الميكروبات المعوية وأيض المغذيات

الميكروبات المعوية هي مجتمع كثيف من الكائنات الدقيقة في الأمعاء، وأكثرها عددًا في القولون، تساهم في تغذية المضيف عن طريق تخمير المكونات الغذائية التي لا يستطيع المضيف هضمها. من خلال هذا التخمير، تستعيد الطاقة من الكربوهيدرات غير الممتصة، وتنتج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة وبعض الفيتامينات، وتشارك في علاقة تكافلية مع المضيف.

Definition

الميكروبات المعوية هي مجتمع الكائنات الدقيقة التي تعيش في الجهاز الهضمي؛ ودورها في أيض المغذيات هو مجموعة الأنشطة الميكروبية — بشكل رئيسي التخمير القولوني للركائز غير القابلة للهضم إلى أحماض دهنية قصيرة السلسلة وتخليق بعض الفيتامينات — التي تساهم في إمداد المضيف بالمغذيات.

Scope

يغطي هذا الموضوع تكوين وحجم المجتمع الميكروبي المعوي، ومساهمته الأيضية في التغذية — بشكل رئيسي تخمير الكربوهيدرات غير القابلة للهضم إلى أحماض دهنية قصيرة السلسلة — والتعديل الغذائي للميكروبات من خلال البريبايوتكس. إنه مرجع في علم وظائف الأعضاء والتغذية ولا يقدم وصفات بروبيوتيك أو بريبايوتيك أو غذائية.

Core questions

• ما هو تكوين وحجم الميكروبات المعوية البشرية؟
• كيف يساهم التخمير الميكروبي في إمداد المضيف بالمغذيات والطاقة؟
• كيف يشكل النظام الغذائي، بما في ذلك البريبايوتكس، الميكروبات وناتجها الأيضي؟

Key concepts

• التعايش بين المضيف والميكروبات
• التخمير القولوني للكربوهيدرات غير القابلة للهضم
• الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (الأسيتات، البروبيونات، البيوتيرات)
• استعادة الطاقة من الركائز غير الممتصة
• التخليق الميكروبي للفيتامينات
• البريبايوتكس والتعديل الغذائي
• تنوع المجتمع واستقراره ومرونته

Mechanisms

تحتوي الأمعاء على مجتمع ميكروبي يضاهي عدد خلاياه خلايا المضيف نفسه (Sender et al., 2016)، ويشارك في علاقة تكافلية تكتسب فيها الميكروبات بيئة غنية بالمغذيات ويكتسب المضيف قدرة أيضية يفتقر إليها (Bäckhed et al., 2005). تصل الكربوهيدرات التي تفلت من الهضم في الأمعاء الدقيقة إلى القولون، حيث تقوم الميكروبات بتخميرها إلى أحماض دهنية قصيرة السلسلة — الأسيتات، البروبيونات، والبيوتيرات — التي يمتصها المضيف ويستخدمها، مستعيدًا طاقة كان من الممكن أن تُفقد (Cummings et al., 1987). يختلف تكوين هذا المجتمع وناتجه الأيضي بين الأفراد ولكنه يظهر استقرارًا ومرونة مميزين (Lozupone et al., 2012)، ويمكن تشكيلهما بواسطة النظام الغذائي: الركائز المخمرة بشكل انتقائي والتي تسمى البريبايوتكس تعزز أنشطة ميكروبية معينة (Gibson & Roberfroid, 1995; Gibson et al., 2017).

Clinical relevance

يُعلم الدور الأيضي للميكروبات كيفية التفكير في الألياف الغذائية والتخمير والتفاعلات بين المضيف والميكروبات في علوم التغذية والصحة. يصف هذا المدخل أيض المغذيات الميكروبي الطبيعي كمرجع وتعليم وليس أساسًا لتوصيات فردية للبروبيوتيك أو البريبايوتيك أو النظام الغذائي أو العلاج.

Debates

كيف ينبغي تعريف 'البريبايوتيك'؟

تمت إعادة النظر في المفهوم الأصلي للمكون المخمر بشكل انتقائي الذي يفيد المضيف مع تقدم علم الميكروبيوم؛ وقد قام إجماع خبراء دولي بتحديث وتوسيع تعريف ونطاق البريبايوتكس، وصقل المعايير التي يجب أن تستوفيها الركيزة.

Seminal works

• backhed-2005
• cummings-1987
• gibson-1995
• lozupone-2012

Frequently asked questions

كيف تساعد الميكروبات المعوية في التغذية؟

تقوم بتخمير المكونات الغذائية التي لا يستطيع المضيف هضمها، خاصة الكربوهيدرات التي تصل إلى القولون، منتجة أحماض دهنية قصيرة السلسلة يمتصها المضيف ويستخدمها للطاقة، كما تقوم بتخليق بعض الفيتامينات.

ما هي البريبايوتكس؟

البريبايوتكس هي ركائز غذائية تستخدمها الكائنات الدقيقة المضيفة بشكل انتقائي لتوفير فائدة صحية؛ وقد تم تنقيح تعريفها بمرور الوقت من خلال إجماع الخبراء مع تزايد فهم الميكروبات.