علت بوی بد بدن چیست؟ کشف آنزیم کلیدی تولید بوی زیر بغل توسط باکتری‌ها

بوی بدن دقیقاً از کجا می‌آید؟

«بوی بدن» یا Body Odour (BO) یکی از آن پدیده‌های روزمره‌ای است که در نگاه نخست ساده به نظر می‌رسد؛ اما در سطح مولکولی، حاصل یک تعامل پیچیده میان غدد عرق، ترکیبات ترشح‌شده از پوست، میکروبیوم پوستی (Skin Microbiome) و مجموعه‌ای از واکنش‌های آنزیمی است.

برای سال‌ها تصور رایج این بود که بوی نامطبوع بدن مستقیماً از خودِ عرق ناشی می‌شود. اما این برداشت دقیق نیست. بسیاری از ترکیباتی که همراه ترشحات پوستی وارد سطح پوست می‌شوند، در ابتدا بی‌بو یا کم‌بو هستند و زمانی که توسط برخی میکروارگانیسم‌های ساکن پوست متابولیزه می‌شوند، به مولکول‌های فرّار و بودار تبدیل می‌شوند.

به بیان ساده، آنچه ما به‌عنوان بوی بدن احساس می‌کنیم، در بسیاری از موارد نه «بوی عرق»، بلکه محصول نهایی یک فرایند زیستی میان انسان و میکروب‌های همزیست او است.

این نکته، نگاه ما به بوی بدن را از یک مسئله صرفاً بهداشتی به یک پدیده جالب در میکروبیولوژی، بیوشیمی، زیست‌شناسی تکاملی و زیست‌شناسی پوست تبدیل می‌کند.

نقش میکروبیوم پوست در ایجاد بوی بدن

سطح پوست انسان یک محیط کاملاً استریل نیست؛ بلکه اکوسیستمی زنده و پویاست که گونه‌های مختلفی از باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها در آن زندگی می‌کنند. ترکیب این میکروبیوم پوستی (Skin Microbiome) در بخش‌های مختلف بدن یکسان نیست.

زیربغل یا Axilla یکی از مهم‌ترین نواحی از نظر تولید بوی بدن است؛ زیرا هم شرایط فیزیکی مناسبی برای رشد برخی باکتری‌ها دارد و هم در آن، غدد عرق و ساختارهای مرتبط با فولیکول‌های مو، ترکیباتی را در اختیار میکروب‌ها قرار می‌دهند که می‌توانند به‌عنوان مواد اولیه واکنش‌های متابولیک عمل کنند.

اما نکته بسیار مهم این است که وجود یک باکتری در زیربغل لزوماً به معنای ایجاد بوی بد نیست.

برای مثال، اگرچه گونه‌های مختلف استافیلوکوک در پوست انسان حضور دارند، پژوهش‌ها نشان داده‌اند که تنها گروه محدودی از باکتری‌های زیربغل توانایی تبدیل برخی پیش‌سازهای بی‌بو به ترکیبات بسیار بودار را دارند. در میان آنها Staphylococcus hominis یکی از مهم‌ترین گونه‌های مرتبط با تولید بوی بدن است.

بنابراین نمی‌توان گفت «هر باکتری موجود در زیربغل عامل بوی بد است». مسئله، توانایی متابولیکی خاص برخی گونه‌ها و آنزیم‌های آنها است.

غدد آپوکرین؛ نقطه آغاز ماجرا

برای فهم دقیق‌تر این فرایند باید به غدد آپوکرین (Apocrine Glands) توجه کنیم.

غدد آپوکرین در مناطقی مانند زیربغل و برخی نواحی دیگر بدن قرار دارند و ترشحاتی تولید می‌کنند که حاوی مولکول‌های مختلفی است. بخشی از پیش‌سازهای مرتبط با بوی بدن، به صورت ترکیباتی متصل به مولکول‌های دیگر ترشح می‌شوند و در ابتدا فاقد بوی شدید هستند.

یکی از پیش‌سازهای مهم در مسیر تولید برخی ترکیبات بودار، مولکولی موسوم به Cys-Gly-3M3SH است.

این ترکیب را می‌توان به‌عنوان یک پیش‌ساز مولکولی در نظر گرفت که پس از ورود به مسیر متابولیکی باکتری، در نهایت می‌تواند به ترکیب بسیار فرّار و بوداری به نام 3-methyl-3-sulfanylhexan-1-ol (3M3SH) تبدیل شود.

3M3SH یکی از مهم‌ترین تیوالکل‌ها یا تیوآل‌ها (Thioalcohols/Thiols) در بوی زیربغل محسوب می‌شود و حتی در مقادیر بسیار اندک نیز می‌تواند بوی قابل‌توجهی ایجاد کند. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که این ترکیب از مهم‌ترین و تندترین اجزای شیمیایی بوی زیربغل است.

«آنزیم بوی بدن» چگونه بو را ایجاد می‌کند؟

مطالعه مهم دانشگاه یورک که در سال ۲۰۲۰ منتشر شد، یکی از قطعات کلیدی این پازل را آشکار کرد.

پژوهشگران با بررسی باکتری‌های موجود در زیربغل دریافتند که یک گروه محدود از استافیلوکوک‌ها دارای آنزیمی هستند که در آزادسازی ترکیبات بودار نقش اساسی دارد.

این آنزیم در آن زمان به‌صورت غیررسمی BO enzyme یا «آنزیم بوی بدن» نامیده شد.

از دیدگاه بیوشیمیایی، این آنزیم در واقع یک Cysteine-S-conjugate β-lyase وابسته به Pyridoxal 5′-phosphate (PLP) است که در باکتری‌های خاص تولیدکننده بوی بدن یافت می‌شود.

این آنزیم به پیش‌سازهایی که توسط سلول انسانی تولید شده‌اند، دسترسی پیدا می‌کند و با انجام واکنش‌های اختصاصی، مسیر را به سمت آزاد شدن مولکول بودار 3M3SH هدایت می‌کند.

پژوهشگران حتی نشان دادند که انتقال این آنزیم به یک استافیلوکوک فاقد توانایی تولید این بوی خاص، می‌تواند توانایی تولید تیوالکل را در آن ایجاد کند. به همین دلیل، این آنزیم فقط یک عامل همراه با بوی بدن نیست؛ بلکه یک جزء ضروری و کافی برای شکل‌گیری این مسیر خاص تولید تیوالکل محسوب می‌شود.

این یافته از نظر زیست‌شناسی بسیار جذاب است؛ زیرا نشان می‌دهد یک تفاوت کوچک در توانایی آنزیمی یک باکتری می‌تواند پیامد حسی بسیار بزرگی برای انسان داشته باشد.

اما داستان به یک آنزیم ختم نمی‌شود

یکی از نکات مهمی که در نسخه‌های قدیمی‌تر این خبر معمولاً دیده نمی‌شود، این است که تولید بوی بدن یک واکنش تک‌مرحله‌ای نیست.

پژوهش‌های بعدی نشان دادند که برای تبدیل پیش‌ساز Cys-Gly-3M3SH به 3M3SH، چند مرحله متابولیکی پشت سر هم وجود دارد.

در سال ۲۰۲۴، پژوهشگران دانشگاه یورک آنزیم دیگری را در Staphylococcus hominis شناسایی کردند که در یکی از مراحل پیشین این مسیر نقش دارد. این آنزیم PepV نام دارد و یک دی‌پپتیداز (Dipeptidase) از خانواده M20A است.

PepV می‌تواند بخشی از پیش‌ساز Cys-Gly-3M3SH را جدا کند و آن را به شکل مناسب‌تری برای مرحله بعدی مسیر تبدیل کند. سپس آنزیم PatB، که همان آنزیم اختصاصی‌تر مرحله نهایی است، با انجام واکنش C-S β-lyase به آزاد شدن 3M3SH کمک می‌کند.

بنابراین تصویر امروزی ما بسیار دقیق‌تر از عبارت ساده «یک آنزیم باعث بوی بد بدن می‌شود» است.

در واقع، با یک مسیر زیست‌شیمیایی چندمرحله‌ای (Multistep Biochemical Pathway) مواجهیم که در آن، پیش‌ساز انسانی توسط باکتری دریافت و درون سلول باکتریایی پردازش می‌شود و در نهایت مولکولی بسیار فرّار و بودار تولید می‌شود.

مسیر مولکولی تولید بوی بدن

اگر بخواهیم این فرایند را به زبان ساده خلاصه کنیم، می‌توان آن را چنین تصور کرد:

ترشح پیش‌ساز توسط غدد آپوکرین ← ورود پیش‌ساز به باکتری ← پردازش توسط آنزیم‌های باکتریایی ← حذف بخش‌های خاص مولکول ← آزاد شدن 3M3SH ← انتشار مولکول فرّار در هوا ← تحریک گیرنده‌های بویایی ← ادراک بوی بدن

در سطح دقیق‌تر، پیش‌ساز Cys-Gly-3M3SH توسط یک ناقل غشایی موسوم به DtpT وارد سلول باکتری می‌شود. سپس PepV با حذف بخش گلیسین، ترکیب را به شکل مناسب‌تری برای مرحله بعد تبدیل می‌کند. پس از آن، PatB با فعالیت C-S β-lyase، 3M3SH را آزاد می‌کند.

این مدل نشان می‌دهد که بوی بدن در حقیقت نتیجه همکاری چند سامانه است: یک مولکول منشأگرفته از بدن انسان، یک سامانه انتقال غشایی باکتری، یک آنزیم پردازش‌کننده و یک آنزیم تولیدکننده مولکول بودار.

چرا Staphylococcus hominis اهمیت ویژه‌ای دارد؟

شاید در نگاه نخست عجیب باشد که یک باکتری نسبتاً کم‌فراوان بتواند چنین اثر محسوسی ایجاد کند.

اما در زیست‌شناسی، فراوانی یک گونه الزاماً با اهمیت عملکردی آن برابر نیست.

ممکن است یک میکروب تنها بخش کوچکی از یک جامعه میکروبی را تشکیل دهد، اما اگر آنزیم یا مسیر متابولیکی منحصربه‌فردی داشته باشد، تأثیر آن می‌تواند بسیار بیشتر از فراوانی جمعیتی‌اش باشد.

Staphylococcus hominis نمونه جالبی از همین اصل است.

این باکتری یکی از اعضای میکروبیوم طبیعی پوست محسوب می‌شود، اما برخی سویه‌ها و گروه‌های نزدیک به آن توانایی خاصی برای استفاده از پیش‌سازهای مرتبط با بوی بدن دارند. در مقابل، حتی برخی استافیلوکوک‌های شایع‌تر پوست، مانند Staphylococcus epidermidis، همان توانایی متابولیکی را برای تولید 3M3SH ندارند.

از این منظر، بوی بدن نه صرفاً به «تعداد باکتری‌ها»، بلکه به نوع باکتری و مجموعه ژن‌ها و آنزیم‌های متابولیکی آن وابسته است.

یک کشف کوچک با پیامد بزرگ برای میکروبیوم

اهمیت این پژوهش فقط در پیدا کردن عامل بوی نامطبوع نیست.

این مطالعه نمونه‌ای بسیار زیبا از مفهوم میکروبیوم به‌عنوان یک سامانه عملکردی است.

ما معمولاً میکروبیوم پوست را مجموعه‌ای از باکتری‌ها تصور می‌کنیم؛ اما آنچه از نظر زیستی اهمیت دارد، فقط «چه کسی آنجا حضور دارد» نیست، بلکه «چه کاری می‌تواند انجام دهد» نیز اهمیت دارد.

دو فرد ممکن است از نظر ترکیب کلی میکروبیوم پوست شباهت زیادی داشته باشند، اما تفاوت در گونه‌ها، سویه‌ها، ژن‌ها یا سطح فعالیت آنزیم‌ها می‌تواند باعث تفاوت در تولید ترکیبات فرّار و در نتیجه تفاوت در بوی بدن شود.

به همین دلیل، آینده کنترل بوی بدن احتمالاً فقط در کشتن هرچه بیشتر باکتری‌ها خلاصه نخواهد شد.

آیا باید همه باکتری‌های زیربغل را از بین ببریم؟

پاسخ علمی به این سؤال منفی است.

میکروبیوم پوست بخشی از زیست‌بوم طبیعی بدن است و همه باکتری‌های موجود در زیربغل مضر نیستند. حتی حذف گسترده میکروارگانیسم‌های طبیعی پوست می‌تواند تعادل این اکوسیستم را تغییر دهد.

از همین رو، یکی از جذاب‌ترین پیامدهای این پژوهش، توسعه روش‌هایی برای مهار هدفمند (Targeted Inhibition) مسیر تولید بو است.

یعنی به جای آنکه تمام باکتری‌های پوست را از بین ببریم، می‌توان آنزیم یا مرحله‌ای مشخص از مسیر متابولیک تولید بو را هدف قرار داد.

پژوهشگران دانشگاه یورک نیز بر همین رویکرد تأکید کرده‌اند: طراحی مهارکننده‌هایی که تولید مولکول‌های بودار را متوقف کنند، بدون آنکه میکروبیوم طبیعی زیربغل را به‌طور گسترده مختل سازند.

این رویکرد از نظر زیست‌پزشکی بسیار مهم است؛ زیرا نشان‌دهنده حرکت از ضدمیکروب‌درمانی غیرانتخابی (Non-selective Antimicrobial Approach) به سمت مهار متابولیکی دقیق (Precision Metabolic Inhibition) است.

ارتباط این یافته با تکامل انسان

یکی از جذاب‌ترین بخش‌های این داستان، جنبه تکاملی آن است.

بررسی‌های فیلوژنتیک (Phylogenetic Analysis) نشان داده‌اند که آنزیم اختصاصی مرتبط با تولید تیوالکل در دودمان خاصی از استافیلوکوک‌های تولیدکننده بو، مدت‌ها پیش از ظهور Homo sapiens وجود داشته است.

پژوهشگران بر اساس شواهد تکاملی تخمین زده‌اند که این ویژگی آنزیمی حدود ۶۰ میلیون سال پیش از طریق یک رویداد انتقال افقی ژن (Horizontal Gene Transfer) وارد یک گروه خاص از استافیلوکوک‌ها شده و سپس اختصاصیت آن برای پیش‌سازهای مرتبط با انسان شکل گرفته است.

این یافته یک نتیجه جالب به همراه دارد: سازوکار زیستی تولید برخی اجزای بوی بدن، احتمالاً بسیار قدیمی‌تر از انسان امروزی است.

البته از این موضوع نباید نتیجه گرفت که «بوی بدن انسان امروزی دقیقاً همان نقشی را در اجداد اولیه داشته است». چنین نتیجه‌ای فراتر از شواهد موجود است. آنچه پژوهش نشان می‌دهد، قدمت بسیار زیاد مسیرهای مولکولی مرتبط با تولید این ترکیبات است و پژوهشگران احتمال نقش‌های ارتباطی بوی بدن در پستانداران و نخستی‌های اجدادی را به‌عنوان یک فرضیه تکاملی مطرح کرده‌اند.

چرا این کشف برای علوم اعصاب نیز جالب است؟

اگرچه موضوع ظاهراً متعلق به میکروبیولوژی پوست است، اما در نهایت به یکی از بنیادی‌ترین سامانه‌های حسی مغز یعنی سیستم بویایی (Olfactory System) ختم می‌شود.

3M3SH و سایر ترکیبات فرّار تولیدشده در سطح پوست وارد هوا می‌شوند و سپس از طریق جریان تنفسی به اپی‌تلیوم بویایی (Olfactory Epithelium) می‌رسند.

مولکول‌های بودار در آنجا با گیرنده‌های بویایی (Olfactory Receptors) موجود بر نورون‌های گیرنده بویایی تعامل می‌کنند. اطلاعات حاصل پس از پردازش اولیه در مسیرهای بویایی به ساختارهایی مانند پیاز بویایی (Olfactory Bulb) منتقل می‌شود و سپس شبکه‌های گسترده‌تری از مغز در ادراک و تفسیر بو مشارکت می‌کنند.

از این منظر، یک اتفاق کاملاً محیطی و میکروبی در سطح پوست می‌تواند در نهایت به یک تجربه کاملاً عصبی و شناختی تبدیل شود.

ما یک مولکول را «بو» نمی‌نامیم؛ بلکه مغز انسان با دریافت الگوی فعالیت گیرنده‌های بویایی و پردازش آن در شبکه‌های عصبی، آن را به‌صورت یک ادراک بویایی (Olfactory Perception) تجربه می‌کند.

به همین دلیل، بوی بدن در نقطه تلاقی چند حوزه قرار می‌گیرد: میکروبیوم، بیوشیمی، تکامل، شیمی آلی، نوروساینس حسی و رفتار اجتماعی.

بوی بدن؛ حاصل تعامل انسان و میکروب

یکی از زیباترین پیام‌های این پژوهش آن است که مرز میان «انسان» و «میکروارگانیسم» همیشه آن‌قدر روشن نیست که تصور می‌کنیم.

مولکول اولیه می‌تواند توسط بدن انسان ساخته شود؛ باکتری آن را دریافت کند؛ آنزیم باکتریایی آن را تغییر دهد؛ محصول نهایی وارد محیط شود؛ و سپس دستگاه عصبی انسان همان محصول را به‌عنوان یک بو ادراک کند.

بنابراین چیزی که ما آن را یک ویژگی فردی و حتی اجتماعی می‌دانیم، در حقیقت می‌تواند محصول یک تعامل زیستی انسان–میکروب (Human–Microbe Interaction) باشد.

این نگاه، مفهوم «بدن انسان» را نیز عمیق‌تر می‌کند. بدن فقط مجموعه‌ای از سلول‌های انسانی نیست؛ بلکه زیست‌بومی پیچیده است که در آن سلول‌های انسانی و میکروارگانیسم‌های همزیست، پیوسته با یکدیگر تعامل دارند.

از دئودورانت‌های معمولی تا مهندسی دقیق بوی بدن

کشف آنزیم‌های دخیل در تولید بوی بدن می‌تواند در آینده مسیر توسعه محصولات کنترل بو را نیز تغییر دهد.

دئودورانت‌های سنتی عمدتاً با پوشاندن بو، کاهش رشد باکتری‌ها یا تغییر شرایط سطح پوست عمل می‌کنند. اما شناخت دقیق مسیرهای مولکولی این امکان را ایجاد می‌کند که ترکیباتی طراحی شوند که یک آنزیم یا یک مرحله مشخص از مسیر تولید بو را هدف قرار دهند.

این رویکرد را می‌توان نمونه‌ای از مهندسی هدفمند میکروبیوم (Targeted Microbiome Modulation) دانست.

هدف در چنین رویکردی نابودی اکوسیستم میکروبی پوست نیست؛ بلکه کاهش یک عملکرد متابولیکی مشخص است.

البته باید تأکید کرد که کشف یک آنزیم در آزمایشگاه به معنای آن نیست که یک محصول درمانی یا دئودورانت هدفمند بلافاصله آماده استفاده عمومی شده است. تبدیل یک یافته بنیادی به یک محصول ایمن و مؤثر، نیازمند مراحل متعدد پژوهشی، آزمون‌های زیستی و ارزیابی‌های بالینی و صنعتی است.

آیا «مقصر اصلی» واقعاً فقط یک باکتری است؟

عنوان «مقصر اصلی بوی بد بدن» برای جلب توجه مناسب است، اما از نظر علمی باید با احتیاط تفسیر شود.

Staphylococcus hominis یکی از مهم‌ترین باکتری‌های مرتبط با تولید برخی اجزای بوی زیربغل است، اما بوی بدن یک پدیده تک‌عاملی نیست.

بوی بدن از مجموعه‌ای از ترکیبات آلی فرّار (Volatile Organic Compounds) تشکیل می‌شود و عوامل متعددی از جمله ژنتیک، ترکیب میکروبیوم، نوع ترشحات پوستی، شرایط محیطی، رژیم غذایی، وضعیت هورمونی، بهداشت فردی و ویژگی‌های فردی می‌توانند بر شدت و کیفیت آن اثر بگذارند.

از طرف دیگر، ترکیبات شیمیایی مختلفی از جمله اسیدهای چرب فرّار (Volatile Fatty Acids)، تیوالکل‌ها و سایر مواد فرّار در شکل‌گیری بوی بدن مشارکت دارند. بنابراین نمی‌توان همه بوی بدن را به یک مولکول یا یک آنزیم تقلیل داد.

جمع‌بندی؛ وقتی یک باکتری کوچک، یک مسئله بزرگ را توضیح می‌دهد

کشف مسیرهای آنزیمی تولید بوی بدن نمونه‌ای درخشان از این واقعیت است که پدیده‌های ظاهراً ساده روزمره می‌توانند در پشت پرده، معماری مولکولی بسیار پیچیده‌ای داشته باشند.

بوی زیربغل صرفاً نتیجه «عرق کردن» نیست. در بسیاری از موارد، این بو نتیجه تبدیل پیش‌سازهای کم‌بو یا بی‌بو به ترکیبات فرّار بودار توسط اعضای خاصی از میکروبیوم پوست است.

Staphylococcus hominis در این میان یکی از بازیگران مهم محسوب می‌شود. پژوهش‌های دانشگاه یورک نشان دادند که آنزیم PatB، یک C-S β-lyase وابسته به PLP، نقش کلیدی در آزادسازی 3M3SH دارد و پژوهش‌های بعدی نیز آنزیم PepV را به‌عنوان یکی از مراحل پیشین این مسیر شناسایی کردند.

در نتیجه، «بوی بدن» دیگر فقط یک مسئله مربوط به دئودورانت و بهداشت فردی نیست؛ بلکه پنجره‌ای است به سوی مطالعه میکروبیوم انسان، تکامل باکتری‌ها، شیمی مولکول‌های فرّار، تعامل انسان و میکروب و حتی نحوه تبدیل یک سیگنال شیمیایی به تجربه بویایی در مغز.

شاید جذاب‌ترین نکته همین باشد: گاهی آنچه ما در زندگی روزمره تنها یک «بو» می‌نامیم، در مقیاس مولکولی داستانی چندمرحله‌ای از ژن، پروتئین، آنزیم، باکتری، تکامل و سیستم عصبی است.

و این همان جایی است که زیست‌شناسی از یک واقعیت ساده روزمره عبور می‌کند و به یکی از زیباترین پرسش‌های علوم زیستی می‌رسد: چگونه فعالیت یک مولکول کوچک در یک میکروب ساکن پوست می‌تواند در نهایت به یک تجربه آگاهانه در مغز انسان تبدیل شود؟

سوالات متداول

۱. علت اصلی بوی بد بدن چیست؟
بوی بد بدن عمدتاً زمانی ایجاد می‌شود که باکتری‌های موجود روی پوست، ترکیبات کم‌بو یا بی‌بو در ترشحات بدن را به مولکول‌های فرّار بودار تبدیل می‌کنند.

۲. کدام باکتری باعث بوی بد زیر بغل می‌شود؟
گونه‌هایی مانند Staphylococcus hominis در تولید برخی ترکیبات اصلی بوی زیر بغل نقش دارند.

۳. آنزیم BO چیست؟
آنزیم BO یک آنزیم باکتریایی است که در مسیر تولید ترکیبات بودار مانند 3M3SH نقش دارد و توسط برخی باکتری‌های زیربغل تولید می‌شود.

۴. آیا عرق به‌تنهایی باعث بوی بد بدن می‌شود؟
خیر. عرق تازه معمولاً بوی شدیدی ندارد؛ بخش مهمی از بو حاصل فعالیت میکروب‌های پوست روی ترکیبات موجود در عرق و ترشحات پوستی است.

۵. آیا می‌توان بوی بدن را بدون از بین بردن میکروبیوم پوست کنترل کرد؟
پژوهش‌های جدید به سمت مهار هدفمند آنزیم‌های تولیدکننده بو حرکت می‌کنند تا بدون آسیب گسترده به میکروبیوم طبیعی پوست، تولید بو کاهش یابد.