Ethnic differences in gut microbiota composition and functional capacity persist over six years in the HELIUS multi-ethnic longitudinal cohort
HELIUS बहु-जातीय समूह के छह वर्षीय अनुदैर्ध्य अध्ययन से पता चलता है कि जबकि गट माइक्रोबायोटा संरचना में कुछ अस्थायी परिवर्तन होते हैं, एक साझा शहरी वातावरण में सूक्ष्मजीव संरचना और कार्यात्मक क्षमता दोनों में महत्वपूर्ण जातीय अंतर बने रहते हैं, जिनका अनुमानित अर्ध-आयु लगभग दो दशक है।
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मानव आंत के भीतर, बैक्टीरिया, वायरस और कवक का एक विशाल और अदृश्य पारिस्थितिकी तंत्र भोजन पचाने में मदद करने, प्रतिरक्षा प्रणाली को प्रशिक्षित करने और बीमारी से बचाने के लिए अथक परिश्रम करता है। यह समुदाय, जिसे माइक्रोबायोम कहा जाता है, हर किसी के लिए एक जैसा नहीं होता है। यह जेनेटिक्स, आहार, जीवनशैली और व्यक्ति के रहने के स्थान के एक जटिल मिश्रण से आकार लेता है। दशकों से, वैज्ञानिकों ने देखा है कि विभिन्न जातीय पृष्ठभूमि के लोग अक्सर अलग-अलग सूक्ष्मजीवों के संग्रह रखते हैं, भले ही वे एक ही शहर में रहते हों और समान भोजन करते हों। यह अंतर केवल एक जैविक जिज्ञासा मात्र नहीं है; यह यह समझाने में मदद कर सकता है कि क्यों कुछ जातीय समूह हृदय रोग और मधुमेह के उच्च जोखिमों का सामना करते हैं। हालाँकि, एक महत्वपूर्ण प्रश्न अनुत्तरित रह गया था: यदि विभिन्न पृष्ठभूमि के लोग कई वर्षों तक एक ही शहरी वातावरण में साथ रहते हैं, तो क्या उनके गट माइक्रोब्स अंततः आपस में मिल जाते हैं, या वे विशिष्ट बने रहते हैं?
इसका उत्तर देने के लिए, शोधकर्ताओं ने एम्स्टर्डम में एक दीर्घकालिक अध्ययन HELIUS की ओर रुख किया, जो छह विभिन्न जातीय समूहों: डच, अफ्रीकी सूरीनामियन, दक्षिण-एशियाई सूरीनामियन, घाना, तुर्की और मोरक्कन के हजारों लोगों का अनुसरण करता है। टीम ने अध्ययन की शुरुआत में लगभग 2,000 प्रतिभागियों से मल के नमूने एकत्र किए और फिर छह साल बाद। इन नमूनों में मौजूद आनुवंशिक सामग्री का विश्लेषण करके, वे सूक्ष्मजीव समुदायों में होने वाले परिवर्तनों को सटीक रूप से ट्रैक कर सके। उन्होंने मौजूद बैक्टीरिया के प्रकारों, उन बैक्टीरिया के विशिष्ट उपभेदों (स्ट्रेन्स), और उन कार्यात्मक उपकरणों (फंक्शनल टूल्स) का भी अध्ययन किया जिनका उपयोग सूक्ष्मजीव भोजन को तोड़ने और एंटीबायोटिक दवाओं के प्रति प्रतिरोध दिखाने के लिए करते हैं। लक्ष्य यह देखना था कि क्या आधे दशक के लिए एक ही पश्चिमी शहर में रहना इन समूहों के बीच की गहरी जड़ों वाली भिन्नताओं को मिटाने के लिए पर्याप्त है।
निष्कर्ष बताते हैं कि हालांकि गट माइक्रोबायोम गतिशील और निरंतर परिवर्तनशील है, लेकिन जातीय समूहों के बीच के अंतर उल्लेखनीय रूप से अडिग हैं। छह साल की अवधि के दौरान, शोधकर्ताओं ने देखा कि कुछ समूहों के सूक्ष्मजीव, विशेष रूप से मोरक्कन मूल के लोगों के सूक्ष्मजीव, दूसरों की तुलना में अधिक बदले, जबकि डच और दक्षिण-एशियाई सूरीनामियन समूह अपेक्षाकृत स्थिर रहे। इन व्यक्तिगत बदलावों के बावजूद, प्रत्येक जातीय समूह के विशिष्ट सूक्ष्मजीवी हस्ताक्षर (माइक्रोबियल सिग्नेचर) बने रहे। दशकों तक एम्स्टर्डम में रहने के बाद भी, एक दक्षिण-एशियाई सूरीनामियन प्रतिभागी के गट बैक्टीरिया एक डच प्रतिभागी से स्पष्ट रूप से भिन्न रहे। अध्ययन ने गणना की कि यदि ये अंतर उस दर से कम होते जो देखी गई थी, तो समूहों को अध्ययन की शुरुआत की तुलना में आधा भिन्न होने में लगभग बीस वर्ष लगते। यह सुझाव देता है कि माइक्रोबायोम को आकार देने वाले बल—संभवतः लंबे समय से चली आ रही सांस्कृतिक आहार संबंधी आदतें, पारिवारिक परंपराएं, और शायद आवास या प्रारंभिक जीवन के अनुभवों जैसे कारक—छह साल की अवधि में एक साझा शहरी वातावरण के प्रभाव की तुलना में कहीं अधिक शक्तिशाली हैं।
शोधकर्ताओं ने यह भी खोजा कि किसी व्यक्ति के गट में परिवर्तन को संचालित करने वाला कारक उनकी जातीयता से कम और उनके स्वास्थ्य एवं दवा के उपयोग से अधिक है। जिन प्रतिभागियों को टाइप 2 मधुमेह हुआ या जिन्होंने उच्च रक्तचाप या मधुमेह की कुछ दवाओं जैसी दवाएं लेना शुरू किया, उनके सूक्ष्मजीव समुदायों में बहुत बड़े बदलाव देखे गए। उदाहरण के लिए, मधुमेह वाले लोगों ने बिना इस स्थिति वाले लोगों की तुलना में अपने गट बैक्टीरिया में अधिक नाटकीय बदलाव का अनुभव किया। यह इंगित करता है कि जबकि जातीयता यह तय करती है कि किसी व्यक्ति का गट कैसा दिखेगा, प्रमुख स्वास्थ्य घटनाएं और चिकित्सा उपचार वे मुख्य पात्र हैं जो इस नाटक में सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तन लाते हैं।
गट के विशिष्ट प्रकार के बैक्टीरिया पर गहराई से शोध करते हुए, टीम ने एलिस्टिपिस पुट्रेडिनिस (Alistipes putredinis) नामक एक प्रजाति पर ध्यान केंद्रित किया, जिसने परिवर्तन का सबसे दिलचस्प पैटर्न दिखाया। अध्ययन की शुरुआत में, यह बैक्टीरिया डच प्रतिभागियों में आम था लेकिन दक्षिण-एशियाई सूरीनामियन प्रतिभागियों में बहुत कम था। छह वर्षों में, दक्षिण-एशियाई सूरीनामियन समूह ने इस बैक्टीरिया को अधिक बार प्राप्त करना शुरू कर दिया, जिससे उनके स्तर डच समूह के करीब पहुँच गए। हालाँकि, यह अभिसरण (कन्वर्जेंस) केवल प्रजाति की उपस्थिति तक ही सीमित था। जब शोधकर्ताओं ने उस प्रजाति के भीतर बैक्टीरिया की आनुवंशिक संरचना—यानी विशिष्ट उपभेदों (स्ट्रेन्स)—का परीक्षण किया, तो उन्होंने पाया कि उपभेद विशिष्ट बने रहे। दक्षिण-एशियाई सूरीनामियन प्रतिभागियों ने नए उपभेदों को प्राप्त किया, लेकिन इन उपभेदों ने मौजूदा उपभेदों को इस तरह से प्रतिस्थापित नहीं किया कि जातीय अंतर मिट जाए। इसके बजाय, दोनों समूह एक ही बैक्टीरिया के अलग-अलग आनुवंशिक संस्करणों को बनाए रखना जारी रखते हैं।
टीम ने सूक्ष्मजीवों की कार्यात्मक क्षमताओं का भी परीक्षण किया, विशेष रूप से वे एंजाइम जो वे भोजन को तोड़ने के लिए उत्पन्न करते हैं। डच प्रतिभागियों में आमतौर पर जटिल पौधों के रेशों को तोड़ने की उच्च क्षमता थी, जबकि दक्षिण-एशियाई सूरीनामियन प्रतिभागियों में अलग पैटर्न देखे गए। समय के साथ, कुछ कार्यात्मक अंतर थोड़े कम हुए, लेकिन समग्र अंतर बना रहा। इसी तरह, जब एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन (जेनेटिक निर्देश जो बैक्टीरिया को एंटीबायोटिक एक्सपोजर के दौरान जीवित रहने की अनुमति देते हैं) को देखा गया, तो दोनों समूहों में इन जीनों की कुल मात्रा छह वर्षों में कम हो गई, जो संभवतः नीदरलैंड में एंटीबायोटिक के उपयोग में सामान्य कमी को दर्शाता है। हालाँकि, मौजूद प्रतिरोध जीनों के विशिष्ट प्रकार दोनों समूहों के बीच अलग रहे, जिसमें डच प्रतिभागियों ने अपने दक्षिण-एशियाई सूरीनामियन समकक्षों की तुलना में अधिक विविध प्रतिरोध जीन बनाए रखे।
अंततः, यह शोध मानव गट माइक्रोबायोम को एक लचीली प्रणाली के रूप में चित्रित करता है जो लंबे समय तक व्यक्ति की पृष्ठभूमि की छाप को संजोए रखती है। हालांकि एक आधुनिक शहर में रहना और एक ही खाद्य आपूर्ति साझा करना माइक्रोबायोम को नई दिशाओं में मोड़ सकता है, लेकिन यह संस्कृति, जेनेटिक्स और इतिहास द्वारा स्थापित गहरे-से-गहरे अंतरों को जल्दी नहीं मिटा सकता है। अध्ययन सुझाव देता है कि निकट भविष्य के लिए, एक ही शहर में रहने वाले विभिन्न जातीय समूहों के गट माइक्रोबायोम विशिष्ट बने रहेंगे। इसके चिकित्सा अनुसंधान के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं, जो वैज्ञानिकों को याद दिलाते हैं कि जब वे गट स्वास्थ्य का अध्ययन कर रहे हों या मधुमेह जैसी बीमारियों के लिए उपचार विकसित कर रहे हों, तो उन्हें यह मान लेने के बजाय कि एक साझा वातावरण सभी की जीव विज्ञान को एक जैसा बना देगा, इन निरंतर रहने वाले जातीय अंतरों को ध्यान में रखना चाहिए। गट माइक्रोबायोम, वास्तव में, हम कौन हैं और हम कहाँ से आए हैं, इसकी एक दीर्घकालिक स्मृति है।
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