الفهرس 
Effects of vitamin D on gut microbiota, glycemic control and cognitive function in diet-induced obese diabetic rats
AbstractOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 260 |  |  |
| | | from | 260 | | |
Abstract
زاد انتشار السمنة والاضطراب المصاحب لها من مرض السكري من النوع الثانى بشكل كبير على مستوى العالم في العقود الاخيرة. وتعتبر السمنة من العوامل الرئيسية المساهمة في زيادة الإصابة بأمراض مزمنة أخرى بما في ذلك أمراض القلب والأوعية الدموية و ارتفاع دهون الدم وبعض أنواع السرطانات والأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر.
هناك أدلة متزايدة على تأثير الميكروبية المعوية في التطور المرضي للنوع الثانى من مرض السكري والضعف الإدراكي المرتبط به.حيث يمكن أن تؤدي الحمية الغذائية عالية الدهون والسكر إلى حدوث تغيير في تكوين الميكروبية المعوية مما يؤدي إلى ارتفاع مستوى الاندوكانابينويد واختلال وظيفي في حاجز الأمعاء ، والتسمم الداخلي ، والالتهاب ، وزيادة خطر الاختلال الأيضي والإدراكي.
عرف فيتامين (د) كعامل مهم لتنظيم الكالسيوم وضروري لتوازن العظام. وقد أصبح الآن موضع اهتمام كمنظم لوظائف بيولوجية تتجاوز آثاره على توازن العظام والكالسيوم بما في ذلك التأثير المضاد للالتهابات، و توازن الجلوكوز والوظيفة الإدراكية. وتشير الأدلة أيضًا الى وجود علاقة عكسية بين تركيزه في الدم والالتهاب وكذلك مقاومة الأنسولين. ويشير وجود مستقبلات فيتامين (د) في معظم أنسجة الجسم المختلفة إلى دور فيتامين (د) في العمليات المتعددة. وقد تضاف تأثيرات فيتامين (د) على الميكروبية المعوية ونظام اندوكانابينويد إلى تأثيره المفترض في الاضطرابات الأيضية و الإدراكية.
يهدف البحث إلى دراسة آثار فيتامين (د) على تنوع الميكروبية المعوية ، و ضبط السكر في الدم والوظيفة الادراكية في الجرذان المصابة بالسمنة عن طريق النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز، والسكري الذى يسببه ستريبتوزوتوسين مقارنة بالمتفورمين، وهو دواء يستخدم حاليا في علاج النوع الثاني من داء السكري. وعلاوة على ذلك، تم دراسة الآليات التي تربط الميكروبية المعوية ونظام اندوكانابينويد والتسمم الداخلي ، والالتهاب والخلل الأيضي والإدراكي.
تلقت الجرذان نظام غذائي عالي الدهون والسكروز وإما فيتامين (د) (٥٠٠ وحدة دولية/ كجم؛ عن طريق الفم) أو ميتفورمين (٢٠٠ مجم/كجم؛ عن طريق الفم) يوميًا لمدة ٨ أسابيع. بعد ٦ أسابيع، تم حقن ستريبتوزوتوسين )٤٠ مجم/كجم؛ داخل الصفاق.( بعد ٧ أسابيع، تم إجراء الاختبارات السلوكية (المجال المفتوح)، والادراكية (متاهة موريس المائية، والتعرف على الأشياء الجديدة). في نهاية الأسبوع الثامن، تم جمع عينات من البراز لتقييم الميكروبية المعوية. بعد ذلك، تم إجراء اختبار تحمل الجلوكوز داخل الصفاق. في اليوم التالي، تم جمع عينات الدم لقياس مستويات الجلوكوز والأنسولين والدهون والببتيد الشبيه بالجلوكاجون-١ والليبوبولي سكاريد وعامل النخر الورمى ألفا و ببتيدوغليكان و فيتامين (د) أثناء الصيام. بعد ذلك، تم التضحية بالجرذان و جمع عينات الأنسجة لفحص مستقبلات تشبه تول٤ و مستقبل الكانابينويد١ وزنولا اكلودين-١ والإكلودين فى القولون. أيضا، تم قياس عامل التغذية العصبية المشتق من المخ و مستقبلات تشبه تول٤ و سى جن ان ترمنال كيناز و العامل النووي κB فى الحصين .علاوة على ذلك، تم وزن الدهون البربخية وفحصها تشريحيا.
يمكن ايجاز نتائج هذه الدراسة على النحو التالى:
• قلل النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز من البكتروديتس وأدى الى زيادة الفيرميكوتس، كما قلل من نسبة البكتروديتس/ الفيرميكوتس. كما أدى حقن الستريبتوزوتوسين إلى تفاقم التغيير في الميكروبية المعوية الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز.
•زاد النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز من وزن الجسم وتناول الطعام ، كما أدى إلى انخفاض الببتيد الشبيه بالجلوكاجون- ١. أدى حقن ستريبتوزوتوسين في الأسبوع السادس إلى خفض وزن الجسم مقارنة بالنظام الغذائي عالي الدهون والسكروز ومجموعة النظام الغذائي الطبيعي.
• زاد النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز مستوى مستقبل الكانابينويد١ وقلل من زنولا اكلودين-١ والإكلودين فى القولون و زاد مستويات الليبوبولي سكاريد و ببتيدوغليكان في المصل. أدى الستريبتوزوتوسين إلى تفاقم الارتفاع الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز في مستوى مستقبل الكانابينويد١ فى القولون و ببتيدوغليكان في المصل. كما ادى الى تفاقم الانخفاض فى زنولا اكلودين-١ والإكلودين فى القولون.
• أدى النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز الى ارتفاع مستقبلات تشبه تول٤ فى القولون ومستوى عامل النخر الورمى ألفا فى المصل. تسبب النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز أيضًا في حدوث خلل في التمثيل الغذائي الذى ظهر في مقاومة الأنسولين وعدم تحمل الجلوكوز و ارتفاع دهون الدم. أدى الستريبتوزوتوسين إلى تفاقم الارتفاع الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز في عامل النخر الورمى ألفا ومقاومة الأنسولين وعدم تحمل الجلوكوز و ارتفاع دهون الدم.
• تسبب النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز في حدوث التهاب عصبي ينعكس في ارتفاع مستقبلات تشبه تول٤ و سى جن ان ترمنال كيناز و العامل النووي κB وانخفاض عامل التغذية العصبية المشتق من المخ فى الحصين. بالإضافة إلى ذلك، أدى النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز إلى تدهور التعلم المكاني وذاكرة التعرف ، كما يتضح من الأداء الضعيف في متاهة موريس المائية واختبارات التعرف على الأشياء الجديدة دون تغيير النشاط الحركي العام كما يتضح من نتائج اختبار المجال المفتوح. أدى حقن ستريبتوزوتوسين إلى تفاقم التهاب الأعصاب الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز كما يتضح من الارتفاعات الإضافية في مستقبلات تشبه تول٤ و سى جن ان ترمنال كيناز و العامل النووي κB في الحصين.
• أدى النظام الغذائي عالي الدهون والسكروزالى خفض مستوى فيتامين (د) فى المصل مقارنة بمجموعة النظام الغذائي الطبيعي.
• أدى العلاج بـفيتامين (د) فى الجرذان التي تتغذى على النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و المعالجة بستريبتوزوتوسين إلى زيادة البكتروديتس وتقليل الفيرميكوتس و زيادة نسبة البكتروديتس/ الفيرميكوتس.
•أدى فيتامين (د) إلى تحسين تماسك حاجزالامعاء وبالتالي منع التسمم الداخلي كما يتضح من انخفاض مستويات الليبوبولي سكاريد و ببتيدوغليكان في المصل وذلك من خلال تقليل مستقبل الكانابينويد١ واستعادة بروتينات زنولا اكلودين-١ و الإككلودين فى قولون الجرذان التي تتغذى على النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و المعالجة بستريبتوزوتوسين.
• أدى العلاج بفيتامين (د) إلى منع الالتهاب الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و ستريبتوزوتوسين واتضح ذلك من خلال انخفاض مستقبلات تشبه تول٤ فى القولون و عامل النخر الورمى ألفا فى الدم.
• منع العلاج بفيتامين (د) الضعف الإدراكي الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و ستريبتوزوتوسين الذى يتضح من خلال تحسين الذاكرة المكانية في اختبار متاهة موريس المائية وتحسين ذاكرة التعرف في اختبار التعرف على الأشياء الجديدة، بالتوازي مع تثبيط مستقبلات تشبه تول٤ و سى جن ان ترمنال كيناز و العامل النووي κB و ايضا زيادة محتوى عامل التغذية العصبية المشتق من المخ فى الحصين.
• استطاع فيتامين (د) تحسين العديد من جوانب الخلل الأيضي الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و ستريبتوزوتوسين ، وهي ارتفاع السكر في الدم ، وفرط أنسولين الدم ، ومقاومة الأنسولين ، وعدم تحمل الجلوكوز ، وزيادة الدهون البربخية ، وارتفاع الدهون بالدم. علاوة على ذلك ، أدى العلاج باستخدام فيتامين (د) إلى تقليل تناول الطعام ومنع الانخفاض في مستويات الببتيد الشبيه بالجلوكاجون-١ و فيتامين (د) في الدم الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و ستريبتوزوتوسين.
• أظهر الميتفورمين تأثيرات ايجابيه مماثلة لـ فيتامين (د) في نسبة البكتروديتس/ الفيرميكوتس ، وسلامة حاجز الأمعاء ، وتناول الطعام ، و وزن الدهون البربخية ، وحجم الخلايا الدهنية ، و الببتيد الشبيه بالجلوكاجون-١، والتهاب الأعصاب والوظيفة الإدراكية.
•كان فيتامين (د) أكثر فعالية من الميتفورمين في خفض مستويات الليبوبولي سكاريد و عامل النخر الورمى ألفا في المصل في الجرذان التى تتغذى على النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و المعالجة بستريبتوزوتوسين بينما كان الميتفورمين أكثر فعالية من فيتامين (د) في الحد من ارتفاع السكر في الدم ، وفرط أنسولين الدم ، ومقاومة الأنسولين ، وعدم تحمل الجلوكوز الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و ستريبتوزوتوسين.
وفقًا لنتائج الدراسة الحالية ، يمكن استنتاج ما يلي:
• أثر النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و ستريبتوزوتوسين بشكل سلبي فى تكوين الميكروبية المعوية وسلامة الحاجز المعوى، كما أدى إلى ارتفاع مستقبل الكانابينويد١، والتسمم الداخلي للدم ، وعلامات الالتهاب ، وبالتالي ، ساهم فى التدهور الأيضي والإدراكي المرتبط به.
• استطاع فيتامين (د) تعديل تكوين الميكروبية المعوية والحفاظ على سلامة الحاجز المعوى. وقد يلعب هذا الحفاظ على بيئة ميكروبية معوية صحية دورًا مهمًا في تأثيره الوقائي ضد ضعف التمثيل الغذائي والإدراكي الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و ستريبتوزوتوسين.
• يمكن أن تعزى التأثيرات المفيدة لفيتامين (د) أيضًا إلى تحسين الاختلال فى كل من مستقبل الكانابينويد١ / حاجز الأمعاء / التسمم الداخلي الأيضي / الالتهاب الناجم عن النظام الغذائي عالي الدهون والسكروز و ستريبتوزوتوسين.
•قد يثبت أن استهداف الميكروبية المعوية بواسطة فيتامين (د) كاستراتيجية ناجحة في العلاج و الوقاية من النوع الثانى من مرض السكري والعجز الإدراكي المرتبط به.
• هناك حاجة لدراسات سريرية لتأكيد آلية عمل فيتامين (د) وآثاره العلاجية في مرضى السكري، وأيضا العلاقة بين فيتامين (د) ونظام الاندوكانابينويد يحتاج إلى مزيد من البحث.