آیا میکروب‌ها زندگی انسان‌ها را شکل می‌دهند؟

http://bionet.ir، بیونت، bionet، میکروبیوم و طول عمر

نمایی از هلیکوباکتر پیلوری

 

مدل‌سازی کامپیوتری که به تازگی انجام شده است نشان می‌دهد میکروب‌هایی که درون و بر روی بدن ما زندگی می‌کنند به گونه‌ای تکامل یافته‌اند که به صورت اختصاصی افراد مسن را در یک جمعیت از پا دربیاورند. این کار باعث می‌شود که کودکان سهم بیشتری از منابع و غذا را به دست آورده و کودکی طولانی تری را تجربه کنند. این مطالعه همچنین بیان می‌کند که چنین عملی اولین جمعیت‌های انسانی را نسبت به تحولات ناگهانی مقاوم تر می‌کرده است.

در ادامه همراه بیونت باشید

یکی از نویسندگان این مقاله و ریاضی دان دانشگاه Vanderbilt در این زمینه می‌گوید:

«اگر ۳۰۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ سال به عقب بازگردیم تنها حدود ۳۰۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ انسان بر روی کره زمین زندگی می‌کرده‌اند که در آفریقا، اروپا و بخش‌هایی از آسیا پراکنده شده بودند. آیا ما خوش‌شانس بودیم که اکنون وجود داریم؟ یا به این دلیل نجات یافته‌ایم که اجداد ما به‌اندازه‌ای مقاوم بودند که بتوانند در مقابل تغییرات محیطی و بلایای طبیعی مقاومت کنند؟»

این یافته‌ها نشان می‌دهد که انسان‌ها به این دلیل نجات یافته‌اند که جمعیت‌های اجدادی انسان به‌اندازه‌ای مقاوم بوده‌اند که بتوانند در محیط زنده بمانند.

میکروبیوم (کل جمعیت میکروبی بدن)

با مقداری اندازه‌گیری مشخص می‌شود که بدن انسان بیش از اینکه سلول‌های انسانی داشته باشد از باکتری‌ها تشکیل شده است. نسبت تعداد باکتری‌های بدن انسان در مقابل سلول‌های بدن ۱۰ به ۱ است. در سال‌های اخیر دانشمندان کشف کرده‌اند که میکروبیوم تأثیرات بسیار بزرگی بر انسان دارد مانند تنظیم افزایش وزن، روحیات و عملکرد فکری افراد. (پنج واقعیت مهم در مورد میکروب‌های موجود در بدن شما مراجعه)

دکتر Martin Blaser یکی از میکروبیولوژیست‌های مرکز پزشکی دانشگاه Lagone به این فکر افتاد که باکتری‌ها ممکن است بر ساختار سنی نیز تأثیر بگذارند. او متوجه شد که باکتری هلیکوباکتر پیلوری که در معده وجود دارد، می‌تواند بدون هیچ‌گونه علامتی در روده افراد برای ده‌ها زندگی کرده و هیچ آسیبی ایجاد نکند درحالی که این باکتری می‌تواند موجب زخم معده و سرطان معده هم شود که با افزایش سن خطر آن‌ها نیز افزایش می‌یابد. دکتر Blaser می‌گوید:

«به این فکر افتادم که یک همزیست واقعی ارگانیسمی است که هنگامی که جوان هستید شما را زنده نگه دارد و در زمان پیری شما را از بین ببرد. این عمل به‌صورت فردی برای شما خوب نیست اما برای کل گونه مفید است.»

محققان نظریه‌ای را مطرح کردند که ممکن است باکتری‌ها به این موضوع کمک کنند تا تعداد افراد پیر جامعه کم شده و درنتیجه کودکان بتوانند سهم بیشتری از منابع را به دست آورند؛ به عبارت دیگر باکتری‌ها دوران کودکی بسیار طولانی‌تری را در انسان‌ها در مقایسه با دیگر حیوانات موجب می‌شوند.

مدل‌سازی باکتری‌ها

برای بررسی تأثیر میکروبیوم برروی انسان‌ها با افزایش سن، دکتر Blaser و Webb یک مدل ریاضی را ایجاد کردند که جمعیت انسان‌های شکارچی باستانی را شبیه‌سازی می‌کرد. در این مدل آن‌ها فرض کردند که این انسان‌ها طول عمری همانند انسان‌های مدرن و در حدود ۱۲۰ سال دارند (در حالی که انسان‌های اولیه شکارچی امید به زندگی بسیار کمتری را به دلیل بیمارهای دوران کودکی، آسیب‌های فیزیکی که درمان نمی‌شدند و بلایای میکروبی که اکنون به‌وسیله آنتی‌بیوتیک‌ها قابل درمان هستند، داشتند.)

این مدل انسان‌ها را به سه دسته تقسیم می‌کرد: نوجوانان، افراد به سن بلوغ رسیده و افرادی که از سن بلوغ گذشته‌اند. سپس محققان بررسی کردند که چگونه جمعیت بر پایه سرعت‌های متفاوت زادآوری و مرگ تغییر می‌کند. برای درک تأثیر باکتری‌ها این گروه عوامل مرگ ناشی از انواع مختلف باکتری‌ها را در مطالعه خود تشدید کردند. به‌عنوان مثال در یک نسخه از مدل خود آن‌ها شیوع شیگلا (Shigella) را که گونه‌ای از باکتری‌ها است که باعث مسمومیت غذایی شده و می‌تواند کودکان را بکشد، افزایش دادند. این کار باعث کاهش چشمگیر جمعیت شد.

در مدل دیگری آن‌ها تأثیر باکتری‌ای که به‌طور معمول در معده یافت می‌شود و با افزایش سن بیشتر می‌شود به نام هلیکوباکتر پیلوری را به مطالعه اضافه کردند. این گروه دریافتند که با اضافه کردن تأثیر این باکتری یک جمعیت پایدار ایجاد می‌شود که در آن بیشتر افراد پیر می‌میرند. این اتفاق در عوض باعث می‌شود که نوجوانان سهم بیشتری از غذا و منابع را به دست آورده و رشد و پایداری جمعیت افزایش می‌یابد. در عوض جمعیت‌های بدون این باکتری بیشتر پیر بوده و پس از مدتی کاملاً از میان می‌روند.

محاسبات آن‌ها نشان می‌دهد که باکتری‌ها به گونه‌ای تکامل یافته‌اند که افراد مسن جمعیت را هدف قرار دهند. محققان معتقدند این عمل نه‌تنها برای جمعیت‌های انسانی مفید است بلکه برای کلونی‌های میکروبی نیز مفید خواهد بود زیرا میکروب‌ها بر این پایه استوار هستند که منبع ثابتی از میزبان‌ها را برای خود داشته باشند تا بتوانند آن‌ها را آلوده سازند.

در صورت تمایل می‌توانید مقاله کامل این مطلب را به زبان انگلیسی از لینک منبع مشاهده کنید، اگر مقاله رایگان نبود از بخش دانلود رایگان مقالات، مقاله کامل را به صورت PDF دریافت کنید.

منبع: mBio

  • نویسنده : سامان میلانی زاده
  • تاریخ انتشار : ۰۸-۰۱-۹۴