البيوتيرات غير مستقرة نسبيًا وتتحلل بسهولة. لذلك غالبًا ما تُدمج مع المعادن لتكوين أملاح، مثل:

๐ بيوتيرات الصوديوم
๐ بيوتيرات المغنيسيوم
๐ بيوتيرات الكالسيوم

تتمتع هذه الأشكال الثلاثة من أملاح البيوتيرات بخصائص بيولوجية متشابهة إلى حد كبير.

كيف يعمل البيوتيرات في الجسم

قد يفيد البيوتيرات الجسم عبر ثلاث آليات رئيسية.

1. تثبيط نازعة الأسيتيل للهيستون

يمكن للبيوتيرات أن يثبط نازعة الأسيتيل للهيستون، أو HDAC. هذا الإنزيم يزيل مجموعات الأسيتيل من بروتينات الهيستون، مما يؤثر في طريقة التعبير عن الجينات.

من خلال تثبيط نشاط HDAC، قد يؤثر البيوتيرات في تنظيم الجينات، والإصلاح الخلوي، والالتهاب، والموت الخلوي المبرمج.

2. تنشيط المستقبلات المقترنة بالبروتين G

يمكن للبيوتيرات أن ينشط المستقبلات المقترنة بالبروتين G، أو GPCRs، والتي تنظم كيفية نقل الإشارات من خارج الخلية إلى داخلها.

تلعب هذه المستقبلات أدوارًا مهمة في:

๐ تنظيم الاستجابات الالتهابية
๐ نقل الإشارات العصبية
๐ الحفاظ على استقلاب الطاقة
๐ دعم صحة الخلايا المناعية

قد يرتبط النشاط غير الطبيعي لمستقبلات GPCR بالحالات الالتهابية، بما في ذلك مرض التهاب الأمعاء وبعض أمراض المناعة الذاتية.

3. توفير الطاقة للقولون

البيوتيرات مصدر مهم للطاقة لخلايا بطانة الأمعاء الغليظة، والمعروفة باسم الخلايا القولونية (Colonocytes).

عندما تطلق بكتيريا الأمعاء البيوتيرات، تمتصه الخلايا المعوية وتستخدمه لإنتاج ATP. تدعم هذه الطاقة النمو الخلوي، والصيانة، والإصلاح، مما يساعد على تقوية بطانة الأمعاء وتقليل النفاذية المعوية المفرطة، والتي يُشار إليها عادةً باسم “الأمعاء المتسربة”.

تسع فوائد صحية محتملة للبيوتيرات

1. دعم أبحاث الوقاية من السرطان وعلاجه

دُرس البيوتيرات لقدرته على تنشيط مسارات الإشارات الخلوية التي قد تعزز الاستماتة، أو الموت الخلوي المبرمج، في بعض الخلايا السرطانية.

كما يجري البحث في خصائصه المثبطة لـ HDAC لمعرفة أدوار محتملة في تقليل بعض المضاعفات المرتبطة بعلاج السرطان، بما في ذلك الضرر السمعي المرتبط بالعلاج.

ومع ذلك، لا ينبغي اعتبار البيوتيرات بديلًا للعلاج القياسي للسرطان، ولا تزال العديد من هذه التطبيقات قيد البحث.

2. دعم الحاجز المعوي

يوفر البيوتيرات الطاقة للخلايا المبطنة للقولون، مما يدعم نموها وإصلاحها.

تُنشئ البطانة المعوية السليمة حاجزًا أقوى بين المواد داخل الجهاز الهضمي ومجرى الدم. وقد يساعد ذلك على تقليل النفاذية المعوية المفرطة ودعم الصحة الهضمية العامة.

3. دعم الاستقرار العاطفي لدى الأشخاص المصابين بأمراض مزمنة

قد يعاني الأشخاص المصابون بحالات التهابية مزمنة، بما في ذلك بعض أمراض المناعة الذاتية، من التهاب معوي وتغير في وظيفة الحاجز المعوي.

يتواصل الجهاز الهضمي مع الدماغ عبر مسارات تشمل العصب المبهم، والذي يُشار إليه غالبًا كجزء من محور الأمعاء-الدماغ.

قد تؤثر التغيرات في صحة الأمعاء والالتهاب في المزاج وتساهم في أعراض مثل:

๐ القلق
๐ انخفاض المزاج
๐ الاكتئاب

من خلال دعم صحة الأمعاء وتنظيم الالتهاب، قد يؤثر البيوتيرات بشكل غير مباشر في الرفاه العاطفي. ومع ذلك، تتطلب حالات الصحة النفسية تقييمًا وعلاجًا مهنيًا مناسبًا.

4. دور محتمل في أبحاث مرض ألزهايمر

يُدرس البيوتيرات وبعض المركبات المرتبطة به لقدرتها على التأثير في وظيفة الدماغ، والالتهاب، والتعبير الجيني.

قد يعبر البيوتيرات الحاجز الدموي الدماغي إلى حد ما، وقد يؤثر في استقلاب الطاقة والإشارات داخل الدماغ. يدرس الباحثون ما إذا كانت هذه الخصائص قد تدعم الذاكرة والتعلم في الحالات التنكسية العصبية مثل مرض ألزهايمر.

ومع ذلك، لا تزال الأدلة أولية، ولم يُثبت البيوتيرات كعلاج أو وقاية من مرض ألزهايمر.

5. دور محتمل في مرض هنتنغتون

دُرست تأثيرات البيوتيرات المثبطة لـ HDAC فيما يتعلق بمرض هنتنغتون.

تشير الأبحاث المخبرية وما قبل السريرية إلى أن تعديل نشاط HDAC قد يساعد في حماية الخلايا العصبية وإبطاء بعض العمليات المرتبطة بالمرض. ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من الأدلة السريرية لتحديد سلامته وفعاليته لدى المرضى.

6. دعم محتمل في مرض باركنسون

يُبحث البيوتيرات لاحتمال تأثيره في الالتهاب، وصحة الخلايا العصبية، ومحور الأمعاء-الدماغ في مرض باركنسون.

تشمل آلياته المحتملة ما يلي:

๐ تثبيط نشاط HDAC
๐ تنظيم إشارات GPCR
๐ تقليل النشاط الالتهابي
๐ دعم ميكروبيوم الأمعاء

قد تكون هذه التأثيرات ذات صلة بتطور الأعراض العصبية، لكن البيوتيرات لا يُعد حاليًا علاجًا قياسيًا لمرض باركنسون.

7. دعم أبحاث القلب والأوعية الدموية والسكتة الدماغية

قد تؤثر بكتيريا الأمعاء في صحة القلب والأوعية الدموية من خلال إنتاج مواد ترتبط بالالتهاب وتكوّن اللويحات في الأوعية الدموية.

وبما أن للبيوتيرات خصائص مضادة للالتهاب، فقد يساعد في تنظيم المسارات الالتهابية المشاركة في تصلب الشرايين.

كما تُدرس تأثيراته المرتبطة بـ HDAC لاحتمال تقليل الضرر الخلوي بعد السكتة الدماغية. ومع ذلك، يلزم مزيد من البحث السريري قبل تقديم توصيات علاجية نهائية.

8. دعم الوظيفة الإدراكية

دُرس البيوتيرات لتأثيراته المحتملة في التعلم، والذاكرة، والوظيفة الإدراكية.

ويبحث العلماء في علاقته المحتملة بـ:

๐ اضطراب طيف التوحد
๐ حالات عصبية أخرى
๐ إصابة الدماغ الرضحية
๐ الضعف الإدراكي

لا تزال نتائج هذه الدراسات قيد التطور، ولا ينبغي اعتبار البيوتيرات علاجًا مثبتًا لهذه الحالات.

9. دعم تدبير مرض التهاب الأمعاء

قد يدعم البيوتيرات الأشخاص المصابين بمرض التهاب الأمعاء من خلال:

๐ توفير الطاقة للخلايا المعوية
๐ دعم إصلاح بطانة الأمعاء
๐ تقوية الحاجز المعوي
๐ تنظيم الاستجابات الالتهابية عبر إشارات GPCR
๐ دعم الهضم وامتصاص المغذيات

قد تساعد هذه التأثيرات على تقليل الالتهاب والانزعاج الهضمي لدى بعض المرضى. ومع ذلك، يتطلب مرض التهاب الأمعاء علاجًا تحت إشراف اختصاصي أمراض الجهاز الهضمي.

الأطعمة والبكتيريا التي تدعم إنتاج البيوتيرات

البيوتيرات هو حمض دهني قصير السلسلة يُنتَج عندما تخمّر بكتيريا الأمعاء الألياف الغذائية.

يلعب دورًا مهمًا في صحة الجهاز الهضمي من خلال دعم بطانة الأمعاء، وتنظيم الالتهاب، وتوفير الطاقة للخلايا القولونية.

تساعد الخلايا القولونية السليمة في الحفاظ على الحاجز المعوي، الذي يعمل كخط الدفاع الأول للجسم ضد دخول المواد الضارة إلى مجرى الدم.

قد يساهم البيوتيرات أيضًا في:

๐ دعم الحركة المعوية الطبيعية
๐ تنظيم الاستجابات المناعية
๐ تقليل التهاب الأمعاء
๐ التأثير في نمو ونشاط بعض الخلايا غير الطبيعية

ما هي البكتيريا التي تنتج البيوتيرات؟

العديد من البكتيريا المستخدمة عادةً في مكملات البروبيوتيك لا تُعد منتجة مباشرة للبيوتيرات.

ذلك لأن كثيرًا من البكتيريا المنتجة للبيوتيرات شديدة التحمل للظروف اللاهوائية، أي إنها لا تبقى على قيد الحياة جيدًا عند تعرضها للأكسجين. وهذا يخلق تحديات في تصنيعها وتعبئتها وتخزينها كبروبيوتيك تقليدي.

ومع ذلك، يمكن لبعض بكتيريا البروبيوتيك، مثل Bifidobacterium، أن تدعم إنتاج البيوتيرات من خلال عملية تُعرف باسم التغذية التبادلية (cross-feeding).

في هذه العملية:

๐ تُخمّر البيفيدوبكتيريا بعض الكربوهيدرات.
๐ تنتج مواد وسيطة.
๐ تستخدم بكتيريا أخرى هذه المواد لإنتاج البيوتيرات.

يمكن وصف البكتيريا التي تنتج البيوتيرات مباشرةً وتلك التي تدعم إنتاجه بشكل غير مباشر مجتمعةً بأنها بكتيريا مولّدة للبيوتيرات (butyrogenic bacteria).

البكتيريا المهمة المنتجة للبيوتيرات في الأمعاء

تنتمي العديد من منتِجات البيوتيرات المهمة إلى عائلتي Lachnospiraceae وRuminococcaceae.

Faecalibacterium prausnitzii

تنتمي Faecalibacterium prausnitzii، والتي غالبًا ما تُختصر إلى F. prausnitzii، إلى عائلة Ruminococcaceae.

وهي واحدة من أكثر البكتيريا وفرة في أمعاء الإنسان السليم، وتُعد منتجًا مهمًا للبيوتيرات.

وقد ارتبطت بـ:

๐ نشاط مضاد للالتهاب
๐ تنظيم الاستجابات المناعية
๐ دعم صحة الحاجز المعوي
๐ تثبيط البكتيريا التي قد تكون ضارة

Lachnospiraceae

تشمل البكتيريا المهمة المنتجة للبيوتيرات ضمن عائلة Lachnospiraceae ما يلي:

๐ Anaerostipes
๐ Roseburia
๐ Coprococcus

Eubacterium

بعض الأنواع ضمن جنس Eubacterium، الذي ينتمي إلى عائلة Eubacteriaceae، تُعد أيضًا من منتجي البيوتيرات المهمين.

ما الأطعمة التي تفضّلها البكتيريا المولّدة للبيوتيرات؟

الإجابة البسيطة هي الألياف الغذائية. ومع ذلك، فإن العلاقة بين الألياف وبكتيريا الأمعاء أكثر تعقيدًا.

تستجيب الأنواع البكتيرية المختلفة بشكل مختلف لأنواع معينة من الكربوهيدرات. وحتى البكتيريا المتقاربة قد تكون لها قدرات مختلفة على هضم ألياف محددة.

على سبيل المثال:

๐ تستطيع بعض البكتيريا تخمير الفركتان، بينما لا تستطيع أخرى ذلك.
๐ يستطيع بعضها تخمير الفركتان قصيرة السلسلة لكنه لا يستطيع تكسير الفركتان طويلة السلسلة مثل الإينولين.
๐ قد تنتج المجتمعات البكتيرية المختلفة كميات مختلفة من البيوتيرات من الطعام نفسه.

تعتمد كمية البيوتيرات المنتجة من خلال تخمير الألياف على عدة عوامل:

๐ عدد وتنوع البكتيريا المنتجة للبيوتيرات في الأمعاء
๐ توافر الألياف المحددة التي تفضلها تلك البكتيريا
๐ تفاعلات التغذية التبادلية بين الأنواع البكتيرية المختلفة
๐ التركيب الفردي لميكروبيوم الأمعاء
๐ الصحة الهضمية وزمن العبور المعوي

أطعمة قد تدعم إنتاج البيوتيرات

ترتبط الأطعمة التي تحتوي على النشاء المقاوم والفركتان عادةً بزيادة التخمر البكتيري وإنتاج البيوتيرات.

النشاء المقاوم

النشاء المقاوم هو نوع من الكربوهيدرات لا يمكن هضمه بالكامل بواسطة الإنزيمات الهضمية البشرية. يصل إلى الأمعاء الغليظة، حيث تخمّره بكتيريا الأمعاء.

تشمل مصادر النشاء المقاوم:

๐ الكسافا
๐ نشا التابيوكا
๐ الشوفان
๐ الفاصوليا والبقوليات
๐ الموز غير الناضج
๐ الأرز أو البطاطس المطبوخة والمبردة
๐ الأفوكادو

الفركتان

تشمل الفركتان فركتوأوليغوسكريات قصيرة السلسلة، أو FOS، وأليافًا أطول سلسلة مثل الإينولين.

تشمل المصادر الغذائية:

๐ الموز
๐ البصل
๐ الثوم
๐ الفستق
๐ الهليون
๐ البروكلي
๐ الكيوي

قد يساعد تناول نظام غذائي متنوع يحتوي على أنواع مختلفة من الألياف النباتية في دعم ميكروبيوم أمعاء أكثر تنوعًا وتشجيع الإنتاج الطبيعي للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة مثل البيوتيرات.

 

المرجع :

مقال Thai Cellfix: الفوائد المحتملة للبيوتيرات في تسع مجموعات من الأمراض

مزودو ArokaGO: عيادة ومختبر Celfix