Carboxymethylcellulose ameliorates high-fat diet-associated colitis through the reduction of deoxycholic acid and restoration of mitochondrial complex I in macrophages
يعمل الكربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) على تحسين التهاب القولون المرتبط بالنظام الغذائي عالي الدهون عن طريق تثبيط إنتاج حمض ديوكسي كوليك بوساطة بكتيريا *Bacteroides acidifaciens*، مما يستعيد وظيفة المعقد الأول في الميتوكوندريا في الخلايا البلعمية ويثبط استقطابها من النوع M1.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
التهاب القولون التقرحي هو حالة مزمنة حيث يصبح بطانة الأمعاء الغليظة ملتهبة، مما يسبب الألم والنزيف والإسهال المتكرر. وبينما لا يزال السبب الدقيق لغزاً، يعلم العلماء أن ما يأكله الناس يلعب دوراً رئيسياً في كيفية سلوك المرض. وفي السنوات الأخيرة، ارتبطت الأنظمة الغذائية الغنية بالدهون بارتفاع خطر الإصابة بهذه الحالة وتفاقمها. وأحد الطرق التي يضر بها النظام الغذائي عالي الدهون الأمعاء هو تغيير الكيمياء داخل الأمعاء؛ وتحديداً، فإنه يشجع الجسم على إنتاج المزيد من مادة تسمى حمض ديوكسي كوليك (deoxycholic acid). وبينما يعد هذا المادة جزءاً طبيعياً من عملية الهضم، فإن الكثير منها يعمل كسم لبطانة الأمعاء، مما يحفز الخلايا المناعية لمهاجمة الأنسجة ويسبب التهاباً شديداً. وقد كان إيجاد طريقة لخفض هذا الحمض دون التسبب في مشاوه أخرى تحدياً صعباً للأطباء.
اكتشف باحثون في جامعة سيشوان حلاً مفاجئاً مخبأً في مادة مضافة شائعة للأطعمة. "كربوكسي ميثيل السليلوز" (CMC) هو مادة توجد في العديد من الأطعمة المصنعة، وتستخدم لجعلها ناعمة والحفاظ على نضارتها. ولفترة طويلة، لم يكن العلماء متأكدين مما إذا كانت هذه المادة تساعد أم تضر الأشخاص المصابين بأمراض الأمعاء؛ فقد اقترحت بعض الدراسات أنها قد تزيد الالتهاب سوءاً، بينما أشارت دراسات أخرى إلى أنها قد تكون غير ضارة. ومع ذلك، لم ينظر أحد في كيفية عملها تحديداً عندما يتناول الشخص نظاماً غذائياً عالياً في الدهون. لقد شرع الفريق في اختبار ما إذا كان هذا المكون اليومي يمكن أن يهدئ الأمعاء عندما تكون مستويات الدهون مرتفعة. ووجدوا أن CMC لا يكتفي بمجرد الاستقرار في الجهاز الهضمي، بل يغير بنشاط البيئة داخل الأمعاء لوقف إنتاج الحمض الضار.
لفهم كيفية حدوث ذلك، نظر الباحثون أولاً إلى أشخاص حقيقيين يعانون من التهاب القولون التقرحي. وسألوا المرضى عن عاداتهم الغذائية ووجدوا أن أولئك الذين يعانون حالياً من نوبة مرضية يميلون إلى تناول المزيد من الدهون مقارنة بمن يشعرون بالتحسن. وقد أكد هذا أن تناول الدهون مرتبط ارتباط وثيق بكيفية نشاط المرض. ثم انتقلوا إلى الفئران لاختبار الآليات؛ حيث أطعموا بعض الفئران نظاماً غذائياً عالياً في الدهون وأعطوهم مادة كيميائية تسبب التهاب القولون. وكما هو متوقع، جعل النظام الغذائي عالي الدهون المرض أسوأ بكثير؛ حيث فقدت الفئران المزيد من الوزن، وعانت من التهاب أكثر شدة، وامتلأت أمعاؤها بمستويات عالية من حمض ديوكسي كوليك.
وعندما أضاف الباحثون CMC إلى ماء الشرب لهذه الفئران، تغير الوضع بشكل كبير. فالفئران التي تلقت المادة المضافة ظلت بصحة جيدة، وحافظت على وزنها، وكان لديها التهاب أقل بكثير في أمعائها. وكان المفتاح لهذا التحسن هو مستوى حمض ديوكسي كوليك؛ ففي الفئران التي حصلت على CMC، انخفضت كمية هذا الحمض الضار بشكل كبير، حيث هبطت من مستوى مرتفع وضار إلى مستوى أقل بكثير وأكثر أماناً. أراد الباحثون معرفة ما إذا كان CMC يقوم ببساطة بامتصاص الحمض مثل الإسفنج أو أنه يمنع صنع الحمض في المقام الأول. واختبروا ذلك عن طريق خلط CMC مع الدهون في طبق مختبري ووجدوا أن البنية الكيميائية للدهون لم تتغير، وهذا يعني أن CMC لم يكن يعادل الحمض مباشرة. بدلاً من ذلك، كان يعمل من خلال البكتيريا الصغيرة التي تعيش في الأمعاء.
الأمعاء هي موطن لتريليونات البكتيريا، وهذه الميكروبات مسؤولة عن تحويل أحماض الصفراء العادية إلى أحماض ثانوية مثل حمض ديوكسي كوليك. ووجد الباحثون أن النظام الغذائي عالي الدهون تسبب في تكاثر نوع معين من البكتيريا يسمى "باكتيرويدس أسيديفاسينز" (Bacteroides acidifaciens). هذه البكتيريا هي مصنع للحمض الضار. وعندما أُعطيت الفئران CMC، انخفض تعداد هذه البكتيريا المحددة بشكل حاد. ومع وجود عدد أقل من هذه البكتيريا، توقفت الأمعاء عن صنع الكثير من حمض ديوكسي كوليك. وأكد الباحثون ذلك من خلال إعطاء الفئران البكتيريا مباشرة؛ حيث أصيبت الفئران التي تلقت البكتيريا الحية بمرض أشد، بينما لم تصب تلك التي تلقت البكتيريا بعد تسخينها وقتلها بالمرض. أثبت هذا أن البكتيريا الحية كانت هي المشكلة، وأن CMC يعمل من خلال إبقاء أعدادها منخفضة.
ولكن لماذا يساعد تقليل هذا الحمض الأمعاء على الشفاء؟ تكمن الإجابة في الخلايا المناعية التي تجوب الأمعاء. فعندما تلتهب الأمعاء، يتغير نوع من خلايا الدم البيضاء يسمى "البلعم" (macrophage) في شكله وسلوكه ليصبح مهاجماً. هذه المهاجمون، المعروفون باسم "البلعمات من النوع M1"، يطلقون مواد كيميائية تدمر الأنسجة. ووجد الباحثون أنه في حالات ارتفاع مستويات حمض ديوكسي كوليك، كانت هذه الخلايا المهاجمة منتشرة في كل مكان. ومع ذلك، عندما انخفضت مستويات الحمض بفعل CMC، توقفت هذه الخلايا عن التصرف كمهاجمين وعادت إلى حالة أكثر هدوءاً.
ولرؤية كيف حدث ذلك، نظر العلماء داخل الخلايا نفسها. واكتشفوا أن المستويات العالية من حمض ديوكسي كوليك تسبب تلفاً لمحطات الطاقة في الخلايا المناعية، والتي تسمى "الميتوكوندريا". هذه المحطات مسؤولة عن توليد الطاقة، وعندما تتضرر، تتحول الخلايا إلى طريقة أقل كفاءة لإنتاج الطاقة، مما يحفزها لتصبح مهاجمين غاضبين. ووجد الباحثون أنه عندما خفض CMC مستويات الحمض، تم إصلاح محطات الطاقة في الخلايا المناعية، وبدأت تعمل بكفاءة مرة أخرى، وتنتج الطاقة بطريقة تبقي الخلايا هادئة وتمنعها من مهاجمة بطانة الأمعاء.
ذهب الفريق خطوة أبعد لإثبات أن إصلاح هذه الطاقة كان ضرورياً. فقد صنعوا فئراناً تفتقر إلى جزء معين من آلات محطة الطاقة في خلاياها المناعية. وفي هذه الفئران، حتى عندما خفض CMC مستويات الحمض، لم تتمكن الخلايا المناعية من إصلاح محطات الطاقة الخاصة بها. ونتيجة لذلك، لم يساعد CMC الفئران على التحسن، وظلت تعاني من التهاب قولون شديد. أظهر هذا أن القدرة على إصلاح إنتاج طاقة الخلية كانت الخطوة الحاسمة التي سمحت لـ CMC بالعمل.
كما قارنت الدراسة بين CMC ودواء طبي قياسي يستخدم لربط أحماض الصفراء، وهو "كوليستيرامين" (cholestyramine). ووجد الباحثون أن CMC يعمل بكفاءة مماثلة لهذا الدواء في تقليل الالتهاب الناتج عن النظام الغذائي عالي الدهون. وهذا أمر مهم لأن CMC هو مادة مضافة للأطعمة تعتبر آمنة بشكل عام، بينما يمكن أن يكون للدواء آثار جانبية ولا يتم تحمله دائماً بشكل جيد. تشير النتائج إلى أنه بالنسبة للأشخاص الذين يتبعون نظاماً غذائياً عالياً في الدهون، قد يساعد هذا المكون المضاف الشائع في الواقع على حماية الأمعاء من خلال إعادة تشكيل المجتمع البكتيري وخفض مستويات الأحماض الضارة.
على الرغم من أن الدراسة أجريت على الفئران والمرضى البشر، إلا أن النتائج تشير إلى طريقة جديدة للتفكير في الغذاء وصحة الأمعاء. فهي تظهر أن تأثير المادة المضافة للطعام يمكن أن يعتمد تماماً على ما يتم تناوله أيضاً. ففي النظام الغذائي العادي، قد يكون لـ CMC تأثيرات مختلفة، ولكن في النظام الغذائي عالي الدهون، يعمل كدرع. فمن خلال خفض مستويات حمض معين عبر بكتيريا الأمعاء، فإنه يسمح للجهاز المناعي بالهدوء والتوقف عن مهاجمة الجسم. يقدم هذا الاكتشاف مساراً محتملاً لإدارة التهاب القولون لدى الأشخاص الذين يعانون من الأنظمة الغذائية عالية الدهون، محولاً مكوناً بسيطاً إلى أداة للشفاء.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.