الدليل القاطع على العلاقة بين الإقلاع عن التدخين والسمنة: بكتيريا الأمعاء

النيكوتين والمركبات الأخرى الموجودة في السجائر تخترق الأمعاء عبر مجرى الدم وتغير تركيبة البكتيريا المعوية ومنتجاتها

وحتى في عام 2021، يدخن أكثر من مليار شخص حول العالم السجائر - وهي عادة ضارة وحتى مميتة تؤدي إلى أمراض كبيرة وأكثر من ستة ملايين حالة وفاة سنويا. ولكن لسوء الحظ، يتجنب الكثيرون الإقلاع عن التدخين خوفًا من زيادة الوزن. وأسباب هذه السمنة غير معروفة، بل إن الدراسات السابقة أثبتت أنها لا ترجع عادة إلى الإفراط في تناول الطعام. في دراسة جديدة أجريت على الفئران والبشر نشرت اليوم في المجلة العلمية الطبيعةويوجه علماء معهد وايزمان للعلوم الضوء إلى البكتيريا المعوية واحتمال تورط المركبات التي تفرزها في السمنة الناتجة عن الإقلاع عن التدخين؛ قد تكون المركبات التي تم تحديدها في الدراسة بمثابة فرصة لعلاجات جديدة لمكافحة السمنة، مع التدخين وبدونه.   

فريق البحث بقيادة لابيال فلور وأوريا مور والدكتورة حاجيت شابيرا من مختبر البروفيسور. عيران ألينيف وفي قسم علم المناعة في المعهد، أظهر لأول مرة أن فئران المختبر المعرضة لدخان السجائر حافظت على وزنها على الرغم من تناولها طعاما غنيا بالدهون والسكر. ومع ذلك، مثل البشر، عندما توقفوا عن التعرض للدخان، زاد وزنهم بسرعة. كانت هذه السمنة أكثر اعتدالًا عندما كان التوقف عن التعرض لدخان السجائر مصحوبًا بإعطاء المضادات الحيوية التي تضر مجموعة البكتيريا المعوية (الميكروبيوم). وبعد هذه النتائج، أظهر الباحثون أن النيكوتين والمركبات الأخرى المرتبطة بالتدخين تخترق الأمعاء عبر مجرى الدم وتؤثر على تركيبة البكتيريا ومنتجاتها، ونتيجة لذلك، تؤثر أيضًا على عملية التمثيل الغذائي لدى الفئران "المدخنة". 

وللتحقق مما إذا كان سبب السمنة الذي يتطور نتيجة للإقلاع عن التدخين يتعلق بالفعل بالبكتيريا المعوية، أخذ العلماء عينات من تكوين الميكروبيوم في نقاط زمنية مختلفة طوال فترة تعرض الفئران لدخان السجائر، وكذلك بعد التوقف عن التعرض. وزرعت العينات التي تم جمعها في فئران «معقمة» - وهي فئران تمت تربيتها في منشأة خاصة، دون وجود بكتيريا في أجسامها - ولم تتعرض لدخان السجائر على الإطلاق. ولدهشة الباحثين، اكتسبت الفئران التي زُرعت فيها عينات بكتيرية من الفئران المعرضة لدخان السجائر وزنًا أكبر من الفئران التي زُرعت فيها عينات من الفئران غير المعرضة للتدخين؛ ولوحظت الزيادة الأكثر أهمية في الوزن في الفئران التي تم زرع عينات مأخوذة من الفئران التي توقفت للتو عن التدخين. ومن ناحية أخرى، فإن زرع عينات من الفئران المعرضة للتدخين، ولكن عولجت بالمضادات الحيوية التي استنفدت تجمعاتها البكتيرية، أدى إلى زيادة طفيفة في الوزن.

وفي وقت لاحق، قام العلماء برسم خريطة لتأثير التدخين على المواد المختلفة التي تنتجها البكتيريا المعوية (النواتج الأيضية) وحددوا جزيئين صغيرين يتغير مستواهما بعد التعرض للتدخين قد يفسران آثار الإقلاع عن التدخين على عملية التمثيل الغذائي في الجسم: الأول هو ثنائي ميثيل جليسين، أو DMG باختصار، يتم إنتاجه في أجسامنا من مركب الكولين الذي يأتي من الطعام الذي نتناوله، في عملية مشتركة تشمل بكتيريا الأمعاء والكبد. أثناء التعرض لدخان السجائر، زادت بكتيريا الأمعاء من عملية إنتاج DMG، لكن هذا انخفض عندما تعرض عدد البكتيريا للخطر بعد العلاج بالمضادات الحيوية. أيضًا، في الفئران المدخنة التي عولجت بالمضادات الحيوية (وبالتالي تم استنفاد مستويات DMG الخاصة بها)، أدى تناول مكمل DMG إلى استئناف زيادة الوزن فور التوقف عن التدخين، على الرغم من التعرض للمضادات الحيوية. في المقابل، فإن الفئران التي تعرضت للتدخين واستهلكت نظامًا غذائيًا خاليًا من الكولين - أي لم يكن لديها المادة الخام اللازمة لإنتاج DMG - لم تكتسب وزنًا بعد التوقف عن التدخين. إن زيادة الوزن التي لوحظت بعد تناول DMG كان سببها زيادة "حصاد الطاقة" في الجسم، أي كمية الطاقة المنتجة من الطعام الذي نتناوله.

كان عمل الجزيء الثاني، أسيتيل جليكاين، أو ACG، معاكسًا: انخفضت مستويات ACG أثناء التعرض لدخان السجائر وبعد التوقف عن التعرض، وارتفعت مرة أخرى إلى مستواها المرتفع بعد العلاج بالمضادات الحيوية. في حين سجلت الفئران المدخنة، التي يكون فيها مستوى ACG منخفضًا، زيادة كبيرة في الوزن عند توقف التعرض للدخان، فإن الفئران المدخنة التي تلقت مكملات ACG، لم تكتسب وزنًا حتى بعد توقفها عن التدخين. ومن هذا يمكن استنتاج أن ACG يساعد على فقدان الوزن، في حين أن انخفاض مستوى الجزيء أثناء التعرض للتدخين يساهم في زيادة الوزن المفرطة التي تحدث عند التوقف عن التدخين.

יתירה מכך, המדענים הראו כי שתי המולקולות משפיעות על משקל הגוף גם ללא קשר לעישון: תוסף DMG הוביל לעלייה מתונה במשקל גם בעכברים “לא מעשנים”, בעוד תוסף ACG הוביל לירידה משמעותית במשקל ולשיפור במדדים מטבוליים נוספים גם כשניתן כתוסף לעכברים שמנים שמעולם לא נחשפו לעשן السجائر. أشار التحليل الجيني للأنسجة الدهنية لدى الفئران إلى أن DMG وACG يسببان تأثيرات معاكسة - أحدهما ينشط برنامجًا وراثيًا مرتبطًا بالسمنة، والآخر برنامجًا مرتبطًا بفقدان الوزن. وستكون الدراسات الإضافية قادرة على تحديد الآليات التي تؤثر بها هذه الجزيئات على عملية التمثيل الغذائي في الثدييات.

وفي المرحلة الأخيرة من الدراسة، قام العلماء بفحص البكتيريا المعوية لـ 96 شخصًا، مدخنين وغير مدخنين، ووجدوا اختلافات واضحة بين المجموعتين في البكتيريا المعوية ومنتجاتها، بما في ذلك تلك المشاركة في مسار تحلل الكولين. تغييرات تذكرنا بالنتائج التي تم إجراؤها على الفئران.

بكتيريا الأمعاء لها تأثيرات بعيدة المدى

يقول البروفيسور ألينيف: "إن التأثيرات بعيدة المدى لبكتيريا الأمعاء لدينا لا تتوقف أبدًا عن إدهاشنا". "تسلط النتائج الجديدة الضوء على كيفية تنظيم التفاعلات بين بكتيريا الأمعاء وجسمنا للوزن والتمثيل الغذائي، وكيف يمكن تسخير هذا التأثير لغرض تطوير علاجات مبتكرة لوباء السمنة."

وشارك في الدراسة أيضًا الدكتورة ألكسندرا كولودزيكا، والدكتورة ملي دوري-باشش، والدكتور أفنير ليشم، والدكتور يوتام سويتز، والدكتور نيف زامورا، والدكتور رافائيل فالديس ماس، والدكتور دينيس كويتكوفسكي، وشلوميك إيتاف. وكلوديا مرسي، شاهار مولينا، نيف إيلون، شاني هورنشتاين، هوديا كاربي، عدي ليفنا، أورالي بوكيمر، شيماريت إلياهو ميلر وألونا ميتز من مختبر البروفيسور ألينيف؛ والدكتور ألكسندر برانديس والدكتور تيبي ميلمان من قسم البنية التحتية لأبحاث علوم الحياة بالمعهد؛ والدكتورة يائيل كوبرمان، والدكتورة مايكل تسوري، والدكتورة نوعا ستيتنر والبروفيسور ألون هرملين من قسم الموارد البيطرية في المعهد.