تأثیر زمان و ریتم شبانه روزی بر روی ترکیب میکروبیوم

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، مطالعه بر روی موش ها نشان می دهد که ترکیب میکروبیوم بر اساس زمان نمونه برداری متفاوت است.

میکروبیوم قدرت بسیار زیادی در شکل دادن به نتایج سلامت دارد. باکتری هایی که در بدن انسان از جمله روده ساکن می شوند، بر سلامت و بیماری ها، از جمله اختلالات نورودژنراتیو تأثیر می گذارند. تحقیقات پزشکی برای یافتن راه هایی برای بازسازی میکروبیوم های سالم برای کمک به درمان برخی از این بیماری ها سرمایه گذاری شده است.

اما مانند بسیاری از زمینه ها در علم، تحقیقات میکروبیومی از بحران تکرارپذیری رنج می برد. خوردن، خوابیدن و ورزش همگی می توانند بر انواع و میزان باکتری ها در بدن تأثیر بگذارند، که به نوبه خود تکرار نتایج تجربی را دشوار می کند. و در یک مطالعه جدید، محققان یکی دیگر از عوامل مخدوش کننده ای را که به این مشکل کمک می کند، برجسته می کنند: زمان.

امیر زرین پر، متخصص گوارش و محقق میکروبیوم روده در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، گفت: میکروبیوم دائما در حال تغییر است. اما تحقیقات میکروبیومی، که در آن باکتری های موجود در یک نمونه از طریق توالی یابی شناسایی و کمیت می شوند، فقط می توانند عکس های فوری را ثبت کنند. در مطالعه ای که روز دوشنبه در Nature Metabolism منتشر شد، زرین پر و همکارانش استدلال کردند که ریتم شبانه روزی و تأثیر آن بر میکروبیوم بر تکرارپذیری تحقیقات تأثیر می گذارد و باید در مطالعات تجربی گزارش شود.

زرین پر می گوید وقتی به مقالات موجود نگاه می کنیم، مردم گزارش نمی دهند که آزمایش در چه ساعتی از روز انجام شده است، به این معنی که آن را کنترل نمی کنند. او و همکارانش داده های توالی یابی باکتریایی منتشر شده در 550 مقاله از سال 2019 را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که تنها 0.32 درصد از مقالات میکروبیوم زمان روز را گزارش می کنند. سپس، آن ها مجموعه ای از داده ها را که زمان را گزارش می کردند، بررسی کردند تا تعیین کنند که چقدر می تواند بر ترکیب میکروبیوم داشته باشد.

محققان داده های توالی یابی باکتریایی از انتشارات قبلی را که ریتم شبانه روزی را بر اساس روشن یا خاموش شدن چراغ های موجود در محل نگهداری موش ها و چندین بار جمع آوری داده ها گزارش می کرد، تجزیه و تحلیل کردند. محققان نشان دادند که برای نمونه هایی که در فواصل زمانی کمتر از چهار ساعت از یکدیگر گرفته می شوند، ترکیب میکروبیوم به شدت تغییر می کند.

تیم زرین پر این نظریه را مطرح کردند که ریتم شبانه روزی موش - که عمدتاً با نشانه های رفتاری اندازه گیری می شود، مانند زمانی که موش ها در حال خوردن، فعال بودن و خوابیدن هستند - ترکیب و مقدار باکتری های موجود را تغییر می دهد.

متغیرهای دیگری نیز وجود دارند که می توانند تأثیر عمده ای بر ترکیب میکروبیوم داشته باشند. مولی بری، محقق ریتم شبانه روزی در دانشگاه تگزاس در آستین که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: غذا، به ویژه می تواند بر جوامع میکروبی که در روده شکوفا می شوند، تأثیر بگذارد. او موافقت کرد که زمان یک عامل حیاتی برای در نظر گرفتن است.

اما محققان شگفت زده شدند که به نظر می رسد ریتم های شبانه روزی حتی بیشتر از رژیم غذایی بر میکروبیوم تأثیر می گذارد. زرین پر گفت: این اثر کوچکی نیست، به اندازه رژیم غذایی است.

دانشمندان می گویند که ممکن است بین رژیم غذایی و ریتم شبانه روزی تداخلی وجود داشته باشد - این امکان وجود دارد که خوردن در ساعات مختلف روز باعث رشد باکتری های مختلف شود.

میکروبیوم فقط بر روده تأثیر نمی گذارد، بلکه سایر اندام ها را نیز تحت تأثیر قرار می دهد. موش های بدون میکروب، موش هایی که میکروبیوم سالمی ندارند، بیشتر مستعد ابتلا به بیماری های کبدی هستند.

زرین پر گفت: هر عضوی یک ساعت شبانه روزی و روشی برای نگه داشتن زمان دارد. تیم او در مورد فعالیت های خاص اندام گزارشی ارائه نکرد، اما او اشاره کرد که چنین تنوعی می تواند بر نتایج تجربی نیز تأثیر بگذار.

بدون توجه به مکانیسم، زرین پر استدلال می کند که به ویژه برای مطالعات میکروبیوم، دانشمندان باید زمان روز را در نظر بگیرند. او و همکارانش مجموعه ای از دستورالعمل ها را برای کمک به محققان در انجام چنین مطالعاتی ارائه کردند.

این امکان برای حیوانات وجود دارد که فقط چند بار در روز مدفوع خود را جمع آوری کنند، اما هنگام تلاش برای انجام تحقیقات میکروبیوم روده در انسان، بسیار سخت تر و گران تر است. سعی کنید میکروبیوم های پوست، واژن و دهان را مطالعه کنید و چالش ها چند برابر می شوند.

و محاسبه تغییرات در ریتم شبانه روزی هنگام جمع آوری نمونه داده ها از انسان چالش برانگیز خواهد بود. بری خاطرنشان کرد: جمع آوری مدفوع در طول روز در حیوانات امکان پذیر است، اما در انسان به این آسانی (یا حتی ممکن نیست).