دزآزما

بیوشیمی میکروبیوم را می‌توان به‌عنوان مطالعه‌ی شبکه‌های پیچیده‌ی تبادل متابولیکی و شیمیایی میان میکروارگانیسم‌های همزیست و میزبان تعریف کرد؛ شبکه‌ای که در آن جریان مداوم متابولیت‌ها، آنزیم‌ها و سیگنال‌های مولکولی، فنوتیپ فیزیولوژیک میزبان را به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم تنظیم می‌کند. در این چارچوب، میکروبیوم نه صرفاً یک مجموعه‌ی منفعل از میکروب‌ها، بلکه یک «اندام متابولیک افزوده» در نظر گرفته می‌شود که ظرفیت‌های بیوشیمیایی میزبان را گسترش می‌دهد.

در سطح متابولیکی، میکروبیوتای روده نقش محوری در تخمیر پلی‌ساکاریدهای غیرقابل هضم (dietary fibers) دارد که منجر به تولید اسیدهای چرب کوتاه‌زنجیر شامل استات، پروپیونات و بوتیرات می‌شود. این ترکیبات از طریق اتصال به گیرنده‌های G-protein coupled receptors نظیر GPR41 (FFAR3) و GPR43 (FFAR2) در سلول‌های اپی‌تلیال، سلول‌های ایمنی و بافت چربی، مسیرهای تنظیم انرژی، التهاب و هموستاز گلوکز را تعدیل می‌کنند. بوتیرات علاوه بر نقش انرژی‌زایی برای کولونوسیت‌ها، به‌عنوان یک مهارکننده‌ی هیستون‌داستیلاز (HDAC inhibitor) نیز عمل کرده و از طریق تنظیم اپی‌ژنتیکی، بیان ژن‌های مرتبط با التهاب و تکامل سلول‌های T تنظیمی را تغییر می‌دهد.

در محور متابولیسم اسیدهای صفراوی، میکروبیوتا با دِکونژوگاسیون و تبدیل اسیدهای صفراوی اولیه به فرم‌های ثانویه، ترکیب پویای مخزن صفراوی را تغییر می‌دهد. این متابولیت‌ها از طریق گیرنده‌هایی مانند FXR (Farnesoid X Receptor) و TGR5 بر متابولیسم لیپیدها، حساسیت به انسولین و پاسخ‌های التهابی اثر می‌گذارند. بنابراین، میکروبیوم به‌طور غیرمستقیم در تنظیم محور کبد–روده و هموستاز کلسترول نقش دارد.

از منظر مسیر تریپتوفان، میکروبیوتا با تبدیل این اسیدآمینه به ایندول‌ها و مشتقات آن، سیگنال‌هایی تولید می‌کند که گیرنده‌ی AhR (Aryl hydrocarbon Receptor) را فعال می‌سازند. این مسیر در تنظیم سد اپی‌تلیال روده، تولید پپتیدهای ضد میکروبی و پاسخ‌های ایمنی ذاتی اهمیت کلیدی دارد. اختلال در این مسیر با بیماری‌های التهابی روده و دیس‌بیوزیس مرتبط است.

در سطح متابولیسم نیتروژن و کولین، تبدیل کولین و کارنیتین غذایی به TMA توسط میکروبیوتا و سپس اکسیداسیون کبدی آن به TMAO (Trimethylamine N-oxide)، نمونه‌ای از تعامل میکروبیوم–میزبان در پاتوژنز بیماری‌های قلبی–عروقی محسوب می‌شود. این مسیر نشان می‌دهد که متابولیت‌های میکروبی می‌توانند اثرات سیستمیک دور از محل تولید خود ایجاد کنند.

از نظر روش‌شناسی، تحلیل بیوشیمی میکروبیوم بر تلفیق چندین فناوری پیشرفته استوار است:

Metagenomics برای شناسایی ظرفیت ژنتیکی جامعه میکروبی
Metatranscriptomics برای بررسی فعالیت ژنی در شرایط واقعی
Metabolomics برای پروفایل‌سازی متابولیت‌های کوچک
Fluxomics و مدل‌سازی متابولیکی در مقیاس ژنومی (GEMs) برای بازسازی جریان‌های بیوشیمیایی در شبکه‌های متابولیک

ترکیب این داده‌ها امکان ایجاد مدل‌های سیستم‌زیستی (systems biology) از محورهای عملکردی مانند روده–مغز، روده–کبد و روده–ایمنی را فراهم می‌سازد.

در سطح بالینی، این دانش پایه‌ی مفاهیمی مانند پزشکی دقیق مبتنی بر میکروبیوم (microbiome-based precision medicine)، طراحی نسل جدید پروبیوتیک‌ها و پست‌بیوتیک‌ها، و نیز توسعه‌ی رویکردهای فارماکومتابولومیک در پیش‌بینی پاسخ دارویی را تشکیل می‌دهد. همچنین نقش آن در بیماری‌های متابولیک (دیابت نوع ۲، چاقی)، اختلالات نورودژنراتیو، بیماری‌های التهابی و سرطان‌ها به‌طور فزاینده‌ای مورد توجه قرار گرفته است.

تحقیقی از فاطمه السادات کرماجانی و الهام رازانی

علوم آزمایشگاهی بهمن87

متن کامل تحقیق

خلاصه

موضوع: هورمون های کبدی (آنژیوتنسینوژن، ترومبوپویتین، فاکتورهای رشد شبه انسولینی IGF)

کبد یکی از بزرگ ترین غدد بدن است و بعد از بزرگ ترین عضو بدن است که در زیر دیافراگم قرار گرفته است.

هورمون هایی که از این غده ترشح می شوند عبارتند از:

1- In sulin – like growth factor (or som atomadin)

2- Angiotensinogen and angiotensin

3- throm bopoitin (TPO)

این هورمون ها را هپاتوسیت ها ترشح می کنند

1- هورمون های رشد شبه انسولینی IGF :

یک هورمون پروتئینی است که از نظر توالی پپتیدی شبیه انسولین می باشد. شامل 2 نوع است IGF و IGF₂. گیرنده این هورمون همانند دیگر هورمون های پروتئینی بر روی سطح سلول های هدف وجود دارد و از طریق فعال کردن کینیازها اثر خود را اعمال می کند (پیامبر ثانویه) (فسفریله کردن تیروزین)

فسفریله کردن یک pr  Kinase  فعال یا غیرفعال کردن ترکیبات واسط  اتصال

به همراه GH نقش مهمی را در رشد سلولی ایفا می کند. IGF₁ برای رسیدن به حداکثر رشد لازم است در ترمیم سلول های آسیب دیده نیز دخالت دارد. به طور کلی در تنظیم حالات نرمال فیزیولوژیک و تعدادی از حالات پاتولوژیک مثل سرطان مهم است.

کاهش آن در ایجاد کوتاه قدی، کاهش توانایی شنوایی، عدم رشد طبیعی و رتینوپاتی در نوزادان مؤثر است. افزایش آن در تشدید بیماری دیابت، شاخص توده بدنی، سرطان، پیری زودرس و … مؤثر است.

اندازه گیری آن به روش آنزیم ایمونواسی و واکنش آنتی ژن ـ آنتی بادی رادیواکتیویته انجام می شود.

2- آنژیوتنسینوژن:

این هورمون گلوبولین سرمی است که در کبد تولید می شود و طی واکنش هایی به آنژیوتانسین IV, III, II, I تبدیل می شود. آنژیوتانسین پروتئینی است که باعث تنگی عروق و بالا بردن فشار خون می شود. این پروتئین قسمتی از مکانیسم رنین آنژیوتانسین را تشکیل می دهد. با تحریک پیک ثانویه کارش را انجام می دهد:

اتصال

آنژیوتانسین IV, III, II تنگ کننده عروق خونی هستند و باعث افزایش فشار خون هستند. سلول های قبلی را نیز تحریک کرده و باعث افزایش فعالیت ماهیچه قلب می شود. آنژیوتانسین III احساس تشنگی را با اثر بر روی بخش هایی از مغز افزایش می دهد و باعث ترشح شدیدتر نوراپی تعریف می شود. آنژیوتانسین II با اثر بر قشر آدرنال باعث ترشح آلدوسترون می شود و باعث بالا رفتن سطح آلدوسترون در پلاسما در فاز لوتئال چرخه قاعدگی است. در باز جذب  نیز نقش دارد و از افزایش بیش از حد GFR جلوگیری می کند. باعث آزاد شدن پروستوگلاندین ها هم می شود.

اندازه گیری آنژیوتانسین II به روش رادیو ایمونواسی و تخلیص جزئی و روش غیرمستقیم ACE (AnyI- converting-E) که روشی آنزیماتیک است انجام می شود.

بیماری هایی که ایجاد می کند بر اثر عدم تعادل آن در خون باعت بالا رفتن یا پایین آمدن فشار خون می شود. ادم ریه از اثرات کاهش فشار خون ناشی از عدم تعادل آنژیوتانسین است. بیماری رینود (اسپاسم شریان ها و رشد شریانچه های انگشتان) نیز تا حدی تحت تأثیر افزایش آنژیوتانسین II در خون است.

3- ترومبوپویتین: فاکتوری پروتئینی است که عمدتاً بوسیله کلیه و کبد ساخته می شود و در تنظیم و تولید پلاکت ها در مغز استخوان نقش دارد. همچنین تولید و تمایز ماکروگامتوسیت ها را تحریک می کند.

فیدبک منفی آن با دیگر هورمون ها متفاوت است و عوامل تأثیرگذار مستقیماً هورمون را تنظیم می کنند. وقتی مگاکاریوسیت در دسترس هورمون کاهش پیدا کند، هورمون تخریب می شود.

اندازه گیری TPO به روش CLEIA, RIA, Elisa انجام می شود.

مکانیسم اثر آن شبیه اریتروپویتین در ساخت اریتروسیت هاست. یعنی از طریق کینازها و فسفاتازها به روش آبشاری اثر خود را اعمال می کند.