کشف پروبیوتیک‌ها و جایگاه آن‌ها در سلامت؛ دروغ یا واقعیت؟

بدن انسان میزبان تریلیون‌ها میکروارگانیسم است که همراه با آن زندگی می‌کنند. نیمی از این میکروارگانیسم‌ها را مجموعه‌ای شامل باکتری‌ها، قارچ‌ها، تک‌یاخته‌ها و ویروس‌ها، یعنی میکروبیوتا تشکیل می‌دهد. بررسی میکروارگانیسم‌های میکروبیوتا همراه با ژن‌های آن‌ها، میکروبیوم نامیده می‌شود.

پس از آغاز پروژهٔ میکروبیوم انسان، پژوهش‌های مربوط به میکروبیوتا به‌سرعت افزایش یافتند و تأثیر آن‌ها بر سلامت ما آن‌قدر بزرگ است که نمی‌توان نادیده‌اش گرفت.

میکروبیوتا مانند اثر انگشت هر انسان، ویژهٔ همان فرد است

شکل‌گیری آن از دوران رحم آغاز می‌شود و تنوعش در طول زندگی تغییر می‌کند. عوامل بسیاری مانند نوع زایمان، تغذیه، سن، جنسیت، مصرف آنتی‌بیوتیک، استعداد ژنتیکی، موقعیت جغرافیایی و بیماری بر آن اثر می‌گذارند. متابولیت‌های آزادشده از میکروبیوتای روده (برای نمونه اسیدهای چرب کوتاه‌زنجیر)، با اثر بر دستگاه‌های بدن انسان، به‌ویژه دستگاه ایمنی، همچون یک اندام درون‌ریز رفتار می‌کنند.

دیس‌بیوز: به‌هم‌خوردن تعادل باکتری‌های میکروبیوتای روده

در بیماری‌هایی مانند چاقی، دیابت، سرطان و آلزایمر، میکروبیوتا بسته به بیماری متفاوت است. اما درست نیست که فقط یک گونهٔ خاص باکتری را مقصر بدانیم، زیرا میکروارگانیسم‌ها به‌شکل اجتماع و در روابط پیچیده و متقابل زندگی می‌کنند.

جست‌وجوی راه‌هایی برای دست‌کاری میکروبیوتا

به‌دلیل تعامل میکروبیوتا با دستگاه‌های بدن انسان، تلاش می‌شود راه‌هایی برای دست‌کاری آن توسعه یابد. از نمونه‌های این راه‌ها می‌توان به مصرف پروبیوتیک و پری‌بیوتیک، پیوند میکروبی مدفوع (FMT)، مصرف دارو و واکسن‌های احتمالی در آینده اشاره کرد. در این نوشته از پیدایش پروبیوتیک‌ها و چگونگی تجاری‌شدن آن‌ها سخن خواهیم گفت.

تاریخچهٔ پروبیوتیک‌ها

در اواخر قرن 19.، Louis Pasteur ویژگی‌های تخمیری باکتری‌های اسیدلاکتیک را کشف کرد و چون از فساد مواد غذایی جلوگیری می‌کردند، آن‌ها را باکتری‌های سودمند نامید. کشف اینکه همهٔ باکتری‌ها زیان‌آور نیستند، نقطهٔ عطفی در علم بود. Élie Metchnikoff که در 1908 برای پژوهش‌هایش دربارهٔ فاگوسیتوز جایزهٔ نوبل گرفت، فرضیه‌ای دربارهٔ ارتباط دژنراسیون ماکولا (بیماری لکهٔ زرد) و میکروبیوتای روده مطرح کرد. او باور داشت که باکتری‌های روده می‌توانند سرنوشت ما را تعیین کنند. فرضیه‌اش این بود که اگر لاکتات تولیدشده توسط باکتری‌ها هنگام تخمیر بتواند رشد باکتری‌های زیان‌آور را مهار کند، همین فرایند ممکن است در روده نیز رخ دهد. در نتیجه، باکتری‌های اسیدلاکتیک می‌توانند از تولید سم در روده جلوگیری کنند. امروزه برای تولید ماست از باکتری‌های Lactobacillus bulgaricus و Streptococcus thermophilus استفاده می‌شود.

Metchnikoff برای جداسازی کشت‌های خالص از نمونه‌ای از شیر تخمیرشدهٔ بلغاری که این باکتری‌ها را نیز در بر داشت، کار کرد. به این ترتیب، باکتری‌های پروبیوتیک و اهمیت آن‌ها را کشف کرد.

بازرگان یونانی‌تبار Isaac Carasso از دیدن تأثیر سوءتغذیه (تغذیهٔ ناکافی) و بیماری‌های ناشی از جنگ جهانی 1. بر کودکان اسپانیایی، بسیار متأثر شد. ازاین‌رو، دقیقاً 102 سال پیش، با الهام از پژوهش Metchnikoff دربارهٔ کشت‌های تخمیری لبنی، برای تولید ماست‌های Danone امروزی، به روش آزمون‌وخطا شیر تازه را با باکتری‌های دارای توان تخمیر که در مؤسسهٔ پاستور جدا شده بودند، مخلوط کرد. بدین ترتیب، ماست آمادهٔ تجاری پدید آمد.

او نخستین ماست خود را به نام پسرش Daniel، «دانیل کوچولو» نامید. این ماست آماده ابتدا در داروخانه‌های شهر، در ظرف‌های چینی و با اثر بهبوددهندهٔ سلامت فروخته شد (عکس زیر را ببینید). پس از 5 سال، با بازدید کالج پزشکان بارسلونا، این محصول تحسین شد و کانال‌های اصلی بازاریابی گسترش یافتند تا پس از داروخانه‌ها، به مصرف‌کنندگان بیشتری برسد. ده سال بعد، Daniel به شرکت خانوادگی پیوست و شرکت نام کنونی Danone را گرفت. درحالی‌که Danone با موفقیت در سراسر فرانسه گسترش می‌یافت، با آغاز جنگ جهانی 2. به آمریکا منتقل شد.

در این سال‌ها، ماست همچنان به‌عنوان خوراکی سالم مصرف می‌شد. به‌دلیل فرایند تخمیر، میزان ویتامین‌های B2، B6 و B12 و کلسیم، پتاسیم، روی و منیزیم آن از دیگر محصولات لبنی بیشتر است. تجزیهٔ لاکتوز ماست توسط آنزیم‌های موجود در L. bulgaricus و S. thermophilus، سطح لاکتوز را پایین می‌آورد و مصرف لبنیات را برای افراد دارای عدم تحمل لاکتوز آسان‌تر می‌کند. در قرن 20.، دانشمندان با تکیه بر میراث Pasteur، سویه‌های دیگری مانند Escherichia coli، Lactobacillus acidophilus LB و Lactobacillus casei Shirota را که سلامت را بهبود می‌دهند، جدا کردند.

پروبیوتیک تعریف می‌شود

در 1974، Richard B. Parker پیشنهاد کرد که پروبیوتیک‌ها به‌عنوان «جانداران و موادی که به تعادل میکروبی روده کمک می‌کنند» تعریف شوند. سپس در 2001، سازمان جهانی بهداشت (WHO) تعریف «میکروارگانیسم‌های زنده‌ای که در صورت مصرف به مقدار کافی، برای سلامت انسان سودمندند» را منتشر کرد. باکتری‌های Lactobacillus، Bifidobacterium، Streptococcus و Bacillus و مخمرهای Saccharomyces، Aspergillus و Candida به‌عنوان پروبیوتیک شناخته می‌شوند.

Danone در 1987 تولید Activia® حاوی Bifidobacterium lactis (BFMP) و در 1994 تولید Actimel® حاوی L. casei (LFMP) را آغاز کرد؛ دو محصول شیر تخمیرشدهٔ دارای پروبیوتیک.

فواید بالقوهٔ پروبیوتیک‌ها برای سلامت بررسی می‌شود

در دههٔ 1990، برنامه‌ای پژوهشی برای اثبات فواید پروبیوتیک‌ها آغاز شد و بیش از 40 مقالهٔ علمی به‌دست آمد. دامنهٔ فواید محصولات پروبیوتیک، کاهش دفعات یا مدت ناراحتی گوارشی، عبور روده‌ای، عفونت‌ها و بیماری‌های شایع، عفونت تنفسی و گوارشی و کاهش پیشگیری از اسهال ناشی از مصرف آنتی‌بیوتیک را در بر می‌گیرد.

نتایج مربوط به مصرف BFMP با بهبود ناراحتی‌های گوارشی مرتبط دانسته شده و کاهش علائم در افراد مبتلا به بیماری التهابی روده گزارش شده است.

با پیدایش میکروب‌شناسی نوین، عصر تازه‌ای آغاز شد. پژوهش‌های متاژنومیک امروزی امکان بررسی سازوکارهای اثر باکتری‌های میکروبیوم را فراهم کرده‌اند. کنسرسیوم‌های آزمایشگاهی اروپا و آمریکا، همراه با MetaHIT و پروژهٔ میکروبیوم انسان، راه پژوهش‌ها را گشودند. Danone Nutricia Research در مطالعهٔ MetaHIT شرکت کرد. با هدف سلامت روده، دربارهٔ محصول پروبیوتیک حاوی Bifidobacterium lactis با دانشگاه‌هایی مانند دانشکدهٔ سلامت عمومی Harvard T.H. Chan، UCLA و دانشگاه Washington همکاری شد.

نتایج پژوهش‌ها از این فرضیه حمایت می‌کنند که BFMP با اثر بر فعالیت میکروبیوم روده و اجزای محور روده–مغز، برای سلامت سودمند است. شواهدی یافت شده که BFMP در میکروبیوم روده، مسیرهای تولید اسیدهای چرب کوتاه‌زنجیر سودمند را تحریک می‌کند و تولید گاز روده را کاهش می‌دهد. در مورد محور روده–مغز، نتایج مطالعات مختلف این تصور را مطرح کرده‌اند که این محصول حساسیت بیش‌ازحد احشایی را کاهش می‌دهد و فعالیت مغز را تنظیم می‌کند.

مشخص شد که همهٔ شرکت‌کنندگان پژوهش، پاسخ یکسانی به BFMP نمی‌دهند؛ یعنی افراد ممکن است به‌شکل متفاوتی از یک پروبیوتیک اثر بپذیرند. اخیراً مشاهده شده که کاهش تولید گاز روده بر اثر BFMP فقط در افرادی رخ می‌دهد که مقدار زیادی هیدروژن آزاد می‌کنند.

شواهدی دربارهٔ دو نوع میکروبیوتا یافت شده است: پذیرنده و مقاوم. میکروبیوم پذیرنده در مقایسه با میکروبیوم مقاوم، بیشتر مستعد اثرپذیری از BFMP است. این نتایج راه را برای عصر «پروبیوتیک‌های دقیق» گشوده‌اند.

پروبیوتیک‌های دقیق، فعالیت‌های روده‌ای را که میکروبیوم روده فراهم نمی‌کند، انجام خواهند داد. آن‌ها بر پایهٔ رژیم غذایی، فنوتیپ، شیوهٔ زندگی، سن، جنسیت، ژنتیک و میکروبیوم فرد تنظیم خواهند شد. نخستین پروبیوتیک‌های دقیق، باکتری‌های مورد استفاده در تخمیر ماست، یعنی L. bulgaricus و S. thermophilus هستند.

پروبیوتیک‌ها می‌توانند از باکتری‌های سنتی اسیدلاکتیک و نیز از Bifidobacterum و Akkermansia Municiphi باشند. Akkermensia باکتری جداشده از روده است که در زمینهٔ سلامت متابولیک نویدبخش است. پژوهش‌ها نشان می‌دهند که این باکتری چندین شاخص متابولیک را در افراد چاق و دارای اضافه‌وزن بهبود می‌دهد.

در 2013، Danone Nutricia Research و همکاران UCLA نخستین کارآزمایی بالینی پروبیوتیک در محور روده–مغز را منتشر کردند و نشان دادند که مصرف چهارهفته‌ای BFMP در زنان سالم، بر فعالیت نواحی مغز که کارکرد مرکز هیجان و حس را کنترل می‌کنند، اثر می‌گذارد. این یافته فواید بالقوهٔ پروبیوتیک‌ها را فراتر از روده و در مغز و دستگاه‌های قلبی‌عروقی، متابولیک، استخوانی، عضلانی و ایمنی مطرح می‌کند.

برای شناخت بهترین راه‌های تغذیهٔ میکروبیوم روده، با دانشگاه کالیفرنیا همکاری شد. با آغاز ابتکار رژیم‌های غذایی انسان و میکروبیوم (THDMI)، هدف آن‌ها کشف بهترین رژیم‌ها و غذاهای مصرفی مردم در نقاط مختلف جهان است که ممکن است برای روده سودمند باشند. پژوهش‌های آینده بر شناخت سازوکار فواید پروبیوتیک‌ها تمرکز دارند. چنین شناختی نه‌فقط سلامت روده، بلکه جنبه‌های فراوان سلامت، از دستگاه عصبی تا ایمنی و از پزشکی کودکان تا سالمندان را تحت تأثیر قرار خواهد داد. بااین‌حال، میکروبیوتای روده سامانه‌ای پیچیده است و با وجود پشتیبانی ضعیف شواهد علمی از بیشتر محصولات موجود در این حوزه، این محصولات به بازار بزرگی دست یافته‌اند.