Kāda ir zarnu mikrobiota un cilvēka mikrobioma?
Cilvēka ķermenī ir triljoni mikrobu vai baktēriju. Daži no tiem ir noderīgi, bet citi ir kaitīgi.
Lai iegūtu vairāk pētījumu atbalstītas informācijas par mikrobiomu un to, kā tas ietekmē jūsu veselību, lūdzu, apmeklējiet mūsu specializēto centru.
Daži zinātnieki ir aprēķinājuši, ka organismā ir 10 reizes vairāk mikrobu šūnu nekā cilvēka šūnās, bet citi saka, ka attiecība var būt tuvāka 1: 1.
Nesenie zinātniskie sasniegumi ģenētikā nozīmē, ka cilvēki zina daudz vairāk par ķermeņa mikrobiem.
Daudzas valstis ir daudz ieguldījušas, pētot mijiedarbību cilvēka ķermeņa ekosistēmā un to saistību ar veselību un slimībām.
Abi termini mikrobiota un mikrobiome bieži tiek lietoti, lai nozīmētu vienu un to pašu, un tos aizstāj. Šis raksts izskaidros atšķirības starp tām un to, kā abas tiek izmantotas, kā arī pētījumus mūsdienu medicīnā.
Ātri fakti par zarnu mikrobiotu
- Cilvēka mikrobiota sastāv no triljoniem šūnu, ieskaitot baktērijas, vīrusus un sēnītes.
- Lielākās mikrobu populācijas dzīvo zarnās. Citi populāri biotopi ir āda un dzimumorgāni.
- Mikrobu šūnas un to ģenētiskais materiāls mikrobioms dzīvo kopā ar cilvēkiem kopš dzimšanas. Šīs attiecības ir vitāli svarīgas normālai veselībai.
- Mikroorganismu, kas dzīvo kuņģa-zarnu traktā, daudzums ir aptuveni 4 mārciņas biomasas. Katram indivīdam ir unikāls sugu sajaukums.
- Mikrobiota ir svarīga uzturvērtībai, imunitātei un ietekmei uz smadzenēm un uzvedību.Tas ir saistīts ar vairākām slimībām, kas izraisa normālu mikrobu līdzsvara traucējumus.
Kas ir cilvēka mikrobioms?
Cilvēka mikrobiota sastāv no visdažādākajām baktērijām, vīrusiem, sēnītēm un citiem vienšūnas dzīvniekiem, kas dzīvo organismā.
Mikrobioms ir nosaukums visiem gēniem, kas atrodas šajās mikrobu šūnās.
Katrs cilvēks simbiotiskās attiecībās uzturas no 10 līdz 100 triljoniem mikrobu šūnu. Tas dod labumu gan mikrobiem, gan to saimniekiem, ja vien ķermenis ir veselīgā stāvoklī. Aplēses atšķiras, taču cilvēka mikrobiotā var būt vairāk nekā 1000 dažādu mikroorganismu sugu.
Ir daudz projektu, kas mēģina atšifrēt cilvēka genomu, sekvencējot visus cilvēka gēnus. Līdzīgā veidā mikrobiome ir intensīvi centusies atšķetināt visu savu ģenētisko informāciju.
Šis video par cilvēka ekosistēmu, ko izveidojis Jūtas universitātes Soltleiksitijas Ģenētisko zinātņu mācību centrs, palīdzēs izveidot priekšstatu par šīm smalkajām, bet vitāli nozīmīgajām attiecībām.
Tas ir labs ievads dažādu veidu mikrobu biotopu klāstā organismā, ieskaitot atšķirības starp apakšdelma sauso vidi un paduses mitro un taukaino vidi.
Ķermenī esošie mikrobi ir tik mazi, ka tie veido tikai aptuveni 2 līdz 3 procentus no cilvēka ķermeņa svara, neskatoties uz to, ka šūnas pārsniedz skaitli. [S2]
Human Microbiome Project Consortium 2012. gada pētījumā Nature publicēts šāds:
- Mutes un izkārnījumu mikrobu kopienu paraugi ir īpaši dažādi
- Turpretī paraugos no maksts ir īpaši vienkāršas mikrobu kopienas.
Pētījums parādīja cilvēka mikrobioma lielo daudzveidību lielā veselīgu rietumu cilvēku grupā, bet uzdod jautājumus turpmākajiem pētījumiem. Kā mikrobu populācijas katrā no mums dzīves laikā atšķiras, un vai labvēlīgo mikrobu kolonizācijas modeļi ir tādi paši kā slimību izraisošo mikrobu?
Kāda ir zarnu mikrobiota?
Zarnu mikrobiotu agrāk sauca par zarnu mikrofloru.
Ap šo laiku, 1996. gadā, doktors Rodnijs Bergs no Luiziānas štata universitātes Mikrobioloģijas un imunoloģijas nodaļas rakstīja par zarnu mikrobiotu, apkopojot tās “dziļo” nozīmi.
"Vietējā kuņģa-zarnu trakta mikroflorai ir dziļa ietekme uz saimnieka anatomisko, fizioloģisko un imunoloģisko attīstību," Dr Bergs rakstīja rakstā, kas publicēts Trends in Microbiology.
Dokuments piebilst:
"Vietējā mikroflora stimulē uzņēmējas imūnsistēmu ātrāk reaģēt uz patogēnu izaicinājumu un, izmantojot baktēriju antagonismu, nomāc GI trakta kolonizāciju ar atklātiem eksogēniem patogēniem."
Šīs simbiotiskās attiecības nāk par labu cilvēkiem, un šīs parastās floras klātbūtne ietver mikroorganismus, kas vidē atrodas tik ļoti, ka tos var atrast praktiski visos dzīvniekos no viena un tā paša biotopa.
Tomēr šie vietējie mikrobi ietver arī kaitīgas baktērijas, kas var pārvarēt ķermeņa aizsardzību, kas tos atdala no vitāli svarīgām sistēmām un orgāniem. Piemēri ietver
Apkopojot, zarnās ir labvēlīgas baktērijas, un ir kaitīgas baktērijas, kas var iekļūt plašākās sistēmās un var izraisīt vietējas GI trakta infekcijas. Šīs infekcijas ir saindēšanās ar pārtiku un citas GI slimības, kuru rezultātā rodas caureja un vemšana.
Zarnu mikrobiota satur vairāk nekā 3 miljonus gēnu, padarot to 150 reizes ģenētiski daudzveidīgāku nekā cilvēka ķermenis.
Katra indivīda zarnu mikrobiota ir unikāla. Tas var ievērojami veicināt to, kā cilvēks cīnās ar slimībām, sagremo pārtiku un pat noskaņojumu un psiholoģiskos procesus.
Kāpēc cilvēka mikrobiota ir svarīga?
Ir konstatētas saiknes starp zarnu mikrobiem un sirds slimībām
Mikroorganismi ir attīstījušies līdzās cilvēkiem un ir neatņemama dzīves sastāvdaļa, veicot virkni vitāli svarīgu funkciju.
Tie ir saistīti gan ar veselību, gan slimībām, un pētījumi ir atklājuši saikni starp normālu vai traucētu baktēriju populācijām un šādām slimībām:
- astma
- autisms
- vēzis
- celiakija
- kolīts
- diabēts
- ekzēma
- sirds slimība
- nepietiekams uzturs
- multiplā skleroze
- aptaukošanās
Cilvēka mikrobioms ietekmē šādas četras veselībai svarīgas jomas:
- uzturs
- imunitāte
- uzvedība
- slimība
Uzturs
Zarnu mikrobi ne tikai absorbē enerģiju no pārtikas, bet arī ir svarīgi, lai palīdzētu cilvēkiem uzņemt barības vielas. Zarnu baktērijas palīdz mums sadalīt sarežģītas molekulas, piemēram, gaļā un dārzeņos. Bez zarnu baktēriju palīdzības augu celuloze nav sagremojama.
Zarnu mikrobi var arī izmantot savas vielmaiņas aktivitātes, kas ietekmē alkas pēc ēdiena un pilnības sajūtu.
Mikrobiotas daudzveidība ir saistīta ar uztura daudzveidību. Jaunākiem pieaugušajiem, kuri izmēģina dažādus ēdienus, zarnu mikrobiota ir daudzveidīgāka nekā pieaugušajiem, kuri ievēro atšķirīgu uztura modeli.
Imunitāte
Kopš dzīvnieka dzimšanas viņi sāk veidot savu mikrobiomu. Cilvēki pirmos mikrobus iegūst no mātes dzemdes kakla ieejas, ierodoties pasaulē.
Bez šiem agrīnajiem mikrobu viesiem adaptīvā imunitāte nepastāvētu. Tas ir būtisks aizsardzības mehānisms, kas iemācās reaģēt uz mikrobiem pēc saskares ar tiem. Tas ļauj ātrāk un efektīvāk reaģēt uz slimību izraisošajiem organismiem.
Grauzējiem, kas ir pilnīgi tīri no mikroorganismiem, ir virkne patoloģisku efektu, un starp tiem ir arī nepietiekami attīstīta imūnsistēma.
Mikrobiota attiecas arī uz autoimūniem apstākļiem un alerģijām, kuras var attīstīties biežāk, ja agri tiek traucēta mikrobu iedarbība.
Uzvedība
Mikrobiota var ietekmēt smadzenes, kas ir iesaistītas arī gremošanā. Daži pat ir saukuši zarnu mikrobiotu par “otrajām smadzenēm”.
Mazas molekulas, ko atbrīvo zarnu baktēriju darbība, izraisa kuņģa-zarnu trakta nervu reakciju.
Pētnieki ir novērojuši arī saikni starp zarnu mikrobiomu un psiholoģiskiem traucējumiem, piemēram, depresiju un autiskā spektra traucējumiem (ASD).
Slimība
Baktēriju populācijas kuņģa-zarnu traktā ir sniegušas ieskatu zarnu stāvokļos, ieskaitot zarnu iekaisuma slimības (IBD), piemēram, Krona slimību un čūlaino kolītu. Zema mikrobu daudzveidība zarnās ir saistīta ar IBD, kā arī ar aptaukošanos un 2. tipa cukura diabētu.
Zarnu mikrobiotas statuss ir saistīts ar metabolisko sindromu. Uztura maiņa, iekļaujot prebiotikas, probiotikas un citas piedevas, ir samazinājusi šos riska faktorus.
Zarnu mikrobi un to ģenētika ietekmē enerģijas līdzsvaru, smadzeņu attīstību un kognitīvo funkciju. Tiek turpināti pētījumi par to, kā tieši tas notiek, un veidus, kā šīs attiecības var izmantot cilvēku labā.
Mikrobiotas traucēšana ar antibiotikām var izraisīt slimības, ieskaitot infekcijas, kas kļūst izturīgas pret antibiotiku.
Mikrobiotai ir arī svarīga loma, lai pretotos ārēji introducēto populāciju zarnu aizaugšanai, kas citādi izraisītu slimības - “labās” baktērijas konkurē ar “sliktajām”, dažas pat atbrīvo pretiekaisuma savienojumus.
Jauni atklājumi par mikrobiomu
Milzīgs ieguldījums ir ieguldīts pētījumos par mikrobu populācijām organismā un to ģenētiku, pētot saikni ar veselību un slimībām.
Nacionālie veselības institūti (NIH) 2007. gadā uzsāka Cilvēka mikrobioma projektu - pētījumu projektu, kura mērķis ir noteikt mikrobu sugas, kas ietekmē cilvēku, un viņu attiecības ar veselību, ražojot lielas, publiski pieejamas datu kopas no ģenētiskajiem pētījumiem.
Lielākā daļa no cilvēkiem dzīvojošajiem mikroorganismiem atrodas kuņģa-zarnu trakta sistēmā, un šeit notiek arī lielākā daļa jaunu atklājumu.
Nesenie notikumi ietver turpmāku apstiprinājumu veidiem, kā esošā mikrobiotā ievietot jaunu celmu, izmantojot barības vielu pieejamību, neietekmējot mikrobioma vispārējo līdzsvaru un funkcijas. Tas paver iespējas veikt probiotikas ārstēšanu un jaunas metodes zarnu mikrobiotas aplauzuma analīzei.
Šajā pētījumā jūras aļģes tika izmantotas, lai kontrolētu zarnu mikrobiotu vairākām pelēm.
Nesen ir veikti arī pētījumi par to, kā potenciālie patogēni, kas atrodas ārpus ķermeņa, iebrūk un kā tie ir saistīti ar zarnu mikrobiotu. Tas palīdzēs noteikt veidus, kā ierobežot potenciāli kaitīgu mikrobu invāziju un to izraisošās slimības.
Zarnu mikrobiota kļūst par profilaktiskās medicīnas stūrakmeni.
