اكتشف علماء من كلية الطب بجامعتي ديوك وسنغافورة الوطنية، والمعهد الوطني لعلوم الأعصاب في سنغافورة، أن البكتيريا الموجودة في أمعائنا تنتج مركبات محددة يمكنها التأثير على السلوكيات المرتبطة بالقلق، وحسب بحثهم الذي نُشر في مجلة EMBO Molecular Medicine، يمكن لهذه الكائنات الحية الدقيقة أن تساعد في تنظيم استجاباتنا العاطفية.
وتتزايد الاضطرابات النفسية على مستوى العالم، حيث يؤثر القلق على الملايين. وفي حين لا يوجد نقص في الأدوية الموصوفة المتاحة للمرضى، تشير الدراسة إلى أن حليفًا غير متوقع في مكافحة القلق قد يكون موجودًا في أنظمتنا الهضمية.
عملية معقدة
يوضح الأستاذ المساعد شون جي من برنامج علم الأعصاب والاضطرابات السلوكية في جامعة ديوك - جامعة سنغافورة الوطنية «تكشف نتائجنا عن العملية العصبية المحددة والمعقدة التي تربط الميكروبات بالصحة العقلية، فقد أظهر أولئك الذين لا يحملون أي ميكروبات حية مستويات أعلى من السلوك القلق، مقارنة بأولئك الذين يحملون بكتيريا حية. في الأساس، أدى نقص هذه الميكروبات إلى تعطيل طريقة عمل أدمغتهم، وخاصة في المناطق التي تتحكم بالخوف والقلق».
في بحثهم، عمل العلماء على مجموعتين من الفئران. المجموعة الأولى تم تربيتها بشكل طبيعي، مع كل البكتيريا النموذجية التي تعيش في أجسامها وعلى أجسامها. المجموعة الأخرى تم تربيتها في ظروف معقمة تمامًا منذ الولادة، مما يعني أنها خالية من البكتيريا على الإطلاق. وقد أطلق على هذه الفئران اسم «الخالية من الجراثيم».
لاختبار مستويات القلق، استخدم الباحثون اختبارات سلوكية مصممة بعناية. في أحد الاختبارات التي تسمى اختبار المجال المفتوح، وضعوا الفئران في صندوق كبير به مناطق مفتوحة ومساحات مغلقة. تفضل الفئران بشكل طبيعي البقاء بالقرب من الجدران والأماكن المغلقة عندما تكون قلقة. أمضت الفئران الخالية من الجراثيم وقتًا أطول بكثير مختبئة في مناطق مغلقة وقامت برحلات أقل إلى الأماكن المفتوحة مقارنة بالفئران العادية.
كما استخدموا اختبارًا آخر يُسمى متاهة الصفر المرتفعة، والتي تبدو كمنصة دائرية مرتفعة بها بعض الأقسام المفتوحة وبعض الأقسام ذات الجدران. ومرة أخرى، أظهرت الفئران الخالية من الجراثيم سلوكًا أكثر قلقًا، حيث قضت وقتًا أقل في الأقسام المفتوحة من المتاهة.
تقنيات متخصصة
لم يتوقف الباحثون عند مجرد مراقبة السلوك. بل أرادوا فهم ما يحدث في المخ ليسبب هذه الاختلافات. وباستخدام تقنيات متخصصة، نظروا إلى النشاط في منطقة من المخ تسمى اللوزة القاعدية الجانبية، والتي تساعد في معالجة المشاعر مثل الخوف والقلق. ووجدوا أن خلايا المخ في هذه المنطقة كانت أكثر نشاطًا بكثير في الفئران الخالية من الجراثيم.
وكشفت التحقيقات الإضافية أن هذا النشاط الدماغي المتزايد كان مرتبطًا بمشاكل في بروتينات معينة تسمى قنوات SK2. تعمل هذه القنوات عادةً كنظام فرامل لخلايا الدماغ، مما يمنعها من أن تصبح نشطة للغاية. وفي الفئران التي لا تحتوي على بكتيريا الأمعاء، لم تكن هذه القنوات تعمل بشكل صحيح، مما أدى إلى فرط نشاط خلايا الدماغ.
ولتأكيد نتائجهم، جرب الباحثون علاجين مختلفين. أولًا، أعطوا بعض الفئران الخالية من الجراثيم بكتيريا معوية طبيعية. ثانيًا، أضافوا مركبًا يسمى إندول تنتجه عادة بكتيريا الأمعاء، إلى مياه الشرب لفئران أخرى خالية من الجراثيم لمدة 6 أسابيع. ساعد كلا العلاجين في تطبيع نشاط خلايا المخ وتقليل سلوكيات القلق.
نتائج الدراسة
كانت النتائج مثيرة للاهتمام: فقد بدأت الفئران التي تلقت أيًا من العلاجين في قضاء مزيد من الوقت في استكشاف المساحات المفتوحة وأظهرت سلوكًا أقل قلقًا بشكل ملحوظ بشكل عام. كما أصبحت أنماط نشاط أدمغتها أكثر تشابهًا مع أنماط الفئران العادية.
هذه النتائج مثيرة للاهتمام بشكل خاص لأنها توفر ارتباطًا واضحًا بين بكتيريا الأمعاء ووظيفة المخ. والأمر الأكثر أهمية هو أنها تشير إلى أن المنتجات البكتيرية مثل الإندول قد تقدم طرقًا جديدة للمساعدة في تقليل القلق دون استخدام أدوية القلق التقليدية.
يقول البروفيسور باتريك تان، نائب العميد الأول للأبحاث في جامعة ديوك-جامعة سنغافورة الوطنية «تؤكد نتائجنا على الروابط التطورية العميقة بين الميكروبات والتغذية ووظائف المخ. وهذا له إمكانات هائلة للأشخاص الذين يعانون من حالات مرتبطة بالتوتر، مثل اضطرابات النوم أو أولئك الذين لا يستطيعون تحمل الأدوية النفسية القياسية. إنه تذكير بأن الصحة العقلية ليست فقط في المخ - بل في الأمعاء أيضًا».
تفصيل ونتائج
استخدم الباحثون فئران C57BL/6J الذكور، وقارنوا تلك التي نشأت في ظروف خالية من الجراثيم بالضوابط الطبيعية. وأجروا اختبارات سلوكية، وقاسوا نشاط الدماغ من خلال التعبير عن c-Fos (علامة على النشاط العصبي) والتسجيلات الكهربية الفيزيولوجية التفصيلية للخلايا العصبية في اللوزة القاعدية الجانبية.
وأظهرت الفئران الخالية من الجراثيم زيادة كبيرة في السلوكيات الشبيهة بالقلق، وأظهرت الخلايا العصبية BLA لديها فرط الاستثارة وتغير وظيفة قناة SK. أدى العلاج إما بالبكتيريا الحية أو الإندول إلى تطبيع كل من النشاط العصبي والسلوك.
القيود
أُجري البحث حصريًا على فئران ذكور من سلالة محددة، مما قد يحد من إمكانية تعميم النتائج. إضافة إلى ذلك، لا تزال الآلية الدقيقة التي يؤثر بها الإندول على قنوات SK غير واضحة تمامًا. وستتطلب التطبيقات البشرية أبحاثًا إضافية مكثفة.
نتائج الدراسة
ـ هناك أدلة ملموسة على وجود آلية جزيئية تربط ميكروبات الأمعاء بالسلوكيات المرتبطة بالقلق من خلال تنظيم قناة SK في اللوزة.
ـ هناك إستراتيجيات علاجية محتملة باستخدام إما البكتيريا الحيوية أو مستقلباتها مثل الإندول.
ـ قد يمثل هذا تقدمًا كبيرًا في علاج الصحة العقلية.
ـ هناك بديل طبيعي أو مكمل لأدوية القلق التقليدية.
وتتزايد الاضطرابات النفسية على مستوى العالم، حيث يؤثر القلق على الملايين. وفي حين لا يوجد نقص في الأدوية الموصوفة المتاحة للمرضى، تشير الدراسة إلى أن حليفًا غير متوقع في مكافحة القلق قد يكون موجودًا في أنظمتنا الهضمية.
عملية معقدة
يوضح الأستاذ المساعد شون جي من برنامج علم الأعصاب والاضطرابات السلوكية في جامعة ديوك - جامعة سنغافورة الوطنية «تكشف نتائجنا عن العملية العصبية المحددة والمعقدة التي تربط الميكروبات بالصحة العقلية، فقد أظهر أولئك الذين لا يحملون أي ميكروبات حية مستويات أعلى من السلوك القلق، مقارنة بأولئك الذين يحملون بكتيريا حية. في الأساس، أدى نقص هذه الميكروبات إلى تعطيل طريقة عمل أدمغتهم، وخاصة في المناطق التي تتحكم بالخوف والقلق».
في بحثهم، عمل العلماء على مجموعتين من الفئران. المجموعة الأولى تم تربيتها بشكل طبيعي، مع كل البكتيريا النموذجية التي تعيش في أجسامها وعلى أجسامها. المجموعة الأخرى تم تربيتها في ظروف معقمة تمامًا منذ الولادة، مما يعني أنها خالية من البكتيريا على الإطلاق. وقد أطلق على هذه الفئران اسم «الخالية من الجراثيم».
لاختبار مستويات القلق، استخدم الباحثون اختبارات سلوكية مصممة بعناية. في أحد الاختبارات التي تسمى اختبار المجال المفتوح، وضعوا الفئران في صندوق كبير به مناطق مفتوحة ومساحات مغلقة. تفضل الفئران بشكل طبيعي البقاء بالقرب من الجدران والأماكن المغلقة عندما تكون قلقة. أمضت الفئران الخالية من الجراثيم وقتًا أطول بكثير مختبئة في مناطق مغلقة وقامت برحلات أقل إلى الأماكن المفتوحة مقارنة بالفئران العادية.
كما استخدموا اختبارًا آخر يُسمى متاهة الصفر المرتفعة، والتي تبدو كمنصة دائرية مرتفعة بها بعض الأقسام المفتوحة وبعض الأقسام ذات الجدران. ومرة أخرى، أظهرت الفئران الخالية من الجراثيم سلوكًا أكثر قلقًا، حيث قضت وقتًا أقل في الأقسام المفتوحة من المتاهة.
تقنيات متخصصة
لم يتوقف الباحثون عند مجرد مراقبة السلوك. بل أرادوا فهم ما يحدث في المخ ليسبب هذه الاختلافات. وباستخدام تقنيات متخصصة، نظروا إلى النشاط في منطقة من المخ تسمى اللوزة القاعدية الجانبية، والتي تساعد في معالجة المشاعر مثل الخوف والقلق. ووجدوا أن خلايا المخ في هذه المنطقة كانت أكثر نشاطًا بكثير في الفئران الخالية من الجراثيم.
وكشفت التحقيقات الإضافية أن هذا النشاط الدماغي المتزايد كان مرتبطًا بمشاكل في بروتينات معينة تسمى قنوات SK2. تعمل هذه القنوات عادةً كنظام فرامل لخلايا الدماغ، مما يمنعها من أن تصبح نشطة للغاية. وفي الفئران التي لا تحتوي على بكتيريا الأمعاء، لم تكن هذه القنوات تعمل بشكل صحيح، مما أدى إلى فرط نشاط خلايا الدماغ.
ولتأكيد نتائجهم، جرب الباحثون علاجين مختلفين. أولًا، أعطوا بعض الفئران الخالية من الجراثيم بكتيريا معوية طبيعية. ثانيًا، أضافوا مركبًا يسمى إندول تنتجه عادة بكتيريا الأمعاء، إلى مياه الشرب لفئران أخرى خالية من الجراثيم لمدة 6 أسابيع. ساعد كلا العلاجين في تطبيع نشاط خلايا المخ وتقليل سلوكيات القلق.
نتائج الدراسة
كانت النتائج مثيرة للاهتمام: فقد بدأت الفئران التي تلقت أيًا من العلاجين في قضاء مزيد من الوقت في استكشاف المساحات المفتوحة وأظهرت سلوكًا أقل قلقًا بشكل ملحوظ بشكل عام. كما أصبحت أنماط نشاط أدمغتها أكثر تشابهًا مع أنماط الفئران العادية.
هذه النتائج مثيرة للاهتمام بشكل خاص لأنها توفر ارتباطًا واضحًا بين بكتيريا الأمعاء ووظيفة المخ. والأمر الأكثر أهمية هو أنها تشير إلى أن المنتجات البكتيرية مثل الإندول قد تقدم طرقًا جديدة للمساعدة في تقليل القلق دون استخدام أدوية القلق التقليدية.
يقول البروفيسور باتريك تان، نائب العميد الأول للأبحاث في جامعة ديوك-جامعة سنغافورة الوطنية «تؤكد نتائجنا على الروابط التطورية العميقة بين الميكروبات والتغذية ووظائف المخ. وهذا له إمكانات هائلة للأشخاص الذين يعانون من حالات مرتبطة بالتوتر، مثل اضطرابات النوم أو أولئك الذين لا يستطيعون تحمل الأدوية النفسية القياسية. إنه تذكير بأن الصحة العقلية ليست فقط في المخ - بل في الأمعاء أيضًا».
تفصيل ونتائج
استخدم الباحثون فئران C57BL/6J الذكور، وقارنوا تلك التي نشأت في ظروف خالية من الجراثيم بالضوابط الطبيعية. وأجروا اختبارات سلوكية، وقاسوا نشاط الدماغ من خلال التعبير عن c-Fos (علامة على النشاط العصبي) والتسجيلات الكهربية الفيزيولوجية التفصيلية للخلايا العصبية في اللوزة القاعدية الجانبية.
وأظهرت الفئران الخالية من الجراثيم زيادة كبيرة في السلوكيات الشبيهة بالقلق، وأظهرت الخلايا العصبية BLA لديها فرط الاستثارة وتغير وظيفة قناة SK. أدى العلاج إما بالبكتيريا الحية أو الإندول إلى تطبيع كل من النشاط العصبي والسلوك.
القيود
أُجري البحث حصريًا على فئران ذكور من سلالة محددة، مما قد يحد من إمكانية تعميم النتائج. إضافة إلى ذلك، لا تزال الآلية الدقيقة التي يؤثر بها الإندول على قنوات SK غير واضحة تمامًا. وستتطلب التطبيقات البشرية أبحاثًا إضافية مكثفة.
نتائج الدراسة
ـ هناك أدلة ملموسة على وجود آلية جزيئية تربط ميكروبات الأمعاء بالسلوكيات المرتبطة بالقلق من خلال تنظيم قناة SK في اللوزة.
ـ هناك إستراتيجيات علاجية محتملة باستخدام إما البكتيريا الحيوية أو مستقلباتها مثل الإندول.
ـ قد يمثل هذا تقدمًا كبيرًا في علاج الصحة العقلية.
ـ هناك بديل طبيعي أو مكمل لأدوية القلق التقليدية.
