Kas yra žarnyno mikrobiota ir žmogaus mikrobioma?
Žmogaus organizme yra trilijonai mikrobų arba bakterijų. Kai kurie iš jų yra naudingi, o kiti - kenksmingi.
Norėdami gauti daugiau tyrimų paremtos informacijos apie mikrobiomą ir kaip tai veikia jūsų sveikatą, apsilankykite mūsų specializuotame centre.
Kai kurie mokslininkai apskaičiavo, kad organizme yra 10 kartų daugiau mikrobinių ląstelių nei žmogaus ląstelių, kiti teigia, kad santykis gali būti artimesnis 1: 1.
Naujausi moksliniai genetikos laimėjimai reiškia, kad žmonės žino daug daugiau apie organizmo mikrobus.
Daugelis šalių daug investavo į žmogaus kūno ekosistemos sąveikos ir jų svarbos sveikatai bei ligoms tyrimą.
Du terminai „mikrobiota“ ir „mikrobioma“ dažnai vartojami reiškiant tą patį ir vartojami pakaitomis. Šis straipsnis paaiškins jų skirtumus ir tai, kaip abu naudojami, ir tyrimus šiuolaikinėje medicinoje.
Greiti faktai apie žarnyno mikrobiotą
- Žmogaus mikrobiotą sudaro trilijonai ląstelių, įskaitant bakterijas, virusus ir grybus.
- Didžiausia mikrobų populiacija gyvena žarnyne. Kitos populiarios buveinės yra oda ir lytiniai organai.
- Mikrobų ląstelės ir jų genetinė medžiaga mikrobiomas gyvena su žmonėmis nuo pat gimimo. Šie santykiai yra gyvybiškai svarbūs normaliai sveikatai.
- Virškinimo trakto viduje gyvenantys mikroorganizmai sudaro apie 4 svarus biomasės. Kiekvienas individas turi unikalų rūšių derinį.
- Mikrobiota yra svarbi mitybai, imunitetui ir poveikiui smegenims bei elgesiui.Tai yra susijusi su daugeliu ligų, kurios sutrikdo normalią mikrobų pusiausvyrą.
Kas yra žmogaus mikrobiomas?
Žmogaus mikrobiotą sudaro įvairiausios bakterijos, virusai, grybai ir kiti vienaląsčiai gyvūnai, gyvenantys kūne.
Mikrobiomas yra visų šių mikrobų ląstelių viduje esančių genų pavadinimas.
Kiekvienas žmogus simbiotiniame santykyje turi 10–100 trilijonų mikrobų ląstelių. Tai naudinga tiek mikrobams, tiek jų šeimininkams, jei kūnas yra sveikas. Įvertinimai skiriasi, tačiau žmogaus mikrobiotą gali sudaryti daugiau kaip 1000 skirtingų mikroorganizmų rūšių.
Yra daugybė projektų, bandančių iššifruoti žmogaus genomą sekvenuojant visus žmogaus genus. Panašiai mikrobiomas buvo intensyviai stengiamasi atskleisti visą genetinę informaciją.
Šis vaizdo įrašas apie žmogaus ekosistemą, kurį sukūrė Jutos universiteto Solt Leik Sičio Genetikos mokslo mokymosi centras, padės sukurti šio subtilaus, bet gyvybiškai svarbaus santykio vaizdą.
Tai yra geras įvadas į įvairių tipų mikrobų buveinių įvairovę organizme, įskaitant sausos dilbio aplinkos ir šlapios ir riebios pažasties aplinkos skirtumus.
Kūno mikrobai yra tokie maži, kad jie sudaro tik apie 2–3 procentus viso žmogaus kūno svorio, nepaisant to, kad jų skaičius viršija ląstelių skaičių. [S2]
2012 m. „Nature Microbiome Project Consortium“ paskelbtame tyrime nustatyta, kad:
- Burnos ir išmatų mikrobų bendrijų pavyzdžiai yra ypač įvairūs
- Priešingai, mėginiai iš makšties vietų rodo ypač paprastas mikrobų bendruomenes.
Tyrimas parodė didelę žmogaus mikrobiomo įvairovę didelėje sveikų Vakarų žmonių grupėje, tačiau kelia klausimų tolesniems tyrimams. Kaip skiriasi kiekvieno iš mūsų mikrobų populiacijos per visą gyvenimą ir ar naudingų mikrobų kolonizacijos modeliai yra tokie patys, kokius rodo ligas sukeliantys mikrobai?
Kas yra žarnyno mikrobiota?
Žarnyno mikrobiota anksčiau buvo vadinama žarnyno mikroflora.
Maždaug tuo metu, 1996 m., Daktaras Rodney Bergas iš Luizianos valstijos universiteto Mikrobiologijos ir imunologijos skyriaus rašė apie žarnyno mikrobiotą, apibendrindamas jos „gilų“ svarbą.
"Vietinė virškinamojo trakto mikroflora daro didelį poveikį anatominiam, fiziologiniam ir imunologiniam šeimininko vystymuisi", - rašė dr. Bergas straipsnyje, paskelbtame "Trends in Microbiology".
Straipsnyje priduriama:
„Vietinė mikroflora stimuliuoja šeimininko imuninę sistemą greičiau reaguoti į patogeno iššūkį ir, per bakterijų antagonizmą, slopina virškinamojo trakto kolonizaciją akivaizdžiais egzogeniniais patogenais.“
Šis simbiotinis ryšys naudingas žmonėms, o šioje įprastoje floroje yra mikroorganizmų, kurie yra tiek aplinkoje, kad jų galima rasti praktiškai visuose to paties buveinio gyvūnuose.
Tačiau šie vietiniai mikrobai taip pat apima kenksmingas bakterijas, kurios gali įveikti organizmo apsaugą, skiriančią juos nuo gyvybiškai svarbių sistemų ir organų. Pavyzdžiai:
Apibendrinant galima pasakyti, kad žarnyne yra naudingų bakterijų ir yra kenksmingų bakterijų, kurios gali prasiskverbti į platesnes sistemas ir sukelti vietines virškinamojo trakto infekcijas. Šios infekcijos apima apsinuodijimą maistu ir kitas GI ligas, kurios sukelia viduriavimą ir vėmimą.
Žarnyno mikrobiotoje yra daugiau kaip 3 milijonai genų, todėl ji genetiškai skiriasi 150 kartų daugiau nei žmogaus organizmas.
Kiekvieno žmogaus žarnyno mikrobiota yra unikali. Tai gali labai prisidėti prie to, kaip žmogus kovoja su liga, virškina maistą ir netgi savo nuotaiką bei psichologinius procesus.
Kodėl žmogaus mikrobiota yra svarbi?
Buvo nustatyta sąsajų tarp žarnyno mikrobų ir širdies ligų
Mikroorganizmai vystėsi kartu su žmonėmis ir yra neatskiriama gyvenimo dalis, atliekantys daugybę gyvybiškai svarbių funkcijų.
Jie yra susiję tiek su sveikata, tiek su ligomis, ir tyrimai parodė ryšį tarp normalių ar sutrikdytų bakterijų populiacijų ir šių ligų:
- astma
- autizmas
- vėžys
- celiakija
- kolitas
- diabetas
- egzema
- širdies liga
- nepakankama mityba
- išsėtinė sklerozė
- nutukimas
Žmogaus mikrobiomas turi įtakos šioms keturioms svarbioms sveikatai sritims:
- mityba
- imunitetas
- elgesys
- liga
Mityba
Žarnyno mikrobai ne tik sugeria iš maisto gaunamą energiją, bet ir padeda žmonėms pasisavinti maistines medžiagas. Žarnyno bakterijos padeda mums suskaidyti, pavyzdžiui, mėsos ir daržovių sudėtingas molekules. Be žarnyno bakterijų pagalbos, augalinė celiuliozė yra nesuvirškinama.
Žarnyno mikrobai taip pat gali naudoti medžiagų apykaitą, turinčią įtakos maisto troškimui ir sotumo jausmui.
Mikrobiotos įvairovė yra susijusi su mitybos įvairove. Jaunesnių suaugusiųjų, bandančių įvairiausius maisto produktus, žarnyno mikrobiota yra įvairesnė nei suaugusiųjų, besilaikančių skirtingo mitybos įpročio.
Imunitetas
Nuo pat gyvūno gimimo jie pradeda kurti savo mikrobiomą. Pirmieji mikrobai žmonės patenka iš motinos gimdos kaklelio įėjimo, atvykę į pasaulį.
Be šių ankstyvų mikrobų svečių adaptacinis imunitetas neegzistuotų. Tai gyvybiškai svarbus gynybinis mechanizmas, išmokstantis reaguoti į mikrobus po jų susidūrimo. Tai leidžia greičiau ir efektyviau reaguoti į ligas sukeliančius organizmus.
Graužikams, visiškai švariems nuo mikroorganizmų, būdingas įvairus patologinis poveikis, tarp jų yra neišsivysčiusi imuninė sistema.
Mikrobiota taip pat susijusi su autoimuninėmis sąlygomis ir alergijomis, kurios gali labiau išsivystyti, kai anksti sutrikdomas mikrobų poveikis.
Elgesys
Mikrobiota gali paveikti smegenis, kurios taip pat dalyvauja virškinime. Kai kurie net žarnyno mikrobiotą vadino „antrosiomis smegenimis“.
Mažos molekulės, išsiskiriančios žarnyno bakterijų aktyvumu, sukelia virškinamojo trakto nervų atsaką.
Tyrėjai taip pat pastebėjo žarnyno mikrobiomo ir psichologinių sutrikimų, tokių kaip depresija ir autizmo spektro sutrikimas (ASD), ryšius.
Liga
Virškinimo trakto bakterijų populiacijos suteikė žinių apie žarnyno būklę, įskaitant uždegimines žarnyno ligas (IBD), tokias kaip Krono liga ir opinis kolitas. Maža mikrobų įvairovė žarnyne buvo siejama su IBD, taip pat su nutukimu ir 2 tipo cukriniu diabetu.
Žarnyno mikrobiotos būklė siejama su metaboliniu sindromu. Dietos pakeitimas įtraukiant prebiotikus, probiotikus ir kitus papildus sumažino šiuos rizikos veiksnius.
Žarnyno mikrobai ir jų genetika daro įtaką energijos balansui, smegenų vystymuisi ir pažinimo funkcijai. Tęsiami tyrimai, kaip tiksliai tai vyksta ir kaip šie santykiai gali būti naudojami žmonių labui.
Mikrobiotos trikdymas antibiotikais gali sukelti ligas, įskaitant infekcijas, kurios tampa atsparios antibiotikams.
Mikrobiota taip pat vaidina svarbų vaidmenį atsispiriant išoriškai įvežtų populiacijų žarnų peraugimui, kuris kitaip sukeltų ligas - „gerosios“ bakterijos konkuruoja su „blogosiomis“, kai kurios netgi išskiria priešuždegiminius junginius.
Naujos išvados apie mikrobiomą
Didelės investicijos buvo skirtos organizmo mikrobų populiacijų ir jų genetikos tyrimams, tyrinėjant sąsajas su sveikata ir ligomis.
Nacionaliniai sveikatos institutai (NIH) 2007 m. Pradėjo žmogaus mikrobiomo projektą - tyrimo projektą, kurio tikslas - apibrėžti mikrobų rūšis, turinčias įtakos žmonėms ir jų santykius su sveikata, gaminant didelius, viešai prieinamus genetinių tyrimų duomenų rinkinius.
Dauguma žmogaus organizme gyvenančių mikroorganizmų yra virškinimo sistemoje, taip pat čia atliekama daugiausia naujų atradimų.
Naujausi pokyčiai apima tolesnį būdų patvirtinti būdus, kaip įterpti naują kamieną į esamą mikrobiotą, naudojant maistinių medžiagų prieinamumą, nepakenkiant bendrajai mikrobiomo pusiausvyrai ir funkcijai. Tai atveria probiotikų gydymo galimybes ir naujus žarnyno mikrobiotos makiažo analizės metodus.
Šiame tyrime jūros dumbliai buvo naudojami kontroliuojant kelių pelių žarnyno mikrobiotą.
Taip pat buvo neseniai atlikti tyrimai, kaip įsiveržia potencialūs patogenai, esantys ne kūne, ir kaip jie susiję su žarnyno mikrobiota. Tai padės nustatyti būdus, kaip apriboti potencialiai kenksmingų mikrobų invaziją ir jų sukeliamą ligą.
Žarnyno mikrobiota tampa prevencinės medicinos kertiniu akmeniu.
