Kaj so črevesna mikrobiota in človeški mikrobiom?
Človeško telo je gostitelj milijard mikrobov ali bakterij. Nekateri so koristni, drugi pa škodljivi.
Za več informacij o mikrobiomu in kako vpliva na vaše zdravje, podprte z raziskavami, obiščite naše namensko vozlišče.
Nekateri znanstveniki so ocenili, da je v telesu 10-krat več mikrobnih celic kot človeških celic, drugi pa pravijo, da je razmerje morda bližje 1: 1.
Nedavni znanstveni napredek v genetiki pomeni, da ljudje vemo veliko več o mikrobih v telesu.
Številne države so veliko vlagale v raziskovanje interakcij znotraj ekosistema človeškega telesa in njihovega pomena za zdravje in bolezni.
Izraza mikrobiota in mikrobiom se pogosto uporabljata, da pomenita isto stvar in se uporabljata zamenljivo. Ta članek bo razložil razlike med njima in kako se oboje uporablja in raziskave v sodobni medicini.
Hitra dejstva o črevesni mikrobioti
- Človeška mikrobiota je sestavljena iz bilijonov celic, vključno z bakterijami, virusi in glivami.
- Največ populacije mikrobov prebiva v črevesju. Drugi priljubljeni habitati vključujejo kožo in genitalije.
- Mikrobne celice in njihov genski material, mikrobiom, živijo s človekom že od rojstva. Ta odnos je ključnega pomena za normalno zdravje.
- Mikroorganizmi, ki živijo v prebavilih, znašajo približno 4 kilograme biomase. Vsak posameznik ima edinstveno mešanico vrst.
- Mikrobiota je pomembna za prehrano, imunost in učinke na možgane in vedenje.Vpleten je v številne bolezni, ki povzročajo motnje v normalnem ravnovesju mikrobov.
Kaj je človeški mikrobiom?
Človeška mikrobiota je sestavljena iz najrazličnejših bakterij, virusov, gliv in drugih enoceličnih živali, ki živijo v telesu.
Mikrobiom je ime, ki ga dobijo vsi geni v teh mikrobnih celicah.
Vsak človek v simbiotičnem razmerju hrani med 10 bilijoni in 100 bilijoni mikrobnih celic. To koristi tako mikrobom kot njihovim gostiteljem, če je telo v zdravem stanju. Ocene se razlikujejo, vendar bi lahko bilo človeških mikrobiot več kot 1000 različnih vrst mikroorganizmov.
Obstaja veliko projektov, ki poskušajo dešifrirati človeški genom z zaporedjem vseh človeških genov. Na podoben način so si mikrobiomi intenzivno prizadevali razkriti vse svoje genske informacije.
Naslednji video o človeškem ekosistemu, ki ga je pripravil Center za genetsko znanost Univerze v Utahu v Salt Lake Cityju, bo pomagal ustvariti sliko tega občutljivega, a vitalnega odnosa.
Je dober uvod v vrsto habitatov za različne vrste mikrobov v telesu, vključno z razlikami med suhim okoljem podlakti in mokrim in mastnim okoljem pazduhe.
Mikrobi v telesu so tako majhni, da predstavljajo le približno 2 do 3 odstotke celotne teže človeškega telesa, kljub temu da jih je več kot v celicah. [S2]
Študija iz leta 2012, ki jo je v Nature objavil Human Microbiome Project Consortium, je pokazala naslednje:
- Vzorci mikrobnih združb ust in blata so še posebej raznoliki
- Nasprotno pa vzorci z nožničnih mest kažejo še posebej preproste mikrobne skupnosti.
Študija je pokazala veliko raznolikost človeškega mikrobioma v veliki skupini zdravih zahodnjakov, vendar postavlja vprašanja za nadaljnje raziskave. Kako se mikrobne populacije v vsakem izmed nas v življenju razlikujejo in ali so vzorci kolonizacije koristnih mikrobov enaki vzorcem mikrobov, ki povzročajo bolezni?
Kaj je črevesna mikrobiota?
Črevesna mikrobiota se je včasih imenovala mikroflora črevesja.
Približno v tem času, leta 1996, je dr. Rodney Berg z oddelka za mikrobiologijo in imunologijo državne univerze države Louisiana pisal o črevesni mikrobioti in povzel njen "globok" pomen.
"Avtohtona mikroflora prebavil ima močan vpliv na anatomski, fiziološki in imunološki razvoj gostitelja," je dr. Berg zapisal v članku, objavljenem v časopisu Trends in Microbiology.
Prispevek dodaja:
"Avtohtona mikroflora stimulira gostiteljski imunski sistem, da se hitreje odzove na izzive patogenov in z bakterijskim antagonizmom zavira kolonizacijo GI trakta z očitnimi eksogenimi patogeni."
To simbiotsko razmerje koristi človeku, prisotnost te normalne flore pa vključuje mikroorganizme, ki so tako prisotni v okolju, da jih lahko najdemo praktično pri vseh živalih iz istega habitata.
Vendar ti avtohtoni mikrobi vključujejo tudi škodljive bakterije, ki lahko premagajo obrambo telesa, ki jih ločuje od vitalnih sistemov in organov. Primeri vključujejo
Če povzamemo, v črevesju so koristne bakterije in škodljive bakterije, ki lahko prehajajo v širše sisteme in lahko povzročijo lokalne okužbe prebavil. Te okužbe vključujejo zastrupitev s hrano in druge bolezni prebavil, ki povzročijo drisko in bruhanje.
Črevesna mikrobiota vsebuje več kot 3 milijone genov, zaradi česar je 150-krat genetsko bolj raznolika kot človeško telo.
Črevesna mikrobiota vsakega posameznika je edinstvena. Lahko močno prispeva k temu, kako se človek bori z boleznimi, prebavlja hrano in celo svoje razpoloženje ter psihološke procese.
Zakaj je človeška mikrobiota pomembna?
Ugotovljene so povezave med črevesnimi mikrobi in srčnimi boleznimi
Mikroorganizmi so se razvili skupaj z ljudmi in so sestavni del življenja, ki opravljajo vrsto vitalnih funkcij.
Vpleteni so tako v zdravje kot v bolezni, raziskave pa so odkrile povezave med populacijo bakterij, bodisi normalno ali moteno, in naslednjimi boleznimi:
- astma
- avtizem
- raka
- Celiakija
- kolitis
- diabetes
- ekcem
- srčna bolezen
- podhranjenost
- multipla skleroza
- debelost
Človeški mikrobiom vpliva na naslednja štiri pomembna zdravstvena področja:
- prehrana
- imunost
- vedenje
- bolezen
Prehrana
Črevesni mikrobi poleg tega, da absorbirajo energijo iz hrane, bistvenega pomena tudi za to, da človeku pomagajo pri vnosu hranil. Na primer, črevesne bakterije nam pomagajo razgraditi kompleksne molekule v mesu in zelenjavi. Brez pomoči črevesnih bakterij rastlinska celuloza ni prebavljiva.
Tudi črevesni mikrobi lahko uporabljajo svoje presnovne aktivnosti, ki vplivajo na hrepenenje po hrani in občutek sitosti.
Raznolikost mikrobiote je povezana z raznolikostjo prehrane. Mlajši odrasli, ki preizkušajo najrazličnejša živila, imajo bolj raznoliko mikrobioto v črevesju kot odrasli, ki sledijo različnim prehranskim vzorcem.
Imuniteta
Od trenutka, ko se žival rodi, začnejo graditi svoj mikrobiom. Ljudje pridobijo prve mikrobe z vhoda materničnega vratu ob prihodu na svet.
Brez teh zgodnjih mikrobnih gostov prilagodljive imunosti ne bi bilo. To je ključni obrambni mehanizem, ki se nauči, kako se odzvati na mikrobe po srečanju z njimi. To omogoča hitrejši in učinkovitejši odziv na organizme, ki povzročajo bolezni.
Glodalci, ki so popolnoma čisti od mikroorganizmov, kažejo vrsto patoloških učinkov, med njimi je tudi nerazvit imunski sistem.
Mikrobiota se nanaša tudi na avtoimunske bolezni in alergije, za katere je verjetneje, da se bodo pojavile, če bo izpostavljenost mikrobom zgodaj motena.
Vedenje
Mikrobiota lahko vpliva na možgane, ki sodelujejo tudi pri prebavi. Nekateri so črevesno mikrobioto imenovali celo "drugi možgani".
Majhne molekule, sproščene z delovanjem črevesnih bakterij, sprožijo odziv živcev v prebavilih.
Raziskovalci so opazili tudi povezave med črevesnim mikrobiomom in psihološkimi motnjami, kot sta depresija in motnja avtističnega spektra (ASD).
Bolezen
Populacije bakterij v prebavilih so omogočile vpogled v črevesna stanja, vključno z vnetnimi črevesnimi boleznimi, kot sta Crohnova bolezen in ulcerozni kolitis. Nizka mikrobna raznolikost v črevesju je povezana s KVČB, pa tudi z debelostjo in diabetesom tipa 2.
Stanje črevesne mikrobiote je povezano s presnovnim sindromom. Spreminjanje prehrane z vključitvijo prebiotikov, probiotikov in drugih dodatkov je zmanjšalo te dejavnike tveganja.
Črevesni mikrobi in njihova genetika vplivajo na energijsko ravnovesje, razvoj možganov in kognitivne funkcije. Trenutno potekajo raziskave, kako natančno se to zgodi in kako lahko to razmerje uporabimo v dobro ljudi.
Motenje mikrobiote z antibiotiki lahko privede do bolezni, vključno z okužbami, ki postanejo odporne na antibiotik.
Mikrobiota ima tudi pomembno vlogo pri odpornosti na prekomerno razraščanje črevesja zunaj vnesenih populacij, ki bi sicer povzročale bolezni - "dobre" bakterije tekmujejo z "slabimi", nekatere pa celo sproščajo protivnetne spojine.
Nova spoznanja o mikrobiomu
Ogromno naložb je bilo namenjenih raziskavam o mikrobnih populacijah v telesu in njihovi genetiki ter raziskovanju povezav z zdravjem in boleznimi.
Nacionalni inštitut za zdravje (NIH) je leta 2007 začel projekt Human Microbiome Project, raziskovalni projekt, katerega namen je opredeliti mikrobne vrste, ki vplivajo na človeka in njihov odnos do zdravja, tako da proizvajajo velike, javno dostopne nabore podatkov iz genetskih študij.
Večina mikroorganizmov, ki živijo v ljudeh, najdemo v prebavilih in prav tu se odpira največ novih odkritij.
Nedavni razvoj vključuje nadaljnje potrditve načinov za vstavitev novega seva v obstoječo mikrobioto z uporabo razpoložljivosti hranil, ne da bi to vplivalo na splošno ravnovesje in delovanje mikrobioma. To odpira možnosti za probiotično zdravljenje in nove metode za analizo sestave črevesne mikrobiote.
V tej študiji so morske alge uporabljali za nadzor črevesne mikrobiote več miši.
Nedavno so bile izvedene tudi raziskave o tem, kako potencialni patogeni zunaj telesa napadajo in kako so povezani s črevesno mikrobioto. To bo pomagalo ugotoviti načine za omejevanje invazije potencialno škodljivih mikrobov in njihovih povzročiteljev bolezni.
Črevesna mikrobiota postaja temelj preventivne medicine.
