Čo sú to črevná mikrobiota a ľudský mikrobióm?
Ľudské telo je hostiteľom biliónov mikróbov alebo baktérií. Niektoré z nich sú užitočné a iné škodlivé.
Ďalšie informácie o mikrobióme a o tom, ako ovplyvňuje vaše zdravie, nájdete na našom vyhradenom serveri.
Niektorí vedci odhadli, že v tele je 10-krát viac mikrobiálnych buniek ako ľudských buniek, zatiaľ čo iní tvrdia, že pomer sa môže blížiť k 1: 1.
Posledné vedecké pokroky v genetike znamenajú, že ľudia vedia oveľa viac o mikróboch v tele.
Mnoho krajín veľa investovalo do výskumu interakcií v ekosystéme ľudského tela a ich významu pre zdravie a choroby.
Tieto dva pojmy mikrobiota a mikrobióm sa často používajú na to, aby znamenali to isté, a používajú sa navzájom zameniteľné. V tomto článku vysvetlíme rozdiely medzi nimi a spôsob použitia a výskumu v modernej medicíne.
Rýchle fakty o črevnej mikrobiote
- Ľudská mikrobiota je tvorená biliónmi buniek vrátane baktérií, vírusov a plesní.
- Najväčšie populácie mikróbov žijú v črevách. Medzi ďalšie obľúbené biotopy patrí koža a pohlavné orgány.
- Mikrobiálne bunky a ich genetický materiál, mikrobióm, žijú s ľuďmi od narodenia. Tento vzťah je nevyhnutný pre normálne zdravie.
- Mikroorganizmy žijúce vo vnútri gastrointestinálneho traktu tvoria asi 4 libry biomasy. Každý jedinec má jedinečnú zmes druhov.
- Mikrobiota je dôležitá pre výživu, imunitu a účinky na mozog a správanie.Podieľa sa na rade chorôb, ktoré spôsobujú narušenie normálnej rovnováhy mikróbov.
Čo je ľudský mikrobióm?
Ľudská mikrobiota pozostáva z najrôznejších baktérií, vírusov, plesní a iných jednobunkových zvierat, ktoré žijú v tele.
Mikrobióm je názov pre všetky gény vo vnútri týchto mikrobiálnych buniek.
Každý človek obsahuje kdekoľvek medzi 10 biliónmi a 100 biliónmi mikrobiálnych buniek v symbiotickom vzťahu. To prospieva mikróbom aj ich hostiteľom, pokiaľ je telo v zdravom stave. Odhady sa líšia, ale môže existovať viac ako 1 000 rôznych druhov mikroorganizmov, ktoré tvoria ľudskú mikrobiotu.
Existuje veľa projektov, ktoré sa snažia dekódovať ľudský genóm sekvenovaním všetkých ľudských génov. Podobným spôsobom bol mikrobióm podrobený intenzívnemu úsiliu o odhalenie všetkých svojich genetických informácií.
Nasledujúce video o ľudskom ekosystéme, ktoré vytvorilo Centrum výučby genetických vied University of Utah v Salt Lake City, pomôže vytvoriť obraz o tomto chúlostivom, ale životne dôležitom vzťahu.
Je to dobrý úvod do radu biotopov pre rôzne typy mikróbov v tele, vrátane rozdielov medzi suchým prostredím predlaktia a vlhkým a mastným prostredím podpazušia.
Mikróby v tele sú také malé, že aj napriek početným počtom buniek tvoria iba asi 2 až 3 percentá z celkovej hmotnosti ľudského tela. [S2]
Štúdia z roku 2012 publikovaná v časopise Nature od Human Microbiome Project Consortium zistila nasledujúce:
- Vzorky mikrobiálnych spoločenstiev v ústach a stolici sú obzvlášť rozmanité
- Naopak, vzorky z vaginálnych miest vykazujú obzvlášť jednoduché mikrobiálne spoločenstvá.
Štúdia preukázala veľkú rozmanitosť ľudského mikrobiómu u veľkej skupiny zdravých ľudí zo Západu, ale kladie otázky pre ďalší výskum. Ako sa líšia mikrobiálne populácie v každom z nás počas celého života a sú vzory kolonizácie prospešnými mikróbmi rovnaké ako tie, ktoré ukazujú mikróby spôsobujúce choroby?
Čo je to črevná mikrobiota?
Črevná mikrobiota sa zvykla nazývať mikroflóra čriev.
V tejto dobe, v roku 1996, napísal Dr. Rodney Berg z oddelenia mikrobiológie a imunológie na Louisianskej štátnej univerzite o črevnej mikrobiote a zhrnul jej „hlboký“ význam.
"Domorodá mikroflóra gastrointestinálneho traktu má výrazný vplyv na anatomický, fyziologický a imunologický vývoj hostiteľa," napísal Dr. Berg v článku publikovanom v časopise Trends in Microbiology.
Príspevok dodáva:
„Domorodá mikroflóra stimuluje imunitný systém hostiteľa, aby rýchlejšie reagoval na výzvu patogénov, a prostredníctvom bakteriálneho antagonizmu inhibuje kolonizáciu gastrointestinálneho traktu zjavnými exogénnymi patogénmi.“
Tento symbiotický vzťah je prospešný pre ľudí a prítomnosť tejto normálnej flóry zahŕňa mikroorganizmy, ktoré sú tak prítomné v prostredí, že sa dajú nájsť prakticky u všetkých zvierat z rovnakého biotopu.
Medzi tieto natívne mikróby však patria aj škodlivé baktérie, ktoré dokážu prekonať obranyschopnosť tela a oddeľujú ich od životne dôležitých systémov a orgánov. Príklady zahŕňajú
Stručne povedané, v čreve sa nachádzajú prospešné baktérie a sú tu aj škodlivé baktérie, ktoré môžu prechádzať do širších systémov a spôsobiť lokálne infekcie gastrointestinálneho traktu. Medzi tieto infekcie patrí otrava jedlom a ďalšie choroby GI, ktoré vedú k hnačkám a zvracaniu.
Črevná mikrobiota obsahuje viac ako 3 milióny génov, čo je 150-krát geneticky rozmanitejšie ako ľudské telo.
Črevná mikrobiota každého jednotlivca je jedinečná. Môže výrazne prispieť k tomu, ako človek bojuje s chorobami, trávením potravy a dokonca aj so svojou náladou a psychologickými procesmi.
Prečo je dôležitá ľudská mikrobiota?
Našli sa väzby medzi črevnými mikróbmi a srdcovými chorobami
Mikroorganizmy sa vyvinuli spolu s ľuďmi a tvoria neoddeliteľnú súčasť života a vykonávajú celý rad životne dôležitých funkcií.
Sú zapojené do zdravia aj chorôb a výskum zistil súvislosti medzi populáciami baktérií, či už normálnymi alebo narušenými, a nasledujúcimi chorobami:
- astma
- autizmus
- rakovina
- celiakia
- kolitída
- cukrovka
- ekzém
- ochorenie srdca
- podvýživa
- roztrúsená skleróza
- obezita
Ľudský mikrobióm má vplyv na nasledujúce štyri široké oblasti dôležité pre zdravie:
- výživa
- imunita
- správanie
- choroba
Výživa
Okrem absorpcie energie z potravy sú črevné mikróby nevyhnutné na to, aby pomohli človeku prijímať živiny. Črevné baktérie nám pomáhajú napríklad odbúravať zložité molekuly v mäse a zelenine. Bez pomoci črevných baktérií je rastlinná celulóza nestráviteľná.
Črevné mikróby môžu tiež využívať svoje metabolické aktivity na chuť do jedla a na pocit sýtosti.
Rozmanitosť mikrobioty súvisí s rozmanitosťou stravy. Mladší dospelí, ktorí vyskúšajú širokú škálu jedál, majú rozmanitejšiu črevnú mikrobiotu ako dospelí, ktorí dodržiavajú odlišný stravovací režim.
Imunita
Od narodenia zvieraťa si začnú budovať svoj mikrobióm. Ľudia získavajú svoje prvé mikróby od vstupu do matkinho krčka maternice po príchode na svet.
Bez týchto skorých mikrobiálnych hostí by adaptívna imunita neexistovala. Toto je životne dôležitý obranný mechanizmus, ktorý sa učí, ako reagovať na mikróby po ich stretnutí. To umožňuje rýchlejšiu a účinnejšiu reakciu na organizmy spôsobujúce choroby.
Hlodavce, ktoré sú úplne čisté od mikroorganizmov, vykazujú celý rad patologických účinkov a je medzi nimi aj nedostatočne vyvinutý imunitný systém.
Mikrobiota tiež súvisí s autoimunitnými stavmi a alergiami, u ktorých je pravdepodobnejšie, že sa vyvinú, ak dôjde k skorému narušeniu expozície mikróbom.
Správanie
Mikrobiota môže pôsobiť na mozog, ktorý sa tiež podieľa na trávení. Niektorí dokonca nazývali črevnú mikrobiotu „druhým mozgom“.
Malé molekuly uvoľňované aktivitou črevných baktérií spúšťajú reakciu nervov v gastrointestinálnom trakte.
Vedci tiež pozorovali súvislosti medzi črevným mikrobiómom a psychologickými poruchami, ako sú depresia a poruchy autistického spektra (ASD).
Choroba
Bakteriálne populácie v gastrointestinálnom systéme poskytli informácie o podmienkach čreva, vrátane zápalových ochorení čriev (IBD), ako je Crohnova choroba a ulcerózna kolitída. Nízka mikrobiálna diverzita v čreve bola spojená s IBD, ako aj s obezitou a cukrovkou 2. typu.
Stav črevnej mikrobioty bol spájaný s metabolickým syndrómom. Zmena stravovania zahrnutím prebiotík, probiotík a ďalších doplnkov znížila tieto rizikové faktory.
Črevné mikróby a ich genetika ovplyvňujú energetickú rovnováhu, vývoj mozgu a kognitívne funkcie. Stále prebiehajú výskumy o tom, ako presne k tomu dochádza, a spôsobov, ako je možné tento vzťah využiť v prospech ľudí.
Narušenie mikrobioty antibiotikami môže viesť k ochoreniu vrátane infekcií, ktoré sa stávajú rezistentnými na antibiotikum.
Mikrobiota tiež hrá dôležitú úlohu v odolávaní črevnému premnoženiu externe introdukovaných populácií, ktoré by inak spôsobovali choroby - „dobré“ baktérie konkurujú „zlým“, pričom niektoré dokonca uvoľňujú protizápalové látky.
Nové poznatky o mikrobióme
Obrovské investície smerovali do výskumu mikrobiálnych populácií v tele a ich genetiky, ktorý skúmal súvislosti so zdravím a chorobami.
Národný inštitút zdravia (NIH) spustil v roku 2007 ľudský mikrobiálny projekt, výskumný projekt, ktorého cieľom je definovať mikrobiálne druhy, ktoré ovplyvňujú ľudí a ich vzťahy k zdraviu, a to produkciou veľkých, verejne dostupných súborov údajov z genetických štúdií.
Väčšina mikroorganizmov žijúcich v ľuďoch sa nachádza v gastrointestinálnom systéme, a tiež tu dochádza k väčšine nových objavov.
Posledný vývoj zahŕňa ďalšie potvrdenie spôsobov vloženia nového kmeňa do existujúcej mikrobioty pomocou dostupnosti výživných látok bez toho, aby to malo vplyv na celkovú rovnováhu a funkciu mikrobiómu. To otvára potenciál pre probiotické liečby a nové metódy analýzy zloženia črevnej mikrobioty.
V tejto štúdii sa morské riasy použili na kontrolu črevnej mikrobioty niekoľkých myší.
Uskutočnil sa tiež nedávny výskum zameraný na to, ako môžu potenciálne patogény zvonka tela napadnúť a ako súvisia s črevnou mikrobiotou. To pomôže identifikovať spôsoby, ako obmedziť inváziu potenciálne škodlivých mikróbov a ich účinky spôsobujúce choroby.
Črevná mikrobiota sa stáva základným kameňom preventívnej medicíny.
