعة بقياس الأحماض في البراز فقط، لأن معظمها يُمتص قبل أن يغادر الجسم.

الميكروبات قد تؤثر في المزاج أيضًا

إلى جانب التمثيل الغذائي، تُسهم SCFAs في تنظيم المناعة، من خلال تعزيز تطور الخلايا التائية التنظيمية وتخفيف الالتهاب في الأمعاء.

وتُجرى حاليًا تجارب سريرية على أنظمة غذائية غنية بالألياف أو كبسولات البيوتيرات كمكملات علاجية لأمراض الأمعاء الالتهابية.

كما يولي علماء الأعصاب اهتمامًا خاصًا بحمض البروبونات، الذي يعبر الحاجز الدموي الدماغي ويؤثر على مسارات الدوبامين المرتبطة بالدوافع والسلوك.

وقد أظهرت تجارب صغيرة تحسنًا في التحكم العاطفي بعد تناول مكملات الألياف، رغم أن العلاقة السببية لا تزال قيد البحث.

الألياف عنصر علاجي محتمل

لأن تركيب الميكروبات يلعب دورًا ثانويًا مقارنة بالنظام الغذائي في تحديد كمية الأحماض المنتَجة، فإن تغيير سلالات البروبيوتيك وحده لا يُحدث فرقًا كبيرًا.

وبدلًا من ذلك، توصي النتائج بتغذية الميكروبات الموجودة بالكربوهيدرات المعقدة القابلة للتخمر.

ويشير علماء الأورام إلى أن حمض البيوتيرات يُبطئ تكاثر خلايا القولون، ما يُعزز الآمال باستخدامه للوقاية من السرطان.

والآن، بفضل هذه الدراسة، أصبح لدينا هيكل حسابي يتيح اختبار ما إذا كان استهلاك 20 غرامًا من الألياف القابلة للتخمر يوميًا يُنتج تركيزًا وقائيًا في القولون.

فالدقة ضرورية في حالات مثل السكري؛ إذ أن نقص حمض البروبونات يضر بالتحكم في الجلوكوز، بينما قد يُحفّز فائض حمض الأسيتيت تراكم الدهون. وهنا تأتي أهمية وجود أرقام دقيقة لتحديد منحنيات الاستجابة للجرعة.

اختبار الميكروبات في حالات المرض

تُخطط فرق البحث المستقبلية لدمج ميزانية الكربون مع تحاليل تدفق الأيض اللحظي، باستخدام ألياف موسومة بالنظائر لتتبع حركة الجزيئات.

وقد يكشف هذا ما إذا كانت وجبة الشوفان صباحًا والسلطة مساءً تُنتج موجات منفصلة من الأحماض أو موجة مستمرة.
يقول أرنولديني: “إن الحساب الدقيق لهذه الإشارات الجزيئية يشكّل أساسًا مهمًا للأبحاث المستقبلية”.

كما ينوي الباحثون دراسة مرضى يعانون من التهاب القولون التقرحي، وسرطان القولون، والسمنة، لمعرفة ما إذا كانت الأمراض تؤثر على الحصاد اليومي من هذه الأحماض صعودًا أو هبوطًا.

تسوق بعض الشركات الآن أليافًا مصممة خصيصًا لتحرير حمض البيوتيرات في القولون الأيمن، ومع توفر الأرقام الدقيقة، يمكن للهيئات التنظيمية مطالبة الشركات بتقديم أدلة على أن الجرعات المُعلنة تُطابق التأثيرات البيولوجية.

وقد يُعاد صياغة إرشادات الصحة العامة مستقبلًا لتحديد كمية الألياف الموصى بها بناءً على إنتاج SCFAs المتوقَع، تمامًا كما ترتبط توصيات الفيتامينات بالنتائج الوظيفية.

وهذا التحول من شأنه أن يحول الميكروبيوم من “صندوق أسود” إلى شريك قابل للقياس في علم التغذية.