مستخلص Cistanche Tubulosa المائي على الكائنات الحية الدقيقة في أمعاء الفئران المصابة باضطرابات معوية

1. مقدمة

تستعمر الكائنات الحية الدقيقة المعوية بشكل رئيسي تجويف الأمعاء والطبقة المخاطية وتتبادل مع المضيف من خلال تبادل المواد والطاقة والتحول والعمليات الأخرى [1]. وهي عبارة عن مراكز إشارات تدمج الرسائل البيئية، مثل النظام الغذائي، مع الإشارات الجينية والمناعية، وبالتالي تؤثر على عملية التمثيل الغذائي للمضيف، والمناعة، والجهاز العصبي، والاستجابة للعدوى [2]. عادة، هناك توازن ديناميكي بين النباتات المعوية والمضيفين؛ ومع ذلك، يمكن أن يؤدي ديسبيوسيس الأمعاء إلى تغييرات في توازن الصحة/المرض، واضطرابات المناعة، والعديد من الأمراض [3]. تعتبر التغييرات المعتدلة في الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء مقبولة بالنسبة للمضيف؛ ومع ذلك، لا يزال من الممكن أن يوفر هذا فرصًا لتضخيم التغيرات في العوامل المشددة الأخرى، مثل العاثيات، والبكتيريا، والإجهاد التأكسدي [4].

سيستانش توبولوسا لتحسين ميكروبات الأمعاء المعوية PHGS75% ECH 30% ACT 12%

وقد أظهرت الدراسات السابقة ذلكمستخلص الإيثانول من Cistanche tubulosa(CT)، تركيبة عشبية صينية تقليدية، يمكنها تنظيم التركيب الميكروبي للأمعاء لدى الجرذان [5]، ويقوم إجمالي جليكوسيدات التصوير المقطعي بضبط ميكروبات الأمعاء المضطربة [6]. أنواع Cistanche، التي تتطفل بشكل رئيسي على جذور أنواع Tamarix، تسمى أيضًا "جينسنغ الصحراء"، ويتم استخدام منشط يتكون من سيقان Cistanche deserticola (CD) و Cistanche tubulosa (CT) كعلاج عشبي. ]. تم العثور على المكونات الكيميائية الرئيسية لجليكوسيدات فينيل إيثانول CT (PHGs)، وهي مواد مضادة للأكسدة [8، 9]، تعمل على تحسين الخلل الوظيفي التناسلي [10]، وقمع تنشيط الخلايا النجمية الكبدية، ومنع توصيل مسارات الإشارات في TGF {{6} }/ SMAD [11]، ويمنع التليف الكبدي الناجم عن ألبومين المصل البقري في الجرذان [12]. من بين أكثر من 100 مكون في التصوير المقطعي، يعد السكاريد أيضًا أحد المواد المهمة ذات المحتوى الوفير [13، 14]. أظهرت الدراسات السابقة أن عديد السكاريد C. deserticola يحفز تكوين الميلانين في الخلايا الصباغية، ويقلل من الإجهاد التأكسدي [15]، ويخفف من الخلل المعرفي عن طريق تنظيم العمليات المضادة للأكسدة والمضادة للالتهابات في الفئران [16]، ويحمي خلايا PC12 من الإصابة الناجمة عن OGD/RP [17 ]،تعزيز امتصاص إشيناكوسيد في الجسم الحيوتؤثر على الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء [18].

البروبيوتيك هي كائنات حية دقيقة غير مسببة للأمراض ولها فوائد صحية وتمنح التوازن الميكروبي في الجهاز الهضمي عند تناولها بكميات كافية [19]. يمكنها تعزيز الاستجابات المناعية الخلوية غير المحددة التي تتميز بتنشيط الخلايا البلعمية والخلايا القاتلة الطبيعية (NK) والخلايا اللمفاوية التائية السامة للخلايا الخاصة بمستضد معين وإطلاق السيتوكينات المختلفة بطريقة خاصة بالسلالة وتعتمد على الجرعة [20]. تعمل سلالات البروبيوتيك على تحسين خصائص ظهارة الأمعاء عن طريق تعديل TJ، وقد ثبت أن سلالات بروبيوتيك معينة تنظم تعبير الميوسين، وبالتالي تؤثر على خصائص الطبقة المخاطية وتنظم بشكل غير مباشر الجهاز المناعي للأمعاء [21]. سلالات بكتيريا حمض اللاكتيك (LAB) وBifidobacterium هي البروبيوتيك الرئيسية التي تم استخدامها في العديد من المجالات [22-26]. فوائدها الصحية عديدة، حيث تعد قدرتها المضادة للأكسدة عاملاً مهمًا في وظائفها المتعلقة بالصحة [27]. يمكن للبروبيوتيك أن يخلب أيونات المعادن لمنعها من تحفيز الأكسدة [28، 29]؛ يمكنهم أيضًا زيادة التعبير عن الإنزيمات المضادة للأكسدة [30، 31]، وإنتاج مستقلبات مختلفة ذات نشاط مضاد للأكسدة [32، 33]، والتوسط في مسارات إشارات مضادات الأكسدة [34-36]، وتنظيم الإنزيمات التي تنتج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) و استجابة الكائنات الحية الدقيقة المعوية للإجهاد التأكسدي [37].

أظهرت دراسة حديثة أن السكريات الموجودة في القرص المضغوط يمكنها ذلكتحفيز نمو بعض بكتيريا حمض اللاكتيكوالتي يمكن أن تفيد صحة الإنسان [38]. ومع ذلك، فإن محتوى السكريات الموجودة في الأقراص المضغوطة يختلف عن تلك الموجودة في الأشعة المقطعية [7، 39]، وقد يؤدي هذا الاختلاف إلى تأثيرات مختلفة على الكائنات الحية الدقيقة المعوية. علاوة على ذلك، على الرغم من أن عديد السكاريد CD يمكن أن يقلل من الإجهاد التأكسدي عن طريق تنشيط مسار NRF2/H O -1 [15]، إلا أن تأثيرات عديد السكاريد الفردي قد تختلف عن التأثير الكلي للتركيبات المتعددة في التصوير المقطعي المحوسب. وبالتالي، فمن الضروري أن تحدد بدقة آثار المستخلصات المائية CT على الكائنات الحية الدقيقة المعوية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ PHGs أيضًا مقاومة الإجهاد التأكسدي [40] وقمع الاستجابات الالتهابية التي تتوسطها عديد السكاريد الدهني عن طريق تنشيط مسار Keap1/Nrf2/H O-1 [41]. ولذلك، فإن تحديد تأثير المستخلص المائي المقطعي له قيمة كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، فإن تأثيرات بعض مكونات مستخلص القرص المضغوط المائي على الإجهاد التأكسدي والنباتات المعوية تشير إلى أن مقاومة الإجهاد التأكسدي قد تكون مرتبطة بتغيرات النباتات المعوية.

لملء الفجوات في المعرفة حول المواضيع المذكورة أعلاه، قمنا بدراسة آثار المستخلص المائي المقطعي على الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء لدى الفئران التي تعاني من اضطرابات في النباتات المعوية.ذستوفر هذه النتائج معلومات قيمة حول الآليات الممكنة التي من خلالها يغير التصوير المقطعي الفلورا المعوية ويمنح الأمعاء مقاومة للإجهاد التأكسدي.

2. المواد والأساليب

2.1. حيوانات تجريبية.

تم شراء ما مجموعه 18 فأرًا ذكرًا من فئة C57BL/6J من فئة SPF، تزن 18-22 جم، من مركز الحيوانات التجريبية بجامعة شينجيانغ الطبية برقم الترخيص SCXK (جديد) 2018-0003. تم إيواؤهم في أقفاص تحت ظروف موحدة: 12 ساعة ضوء / فترة ضوئية داكنة، ودرجة حرارة 23 ± 2 درجة، ورطوبة 55 ± 5٪. تمت تغذية الحيوانات بنظام غذائي تجاري (51% مستخلص خالي من النيتروجين، 25% بروتين خام، 4.6% دهون خام، 6.5% رماد خام، 4.0% ألياف خام، و8.9% رطوبة) وماء الصنبور. تم علاج الحيوانات وفقًا للتوصيات الموضحة في دليل رعاية واستخدام حيوانات المختبر التابع للمعاهد الوطنية للصحة.

سيستانش توبولوسا الطبيعي لتحسين المناعة PHGS75% ECH 30% ACT 12%

2.2. استخراج المستخلص المائي.

تم طحن الشرائح المجففة من C. tubulosa، المقدمة من شركة Hotan Dichen Pharmaceutical Biotechnology Co., Ltd.، إلى مسحوق، وتم طحن الحبيبات ذات أحجام الجسيمات بين 2{{10}} و40 شبكة مختارة. كانت شروط الاستخراج كما يلي: نسبة السائل الصلب 1:19، درجة الحرارة 8 0 درجة، وقت الميكروويف 6 دقائق، وقت الموجات فوق الصوتية 16 دقيقة، قوة الميكروويف 400 واط، وقوة الموجات فوق الصوتية 400 واط. تم قياس محتويات المكونات الرئيسية للمستخلص المائي بواسطة HPLC (Agilent 1260 Infinity II، California، USA). باختصار، تم إذابة المواد القياسية للإكيناكوسيد (0.2 مجم/مل) والأكتيوسيد (0.2 مجم/مل) في 50% ميثانول لتكون بمثابة محلول مادة مرجعية. بعد ذلك، تم إذابة 1 جم من المستخلص المائي المقطعي في 100 مل 50% ميثانول وتركه لمدة 30 دقيقة. تمت معالجة محلول الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية عند 250 وات و35 كيلو هرتز لمدة 10 دقائق ثم تم طرده بالطرد المركزي عند 12 000 دورة في الدقيقة / دقيقة. تم ترشيح الطاف بواسطة غشاء مرشح صغير الحجم بقطر 0.45 ميكرومتر. تم بعد ذلك اكتشاف محلول المادة المرجعية والترشيح بواسطة HPLC في الظروف التالية: هلام السيليكا المرتبط بأوكتاديسيل سيلاني كحشو، والميثانول كمرحلة متنقلة A، وحمض الفورميك بنسبة 0.1٪ كمرحلة متنقلة B. تم ضبط درجة حرارة العمود على 30 درجة ، تم ضبط الطول الموجي للكشف على 330 نانومتر ، وكان حجم الحقن 10 ميكرولتر.

2.3. التجارب.

بعد أسبوع واحد من التكيف، تم تقسيم الفئران الـ 18 عشوائيًا إلى ست مجموعات: A (طبيعي مع إضافة جرعة متوسطة من المستخلص المائي المقطعي المحوسب)، B (طبيعي بدون المستخلص المائي المقطعي المحوسب)، C (نموذج بدون المستخلص المائي)، D ( نموذج مع إضافة مستخلص مائي CT بجرعة عالية)، E (نموذج مع إضافة مستخلص مائي CT بجرعة متوسطة)، و F (نموذج مع إضافة جرعة منخفضة من مستخلص مائي CT). تمت معالجة المجموعات على النحو التالي: تم غمر المجموعة الطبيعية بمحلول ملحي عادي، وتم غمر المجموعة النموذجية بسيفيكسيم (30 مجم / كجم، Shiyao Group Ouyi Pharmaceutical Co.، Ltd.، شيجياتشوانغ، الصين) ومحلول ملحي عادي، عالي تم غمر مجموعة الجرعة بالسيفيكسيم و221.14 ملجم/كجم من المستخلص المائي المقطعي، وتم غمر مجموعة الجرعة المتوسطة بالسيفيكسيم و165.54 ملجم/كجم من المستخلص المائي، وتم غمر مجموعة الجرعة المنخفضة بالسيفيكسيم و110.57 ملجم/كجم. من المستخلص المائي . تم غمر المجموعة A بـ 165.54 ملجم/كجم من المستخلص المائي، ولم تتم إضافة سيفيكسيم. تم إعطاء السيفيكسيم يوميًا عند الظهر، وتم إعطاء مواد أخرى يوميًا عند الساعة 15:00 ساعة. خلال التجارب، تم الاحتفاظ بالمجموعات C وD وE وF في الحالة النموذجية للاضطرابات المعوية. تم جمع البراز كل سبعة أيام على طاولة معقمة قابلة للتشغيل وتخزينها في درجة حرارة -20 درجة.

2.4. الملاحظة النسيجية المرضية للقولون الفئران.

في نهاية التجربة، تم قتل الفئران بسبب خلع عنق الرحم، وتم جمع محتويات القولون على طاولة معقمة قابلة للتشغيل وتخزينها في درجة حرارة -80 درجة مئوية؛ وفي الوقت نفسه، تم إصلاح عينات أنسجة القولون في 10٪ من الفورمالين المحايد. بعد ذلك، تم تجفيف العينات باستخدام تركيز متدرج من الإيثانول، ومعالجتها بالخليط باستخدام الزيلين، ودمجها في البارافين، وتقسيمها، وصبغها بالهيماتوكسيلين يوزين. تمت ملاحظة التغيرات المورفولوجية في الغشاء المخاطي للقولون ومقارنتها باستخدام المجهر الضوئي. تم قياس طول الزغابات وعمق القبو في القولون، وتم حساب نسبة طول الزغابات إلى عمق القبو (قيمة V/C) (51).

2.5. استخراج الحمض النووي وبناء المكتبة.

تم استخراج الحمض النووي من البراز باستخدام EZNA ®Soil DNA Kit (Omega Bio-Tek، Norcross، GA، USA) وفقًا لبروتوكول الشركة المصنعة. تم تحديد جودة الحمض النووي باستخدام مقياس الفلور (QuantiFluor ™ –ST، شركة Promega، الولايات المتحدة الأمريكية). تم تصميم البادئات المقترنة في منطقة V3-V4 المكونة من 16 ثانية من rDNA لتضخيم المنطقة وإنتاج 466 قطعة من الحمض النووي. التمهيدي الأمامي كان 341F (-5- CCTACGGGNGGCWGCAG-3-)، وكان التمهيدي العكسي 806R (-5-GGACTACHVGGGTATCTAAT-3-). كان كل حجم PCR 25 ميكرولتر، يحتوي على 2.5 ميكرولتر من 10 × PCR عازل، 2 ميكرولتر من dNTPs، 1 ميكرولتر من كل جهاز تمهيدي، و20-30 نانوغرام من قالب DNA. بعد ذلك، تم ربط المحولات المفهرسة بنهاية الأمبليكونات لإنشاء مكتبات التسلسل. تم التحقق من صحة المكتبات باستخدام مقياس الفلور QuantiFluor ™ وقياسها إلى 10 نانومول.

2.6. 16s rRNA تسلسل الجينات وتحليل المجتمع الميكروبي.

تم استخدام منصة Illumina (Illumina MiSeq) للحصول على بيانات نهاية مزدوجة 2 × 250 نقطة أساس. تم الحصول على وحدات التصنيف التشغيلية (OTUs) باستخدام برنامج Uparse من خلال التجميع القياسي مع تشابه بنسبة 97٪. تم استخدام خوارزمية التخصيص البايزية الساذجة لمصنف RDP لمحاذاة وحدات OTU مع الإصدار 13.5 من قاعدة بيانات Greengene وإجراء شرح للأنواع. تم حساب تنوع ألفا للميكروبات المعوية باستخدام مؤشرات شانون وسيمبسون، وتم تحليل الاختلافات بين المجموعات من خلال تحليل التمييز الخطي حجم التأثير (LEfSe). تم تحليل تنوع بيتا من خلال تحليل الإحداثيات الرئيسي (PCoA) لاختلافات براي-كيرتس. تم استخدام PICRUSt2 لتقدير القدرة الأيضية الميكروبية لميكروبيوم الأمعاء [42].

2.7. تحليل البيانات الإحصائية.

تم استخدام SPSS 20 لتحليل التباين (ANOVA) أحادي الاتجاه، وتم التعبير عن البيانات التجريبية كـ X ± S؛ يشير X إلى القيمة المتوسطة، ويشير S إلى الانحراف المعياري.

سيستانش توبولوسا الطبيعي لتعديل التغيرات الأيضية PHGS75% ECH 30% ACT 12%

3. النتائج

3.1. 8e تأثير المستخلص المائي المقطعي على مورفولوجيا القولون.

المركبات التمثيلية (إشيناكوسيد وأكتيوسايد) وتم التحقق من صحة تركيزاتها من مستخلص الأشعة المقطعية بواسطة HPLC (الشكل S1). لتحديد تأثير المستخلص المائي على القناة الهضمية، قمنا بدراسة طول زغابات القولون وعمق التجاويف بعد العلاج بالمستخلص المائي المقطعي. كانت زغبات القولون في المجموعات الطبيعية ومجموعات الجرعات العالية (A وB وD) أطول وتشبه الإصبع، في حين كانت زغبات القولون في مجموعات النموذج والجرعات المنخفضة (C وF) قصيرة، وأطراف القولون تم كسر الزغب (الشكل 1). وفقًا لذلك، أدت الجرعة العالية من المستخلص المائي المقطعي المحوسب إلى زيادة كبيرة في طول زغابات القولون وتقليل عمق الارتجاع في الفئران التي تعاني من اضطرابات معوية مقارنة بالفئران في المجموعة النموذجية (P < 0.01). في المقابل، لم يكن عمق التجويف مختلفًا بشكل كبير بين المجموعة ذات الجرعة العالية والمجموعة الطبيعية (P > 0.05) (الجدول S1). أشارت هذه النتائج إلى أن الجرعة العالية من المستخلص المائي المقطعي يمكن أن تحسن الشكل داخل القولون لدى الفئران المصابة باضطرابات معوية.

3.2. 8e تأثير المستخلص المائي المقطعي على تنوع الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء.

أجرينا تسلسل جينات الرنا الريباسي 16s للتحقيق في السبب المحتمل للتغيرات المورفولوجية داخل القولون والتحقيق في التغيرات في الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء بعد العلاج باستخدام المستخلص المائي المقطعي. تم الحصول على ما متوسطه 100.553 علامة فعالة، تتراوح من 77.734 إلى 125.144، من البيانات الأولية (الجدول S2). تم تجميع هذه العلامات في 4932 وحدة OTU (الجدول S3). قمنا بعد ذلك بتحليل تنوع الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء بناءً على وحدات OTU هذه. لم تظهر فهارس شانون وسيمبسون أي فرق بين المجموعة A (طبيعية مع المستخلص المائي المقطعي) والمجموعة B (طبيعية بدون المستخلص المائي المقطعي المحوسب) (الشكل 2 (أ)). يشير هذا إلى أنه في الفئران التي لم يتم علاجها بالسيفيكسيم، ربما لم يكن للمستخلص المائي المقطعي أي آثار مفيدة أو ضارة إضافية على تنوع الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء. ومع ذلك، أظهر التنوع في المجموعة النموذجية (C) اتجاها تنازليا مقارنة بذلك في المجموعات العادية. أظهرت الفئران التي عولجت بمستخلصات مائية عالية ومتوسطة الجرعة CT علامات انتعاش التنوع، في حين لم يتم ملاحظة هذه الظاهرة في الفئران المعالجة بالمستخلص المائي CT بجرعة منخفضة (الشكل 2 (أ)). وفي الوقت نفسه، كشف PCoA أن المجموعات الطبيعية (A و B) ومجموعات الاضطرابات المعوية التي تعطى جرعات عالية (D) وجرعة متوسطة (E) CT تميل إلى أن تكون لها مسافات بين العينات أقصر من تلك الموجودة في المجموعة النموذجية وفي المجموعة النموذجية. جرعة منخفضة من المستخلص المائي CT مجموعة المكملات (F) (الشكل 2 (ب)). أشارت هذه النتائج إلى أن المستخلص المائي المقطعي يمكن أن يساعدتحسين تنوع الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاءفي الفئران التي تعاني من اضطرابات معوية.

3.3. التغييرات في تكوين الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء المعالجة بالمستخلص المائي المقطعي.

وتمت مقارنة ملامح تكوين الكائنات الحية الدقيقة بين مجموعات مختلفة. على مستوى اللجوء، كانت الوفرة النسبية للبكتيريا البروتينية في المجموعة النموذجية أعلى من تلك الموجودة في المجموعات الأخرى (الشكل 3 (أ)). تشير الزيادة في البكتيريا البروتينية إلى أن الميكروبيوم في الفئران النموذجية قد تم تغييره بواسطة سيفيكسيم وأن المستخلص المائي المقطعي قد يفيد الكائنات الحية الدقيقة المعوية حيث أن زيادة انتشار البكتيريا البروتينية هو علامة محورية للنباتات المعوية المضطربة [43-45]. بالإضافة إلى ذلك، على مستوى الجنس، انخفضت الوفرة النسبية للعصيات اللبنية في المجموعة النموذجية مقارنة بتلك الموجودة في المجموعات العادية والجرعة العالية؛ ومع ذلك، فقد زاد مقارنة مع المجموعة ذات الجرعة المتوسطة والمنخفضة (الشكل 3 (ب)). أشارت هذه النتائج إلى أن المستخلص المائي CT بجرعة عالية قد يعزز نمو بعض البكتيريا من جنس Lactobacillus.

تم تحديد الكائنات الحية الدقيقة التفاضلية بين المجموعات المدروسة وفقًا لتحليل LEfSe. أظهر هذا التحليل أنه بعد العلاج بالسيفيكسيم، زادت الوفرة النسبية لبكتيريا Turicibacter وAlphaproteobacteria وAcidobacteria وBetaproteobacteriales وChloroflexi بشكل ملحوظ، في حين أن الوفرة النسبية لمجموعة Lactobacillus وEubacterium_nodatum_ وPseudonocardiales ، وChristensenellaceae _ R -7_ انخفضت المجموعة بشكل ملحوظ مقارنة بتلك الموجودة في المجموعة العادية (الشكل 4 (أ)). ومن المثير للدهشة أنه عندما تم استكمال المجموعة النموذجية بجرعة عالية من المستخلص المائي المقطعي المحوسب، زادت الوفرة النسبية للبكتيريا Muribaculaceae، وLactobacillus، وKineosporiaceae، ومجموعة Eubacterium nodatum، وPedobacter بشكل ملحوظ مقارنة بتلك الموجودة في المجموعة النموذجية. وفي الوقت نفسه، انخفضت الوفرة النسبية للرودوباكتر، Ruminococcaceae UCG _013، Roseburia، Ruminiclostridium _9، و Candidatus Stoquefichus بشكل ملحوظ مقارنة بتلك الموجودة في المجموعة النموذجية (الشكل 4 (ب)).

3.4. وظائف الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء المتعلقة بالعلاج بالمستخلص المائي المقطعي.

استخدمنا برنامج PICRUSt2 للتنبؤ بالمسارات الأيضية للميكروبات المعوية، وتم استخدام المجموعة الطبيعية كمرجع لتحليل التغيرات في المجموعات الأخرى. في ظل علاج السيفيكسيم، زادت الوفرة النسبية لتحلل إيثيل بنزين، والتخليق الحيوي لمجموعة الببتيدات غير الريبوسومية، واستقلاب المواد الغريبة الحيوية عن طريق مسارات السيتوكروم P450؛ وبعد العلاج بالمستخلصات المائية المقطعية عالية ومتوسطة الجرعة، عادت الوفرة النسبية إلى المستويات الطبيعية. وفي الوقت نفسه، انخفضت الوفرة النسبية لمسار استقلاب حمض السيانامينو تحت علاج سيفيكسيم؛ ومع ذلك، فقد زادت بعد العلاج بجرعة عالية من المستخلص المائي المقطعي. علاوة على ذلك، بشكل عام، كانت التغيرات في مسارات الأيض المختلفة بعد العلاج بالسيفيكسيم كبيرة مقارنة بتلك الموجودة في المجموعة الطبيعية؛ ومع ذلك، فإن إضافة المستخلص المائي CT كان قادرا على منع التغيرات المفرطة (الشكل 5).

4. المناقشة

يمكن تغيير شكل القولون عن طريق النمو والهضم والامتصاص وتنظيم المناعة وإصلاح الإصابات المعوية [46-50]. يمكن أن تعكس نسبة V / C بشكل شامل الحالة الهضمية للجهاز الهضمي وتتناسب بشكل مباشر مع القدرة الهضمية والامتصاصية للجهاز الهضمي [51، 52]. في هذه الدراسة، أظهرت خزعة الزغب والتجويف والبيانات الإحصائية أن المستخلص المائي بجرعة عالية يمكن أن يحسن جزئيًا الشكل المعيب داخل القولون.

وللتحقق من كيفية تغيير المستخلص المائي لشكل الأمعاء وتأثيره على الكائنات الحية الدقيقة المعوية، عملنا بشكل عكسي من خلال التغيرات في النباتات المعوية. لقد وجدنا أن الوفرة النسبية للبكتيريا البروتينية، وهي علامة محورية للنباتات المعوية المضطربة، زادت في ظل العلاج بالسيفيكسيم مقارنة بتلك التي لم يتم علاجها بالسيفيكسيم. لم يكن للوفرة النسبية للعلامات المحورية الأخرى، Bacteroidetes وFirmicutes، أي تغييرات كبيرة، على الرغم من أن هذه

المجموعات هي السائدة في الأمعاء البشرية. تم العثور على أن نسبة Bacteroidetes / Firmicutes تنخفض لدى الأشخاص الذين يعانون من السمنة المفرطة مقارنةً بالأشخاص النحيفين، وقد وجد أن هذه النسبة تزيد مع فقدان الوزن لدى الأشخاص الذين يتبعون نوعين من النظام الغذائي منخفض السعرات الحرارية [38، 41، 43-45، 48، 53، 54]. وفي الوقت نفسه، كانت بكتيريا Turicibacter، المرتبطة بالسمنة [55]، مرتفعة بشكل ملحوظ في المجموعة النموذجية مقارنة بتلك الموجودة في المجموعات الأخرى. والجدير بالذكر أن تنوع الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء في الفئران النموذجية تم تحسينه عن طريق إضافة المستخلص المائي المقطعي. لاحظنا وجود بعض البكتيريا المعوية المحددة في الفئران تحت علاجات مختلفة؛ على سبيل المثال، كانت Lactobacillus وMuribaculaceae هما الأجناس البكتيرية الرئيسية التي زادت في المجموعة المعالجة بالمستخلص المائي CT بجرعة عالية مقارنة بتلك الموجودة في المجموعة النموذجية (الشكل 4). أشارت الدراسات الحديثة إلى أن السكريات الموجودة في المستخلصات المائية المقطعية تمتلك أهمية كبيرة

نمو بعض بكتيريا حمض اللاكتيك، والتي يمكن أن تفيد صحة المضيف [43]. بالتوازي مع ذلك، تعتبر Muribaculaceae كائنات بروبيوتيك مرتبطة بطول العمر [57].ذاقترح هؤلاء أن الآلية التي يعمل بها المستخلص المائي المقطعي على تحسين الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء قد تكون تعزيز أو حماية نمو الكائنات الحية المجهرية. هناك بكتيريا أخرى جديرة بالملاحظة وهي البكتيريا YE57. على الرغم من أن المستخلص المائي عالي الجرعة CT عزز الوفرة النسبية للبكتيريا YE57 في الدراسة الحالية (الشكل 4)، فقد وجدت الدراسات السابقة أن وفرتها كانت أعلى في الأمعاء الطبيعية من تلك الموجودة في الأمعاء المعالجة ببقايا شاي الأعشاب عالية التركيز. [58] وأن وفرته انخفضت بعد التدخل مع Bacillus licheniformis مع XOS (xylooligosaccharides) [59].ذبالنسبة لنا، فإن دور هذه البكتيريا في الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء يستحق المزيد من الدراسة. علاوة على ذلك، قد يتسبب عدد العينة الصغير نسبيًا في هذه الدراسة في حدوث قدر من الإيجابية الكاذبة والسلبية الكاذبة، ويُقترح إجراء دراسة مستقبلية على عينات أكبر للتحقق من صحة العلامات البكتيرية المحددة.

قد يكون تكوين المستخلص المائي بالأشعة المقطعية مهمًا لتأثيراته على التركيبة والتغيرات الوظيفية في الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء لدى الفئران المصابة باضطرابات معوية. تعد PHGs مكونات نشطة شائعة موجودة في الأقراص المضغوطة والتصوير المقطعي المحوسب، وقد تم تحديد الإيتشيناكوسايد على أنه PHG الرئيسي في التصوير المقطعي [60]. في العقود الماضية، ثبت أن الإكيناكوسيد يمتلك العديد من الأنشطة الدوائية، مثل التأثيرات المضادة للشيخوخة والحماية العصبية، وتحسين وظيفة القلب، والحد من فرط شحميات الدم وارتفاع السكر في الدم، والوقاية من مرض السكري الناجم عن السمنة ومتلازمة التمثيل الغذائي [53، 61-65] . لقد اكتشفنا تغيرات في المسارات الأيضية للميكروبات المعوية.ذأدى علاج السيفيكسيم إلى إثراء البكتيريا المرتبطة بتحلل إيثيل بنزين والتخليق الحيوي لمجموعة الببتيدات غير الريبوسومية، في حين أن العلاجات باستخدام المستخلص المائي CT بجرعة عالية ومتوسطة يمكن أن تخفف من هذه التغييرات، مما يشير إلى أن هذا المستخلص أدار المجتمع البكتيري المرتبط لهذه الوظائف. بالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة التخصيب البكتيري المرتبط بمسار استقلاب حمض السيانو أمينو تحت العلاج بالمستخلص المائي بجرعة عالية وانخفاض تخصيبه في الفئران النموذجية أشار إلى أن المستخلص المائي المقطعي يمكن أن يعزز استقلاب حمض السيانو الأميني.ذالتغييرات في المستقلبات ذات الصلة قد تزود هذا المستخلص المائي بالأنشطة الدوائية.

على الرغم من أن الآلية التي يغير بها المستخلص المائي المقطعي تكوين ووظيفة الكائنات الحية الدقيقة المعوية معقدة، إلا أن هناك بعض الأدلة التي يمكن التكهن بها حول الآلية المحتملة. لقد تم الإبلاغ عن أن كلاً من بكتيريا حمض اللاكتيك والمستخلصات المائية المقطعية يمكن أن تعادي الإجهاد التأكسدي. يعد الإجهاد التأكسدي الذي يحدث أثناء الالتهاب عاملاً شائعًا يؤدي إلى تفاقم الاضطرابات المعوية عن طريق تقليل التنوع الميكروبي المعوي بقوة وتعزيز زيادة بكتيريا معينة (4). على العكس من ذلك، تعمل أنواع الأكسجين التفاعلية أيضًا على تعزيز النمو الانتقائي للمجموعات البكتيرية من خلال التنفس النترات ورباعي الثيونات [66-68]؛ على سبيل المثال، يمكن للبكتيريا من عائلة البكتيريا المعوية أن تنمو بسرعة نتيجة للتغيرات في تكوين النباتات المعوية تحت ظروف الأكسدة أثناء الالتهاب [69، 70]. تطور معظم الكائنات الحية دفاعات إنزيمية، ودفاعات مضادة للأكسدة غير إنزيمية، وآليات إصلاح لتطهير جذور الأكسجين [71]. ومع ذلك، فإن أنظمة مضادات الأكسدة الأصلية هذه عمومًا ليست كافية لمنع الضرر التأكسدي في الكائنات الحية. تم استخدام العديد من مضادات الأكسدة الاصطناعية الإضافية، بما في ذلك بوتيل هيدروكسيانيسول وبوتيل هيدروكسي تولوين، على نطاق واسع لتقليل الأكسدة، ولكن تم التشكيك في سلامتها [72، 73]. لذلك، اتجه الباحثون إلى إيجاد مضادات أكسدة أكثر أمانًا وطبيعية يتم الحصول عليها من مواد طبيعية. نظرًا لقدرة كل من السكريات وبكتيريا حمض اللاكتيك على التخلص من الإجهاد التأكسدي، فإن تحديد الآلية الدقيقة المضادة للأكسدة للمستخلصات المائية المقطعية على الكائنات الحية الدقيقة المعوية يتطلب مزيدًا من البحث في المستقبل.

وفي الختام وجدنا أن المستخلص المائي المقطعي قادر على ذلكتحسين الميكروبات المعويةفي الفئران التي تعاني من اضطرابات معوية عن طريق تعزيز التنوع،اعتدال التغيرات الأيضية، وإعادة تشكيل بنية الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء، وقد توفر هذه النتائج مرجعًا لتطوير الأدوية ذات الصلة في المستقبل.

سيستانش توبولوسا الطبيعي لإعادة تشكيل بنية ميكروبات الأمعاء PHGS75% ECH 30% ACT 12%