Що таке мікробіота кишечника та мікробіом людини?
В людському організмі проживають трильйони мікробів або бактерій. Деякі з них корисні, а інші - шкідливі.
Щоб отримати додаткову інформацію про мікробіом та як він впливає на ваше здоров’я, відвідайте наш спеціальний центр.
Деякі вчені підрахували, що в організмі мікробних клітин у 10 разів більше, ніж людських клітин, інші кажуть, що це співвідношення може бути ближче до 1: 1.
Останні наукові досягнення в галузі генетики означають, що люди знають набагато більше про мікроби в організмі.
Багато країн багато вклали у дослідження взаємодії в екосистемі людського тіла та їх значення для здоров'я та хвороб.
Два терміни мікробіота і мікробіом часто вживаються в значенні одного і того ж і використовуються як взаємозамінні. Ця стаття пояснить відмінності між ними та те, як обидва вони використовуються та як проводяться дослідження в сучасній медицині.
Швидкі факти про мікробіоти кишечника
- Мікробіота людини складається з трильйонів клітин, включаючи бактерії, віруси та гриби.
- Найбільша популяція мікробів мешкає в кишечнику. Інші популярні місця проживання включають шкіру та статеві органи.
- Мікробні клітини та їх генетичний матеріал, мікробіом, живуть з людиною з народження. Ці стосунки життєво важливі для нормального здоров’я.
- Мікроорганізми, що живуть усередині шлунково-кишкового тракту, складають близько 4 фунтів біомаси. У кожної особини є унікальне поєднання видів.
- Мікробіота важлива для харчування, імунітету та впливу на мозок та поведінку.Він причетний до ряду захворювань, які викликають порушення нормального балансу мікробів.
Що таке мікробіом людини?
Мікробіота людини складається з найрізноманітніших бактерій, вірусів, грибків та інших одноклітинних тварин, які живуть в організмі.
Мікробіом - це назва, яку дають всі гени всередині цих мікробних клітин.
Кожна людина утримує десь від 10 до 100 трильйонів мікробних клітин у симбіотичних стосунках. Це приносить користь як мікробам, так і їх господарям, якщо організм знаходиться в здоровому стані. Оцінки різняться, але може бути понад 1000 різних видів мікроорганізмів, що складають мікробіоти людини.
Існує безліч проектів, які намагаються розшифрувати геном людини шляхом секвенування всіх людських генів. Подібним чином мікробіом піддавався інтенсивним зусиллям, щоб розгадати всю свою генетичну інформацію.
Наступне відео про людську екосистему, створене Науковим центром генетичних наук Університету Юти, Солт-Лейк-Сіті, допоможе створити уявлення про ці делікатні, але життєво важливі стосунки.
Це гарне введення в діапазон середовищ існування різних типів мікробів в організмі, включаючи відмінності між сухим середовищем передпліччя та вологим та жирним середовищем пахв.
Мікроби в організмі настільки малі, що вони складають лише близько 2-3 відсотків від загальної ваги людського тіла, незважаючи на те, що їх кількість перевищує кількість клітин. [S2]
Дослідження 2012 року, опубліковане в Nature за допомогою консорціуму проекту Human Microbiome Project, виявило наступне:
- Зразки мікробних спільнот ротової порожнини та стільця особливо різноманітні
- На відміну від цього, зразки з вагінальних ділянок демонструють особливо прості мікробні спільноти.
Дослідження продемонструвало велику різноманітність людського мікробіому у великій групі здорових людей із Заходу, але ставить питання для подальших досліджень. Як мікробні популяції в кожному з нас змінюються протягом усього життя, і чи є схеми колонізації корисними мікробами однаковими з тими, що показані у хвороботворних мікробів?
Що таке мікробіота кишечника?
Раніше мікробіоту кишечника називали мікрофлорою кишечника.
Приблизно в цей час, у 1996 році, доктор Родні Берг, з кафедри мікробіології та імунології державного університету штату Луїзіана, писав про мікробіоти кишечника, підсумовуючи її “глибоке” значення.
"Корінна мікрофлора шлунково-кишкового тракту має глибокий вплив на анатомічний, фізіологічний та імунологічний розвиток хазяїна", - написав доктор Берг у статті, опублікованій в "Тенденції мікробіології".
У статті додається:
"Корінна мікрофлора стимулює імунну систему хазяїна швидше реагувати на виклик патогену і завдяки антагонізму бактерій пригнічує колонізацію шлунково-кишкового тракту явними екзогенними патогенами".
Цей симбіотичний взаємозв'язок приносить користь людині, і присутність цієї нормальної флори включає мікроорганізми, які настільки присутні в навколишньому середовищі, що їх можна знайти практично у всіх тварин з одного середовища проживання.
Однак до складу цих природних мікробів також входять шкідливі бактерії, які можуть подолати захисні сили організму, що відокремлюють їх від життєво важливих систем та органів. Приклади включають
Підводячи підсумок, у кишечнику є корисні бактерії, і є шкідливі бактерії, які можуть переходити у ширші системи та спричиняти місцеві інфекції ШКТ. Ці інфекції включають харчові отруєння та інші захворювання шлунково-кишкового тракту, що призводять до діареї та блювоти.
Мікробіота кишечника містить понад 3 мільйони генів, що робить її в 150 разів генетично різноманітнішою, ніж людський організм.
Мікробіота кишечника кожної особини унікальна. Це може суттєво сприяти тому, як людина бореться з хворобами, перетравлює їжу і навіть настрій та психологічні процеси.
Чому мікробіота людини важлива?
Виявлено зв’язок між мікробами кишечника та захворюваннями серця
Мікроорганізми еволюціонували поряд з людиною і становлять невід'ємну частину життя, виконуючи цілий ряд життєво важливих функцій.
Вони причетні як до здоров’я, так і до хвороб, і дослідження виявили зв’язок між популяціями бактерій, нормальними чи порушеними, та такими захворюваннями:
- астма
- аутизм
- рак
- целіакія
- коліт
- діабет
- екзема
- хвороба серця
- недоїдання
- розсіяний склероз
- ожиріння
Мікробіом людини впливає на наступні чотири великі сфери, важливі для здоров'я:
- харчування
- імунітет
- поведінки
- захворювання
Харчування
Окрім поглинання енергії з їжі, мікроби кишечника мають важливе значення для того, щоб допомогти людині засвоювати поживні речовини. Бактерії кишечника допомагають нам розщеплювати складні молекули м’яса та овочів, наприклад. Без допомоги кишкових бактерій рослинна целюлоза не засвоюється.
Мікроби кишечника також можуть використовувати свою метаболічну діяльність, впливаючи на харчову тягу та відчуття ситості.
Різноманітність мікробіоти пов’язана з різноманітністю раціону. У молодих дорослих, які випробовують різноманітні страви, мікробіота кишечника відрізняється різноманітніше, ніж у дорослих, які дотримуються чіткого режиму харчування.
Імунітет
З моменту народження тварини вони починають будувати свій мікробіом. Люди отримують перші мікроби від входу в шийку мами після прибуття у світ.
Без цих перших мікробних гостей адаптивного імунітету не існувало б. Це життєво важливий захисний механізм, який дізнається, як реагувати на мікроби після зіткнення з ними. Це дозволяє швидше та ефективніше реагувати на хвороботворні організми.
Повністю очищені від мікроорганізмів гризуни виявляють цілий спектр патологічних ефектів, і серед них є слаборозвинена імунна система.
Мікробіота також пов’язана з аутоімунними станами та алергією, які, швидше за все, можуть розвинутися, коли вплив мікробів порушується на ранніх стадіях.
Поведінка
Мікробіота може впливати на мозок, який також бере участь у травленні. Деякі навіть називали мікробіоти кишечника «другим мозком».
Невеликі молекули, що виділяються внаслідок діяльності кишкових бактерій, запускають реакцію нервів у шлунково-кишковому тракті.
Дослідники також спостерігали зв’язок між мікробіомом кишечника та психологічними розладами, такими як депресія та розлад аутистичного спектра (АСД).
Захворювання
Популяції бактерій у шлунково-кишковому тракті дали уявлення про стан кишечника, включаючи запальні захворювання кишечника (ВЗК), такі як хвороба Крона та виразковий коліт. Низька мікробна різноманітність у кишечнику пов’язана із ВЗК, а також ожирінням та діабетом 2 типу.
Статус мікробіоти кишечника пов’язаний з метаболічним синдромом. Зміна дієти шляхом включення пребіотиків, пробіотиків та інших добавок зменшило ці фактори ризику.
Мікроби кишечника та їх генетика впливають на енергетичний баланс, розвиток мозку та когнітивні функції. Продовжуються дослідження того, як саме це відбувається і як ці стосунки можна використовувати на благо людини.
Порушення мікробіоти антибіотиками може призвести до захворювання, включаючи інфекції, які стають стійкими до антибіотика.
Мікробіота також відіграє важливу роль у протистоянні кишковому зростанню зовні занесених популяцій, які в іншому випадку спричиняли б захворювання - «хороші» бактерії конкурують із «поганими», а деякі навіть виділяють протизапальні сполуки.
Нові висновки щодо мікробіома
Величезні інвестиції були спрямовані на дослідження мікробних популяцій в організмі та їх генетики, вивчення зв’язків зі здоров’ям та хворобами.
Національний інститут охорони здоров’я (NIH) започаткував проект “Мікробіом людини” у 2007 році - дослідницький проект, метою якого є визначення мікробних видів, які впливають на людину та їх взаємозв’язок із здоров’ям, виробляючи великі загальнодоступні масиви даних із генетичних досліджень.
Більшість мікроорганізмів, що живуть у людини, знаходяться в шлунково-кишковій системі, і саме тут робляться більшість нових відкриттів.
Останні події включають подальше підтвердження способів введення нового штаму в існуючу мікробіоти з використанням поживних речовин, не впливаючи на загальний баланс та функції мікробіома. Це відкриває потенціал для лікування пробіотиками та нових методів аналізу складу мікробіоти кишечника.
У цьому дослідженні морські водорості використовувались для контролю мікробіоти кишечника кількох мишей.
Також нещодавно були проведені дослідження того, як потенційні патогени, що потрапляють поза організм, вторгаються і як вони пов’язані з мікробіотою кишечника. Це допоможе визначити способи обмеження вторгнення потенційно шкідливих мікробів та їх хвороботворних наслідків.
Мікробіота кишечника стає наріжним каменем профілактичної медицини.
