تساهم بكتيريا الأمعاء في الإصابة بمتلازمة "السمنة المتكررة".

يوضح الدكتور عيران ألينيف ألينيف: "في دراسة أجريت على الفئران، أظهرنا أنه بعد فقدان الوزن، تحتفظ بكتيريا الأمعاء لدى الفأر بـ "ذاكرة" تجسيداتها للسمنة. وتعمل هذه الذاكرة على تسريع زيادة الوزن المتكررة عندما تعود هذه الفئران إلى تناول الأطعمة ذات السعرات الحرارية العالية أو الأطعمة العادية بكميات كبيرة.

ومن المعروف أنه بعد اتباع نظام غذائي، يعود وزن الكثير من الأشخاص ويزداد، وهي الظاهرة المعروفة باسم "السمنة المتكررة" أو "تأثير اليويو". لكن اتضح أن هذه الظاهرة تصاحبها آلية أكثر خطورة: في كثير من الحالات، مع كل عودة إلى الوزن الزائد، يزيد الوزن بما يتجاوز الوزن الزائد لدورة السمنة السابقة. بالإضافة إلى ذلك، مع كل تكرار، تزداد نسبة الدهون في الجسم، وفي الوقت نفسه يزيد خطر الإصابة بالأمراض المرتبطة بالوزن الزائد، مثل مرض السكري لدى البالغين، والكبد الدهني، ومكونات المتلازمة الأيضية الأخرى.

وكما ورد مؤخرًا في مجلة Nature العلمية، اكتشف العلماء في معهد وايزمان للعلوم أن آلية السمنة المتكررة تتأثر بشكل كبير ببكتيريا الأمعاء، ومن الممكن تغييرها عن طريق التدخل في تكوين ووظيفة مجموعة بكتيريا الأمعاء . تم إجراء البحث من قبل أعضاء المجموعات البحثية للدكتور إيران ألينيف من قسم علم المناعة، والبروفيسور إيران سيغال من قسم علوم الكمبيوتر والرياضيات التطبيقية في معهد وايزمان للعلوم.

يوضح الدكتور ألينيف: "في دراسة أجريت على الفئران، أظهرنا أنه بعد فقدان الوزن، تحتفظ البكتيريا المعوية لدى الفأر بـ "ذاكرة" تجسيداتها للسمنة. وتعمل هذه الذاكرة على تسريع زيادة الوزن المتكررة عندما تعود هذه الفئران إلى تناول الأطعمة ذات السعرات الحرارية العالية أو الأطعمة العادية بكميات كبيرة. ويضيف البروفيسور سيغال: "من خلال دراسة وظيفية للبكتيريا المعوية، تمكنا من فك رموز مساهمة البكتيريا في زيادة الوزن بعد نجاح تخفيض الوزن، وقمنا بتطوير طرق تشخيصية وعلاجية لعلاج هذه الظاهرة".
في الواقع، في تحليل متعمق لتركيب ووظيفة البكتيريا المعوية، وجد العلماء أنه عندما اكتسبت الفئران وزنًا ثم عادت إلى وزنها الأساسي الطبيعي، عادت جميع أجهزة الجسم إلى وظيفتها الطبيعية، باستثناء التركيب النشط. البكتيريا الموجودة في الأمعاء وطريقة نشاطها. لمدة نصف عام تقريبًا بعد السمنة وفقدان الوزن الناجح، حافظت الفئران على النمط البكتيري المعوي غير الطبيعي، وهو نموذجي لـ "الفأر السمين".
كريستوف ثيس، طالب دكتوراه في مختبر الدكتور ألينيف، قاد البحث. وقد تعاون مع طالب بحث الماجستير شلوميك ياتيف من مختبر الدكتور ألينيف، ومع طالب بحث الدكتوراه دافنا روتشيلد من مختبر البروفيسور سيغال، ومع علماء آخرين من المعهد ومؤسسات بحثية أخرى في إسرائيل. وفي سلسلة من التجارب، أظهر العلماء أن "النمط البكتيري الدهني" لدى الفئران التي تم تسمينها وتنحيفها بنجاح هو الذي يسرع السمنة المتكررة لدى هذه الفئران. على سبيل المثال، عندما تخلص الباحثون من بكتيريا الأمعاء لدى الفئران التي لديها تاريخ من السمنة باستخدام مضادات حيوية واسعة النطاق، تم منع تكرار الإصابة بالسمنة بشكل متسارع. عندما تم زرع بكتيريا الأمعاء المأخوذة من الفئران التي لديها تاريخ من السمنة، في فئران لا تحتوي على بكتيريا الأمعاء، أصيبت الفئران التي تم زرع البكتيريا في أجسامها بالسمنة المفرطة عندما تغذت على نظام غذائي عالي السعرات الحرارية، مقارنة بالفئران المزروعة التي حملت الأمعاء. بكتيريا من فئران ليس لها تاريخ بالسمنة.
لاحقًا، وباستخدام برنامج التعلم الآلي الذي طوروه، تمكن العلماء من التنبؤ بدقة، بناءً على مئات من خصائص بكتيريا الأمعاء، بمعدل زيادة الوزن المتوقع لكل فأر له تاريخ من السمنة، في ظل ظروف الإفراط في تناول الطعام بشكل متكرر. ومن خلال الجمع بين النهج الجينومي والاستقلابي، حددوا الآلية التي تؤثر من خلالها البكتيريا المعوية على معدل السمنة المتكررة. وتتوسط هذه الآلية من خلال جزيئين ينشأان من الأغذية النباتية، من عائلة الفلافونويد. قامت البكتيريا المعوية لدى الفئران التي لها تاريخ من السمنة بتفكيك هذه الجزيئات بشكل أسرع، لذلك كان مستواها في هذه الفئران أقل بكثير مقارنة بمستواها في الفئران التي ليس لها تاريخ من السمنة. واكتشف العلماء أن هذين الجزيئين يشجعان إنتاج الطاقة من تحلل الأنسجة الدهنية. أدى انخفاض مستوى الجزيئات في الفئران التي لديها تاريخ من السمنة إلى تثبيط إنتاج الطاقة من الدهون، بحيث بقيت الدهون الزائدة وتراكمت في أجسامها عندما تعرضت الفئران لنظام غذائي عالي السعرات الحرارية.

أخيرًا، طور العلماء أساليب جديدة لمنع تسارع إعادة السمنة لدى الفئران عن طريق تغيير تكوين ووظيفة بكتيريا الأمعاء. زرع البكتيريا الساذجة ("زرع البراز") في الفئران بعد نجاح تخفيض الوزن يحاكي "ذاكرة السمنة" البكتيرية، ويمنع تكرار السمنة بشكل سريع عندما تم تغذية الفئران مرة أخرى بنظام غذائي عالي السعرات الحرارية. هناك طريقة أخرى لمنع السمنة المتكررة، والتي قد تكون أكثر ملاءمة للاستخدام عند البشر، وهي إعادة إعطاء جزيئين الفلافونويد المفقودين في الفئران التي لديها تاريخ من السمنة. أدى تصحيح مستوى الجزيئات إلى منع حدوث اضطراب في إنتاج الطاقة وما يرتبط به من السمنة المتسارعة في الفئران المعالجة. يقول البروفيسور سيجال: "نحن نطلق على هذا النهج اسم "ما بعد الحيوية"." "على عكس "البروبيوتيك" الذي يتضمن إدخال البكتيريا المفيدة إلى الأمعاء، فإننا هنا لا نقوم بإدخال البكتيريا نفسها، ولكن المواد التي تؤثر عليها هذه البكتيريا. قد يكون هذا النهج أكثر فعالية من العلاج باستخدام البكتيريا نفسها.

أما "متلازمة اليويو" فهذه مشكلة كبيرة بكل المقاييس. يقول البروفيسور ألينيف: "إن السمنة تمثل حاليًا نصف سكان العالم، وتتسبب مضاعفاتها في حدوث أمراض ووفيات جماعية بسبب أمراض مثل السكري والكبد الدهني وأمراض القلب. وإذا تبين أن نتائج الأبحاث التي أجريناها على الفئران صالحة أيضًا على البشر، فقد يكون من الممكن استخدامها لتشخيص وعلاج وباء السمنة المتكرر".

وشارك في الدراسة أيضًا ماريسكا ميار، ومايان ليفي، وكلوديا مرسي، ولينكا دوهانلوفا، وصوفيا برافرمان، وشهار روزين، ود. مالي باكش، وعالمة الكلية د. حجيت شابيرا، من قسم علم المناعة؛ وعلماء الكلية د. يائيل كوبرمان ود. عنبال بيطون، والبروفيسور ألون هرملين من دائرة الموارد البيطرية؛ والدكتور سيرجي ماليتسكي والبروفيسور عساف أهروني من قسم علوم النبات والبيئة من معهد وايزمان للعلوم؛ وكذلك البروفيسور أرييه غيرتلر من الجامعة العبرية، حرم رحوفوت، والبروفيسور زمير هالبيرن، من مركز سوراسكي تل أبيب الطبي.