האינטראקציה בין האדם לבין מושבות חיידקים, נגיפים ועוד יצורים מיקרוסקופיים שחיים בגוף ("מיקרוביום") הפכה לנושא מחקר פופולרי בעשור האחרון. מחקרים חשפו קשרים בינם לבין השמנה, תפקוד מערכת החיסון, התפתחות סרטן ועוד.
ניתוח מאגרי מידע גנטי של המיקרוביום האנושי זיהה יצורים דמויי נגיפים, שלא מוכרים למדע.
וירואידים (Viroids) נקראים נגיפונים, כי הם "דמויי נגיפים".
אלו מולקולות RNA מעגליות קצרות שנמצאו בעיקר בצמחים. אורכם 450-250 חומצות גרעין. הם נבדלים מנגיפים כיון ש:
- אין בהם הוראות לייצור חלבונים.
- הם לא ארוזים במעטפת חלבונית.
ווירואידים משתמשים במערכות התא כדי להשתכפל ולנוע בין תאי הצמח. הם יכולים לשנות את תפקוד התאים ולחולל מחלות.
עד כה הוכר וירואיד אחד בגוף האנושי. וירואיד זה שונה מווירואידים של צמחים – נגיף דלקת הכבד דלתא (HDV) מכיל RNA מעגלי קצר, הכולל כ-1,700 חומצות גרעין – פי 4-7 מווירואידים רגילים. וירואיד זה מכיל הוראות לייצור חלבון. אולם, הוא לא מסוגל לייצר מעטפת ותלוי בהדבקת התאים שהוא תוקף בדלקת כבד נגיפית B. זהו נגיף לוויין של נגיף HBV, הגורם הראשוני לדלקת זו.
אובליסקים – סוג של וירואידים חדשים שהתגלו בגוף האדם
צילום מסך ממאמר בכתב העת CELL
בקבוצת מחקר מאוניברסיטת סטנפורד, בהובלת אנדרו פייר (Fire), חיפשו וירואידים נוספים במיקרוביום אנושי. השתמשו במאגר נתונים שכלל ריצוף מקטעי RNA מדגימות מיקרוביום של 104 בני אדם.
מקטעי RNA מעגלי נמצאו ופורסמו בארכיון המאמרים bioRxiv – הממצאים עדיין לא עברו ביקורת עמיתים בכתבי עת מדעיים, פורסם בשנה שעברה על ידי מכון דוידסון (ובהרחבה פה). אך יש אזכורים פה preprint ובכתבי העת Nature וגם Science.
בשבע דגימות זוהה מקטע RNA מעגלי באורך 1,100 חומצות גרעין.
כמעט בכל הדגימות היה המקטע זהה וכונה "אובליסק אלפא". האובליסק הכיל הוראות לייצור שני חלבונים קטנים, שכונו אובלין 1 ו-2.
מולקולת RNA זו והחלבונים המקודדים בה חדשים למדע. לא נמצאו מקטעי RNA או חלבונים דומים במאגרי מידע מוכרים. גם חיפוש במאגרי DNA לא העלה רצפים דומים לאובליסק זה. הנחה היא שזה ווירואיד ולא מקטע RNA שהועתק מגֵן ב-DNA אנושי, או בחיידקי המיקרוביום.
בבדיקת מאגרי נתונים, נמצאו עוד 21 וריאציות שונות של אובליסק אלפא. בחיפוש נוסף התגלה מקטע מעגלי נוסף שכונה "אובליסק בטא" (קצר מעט מאלפא ומכיל הוראות ייצור לשני חלבונים, שהארוך מביניהם דומה ב-38 אחוז לאובלין 1 של אובליסק אלפא והקצר דומה ב-31 אחוז לאובלין 2).
בשלב הבא חיפשו מקטעים דומים לאובליסקים במאגר מידע של 12 טריליון רצפי RNA שנאספו מ-30 אלף מינים. נמצאו כ-38.5 אלף מקטעי RNA שחשודים כאובליסקים, מהם 7,200 מקטעים מעגליים. בחקר כחמישה מיליון וחצי מאגרי מידע עם דגימות מים וקרקע מכל רחבי העולם, נמצאו כ-220 אלף סימנים נוספים המתאימים לאובליסקים.
צוות המחקר יצר מאגר מידע ייחודי לאובליסקים, כולל השוואת רצפים בין אובליסקים ובנו "עץ אבולוציוני" שמראה התפתחות משוערת של כלל זני האובליסק לפי תכונותיהם (לדוגמא, אם כללו הוראות ייצור לאובלין 2).
כדי לברר כמה האובליסקים נפוצים בגוף אדם, נבדקו 3 מאגרי מידע של המיקרוביום של המעיים ועוד 2 של הפה, שכללו דגימות מכ-470 בני אדם.
בקרב 10% נמצאו אובליסקים שונים. שכיחותם הייתה גבוהה במיוחד בפה, שם נמצאו מחצית מהדגימות, לעומת 6.6% מדגימות המעי. חלק מזני האובליסקים, כגון אלפא ובטא, נמצאו רק במעי, ואחרים נמצאו רק בדגימות פה. ההשערה היא כי תפוצת זנים משתנה בהתאם למקומם בגוף.
זהו ענף ביולוגי חדש, החוקר זנים שונים מווירואידים של צמחים. נראה כי אלה חיידקים שמאכלסים את המיקרוביום בגוף בעלי חיים, בקרקע ובים. עד כה לא גילו אותם בהליכי ריצוף RNA מקובלים, כיון ששיטות אלו:
- מתעלמות בחלקן ממולקולות RNA מעגלי
- שיטות חישוביות עיוורות לרצפים לא מוכרים ומתמקדים באיתור קווי דמיון לרצפים ידועים
נראה כי ווירואידים הם צורת קיום נפוצה הרבה יותר מהמשוער עד כה.
המחקר הנוכחי מושתת על ניתוח חישובי של מאגרי מידע קיימים ולא מתיחס לפעילות החלבונים אובלין-1 ו-2, לאופן שכפול האובליסקים, לקשר בין אובליסקים למחלות באדם (הם נקשרו למחלות של צמחים), לקיום וירואידים נוספים שאינם אובליסקים .. ושאלות רבות נוספות. סביר להניח שמחקר רב יתמקד בשאלות אלו בעתיד.
.
ואם כבר מיקרוביום ..
מחקר שבחן התפתחות החיידקים מפרקי תאית במעיים, הראה כי מספרם פוחת בהדרגה בגלל תהליכי עיור ומעבר למזון תעשייתי. מגמה זו מדאיגה כיון שבריאות האדם תלויה בדו-קיום עם המיקרוביום – אוכלוסיית חיידקים, נגיפים, פטריות ויצורים מיקרובים זעירים רבים בגוף, ובעיקר במעיים ועל העור.
מחקר של צוות מישראל בחן אבולוציה של חיידקי מעיים וגילה שכמות החיידקים שמסוגלים לפרק סיבים תזונתיים פוחתת בגלל מעבר לתזונה מודרנית.
פחמימות הן סוכרים ומולקולות נוספות שגופנו מפיק מהם אנרגיה להנעת תהליכים חיוניים בתאי הגוף. פחמימות נמצאות במגוון מזונות, אך לא בכולן יכול הגוף להשתמש בקלות. חד-סוכרים כמו גלוקוז הם מולקולות קצרות שמנוצלות בגוף בקלות. רב-סוכרים, כמו תאית או עמילן, מורכבים משרשראות ארוכות של חד-סוכרים. על הגוף לפרק אותם ליחידות הבסיסיות כדי לנצלן. קבוצה של רב-סוכרים מהצומח, שלא מתפרקים במערכת העיכול, נקראים סיבים תזונתיים.
את הפחמימות הפשוטות, וביניהן אפילו רב-סוכר כגון עמילן, מערכת העיכול האנושית יודעת לפרק בעצמה באמצעות חלבונים ייעודיים. אולם, עיכול פחמימות מורכבות יותר, כגון תאית, דורש פעולת חיידקים שחיים במעי הגס. פחמימות שונות מתפרקות במהירות שונה בגוף. זה משפיע על רמות הסוכר בדם ועל תהליכים נוספים.
תקינות תפקוד המעי הגס תלויה ברב-סוכרים שצורכים במזון. חיידקים "טובים" זקוקים לרב-סוכרים באופן תדיר כדי לשגשג. זה הכרחי לאיזון המיקרוביום וצמצום אוכלוסיית החיידקים המזיקים אשר פוגעים בבריאות.
חיידקים מפרקי תאית, כמו אלה שחיים במעיים של פרות ומעלי גירה אחרים, מסוגלים לפרק סיבים בחומר צמחי המכילים סוכרים מורכבים ולהפוך אותם למקור אנרגיה זמין. כך גם בעל החיים, שבמעיו הם מתקיימים, משתמש בתוצרי הפירוק.
מחקר בינלאומי בהובלת צוות ישראל חקר חומר תורשתי של חיידקים במעי אנושי. סריקת מאגרי מידע גנטי שימשה לחיפוש רצף ספציפי שקשור לפירוק תאית אצל חיידקי רומינוקוקוס (Ruminococcus flavefaciens). המאגרים כללו נתונים גנטיים מפורטים על צואת אדם מדגימות עכשוויות. נתונים דומים נשלפו מדגימות מההיסטוריה הקרובה והרחוקה. זוהו כ-6,000 קבוצות גֵנים שמשוערים כקשורים לחיידקים מפרקי סיבים תזונתיים. בשלב הבא זוהו חיידקים אליהם שייכים הרצפים שאותרו. מתוכם ניפו חייקים שלא מפרקים תאית.
בסוף המהלך נותרו 62 רצפים שעברו ניתוח מדוקדק לזיהוי יכולת ייצור חלבונים, שמשתתפים בפירוק תאית. מיני חיידקים שאותרו בהם רצפים אלה לא נפוצים בקרב בני אדם מודרניים, שחיים בחברות עירוניות ומתועשות, אולם שכיחים בקרב קופי אדם ופרימטים לא אנושיים אחרים. גם בחברות אנושיות קדומות, קהילות ציידים-לקטים ואוכלוסיות כפריות נפוצים חיידקים אלה.
ממצאים אלה מראים כי לחיידקי מעיים באדם וחיידקים של מעלי גירה חולקים היסטוריה משותפת.
חיידקים מפרקי תאית, כמו חיידקי רומינוקוקוס (Ruminococcus), היו נפוצים במעי אדם ובעלי חיים אחרים. זה מעלה השערה כי חיידקים עברו ממעלי גירה לאדם במהלך ביות בהמות.
החיידקים עברו למעי האדם והסתגלו לצריכת תאית של צמחים בתזונה האנושית. תוצרי הפירוק שלהם הופרשו למעי הגס. חלבוני הפירוק השתנו כדי לייעל את פירוק הסיבים הצמחיים שאופייניים לתירס, אורז וחיטה, המרכזיים בתזונה האנושית מאז המהפכה החקלאית.
מהמחקר עולה כי הדו-קיום בין חיידקים מפרקי תאית לאדם השתבש עקב תהליכי עיור ותיעוש, שהובילו לצמצום כמות הסיבים הצמחיים בתזונת האנושית. אוכלוסיית החיידקים מפרקי הסיבים, שהיו בשפע במעי האדם בעבר, מתמעטת בקרב אוכלוסיות שהתזונה שלהן מבוססת על אוכל מעובד.
צריכת סיבים תזונתיים פוחתת בימינו. ציידים-לקטים בוגרים צרכו כ- 80 עד 150 ג' ליום של סיבים. באוכלוסיות כפריות פחתה צריכתם לכ-14 ג' ביממה. תזונה מערבית מודרנית כוללת כ-8.4 גרם ליום. תופעה זו לא ייחודית רק לאדם. השוואת כמות חיידקים מפרקי סיבים תזונתיים במעיים של קופי אדם בטבע לעומת אלה שחיים בשבי מראה ירידה משמעותית של אוכלוסיית חיידקים אלה במעיים של קופים בשבי. נתון זה מחזק הנחה שההבדל נובע מאורח החיים ושינוי התזונה.
השלכות תהליך זה על בריאות מערכת העיכול דורש מחקר נוסף, אולם ברור שפירוק סיבים מצריך יכולות שהתפתחו בקרב חיידקים אלה משך דורות אבולוציוניים. הם מפרקים ביעילות סיבי תאית לסוכרים שהגוף מסוגל לעכל ומזינים אוכלוסיות חיידקים חיוניים לבריאות. מעבר למזון מעובד נטול סיבים מסכן את האיזון והחשוב בגוף.
בקרב אוכלוסיות שממעטות לצרוך מזון מהצומח, מואצת ירידה בכמות החיידקים מעכלי הסיבים. אי תפקוד חיידקי המעיים נקשר להשמנה ולמחלות כרוניות. קיימות ראיות למעורבות חיידקים אלה בקלט חושי, בחיסוניות ובתפקוד קוגניטיבי תקין ופעילות המוח.
פירוק תאית וסיבים תזונתיים דורש אוכלוסיית חיידקים מאוזנת ובריאה במעיים. ירידה בכמות החיידקים מפרקי התאית בקרב תושבי המערב מעידה על פגיעה באיזון זה ולנזק בריאותי. צריכת פרוביוטיקה כיום הכרחית, אולם מוצרי הפרוביוטיקה נותנים מענה חלקי ולא מיטבי. קיימים היום טיפולי השתלת צואה כדי לחדש מגוון חיידקי מעיים. שימור המיקרובים בגופנו הכרחי להפחתת הפרעות בחילוף החומרים ומחלות רבות, לא רק במעיים.
על חשיבות הסיבים התזונתיים לתפקוד חיידקי המעיים ובריאות – דרור פירר
https://superfoodvegan.co.il/2024/06/28/%d7%a1%d7%99%d7%91%d7%99%d7%9d-%d7%aa%d7%96%d7%95%d7%a0%d7%aa%d7%99%d7%99%d7%9d-%d7%92%d7%95%d7%a8%d7%9e%d7%99%d7%9d-%d7%9c%d7%97%d7%99%d7%99%d7%93%d7%a7%d7%99-%d7%94%d7%9e%d7%a2%d7%99%d7%99%d7%9d/
דיאטה עשירה בסיבים עשויה לצמצם סיכון לדמנציה
https://superfoodvegan.co.il/2022/02/21/%d7%93%d7%99%d7%90%d7%98%d7%94-%d7%a2%d7%a9%d7%99%d7%a8%d7%94-%d7%91%d7%a1%d7%99%d7%91%d7%99%d7%9d-%d7%a2%d7%a9%d7%95%d7%99%d7%94-%d7%9c%d7%94%d7%a4%d7%97%d7%99%d7%aa-%d7%90%d7%aa-%d7%94%d7%a1%d7%99/?fbclid=IwY2xjawKf4c1leHRuA2FlbQIxMABicmlkETFNQjlnejZKR01rVGpBYTZEAR4sHrv7SldJMe41mquG8Z98_CleSLT_5HlQIr1bmAEr_3eAPJyk1qWrHJyVzQ_aem_6X-Niir9sYFO5gukEhpasA
פוסטים בנושא מיקרוביום וחשיבותו לבריאות – באתר בריאות טבעית מודעת של דרור פירר
https://superfoodvegan.co.il/tag/%D7%9E%D7%99%D7%A7%D7%A8%D7%95%D7%91%D7%99%D7%95%D7%9D/
