دانشمندان در یک مطالعه دریافته‌اند که جلبک‌های قهوه‌ای می‌توانند بر ترکیب باکتری‌های روده‌ای مبارزه‌کننده با چاقی تأثیر بگذارند.
به گزارش ایسنا، محققان با موفقیت یک ترکیب تخصصی از جلبک دریایی قهوه‌ای را اصلاح کرده‌اند که به نظر می‌رسد پتانسیل ضد چاقی قدرتمندی دارد، آن هم نه از طریق سرکوب اشتها یا چربی‌سوزی، بلکه با هدف قرار دادن میکروبیوم روده برای وادار کردن بدن به مبارزه طبیعی و طولانی‌مدت با افزایش وزن، بدون دارو یا تغییر رژیم غذایی.
به نقل از نیو اطلس، در مطالعه‌ای از محققان دانشگاه فناوری ججیانگ(Zhejiang)، دانشمندان ترکیبی به نام «فوکوئیدان»( fucoidan) را که یک پلی‌ساکارید سولفاته غنی از قند موجود در جلبک دریایی شیرین با نام علمی « Saccharina japonica» است، استخراج کردند.
این جلبک دریایی نوعی جلبک دریایی قهوه‌ای خوراکی است که به طور گسترده در سراسر ژاپن و کره استفاده می‌شود.
در حالی که فوکوئیدان‌ها که در سراسر گونه‌های جلبک قهوه‌ای یافت می‌شوند، به دلیل خواص آنتی‌اکسیدانی، ضد التهابی و تنظیم‌کننده سیستم ایمنی شناخته شده‌اند، اما کشف پتانسیل کامل زیست‌فعال آن برای دانشمندان دشوار بوده است.
محققان با بررسی اینکه آیا می‌توانند فوکوئیدان را از نظر زیستی بیشتر در دسترس قرار دهند و بنابراین از نظر بیولوژیکی تأثیرگذار باشد، آن را به صورت شیمیایی به قطعات کوچکتر با وزن مولکولی و محتوای سولفات متفاوت تجزیه کردند و چهار فوکوئیدان با وزن مولکولی پایین (LMWF) تولید کردند. وزن مولکولی پایین‌تر به این معنی است که می‌تواند با فلور روده بسیار بهتر از پلی‌ساکاریدهای بزرگتر و پیچیده‌تر که عموماً توسط آنزیم‌های میکروبی به خوبی تجزیه نمی‌شوند، تعامل داشته باشد.
از بین چهار نامزد، یکی به نام LMWF4 برجسته بود. این ترکیب مهندسی‌شده، هم کمترین وزن مولکولی و هم بالاترین سطح سولفاتاسیون را داشت. کاهش وزن مولکولی، جذب و تعامل این ترکیب را برای بدن آسان‌تر کرد، در حالی که افزایش تعداد گروه‌های سولفات، توانایی مولکول را برای تأثیرگذاری بر باکتری‌های روده افزایش داد.
اساساً محققان با کوچکتر و فعال‌تر کردن فوکوئیدان، یک ترکیب طبیعی مفید را به یک ابزار تنظیم‌کننده روده هدفمند تبدیل کردند که نه تنها از سیستم گوارش عبور نمی‌کرد، بلکه می‌توانست در ساختار آن نقشی داشته باشد که از سلامت متابولیک پشتیبانی می‌کند.
محققان نوشتند: تفاوت‌های ساختاری در LMWFها می‌تواند به طور قابل توجهی بر اثرات تنظیمی آن بر میکروبیوتای روده و تأثیر آن بر پیامدهای چاقی تأثیر بگذارد. ما از فوکوئیدان و چهار مشتق آن که هر کدام با وزن مولکولی و درجه سولفاته شدن متفاوت مشخص می‌شوند، در آزمایش‌ها روی موش‌ها استفاده کردیم.
همانطور که اشاره شد، LMWF4 وزن مولکولی بسیار کمی معادل 2.6 کیلودالتون(kDa)، سولفاته شدن بالا (37.7 درصد) و محتوای فوکوز بالا(92.9 درصد) داشت و اساساً تمام قسمت‌های خوب فوکوئیدان را حفظ می‌کرد، اما به گونه‌ای مهندسی شده بود که روده را قادر می‌کرد از مزایایی که در غیر این صورت به طور طبیعی نمی‌تواند به دست آورد، بهره‌مند شود.
موش‌ها در این مطالعه به چند گروه تقسیم شدند و یا با رژیم غذایی کم‌چرب(LFD) به عنوان گروه کنترل یا با رژیم غذایی پرچرب(HFD) برای مدل‌سازی چاقی ناشی از رژیم غذایی تغذیه شدند. موش‌های LFD به عنوان پایه سالم برای وزن معمولی، سلامت متابولیک و میکروبیوتای روده در رژیم غذایی «عادی» موش‌ها عمل کردند. با این حال، آزمایش واقعی در میان موش‌های با رژیم غذایی پرچرب انجام شد.
این موش‌ها پس از چهار هفته رژیم غذایی پرچرب(HFD)، دوباره به گروه‌هایی تقسیم شدند. یک گروه بدون هیچ مداخله‌ای به کار خود ادامه داد، گروه دیگر فوکوئیدان طبیعی (خام) را که مستقیماً از جلبک دریایی قهوه‌ای استخراج شده بود، دریافت کرد و به حیوانات باقی‌مانده هر کدام یکی از چهار نوع از LMWF داده شد.
محققان پس از چهار هفته دیگر، افزایش وزن، تجمع چربی، سطح گلوکز خون و کلسترول حیوانات HFD را اندازه‌گیری و میکروبیوتای روده آنها را تجزیه و تحلیل کردند.
آنچه آنها دریافتند، این بود که همه موش‌های تحت درمان با فوکوئیدان نسبت به حیواناتی که رژیم غذایی پرچرب و بدون مداخله داشتند، وزن کمتری اضافه کردند، اما چشمگیرترین اثرات از LMWF4 ناشی شد که نه تنها افزایش وزن و تجمع چربی را کاهش داد، بلکه سطح قند خون و کلسترول را نیز بهبود بخشید. آنها همچنین تعادل سالم‌تری از باکتری‌های روده داشتند و فراوانی میکروب‌های مرتبط با سلامت متابولیک بهتر را افزایش و میکروب‌های مرتبط با چاقی را کاهش دادند.
این نشان می‌دهد که LMWF4 قادر است اکوسیستم روده را حتی زمانی که در معرض رژیم غذایی پرچرب قرار می‌گیرد، به گونه‌ای حرکت دهد که به بدن کمک کند در برابر افزایش وزن مقاومت کند. در واقع، LMWF4 تنوع فلور روده را بازیابی کرد و غنای گونه‌ای را به سطوح تقریباً طبیعی افزایش داد.
به طور مشخص، این مولکول شاهد افزایش گونه‌های Akkermansia بود که به محافظت در برابر چاقی کمک می‌کنند و همچنین افزایش سطح جنس‌های Blautia و Eubacterium، به علاوه خانواده Muribaculaceae که تولید اسید چرب زنجیره کوتاه(SCFA) را افزایش می‌دهند. این نیز نشانگر بهبود سلامت متابولیک است.
نکته مهم این است که همچنین کاهش تعداد مجموعه‌ای که هنوز طبقه‌بندی نشده است، وجود داشت که با التهاب و تغییرات میکروبیوم مرتبط با چاقی در موش‌ها مرتبط است. جمعیت‌ها عموماً از طریق رژیم غذایی پرچرب افزایش می‌یابند. گونه‌های هلیکوباکتر که با التهاب و چاقی مرتبط هستند نیز کاهش یافتند.
به طور کلی، تغییرات در موش‌ها به دلیل هیچ تأثیر مستقیمی بر متابولیسم چربی نبود، بلکه به دلیل اتفاقی بود که در میان میکروب‌ها رخ می‌داد. تیم تحقیقاتی با استفاده از توالی‌یابی دی‌ان‌ای جوامع میکروبی دریافت که LMWF4 فلور روده را تغییر شکل می‌دهد تا فراوانی این باکتری‌های مفید را افزایش دهد، در حالی که همزمان باکتری‌های مرتبط با چاقی را سرکوب می‌کند.
نتایج نشان داد که LMWF4 به نحوی توانسته است محیط روده را مجدداً برنامه‌ریزی کند تا بدن را در برابر افزایش وزن و اختلال عملکرد متابولیک مقاوم‌تر کند.
در حالی که یک محدودیت کلیدی این مطالعه این است که تنها روی موش‌ها انجام شده است، نتایج نشان می‌دهد که به جای تلاش برای مجبور کردن بدن به کاهش وزن با دارو یا محدودیت، ممکن است بتوان با تقویت ارتش میکروبی مناسب برای مبارزه با چربی به همان اهداف دست یافت.
از آنجا که LMWF4 از یک منبع خوراکی ایمن گرفته شده است، اغلب به عنوان یک غذای سرد یا ترشی یا به عنوان میان‌وعده خورده می‌شود و می‌تواند به یک ماده غذایی کاربردی یا مکمل برای سلامت طولانی مدت روده تبدیل شود.
محققان افزودند: تجزیه و تحلیل ویژگی‌های ساختاری فوکوئیدان‌های مختلف، همراه با تغییرات مربوطه در باکتری‌های روده، بینش‌های ارزشمندی در مورد تأثیر آنها بر میکروبیوتای روده ارائه می‌دهد و پایه‌ای برای توسعه بیشتر درمان‌های مبتنی بر فوکوئیدان ایجاد می‌کند.
تحقیقات رو به رشدی وجود دارد که از خواص سلامتی فوکوئیدان‌ها که در دیواره‌های سلولی جلبک‌های قهوه‌ای یافت می‌شوند، پشتیبانی می‌کند. در مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۴ که به بررسی فوکوئیدان استخراج شده از جلبک دریایی مالزیایی پرداخت، محققان دریافتند که موش‌هایی که با این ترکیب تغذیه شده‌اند، در مقایسه با حیوانات درمان نشده با رژیم غذایی پرچرب، ۳۶ درصد افزایش وزن کمتر و ۱۸ درصد چربی احشایی کمتری دارند.
در سال ۲۰۲۲ نیز یک مطالعه بررسی کرد که فوکوئیدان برگرفته از «S. japonica» چگونه نمایه چربی و قند خون موش‌هایی را که با آنتی‌بیوتیک درمان شده بودند، بهبود می‌بخشد و به تعامل مفید آن با فلور روده اشاره کرد. سال گذشته هم دانشمندان دریافتند که پلی‌ساکاریدهای خام (از جمله فوکوئیدان) اثرات مهاری بر چربی دارند.
در حالی که مطالعات بیشتری در مورد انسان مورد نیاز است، این تحقیق جدید دریچه‌ای به سوی نوع جدیدی از درمان طبیعی چاقی می‌گشاید که می‌تواند روده را در برابر افزایش وزن مقاوم کند و همچنین باعث کاهش وزن در درازمدت شود. همچنین نشان می‌دهد که همه فوکوئیدان‌ها یکسان ایجاد نمی‌شوند و می‌توانند «هک زیستی» شوند تا میکروبیوم را بهتر هدف قرار دهند.
محققان افزودند: تحقیقات در مورد میکروبیوتای روده در هر دو سطح شاخه و گونه نشان داد که تجویز پلی‌ساکارید LMWF4 می‌تواند کاهش ناشی از HFD در مقدار کلی و تنوع فلور روده را کاهش دهد.
آنها ادامه دادند: کشف ما نشان می‌دهد که تغییراتی که با وزن مولکولی نسبتاً کم و درجه سولفات بالا مشخص می‌شوند، اثر ضد چاقی برجسته‌تری دارند. علاوه بر این، این تغییرات ظرفیت بیشتری برای تنظیم اختلالات فلور روده نشان می‌دهند و در نتیجه یک کاندیدای بالقوه برای درمان ضد چاقی ارائه می‌دهند.
این پژوهش در مجله Carbohydrate Polymers منتشر شده است.
