Titanium dioxide exposure during gestation is critical to worsen DSS-induced colitis

إن الأمعاء البشرية هي نظام بيئي صاخب، وهي مشهد معقد حيث يتعلم الجهاز المناعي للجسم كيفية التعايش مع تريليونات من السكان المجهريين. هذا التوازن الدقيق، المعروف باسم الاستتباب (homeostasis)، ليس ثابتاً عند الولادة، بل يتم بناؤه بعناية خلال المراحل الأولى من الحياة. وفي الثدييات، تعتبر الفترة التي تسبق الولادة والوقت الذي يقضونه في الرضاعة نوافذ حرجة يتشكل خلالها الحاجز المعوي — وهو الجدار الذي يمنع المواد الضارة من الوصول إلى مجرى الدم. وإذا تعرض هذا الحاجز للخلل في وقت مبكر، فقد يواجه الجسم صعوبة في تحمل البكتيريا الطبيعية في الأمعاء لاحقاً في الحياة، مما قد يؤدي إلى التهابات مزمنة وأمراض مثل التهاب القولون. وبينما علم العلماء منذ فترة طويلة أن العوامل البيئية يمكن أن تعطل هذه العملية، إلا أن التوقيت المحدد لمثل هذه الاضطرابات ظل لغزاً. أحد هذه العوامل هو ثاني أكسيد التيتانيوم، وهو صبغة بيضاء شائعة تستخدم في الأطعمة لتحسين اللون والملمس. وتوجد هذه الجزيئات غالباً في الحلويات ومنتجات الألبان والمشروبات، وتتراوح أحجامها من المجهرية إلى النانوية. وقد أظهرت الأبحاث السابقة أنه عندما تتعرض الحيوانات البالغة لهذه الجزيئات، يمكن أن تضعف حواجز أمعائها، ويمكن أن يتفاقم الالتهاب الموجود بالفعل. ومع ذلك، لم يكن من الواضح ما إذا كان التعرض أثناء الحمل أو التعرض أثناء الرضاعة له تأثير أكبر على النسل النامي، أو ما إذا كانت التأثيرات تختلف بين الذكور والإناث.

لقد وضع فريق من الباحثين هدفاً للإجابة على هذه الأسئلة من خلال دراسة الفئران، مع التركيز على كيفية تأثير توقيت التعرض لثاني أكسوم التيتانيوم، المعروف باسم E171 في ملصقات الأغذية، على صحة الأمعاء. وقاموا بتقسيم إناث الفئران الحوامل إلى مجموعات، حيث عرضن المادة المضافة من خلال مياه الشرب خلال فترات زمنية محددة: فقط أثناء الحمل، أو فقط أثناء الرضاعة، أو خلال كلتا الفترتين. بينما تلقت مجموعة ضابطة (control) لا شيء من التعرض. ثم انتظر الباحثون حتى كبر النسل ليصبحوا بالغين ليروا كيف تطورت أمعاؤهم وكيف سيكون رد فعلهم تجاه مادة كيميائية تحفز التهاب القولون، وهي نموذج لمرض التهاب الأمعاء. لقد فحصوا البنية الفيزيائية للأمعاء، وقاسوا مدى سهولة تسرب المواد عبر جدار الأمعاء، وحللوا مجتمع البكتيريا التي تعيش بالداخل، وبحثوا عن علامات الإجهاد المناعي.

كشفت الدراسة أن توقيت التعرض مهم بشكل كبير، حيث تبين أن فترة الحمل هي الفترة الأكثر حرجاً. فعندما تعرضت ذكور الفئران للمادة المضافة فقط أثناء فترة رضاعة أمهاتهن، أصيبت بنوع أكثر شدة من التهاب القولون في وقت لاحق من حياتها مقارنة بأولئك الذين تعرضوا لها فقط أثناء الرضاعة. وفي الواقع، حدث الالتهاب الأكثر شدة في الذكور الذين تعرضوا للمادة خلال كل من الحمل والرضاعة، لكن الضرر الذي بدأ أثناء الحمل كان المحرك الرئيسي لهذه الزيادة في الضعف. ووجد الباحثون أن التعرض أثناء الحمل أدى تحديداً إلى زيادة عدد الخلايا المنتجة للمخاط في الأمعاء وتغيير طول الطيات المعوية بطرق تختلف عن التعرض أثناء الرضاعة. ومن المثير للاهتمام أن ذكور الفئرន់ كانوا عموماً أكثر حساسية لهذه التأثيرات الضارة من الإناث. وبينما أظهر كلا الجنسين تغيرات في بكتيريا الأمعاء، أظهرت ذكور الفئران اضطراباً أكثر وضوحاً في وظيفة الحاجز المعوي، بما في ذلك زيادة قابلة للقياس في تسرب البروتينات التي ينبغي أن تبقى داخل الأمعاء.

كما تغير تكوين بكتيريا الأمعاء اعتماداً على وقت حدوث التعرض. ففي ذكور الفئران، أدت الرضاعة إلى زيادة تنوع الأنواع البكتيرية، في حين لم يؤدِ التعرض أثناء الحمل إلى نفس التأثير على التنوع. ومع ذلك، فإن نوعاً معيناً من البكتيريا المفيدة المعروفة بقدرتها على المساعدة في الحفاظ على بطانة الأمعاء، وهي Akkermansia muciniphila، زاد وفرتها عندما حدث التعرض أثناء الرضاعة أو خلال الفترتين معاً. وهذا يشير إلى أن الجسم قد يحاول التعويض عن إجهاد الجزيئات عبر استقطاب بكتيريا مفيدة، وهو رد فعل يبدو أقوى خلال مرحلة الرضاعة. وبالرغم من هذه التحولات البكتيرية، كان الضرر الفيزيائي لجدار الأمعاء وشدة الالتهاب الناتج عنه مرتبطان بقوة أكبر بالتعرض قبل الولادة. أما في الإناث، فقد كانت التأثيرات في نفس الاتجاه ولكنها أقل شدة؛ حيث أظهرت أيضاً زيادة في شدة التهاب القولون عند تعرضهن للحمل، لكن حاجز أمعائهن ظل أكثر مرونة من الذكور.

تشير هذه النتائج إلى أن نافذة الحمل هي وقت حساس بشكل فريد لتطور الحاجز المعوي. فعندما تستهلك الأم أطعمة تحتوي على ثاني أكسيد التيتانيوم خلال هذه الفترة، يمكن للجزيئات أن تعبر المشيمة وتصل إلى الجنين النامي، مما قد يغير مخطط الأمعاء قبل ولادة الحيوان حتى. هذا الاضطراب المبكر يترك أثراً دائماً، مما يجعل النسل أكثر عرضة لالتهاب الأمعاء الشديد في وقت لاحق من الحياة، وخاصة في الذكور. ولا تدعي الدراسة أن ثاني أكسيد التيتانيوم يسبب مرض التهاب الأمعاء لدى البشر، لكنها تسلط الضوء على ضعف نمائي محدد. وهي تشير إلى أن المخاطر المرتبطة بهذه المادة المضافة الشائعة قد لا تكون متساوية عبر جميع مراحل الحياة المبكرة، حيث تمثل فترة ما قبل الولادة تهديداً أكبر لاستقرار دفاعات الأمعاء على المدى الطويل من فترة الرضاعة. وبالنسبة للصحة العامة، فإن هذا يشير إلى الحاجة إلى مراعبة دقيقة للتعرضات الغذائية أثناء الحمل، حيث قد تكون عواقبها على صحة أمعاء الجيل القادم عميقة وطويلة الأمد.