شیر چیزی بیش از یک غذای ساده برای نوزادان است. شیر مادر برای رساندن هزاران مولکول متنوع از جمله فاکتورهای رشد، هورمون ها و آنتی بادی ها و همچنین میکروب ها تکامل یافته است.

الیزابت جانسون، متخصص تغذیه مولکولی در دانشگاه کرنل، اثرات رژیم غذایی نوزادان را بر میکروبیوم روده مطالعه می کند. این مطالعات می‌تواند سرنخ‌هایی برای پرسش‌های سخت در سلامت عمومی برای کودکان و بزرگسالان داشته باشد. در این قسمت از پادکست «لذت چرا»، استیون استروگاتز، مجری همکار با جانسون درباره اجزای میکروبی که شیر مادر را به یکی از شگفت‌انگیزترین سیالات زیستی موجود در طبیعت تبدیل می‌کند، مصاحبه می‌کند.

گوش دادن به پادکست های اپل, Spotify,  TuneIn یا برنامه پادکست مورد علاقه شما، یا می توانید آن را از کوانتوم.

رونوشت

[موضوع پخش می شود]

استیون استروگاتز: شیر آنقدر ماده خانگی و آشناست که ممکن است برای داشتن هر گونه رمز و رازی بسیار عادی به نظر برسد. با این حال در واقعیت، شیر و شیردهی نوآوری‌های بیولوژیکی خارق‌العاده‌ای هستند که محققان هنوز در تلاش برای درک آن‌ها هستند.

به خوبی شناخته شده است که شیر مادر می تواند به تضمین سلامت نوزادان شیرده کمک کند، اما این فواید صرفاً نتیجه محتوای تغذیه ای شیر نیست. شیر علاوه بر اینکه منبع تغذیه است، در برابر میکروب‌ها محافظت می‌کند، رشد نوزاد را تحریک می‌کند و به مادر و نوزاد اجازه می‌دهد تا انواع مکالمات شیمیایی داشته باشند. شیر مادر حاوی هزاران مولکول متنوع از جمله فاکتورهای رشد، هورمون ها، آنتی بادی ها و میکروب ها است. همه اینها به طور هماهنگ کار می کنند تا نوزادان انسان را با آنچه که برای رشد و تکامل طبیعی نیاز دارند فراهم کنند. اما دقیقا چگونه؟

من استیو استروگاتز هستم، و این پادکست «لذت چرا» است مجله Quanta، جایی که من و مجری همکارم جانا لوین به نوبت به بررسی برخی از بزرگترین سوالات بی پاسخ در ریاضیات و علوم امروزی می پردازیم.

در این قسمت با زیست شناس مولکولی صحبت خواهیم کرد الیزابت جانسون در مورد اسرار شیر، و اینکه چگونه ما تا این حد به این ماده کاملاً قدرتمند و طبیعی وابسته شده ایم.

[تم پایان می یابد]

لیز استادیار تغذیه مولکولی در دانشگاه کرنل در بخش علوم تغذیه و محقق موسسه پزشکی هاوارد هیوز فریمن هرابوفسکی است. او در رویکردهای ژنومی و متابولومیک برای مطالعه تخصص دارد اثرات تغذیه بر میکروبیوم روده، با علاقه خاصی به تغذیه نوزادان و میکروبیوم روده نوزاد. لیز، به "لذت چرا" خوش آمدید.

الیزابت جانسون: متشکرم که من را در اختیار دارید، استیو.

استروگاتز: باعث افتخار من. از دیدن شما بسیار خوشحالم. فکر نمی‌کنم دقیقاً ربطی داشته باشد، اما نمی‌توانم در مقابل بگویم که ما تقریباً همسایه‌های همسایه هستیم. یک خانه بین ماست لیز دوست بسیار خوب و همچنین همکار محترم من است.

جانسون: بله، نه، من فکر می کنم این نکته خوبی است که می توان به آن اشاره کرد.

استروگاتز: بسیار خوب، پس حالا که فاش شدن در راه نیست، اجازه دهید فقط اعتراف کنم، من اولین چیز را در مورد شیر به عنوان یک موضوع علمی نمی دانم. من شوکه شدم وقتی داشتم برای این نمایش تحقیق می کردم در مورد اینکه چند پازل هنوز باقی مانده است. در کودکی وقتی بعد از مدرسه به خانه می آمدم، شیر و کلوچه می خوردم. شاید کره بادام زمینی و ژله بخورم. بنابراین از این طرز تفکر، شیر فقط نوع دیگری از غذا است. بیایید ابتدا به عنوان غذا در مورد آن صحبت کنیم. اجزای اصلی تغذیه شیر چیست؟

جانسون: زمینه ای که شما در مورد آن صحبت می کنید، همان روشی بود که من در مورد شیر فکر می کردم. نه اینکه این غذا برای نوزادان بود، بلکه فقط غذا بود، چیزی که طعم بسیار خوبی داشت.

همانطور که بزرگتر میشوید و متوجه میشوید که چقدر شیرهای تخصصی میتوانند باشند، به خصوص زمانی که ممکن است نوزادی داشته باشید که به شیر نیاز دارد، و شروع به فکر کردن در مورد شیر انسان میکنید، آن موقع است که متوجه میشوید شیرها بیشتر از آن چیزی است که فکر میکردم. شیرینی و شیر در کودکی

آنچه واقعاً هست، از چیزهایی تشکیل شده است که برای تغذیه نوزادان برای مدت کوتاهی مورد نیاز است. و این یک ویژگی بسیار بارز همه پستانداران است که از شیر برای تغذیه نوزادان خود استفاده می کنند. و بنابراین وقتی به آنچه واقعاً در آن است فکر می کنید، قندها وجود دارد، بنابراین کربوهیدرات ها. چربی ها وجود دارد. پروتئین وجود دارد. مواد معدنی وجود دارد. و در شیر انسان و بسیاری از شیرهای دیگر عوامل دیگری مانند فاکتورهای ایمنی و سایر سلولها و اسیدهای نوکلئیک و مواردی از این قبیل وجود دارد که آنها نیز فقط برای رشد نیستند، بلکه برای رشد نیز مفید هستند. توسعه در آن دوره از زمان بنابراین وقتی یک لیوان شیر سرد را برمی دارید، واقعاً طوری طراحی شده بود که خیلی بیشتر از آنچه در حال حاضر انجام می دهد انجام دهد.

استروگاتز: بنابراین، شما اکنون در را به روی این نقش بزرگتر که شیر می تواند ایفا کند باز کرده اید، که بسیار بیشتر از یک غذا است. این همه چیزهایی است که تا به حال در کتاب زیست شناسی خود خوانده اید، درست است؟ آنزیم ها، هورمون ها، آنتی بادی ها، سلول های بنیادی، میکروب ها، چیزهایی که حتی دقیقاً انسان نیستند؟

جانسون: بله دقیقا. و منبع بسیار خوبی برای تغذیه است. شما به چیزی فکر می کنید که سریع ترین رشد و نمو انسان را در خارج از رحم ممکن می کند، درست است؟

اما پس از آن شما فکر می کنید این فرصت واقعا عالی برای برقراری ارتباط نیز وجود دارد، درست است؟ بسیاری از اطلاعات موجود در آن را می توان از طریق عمل تغذیه با سینه منتقل کرد. و این یک چیز بسیار مهم است که وقتی به آن فکر می کنیم مانند یک محصول مصرفی یا فقط چیزی که برای نیازهای انرژی است، فراموش می کنیم.

استروگاتز: با اطلاعاتی که در اینجا وجود دارد، می توانید نمونه ای از چه نوع اطلاعاتی را برای ما بیان کنید؟ آیا این یک ارتباط دو طرفه است؟ آیا هر کدام با هم صحبت می کنند؟

جانسون: بله، شواهدی وجود دارد که می تواند دو طرفه باشد. اطلاعات بزاق در بزاق نوزاد می تواند وجود داشته باشد. می توانید تصور کنید که آیا ویروس یا ذرات دیگری در آنجا وجود دارد که ممکن است با پستان یا سینه در تعامل باشد. و سپس هر آنچه که از طریق مجاری شیر وارد شیر می شود - بنابراین شیردهی تولید شیر و سپس خروج شیر است - بنابراین هر چیزی که در آن خارج می شود چیزی است که به طور بالقوه شیرخوار و سپس سلول ها و اندام ها مصرف می کند. سپس نوزاد می تواند آن را پردازش کند. و برخی از آن ها را می توانیم اطلاعات بنامیم.

آنها ممکن است مولکول های کوچک یا سایر سیگنال های شیمیایی باشند که برای رشد و نمو در آن دوره زمانی بسیار مهم هستند. ما هنوز در تلاشیم تا بفهمیم اینها چیست زیرا می‌خواهیم بفهمیم آیا برای سلامتی ضروری هستند؟ وقتی برخی از این سیگنال‌ها را نمی‌بینید، چه اتفاقی می‌افتد و چگونه فکر می‌کنیم که با این نوع اطلاعات به نوزادان به بهترین شکل غذا بدهیم؟

استروگاتز: بیایید شروع به بررسی برخی از آن کنیم. به عنوان مثال، بیایید فقط در مورد تغییرات از فردی به فرد دیگر صحبت کنیم. منطقی است که مواد تشکیل دهنده از فردی به فرد دیگر دقیقاً یکسان نخواهد بود. شاید محتوای چربی تغییر کند یا آنتی بادی هایی که منتقل می شوند متفاوت باشند. اما آیا شیر حتی بیشتر از آن از فردی به فرد دیگر متفاوت است؟ بگو، در طول زمان، در طول دوران شیردهی؟

جانسون: اوه، قطعا. معروف ترین نمونه آن آغوز است. این یک "شیر اول" است که یک شیر بسیار پر پروتئین و متراکم است. به نظر می رسد طلایی است، مانند طلای مایع است و در مقادیر بسیار کمی وجود دارد. و این، در اولین لحظات زندگی، تغذیه ای است که کودک دریافت می کند.

اما در طی پنج تا هفت روز آینده، این بلوغ شیر وجود دارد، جایی که شما از این ماده بسیار پروتئینی به شیری آبکی و شیرین تر می روید که ممکن است شیری باشد که رشد را در چند ماه آینده حفظ کند. . و بنابراین این فرآیند بیولوژیکی اتفاق می افتد که مشخصه شیردهی است.

اما به نظر شما، من فکر نمی‌کنم که ما حتی در مورد اینکه چقدر شیر می‌تواند بین افراد روزانه متفاوت باشد، درک نداریم. و این چیزی است که آزمایشگاه من سعی در انجام آن دارد. مثلاً اگر هر روز شیردهی فقط به شیر نگاه کنید، آیا بسیار شبیه است یا به بسیاری از رویدادهای زندگی که ممکن است در شش ماه اول زندگی اتفاق بیفتد تغییر می کند؟

مطالعات واقعا شگفت انگیزی وجود دارد که نشان می دهد رژیم غذایی تأثیر دارد. بنابراین چیزهای خاصی که وارد شیر می شوند می توانند به آن وابسته باشند. و می‌توانید تصور کنید که برخی از ویژگی‌های منطقه‌ای برای آن وجود دارد که به شیرهای جمعیت‌های خاص این امکان را می‌دهد که شبیه‌تر از سایر جمعیت‌ها به نظر برسند. شما هنوز هم تغییرات را مشاهده خواهید کرد، نه فقط در بین افراد، بلکه تغییرات زمانی فردی در طول روز وجود دارد. زمان خوراک نیز وجود دارد. بنابراین یک "شیر پیشین" و یک "شیر عقبی" وجود دارد.

استروگاتز: من آن اصطلاحات را نمی دانم. شیر پیشین و شیر عقبی؟

جانسون: بله، زمانی که یک نوزاد چفت می‌شود، این شیر ممکن است بین 30 تا XNUMX دقیقه یا حتی بیشتر طول بکشد. و در طول دوره تغذیه، ترکیب درشت مغذی شیر می تواند تغییر کند. شیر در ابتدای غذا دارای ترکیب درشت مغذی متفاوتی خواهد بود و این شیر پیشین نسبت به شیر عقبی است که در پایان غذا می آید. من همیشه آن را "جالب ترین سیال زیستی طبیعت" می نامم زیرا پیچیدگی های زیادی برای درک ما از آن وجود دارد. اما اگر با آنها به روش درست رفتار کنیم، در واقع اطلاعات زیادی را یاد می گیریم.

استروگاتز: آه، این خیلی عالیه. نمی توانم به این فکر کنم که سیال زیستی دیگری می تواند با آن رقابت کند. من فکر می کنم خون پیچیده است، اما شیر ممکن است قهرمان باشد.

جانسون: آره من دوست دارم یک کلمه در مورد شیر بگذارم. چیزی که در مورد شیر از نظر درک سلامتی انسان جذاب است، این است که همه چیزهایی که برای تغذیه کودک انسان نیاز دارید در همین ماده است که ما می‌توانیم آن را کمیت کنیم. و ما می توانیم نگاه کنیم و لازم نیست حدس بزنیم، پاسخ ها وجود دارد. و پس از آن ما این فرصت را داریم که برخی از این پاسخ ها را رمزگشایی کنیم، زیرا در تجزیه و تحلیل شیر و درک سؤالات مناسب برای پرسیدن بهتر می شویم.

اما این با نحوه تغذیه من و شما بسیار متفاوت است، جایی که خودمان تصمیم می گیریم، و ممکن است تصمیمات خوب و تصمیمات بد بگیریم و این ممکن است عواقب خوب یا بدی بر سلامتی ما داشته باشد. اما وقتی در دوران شیرخوارگی فکر می کنیم و به شیر انسان فکر می کنیم، خوبی وجود دارد و فقط باید دلیل آن را درک کنیم.

استروگاتز: بنابراین قبلاً در مورد رژیم غذایی مراقب صحبت کردید. و در واقع تا زمانی که در این زمینه هستم، اینجا می‌گویم «مراقب» تا مادران را نیز شامل شود، اما بیایید افراد دیگر را نیز در نظر داشته باشیم - پرستاران مرطوب، اهداکنندگان شیر مادر، افراد ترنس، هر کسی که ممکن است شیر ​​بدهد.

جانسون: من معمولاً می گویم مراقبان یا والدین شیرده. وقتی به واحدهای خانوادگی نگاه می کنید، چیزهای زیادی در جریان است. بنابراین بسیار مهم است که در این دوره زمانی که به تغذیه نوزادان و بسیاری از افرادی که به نوزادان غذا می‌دهند فکر می‌کنیم، در مورد همه چیزهایی که می‌گذرد، بسیار مهم است.

استروگاتز: در مورد این سوال از رژیم غذایی، رژیم غذایی مراقبین چگونه بر ترکیب شیری که تولید می کند تأثیر می گذارد؟

جانسون: من فکر می کنم ما هنوز در تلاشیم تا بفهمیم که دقیقا چگونه کار می کند. بنابراین می توانید به این موضوع در مقیاس کلان فکر کنید. در آزمایشگاه من، ما روی بخش چربی شیر تمرکز می کنیم. در شیر انسان، بخش جالبی از شیر برای مطالعه است زیرا واقعاً مسئول تمام کالری است. همچنین مسئول بسیاری از مولکول‌های کوچک و سیگنال‌های شیمیایی است که اندازه‌گیری نشده‌اند و بسیار مهم هستند.

و بنابراین وقتی به انواع مختلف چربی‌های موجود در شیر فکر می‌کنیم، می‌توانند از مکان‌های مختلف به دست آیند. آنها را می توان در پستان سنتز کرد. آنها می توانند از گردش باشند. اما آنهایی که از گردش خون می‌آیند می‌توانند مستقیماً با آنچه مادر یا والدین شیرده واقعاً مصرف می‌کنند مرتبط باشند، زیرا این می‌تواند مشخصات ساختار چربی‌های شیر را تغییر دهد.

شاید برخی از معروف‌ترین آنها این باشد که مثلاً اگر ماهی‌های چرب زیادی، اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه، اسیدهای چرب امگا 3 و چیزهایی از این قبیل مصرف می‌کنید. بر اساس میزان مصرف آن مواد مغذی در رژیم غذایی، می‌توانید پروفایل‌های مختلفی از آن‌ها در شیر داشته باشید.

بنابراین ما در حال یادگیری هستیم - و برخی از مردم کار فوق العاده ای انجام می دهند - می خواهیم یک "ما می دانیم شما چه خورده اید" قطعی می خواهیم. ما می دانیم که آن را به شیر تبدیل شده و می دانیم که این چیزی است که در معرض کودک قرار می گیرد. و من فکر می کنم که وقتی ابزاری برای ادامه این کار بهتر و بهتر به دست می آوریم، بهتر می توانیم درک کنیم که چگونه چیزی که می خوریم بر روی سنتز شیر تأثیر می گذارد.

استروگاتز: جالب هست. بله، من واقعاً به این فکر نکرده بودم که چگونه این یک تلاش برای تولید کل بدن است. این فقط غده پستانی نیست. به گردش خون اشاره کردید، البته رژیم غذایی. موارد دیگری که باید در نظر داشته باشیم؟

جانسون: عوامل زیادی در شیردهی وجود دارد که آن را سخت یا آسان می کند، مانند سلامت والدین. آنچه در زمان عفونت یا سایر بیماری ها یا اختلالات رخ می دهد نیز می تواند بر آنچه در شیر می رود تأثیر بگذارد.

و همچنین نه تنها در مورد مواد مغذی، بلکه اگر تیلنول مصرف کنید یا کارهای دیگری انجام دهید چه می شود؟ چیزهای زیادی وجود دارد که ما هنوز در حال تلاش برای درک آنها هستیم، اما من فکر می کنم آنچه در مورد آن عالی است این است که ما برخی از طرح های اولیه را در مورد نحوه پرسیدن آن سؤالات داریم و اکنون فقط آنها را می پرسد.

استروگاتز: بنابراین شما اشاره کردید که بسیاری از کارهای شما در آزمایشگاه مربوط به محتوای چربی است. و به‌ویژه، یک مولکول یا دسته‌ای از مولکول‌ها وجود دارد که من هرگز نامش را نشنیده بودم تا زمانی که سعی کردم خودم را برای صحبت با شما در این مورد آماده کنم. آیا درست می گویم؟ اسفنگولیپیدها؟

جانسون: بله درست گفتی داشتم میگفتم درست میگی؟ آره!

[استروگاتز می خندد]

جانسون: اگر هدف از این کار این است که افراد بیشتری در مورد اسفنگولیپیدها بدانند، عالی خواهد بود. این نوعی نام پیشگویی دارد، اما در واقع دسته ای از لیپیدها است که در بسیاری از فرآیندهای بدن نقش دارند. آنها بخشی از غشای سلولی هستند. آنها می توانند به عنوان مولکول های ساختاری و همچنین می توانند به عنوان مولکول های سیگنالی عمل کنند. اما چیزی که در مورد اسفنگولیپیدها برای ما جالب است این است که آنها در بخش چربی شیر قرار دارند. آنها توسط میکروب های مفید خاصی تولید می شوند و همچنین مسیرهای سیگنال دهی زیادی در ما به عنوان انسان وجود دارد که واقعاً می توانیم این سیگنال ها را بپذیریم. بنابراین، وقتی به این فکر می‌کنیم که چگونه تداخلات رژیم غذایی، میکروبیوم و میزبان از سلامت حمایت می‌کنند، این ممکن است یکی از متابولیت‌ها یا سیگنال‌های شیمیایی باشد که ممکن است برخی از آن سرنخ‌ها را به ما بدهد.

استروگاتز: این کلمه به خودی خود کمی ترسناک و ترسناک است. اسفنگولیپیدها چرا آنها را اینطور صدا می کنید؟

جانسون: بله، من فکر می‌کنم همه اینها از دشواری مطالعه این لیپیدها در اصل ناشی می‌شود. آنها این شهرت را به دست آوردند که مانند ابوالهول بسیار گریزان و مبهم هستند. و این گیر کرده است، حتی اگر اکنون اندازه گیری برخی از این لیپیدها بسیار ساده تر است.

و از آنجایی که افراد بیشتری به توانایی اندازه گیری اسفنگولیپیدها دسترسی پیدا می کنند، در می یابند که واقعا چقدر با بسیاری از جنبه های زیست شناسی ما مرتبط هستند. و آنها واقعاً از نظر مکانیکی در بسیاری از فرآیندهایی که ما در تلاش برای درک آن هستیم، مهم هستند. هنگامی که شما در مورد کلمه یاد بگیرید و در مورد اسفنگولیپیدها یاد بگیرید، نمی توانید آنها را از زندگی خود حذف کنید. شما هر جا که بروید آنها را خواهید دید، بنابراین باید به من اطلاع دهید که آیا این درست است.

استروگاتز: به نظر می رسد چنین نقشی چند وجهی یا همه کاره دارد. شما گفتید که می توانید از آن به عنوان بلوک های ساختمانی مانند اجزای سازه ای استفاده کنید. می توان از آن برای انتقال اطلاعات استفاده کرد. آیا می توان از آن برای ساختن غشای سلولی استفاده کرد؟

جانسون: غشای سلولی، بخش بسیار مهمی از سلول است. و من فکر می کنم که شما همچنین می توانید بگویید که ساختارهای خاصی از اسفنگولیپیدها می توانند به عنوان سیگنال های شیمیایی بین سلول ها و حتی بین میکروب ها و سلول های بدن استفاده شوند. و بنابراین این چیزی است که ما واقعاً سعی کرده ایم به آن فکر کنیم، در مورد اینکه چگونه بفهمیم چیزی در رژیم غذایی به کجا می رود.

آزمایشگاه من واقعاً سعی کرده است به این فکر کند که چگونه بفهمیم کدام مواد مغذی با میکروبیوم تعامل دارند تا بدانیم میکروب‌های مهمی که تحت تأثیر رژیم غذایی قرار می‌گیرند و سپس چه هستند. پیامدهای آن تعاملات? بنابراین ما این میکروب ها را داریم که ممکن است این مواد مغذی را جذب کرده و تغییر دهند. آنها چه چیزی می سازند و چگونه بر سلامت ما تأثیر می گذارد؟ و من فکر می کنم که در زمینه نوزاد بسیار مهم است، زیرا بخش بزرگی از شیر مولکول هایی هستند که با میکروبیوم روده نوزاد تعامل دارند.

شما تخمین زده اید که تقریباً 10 درصد از توده خشک شیر انسان برای برقراری ارتباط با میکروبیوم روده است. و ما در حال تلاش برای کشف کردن هستیم، آیا مولکول های بیشتری وجود دارند که این کار را انجام می دهند؟ و هنگامی که شما برخی از آن سیگنال های شیمیایی را که در حال رخ دادن هستند ندارید، چه عواقبی در پی خواهد داشت؟ ممکن است فرض کنید آنها باید نوعی عملکرد مفید را داشته باشند.

استروگاتز: ما بلافاصله پس از این پیام باز خواهیم گشت.

[وقفه برای درج آگهی.]

استروگاتز: به «لذت چرا» بازگردید.

پس اگر درست می شنوم، ساده لوحانه ترین دیدگاه شیر به عنوان غذا بود. اکنون می بینیم که شیر فقط غذایی برای ساختن دندان ها و استخوان های قوی و مواردی از این دست نیست. چیزی که من از شما می شنوم این است که این اسفنگولیپیدها فقط نمونه ای از انواع مولکول های جالب در شیر هستند. آنها می توانند راهی برای مادر با این باکتری ها صحبت کند که میکروبیوم را تشکیل می دهند.

جانسون: احتمالاً، بله، این چیزی است که ما در تلاش برای کشف کردن آن هستیم. و نه فقط اسفنگولیپیدها. ما همچنین احتمالاً ماده مغذی مورد علاقه یا کمتر مورد علاقه برخی افراد، کلسترول را بررسی کرده ایم. چیزهایی که وقتی آن لیپیدها را مصرف می کنیم، با میکروبیوم در تعامل هستند؟ و چگونه این بخشی از چگونگی تعیین سلامت ما با آنچه می خوریم است؟

و بنابراین ما واقعاً در مرحله ای هستیم که سعی می کنیم بفهمیم چه کسی مهم است و چرا در این نوع سیستم مهم است. بنابراین، کدام باکتری برای تأثیر بر سلامت ما مهم است و چرا؟ مکانیسم ها چیست؟

بنابراین، اگر بتوانم چیزی به شما نشان دهم؟

استروگاتز: اوه، می خواهی چیزی به من نشان بدهی؟

جانسون: آیا می توانم چیزی به شما نشان دهم، استیو؟ چون فکر می‌کنم کاری که ما سعی کرده‌ایم انجام دهیم این است که شما واقعاً بتوانید این اتفاق را ببینید.

جانسون: بنابراین آنچه ما در اینجا به آن نگاه می کنیم تصویری از میکروبیوم است. و میکروبیوم مجموعه ای از میکروب ها است و در این مورد، این باکتری است. بنابراین چیزهای بسیار کوچک. و این عکس توسط میکروسکوپی که ما در آزمایشگاه داریم گرفته شده است.

و چیزی که می توانید ببینید این است که برخی از میکروب ها آبی و برخی میکروب ها قرمز هستند. و آنهایی که قرمز هستند، مواردی هستند که ما در واقع توانستیم برچسب یک ماده مغذی را معرفی کنیم. در این مورد، کلسترول است. و این کلسترول مصرف شد. و سپس می توانیم آن برچسب را دنبال کنیم. و برچسب قرمز می شود. بنابراین هر میکروبی که قرمز است، کلسترول را جذب کرده است. و هر کسی که آبی باشد در آن زمان خاص هیچ علاقه ای به کلسترول ندارد.

استروگاتز: شما در مورد مانند برچسب به معنای برچسب زدن رادیواکتیو صحبت می کنید؟

جانسون: همان مفهوم، اما این فلورسانس است. بنابراین قرمز یک فلورسانس قرمز است. و این برای ما مهم است زیرا به ما امکان می‌دهد میکروب‌هایی را که با آنچه می‌خورید در تعامل هستند در مقابل میکروب‌هایی که نیستند شناسایی کنیم.

استروگاتز: خیلی باحاله اجازه دهید فقط بر این نکته تأکید کنم، زیرا بسیاری از زیست‌شناسی مربوط به دیدن چیزهایی است که دیدن آنها سخت است، اما این کمک بزرگی در نوروبیولوژی، و اکنون ظاهراً در تغذیه، این است که چیزی که نامرئی بود، شما - با این ترفندهای برچسب‌گذاری - می‌توانید حالا پیگیری کنید و ببینید چه خبر است.

جانسون: بله، به همین دلیل است که آنها جایزه نوبل را برای این چیزها می دهند زیرا به افرادی مانند من کمک می کند تا سوالاتی را که ما می خواهیم بپرسیم بپرسند. خیلی ساده به نظر می رسد، اما سرنخی کوچک به ما می دهد که در مسیر درستی پیش می رویم. و سپس می‌توانیم چیزهای زیادی را بپرسیم که ممکن است به سیگنال فلورسنت بستگی نداشته باشند، اما به ما اجازه می‌دهند وارد برخی از مسیرهای شیمیایی که در آن دخیل هستند، شویم. و سپس ماشین‌هایی داریم که می‌توانیم آنها را به صورت فیزیکی جدا کنیم و می‌توانیم همه میکروب‌هایی را که قرمز هستند شناسایی کنیم.

و بنابراین ممکن است فکر کنید که این موضوع بی اهمیت است، اما این در واقع به ما کمک می کند که اساس برخی از سؤالاتی را که در مورد آنها صحبت می کنیم شروع کنیم. آیا این مواد مغذی برای میکروبیوم مهم هستند؟ اگر آنها مصرف می شوند و در حال تغییر و تحول هستند، حداقل به نوعی تأثیر می گذارند.

استروگاتز: بسیار خوب، همه چیز در مورد میکروبیوم، شاید برای شما چندان جدید نباشد. اما برای بسیاری از ما در میان مردم، تا، نمی‌دانم، تا یک یا دو دهه گذشته، واقعاً به میکروبیوم فکر نکرده‌ایم.

جانسون: نکته جالب در مورد مطالعه میکروبیوم و آموزش آن در کرنل این است که وقتی وارد کلاس می شوید، وقتی وارد کلاس می شوید، مردم شما را باور می کنند. آنها می گویند: "میکروبیوم مهم است." شما مجبور نیستید آن را بفروشید. "سلامت روده من کل سلامت من است." وقتی از دانش آموزان کلاس می پرسم: "چند نفر از شما پروبیوتیک مصرف کرده اید؟" یا "چند کار کرده اید، چند نفر از شما یک پری بیوتیک خورده اید؟"، همه دست ها بالا می روند.

و بنابراین این احساس وجود دارد که بسیار مهم است، اما به طور خاص چه چیزی مهم است؟ چه چیزی می خوریم که واقعاً این تأثیرات را دارد؟ و بنابراین به ما اطلاع می دهد... می دانید، استیو، من نمی دانم، آیا تا به حال پروبیوتیک مصرف کرده اید؟

استروگاتز: فکر می کنم داشته باشم. من بیشتر با آن آشنا هستم زیرا اغلب آنها را به سگم موری می دهم.

جانسون: آره. وقتی موری از این پروبیوتیک‌ها و مواردی از این قبیل استفاده می‌کند، چگونه تصمیم می‌گیریم که کدام یک مفید است؟ برای دادن این پاسخ‌ها، باید از اصول اولیه شروع کنیم، مثلاً - نمی‌خواهم آن را خیلی ساده‌سازی کنم، اما: میکروب‌های خوب کدامند و در چه زمینه‌هایی برای حمایت از سلامت عمل می‌کنند در مقابل نه؟ و بنابراین اگر می‌خواهیم بدانیم که پروبیوتیکی که مصرف می‌کنیم برای ما کار می‌کند، فکر می‌کنم باید برخی از این فعل و انفعالات بسیار خاص را در سطح مولکولی و بیوشیمیایی بدانیم.

استروگاتز: حالا حساب میشه ماست بخورم؟

جانسون: این به حساب می آید. شما پروبیوتیک، پری بیوتیک خود را دریافت کردید. در علوم تغذیه، ما واقعاً به این فکر می‌کنیم که چگونه رژیم غذایی و میکروبیوم به خوبی به هم مرتبط هستند، زیرا گاهی اوقات شما می‌توانید میکروب‌ها داشته باشید، اما آنها برای زنده ماندن در روده به مواد مغذی خاصی نیاز دارند، و اگر آن را تامین نکنید، دیگر فایده‌ای ندارد. مصرف بالقوه آن پروبیوتیک

و سپس مواد مغذی دیگری نیز وجود دارد که ممکن است مصرف کنید، و ممکن است فکر کنید که آنها تأثیر مفیدی دارند، اما اگر میکروب‌هایی را نداشته باشید که واقعاً بر روی آن ماده غذایی تأثیر می‌گذارند، آن‌وقت به آن هم نخواهید رسید. اثر سلامتی مورد معروف فیبر رژیمی است.

بنابراین ما زیاد می‌پرسیم که "آنها چه کسی و چه کار کردند؟" و این در واقع به ما بینش زیادی در مورد آنچه که ممکن است برای ارتقای سلامت مهم باشد، زمانی که به تعاملات میکروبیوم رژیم غذایی فکر می کنیم، می دهد.

استروگاتز: بنابراین، در مورد فیبر، اجازه دهید کمی به مطالعه دیگری که از آزمایشگاه شما در رابطه با تشخیص بیماری نوزادان بر اساس مدفوع آنها انجام شده است، تغییر دهم [می خندد]، اگر بتوانم اینطور بگویم.

جانسون: شما درست متوجه شدید، استیو. شما یک پدر و مادر هستید شما در این سال ها به چند پوشک نگاه کرده اید. و آیا همه آنها شبیه هم بودند؟ نه، نبودند.

و وقتی در مورد غذا دادن به نوزادان و مراقبت از نوزادان صحبت می کنیم، یکی از چیزهای مهم این است که آنها همیشه آنچه را که نیاز دارند به روشی که شما می توانید درک کنید به شما نمی گویند. اما اطلاعات زیادی در این پوشک ها وجود دارد که اساساً میکروب ها و متابولیت ها هستند. و اگر بتوانیم بفهمیم اینجا چه خبر است، ممکن است سرنخ هایی در مورد اینکه چگونه سلامت نوزاد در زمان واقعی تغییر می کند، داشته باشیم. در این صورت، اگر اطلاعات بیشتری در مورد پوشک سالم نسبت به پوشک نه چندان سالم داشته باشیم، شاید درمان‌ها پاسخگوتر باشند.

شاید همه ما در گوگل جستجو کرده ایم که «آیا سبز مشکلی ندارد؟ اینجا چه خبره؟" این در واقع یکی از محبوب ترین جستجوهای والدین است. و ما فکر می‌کنیم که می‌توانیم کمی سخت‌گیرانه‌تر به آن بپردازیم، زیرا ابزارهایی در اختیار داریم که واقعاً ممکن است تشخیص دهیم که آیا این مشکلی ندارد یا خوب نیست؟ نکته مهم این است که شما هرگز برای نمونه ها ضرر نمی کنید. بنابراین، گروه ما و بسیاری از گروه‌های دیگر در سراسر جهان واقعاً توانسته‌اند این سؤالات را درباره «چگونه سلامت نوزاد را درک کنیم؟» بپرسند. از طریق توسعه میکروبیوم در چند ماه اول زندگی.

استروگاتز: دقیقاً نوع مطالعه ای که انجام می دهید چیست؟ بنابراین، شما مقداری مدفوع جمع آوری می کنید و سپس برای تجزیه و تحلیل آن چه کاری انجام می دهید؟

جانسون: ما می‌توانیم میکروب را جدا کنیم و سپس می‌توانیم از توالی‌یابی DNA برای درک طبقه‌بندی آن میکروب استفاده کنیم. و سپس می‌توانیم به تمام مولکول‌های کوچک یا مواد شیمیایی که در آنجا هستند نیز نگاه کنیم. بنابراین این شاید ترکیبی از چیزهایی باشد که هضم شده اند، چیزهایی که هضم نشده اند، سلول های روده. ما همچنین می توانیم آن را اندازه گیری کنیم و سعی کنیم معنی آن را در زمینه نوزادی تفسیر کنیم.

یکی از معروف‌ترین نمونه‌های آن این است که در برخی بیماری‌های کبدی نوزادان صفرا را متوقف می‌کنند. و بنابراین، اگر بتوانید صفرا را اندازه گیری کنید و آن آنجا باشد، عالی است، و اگر صفرا را اندازه بگیرید و آنجا نباشد، این نشان دهنده آن است. همچنین، وقتی صفرا وجود ندارد، مدفوع رنگ کاملاً متفاوتی پیدا می کند. اما در روز، احتمالاً اطلاعات زیادی وجود دارد که از دست داده ایم، فقط به این دلیل که هنوز نتوانسته ایم آن را رمزگشایی کنیم.

استروگاتز: خیلی خوب. بنابراین به نظر می رسد که ما می توانیم نمایش های زیادی را روی خود میکروبیوم انجام دهیم. اما من می خواستم به شیر برگردم، زیرا در اینجا چیزهای بسیار جذابی وجود دارد که می توان با شما صحبت کرد. مدت زمان معمول برای تغذیه به این روش چقدر است؟ چه زمانی زمان آن است که به سراغ انواع دیگر مواد مغذی برویم؟

جانسون: این سؤال خوبی است، زیرا به نظر من جهت دادن به آن خوب است. بنابراین توصیه های سازمان بهداشت جهانی و CDC تغذیه انحصاری با شیر انسان به مدت شش ماه است. و سپس معرفی غذاهای کمکی. افراد مختلف روش های مختلفی برای انجام آن دارند. اما هنوز هم برای مدتی شیر به عنوان منبع اصلی کالری برای نوزاد و سپس معرفی شیر گاو به طور بالقوه در یک سالگی. و سپس تشویق هر گونه تغذیه با شیر انسان، اگر برای شما مفید باشد. بنابراین واقعاً زمانی وجود ندارد که مجبور شوید آن را لزوماً متوقف کنید.

اما فکر می‌کنم می‌خواهید این سوال تریلیون دلاری را از من بپرسید: قرار گرفتن در معرض شیر انسان در مقابل قرار گرفتن در معرض شیر خشک نوزاد چه پیامدهای درازمدت سلامتی دارد؟ آیا با تغذیه با شیر کودک امروز، تا پنج سال دیگر آسم آلرژیک را از بین می برم؟ یا آیا فرآیندهای رشدی وجود دارند که واقعاً وابسته به زمان هستند، بسیار مهم هستند، و آیا آن چیزها می توانند به سلامت مادام العمر منجر شوند؟ و آیا واقعاً می‌توانیم تعیین کنیم که آن‌ها چیستند تا در هر شکلی از تغذیه نوزاد باشند؟ من خیلی به این موضوع فکر می کنم، به آنچه مهم است.

حتی به عنوان پدر و مادر، شما فکر می‌کنید، «اگر دیروز آنها را روی سرشان انداختم، آیا این مهم بود؟ یا نبود؟» یا «نه، آن را از روی زمین لیسیدند! این مهم بود؟» از این نظر که آیا محیط مناسبی را برای تنظیم آنها برای موفقیت در آینده ایجاد می کنم، واقعاً باید نگران آنها باشم؟

و احتمالاً پاسخ این است که نوزادان بسیار قوی هستند، بنابراین شاید بیشتر از آنچه باید نگران باشیم.

استروگاتز: و آیا برای پاسخ به هر یک از این سوالات در مورد اثرات بلندمدت هنوز زود است؟ آیا موضوع خیلی جوان است، یا از قبل سرنخ هایی داریم؟

جانسون: من فکر می کنم سرنخ هایی وجود دارد. منظورم این است که مطالعات اپیدمیولوژیکی وجود دارد که بین حالت تغذیه و نتایج یا حتی ترکیب میکروبیوم بر اساس حالت تغذیه و نتایج همبستگی دارد. اما من فکر می کنم خیلی زود است زیرا انجام این مطالعات بسیار سخت است. آنچه در مورد برخی از مطالعات واقعاً چالش برانگیز است این است که تغذیه نوزادان بسیار دشوار است.

معمولاً مانند شیر انسان در مقابل شیر خشک یا این در مقابل آن نیست. زمان‌های مختلفی وجود دارد، مثلاً ممکن است به سه ماهگی رفته باشید، یا ممکن است تا شش ماهگی رفته باشید، یا ممکن است یک ماه تغذیه انحصاری داشته باشید.

تنوع زیادی در آنجا وجود دارد که اگر می‌خواهیم واقعاً به این سؤالات به درستی پاسخ دهیم، باید عکس‌برداری کنیم. و سپس باید بتوانیم برای مدت طولانی گروه‌ها را به شدت دنبال کنیم تا شروع به پاسخگویی به برخی از این سؤالات کنیم. که به منابع زیادی نیاز دارد.

استروگاتز: بنابراین، در زمینه ای گسترده تر از شیر انسان، اگر در مورد انواع دیگر شیر پستانداران صحبت کنیم، چه؟ به عنوان مثال، بسیاری از ما همیشه شیر گاو می نوشیم، و چقدر تفاوت دارد؟ آیا شیر برخی دیگر از حیوانات کارهایی را انجام می دهد که شیر انسان انجام نمی دهد و بالعکس؟

جانسون: بله، من فکر می کنم که شباهت هایی وجود دارد، اما تفاوت های زیادی وجود دارد. اگر به عملکرد شیر فکر می کنید، رشد یک نوزاد از آن گونه خاص است و گاوها و نوزادان اندازه های متفاوتی دارند و مسیرهای رشد متفاوتی دارند. بنابراین می توانید تصور کنید که می تواند در شیر منعکس شود.

بنابراین، وقتی به شیر گاو فکر می کنید، پروتئین بیشتر در مقابل شیر انسان، کربوهیدرات بیشتر است. انواع استراتژی های مختلف برای انتقال مواد مغذی در گونه های مختلف شیر حیوانات وجود دارد. اما شیر گاو دارای بسیاری از عناصر سازنده شیر انسان است. بنابراین وقتی به استفاده از شیر گاو به عنوان جایگزین فکر می کنیم، می تواند بسیار منطقی باشد.

استروگاتز: بنابراین به طور معمول، ما شیر پاستوریزه می نوشیم. افرادی هستند که این کار را نمی کنند، درست است؟ من حدس می‌زنم تفاوت این است که اگر پاستوریزه باشد، همه یا بیشتر میکروب‌هایی را که برای سواری همراه هستند از بین برده‌اید. ممکن است هنوز برخی از مواد مغذی را داشته باشید.

جانسون: و شیر پاستوریزه اهداکننده انسان وجود دارد. بنابراین یک فکر کامل در مورد اینکه چگونه در مورد شیر اهدا کننده فکر می کنیم و آیا آن عوامل زنده در شیر اهدا کننده و همچنین چیزهایی که ممکن است در گرما دناتوره شوند وجود دارد. مولکول ها ممکن است در انواع مختلف روش های پاستوریزاسیون، ترکیب خود را تغییر دهند. افراد بسیار باهوشی وجود دارند که در مورد عواقب این موضوع فکر می کنند.

استروگاتز: یکی دیگر از مواردی که مطمئنم در ذهن بسیاری از شنوندگان ما وجود دارد، مربوط به عدم تحمل لاکتوز است. در جایی خواندم که توانایی انسان های بالغ برای تجزیه لاکتوز، که البته قند اولیه شیر حیوانات است، یک ویژگی نسبتا مدرن است. تنها چیزی حدود 6,000 سال پیش بود که ما شروع به انجام آن کردیم. از نظر تاریخی، فقط نوزادان دارای آنزیم لاکتاز بودند که به آنها اجازه می داد شیر مادر را هضم کنند.

بنابراین، حدس می‌زنم سوال من این است که اگر بزرگسالان 10,000 سال پیش اصلاً نمی‌توانستند شیر بنوشند، اما اکنون اکثر ما می‌توانیم، به استثنای چند استثنا، آیا می‌دانیم چه چیزی باعث این تغییر شده است؟ آیا فکر می کنیم جهش ژنتیکی وجود دارد که مطلوب بوده و شروع به انتشار کرده است؟

جانسون: آره درک من این است که لاکتاز تحت یک پروموتر نوزادی قرار دارد. بنابراین این ژنی است که در مرحله نوزادی بیان می شود و سپس خاموش می شود. اما پس از آن می توانید جهشی داشته باشید که آن را متوقف نکند. و این می تواند به لاکتاز اجازه دهد تا در بزرگسالی بیان شود. برخی از افراد بر اساس ردیابی ژنتیک این جهش خاص، کار بسیار خوبی در مورد گسترش این توانایی خاص انجام داده اند. برخی از میکروب های شما همچنین می توانند لاکتوز را متابولیزه کنند. بازگرداندن آن به میکروبیوم روده، چگونه در تداوم لاکتاز و مواردی از این دست نقش دارد.

استروگاتز: جالب هست. شما قبلاً کمی به این موضوع پرداختید، اما در مورد شیر در مقابل شیر خشک صحبت کردید. مطمئناً بسیاری از والدین یا مراقبان به این موضوع فکر خواهند کرد. آیا تحقیقات شما بینشی از این گفتگوی مهم به ما می دهد؟

جانسون: آره، فکر می‌کنم اگر به آزمایشگاه من بیای، استیو، ما هر نوع فرمولی را که می‌توانیم به آن دست پیدا کنیم، آنالیز کرده‌ایم. ما در مورد شیر خشک به عنوان یک چیز صحبت می کنیم، اما فرمولاسیون های مختلفی وجود دارد. بنابراین در آزمایشگاه ما شیری را که وارد می‌کنیم و همچنین هر یک از فرمول‌هایی را که ممکن است هر یک از مراقبان استفاده کنند، تعیین می‌کنیم.

و شما می توانید به وضوح تفاوت در پروفایل مواد مغذی بین انواع مختلف شیر خشک و همچنین بین شیر خشک و شیر انسان را مشاهده کنید، و واقعاً تلاش برای درک اینکه آیا مانند مجموعه ای ضروری از مواد مغذی وجود دارد که میکروبیوم باید در معرض آن قرار گیرد. هر چیزی که به یک بچه غذا می دهید، آن را در آزمایشگاه اندازه گیری می کنیم.

چرا صحبت کردن در مورد موضوع بسیار سخت است این است که همه در حال ارزیابی هستند. مثل اینکه من این سخنرانی را در جلسه پیو انجام دادم و بعد از آن مردم می‌گویند: «چه فرمولی؟ چه کار کردم؟» من به همسرم زنگ زدم و به او گفتم که ما همه چیز را اشتباه انجام می دهیم! و من نمی خواهم این پیام باشد. من می خواهم این پیام بیشتر باشد که مردم کارها را درست انجام می دهند. و ما فقط اطلاعات بیشتری می خواستیم.

استروگاتز: من می دانم که در اینجا مسائل مهمی برای دارو، جمعیت، بهداشت عمومی و همه چیز در خطر است. اما صرفاً از نظر لذت دانشمند بودن، چه چیزی شما را در تحقیقات خود خوشحال می کند؟

جانسون: اوه، وای، خیلی چیزها. پرسیدن سوالاتی که فکر می کنیم جالب هستند. و سپس با تیم دانشمندانی که با آنها کار می کنم نیز کار می کنم. برای دیدن خلاقیت و همچنین انعطاف پذیری زیرا این سوالات سخت هستند.

[موضوع پخش می شود]

عکسی که می‌خواستم به شما نشان دهم، روزی که آن عکس را گرفتیم، در اطراف ایستاده بودم و به صفحه کامپیوتر نگاه می‌کردم و من می‌گفتم: «این است؟ آیا این همان چیزی است که ما فکر می کنیم؟» این نوع هیجان واقعاً کار سختی را که برای کاری که انجام می‌دهیم انجام می‌دهد، هدایت می‌کند.

استروگاتز: عالیه. خیلی ممنونم. بنابراین ما با لیز جانسون زیست شناس مولکولی کرنل صحبت کرده ایم. باز هم ممنون، لیز، برای این گفتگوی روشنگر درباره شیر و میکروبیوم.

جانسون: خیلی ممنون، استیو، به خاطر داشتن من.

[موضوع پخش می شود]

استروگاتز: متشکرم که گوش دادید. می توانید مطالب بیشتری را - از جمله تصویر لیز از برچسب زدن فلورسانس در میکروبیوم - در مجله Quanta dot org [quantamagazine.org] بیابید.

اگر از "لذت چرا" لذت می برید و قبلاً مشترک نشده اید، دکمه اشتراک یا دنبال کردن را در جایی که در حال گوش دادن هستید فشار دهید. همچنین می‌توانید برای نمایش نظری بگذارید - این به مردم کمک می‌کند این پادکست را پیدا کنند.

"لذت چرا" پادکستی از مجله Quanta، یک نشریه مستقل که توسط سرمقاله پشتیبانی می شود بنیاد سیمونز. تصمیمات تامین مالی توسط بنیاد سیمونز هیچ تاثیری بر انتخاب موضوعات، مهمانان یا سایر تصمیمات سرمقاله در این پادکست یا در مجله Quanta.

«لذت چرا» تولید شده توسط PRX Productions; تیم تولید کیتلین فاولدز، لیویا براک، ژنوو اسپانسلر و مریت جیکوب هستند. تهیه کننده اجرایی PRX Productions Jocelyn Gonzales است. مورگان چرچ و ادوین اوچوا کمک های بیشتری ارائه کردند.

از جانب مجله Quanta، جان رنی و توماس لین با پشتیبانی مت کارلستروم، ساموئل ولاسکو، نونا گریفین، آرلین سانتانا و مدیسون گلدبرگ، راهنمایی های تحریریه را ارائه کردند.

موسیقی تم ما از APM Music است. جولیان لین نام پادکست را مطرح کرد. هنر قسمت توسط پیتر گرین وود و لوگوی ما توسط جکی کینگ و کریستینا آرمیتاژ است. تشکر ویژه از مدرسه روزنامه نگاری کلمبیا و برت اودوم رید در استودیو پخش کورنل.

من میزبان شما هستم، استیو استروگاتز. اگر سؤال یا نظری در مورد ما دارید، لطفاً به ما ایمیل بزنید [ایمیل محافظت شده].