باحثون يكشفون آثار تلوث الهواء على أمعاء الأطفال

اعتبر بحث جديد أن التعرض لتلوث الهواء في الأشهر الستة الأولى من الحياة يؤثر على العالم الداخلي لبكتيريا الأمعاء أو الميكروبيوم لدى الطفل.

باحثون يكشفون آثار تلوث الهواء على أمعاء الأطفال

وذكرت الدراسة أن التعرض لتلوث الهواء قد يزيد من خطر الإصابة بالحساسية والسمنة ومرض السكري وحتى التأثير على نمو الدماغ.

وتظهر الدراسة وجود صلة بين الملوثات المستنشقة، مثل تلك الناتجة عن حركة المرور وحرائق الغابات والصناعة، والتغيرات في صحة الميكروبات عند الرضع خلال هذه الفترة الحاسمة من التطور.

ووجدت الأبحاث السابقة التي أجرتها نفس المجموعة نتائج مماثلة لدى الشباب.

وقالت كبيرة الباحثين تانيا ألديريت، الأستاذة المساعدة في علم وظائف الأعضاء التكاملي في جامعة كولورادو بولدر: "تضيف هذه الدراسة إلى مجموعة الأدبيات المتزايدة التي تظهر أن التعرض لتلوث الهواء، حتى أثناء الطفولة، قد يغير ميكروبيوم الأمعاء  مع آثار مهمة على النمو والتنمية".

قال المؤلف الأول ماكسيميليان بيلي، الذي تخرج في مايو بدرجة الماجستير في علم وظائف الأعضاء التكاملي وهو الآن طالب طب في جامعة ستانفورد،:"يستضيف الرضيع  عند الولادة القليل من البكتيريا المقيمة، على مدى أول سنتين إلى ثلاث سنوات من العمر، فإن التعرض لحليب الأم والطعام الصلب والمضادات الحيوية والتأثيرات البيئية الأخرى تشكل تأثير الكائنات الحية الدقيقة، هذه الميكروبات، والمستقلباتـ أو المنتجات الثانوية، التي تنتجها عندما تكسر الطعام أو المواد الكيميائية في الأمعاء، تؤثر على مجموعة من أنظمة الجسم التي تشكل الشهية، وحساسية الأنسولين، والمناعة، والمزاج والإدراك، في حين أن العديد منها مفيد، فقد ارتبطت بعض تركيبات الميكروبيوم بمرض كرون والربو ومرض السكري من النوع 2 وأمراض مزمنة أخرى".

حصل الباحثون في الدراسة على عينات براز من 103 رضيعا أصحاء يرضعون رضاعة طبيعية ومسجلين في دراسة لبن الأم في جنوب كاليفورنيا واستخدموا التسلسل الجيني لتحليلهم.

وباستخدام عناوين الشوارع الخاصة بهم والبيانات من نظام جودة الهواء التابع لوكالة حماية البيئة الأمريكية، والذي يسجل البيانات كل ساعة من أنظمة المراقبة، قدّروا التعرض لـ PM2.5 وPM10 (جزيئات دقيقة قابلة للاستنشاق من أشياء مثل المصانع وحرائق الغابات ومواقع البناء) وثاني أكسيد النيتروجي (NO2)، وهو غاز ينبعث بشكل كبير من السيارات.

قال ألديريت:" بشكل عام رأينا أن التعرض لتلوث الهواء المحيط مرتبط بمزيد من التهابات الأمعاء الميكروبية، مما قد يساهم في مجموعة كاملة من النتائج الصحية السلبية في المستقبل".

وكان الأطفال الذين تعرضوا لأعلى مستويات PM2.5 أقل بنسبة 60٪ من بكتيريا Phascolarctobacterium، وهي بكتيريا مفيدة معروفة بتقليل الالتهاب ودعم صحة الجهاز الهضمي والمساعدة في النمو العصبي، أولئك الذين تعرضوا لأعلى نسبة لـ PM10 كان لديهم 85٪ أكثر من الكائن الدقيق Dialister، المرتبط بالالتهاب.

المجتمعات المحرومة في خطر أعلى

قالت ألديريت، التي تأمل أن تؤثر أبحاثها على صانعي السياسات لنقل المدارس ومشاريع الإسكان الميسورة التكلفة بعيدا عن التلوث: "تسلط نتائجنا الضوء على أهمية معالجة تأثير التلوث على المجتمعات المحرومة وتشير إلى خطوات إضافية يمكن لجميع الأسر اتخاذها لحماية صحتهم ".

يحذر المؤلفون من أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد ما إذا كانت التغيرات في القناة الهضمية في مرحلة الطفولة لها تأثيرات دائمة، وما هي هذه التأثيرات بالضبط. المزيد من الدراسات جارية.

وقال الديريت: "حليب الأم طريقة رائعة لتطوير ميكروبيوم صحي وقد يساعد في تعويض بعض الآثار السلبية للتعرضات البيئية".

قال باحثون إن سر فقدان الوزن يمكن أن يكون في الدماغ، بعد أن كشفوا النقاب عن الخلايا العصبية الحسية التي حددوها حديثا، والتي تنقل الرسائل من الأنسجة الدهنية إلى الدماغ.

ووفقا لموقع "ساينس ديلي": قال الدكتور لي يي، الأستاذ المشارك في علم الأعصاب في معهد سكريبس للأبحاث، والذي كان المؤلف الرئيسي المشارك لدراسة جديدة: "الآثار المترتبة على هذه النتيجة عميقة".
ووجدت الدراسة، التي نُشرت في مجلة Nature، أن الرسائل الموجهة للأنسجة الدهنية يمكن أن يبسطها الدماغ، وأنه يمكن أن يرسل رسائل مباشرة إلى الأنسجة الدهنية ويؤثر على عمليات التمثيل الغذائي في الجسم بدلا من الاستجابة للإشارات الهرمونية في الدم.

وبقيادة فريق من معهد سكريبس للأبحاث، طور المؤلفان المشاركان يي وأردم باتابوتيان طريقتين جديدتين للنظر في العلاقة بين الخلايا العصبية الحسية والأنسجة الدهنية.

واستخدموا أولا، طريقة تصوير تسمى HYBRiD جعلت أنسجة الفئران شفافة وسمحت لهم بتتبع مسارات الخلايا العصبية من خلال الدهون أو الأنسجة الدهنية.

ولمعرفة كيفية عمل الخلايا العصبية في الأنسجة الدهنية، استخدم الباحثون ثانيا، تقنية جديدة، أطلقوا عليها اسم ROOT، من أجل "ناقل رجعي محسّن لتتبع الأعضاء". وسمح لهم ذلك بتدمير أجزاء صغيرة من الخلايا العصبية الحسية في الأنسجة الدهنية بشكل انتقائي لملاحظة ما يحدث.

واكتشف الباحثون أن ما يقارب نصف هذه الخلايا العصبية لا تتصل بالجهاز العصبي الودي - شبكة الأعصاب التي تساعد الجسم على تعبئة استجابة "القتال أو الهروب"، ولكن بدلا من ذلك، وفقا لما ذكره تقرير موقع "ساينس ديلي"، بالعقد الجذرية الظهرية، "منطقة من الدماغ تنشأ فيها جميع الخلايا العصبية الحسية"، وهي المسؤولة عن إطلاق وإرسال الإشارات إلى بقية الجهاز العصبي حول المعلومات التي تلقوها.
وعندما تم إسكات الاتصال العصبي الحسي، بدأ الجهاز العصبي الودي في تحويل الخلايا الدهنية البيضاء إلى دهون بنية، والتي يمكنها بعد ذلك حرق السعرات الحرارية من خلال عملية تسمى التوليد الحراري وتسريع عمليات حرق الدهون في الجسم.

وقبل الدراسة، اعتقد الباحثون أن الأعصاب في الدهون تنتمي في الغالب إلى الجهاز العصبي الودي وتتحول إلى مسارات حرق الدهون عندما يكون الجسم متوترا أو عند ممارسة الرياضة.

والآن، يتكهنون بأن إشارتين عصبيتين متعارضتين قد تعملان جنبا إلى جنب مع الجهاز العصبي لودي لتشغيل عمليات حرق الدهون بينما يوقف مسار الخلايا العصبية الحسية العملية.

وأوضح يي: "هذا يخبرنا أنه ليس هناك مجرد تعليمات ذات مقاس واحد يناسب الجميع بأن الدماغ يرسل الأنسجة الدهنية. إنها أكثر دقة من ذلك، ويعمل هذان النوعان من الخلايا العصبية كدواسة غاز وفرامل لحرق الدهون".

وفي الثدييات، تخزن الأنسجة الدهنية الطاقة في شكل خلايا دهنية وتطلق تلك المخزونات عندما يحتاج الجسم إلى الطاقة، كما تتحكم في الهرمونات وتصدر إشارات للجزيئات المتعلقة بالجوع والتمثيل الغذائي. وغالبا ما يتم خلط تخزين الطاقة والإشارات في أمراض مثل مرض السكري وأمراض الكبد الدهنية وتصلب الشرايين والسمنة.

وأشار موقع "ساينس ديلي": "لا يعرف الفريق حتى الآن بالضبط الرسائل التي تنقلها الخلايا العصبية الحسية إلى الدماغ من الأنسجة الدهنية، فقط أن الاتصالات والإشارات هي المفتاح للحفاظ على صحة الدهون".