MIKROBIOTA: SUDĖTIS, FUNKCIJOS IR KUR JI RANDAMA - BIOLOGIJA - 2025

Normalu mikroflora žmonėmis yra mikroorganizmų, kurie gyvena kūną standartiniu būdu, nesukeliant jokios ligos rinkinys. Šiandien terminas bakterinė flora laikomas netinkamu.

Taksonominiu požiūriu mikrobiotą sudaro labai įvairūs organizmai - nuo bakterijų, archajų ir eukariotų iki virusų. Mikrobų bendruomenės labai skiriasi skirtingose ​​kūno vietose. Kitaip tariant, mikrobų sudėtis burnoje neatitinka tos, kuri randama žarnyne.

Šaltinis: pixabay.com

Kai galvojame apie bakterijas ir apskritai mikroorganizmus, mes linkę sukelti pejoratyvius jausmus dėl šių organizmų buvimo mūsų kūne. Nors tiesa, kad įvairios bakterijos sukelia sunkias ligas, apibendrinti šią sampratą nėra teisinga.

Mūsų kūno mikroorganizmai yra nepakeičiami ir užmezga tarpusavio ryšius su mūsų organizmu. Mūsų mikrobiota daro didelę įtaką fiziologijai (tiek tiesiogiai, tiek netiesiogiai), prisideda prie daugelio medžiagų apykaitos funkcijų, apsaugo mus nuo patogenų, ugdo imuninę sistemą, be kitų funkcijų.

Žmogaus mikrobiotos sudėčiai įtakos turi skirtingi veiksniai. Tarp svarbiausių dietų - tiek kūdikiams, tiek suaugusiems - yra gimimo būdas, antibiotikų vartojimas, tam tikros medicininės sąlygos, šeimininko genotipas ir kt.

Šiuo metu yra keletas naujų molekulinių metodų, leidžiančių apibūdinti mikrobiotą naudojant pažangias ir greitas sekos nustatymo technikas. Plačiausiai naudojamas genas, kuris koduoja 16S ribosomų RNR ir yra lyginamas su duomenų baze.

Kas yra mikrobiota?

Mikrobiota yra apibrėžta kaip apibrėžtoje aplinkoje esančių mikroorganizmų junginys. Tokiu atveju mikroorganizmai, susiję su žmogaus kūnu. Terminą pasiūlė Lederbergas ir McCray'as, kurie pabrėžė šių biologinių darinių pasekmes ir naudą žmonių sveikatai.

Yra labai panašus terminas: mikrobiomas. Literatūroje mikrobiomos ir mikrobiotos dažnai keičiamos sąvokomis. Tačiau, jei norime būti tikslūs, mikrobiomas yra mikrobų, kartu su jų genais, katalogas.

Susijęs terminas yra bakterinė „flora“, mikroflora arba žarnyno flora. Jie abu buvo naudojami kelis dešimtmečius ir buvo ypač aktualūs medicinos ir mokslinėje literatūroje.

Tačiau šis terminas, datuojamas 1900 m., Nėra tinkamas, nes flora yra terminas, kilęs iš lotyniškos gėlės, susijusios su augalais, gyvenančiais tam tikrame regione. Ir kadangi nėra daroma nuoroda į mikroplanų, kurie gyvena žmogaus kūne, rinkinį, šio termino reikia atsisakyti ir pakeisti jį mikrobiota arba, atitinkamai, mikrobioma.

Normalios mikrobiotos sudėtis

Skaičius

Mikrobiota susideda iš daugybės mikroorganizmų, gyvenančių kiekvieno žmogaus kūne. Skaičiais išreikšta, kad šių simbiotinių organizmų, esančių daugiausia virškinimo trakte, yra nuo 10 iki 100 trilijonų (viršija ląstelių-šeimininkų skaičių).

Veiksniai, turintys įtakos mikrobiotos sudėčiai

Mikrobiota pradeda formuotis nuo kūdikio gimimo, kai jo kūnas vaizduoja naują mikrobų kolonizacijos aplinką. Ši kolonizacija priklauso nuo gimimo būdo - tai yra natūralus gimdymas ar cezario pjūvis (pastaroji daro didelę įtaką mikrobiotai).

Kūdikiui augant ir tobulėjant, mikrobiotos įvairovė didėja tiesiškai, priklausomai nuo pirmųjų kolonizatorių. Tai pasikeis priklausomai nuo daugelio veiksnių, tokių kaip motinos maitinimas pienu, tam tikrų maisto produktų vartojimas, ligų vystymasis.

Dabartiniai tyrimai rodo, kad dieta yra svarbiausias veiksnys, padedantis nustatyti kiekvieno žmogaus mikrobiotos tipą.

Taksonomija

Taksonomiškai šie mikroorganizmai priklauso trims gyvenimo sritims: eukariotams, bakterijoms ir archajai.

Šių organizmų tapatumas yra labai skirtingas tarp individų, individo kūno regionų ir geografinės vietovės, kurioje jie gyvena. Kitame skyriuje išsamiau aprašysime tipiškų kiekvieno kūno regiono mikrobiotų taksonominį tapatumą.

Taigi ar mes tikrai žmonės?

Dabar, žinodami didžiulę organizme esančių organizmų įvairovę, turime paklausti savęs, kas mes esame ir ar tikrai galime save laikyti individu.

Tinkamesnis požiūris yra laikyti save superorganizmu arba holobiontu, nes mes susideda iš 90% mikrobų ląstelių ir 99% genų iš mikrobų.

Kur tai yra?

Mūsų kūnas yra gausus mikroorganizmų rinkinys, kuriame kiekviena struktūra suteikia potencialią nišą jų vystymuisi. Šie tarpusavio santykiai paprastai būdingi konkrečiai vietai, kai tam tikras mikroorganizmų rinkinys sudaro kolonijas konkrečiuose kūno regionuose. Svarbiausi regionai yra šie:

Žarnyno mikrobiota

Žmogaus kūno nišose nėra abejonių, kad geriausiai ištirtas - atsižvelgiant į jo mikrobiotą - virškinimo traktas.

Tūkstančiai rūšių yra suaugusio žmogaus žarnyne, kuriame vyrauja fyla Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria ir Verrucomicrobia.

Ši kolonizacija skiriasi visame virškinamajame trakte. Plonojoje žarnoje vyrauja Lactobacillaceae, Erysiopelotrichaceae ir Enterobacteriaceae, kuriuose gausu Bacteroides spp., Clostridium spp., Bifidobacterium spp.

Storosios žarnos dalyje dažniausiai gyvena Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachnospiraceae ir Ruminococcaceae.

Šis bakterijų šeimos skirtumas visame žarnyne atspindi fiziologinius skirtumus, kurie egzistuoja visame žarnyne.

Plonojoje žarnoje bakterijų augimą riboja deguonies koncentracija, antimikrobinių peptidų buvimas ir pH vertės, tuo tarpu storosios žarnos bakterijų krūvis yra didesnis.

Be to, plonojoje žarnoje yra bakterijų apribojimas, kad būtų išvengta konkurencijos dėl maistinių medžiagų įsisavinimo tarp mikroorganizmų ir šeimininko.

Išmatose pagrindiniai aptikti priklauso bakterijos domenui, nors yra ir archajos (eilė Methanobacteriales) ir eukariotų (eilė Saccharomycetales.) Atstovų.

Burnos mikrobiota

Burnos ertmė ir gretimi plėtiniai žymi tam tikrų tipų mikroorganizmų laikymo sritis, įskaitant danties paviršių, liežuvio paviršių ir kitas keratinizuotas ir nekeratinizuotas struktūras.

Pagrindinis burnos ertmės komponentas yra seilės. Viename šio skysčio mililitre galime rasti iki 100 milijonų bakterijų ląstelių. Iš jų buvo nustatyta apie 300 rūšių, o kitoms 360 nebuvo priskirta specifinė taksonominė tapatybė.

Burnos ertmėje vyrauja pelynas, kuris yra Firmicutes, po jo eina proteobakterijos, Bacteroides, Actinobacteria, Spirochaetes ir Fusobacteria.

Kalbant apie archajos įvairovę, Methanobrevibacter gentis kelis kartus buvo atskirta iš burnos ertmės.

Tyrimai rodo, kad archajos buvimas susijęs su periodonto ligų vystymusi. Taigi šių organizmų vaidmuo užmezgant kommeninius santykius su svečiais dar nėra aiškus.

Dominuojantis grybelis burnos ertmėje priklauso Candida genčiai. Kaip ir archajos rūšys, jos buvo susijusios su daugybinių ligų vystymusi. Kitos įprastos ertmės gentys yra: Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus ir Fusarium.

Galiausiai, dažniausiai burnoje esantys virusai yra herpes virusai. Manoma, kad 90% gyventojų jie turi nuosavybę.

Urogenitalinė mikrobiota

Moters urogenitalinis traktas

Makštyje gyvenantys mikrobai yra subtiliai ir subalansuotai sujungti tarpusavyje ir apsaugo savo šeimininką bei keičiasi maistinėmis medžiagomis mainais į jų augimui tinkamą anoksinę aplinką.

Reprodukcinio amžiaus moterų makštyje yra didelis kiekis pieno rūgšties ir kitų antimikrobinių medžiagų, kurios riboja mikrobiotos augimą. Ši aplinka išlaikoma dėl pieno rūgštį gaminančių bakterijų, ypač Lactobacillus spp.

Iš tikrųjų bakterijos, priklausančios šiai genčiai, nuo 1892 m. Buvo laikomos nepakeičiamais makšties sveikatos gyventojais.

Be Lactobacillus, makščiai būdingi genų mikroorganizmai: Staphylococcus, Ureaplasma, Corynebacterium, Streptococcus, Peptostreptococcus, Gardnerella, Bacteroides, Mycoplasma, Enterococcus, Escherichia, Veillonella, Bifile.

Senstant moterims ir keičiantis hormonų lygiui, mikrobiota keičiasi.

Vyro urogenitalinis traktas

Palyginti su moters urogenitaliniu traktu, vyrų mikrobiota buvo mažai ištirta ir nėra žinoma tiek detaliai.

Kai kurios iš varpos genčių yra Staphylococus epidermidis, Corynebacterium spp., Lactobacillus spp., Be kita ko.

Plaučių mikrobiota

Plaučiai buvo labai svarbūs organai tiriant jų mikrobiotą. Tačiau yra labai mažai tyrimų šia tema, be to, sunku imti mėginius. Nors anksčiau jie buvo laikomi steriliais plotais, šiandien ši vizija buvo pakeista.

Buvo nustatyta, kad yra Streptococcus genčių, o kai kuriuose mėginiuose - Haemophilus, Rothia, Prevotella, Veillonella ir Fusobacterium.

Odos mikrobiota

Didžiausias žmogaus organas yra oda, kuri yra padengta daugybe mikroorganizmų ir yra kolonizuota jų nuo gimimo momento.

Buvo nustatyta apie 200 bakterijų genčių, kurios laikomos odos gyventojais. Dauguma šių rūšių priklauso trims fitoms, būtent: Actinobacteria, Firmicutes ir Proteobacteria.

Odos mikrobiotos sudėtis yra glaudžiai susijusi su šeimininko odos tipu, įpročiais ir genetika, todėl ji yra labai įvairi.

Dauguma mikrobų maitinasi odos sekretais, todėl jie sudaro labai artimus ryšius.

funkcijos

Virškinimas ir vitaminų gamyba

Mikrobiota atlieka daugybę funkcijų žmogaus kūne, pabrėždama jos vaidmenį gerinant virškinimą.

Bakterijos, kurios gyvena gaubtinės žarnos gale, yra susijusios su polisacharidų, kurie negali būti efektyviai metabolizuojami plonojoje žarnoje, skilimu, o tai padidina maistinių medžiagų įsisavinimą.

Taip pat įrodyta, kad skirtingos bakterijos sugeba gaminti būtinus vitaminus, kuriuos pasisavins šeimininkas. To pavyzdys yra vienas iš organizmų, geriausiai žinomų mokslininkams: E. coli.

Konkurencija ir apsauga nuo patogenų

Konkurencija apibrėžiama kaip antagonistinė sąveika, kai dvi ar daugiau rūšių konkuruoja dėl bendro išteklių.

Mūsų organizme esančių nekenksmingų mikroorganizmų spektras nuolat konkuruoja su ligos sukėlėjais ir daugeliu atvejų jiems pavyksta juos išstumti - to dėka ekologija yra žinoma kaip konkurencijos atskirties principas.

Manoma, kad jie sukuria pirmąją gynybos liniją nuo šių galimų patogenų užkrėtimo.

Kaip tiriama mikrobiota?

Mikrobiotos tyrimas datuojamas Antonie van Leewenhoek laikais, 1680 m. Pradžioje. Šis tyrėjas palyginamuoju būdu ištyrė skirtingus burnos srityje ir išmatose gyvenančius mikroorganizmus, pažymėdamas didelius abiejų sričių skirtumus.

Skirtumai peržengė kūno sritį, nes šis tyrėjas į savo eksperimentinę struktūrą taip pat įtraukė sveikų ir sergančių asmenų palyginimus. Tokiu būdu jam pavyko parodyti mikroorganizmų svarbą žmogaus sveikatai.

Istoriškai mikrobiotos tyrimas buvo susijęs su laiko ir energijos investavimu į daugelio augalų auginimą.

Šiuo metu ši metodika buvo pakeista molekuliniu metodu, kuris leidžia analizuoti mikroorganizmų genetines sekas (paprastai naudojamas molekulinis žymeklis yra 16S ir 18S ribosomų RNR genas).

Analizuojant šias sekas, taksonus (eukariotus, bakterijas ar archają) galima priskirti skirtingiems taksonominiams lygiams, kol pasieksime rūšis.

Terminas metagenomika iš pradžių buvo vartojamas apibūdinant bendrą DNR, o šiandien jis yra tiksliau vartojamas norint nurodyti genetinius žymenis, tokius kaip 16S ribosomų DNR genas.

Kas nutinka, kai mikrobiotoje atsiranda disbalansas?

Nors nėra aiškių ir tikslių visų organizmų, gyvenančių žmogaus organizme, kontūrų, žinoma, kad jų gausos ir sudėties pokyčiai daro įtaką sveikatai, pradedant virškinimo sutrikimais ir baigiant nerimastingu elgesiu.

Šiuo metu pacientams, kenčiantiems nuo kai kurių sutrikimų, vykdomas gydymas, kurio tikslas - atkurti sveiką mikrobiotą.

Nuorodos

1. Donaldsonas, GP, Lee, SM, ir „Mazmanian“, SK (2016). Bakterijų mikrobiotos žarnos biogeografija. Gamtos apžvalgos. Mikrobiologija, 14 (1), 20–32.
2. Lloyd-Price, J., Abu-Ali, G., ir Huttenhower, C. (2016). Sveiko žmogaus mikrobiomas. Genomo medicina, 8 (1), 51.
3. Marchesi, JR (Red.). (2014). Žmogaus mikrobiota ir mikrobiomas. CABI.
4. Marchesi, JR, & Ravel, J. (2015). Mikrobiomų tyrimų žodynas: pasiūlymas. Mikrobiomas, 3, 31.
5. Mimee, M., Citorik, RJ, & Lu, TK (2016). Mikrobiomų terapija - pažanga ir iššūkiai. Pažangios narkotikų pristatymo apžvalgos, 105 (Pt A), 44–54.
6. Mohajeri, MH, Brummer, R., Rastall, RA, Weersma, RK, Harmsen, H., Faas, M., & Eggersdorfer, M. (2018). Mikrobiomo vaidmuo žmogaus sveikatai: nuo pagrindinio mokslo iki klinikinio taikymo. Europos mitybos žurnalas, 57 (1 priedas), 1–14.
7. Thursby, E., & Juge, N. (2017). Įvadas į žmogaus žarnos mikrobiotą. Biocheminis žurnalas, 474 (11), 1823–1836.
8. Ursell, LK, Metcalf, JL, Parfrey, LW, & Knight, R. (2012). Apibrėždamas žmogaus mikrobiomą. Mitybos apžvalgos, 70 tiekimas 1 (1 atsarga), S38 - S44.