میکروبیوم‌ها همه‌جا وجود دارند، چه در درون بدن ما و چه محیطی که در آن زندگی می‌کنیم. آنها بخشی جدایی‌ناپذیر از سیستم غذایی‌اند و تقریبا در تمام مراحل تولید مواد غذایی وجود دارند. میکروبیوم‌ها فواید زیادی دارند و برای تولید غذاهای مغذی، فراوان و خوشمزه ضروری‌اند. در ادامه می‌آموزیم که میکروبیوم چیست و چه نقشی در سلامت ما و محیط زیست دارد.
تفاوت میکروبیوم و میکروبیوتا
میکروارگانیسم‌ها شامل موجودات کوچکی مانند باکتری‌ها، باستانیان یا آرکئا (archaea)، قارچ‌ها، جلبک‌ها و ویروس‌ها می‌شوند. این موجودات کوچک تقریبا در هر جایی یافت می‌شوند، از یخچال‌های طبیعی قطب جنوب گرفته تا اعماق اقیانوس‌ها. بیشتر آنها را به‌دلیل مضرات و خطراتی می‌شناسیم که بعضی از آنها برای ما ایجاد می‌کنند مانند مسمومیت غذایی، مقاومت آنتی‌بیوتیکی (anti-microbial resistance) و بیماریهای عفونی مانند آنفولانزای خوکی. ولی میکروارگانیسم‌ها تأثیرات مثبت زیادی بر سلامتی ما دارند و خدمات فراوانی به محیط‌زیست می‌دهند.
میکروبیوتا (microbiota) به مجموعه‌ای از میکروارگانیسم‌های گوناگون گفته می‌شود که با هم در زیستگاهی مانند روده انسان یا خاک زندگی می‌کنند، ولی میکروبیوم به جامعه‌ای از میکروارگانیسم‌های مختلف گفته می‌شود که محیطی خاص را اشغال می‌کنند. این اصطلاح چگونگی تعامل میکروارگانیسم‌های مختلف با یکدیگر و شرایط محیطی پیرامونشان را نیز در برمی‌گیرد.
فواید میکروارگانیسم‌ها
میکروارگانیسم‌ها در حوزه‌ها و بخش‌های مختلف فواید و کاربردهای فراوانی دارند که در ادامه برخی از آنها را بررسی می‌کنیم.
۱. سلامتی
بیشتر مردم وقتی واژه میکروبیوم را می‌شنوند، یاد میکروبیوم روده می‌افتند زیرا اطلاعات مربوط به میکروبیوم روده بیشتر منتشر شده است و ما بیشتر درباره آن شنیده یا خوانده‌ایم. حدود ۴۰تریلیون باکتری در بدن انسان وجود دارد و دستگاه گوارش مکانی با بیشترین تراکم میکروارگانیسم‌هاست. باکتری‌های روده در هضم غذا به ما کمک می‌کنند و ارتباط تنگاتنگی با سلامت سیستم ایمنی دارند. آنها می‌توانند تحت‌تأثیر عوامل محیطی و رژیم غذایی قرار بگیرند. مواد غذایی تولیدشده به‌وسیله میکروارگانیسم‌ها مانند غذاهای تخمیری و پروبیوتیک‌ها می‌توانند به سلامت میکروبیوم روده کمک کنند.
البته روده تنها جایی نیست که می‌توان در آن میکروارگانیسم‌ها را یافت. میکروبیوم انسان در واژن، بینی، دهان و پوست نیز وجود دارد. این میکروبیوم‌ها نقش مهمی در حفظ سلامتی دارند. وزن کلی باکتری‌های بدن تا ۲۰۰ گرم تخمین زده می‌شود.
۲. محیط‌زیست
میکروارگانیسم‌ها از اجزای ضروری اکوسیستم‌اند و تأثیر زیادی بر محیط زندگی ما دارند. بنابراین درک بهتر میکروبیوم محیطی می‌تواند در رویارویی با چالش‌های وابسته به جامعه (مانند تغییرات آب‌وهوایی) مهم باشد، زیرا تأثیر تغییرات آب‌وهوایی به‌شدت به پاسخ‌های میکروارگانیسم‌ها بستگی دارد. میکروبیوم‌ها به روش‌های گوناگونی بر سلامت اکوسیستم‌های جهانی تأثیر دارند. مثلا میکروارگانیسم‌های اقیانوس‌ها به ذخیره کربن کمک و نیمی از اکسیژن لازم برای تنفس ما را تولید می‌کنند. در خاک نیز بعضی از میکروارگانیسم‌ها با تثبیت مواد مغذی و تجزیه مواد آلی در رشد گیاهان نقش دارند. به‌علاوه میکروارگانیسم‌ها می‌توانند با تولید بیوگاز (biogas) موجب تولید انرژی شوند و در تصفیه فاضلاب و پاک‌سازی مکان‌های آلوده نیز کاربرد دارند.
۳. پزشکی
میکروارگانیسم‌ها در مراقبت‌های پزشکی و سلامت عمومی نیز کاربرد دارند. مثلا از آنها برای تولید داروهایی مانند آنتی‌بیوتیک‌ها و واکسن‌ها استفاده می‌شود.
۴. تولید غذا
میکروارگانیسم‌ها در تولید و نگهداری مواد غذایی مانند ماست، خیارشور و ترشی نقش مهمی ایفا می‌کنند. می‌توان میکروارگانیسم‌ها را در بسیاری از بخش‌های سیستم غذایی مانند احشام، ماهی‌ها، خاک و محصولات کشاورزی یافت. آنها با تولید کمپوست و بازیابی مواد مغذی ضایعات مواد غذایی از تأثیرات زیست‌محیطی منفی این ضایعات می‌کاهند.
نقش میکروارگانیسم‌ها در سیستم غذایی
میکروبیوم‌ها در تمام بخش‌های سیستم غذایی حضور دارند و در کل زنجیره غذایی استفاده می‌شوند. می‌توانید در تمام مراحل و محیط‌های تولید مواد غذایی میکروارگانیسم‌های مفید و مضر را بیابید.
۱. گیاهان و خاک
در خاک، گیاهان و ریشه‌هایشان میکروارگانیسم‌های گوناگونی وجود دارند. در ناحیه اطراف ریشه‌ها، که ریشه‌گاه یا ریزوسفر (rhizosphere) نام دارد، بیشترین فعالیت میکربی وجود دارد. میکروارگانیسم‌های موجود در ریشه‌گاه معمولا از خاک اطراف ریشه آمده‌اند. این میکروارگانیسم‌ها برای دریافت مواد مغذی مفیدند و بعضی از آنها می‌توانند مقدار هورمون‌های استرس گیاه را کاهش دهند. البته اگر تعداد بعضی از باکتری‌ها افزایش یابد و شرایط محیطی نیز مناسب باشد، به گیاه صدمه می‌زنند و موجب بیماری می‌شوند. روش‌های کشاورزی، نوع گیاه، ژن‌های آن و عوامل محیطی می‌توانند بر میکروبیوم گیاه و عملکرد آن اثر بگذارند.
در حال حاضر پژوهشگران در تلاش برای تولید مواد تلقیحیِ (inoculants) میکروارگانیسم‌ها (معروف به پروبیوتیک‌های خاک) هستند که می‌توان از آنها برای کمک به رشد گیاه، ایجاد مقاومت در برابر استرس و سلامت محصولات استفاده کرد.
۲. محیط‌های آبی و دریایی
میکروارگانیسم‌ها بخش بزرگی از حیات دریایی را تشکیل می‌دهند. توانایی‌شان در تثبیت نیتروژن و کربن آنها را به پایه شبکه غذایی (food web) اقیانوس تبدیل کرده است. جلبک‌ها و باکتری‌های فتوسنتزکننده از گروه‌های اصلی فیتوپلانکتون‌های دریایی‌اند و منبع غذایی اصلی ماهی‌ها و سایر جانوران دریایی را تشکیل می‌دهند. بعضی از جلبک‌های میکروسکوپی می‌توانند ترکیبات سمی تولید کنند. اگر ماهی‌ها و صدف‌ها از این جلبک‌های مضر تغذیه کنند، به‌مرور زمان این سموم در بدن آنها جمع می‌شود. اگر انسان‌ها این ماهی‌ها یا صدف‌ها را مصرف کنند، سموم وارد بدن آنها نیز می‌شود. این مسئله می‌تواند اثری منفی بر سلامت انسان بگذارد و منجر به مسمومیت غذایی شود.
تعداد و تنوع میکروارگانیسم‌های موجود در اقیانوس‌ها چنان زیاد است که دانشمندان تاکنون فقط توانسته‌اند ویژگی‌های بخش کوچکی از آنها را شناسایی کنند.
۳. حیوانات
حیوانات میکروبیوم خاص خود را دارند. تنوع میکروبیوم حیوانات به‌اندازه میکروبیوم انسان یا حتی بیشتر از آن است. میکروارگانیسم‌ها در دریافت مواد مغذی و عملکرد سیستم ایمنی به حیوانات کمک می‌کنند و بر سلامت دام اثر می‌گذارند.
ولی بعضی از باکتری‌ها بیماری‌زا هستند و موجب شیوع بیماریهای عفونی در تولیدات دامی و آبزی‌پروری می‌شوند. برای مهار این باکتری‌ها و جلوگیری از گسترش آنها از آنتی‌بیوتیک استفاده می‌شود. البته استفاده زیاد و نادرست از داروهای ضدمیکربی می‌تواند موجب تسریع رشد باکتری‌های مقاوم به این داروها شود. این مسئله تهدیدی جدی برای سلامت عمومی است، زیرا باکتری‌های مقاوم به داروهای ضدمیکربی می‌توانند از طریق غذاهای حیوانی به انسان منتقل شوند.
۴. تخمیر مواد غذایی
از میکروارگانیسم‌ها برای تولید غذاهایی مانند ماست، پنیر، سس سویا و خیارشور استفاده می‌شود. تخمیر مواد غذایی موجب ماندگاری طولانی‌تر آنها می‌شود. در طول تاریخ از این روش برای جلوگیری از فساد مواد غذایی استفاده شده است. تخمیر مواد غذایی می‌تواند ارزش غذایی آنها را نیز افزایش دهد.
۵. ضایعات مواد غذایی
نگهداری مواد غذایی به‌مدت طولانی یا در شرایط نامناسب موجب افزایش میکروارگانیسم‌های نامطلوب و فساد آنها می‌شود. فساد مواد غذایی نیز مشکلات دیگری مانند مسمومیت غذایی را به دنبال دارد. از سوی دیگر، میکروارگانیسم‌ها می‌توانند در بازیافت ضایعات مواد غذایی مفید باشند. آنها با تبدیل این ضایعات به کود موجب بازیابی مواد مغذی ضایعات می‌شوند. درنتیجه ضایعات مواد غذایی به‌صورت کود زیستی (biofertilizer) به خاک برمی‌گردد.
میکروبیوم روده چیست؟
میکروبیوم روده شامل میکرب‌ها و مواد ژنتیکی آنهاست که در روده بزرگ و کوچک وجود دارد. این میکرب‌ها شامل باکتری‌ها، قارچ‌ها، مخمر‌ها و ویروس‌ها می‌شوند. برآورد می‌شود که حدود ۱۰۰تریلیون میکرب درون بدن انسان وجود دارد که بسیاری از آنها در روده‌ها ساکن‌اند.
وقتی غذا می‌خوریم، اسید معده بسیاری از پاتوژن‌هایی را که همراه غذا وارد بدن شده‌اند، از بین می‌برد. ما همواره از طریق آب و غذا میکرب‌هایی را وارد بدنمان می‌کنیم. میکرب‌هایی که از اسید معده جان سالم به در می‌برند، به‌سمت روده‌ها حرکت می‌کنند. عواملی مانند رژیم غذایی، عفونت‌ها و بعضی از داروها می‌توانند بر تعادل میکروبیوم روده اثر بگذارند. میکروبیوم روده ناسالم می‌تواند منجر به بیماری‌هایی خاص شود و بر سلامت روان نیز اثر بگذارد.
امروزه می‌دانیم که باکتری‌های روده بر همه‌چیز، از گوارش گرفته تا سلامت روان، اثر می‌گذارند. مجرای روده‌ای (intestinal tract) بزرگ‌ترین اندام سیستم ایمنی است که حدود ۸۰درصد از سلول‌های تولیدکننده سیستم ایمنی در آن زندگی می‌کنند. میکروبیوم روده در گوارش، متابولیسم و التهاب نقش دارد. میکروبیوم روده در دوران نوزادی در شکل‌گیری سیستم ایمنی روده و در بزرگ‌سالی در حفظ آن نقش دارد.
اهمیت سلامت میکروبیوم روده
سلامت روده از عوامل تعیین‌کننده سلامت کلی جسمی و روانی است. نبود تعادل میان میکرب‌های سالم و ناسالم و عملکرد آنها دیس‌بیوز (dysbiosis) روده نامیده می‌شود. پژوهشگران متوجه شده‌اند که افراد دچار مشکلات سلامت روان یا اختلالات خلقی دچار دیس‌بیوز روده‌اند. بعضی از علائم رایج میکروبیوم روده ناسالم عبارت‌اند از:
دیس‌بیوز روده می‌تواند با مشکلات دیگری نیز مرتبط باشد، مانند:
سلامت روده در سلامت کلی ما نقش مهمی دارد و خطر ابتلا به بیماریهای مزمن، توانایی مدیریت وزن و حتی سیستم ایمنی بدن را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد.
روش‌های تقویت میکروبیوم روده
۱. مصرف انواع گوناگونی از میوه‌ها و سبزیجات
«تنوع میکربی» به سلامت روده کمک می‌کند. می‌توانید بشقابی پر از سبزیجات و میوه‌های رنگارنگ بخورید. مثلا سالادی شامل کلم‌پیچ و سبزیجات و میوه‌هایی مانند فلفل، گوجه فرنگی و انواع توت‌ها درست کنید.
۲. افزودن فیبر به رژیم غذایی
مقدار فیبر توصیه‌شده برای زنان ۲۵ و برای مردان ۳۵ گرم در روز است. مصرف فیبر کافی به منظم نگه‌داشتن حرکات روده، کاهش کلسترول و جلوگیری از افزایش میزان قند خون کمک می‌کند. ماکارونی سبوس‌دار، نخود، عدس و انواع توت‌ها از غذاهای پُرفیبرند.
۳. مصرف غذاهای تخمیرشده
غذاهای تخمیری به ورود باکتری‌های مفید به میکروبیوم روده کمک می‌کنند و می‌توانند pH روده را کاهش دهند. با این کار احتمال زنده‌ماندن باکتری‌های نامطلوب کاهش می‌یابد. با داشتن باکتری‌های خوب در میکروبیوم روده، میکروبیوم می‌تواند ویتامین‌های ضروری مانند B12 و K را نیز تولید کند.
۴. کاهش استرس
استرس بر سلامت روده اثر می‌گذارد. استرس فشار روانی یا عصبی (psychological stress)، استرس فیزیکی (physical stress) و استرس متابولیک (metabolic stress) را شامل می‌شود. برای کاهش استرس و اضطراب می‌توان از تکنیک‌های تمدد اعصاب مانند تنفس عمیق و مراقبه استفاده کرد. روش‌های دیگر نیز ورزش منظم و خواب مناسب است.
۵. برنامه غذایی منظم
زمان غذاخوردن نیز مهم است، زیرا میکروبیوم نیز مانند ما ریتم شبانه‌روزی دارد. مثلا اگر آخر شب غذا بخورید، میکروبیوم شما برای متابولیسم مواد مغذی آماده نیست. سعی کنید که هر روز وعده‌های غذایی خود را در ساعات مشخصی بخورید.
۶. پرهیز از مصرف طولانی‌مدت بعضی از داروها
گاهی مصرف آنتی‌بیوتیک‌ها اجتناب‌ناپذیر است، ولی آنتی‌بیوتیک‌ها علاوه بر پاتوژن‌ها به میکرب‌های خوب روده نیز حمله می‌کنند. مصرف طولانی‌مدت داروهای کاهنده اسید بدون نسخه نیز مضر است، زیرا با این کار pH معده افزایش می‌یابد و پاتوژن‌های بلعیده‌شده شانس بیشتری برای بقا دارند. درنتیجه ترکیب میکروبیوم تغییر می‌کند و تعداد میکرب‌های مضر افزایش می‌یابد.
۷. مصرف مکمل‌های پروبیوتیک و پری‌بیوتیک
پری‌بیوتیک‌ها نوعی فیبرند که به رشد باکتری‌های سالم کمک می‌کنند و در برخی مواد غذایی مانند کنگر فرنگی، سیب و موز سبز یافت می‌شوند. پروبیوتیک‌ها نیز باکتری‌های مفید زنده‌ای هستند که به سلامت میکروبیوم روده کمک می‌کنند.
توجه داشته باشید که این مکمل‌ها آسیب‌پذیرند. بسیاری از آنها باید در یخچال نگهداری شوند تا از گرما، اکسیژن، نور و رطوبت محافظت شوند. سویه‌های زیادی از پروبیوتیک‌ها وجود دارند. بعضی برای سندرم روده تحریک‌پذیر یا اسهال مفیدند و بعضی نیز به تقویت سیستم ایمنی یا کاهش التهاب کمک می‌کنند. بنابراین باید از مکمل مناسب برای مشکل و بیماری خود استفاده کنید.
سخن پایانی
میکروبیوم، به‌ویژه میکروبیوم روده، نقش بسیار مهمی در سلامت ما دارد. حتی تغییراتی کوچک در رژیم غذایی و سبک زندگی نیز می‌توانند موجب بهبود سلامت روده و درنتیجه سلامت کلی جسم و روان ما شوند.