Što su crijevna mikrobiota i ljudski mikrobiom?
Ljudsko je tijelo domaćin bilijunima mikroba ili bakterija. Neki od njih su korisni, a neki štetni.
Za više informacija potkrijepljenih istraživanjem o mikrobiomu i kako on utječe na vaše zdravlje, posjetite naše posebno središte.
Neki su znanstvenici procijenili da u tijelu ima 10 puta više mikrobnih stanica nego što ima ljudskih stanica, dok drugi kažu da je omjer možda bliži 1: 1.
Nedavni znanstveni napredak u genetici znači da ljudi znaju puno više o mikrobima u tijelu.
Mnoge su zemlje puno uložile u istraživanje interakcija unutar ekosustava ljudskog tijela i njihove važnosti za zdravlje i bolesti.
Dva pojma mikrobiota i mikrobiom često se koriste u značenju iste stvari i koriste se naizmjenično. Ovaj će članak objasniti razlike između njih i kako se oboje koriste i istraživanja u modernoj medicini.
Brze činjenice o mikrobioti crijeva
- Ljudska mikrobiota sastoji se od bilijuna stanica, uključujući bakterije, viruse i gljivice.
- Najveće populacije mikroba borave u crijevima. Druga popularna staništa uključuju kožu i genitalije.
- Mikrobiološke stanice i njihov genetski materijal, mikrobiom, žive s ljudima od rođenja. Ova veza je vitalna za normalno zdravlje.
- Mikroorganizmi koji žive u gastrointestinalnom traktu iznose oko 4 kilograma biomase. Svaka jedinka ima jedinstvenu kombinaciju vrsta.
- Mikrobiota je važna za prehranu, imunitet i učinke na mozak i ponašanje.Uključen je u brojne bolesti koje uzrokuju poremećaj u normalnoj ravnoteži mikroba.
Što je ljudski mikrobiom?
Ljudska mikrobiota sastoji se od širokog spektra bakterija, virusa, gljivica i drugih jednostaničnih životinja koje žive u tijelu.
Mikrobiom je naziv koji se daje svim genima unutar ovih mikrobnih stanica.
Svako ljudsko biće u sebi ima između 10 bilijuna i 100 bilijuna mikrobioloških stanica u simbiotskom odnosu. To koristi i mikrobima i njihovim domaćinima, sve dok je tijelo u zdravom stanju. Procjene se razlikuju, ali moglo bi postojati preko 1000 različitih vrsta mikroorganizama koji čine ljudsku mikrobiotu.
Puno je projekata koji pokušavaju dekodirati ljudski genom sekvenciranjem svih ljudskih gena. Na sličan je način mikrobiom bio izložen intenzivnim naporima da se razotkriju sve njegove genetske informacije.
Sljedeći video o ljudskom ekosustavu, koji je proizveo Centar za učenje genetičkih znanosti sa Sveučilišta Utah, Salt Lake City, pomoći će stvoriti sliku ovog osjetljivog, ali vitalnog odnosa.
Dobar je uvod u raspon staništa različitih vrsta mikroba u tijelu, uključujući razlike između suhog okoliša podlaktice i vlažnog i masnog okoliša pazuha.
Mikrobi u tijelu toliko su mali da čine samo oko 2 do 3 posto ukupne težine ljudskog tijela, unatoč tome što premašuju stanice. [S2]
Studija iz 2012. objavljena u časopisu Nature od strane Human Microbiome Project Consortium otkrila je sljedeće:
- Uzorci mikrobnih zajednica usta i stolice posebno su raznoliki
- Suprotno tome, uzorci s vaginalnih mjesta pokazuju posebno jednostavne mikrobne zajednice.
Studija je pokazala veliku raznolikost ljudskog mikrobioma u velikoj skupini zdravih zapadnjaka, ali postavlja pitanja za daljnja istraživanja. Kako se mikrobne populacije unutar svakog od nas razlikuju tijekom života i jesu li obrasci kolonizacije korisnih mikroba jednaki onima koje pokazuju mikrobi koji uzrokuju bolesti?
Što je crijevna mikrobiota?
Crijevna mikrobiota nekad se nazivala mikroflora crijeva.
Otprilike u to vrijeme, 1996. godine, dr. Rodney Berg, s Odjela za mikrobiologiju i imunologiju državnog sveučilišta Louisiana, napisao je o mikrobioti crijeva, sumirajući njezinu "duboku" važnost.
"Autohtona mikroflora gastrointestinalnog trakta ima duboke učinke na anatomski, fiziološki i imunološki razvoj domaćina", napisao je dr. Berg u radu objavljenom u časopisu Trends in Microbiology.
U radu se dodaje:
"Autohtona mikroflora potiče imunološki sustav domaćina da brže reagira na izazov patogena i, kroz bakterijski antagonizam, inhibira kolonizaciju GI trakta otvorenim egzogenim patogenima."
Ovaj simbiotski odnos koristi ljudima, a prisutnost ove normalne flore uključuje mikroorganizme koji su toliko prisutni u okolišu da ih se može naći praktički u svih životinja s istog staništa.
Međutim, ti izvorni mikrobi uključuju i štetne bakterije koje mogu prevladati tjelesne obrambene snage koje ih odvajaju od vitalnih sustava i organa. Primjeri uključuju
Ukratko, u crijevima postoje korisne bakterije, a postoje i štetne bakterije koje mogu prijeći u šire sustave i koje mogu uzrokovati lokalne infekcije GI trakta. Te infekcije uključuju trovanje hranom i druge gastrointestinalne bolesti koje rezultiraju proljevom i povraćanjem.
Crijevna mikrobiota sadrži preko 3 milijuna gena, što je čini genetski raznolikom 150 puta genetski različitijom od ljudskog tijela.
Crijevna mikrobiota svake jedinke jedinstvena je. Može uvelike pridonijeti načinu na koji se osoba bori protiv bolesti, probavlja hranu, pa čak i svom raspoloženju i psihološkim procesima.
Zašto je ljudska mikrobiota važna?
Pronađene su veze između crijevnih mikroba i bolesti srca
Mikroorganizmi su se razvili zajedno s ljudima i čine sastavni dio života izvršavajući niz vitalnih funkcija.
Uključeni su i u zdravlje i u bolesti, a istraživanja su pronašla veze između bakterijskih populacija, bilo normalnih ili poremećenih, i sljedećih bolesti:
- astma
- autizam
- Rak
- celijakija
- kolitis
- dijabetes
- ekcem
- srčana bolest
- pothranjenost
- Multipla skleroza
- pretilost
Ljudski mikrobiom utječe na sljedeća četiri široka područja važna za zdravlje:
- prehrana
- imunitet
- ponašanje
- bolest
Prehrana
Osim što apsorbiraju energiju iz hrane, crijevni mikrobi neophodni su i za pomoć ljudima da unose hranjive sastojke. Na primjer, crijevne bakterije pomažu nam u razgradnji složenih molekula u mesu i povrću. Bez pomoći crijevnih bakterija, biljna celuloza je neprobavljiva.
Crijevni mikrobi također mogu koristiti svoje metaboličke aktivnosti kako bi utjecali na želju za hranom i osjećaj sitosti.
Raznolikost mikrobiota povezana je s raznolikošću prehrane. Mlađi odrasli koji isprobavaju širok izbor hrane imaju različitiju mikrobiotu u crijevima od odraslih koji slijede različit prehrambeni obrazac.
Imunitet
Od trenutka kada se životinja rodi, počinju graditi svoj mikrobiom. Ljudi svoje prve mikrobe stječu s ulaza u maternični vrat maternice po dolasku na svijet.
Bez ovih ranih mikrobnih gostiju adaptivni imunitet ne bi postojao. Ovo je vitalni obrambeni mehanizam koji uči kako reagirati na mikrobe nakon susreta s njima. To omogućuje brži i učinkovitiji odgovor na organizme koji uzrokuju bolesti.
Glodavci koji su potpuno čisti od mikroorganizama pokazuju niz patoloških učinaka, a među njima je i nerazvijeni imunološki sustav.
Mikrobiota se također odnosi na autoimuna stanja i alergije, za koje je vjerojatnije da će se razviti kada se rano poremeti izlaganje mikrobima.
Ponašanje
Mikrobiota može utjecati na mozak koji je također uključen u probavu. Neki su mikrobiotu crijeva čak nazvali "drugim mozgom".
Male molekule oslobođene djelovanjem crijevnih bakterija pokreću odgovor živaca u gastrointestinalnom traktu.
Istraživači su također primijetili veze između crijevnog mikrobioma i psiholoških poremećaja, poput depresije i poremećaja autističnog spektra (ASD).
Bolest
Populacije bakterija u gastrointestinalnom sustavu dale su uvid u stanja crijeva, uključujući upalne bolesti crijeva (IBD), poput Crohnove bolesti i ulceroznog kolitisa. Niska mikrobna raznolikost u crijevima povezana je s IBD-om, kao i pretilošću i dijabetesom tipa 2.
Status crijevne mikrobiote povezan je s metaboličkim sindromom. Promjena prehrane uključivanjem prebiotika, probiotika i drugih dodataka smanjila je ove čimbenike rizika.
Crijevni mikrobi i njihova genetika utječu na energetsku ravnotežu, razvoj mozga i kognitivne funkcije. U tijeku su istraživanja kako se točno to događa i kako se taj odnos može koristiti u ljudsku korist.
Uznemirivanje mikrobiote antibioticima može dovesti do bolesti, uključujući infekcije koje postanu rezistentne na antibiotik.
Mikrobiota također igra važnu ulogu u otpornosti na crijevni prekomjerni rast vanjski unesenih populacija koje bi inače uzrokovale bolest - "dobre" bakterije se natječu s "lošima", a neke čak oslobađaju protuupalne spojeve.
Nova saznanja o mikrobiomu
Ogromna ulaganja uložena su u istraživanje o mikrobnim populacijama u tijelu i njihovoj genetici, istražujući veze sa zdravljem i bolestima.
Nacionalni zavodi za zdravlje (NIH) pokrenuli su projekt Human Microbiome Project 2007. godine, istraživački projekt čiji je cilj definirati mikrobne vrste koje utječu na ljude i njihov odnos sa zdravljem stvaranjem velikih, javno dostupnih skupova podataka genetskih studija.
Većina mikroorganizama koji žive u ljudima nalaze se u probavnom sustavu, a tu se dolazi i do većine novih otkrića.
Nedavni razvoj uključuje daljnju potvrdu načina za umetanje novog soja u postojeću mikrobiotu korištenjem dostupnosti hranjivih sastojaka bez utjecaja na ukupnu ravnotežu i funkciju mikrobioma. To otvara potencijal za probiotičke tretmane i nove metode za analizu sastava crijevne mikrobiote.
Morske alge korištene su za suzbijanje mikrobiote crijeva nekoliko miševa u ovom istraživanju.
Također je nedavno provedeno istraživanje o tome kako potencijalni patogeni izvan tijela napadaju i kako su povezani s crijevnom mikrobiotom. To će pomoći identificirati načine za ograničavanje invazije potencijalno štetnih mikroba i njihovih učinaka koji uzrokuju bolesti.
Mikrobiota crijeva postaje kamen temeljac preventivne medicine.
