مطالعه هاروارد: ارتباط قرار گرفتن در معرض یک ماده شیمیایی رایج و باکتری‌های روده با خطر افسردگی

برای دهه‌ها، ارتباط بین دستگاه گوارش انسان و سلامت روان یکی از جذاب‌ترین مرزهای علم پزشکی بوده است. دانشمندان مدت‌هاست می‌دانند که روده و مغز در ارتباط دائمی هستند، رابطه‌ای که «محور روده-مغز» نامیده می‌شود. در حالی که به طور گسترده‌ای پذیرفته شده است که باکتری‌های روده می‌توانند بر خلق و خو تأثیر بگذارند—زیرا بخش عمده‌ای از سروتونین بدن در دستگاه گوارش تولید می‌شود—سازوکارهای مولکولی دقیقی که این ارتباط را هدایت می‌کنند، تا حد زیادی مرموز باقی مانده بودند.

اکنون، محققان دانشکده پزشکی هاروارد یک واکنش زنجیره‌ای بیوشیمیایی دقیق را ترسیم کرده‌اند که توضیح می‌دهد چگونه یک میکروب خاص روده می‌تواند افسردگی را تحریک کند. این مطالعه پیشگامانه که در مجله انجمن شیمی آمریکا منتشر شده است، پارادایم اختلال افسردگی اساسی را از یک وضعیت صرفاً عصبی به وضعیتی تغییر می‌دهد که می‌تواند توسط سیستم ایمنی هدایت شود.[1][2]

این کشف حول یک باکتری رایج روده به نام «مورگانلا مورگانی» (Morganella morganii) متمرکز است. در سال‌های اخیر، مطالعات متعددی غلظت‌های غیرمعمول بالایی از این میکروب خاص را در بیمارانی که از اختلال افسردگی اساسی رنج می‌بردند، شناسایی کرده بودند. با این حال، جامعه علمی با یک معمای کلاسیک «مرغ یا تخم‌مرغ» روبرو بود: آیا این باکتری فعالانه باعث افسردگی می‌شد، آیا افسردگی میکروبیوم روده را تغییر می‌داد تا به نفع این باکتری باشد، یا عامل سوم و ناشناخته‌ای در کار بود؟[1]

تیم هاروارد از یک رویکرد مبتنی بر سنجش زیستی استفاده کرد تا از اثر بیولوژیکی به مولکول مسئول آن برسد. آنها کشف کردند که حلقه مفقوده یک آلاینده محیطی به نام دی‌اتانول‌آمین یا DEA است. DEA یک ماده شیمیایی فراگیر است که در طیف گسترده‌ای از محصولات کشاورزی، حلال‌های صنعتی و کالاهای مصرفی روزمره، از جمله صابون‌ها، شامپوها و لوازم آرایشی یافت می‌شود.[1]

در شرایط فیزیولوژیکی عادی، مورگانلا مورگانی فسفولیپیدها را تولید می‌کند—مولکول‌های چربی که اساس ساختاری غشای سلولی باکتری را تشکیل می‌دهند. به طور معمول، این مولکول‌ها حاوی یک الکل قندی بی‌ضرر در مرکز خود هستند.

نقطه عطف حیاتی زمانی رخ می‌دهد که باکتری در محیط روده در معرض DEA قرار می‌گیرد. محققان دریافتند که مورگانلا مورگانی به اشتباه ماده شیمیایی DEA را به جای الکل قندی استاندارد در ساختار خود جای می‌دهد. این جایگزینی یک مولکول لیپیدی غیرطبیعی و تغییریافته از نظر ساختاری با خواص بیولوژیکی کاملاً متفاوت ایجاد می‌کند.[2]

برای سیستم ایمنی انسان، این مولکول لیپیدی تغییریافته شبیه یک تهدید جدی است. این مولکول شباهت زیادی به سیگنال خطری دارد که معمولاً با سلول‌های آسیب‌دیده یا تهاجم خطرناک باکتریایی مرتبط است. در نتیجه، بدن یک دفاع شدید را آغاز می‌کند و گیرنده‌های ایمنی خاصی را برای خنثی کردن حمله درک شده فعال می‌کند.

این پاسخ ایمنی باعث آزاد شدن آبشاری از پروتئین‌های التهابی معروف به سیتوکین‌ها می‌شود که با افزایش خاصی در اینترلوکین-۶ (IL-6) همراه است. سطوح بالای IL-6 مدت‌هاست که به عنوان محرک اصلی التهاب مزمن و سیستمیک شناخته شده است و یک نشانگر زیستی مستند برای اختلال افسردگی اساسی محسوب می‌شود.[1]

هنگامی که این سیتوکین‌های التهابی آزاد می‌شوند، می‌توانند از طریق جریان خون حرکت کرده و بر مغز تأثیر بگذارند و مسیرهای عصبی درگیر در تنظیم خلق و خو و انعطاف‌پذیری عاطفی را تغییر دهند. این امر یک روایت منسجم و گام به گام ایجاد می‌کند: از یک ماده شیمیایی محیطی در روده، به یک مولکول باکتریایی تغییریافته، به التهاب سیستمیک، و در نهایت به شروع افسردگی.[1][3]

برای میلیون‌ها نفری که افسردگی‌شان در برابر مهارکننده‌های انتخابی بازجذب سروتونین (SSRIs) سنتی مقاوم بوده است، این کشف بسیار امیدبخش است. این یافته یک تأیید بیولوژیکی ملموس ارائه می‌دهد که علائم آنها یک شکست شخصی یا «فقط در ذهن آنها» نیست، بلکه نتیجه یک پاسخ فیزیکی و قابل اندازه‌گیری سیستم ایمنی است.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که برای زیرمجموعه‌ای از بیماران، محرک اصلی افسردگی ممکن است اصلاً کمبود اولیه انتقال‌دهنده عصبی نباشد. در عوض، ممکن است یک وضعیت خودالتهابی باشد که در سطح روده تحریک شده است. این درک، دریچه‌ای را به روی دسته‌های کاملاً جدیدی از درمان‌های روانپزشکی باز می‌کند که شیمی مغز را به طور کامل دور می‌زنند.[1]

درمان‌های آینده می‌توانند بر سیستم ایمنی متمرکز شوند، با استفاده از داروهای ضدالتهابی یا تعدیل‌کننده‌های ایمنی برای آرام کردن طوفان سیتوکینی که علائم افسردگی را هدایت می‌کند. یا می‌توانند مستقیماً میکروبیوم را هدف قرار دهند، با استفاده از پروبیوتیک‌های دقیق یا مداخلات غذایی برای کاهش جمعیت مورگانلا مورگانی در روده.[3]

علاوه بر این، خود مولکول لیپیدی تغییریافته می‌تواند به عنوان یک نشانگر زیستی بسیار قابل اعتماد عمل کند. در آینده نزدیک، پزشکان ممکن است بتوانند بیماران را برای این مسیر التهابی خاص آزمایش کنند و به آنها اجازه دهند دقیقاً شناسایی کنند که چه کسانی از درمان‌های هدفمند ایمنی به جای داروهای ضدافسردگی سنتی بهره خواهند برد.[1]

در حالی که این تحقیق یک جهش بزرگ رو به جلو در علوم اعصاب روانپزشکی است، نویسندگان مطالعه هشدار می‌دهند که این سازوکار احتمالاً یکی از مسیرهای متعدد منجر به افسردگی است. همه کسانی که از افسردگی رنج می‌برند، مورگانلا مورگانی را حمل نمی‌کنند، و همه کسانی که در معرض DEA قرار می‌گیرند، پاسخ التهابی را تجربه نخواهند کرد.

با این وجود، مطالعه هاروارد یک نقشه راه حیاتی برای تحقیقات آینده ارائه می‌دهد. این مطالعه به طور قطعی ثابت می‌کند که مواد شیمیایی محیطی و میکروب‌های روده می‌توانند به روش‌هایی تعامل کنند که اساساً زیست‌شناسی و سلامت روان انسان را تغییر می‌دهند. با روشن کردن سایه‌های مولکولی محور روده-مغز، دانشمندان راه را برای آینده‌ای هموار می‌کنند که در آن افسردگی با دقت پزشکی شخصی‌سازی‌شده درمان می‌شود.[2]