MIKROBIOTA: ÖSSZETÉTEL, FUNKCIÓK ÉS HOL TALÁLHATÓ - BIOLÓGIA - 2025

Az emberek normális mikrobiota a mikroorganizmusok azon csoportja, amelyek a testben szokásos módon élnek betegség nélkül. Manapság a bakteriális növényvilág kifejezés nem megfelelő.

Taxonómiai szempontból a mikrobiota nagyon különféle szervezetekből áll, baktériumoktól, archaea-tól és eukariótáktól a vírusokig. A mikrobiális közösségek a test különböző területein jelentősen eltérnek. Más szavakkal, a szájban lévő mikrobák összetétele nem felel meg a bélben található összetételnek.

Forrás: pixabay.com

Amikor baktériumokra - és általában a mikroorganizmusokra - gondolunk, hajlamosak vagyunk pejoratív érzéseket kelteni ezeknek az entitásoknak a testében való jelenlétével kapcsolatban. Noha igaz, hogy a különféle baktériumok súlyos betegségeket okoznak, ez a koncepció nem helytálló.

A testünkben levő mikroorganizmusok nélkülözhetetlenek, és kölcsönös és kommenzális kapcsolatot létesítenek szervezetünkkel. Mikrobióta jelentős mértékben befolyásolja fiziológiánkat - közvetlenül és közvetetten is - hozzájárul a rengeteg anyagcsere-funkcióhoz, védi bennünket a kórokozókkal szemben, képzi az immunrendszert, többek között a funkciókat.

Különböző tényezők befolyásolják az emberi mikrobiota összetételét. A legelterjedtebbek között az étrend - mind csecsemők, mind felnőttek esetében - a születési mód, az antibiotikumok használata, bizonyos egészségügyi állapotok, többek között a gazdaszervezet genotípusa.

Jelenleg számos új molekuláris módszer létezik, amelyek lehetővé teszik a mikrobiota jellemzését fejlett és gyors szekvenálási technikákkal. A legszélesebb körben alkalmazott gén, amely a 16S riboszómális RNS-t kódolja, és összehasonlítja egy adatbázissal.

Mi a mikrobiota?

A mikrobiótát egy meghatározott környezetben jelen lévő mikroorganizmusok összegyűjtéseként kell meghatározni. Ebben az esetben az emberi testhez kapcsolódó mikroorganizmusok. A kifejezést Lederberg és McCray javasolta, akik hangsúlyozták ezen biológiai entitások következményeit és előnyeit az emberi egészségre.

Van egy nagyon hasonló kifejezés: a mikrobióma. Az irodalomban a mikrobióma és a mikrobiota gyakran felcserélhető fogalmak. Ha azonban pontosak akarunk lenni, akkor a mikrobióm a mikrobák katalógusa, génjeikkel együtt.

Egy kapcsolódó kifejezés a bakteriális "növény", a mikroflóra vagy a bélflóra. Mindkettőt több évtizeden keresztül használták, és különösen relevánsak voltak az orvosi és tudományos irodalomban.

Ez az 1900-ból származó kifejezés azonban nem megfelelő, mivel a növényvilág a latin virágból származó kifejezés, amelyet egy adott régióban élő növényekkel társítanak. És mivel nem utalnak az emberi testben élő mikrolövénykészletre, akkor ezt a kifejezést el kell hagyni, és helyébe a mikrobiótát, vagy esetleg a mikrobiomát kell cserélni.

A normál mikrobiota összetétele

Szám

A mikrobiota több mikroorganizmusból áll, amelyek minden ember testében élnek. Számszerűsítve 10 és 100 trillió (a gazdasejtek számát meghaladó) e szimbiotikus organizmusok vannak, amelyek főként a gyomor-bélrendszerben helyezkednek el.

A mikrobiota összetételét befolyásoló tényezők

A mikrobiota a csecsemő születésekor kezd kialakulni, ahol teste új környezetet képvisel a mikrobiális gyarmatosításban. Ez a kolonizáció a születés módjától függ - vagyis a természetes szülés vagy a császármetszés (ez utóbbi jelentősen befolyásolja a mikrobiótát).

Ahogy a csecsemő növekszik és fejlődik, a mikrobiota sokfélesége lineárisan növekszik, az első kolonizátoroktól függően. Ez sokféle tényezőtől függ, például az anyatej táplálása, bizonyos ételek fogyasztása, többek között a betegségek kialakulása.

A jelenlegi kutatások azt mutatják, hogy az étrend a legfontosabb tényező, amely segít meghatározni az egyes egyének mikrobiota típusát.

taxonómia

Taxonómiai szempontból ezek a mikroorganizmusok az élet három területéhez tartoznak: eukarióták, baktériumok és archaea.

Ezen organizmusok azonossága nagymértékben változik az egyének, az egyén testrégiói és földrajzi területe között, ahol élnek. A következő részben részletesebben leírjuk az egyes testrégiók tipikus mikrobióta taxonómiai identitását.

Tehát valóban emberek vagyunk?

Most, ismerve a testünkben élő organizmusok óriási sokféleségét, fel kell kérdeznünk magunktól, hogy kik vagyunk, és vajon valóban egyénnek tekinthetjük-e magunkat.

Megfelelőbb vélemény az, ha szuperorganizmusnak vagy holobiontnak tekintjük magunkat, mivel 90% -ban mikrobiális sejtekből és 99% -ban mikrobák géneiből állunk.

Hol található?

A testünk mikroorganizmusok gazdag csoportja, ahol minden egyes szerkezet potenciális rést kínál fejlődésükhöz. Ezek a kölcsönös viszonyok általában helyspecifikusak, ahol egy bizonyos mikroorganizmus-csoport kolóniákat alkot a test meghatározott részein. A legfontosabb régiók:

Bél mikrobiota

Az emberi test által biztosított résekben nem kétséges, hogy a mikrobióta szempontjából a legjobban megvizsgált a gyomor-bél traktus.

Fajok ezrei találhatók egy felnőtt egyén bélében, főként a phyla Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria és Verrucomicrobia uralják.

Ez a gyarmatosítás az emésztőrendszerben változik. A vékonybélben a Lactobacillaceae, az Erysiopelotrichaceae és az Enterobacteriaceae túlsúlyban vannak, gazdagok a Bacteroides spp., Clostridium spp., Bifidobacterium spp.

A vastagbélben a leggyakoribb lakosok a Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachnospiraceae és Ruminococcaceae.

Ez a különbség a baktériumok családjában az egész bélben tükrözi a bél egész területén fennálló fiziológiai különbségeket.

A vékonybélben a baktériumok növekedését korlátozza az oxigénkoncentráció, az antimikrobiális peptidek jelenléte és a pH-értékek, míg a vastagbélben a baktériumterhelés nagyobb.

Ezen túlmenően a vékonybélben baktériumkorlátozás van, hogy elkerülhető legyen a tápanyagok felszívódása a mikroorganizmusok és a gazda között.

A székletben a kimutatott fõbbek a baktérium doménhez tartoznak, bár vannak az archaea (Methanobacteriales rend) és az eukarióták (Saccharomycetales rend) képviselõi is.

Orális mikrobiota

A szájüreg és a szomszédos kiterjesztések képviselik a megfelelő tárolórégiókat bizonyos típusú mikroorganizmusok számára, ideértve a fog felületét, a nyelv felületét és más keratinizált és nem keratinizált struktúrákat.

A szájüreg egyik alapvető alkotóeleme a nyál. E folyadék egy milliliterjében akár 100 millió baktériumsejt is megtalálható. Ezek közül körülbelül 300 fajt azonosítottak, míg további 360 fajhoz nem rendeltek specifikus taxonómiai azonosítót.

A szájüregben uralkodó halak a Firmicutes, majd proteobaktériumok, Bacteroides, Actinobacteria, Spirochaetes és Fusobacteria.

Az archaea sokféleségét tekintve a Methanobrevibacter nemzetet több alkalommal izolálják a szájüregből.

A tanulmányok azt mutatják, hogy az archaea jelenléte összefügg a periodontális betegségek kialakulásával. Ezért ezeknek az organizmusoknak a szerepe a vendégekkel való kommenzális kapcsolatok kialakításában még nem világos.

A szájüregben domináns gomba a Candida nemhez tartozik. Az archaea fajokhoz hasonlóan ezek is számos betegség kialakulásával kapcsolatosak. Az üregben más általános nemzetségek: Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus és Fusarium.

Végül, a szájban leggyakoribb vírusok a herpesvírusok. Becslések szerint a lakosság 90% -a birtokolja őket.

Urogenitális mikrobiota

Női urogenitális traktus

A hüvely belsejében élő mikrobák a kölcsönös kölcsönhatás finom és kiegyensúlyozott kapcsolatban állnak, védik a gazdaszervezetet és cserélnek tápanyagokat, a növekedésükhöz megfelelő anoxikus környezetért cserébe.

Reproduktív korú nőkben a hüvely jelentős mennyiségű tejsavat és más antimikrobiális anyagokat tartalmaz, amelyek korlátozzák a mikrobiota növekedését. Ezt a környezetet fenntartják a tejsavat termelő baktériumok, különösen a Lactobacillus spp.

Valójában az ebbe a nemzetségbe tartozó baktériumokat 1892 óta tekintik a hüvelyi egészség nélkülözhetetlen lakosainak.

A Lactobacillus mellett a hüvelyt a nemzetség mikroorganizmusai is jellemzik: Staphylococcus, Ureaplasma, Corynebacterium, Streptococcus, Peptostreptococcus, Gardnerella, Bacteroides, Mycoplasma, Enterococcus, Escherichia, Veillonella, Bififa.

A nők öregedésével és a hormonszint ingadozásával a mikrobiota módosul.

Férfi urogenitális traktus

A női urogenitális traktushoz képest a férfi mikrobiótát kevésbé tanulmányozták, és nem ismertek annyira részletesebben.

A péniszben jelentett nemzetségek egyike többek között a Staphylococus epidermidis, a Corynebacterium spp., A Lactobacillus spp.

A tüdő mikrobiota

A tüdő mikroorganizmusának vizsgálata szempontjából nagy jelentőségű szervek. A témáról azonban nagyon korlátozott számú tanulmány van - a minták vételének nehézségeivel együtt. Bár korábban steril területeknek tekintették őket, ma ezt a látomást módosították.

A Streptococcus nemzetség jelenlétét kimutatták, és egyes mintákban a Haemophilus, Rothia, Prevotella, Veillonella és Fusobacterium.

A bőr mikrobiota

Az emberi test legnagyobb szerve a bőr, amelyet sokféle mikroorganizmus borít, és amelyet a születés pillanatától kezdve gyarmatosítanak.

Körülbelül 200 baktérium nemzetet azonosítottak, amelyeket a bőr lakóinak tekintnek. Ezeknek a fajoknak a többsége három phyla-ba tartozik, nevezetesen: Actinobacteria, Firmicutes és Proteobacteria.

A bőr mikrobiota összetétele szorosan kapcsolódik a gazda bőrtípusához, szokásaihoz és genetikájához, így rendkívül változékony.

A legtöbb mikrobák a bőr szekrécióiban táplálkoznak, tehát nagyon szoros kapcsolatokat képeznek.

Jellemzők

Emésztés és vitamintermelés

A mikrobiota számos funkciót lát el az emberi testben, kiemelve annak szerepét az emésztés javításában.

A vastagbél végén élő baktériumok a vékonybélben nem hatékonyan metabolizálható poliszacharidok hasításával kapcsolatosak, ami növeli a tápanyagok felszívódását.

Azt is kimutatták, hogy a különböző baktériumok képesek olyan alapvető vitaminokat előállítani, amelyeket a gazda felszív. Erre példa a tudósok által legismertebb egyik organizmus: E. coli.

Verseny és kórokozók elleni védelem

A versenyt olyan antagonista kölcsönhatásnak tekintik, amelyben két vagy több faj részt vesz a közös erőforrásért versenyben.

A szervezetünkben ártalmatlan mikroorganizmusok spektruma állandó versenyben van a kórokozókkal, és a legtöbb esetben sikerül kiszorítani őket - köszönhetően az ökológiának a versenykivetés elvének.

Úgy gondolják, hogy ezek képezik az első védelmi vonalat e potenciális kórokozók általi fertőzés ellen.

Hogyan vizsgálják a mikrobiótát?

A mikrobiota tanulmányozása Antonie van Leewenhoek 1680 elejének idejére nyúlik vissza. Ez a kutató összehasonlító módon vizsgálta a szájüregben és a székletben élő különféle mikroorganizmusokat, rámutatva mindkét terület szignifikáns különbségeire.

A különbségek meghaladták a testrégiót, mivel ez a kutató kísérleti terveiben az egészséges és a beteg egyedek összehasonlítását is beillesztette. Ilyen módon sikerült megmutatnia a mikroorganizmusok fontosságát az emberi egészségben.

A mikrobiota tanulmányozása történelmileg az idő és az energia befektetését vonta maga után több növény termelésében.

Jelenleg ezt a módszert felváltotta egy olyan molekuláris megközelítés, amely lehetővé teszi a mikroorganizmusok genetikai szekvenciáinak elemzését (általában az alkalmazott molekuláris marker a 16S és 18S riboszómális RNS génje).

Ezen szekvenciák elemzésével a taxonokat (eukarióták, baktériumok vagy archaea) különféle taxonómiai szintekre lehet besorolni, amíg el nem érjük a fajt.

A metagenomika kifejezést eredetileg a teljes DNS jellemzésére használták, ma pedig pontosabban olyan genetikai markerek vizsgálatára utalnak, mint például a 16S riboszómális DNS gén.

Mi történik, ha egyensúlyhiány lép fel a mikrobiótában?

Annak ellenére, hogy nincs világos és pontos vázlat az emberi testben élő valamennyi organizmusról, ismert, hogy ezek változásának és összetételének változása befolyásolja az egészséget, az emésztési rendellenességektől a szorongó magatartás kialakulásáig.

Jelenleg az egészséges mikrobiota helyreállítására összpontosító kezeléseket kezelnek bizonyos betegségekben szenvedő betegek esetében.

Irodalom

1. Donaldson, GP, Lee, SM, és Mazmanian, SK (2016). A baktérium mikrobiota bél biogeográfiája. Természeti áttekintés. Mikrobiológia, 14 (1), 20–32.
2. Lloyd-Price, J., Abu-Ali, G. és Huttenhower, C. (2016). Az egészséges emberi mikrobióma. Genom gyógyszer, 8 (1), 51.
3. Marchesi, JR (szerk.). (2014). Az emberi mikrobiota és mikrobióma. CABI.
4. Marchesi, JR és Ravel, J. (2015). A mikrobióm-kutatás szókincse: javaslat. Microbiome, 3, 31.
5. Mimee, M., Citorik, RJ és Lu, TK (2016). Mikrobiome terápiák - Előrelépések és kihívások. Speciális gyógyszeradagolási áttekintések, 105 (Pt A), 44–54.
6. Mohajeri, MH, Brummer, R., Rastall, RA, Weersma, RK, Harmsen, H., Faas, M. és Eggersdorfer, M. (2018). A mikrobióma szerepe az emberi egészségben: az alaptudománytól a klinikai alkalmazásokig. Európai táplálkozási folyóirat, 57 (1. sz. Készlet), 1–14.
7. Thursby, E. és Juge, N. (2017). Bevezetés az emberi bél mikrobiótájába. A Biochemical Journal, 474 (11), 1823–1836.
8. Ursell, LK, Metcalf, JL, Parfrey, L. és Knight, R. (2012). Az emberi mikrobióma meghatározása. Táplálkozási áttekintés, 70. készlet 1. (1. készlet), S38 - S44.