باکتری‌های روده ترکیبی به نام اورولیتین A از انار تولید می‌کنند که در آزمایش‌ها به شل‌شدن عضله قلب و بهبود عملکرد قلب‌های دچار نارسایی در موش‌ها کمک کرد.
سه نکته کلیدی درباره اورولیتین A و قلب
- اورولیتین A ترکیبی است که باکتری‌های روده می‌توانند از موادی مانند انار و گردو تولید کنند.
- در آزمایش روی موش‌ها، این ترکیب با اثرگذاری بر یک نقطه مشخص از یک آنزیم، شل‌شدن و پرشدن قلب را بهبود داد.
- اثر مشابهی در بافت مهندسی‌شده قلب انسان مشاهده شد اما هنوز اثربخشی آن در بیماران مبتلا به نارسایی قلبی ثابت نشده است.
پژوهشگران دریافته‌اند اورولیتین A، ترکیبی که باکتری‌های روده از انار و گردو تولید می‌کنند، می‌تواند با فعال‌کردن یک نقطه مشخص روی یک پروتئین، به بهبود عملکرد قلب کمک کند. این اثر در موش‌های مبتلا به نارسایی قلبی مشاهده شد و در بافت مهندسی‌شده قلب انسان نیز باعث سریع‌تر شدن فرایند شل‌شدن عضله قلب شد.
با این حال، هیچ‌یک از این نتایج هنوز در بیماران انسانی به دست نیامده است. جوزف بورگوین، نویسنده ارشد پژوهش و دانشمند حوزه قلب و عروق در King’s College London، سال‌ها روی نقش شیمی اکسیژن در تنظیم فشار خون و عملکرد قلب مطالعه کرده است.
تیم او ترکیبات طبیعی مختلفی را از نظر توانایی اتصال به یک اتم گوگرد مشخص بررسی کرد و اورولیتین A ترکیبی بود که بیش از همه آنها را شگفت‌زده کرد.
«این نوع نارسایی قلبی با افزایش سن جمعیت‌ها و افزایش نرخ چاقی و دیابت به‌طور فزاینده‌ای شایع می‌شود. با وجود بار رو به رشد این بیماری، گزینه‌های درمانی همچنان محدود هستند زیرا بیماری پیچیده است و میان بیماران تفاوت قابل‌توجهی دارد.»
— جوزف بورگوین
قلب‌های سفت در برابر داروهای فعلی مقاومت می‌کنند
حدود نیمی از موارد نارسایی قلبی ناشی از ضعیف بودن پمپ قلب نیست. در این شرایط قلب به‌طور طبیعی منقبض می‌شود اما نمی‌تواند در فاصله میان ضربان‌ها به اندازه کافی شل شود تا دوباره از خون پر شود. در نتیجه، در هر ضربان خون کمتری به بیرون پمپاژ می‌شود.
پزشکان این وضعیت را نارسایی قلبی با کسر جهشی حفظ‌شده می‌نامند.
این نوع نارسایی قلبی می‌تواند باعث تنگی نفس و خستگی شود. عوامل مختلفی مانند افزایش سن، فشار خون بالا، دیابت و اضافه‌وزن نیز هم‌زمان در ایجاد آن نقش دارند.
داروهایی که برای قلب دارای قدرت پمپاژ ضعیف مفید هستند، در شرایطی که مشکل اصلی شل‌شدن قلب باشد، عمدتاً اثر مشابهی ندارند.
چند گزینه دارویی نیز پیش‌تر مورد آزمایش قرار گرفته‌اند اما موفق نبوده‌اند. سیلدنافیل در کارآزمایی‌ها به اهداف موردنظر نرسید. داروی جدیدتر وریسیگوات نیز نتیجه مشابهی داشت. نیترات‌های خوراکی و نیتریت‌های استنشاقی که هر دو برای افزایش یک پیام‌رسان مشابه طراحی شده بودند، عملکرد بهتری نشان ندادند.
همین شکست‌ها باعث شد پژوهشگران به جای تلاش برای افزایش این پیام‌رسان، مستقیماً سراغ کلید فعال‌کننده آن بروند.
اورولیتین A با یک نقطه مشخص روی پروتئین ارتباط دارد
عضله قلب دارای آنزیمی است که به سلول اعلام می‌کند چه زمانی باید شل شود. این آنزیم معمولاً از طریق مجموعه‌ای از پیام‌ها فعال می‌شود که با گازی به نام نیتریک اکسید آغاز می‌شود. همان مولکولی که داروهای ناموفق مورد اشاره پژوهشگران نیز هدف قرار داده بودند.
اما مسیر دیگری نیز وجود دارد. این آنزیم در جایگاه چهل‌ودوم زنجیره خود دارای یک جزء سازنده حامل گوگرد است. تغییر شیمیایی این نقطه می‌تواند آنزیم را بدون کمک نیتریک اکسید فعال کند.
همین آزمایشگاه پیش‌تر نشان داده بود موش‌هایی که در این موقعیت یک اتم متفاوت دارند، دچار فشار خون بالا می‌شوند.
آنزیمی که از این طریق فعال شده باشد، یک برچسب شیمیایی به نام فسفات به پروتئین کوچکی اضافه می‌کند که فعالیت پمپ انتقال کلسیم به محل ذخیره‌سازی را کنترل می‌کند.
وقتی این برچسب اضافه می‌شود، پمپ سریع‌تر عمل می‌کند و عضله زودتر شل می‌شود. قلبی که نمی‌تواند کلسیم را به‌سرعت از محیط فعال عضله خارج کند، سفت باقی می‌ماند. به همین دلیل این آنزیم برای بیماری قلبی اهمیت دارد.
اورولیتین A به همان نقطه متصل می‌شود
دو ترکیب گیاهی که بیشتر افراد نام آنها را نشنیده‌اند، یعنی کوئرستین و فیزتین، در آزمایش‌های اولیه این کلید را با بیشترین شدت فعال کردند.
اورولیتین A هیچ‌یک از نشانه‌های شیمیایی معمول را ایجاد نکرد اما همچنان آنزیم را فعال کرد و باعث شل‌شدن رگ‌های خونی شد.
پژوهشگران بررسی دقیق‌تری انجام دادند. آنها وزن مولکول‌ها را بررسی کردند و دریافتند که خود اورولیتین A به جایگاه چهل‌ودوم متصل می‌شود. این ترکیب با اشغال این موقعیت، تغییر شیمیایی موردنظر را تقلید می‌کند، نه اینکه آن را به روش معمول اکسید کند.
در رگ‌های موش‌هایی که این جایگاه را نداشتند، میزان شل‌شدن رگ‌ها کمتر بود.
این نتایج با داستان قدیمی اورولیتین A به‌عنوان یک آنتی‌اکسیدان همخوانی ندارد. ترکیبات گیاهی از این نوع می‌توانند میان حالت‌های شیمیایی مختلف جابه‌جا شوند. بنابراین همان‌قدر که می‌توانند نقش اکسیدکننده داشته باشند، امکان عملکرد در جهت مخالف نیز وجود دارد.
این آزمایشگاه در سال ۲۰۱۹ نیز درباره رسوراترول، ترکیبی موجود در شراب قرمز، به نتیجه مشابهی رسید. طبق یافته آن پژوهش، رسوراترول با اکسید کردن همین آنزیم موجب کاهش فشار خون می‌شود، نه با خنثی کردن مواد دیگر.
باکتری‌های روده نیز اورولیتین A را به همین فهرست اضافه می‌کنند.
موش‌های تحت درمان مسافت بیشتری دویدند
پژوهشگران برای ایجاد مدل بیماری به سه هفته زمان نیاز داشتند. آنها از هر موش نر یک کلیه را خارج کردند و یک پلت هورمونی را زیر پوست حیوان قرار دادند.
سپس یک درصد نمک به آب آشامیدنی اضافه شد و رژیم غذایی حیوانات به غذایی تغییر کرد که ۶۰ درصد کالری آن از چربی تأمین می‌شد.
هر حیوان به‌تنهایی در قفسی قرار گرفت که یک چرخ دویدن داشت.
پس از آن، اورولیتین A به‌صورت خوراکی و با دوز ۵۰ میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن در روز به مدت هفت روز تجویز شد.
قدرت پمپاژ و ضربان قلب در موش‌های درمان‌شده و درمان‌نشده تفاوتی نداشت. این موضوع از نظر پژوهشگران مهم بود زیرا قلب این حیوانات از ابتدا توانایی پمپاژ طبیعی داشت.
تغییر اصلی در شاخص‌های مربوط به شل‌شدن و پر شدن قلب مشاهده شد.
- وزن قلب کاهش یافت.
- جرم بطن چپ کاهش پیدا کرد.
- میزان ایجاد بافت اسکار کمتر شد.
- اندازه سلول‌های منفرد عضله قلب به سمت اندازه طبیعی برگشت.
- موش‌های تحت درمان مسافت بیشتری روی چرخ‌های دویدن خود طی کردند.
آزمایش دیگری برای بررسی این موضوع انجام شد که آیا همان جایگاه چهل‌ودوم واقعاً عامل اصلی اثر اورولیتین A است یا خیر.
در گروه دوم موش‌ها، جزء سازنده حامل گوگرد در موقعیت ۴۲ تغییر داده شد و در نتیجه این کلید عملاً از کار افتاد. اورولیتین A در این موش‌ها هیچ فایده‌ای ایجاد نکرد.
بافت قلب انسان با اورولیتین A سریع‌تر شل شد
قلب موش‌ها بسیار سریع‌تر از قلب انسان می‌تپد. به همین دلیل پژوهشگران به دنبال بررسی اثر ترکیب روی یک مدل انسانی بودند.
آنها سلول‌های عضله قلب را از سلول‌های بنیادی یک اهداکننده رشد دادند. برای هر بافت حدود یک میلیون سلول استفاده شد. هر مجموعه سلولی درون یک ژل و بین دو پایه انعطاف‌پذیر قرار گرفت.
هر بافت کوچک سپس به‌صورت مستقل شروع به تپیدن کرد و پایه‌ها را به سمت یکدیگر کشید.
دو ساعت پس از افزودن اورولیتین A به محیط آزمایشگاهی، زمان شل‌شدن قلب بسته به روش اندازه‌گیری ۳۲ تا ۴۰ درصد کاهش یافت. زمان انقباض نیز ۳۴ تا ۴۹ درصد کاهش پیدا کرد.
حداکثر نیروی انقباض تغییری نکرد و پژوهشگران هیچ ریتم نامنظم قلبی مشاهده نکردند.
این پژوهش با حمایت مالی British Heart Foundation انجام شد. جیمز لیپر، استاد و مدیر تحقیقات این بنیاد، محدودیت اصلی یافته‌ها را به‌روشنی بیان کرد.
«اگرچه این یافته‌ها امیدوارکننده هستند، مزایا تاکنون فقط در حیوانات و بافت مهندسی‌شده انسانی مشاهده شده‌اند. بنابراین برای بررسی اثربخشی این روش در بیماران، به کارآزمایی‌های بالینی روی انسان نیاز است.»
— پروفسور جیمز لیپر
دوزهای مختلف اورولیتین A پیش‌تر در انسان بررسی شده‌اند
افراد پیش‌تر نیز در مطالعات مرتبط با سالمندی سالم، اورولیتین A دریافت کرده‌اند.
دوزهای بین ۲۵۰ تا ۲ هزار میلی‌گرم همگی به جریان خون رسیدند. این ترکیب بین ۱۷ تا ۲۲ ساعت در بدن باقی می‌ماند. بنابراین یک دوز همچنان در روز بعد نیز فعال است.
موش‌های ماده در این پژوهش آزمایش نشدند
تمام موش‌های استفاده‌شده در این آزمایش نر بودند. پژوهشگران برای حفظ یکدستی مدل آزمایشی این انتخاب را انجام دادند.
با این حال، این بیماری در زنان بیشتر از مردان دیده می‌شود و موش‌های نر و ماده ممکن است در برابر فشارهای متابولیک و فشار خون یکسان، واکنش متفاوتی داشته باشند.
نویسندگان پژوهش می‌گویند همین آزمایش باید در موش‌های ماده نیز تکرار شود. عملکرد قلب می‌تواند میان زنان و مردان از جنبه‌های مهمی متفاوت باشد.
اندازه‌گیری پرشدن قلب با سونوگرافی در موش‌ها نیز به احتیاط نیاز دارد زیرا ضربان قلب آنها بسیار بالاست و مراحل مختلف چرخه قلبی می‌توانند با یکدیگر تداخل پیدا کنند.
بافت انسانی نیز از سلول‌های یک اهداکننده ایجاد شد و بر اساس روشی که در University Medical Center Hamburg-Eppendorf توسعه یافته بود، رشد داده شد. بنابراین این آزمایش تنها یک زمینه ژنتیکی را پوشش می‌دهد، نه مجموعه‌ای از زمینه‌های ژنتیکی مختلف.
اورولیتین A هنوز در بیماران مبتلا به این نوع نارسایی قلبی آزمایش نشده است
اورولیتین A تاکنون در بیماران مبتلا به این نوع نارسایی قلبی آزمایش نشده است.
باکتری‌های روده در افراد مختلف تفاوت زیادی دارند. به همین دلیل ممکن است دو نفر که مقدار یکسانی از یک میوه مصرف می‌کنند، مقدار متفاوتی از اورولیتین A تولید کنند.
در یک کارآزمایی بالینی، میزان مصرف این ترکیب باید به‌صورت دقیق تعیین شود.
روش‌های بهتر برای پیش‌بینی خطر قلبی نیز می‌توانند به شناسایی بیمارانی کمک کنند که احتمالاً بیشترین سود را از این رویکرد می‌برند.
تا آن زمان، توصیه همچنان بر تغذیه سالم است. بورگوین نیز درباره خود میوه انار با احتیاط صحبت کرده است.
«اگرچه شواهد کافی برای توصیه به مصرف انار به‌عنوان درمان نارسایی قلبی وجود ندارد، این یافته‌ها احتمال آن را مطرح می‌کنند که رویکردهای غذایی که تولید اورولیتین A را افزایش می‌دهند، بتوانند به کاهش این وضعیت کمک کنند.»
— جوزف بورگوین
سؤالات متداول
اورولیتین A چیست؟
اورولیتین A ترکیبی است که باکتری‌های روده می‌توانند از ترکیبات موجود در مواد غذایی مانند انار و گردو تولید کنند.
آیا اورولیتین A می‌تواند نارسایی قلبی را درمان کند؟
هنوز مشخص نیست. این اثر در موش‌ها و بافت مهندسی‌شده قلب انسان مشاهده شده اما در بیماران مبتلا به این نوع نارسایی قلبی آزمایش نشده است.
اورولیتین A در این پژوهش چگونه عمل کرد؟
این ترکیب به جایگاه چهل‌ودوم یک آنزیم قلبی متصل شد و با فعال‌کردن آن، روند انتقال کلسیم را تحت تأثیر قرار داد. در نتیجه عضله قلب سریع‌تر شل شد.
چه مقدار اورولیتین A در آزمایش روی موش‌ها استفاده شد؟
موش‌ها روزانه ۵۰ میلی‌گرم اورولیتین A به ازای هر کیلوگرم وزن بدن و به مدت هفت روز دریافت کردند.
آیا مصرف انار برای درمان نارسایی قلبی توصیه می‌شود؟
خیر. پژوهشگران تأکید کرده‌اند که شواهد کافی برای توصیه به مصرف انار به‌عنوان درمان نارسایی قلبی وجود ندارد.
جمع‌بندی
اورولیتین A در این پژوهش توانست در موش‌های مبتلا به یک مدل نارسایی قلبی و در بافت مهندسی‌شده قلب انسان، روند شل‌شدن عضله قلب را بهبود دهد. پژوهشگران دریافتند این اثر با اتصال ترکیب به جایگاه مشخصی روی یک آنزیم و فعال‌کردن آن ارتباط دارد.
با وجود نتایج امیدوارکننده، این یافته‌ها هنوز به معنای اثبات یک درمان برای انسان نیستند. آزمایش‌های انسانی برای مشخص شدن اثربخشی این رویکرد در بیماران ضروری است.
مطالعه کامل در مجله Science Advances منتشر شده است. شناسه DOI مقاله: 10.1126/sciadv.aec8088.
اگر به پژوهش‌های جدید درباره سلامت قلب و نقش تغذیه و باکتری‌های روده علاقه‌مند هستید، یافته‌های علمی جدید را دنبال کنید.
منبع: فوت و فن
