الحليب هو أكثر من مجرد طعام للأطفال. لقد تطور حليب الثدي لينتج آلاف الجزيئات المتنوعة بما في ذلك عوامل النمو والهرمونات والأجسام المضادة، بالإضافة إلى الميكروبات.

تدرس إليزابيث جونسون، اختصاصية التغذية الجزيئية في جامعة كورنيل، تأثيرات النظام الغذائي للرضع على ميكروبيوم الأمعاء. يمكن أن تحمل هذه الدراسات أدلة على الأسئلة الصعبة في مجال الصحة العامة للأطفال والكبار على حد سواء. في هذه الحلقة من البودكاست "The Joy of Why"، أجرى المضيف المشارك ستيفن ستروجاتز مقابلة مع جونسون حول المكونات الميكروبية التي تجعل حليب الثدي أحد أكثر السوائل الحيوية روعة الموجودة في الطبيعة.

استمع Apple Podcasts, سبوتيفي,  TuneIn أو تطبيق البث المفضل لديك ، أو يمكنك ذلك دفقه من كوانتا.

النص الكامل

[مسرحيات الموضوع]

ستيفن ستروجاتز: يعتبر الحليب مادة مألوفة ومألوفة لدرجة أنه قد يبدو عاديًا جدًا بحيث لا يحمل أي أسرار. ومع ذلك، في الواقع، يعد الحليب وأعمال الرضاعة من الابتكارات البيولوجية غير العادية التي لا يزال الباحثون يحاولون فهمها.

من المعروف أن حليب الثدي يمكن أن يساعد في ضمان صحة الأطفال الرضع، ولكن هذه الفوائد ليست مجرد نتيجة للمحتوى الغذائي للحليب. إلى جانب كونه مصدرًا للتغذية، يوفر الحليب أيضًا الحماية ضد الجراثيم، ويحفز نمو الرضع، ويسمح للأم والطفل بإجراء جميع أنواع المحادثات الكيميائية. يحتوي حليب الثدي على آلاف الجزيئات المتنوعة، بما في ذلك عوامل النمو والهرمونات والأجسام المضادة والميكروبات. كل هذه الأمور تعمل بشكل متضافر لتزويد الأطفال البشريين بما يحتاجون إليه للنمو والتطور بشكل طبيعي. لكن كيف بالضبط؟

أنا ستيف ستروجاتز، وهذا هو البودكاست "The Joy of Why". مجلة كوانتا، حيث نتناوب أنا والمضيفة المشاركة جانا ليفين في استكشاف بعض أكبر الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها في الرياضيات والعلوم اليوم.

في هذه الحلقة سنتحدث مع عالم الأحياء الجزيئية إليزابيث جونسون حول أسرار الحليب، وكيف تطورنا لنكون معتمدين بشدة على هذه المادة القوية والطبيعية.

[انتهى الموضوع]

ليز هي أستاذة مساعدة في التغذية الجزيئية في جامعة كورنيل في قسم علوم التغذية وباحثة في معهد هوارد هيوز الطبي فريمان هرابوفسكي. وهي متخصصة في الأساليب الجينومية والتمثيل الغذائي لدراسة آثار التغذية على ميكروبيوم الأمعاء، مع اهتمام خاص بتغذية الرضع وميكروبيوم أمعاء الرضع. ليز، مرحبًا بك في "فرحة السبب".

إليزابيث جونسون: شكرا لاستضافتي، ستيف.

ستروجاتز: من دواعي سروري. أنا سعيد جدا لرؤيتكم. لا أعتقد أن الأمر ذو صلة تمامًا، لكن لا يمكنني مقاومة القول بأننا جيران تقريبًا. هناك منزل واحد بيننا. ليز هي صديقتي العزيزة وزميلتي الموقرة.

جونسون: نعم، لا، أعتقد أن هذه نقطة جيدة يجب توضيحها.

ستروجاتز: حسنًا، بعد أن أصبح الكشف بعيدًا عن الطريق، اسمحوا لي أن أعترف، أنني لا أعرف أول شيء عن الحليب كمادة علمية. لقد صدمت عندما كنت أقوم بإجراء بحث بسيط لهذا العرض حول عدد الألغاز المتبقية. عندما كنت طفلاً صغيرًا، عندما كنت أعود إلى المنزل بعد المدرسة، كنت أتناول الحليب والبسكويت؛ ربما كنت سأحصل على زبدة الفول السوداني والجيلي. ومن خلال طريقة التفكير هذه، يعتبر الحليب مجرد نوع آخر من الطعام. دعونا نتحدث عنه أولاً كطعام. ما هي المكونات الغذائية الأساسية للحليب؟

جونسون: السياق الذي تتحدث عنه كان هو نفس الطريقة التي كنت أفكر بها في الحليب. لم يكن ذلك طعامًا للأطفال الرضع، بل كان مجرد طعام، وهو شيء ذو مذاق جيد جدًا.

عندما تكبر وتدرك مدى تخصص الحليب، خاصة عندما يكون لديك طفل رضيع يحتاج إلى الحليب، وتبدأ في التفكير في الحليب البشري، عندها تدرك أن هناك المزيد من الحليب مما كنت أفكر فيه حقًا عندما كنت أتناوله. البسكويت والحليب عندما كان طفلا.

في الحقيقة، فهو يتكون من أشياء ضرورية لتغذية الأطفال لفترة قصيرة من الزمن. وهي سمة مميزة جدًا لجميع الثدييات، التي تستخدم الحليب لإطعام أطفالها. ولذا عندما تفكر في ما هو موجود بالفعل، هناك سكريات، وبالتالي كربوهيدرات. هناك الدهون. هناك البروتينات. هناك معادن. وفي حليب الإنسان، والعديد من أنواع الحليب الأخرى، هناك عوامل أخرى، مثل العوامل المناعية والخلايا الأخرى، والأحماض النووية وأشياء من هذا القبيل، والتي ليست فقط للنمو، ولكن أيضًا للنمو. التطور خلال تلك الفترة من الوقت. لذا، عندما تلتقط كوبًا باردًا من الحليب، فقد تم تصميمه بالفعل للقيام بأكثر بكثير مما يفعله الآن.

ستروجاتز: لقد فتحت الباب الآن لهذا الدور الأكبر الذي يمكن أن يلعبه الحليب، وهو أكثر من مجرد طعام. إنه كل ما قرأت عنه في كتاب علم الأحياء المدرسي، هل هذا صحيح؟ الإنزيمات، الهرمونات، الأجسام المضادة، الخلايا الجذعية، الميكروبات، أشياء ليست حتى بشرية تمامًا؟

جونسون: نعم بالضبط. وهو مصدر كبير للتغذية. أنت تفكر في شيء سيسمح بالنمو والتطور الأسرع للإنسان خارج الرحم، أليس كذلك؟

ولكن بعد ذلك تعتقد أن هناك أيضًا فرصة رائعة حقًا للتواصل، أليس كذلك؟ يمكن نقل الكثير من المعلومات الموجودة من خلال عملية التغذية الصدرية. وهذا شيء مهم جدًا ننساه عندما نفكر فيه كمنتج استهلاكي أو مجرد شيء مخصص لاحتياجات الطاقة.

ستروجاتز: من خلال المعلومات هنا، هل يمكنك أن تعطينا مثالاً على أي نوع من المعلومات؟ هل هو اتصال ثنائي الاتجاه؟ هل يتحدث كل منهما مع الآخر؟

جونسون: نعم، هناك بعض الأدلة على أنه يمكن أن يكون في اتجاهين. من الممكن أن تكون هناك معلومات عن اللعاب في لعاب الطفل. يمكنك أن تتخيل ما إذا كان هناك فيروس أو جزيئات أخرى قد تتفاعل مع الثدي أو الثدي. ثم أيضاً ما يدخل إلى اللبن عن طريق القنوات اللبنية – فالرضاعة هي إنتاج اللبن ثم إخراج اللبن – ​​فكل ما يخرج هناك هو شيء يحتمل أن يأكله الرضيع ثم الخلايا والأعضاء يمكن للرضيع بعد ذلك معالجة ذلك. وبعض ذلك، يمكننا أن نسميه معلومات.

قد تكون جزيئات صغيرة أو إشارات كيميائية أخرى مهمة حقًا للنمو والتطور خلال تلك الفترة الزمنية. ما زلنا نحاول فهم ماهيتها لأننا نريد أن نفهم، هل هي ضرورية للصحة؟ ماذا يحدث عندما لا ترى بعض هذه الإشارات، وكيف نفكر في تغذية الأطفال بالطريقة المثلى بهذا النوع من المعلومات؟

ستروجاتز: دعونا نبدأ في استكشاف بعض من ذلك. على سبيل المثال، دعونا نتحدث فقط عن الاختلاف من شخص لآخر. ومن المنطقي أن المكونات لن تكون نفسها تمامًا من شخص لآخر. ربما يتغير محتوى الدهون، أو تكون الأجسام المضادة التي يتم نقلها مختلفة. لكن هل يختلف الحليب أكثر من ذلك من شخص لآخر؟ مثلاً، على مدار الوقت، على مدار فترة الرضاعة الطبيعية؟

جونسون: أوه بالتأكيد. وأشهر مثال على ذلك هو اللبأ. هذا هو "الحليب الأول"، وهو حليب كثيف غني بالبروتين. يبدو وكأنه نوع من الذهب، إنه مثل الذهب السائل ويأتي بكميات صغيرة جدًا. وهذا هو، في اللحظات الأولى من الحياة، التغذية التي يحصل عليها الطفل.

ولكن بعد ذلك، خلال الأيام الخمسة إلى السبعة التالية، يحدث نضج الحليب، حيث تنتقل من هذه المادة الغنية بالبروتين إلى نوع مائي أكثر سكرية من الحليب الذي قد يكون الحليب الذي سيحافظ على النمو خلال الأشهر القليلة المقبلة . إذن هناك هذه العملية البيولوجية التي تحدث والتي تتميز بها عملية الرضاعة.

لكن بالنسبة إلى وجهة نظرك، لا أعتقد أن لدينا حتى فهمًا لكمية الحليب التي يمكن أن تختلف بين الأفراد من يوم لآخر. وهذا شيء يحاول مختبري القيام به. مثلًا، إذا نظرت إلى الحليب كل يوم من أيام الرضاعة، فهل يبدو الأمر مشابهًا جدًا، أم أنه يتغير إلى العديد من أحداث الحياة التي قد تحدث خلال الأشهر الستة الأولى من الحياة؟

لقد كانت هناك بعض الدراسات المذهلة التي أظهرت أن النظام الغذائي له تأثير. لذا فإن الأشياء المحددة التي تدخل في الحليب يمكن أن تعتمد على ذلك. ويمكنك أن تتخيل أن هناك بعض الخصائص الإقليمية لذلك، والتي من شأنها أن تسمح لألبان بعض المجموعات السكانية بأن تبدو أكثر تشابهًا من المجموعات السكانية الأخرى. ستظل ترى الاختلافات، ليس فقط عبر الأفراد، ولكن هناك اختلافات زمنية فردية على مدار اليوم. هناك أيضًا وقت للتغذية. إذًا هناك "الحليب الأمامي" وهناك "الحليب الخلفي".

ستروجاتز: أنا لا أعرف تلك المصطلحات. اللبن الأول واللبن الخلفي؟

جونسون: نعم، عندما يرضع الطفل رضاعة طبيعية، قد تستمر هذه الرضاعة لمدة تتراوح بين خمس إلى 30 دقيقة، أو حتى لفترة أطول. وطوال فترة تلك العلف، يمكن أن يتغير تكوين المغذيات الكبيرة في الحليب. سيكون للحليب الموجود في بداية العلف تركيبة مختلفة من المغذيات الكبيرة، وهو الحليب الأمامي، مقارنة بالحليب الخلفي الذي يأتي في نهاية العلف. أنا أسميه دائمًا "السوائل الحيوية الأكثر إثارة للاهتمام في الطبيعة" لأن هناك الكثير من التعقيدات لكيفية فهمنا له. ولكن إذا تعاملنا مع هؤلاء بالطريقة الصحيحة، فإننا في الواقع نتعلم الكثير من المعلومات.

ستروجاتز: اه هذا عظيم. لا أستطيع أن أفكر في أي سائل حيوي آخر يمكن أن ينافسه. أعتقد أن الدم معقد، لكن قد يكون الحليب هو البطل.

جونسون: نعم. أحب أن أضع كلمة للحليب. الأمر المذهل في الحليب، من حيث فهم صحة الإنسان، هو أن كل ما تحتاجه لتغذية طفل بشري موجود في هذه المادة الوحيدة التي يمكننا قياسها كميًا. ويمكننا أن ننظر دون الحاجة إلى التخمين، فالإجابات موجودة. وبعد ذلك تتاح لنا الفرصة لفك بعض هذه الإجابات عندما نتحسن في تحليل الحليب وفهم الأسئلة الصحيحة التي يجب طرحها.

لكن الأمر مختلف تمامًا عن الطريقة التي نطعم بها أنفسنا، حيث نتخذ قراراتنا بأنفسنا، وقد نتخذ قرارات جيدة وقرارات سيئة وقد يكون لها عواقب جيدة أو سيئة على صحتنا. ولكن عندما نفكر أثناء مرحلة الطفولة ونفكر في الحليب البشري، فإن الخير موجود ونحتاج فقط إلى فهم السبب.

ستروجاتز: لقد ذكرت سابقًا النظام الغذائي لمقدم الرعاية. وفي الواقع أثناء حديثي عن هذا، أقول "مقدم الرعاية" هنا ليشمل الأمهات، ولكن أيضًا دعونا نضع في اعتبارنا الأشخاص الآخرين - الممرضات، والمتبرعين باللبن، والأشخاص المتحولين جنسيًا، وأي شخص قد يقدم الحليب.

جونسون: عادةً ما أقول مقدمي الرعاية، أو أحد الوالدين المرضعين. عندما تنظر إلى الوحدات العائلية، هناك الكثير مما يحدث. لذلك من المهم حقًا أن نكون شاملين جدًا لكل ما يحدث خلال هذه الفترة الزمنية عندما نفكر في إطعام الأطفال وجميع الأشخاص الذين يطعمون الأطفال.

ستروجاتز: فيما يتعلق بهذا السؤال المتعلق بالنظام الغذائي، كيف يؤثر النظام الغذائي لمقدم الرعاية على تركيبة الحليب الذي ينتجه؟

جونسون: أعتقد أننا ما زلنا نحاول أن نفهم بالضبط كيف يعمل ذلك. لذلك يمكنك التفكير في هذا على نطاق واسع. في مختبري، نركز على الجزء الدهني من الحليب. في حليب الإنسان، يعد جزءًا رائعًا من الحليب يجب دراسته لأنه مسؤول حقًا عن جميع السعرات الحرارية. كما أنها مسؤولة عن الكثير من الجزيئات الصغيرة والإشارات الكيميائية التي لم يتم تحديد كميتها والتي تعتبر في غاية الأهمية.

ولذلك عندما نفكر في الأنواع المختلفة للدهون الموجودة في الحليب، فإنها يمكن أن تأتي من العديد من الأماكن المختلفة. ويمكن تصنيعها إما في الثديية. يمكن أن تأتي من الدورة الدموية. لكن تلك التي تأتي من الدورة الدموية يمكن أن تكون مرتبطة بشكل مباشر بما تستهلكه الأم أو الأم المرضعة بالفعل، لأن ذلك يمكن أن يغير صورة هياكل الدهون الموجودة في الحليب.

ربما تكون أشهرها، على سبيل المثال، إذا كنت تتناول الكثير من الأسماك الدهنية، والأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة، وأحماض أوميجا 3 الدهنية، وأشياء من هذا القبيل. يمكن أن يكون لديك ملفات تعريف مختلفة لتلك الموجودة في الحليب بناءً على استهلاك تلك العناصر الغذائية في النظام الغذائي.

لذلك نحن نتعلم - وبعض الأشخاص يقومون بعمل رائع للغاية - نريد إجابة نهائية "نحن نعرف ما أكلته". نحن نعلم أنه قد وصل إلى الحليب ونعلم أن هذا هو الشيء الذي سيتعرض له الطفل. وأعتقد أنه عندما نحصل على الأدوات اللازمة لمواصلة القيام بذلك بشكل أفضل وأفضل، يمكننا أن نفهم بشكل أفضل كيف يؤثر ما نأكله على كيفية تصنيع الحليب.

ستروجاتز: مثير للاهتمام. نعم، لم أفكر حقًا في كيفية إنتاج جهد إنتاجي لكامل الجسم. إنها ليست الغدة الثديية فقط. لقد ذكرت الدورة الدموية، ولكن بالطبع النظام الغذائي. أشياء أخرى يجب أن نأخذها في الاعتبار؟

جونسون: هناك الكثير من العوامل التي تدخل في عملية الرضاعة والتي تجعل الرضاعة صعبة أو سهلة، مثل صحة الأم. ما يحدث في أوقات العدوى أو غيرها من الأمراض أو الاضطرابات يمكن أن يؤثر أيضًا على ما يدخل في الحليب.

وأيضًا احصل على فكرة أفضل ليس فقط عن العناصر الغذائية، ولكن ماذا لو كنت تتناول تايلينول أو ماذا لو كنت تفعل أشياء أخرى معينة؟ هناك الكثير مما لازلنا نحاول فهمه، ولكن أعتقد أن الشيء الرائع في ذلك هو أن لدينا بعض المخططات حول كيفية طرح هذه الأسئلة والآن نطرحها فقط.

ستروجاتز: لقد ذكرت أن الكثير من عملك في مختبرك يتعلق بمحتوى الدهون. وعلى وجه الخصوص، هناك جزيء أو فئة من الجزيئات لم أسمع بها من قبل حتى حاولت إعداد نفسي للتحدث معكم حول هذا الموضوع. هل سأقول ذلك بشكل صحيح؟ "السفينجوليبيد؟"

جونسون: نعم لقد قلتها بشكل صحيح. كنت سأقول، هل ستقول ذلك بشكل صحيح؟ نعم!

[يضحك ستروجاتز]

جونسون: إذا كان الغرض من ذلك هو أن يعرف المزيد من الناس عن الشحميات السفينجولية، فسيكون ذلك أمرًا رائعًا. إنه يحمل اسمًا ينذر بالخطر، لكنه في الواقع فئة من الدهون التي تشارك في العديد من العمليات في الجسم. إنهم جزء من الغشاء الخلوي. يمكن أن تعمل كجزيئات هيكلية، ويمكنها أيضًا أن تعمل كجزيئات إشارة. ولكن ما هو رائع بالنسبة لنا بشأن الشحميات السفينجولية هو أنها موجودة في الجزء الدهني من الحليب. يتم إنتاجها بواسطة بعض الميكروبات المفيدة، وهناك أيضًا العديد من مسارات الإشارات فينا كبشر يمكنها بالفعل قبول هذه الإشارات. لذلك، عندما نفكر في كيفية دعم النظام الغذائي والميكروبيوم وتفاعلات المضيف للصحة، ربما يكون هذا في الواقع أحد المستقلبات أو الإشارات الكيميائية التي قد تعطينا بعضًا من تلك القرائن.

ستروجاتز: الكلمة نفسها مزعجة ومخيفة بعض الشيء. السفينجوليبيدس. لماذا تسميهم ذلك؟

جونسون: نعم، أعتقد أن كل ذلك جاء بسبب مدى صعوبة دراسة هذه الدهون في الأصل. لقد حصلوا على هذه السمعة بأنهم بعيد المنال وغامض للغاية مثل أبو الهول. وهكذا ظل الأمر عالقًا، على الرغم من أنه أصبح الآن أكثر وضوحًا قياس بعض هذه الدهون.

ومع وصول المزيد من الأشخاص إلى القدرة على قياس الشحميات السفينجولية، فإنهم يكتشفون مدى ارتباطها بالعديد من جوانب بيولوجيتنا. وهي مهمة جدًا من الناحية الميكانيكية في الكثير من العمليات التي نحاول فهمها. بمجرد أن تتعلم الكلمة وتتعرف على الشحميات السفينجولية، لن تتمكن من إخراجها من حياتك. ستراهم في كل مكان تذهب إليه، لذا عليك أن تخبرني إذا كان هذا صحيحًا.

ستروجاتز: يبدو أن لها مثل هذا الدور متعدد الأوجه أو متعدد الاستخدامات. قلت أنه يمكنك استخدامه كوحدات بناء، مثل المكونات الهيكلية. يمكن استخدامه لتوصيل المعلومات. هل يمكن استخدامه لبناء أغشية الخلايا كما ذكرت؟

جونسون: أغشية الخلايا، جزء مهم حقًا من الخلية. وأعتقد أنه يمكنك أيضًا القول إن بعض هياكل الشحميات السفينجولية يمكن استخدامها كإشارات كيميائية بين الخلايا، وحتى بين الميكروبات والخلايا في الجسم. وهذا ما كنا نحاول التفكير فيه حقًا، في حالة كيف نعرف أين يذهب شيء ما في النظام الغذائي.

لقد كان مختبري يحاول حقًا التفكير في كيفية معرفة العناصر الغذائية التي تتفاعل مع الميكروبيوم، حتى نعرف ما هي الميكروبات المهمة التي تتأثر بالنظام الغذائي، ثم ما هي عواقب تلك التفاعلات؟ إذًا لدينا هذه الميكروبات التي قد تمتص وتحول هذه العناصر الغذائية. ماذا يصنعون وكيف يؤثر ذلك على صحتنا؟ وأعتقد أن هذا مهم حقًا في سياق الرضع، لأن جزءًا كبيرًا من الحليب عبارة عن جزيئات تتفاعل مع ميكروبيوم أمعاء الرضيع.

لديك تقديرات تشير إلى أن ما يقرب من 10% من الكتلة الجافة للحليب البشري تستخدم للتواصل مع ميكروبيوم الأمعاء. ونحن نحاول معرفة، هل هناك المزيد من الجزيئات التي تفعل ذلك؟ وما هي العواقب عندما لا يكون لديك بعض تلك الإشارات الكيميائية التي تحدث؟ ربما تفترض أنه يجب أن يخدموا نوعًا ما من الوظائف المفيدة.

ستروجاتز: سنعود مباشرة بعد هذه الرسالة.

[فاصل لإدراج الإعلان.]

ستروجاتز: مرحبًا بكم مرة أخرى في "فرحة السبب".

لذا، إذا كنت أسمعك جيدًا، فإن وجهة النظر الأكثر سذاجة كانت أن الحليب هو طعام. الآن نرى أن الحليب ليس مجرد طعام لبناء أسنان وعظام قوية وأشياء من هذا القبيل. ما أسمعه منك هو أن هذه الشحميات السفينجولية، مجرد مثال للأنواع الرائعة من الجزيئات الموجودة في الحليب. يمكن أن تكون وسيلة ل الأم للتحدث مع هذه البكتيريا التي تشكل الميكروبيوم.

جونسون: ربما، نعم، هذا ما نحاول اكتشافه. وليس فقط الشحميات السفينجولية. لقد نظرنا أيضًا إلى العناصر الغذائية المفضلة أو الأقل تفضيلاً لدى بعض الأشخاص، وهي الكوليسترول. الأشياء التي عندما نستهلك تلك الدهون، هل تتفاعل مع الميكروبيوم؟ وكيف يتم تحديد هذا الجزء من كيفية تحديد صحتنا بما نأكله؟

ولذا فإننا حقًا في المرحلة التي نحاول فيها معرفة من هو المهم وسبب أهميته في هذا النوع من النظام. إذًا، ما هي البكتيريا المهمة في التأثير على صحتنا ولماذا؟ ما هي الآليات؟

لذا، إذا كان بإمكاني أن أعرض عليك شيئًا؟

ستروجاتز: أوه، هل تريد أن تريني شيئا؟

جونسون: هل يمكنني أن أريك شيئاً يا ستيف؟ لأنني أعتقد أن ما كنا نحاول القيام به هو جعل هذا الأمر ممكنًا حتى تتمكنوا من رؤية هذا يحدث بالفعل.

جونسون: إذن ما ننظر إليه هنا هو صورة للميكروبيوم. والميكروبيوم عبارة عن مجموعة من الميكروبات، وفي هذه الحالة، هذه هي البكتيريا. أشياء صغيرة جدًا. وهذه الصورة التقطت بالمجهر الموجود لدينا في المختبر.

وما ترونه هو أن هناك بعض الميكروبات باللون الأزرق وبعض الميكروبات باللون الأحمر. والأطعمة ذات اللون الأحمر هي تلك التي تمكنا بالفعل من تقديم ملصق للمغذيات. في هذه الحالة، هو الكولسترول. وتم استهلاك هذا الكوليسترول. وبعد ذلك يمكننا اتباع هذه التسمية. وتتحول التسمية إلى اللون الأحمر. لذا فإن أي ميكروب تراه باللون الأحمر قد تناول الكولسترول. وأي شخص أزرق ليس لديه اهتمام بالكوليسترول في ذلك الوقت بالذات.

ستروجاتز: أنت تتحدث عن مثل التسمية بمعنى وضع العلامات المشعة؟

جونسون: نفس المفهوم، ولكن هذا هو مضان. وبالتالي فإن اللون الأحمر هو مضان أحمر. وهذا أمر مهم بالنسبة لنا لأنه يتيح لنا التعرف على الميكروبات التي تتفاعل مع ما تأكله مقابل تلك التي لا تتفاعل معه.

ستروجاتز: رائع جدا. اسمحوا لي فقط أن أؤكد على هذا، لأن الكثير من علم الأحياء يدور حول رؤية الأشياء التي يصعب رؤيتها، ولكنها كانت مساعدة هائلة في علم الأحياء العصبي، والآن على ما يبدو في التغذية، ذلك الشيء الذي كان غير مرئي، يمكنك - باستخدام حيل التصنيف هذه - الآن تتبع وشاهد ما يحدث.

جونسون: نعم، ولهذا السبب يمنحون جائزة نوبل لهذه الأشياء لأنها تساعد الأشخاص مثلي على طرح الأسئلة التي نريد طرحها. يبدو الأمر بسيطًا حقًا، لكنه يعطينا دليلًا صغيرًا على أننا نسير في الاتجاه الصحيح. ومن ثم يمكننا أن نسأل الكثير من الأشياء التي قد لا تعتمد على إشارة الفلورسنت ولكنها تسمح لنا بالدخول في بعض المسارات الكيميائية التي تشارك فيها. ومن ثم لدينا الآلات التي يمكننا من خلالها فصلهم فيزيائيًا، ويمكننا التعرف على جميع الميكروبات ذات اللون الأحمر.

ولذا قد تظن أن هذا أمر تافه، لكنه في الواقع يساعدنا في البدء بأساس بعض الأسئلة التي نتحدث عنها. هل هذه العناصر الغذائية مهمة للميكروبيوم؟ إذا تم استهلاكها وتحولها، على الأقل سيكون لها نوع من التأثير.

ستروجاتز: حسنًا، الأمر برمته فيما يتعلق بالميكروبيوم، ربما لا يكون جديدًا بالنسبة لك. لكن بالنسبة للكثيرين منا في الأماكن العامة، لم نكن نفكر حقًا في الميكروبيوم حتى، لا أعلم، العقد الماضي أو العقدين الماضيين أو شيء من هذا القبيل.

جونسون: الأمر الرائع في دراسة الميكروبيوم وتدريسه هنا في جامعة كورنيل هو أنه عندما تدخل إلى الفصل الدراسي، يصدقك الناس عندما تدخل إليه. يقولون، "الميكروبيوم مهم." ليس عليك بيع ذلك. "صحة أمعائي هي صحتي كلها." عندما أسأل الطلاب في الفصل، "كم منكم تناول البروبيوتيك؟" أو "كم فعلتم، كم منكم تناولوا البريبيوتيك؟"، ترتفع كل الأيدي.

ولذلك هناك شعور بأنه مهم للغاية، ولكن ما هو المهم على وجه التحديد؟ ما الذي نأكله والذي له هذه التأثيرات بالفعل؟ وهذا يتيح لنا أن نعرف... كما تعلم يا ستيف، لا أعرف، هل سبق لك تناول البروبيوتيك؟

ستروجاتز: أعتقد أن لدي. أنا على دراية بها في الغالب لأنني غالبًا ما أعطيها لكلبي موراي.

جونسون: نعم. عندما يتناول موراي هذه البروبيوتيك وأشياء من هذا القبيل، كيف نقرر أي منها هو المفيد؟ لإعطاء تلك الإجابات، علينا أن نبدأ بالأساسيات، مثل - لا أريد تبسيط الأمر كثيرًا، ولكن: ما هي الميكروبات الجيدة وما هي السياقات التي تعمل بها لدعم الصحة مقابل لا؟ ولذا إذا أردنا أن نعرف أن البروبيوتيك الذي نتناوله سيكون مفيدًا لنا، أعتقد أننا بحاجة إلى معرفة بعض هذه التفاعلات المحددة جدًا على المستوى الجزيئي والكيميائي الحيوي.

ستروجاتز: والآن هل يحسب أنني آكل الزبادي؟

جونسون: ذلك يعد، ذلك يحسب. لقد حصلت على البروبيوتيك، البريبايوتك. في علوم التغذية، نفكر حقًا في كيفية الارتباط الجيد بين النظام الغذائي والميكروبيوم، لأنه في بعض الأحيان يمكن أن يكون لديك ميكروبات، ولكنها تحتاج إلى عناصر غذائية معينة للبقاء على قيد الحياة في الأمعاء، وإذا لم توفر ذلك، فلا فائدة من ذلك. أخذ هذا البروبيوتيك يحتمل.

ثم هناك أيضًا العناصر الغذائية التي قد تتناولها، وقد تعتقد أن لها تأثيرًا مفيدًا، ولكن إذا لم يكن لديك الميكروبات التي تعمل فعليًا على تلك المادة الغذائية، فلن تحصل أيضًا على تلك العناصر تأثير صحي. الحالة الشهيرة ستكون الألياف الغذائية.

لذلك نحن نتساءل كثيرًا "من وماذا فعلوا؟" وهذا يمنحنا في الواقع الكثير من المعرفة حول ما قد يكون مهمًا لتعزيز الصحة عندما نفكر في تفاعلات الميكروبيوم في النظام الغذائي.

ستروجاتز: لذا، عند الحديث عن الألياف، اسمحوا لي أن أنتقل قليلًا إلى دراسة مختلفة خرجت من مختبركم وتتعلق بتشخيص أمراض الرضع بناءً على برازهم [يضحك]، إذا كان بإمكاني أن أقول ذلك بهذه الطريقة.

جونسون: لقد حصلت على الحق في ذلك، ستيف. أنت أحد الوالدين. لقد نظرت إلى عدد قليل من الحفاضات في السنوات الماضية. وهل كانوا جميعا نفس المظهر؟ لا لم يكونوا.

وعندما نتحدث عن تغذية الأطفال ورعايتهم، فإن أحد الأشياء الكبيرة هو أنهم لا يخبرونك دائمًا بما يحتاجون إليه بالطريقة التي يمكنك فهمها. ولكن هناك ثروة من المعلومات في هذه الحفاضات والتي هي في الأساس ميكروبات ومستقلبات. وإذا تمكنا من فهم ما يحدث هنا، فقد يكون لدينا أدلة حول كيفية تغير صحة الطفل في الوقت الحقيقي. ثم ربما يمكن أن تكون العلاجات أكثر استجابة، إذا كان لدينا المزيد من المعلومات حول ماهية الحفاضات الصحية مقابل الحفاضات غير الصحية.

ربما بحثنا جميعًا في Google، "هل اللون الأخضر مقبول؟ ما الذي يحدث هنا؟" إنها في الواقع واحدة من أكثر عمليات البحث شيوعًا التي يقوم بها الآباء. ونعتقد أنه يمكننا وضع المزيد من الصرامة في ذلك لأن لدينا الأدوات التي تمكننا من تحديد ما إذا كان هذا مقبولًا أم غير مقبول؟ الشيء العظيم هو أنك لن تخسر أبدًا العينات. لذا، فقد تمكنت مجموعتنا والعديد من المجموعات الأخرى حول العالم من البدء في طرح هذه الأسئلة حول "كيف نفهم صحة الرضع؟" من خلال تطور الميكروبيوم في الأشهر القليلة الأولى من الحياة.

ستروجاتز: ما هو بالضبط نوع الدراسة التي ستفعلها؟ إذن، قمت بجمع بعض البراز ثم ماذا ستفعل لتحليله؟

جونسون: يمكننا عزل الميكروب ومن ثم يمكننا استخدام تسلسل الحمض النووي لفهم تصنيف هذا الميكروب. وبعد ذلك يمكننا أيضًا أن ننظر إلى جميع الجزيئات الصغيرة أو المواد الكيميائية الموجودة هناك أيضًا. لذلك ربما يكون هذا مزيجًا من الأشياء التي تم هضمها، والأشياء التي لم يتم هضمها، والخلايا المعوية. يمكننا أيضًا قياس ذلك ومحاولة تفسير ما قد يعنيه ذلك في سياق الرضيع.

ومن أشهر الأمثلة على ذلك أنه في بعض أمراض كبد الأطفال، تتوقف الصفراء عن إنتاجها. ولذا، إذا تمكنت من قياس الصفراء وهي موجودة، فهذا رائع، وإذا قمت بقياس الصفراء وهي ليست موجودة، فهذا يدل على ذلك. كما أن البراز يتحول إلى لون مختلف تمامًا عند عدم وجود الصفراء. لكن يوميًا، من المحتمل أن يكون هناك الكثير من المعلومات التي نفتقدها، فقط لأننا لم نتمكن من فك شفرتها بعد.

ستروجاتز: حسنًا. لذا يبدو أننا نستطيع قضاء العديد من العروض على الميكروبيوم نفسه. لكنني أردت العودة إلى موضوع الحليب، لأن هناك الكثير من الأشياء الرائعة التي يجب مناقشتها معك هنا. ما هو مقدار الوقت المعتاد للتغذية بهذه الطريقة؟ متى يحين الوقت للانتقال إلى أنواع أخرى من العناصر الغذائية؟

جونسون: هذا سؤال جيد، لأنني أعتقد أنه من الجيد توجيهه. لذا فإن توصيات منظمة الصحة العالمية ومركز السيطرة على الأمراض ستكون حصرية للتغذية البشرية بالحليب لمدة ستة أشهر. ومن ثم إدخال الأطعمة التكميلية. لدى الأشخاص المختلفين طرق مختلفة للقيام بذلك. ولكن يظل الحليب هو المصدر الرئيسي للسعرات الحرارية للرضيع لفترة من الوقت، ومن ثم يحتمل إدخال حليب البقر عند عمر سنة واحدة. وبعد ذلك أيضًا تشجيع أي تغذية بالحليب البشري، إذا كان ذلك مناسبًا لك. لذلك ليس هناك حقًا وقت يتعين عليك فيه التوقف عن ذلك بالضرورة.

لكنني أعتقد أنك على وشك أن تسألني سؤال تريليون دولار: ما هي العواقب الصحية طويلة المدى للتعرض للحليب البشري مقابل التعرض لحليب الأطفال؟ من خلال إطعام الأطفال الحليب اليوم، هل أتجنب الإصابة بالربو التحسسي خلال خمس سنوات؟ أم أن هناك عمليات تنموية تعتمد حقًا على الوقت، وهي مهمة جدًا، وهل يمكن أن تؤدي إلى صحة مدى الحياة؟ وهل يمكننا في الواقع تحديد ماهيتها بحيث تكون في كل أشكال تغذية الرضع؟ أفكر في هذا كثيرًا، في ما هو مهم.

حتى كآباء، تفكرون، "يا إلهي، إذا أسقطتهم على رؤوسهم بالأمس، فهل كان ذلك مهمًا؟ أم لم يكن كذلك؟” أو "لا، لقد لعقوا ذلك من الأرض!" هل كان ذلك مهمًا؟” ما هي الأشياء التي أحتاج حقًا إلى القلق بشأنها فيما يتعلق هل أقوم بتهيئة البيئة المناسبة لإعدادهم لتحقيق النجاح في المستقبل؟

والجواب على الأرجح هو أن الأطفال أقوياء جدًا، لذلك ربما نقلق أكثر مما ينبغي.

ستروجاتز: وهل من السابق لأوانه الإجابة على أي من هذه الأسئلة حول التأثيرات طويلة المدى؟ هل الموضوع صغير جدًا، أم أن لدينا بعض الأدلة بالفعل؟

جونسون: أعتقد أن هناك بعض القرائن. أعني أن هناك دراسات وبائية لها ارتباطات بين وضع التغذية والنتائج أو حتى تكوين الميكروبيوم بناءً على وضع التغذية والنتائج. لكنني أعتقد أن الوقت مبكر جدًا لأن إجراء هذه الدراسات صعب للغاية. ما يمثل تحديًا حقيقيًا في بعض الدراسات هو أن إطعام الأطفال أمر صعب للغاية.

لا يكون الأمر عادةً مثل الحليب البشري مقابل الحليب الاصطناعي أو هذا مقابل ذاك. هناك أوقات مختلفة، فقد تكون قد قضيت ثلاثة أشهر، أو قد تكون قد قضيت ستة أشهر، أو قد تكون هناك تغذية حصرية لمدة شهر واحد.

هناك الكثير من الاختلافات التي نحتاج إلى التقاطها إذا أردنا حقًا الإجابة على هذه الأسئلة بشكل صحيح. ومن ثم نحتاج إلى أن نكون قادرين على متابعة المجموعات بشكل مكثف للغاية لفترة طويلة من الوقت للبدء في الإجابة على بعض هذه الأسئلة. وهذا يتطلب الكثير من الموارد.

ستروجاتز: لذا، في سياق أوسع من مجرد حليب الإنسان، ماذا لو تحدثنا عن أنواع أخرى من حليب الثدييات؟ على سبيل المثال، الكثير منا يشرب حليب البقر طوال الوقت، وما مدى اختلاف ذلك؟ هل يقوم حليب بعض الحيوانات الأخرى بوظائف لا يقوم بها حليب الإنسان، والعكس صحيح؟

جونسون: نعم، أعتقد أن هناك بعض أوجه التشابه، ولكن هناك الكثير من الاختلافات. إذا فكرت في وظيفة الحليب، فهي تنمية طفل من هذا النوع المعين، والأبقار والأطفال لديهم أحجام مختلفة، ولديهم مسارات نمو مختلفة. لذلك يمكنك أن تتخيل أنه يمكن أن ينعكس في الحليب.

لذلك عندما تفكر في حليب البقر، تجد أنه أكثر تقدمًا للبروتين، مقابل الحليب البشري، أكثر تقدمًا للكربوهيدرات. هناك كل أنواع الاستراتيجيات المختلفة لنقل العناصر الغذائية في الأنواع المختلفة من الحليب الحيواني. لكن حليب البقر يحتوي على الكثير من الأشياء التي تشكل اللبنات الأساسية للحليب البشري. لذلك عندما نفكر في استخدام حليب البقر كبديل، يمكن أن يكون ذلك منطقيًا جدًا.

ستروجاتز: لذلك عادة، نشرب الحليب المبستر. هناك أشخاص لا يفعلون ذلك، أليس كذلك؟ أعتقد أن الفرق هو أنه إذا تم بسترته، فقد قتلت كل أو معظم الميكروبات التي ترافقك في الرحلة. ربما لا يزال لديك بعض العناصر الغذائية.

جونسون: وهناك حليب بشري مبستر. لذا، هناك فكرة كاملة حول كيف نفكر في حليب المتبرع به وما هي تلك العوامل الحية الموجودة في حليب المتبرع وأيضًا الأشياء التي قد يتم تغيير طبيعةها بالحرارة. قد تغير الجزيئات شكلها في أنواع مختلفة من طرق البسترة. هناك الكثير من الأشخاص الأذكياء حقًا يفكرون في عواقب ذلك.

ستروجاتز: هناك أمر آخر أنا متأكد من أنه يدور في أذهان العديد من مستمعينا ويتعلق بعدم تحمل اللاكتوز. قرأت في مكان ما أن قدرة البشر البالغين على تكسير اللاكتوز، وهو بالطبع السكر الأساسي في الحليب الحيواني، هي سمة حديثة نسبيًا. فقط منذ 6,000 عام بدأنا قادرين على القيام بذلك. تاريخيًا، كان لدى الرضع فقط إنزيم اللاكتاز الذي يسمح لهم بهضم حليب الثدي.

لذا، أعتقد أن سؤالي هو، إذا كان البالغون منذ 10,000 سنة مضت لم يتمكنوا من شرب الحليب على الإطلاق، ولكن الآن معظمنا يستطيع ذلك، مع بعض الاستثناءات القليلة، هل لدينا أي فكرة عما أدى إلى هذا التغيير؟ هل نعتقد أن هناك بعض الطفرات الجينية التي كانت مواتية وبدأت في الانتشار؟

جونسون: نعم. ما أفهمه هو أن اللاكتيز موجود تحت مروج حديثي الولادة. إذن هذا هو الجين الذي سيتم التعبير عنه خلال مرحلة الطفولة، وبعد ذلك يتوقف. ولكن بعد ذلك يمكن أن يكون لديك طفرة لا تمنع ذلك. وهذا يمكن أن يسمح بالتعبير عن اللاكتاز في مرحلة البلوغ. لقد قام بعض الأشخاص ببعض الأعمال الجيدة حقًا حول انتشار هذه القدرة المعينة بناءً على تتبع الجينات لهذه الطفرة المعينة. يمكن لبعض الميكروبات أيضًا استقلاب اللاكتوز. إعادته إلى ميكروبيوم الأمعاء، كيف يرتبط ذلك باستدامة اللاكتيز وما شابه.

ستروجاتز: مثير للاهتمام. لقد تطرقت بالفعل إلى هذا الأمر قليلًا، لكنك تحدثت عن الحليب مقابل الحليب الصناعي. من المؤكد أن العديد من الآباء أو مقدمي الرعاية سوف يفكرون في هذا الأمر. هل يعطينا بحثك أي فكرة عن هذه المحادثة المهمة؟

جونسون: نعم، أعتقد أنه إذا أتيت إلى مختبري يا ستيف، فقد قمنا بتحليل كل أنواع الصيغ التي يمكن أن نضعها بين أيدينا. نحن نتحدث عن حليب الأطفال كشيء واحد، ولكن هناك العديد من التركيبات المختلفة. لذا، في مختبرنا، نقوم بقياس كمية الحليب الذي نحصل عليه ونقوم أيضًا بقياس أي من التركيبات التي قد يستخدمها أي من مقدمي الرعاية.

ويمكنك أن ترى بوضوح شديد الاختلافات في العناصر الغذائية بين الأنواع المختلفة من التركيبة وأيضًا بين الحليب الصناعي والحليب البشري، وتحاول حقًا أن تفهم وجود مجموعة أساسية من العناصر الغذائية التي يجب أن يتعرض لها الميكروبيوم. أي شيء تطعمه لطفل، سنقوم بقياسه في المختبر.

السبب وراء صعوبة الحديث عن هذا الموضوع هو أن الجميع يقيمونه. مثلما ألقيت هذه المحاضرة في اجتماع مركز بيو وبعد ذلك يتساءل الناس، "ما هي الصيغة؟ ماذا فعلت؟" "اتصلت بزوجتي وأخبرتها أننا نفعل كل شيء بشكل خاطئ!" وأنا لا أريد أن تكون هذه هي الرسالة. أريد أن تكون الرسالة أكثر أن الناس يفعلون الأشياء بشكل صحيح. وأردنا فقط المزيد من المعلومات.

ستروجاتز: أعلم أن هناك قضايا مهمة على المحك هنا فيما يتعلق بالطب، والسكان، والصحة العامة، وجميع أنواع الأشياء. ولكن فيما يتعلق بمتعة كونك عالمًا، ما الذي يمنحك السعادة في بحثك؟

جونسون: أوه، واو، أشياء كثيرة. الحصول على طرح الأسئلة التي نعتقد أنها مثيرة للاهتمام. ثم أعمل أيضًا مع فريق العلماء الذي أعمل معه. لرؤية الإبداع وكذلك المرونة لأن هذه الأسئلة صعبة.

[مسرحيات الموضوع]

الصورة التي أردت أن أعرضها لكم، في اليوم الذي حصلنا فيه على تلك الصورة، نقف وننظر إلى شاشة الكمبيوتر وقلت: "هل هذه هي؟ هل هذا ما نعتقده؟" هذا النوع من الإثارة يدفع حقًا الكثير من العمل الشاق الذي نقوم به.

ستروجاتز: ذلك رائع. شكراً جزيلاً. لقد تحدثنا مع عالمة الأحياء الجزيئية في جامعة كورنيل، ليز جونسون. شكرًا مرة أخرى، ليز، على هذه المحادثة الثاقبة حول الحليب والميكروبيوم.

جونسون: شكرا جزيلا، ستيف، لاستضافتي.

[مسرحيات الموضوع]

ستروجاتز: شكرا على الإنصات. يمكنك العثور على المزيد من المحتوى — بما في ذلك صورة ليز لتصنيف الفلورسنت في الميكروبيوم — على موقع Quanta Magazine dot org [quantamagazine.org].

إذا كنت تستمتع بـ "The Joy of Why" ولم تكن مشتركًا بالفعل، فاضغط على زر الاشتراك أو المتابعة حيث تستمع. يمكنك أيضًا ترك تعليق حول العرض، فهو يساعد الأشخاص في العثور على هذا البودكاست.

"فرحة لماذا" هو بودكاست من مجلة كوانتا، وهي مطبوعة مستقلة تحريريا بدعم من مؤسسة سايمونز. ليس لقرارات التمويل التي تتخذها مؤسسة سيمونز أي تأثير على اختيار المواضيع أو الضيوف أو القرارات التحريرية الأخرى في هذا البودكاست أو في مجلة كوانتا.

"فرحة لماذا" من إنتاج إنتاج بي آر إكس; فريق الإنتاج هو كيتلين فولدز وليفيا بروك وجنيفيف سبونسلر وميريت جاكوب. المنتج التنفيذي لشركة PRX Productions هو جوسلين غونزاليس. قدم مورغان تشيرش وإدوين أوتشوا مساعدة إضافية.

من مجلة كوانتاوقدم جون ريني وتوماس لين التوجيه التحريري، بدعم من مات كارلستروم، وصامويل فيلاسكو، ونونا غريفين، وأرلين سانتانا، وماديسون غولدبرغ.

الموسيقى المميزة لدينا هي من APM Music. جاء جوليان لين باسم البودكاست. الحلقة من تصميم بيتر غرينوود وشعارنا من تصميم جاكي كينج وكريستينا أرميتاج. شكر خاص لمدرسة كولومبيا للصحافة وبيرت أودوم ريد في استوديوهات كورنيل للبث.

أنا مضيفك، ستيف ستروجاتز. إذا كان لديك أي أسئلة أو تعليقات بالنسبة لنا، يرجى مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني على [البريد الإلكتروني محمي].