Mikrobiomas yra „organų“ rūšis, daugelį metų pamiršta šiuolaikinės medicinos. Tačiau daugiau nei keliolika metų, plėtojant biomedicinos mokslus, buvo atlikta daugybė tyrimų, kurių rezultatai įrodo, kad mikrobiomas yra ne tik mūsų organizme gyvenanti mikroorganizmų grupė. Kas yra mikrobiomas? Kodėl tai taip svarbu mūsų sveikatai? Kaip ja pasirūpinti?
Turinys
- Mikrobiomas, mikrobiota ar mikroflora?
- Mikrobiomas - iš ko jis susideda?
- Mikrobiomas - kokios jo funkcijos?
- Mikrobiomas - kas jį įtakoja?
- Mikrobiomų ir civilizacijos ligos
- Mikrobiomas ir nutukimas
- Mikrobiomas ir nervų sistema
- Mikrobiomas - kaip jį prižiūrėti?
Mikrobiomas (mikrobiota, mikroflora) yra mikroorganizmų grupė, būdinga tam tikrai natūraliai buveinei. Kaip buveinę turėtume suprasti ne tik jūrą ar dirvožemį, bet ir žmonių bei kitų gyvūnų organizmus. Todėl be jūrų ir dirvožemio mikrobiomo skiriame žarnyno, odos, lytinių takų, ausų ir burnos ertmės mikrobiomą.
Mikrobiomo sudėtis skiriasi priklausomai nuo užimamos buveinės. Šiuo metu daugiausia tyrimų atliekama su daugiausiai mūsų kūno mikrobiomų, t. Y. Virškinimo trakte.
Mikrobiomas, mikrobiota ar mikroflora?
Terminą „mikrobiomas“ 2001 m. Pirmą kartą pavartojo Nobelio premijos laureatas Joshua Lederbergas, kuris jį panaudojo apibrėždamas visų žmogaus organizme gyvenančių mikrobų genomo rinkinį. Todėl šia prasme šis terminas vartojamas dažniau.
Kai kalbame apie visų mikroorganizmų, kaip ląstelių, surinkimą, reikėtų vartoti terminą „mikrobiota“.
Savo ruožtu terminas „mikroflora“ yra senas terminas, vartojamas rečiau, ir jis datuojamas tais laikais, kai dauguma mikroorganizmų buvo priskiriami augalų karalystei (terminas „flora“ apibūdina tam tikroje vietovėje aptinkamų augalų rūšių visumą).
Mikrobiomas - iš ko jis susideda?
Mikrobiomą sudaro bakterijos, mielės, grybai, pirmuonys, virusai ir archėjos. Atminkite, kad jie ne visada turi būti „draugiški“ su savo šeimininku. Mikrobiota taip pat gali apimti potencialiai patogeniškus žmonėms mikroorganizmus, pvz. Escherichia Coli.
Dėl labai daug mikroorganizmų virškinimo trakto mikrobiomas nusipelno ypatingo dėmesio, kurį daugiausia sudaro bakterijos iš 4 pogrupių:
- Firmicutes (64%)
- Bakteroidai (23%)
- Proteobakterijos (8%)
- Aktinobakterijos (3%)
Sveikiems žmonėms atskiriems virškinamojo trakto skyriams būdinga įvairi mikroorganizmų įvairovė. Skrandis ir dvylikapirštės žarnos yra praktiškai sterilūs, nes rūgštus skrandžio sulčių pH sukuria nepalankią aplinką daugumai mikroorganizmų. Plonojoje žarnoje jų skaičius yra didesnis ir svyruoja nuo 10 000 iki 100 000 1 grame maisto.
Čia vyrauja acidofilinės genties bakterijos Lactobacillus ir Streptokokas. Daugiausia mikroorganizmų yra storojoje žarnoje ir tai yra net trilijonas ląstelių 1 grame maisto! Didžioji dauguma yra netoleruojantys deguonies mikroorganizmų (anaerobų), tokių kaip genties bakterijos Bifidobacterium ar Clostridium.
Manoma, kad virškinamajame trakte yra 10 kartų daugiau mikroorganizmų nei žmogaus organizmo ląstelėse (apie 100 trilijonų ląstelių, sveriančių apie 2 kg), o genų juose yra 3,3 mln. Palyginimui, žmogaus genomas yra tik 21 000 genų.
Virškinimo trakte gyvenančias bakterijas galima suskirstyti pagal funkcijas, kurias jos atlieka organizme:
- proteolitinės bakterijos (taip pat žinomos kaip puvimo) yra potencialiai patogeniškos bakterijos, kurių peraugimas žarnyne gali neigiamai paveikti kūną; jie, be kitų, apima genties bakterijos Klebsiella, Enterobakterija, Serratia, Citrobacter, Pseudomonas
- apsauginės (probiotinės) bakterijos yra bakterijos, kurios slopina patogeninių mikroorganizmų dauginimąsi, užsandarina žarnyno epitelį ir gamina maistines medžiagas žarnyno gleivinei; jie, be kitų, apima genties bakterijos Lactobacillus ir Bifidobacterium
- imunostimuliuojančios bakterijos stimuliuoja imuninės sistemos ląsteles, mažina uždegiminį atsaką ir skatina IgA antikūnų gamybą per gleivinę; jie, be kitų, apima genties bakterijos Enterokokas ir Escherichia coli. Pastarasis taip pat yra potencialiai patogeniškas nepalankiomis sąlygomis
Mikrobiomas - kokios jo funkcijos?
Žarnyno mikroorganizmai gali metabolizuoti maisto medžiagas - angliavandenius, baltymus, riebalus ir tuos, kurie tiesiogiai gaunami iš žmogaus, pavyzdžiui, negyvas ląsteles ir gleives. Mikrobiomas juos naudoja pagrindinei gyvenimo veiklai palaikyti.
Todėl mikrobiotos funkcijas galima palyginti su bioreaktoriaus tipu, kuris fermentacijos proceso metu gamina begalę bioaktyvių medžiagų. Šių medžiagų kiekis ir pobūdis labai priklausys nuo mūsų mitybos.
Be virškinimo procesų palaikymo, žarnyno mikrobiomas:
- gamina vitaminus B ir vitaminą K.
- padidina mineralų, tokių kaip magnis ir kalcis, absorbciją
- apsaugo nuo kolonizacijos žarnyne patogeninėmis bakterijomis
- stimuliuoja imuninės sistemos ląstelių brendimą ir palaiko jos darbą
- ramina uždegiminius procesus
- daro įtaką žarnyno epitelio ląstelių brendimui ir diferenciacijai
- inaktyvina toksinus ir kancerogenus
- dalyvauja cholesterolio ir bilirubino apykaitoje
Mikrobiomas - kas jį įtakoja?
- genai
Nors žarnyno mikrobiomo sudėtį pirmiausia įtakoja aplinkos veiksniai, šeimininko genotipas taip pat daro mažesnę įtaką mikrobiomui. Tokio ryšio pavyzdys yra FUT2 geno variantai, koduojantys fermentą fukoziltransferazę 2, atsakingi, inter alia, už antigenams, susijusiems su kraujo grupėmis, susidaryti.
Žmonės, turintys nepalankų FUT2 geno variantą, negamina tam tikrų oligosacharidų, kurių trūkumas lemia apsauginių genties bakterijų trūkumą Bifidobacterium. Apie 20% europiečių turi nepalankų šio geno variantą.
- amžius ir pristatymo būdas
Prieš gimdymą gimdoje mūsų virškinamasis traktas yra sterilus. Natūralaus gimdymo metu virškinimo traktą apgyvendina motinos makšties mikrobiomas. Tada žindant pienu, kūdikiui perduodamos prebiotinės medžiagos (žmogaus oligosacharidai), kurios stimuliuoja naudingų bakterijų, tokių kaip: Bifidobacterium.
Dirbtinai maitinamuose kūdikiuose šių bakterijų gali būti mažiau. Įrodyta, kad gimdymas ir maitinimo būdas gali turėti lemiamos reikšmės tinkamai vystant mikrobiomą ir vystantis, pvz., Alergijai. Natūraliai gimusiems kūdikiams buvo pastebėti reikšmingi mikrobiomo sudėties skirtumai, palyginti su gimdantiais per cezario pjūvį.
Pasibaigus žindymui ir įvedus kietą maistą, žarnyno mikrobiomo sudėtis palaipsniui panaši į suaugusio žmogaus. Maždaug 15 metų amžiaus jis tampa gana stabilus (jei žmogus sveikas ir teisingai gyvena).
Kitas žmogaus gyvenimo etapas, kai pastebimas žarnyno mikrobiomos sudėties pokytis, yra laikotarpis po maždaug 65 metų. Pagyvenusiems žmonėms sumažėja genties apsauginių bakterijų skaičius Bifidobacterium ir padidėjęs potencialiai patogeniškų bakterijų, tokių kaip Clostridium.
Mažinti Bifidobacterium, kurie mažina žarnyno gleivinės uždegimą, gali būti vienas iš veiksnių, paaštrinančių su amžiumi susijusių ligų procesus. Kodėl tai vyksta? Tai daugiausia yra to fakto pasekmė, kad senstant mūsų kūnas tampa ne toks efektyvus, t. Y. Blogėja dantų būklė, mažėja išskiriamų seilių kiekis ir mažėja organų, pvz., Kasos, efektyvumas.
- Dieta
Dieta yra vienas iš labiausiai įtakojančių žarnyno mikrobiomo sudėtį. Jei aprūpinsime savo mikrobiomą tinkamu kompleksinių angliavandenių kiekiu, mikroorganizmai gamins tokias medžiagas kaip trumposios grandinės riebalų rūgštys (SCFA), pvz., Butiratas ar pieno rūgštis, kurios teigiamai veikia organizmą, įskaitant nutildant uždegiminius atsakus.
Manoma, kad 10–20% suvartojamų angliavandenių yra atsparūs virškinimui žmogaus žarnyno fermentais. Tai yra nevirškinami angliavandeniai, tokie kaip atsparus krakmolas ir ne krakmolo polisacharidai (pvz., Pektinai ir celiuliozė), kurie yra idealios „maistinės medžiagos“ mikrobiomui.
Tačiau jei mūsų racione yra perdirbto maisto perteklius, paprastieji cukrūs, sotieji riebalai ir gyvūniniai baltymai, mikroorganizmai pradės gaminti kenksmingas medžiagas, tokias kaip biogeniniai aminai (pvz., Tiraminas), skatolis, indolis ar amoniakas. Šios medžiagos gali pažeisti žarnyno epitelio ląsteles, sukelti uždegimą ir sukelti žarnyno barjero pralaidumo sutrikimus.
Buvo atliktas tyrimas, kurio metu vaikų, gyvenančių Italijoje ir valgančių pagal vakarietišką dietos modelį (turtingi gyvūninių baltymų, riebalų ir paprastųjų cukrų), žarnyno mikrobiomos sudėtis buvo palyginta su Burkina Faso kaime gyvenančių vaikų mityba (daug sudėtingų angliavandenių ir mažai gyvūninių baltymų). . Jie parodė, kad abiejų grupių mikrobiomo sudėtis buvo diametraliai skirtinga.
Vaikams iš Italijos bakterijų grupė, būdinga nutukusiems žmonėms (Firmicutes), padaugėjo puvimo bakterijų, o išmatose buvo nustatytas sumažėjęs butirato ir kitų SCFA kiekis. Tai nebuvo nustatyta vaikams iš Burkina Faso. Tai rodo, kaip netinkami valgymo įpročiai daro įtaką žarnyno mikrobiomos sutrikimams.
Dietos, kuriose nėra sudėtingų angliavandenių (pvz., Tirpių skaidulų), mažina žarnyno mikrobiomo įvairovę, ypač apsaugines genties bakterijas Bifidobacterium. Tokios dietos pavyzdys yra FODMAPs dieta ir netinkamai subalansuota dieta be glitimo.
Viduržemio jūros dieta yra pati palankiausia atliekant tyrimus, nes joje, be didelio kiekio maistinių skaidulų, yra ir polifenolių. Kaip rodo naujausi tyrimai, 90–95% polifenolių kaupiasi storojoje žarnoje, kur žarnyno mikrobiomas juos keičia įvairiai.
- Psichologinis stresas
Pelėmis ir žmonėmis atliktais tyrimais įrodyta, kad psichologinis stresas sumažina genčių apsauginių bakterijų skaičių Lactobacillus ir Bifidobacterium. Be to, stresas stimuliuoja potencialiai patogeniškų bakterijų ataugą Escherichia Coli. Tikriausiai taip yra dėl streso hormono kortizolio sekrecijos.
Taip pat įrodyta, kad polifenoliai, tokie kaip resveratrolis vynuogėse ar katechinai arbatoje, teigiamai veikia žarnyno mikrobiotos sudėtį, veikdami kaip prebiotikai.
TAIP PAT SKAITYKITE:
- PROBIOTIKA - gydomosios savybės, rūšys ir šaltiniai
- Gerosios organizmo bakterijos: mikrobai, apsaugantys nuo ligų
- Dažnas skalbimas sutrumpina gyvenimą? Taip, ir yra tam įrodymų!
Mikrobiomų ir civilizacijos ligos
Mikrobiomas dažnai lyginamas su „organu“, kurį pamiršo šiuolaikinė medicina. Tyrimai aiškiai rodo, kad mikrobiomas, kaip ir bet kuris kitas organas, geba priimti ir reaguoti į informaciją iš aplinkos, pavyzdžiui, pH pokyčius, maistinių medžiagų, imuninių ląstelių ir hormonų buvimą. Ši sistema vadinama kvorumo jutimu ir leidžia molekulinį dialogą tarp mikrobiomo ir žmogaus ląstelių bei organų.
Dėl mikrobiomo daugialypės įtakos mūsų organizmui neturėtų stebinti, kad kokybiniai ir kiekybiniai mikrobomo sutrikimai, vadinami žarnyno disbioze, gali paveikti daugelio civilizacijos ligų atsiradimą, pavyzdžiui:
- nutukimas
- diabetas
- autoimuninės ligos
- alergijos
- depresiniai sutrikimai
- autizmas
- Alzheimerio liga
Mikrobiomo ir žmogaus sveikatos santykių tyrimų proveržis buvo 2007 m. Amerikos nacionalinio sveikatos instituto inicijuotas projektas „Žmogaus mikrobiomo projektas“. Joje naudojami moderniausi molekulinės biologijos metodai, leidę nustatyti žmogaus mikrobiomo sudėties skirtumus, atsižvelgiant į platumą, genotipą, amžių ir mitybą.
Mikrobiomas ir nutukimas
Pirmieji tyrimai, rodantys žarnyno mikrobiomos ryšį su nutukimu, buvo atlikti pelėms. Pastebėta, kad nutukusios pelės, palyginti su liesomis pelėmis, sutrikdė grupės bakterijų proporcijas Firmicutes (per daug), t Bakteroidai (nepakankamai).
Šiuo metu manoma, kad žarnyno mikrobiomas gali paveikti nutukimą mažiausiai trimis mechanizmais:
- gaminant papildomas kilokalorijas (4–10% energijos, gaunamos iš maisto, gamina mikrobiomas, ji yra apie 80–200 kcal per dieną)
- sukeliantis žemo lygio uždegimą (vadinamoji metabolinė endotoksikemija, galinti sukelti atsparumą insulinui)
- alkio ir sotumo centro reguliavimas (mikrobiomas, be kita ko, daro įtaką gliukagoną primenančio peptido-1 ir peptido YY sekrecijai ir žarnyno tranzito laikui)
Mikrobiomas ir nervų sistema
Eksperimentiniai tyrimai su pelėmis parodė, kad žarnyno mikrobiomas daro įtaką nervų sistemos vystymuisi, atsakui į stresą ir elgesiui. Vis daugiau tyrimų taip pat rodo tiesioginį žarnyno mikrobiomo ir depresijos sutrikimų ryšį.
Šiame kontekste vadinamasis žarnyno-smegenų ašis ir makšties nervas, kurie yra atsakingi už signalų perdavimą iš žarnyno į smegenis.
Kiti mechanizmai, kuriais mikroorganizmai gali paveikti mūsų elgesį, yra jų dalyvavimas triptofano (tai yra „laimės hormono“ - serotonino sintezės pirmtakas) metabolizme arba tiesiogiai per neurotransmiterių, pvz., Genties bakterijų, sintezę. Escherichia ir Enterokokas gali gaminti serotoniną ir gentį Lactobacillus GABA (neuromediatorius, atsakingas už nusiraminimą ir atsipalaidavimą).
Be to, tyrimai rodo, kad žarnyno mikrobiomas dalyvauja kuriant tokius sutrikimus kaip:
- autizmas
- šizofrenija
- ADHD
- bipolinis sutrikimas
SIBO arba bakterinis plonosios žarnos peraugimas yra tam tikra žarnyno disbiozės rūšis, kai plonajame žarnyne daugėja bakterijų, būdingų storajai žarnai.
SIBO yra virškinimo ir absorbcijos sutrikimų priežastis. Jis kartu su daugeliu ligų, tokių kaip:
- dirgliosios žarnos sindromas (84%)
- celiakija (66%)
- gastroezofaginio refliukso liga (50%)
- hipotirozė (54%)
- pankreatitas (35%)
SIBO priežastys gali būti:
- žarnyno judrumo sutrikimai
- antacidiniai vaistai
- skrandžio ligos
- virškinimo fermentų trūkumas
- senatvė
- antibiotikų terapija
Mikrobiomas - kaip jį prižiūrėti?
- valgykite daržoves ir vaisius, kuriuose gausu polifenolių (mėlynių, mėlynių, aviečių) ir prebiotinių medžiagų, kurios „maitina“ žarnyno mikrobus (ankštinius, citrusinius vaisius, topinambus, porus, svogūnus, šparagus, bananus)
- valgykite kompleksinius angliavandenius, tokius kaip rudieji ryžiai, avižų sėlenos ir avižų sėlenos, kuriuose yra tirpių skaidulų, kurios skatina butiratų gamybą
- valgykite geros kokybės riebalus, pavyzdžiui, alyvuogių aliejuje
- gerkite žaliąją arbatą, nes joje yra polifenolių, tokių kaip katechinai
- padidinti marinuotų daržovių, pvz., kopūstų, agurkų, burokėlių ir pieno produktų, pvz., jogurto, kefyro, vartojimą, nes jie yra probiotinių mikroorganizmų šaltinis
- venkite didelių alkoholio kiekių, o jei jau vartojate, rinkitės raudoną vyną, kuriame yra polifenolių, tokių kaip resveratrolis
- Pašalinkite iš dietos perdirbtą šlamštą, saldintus gėrimus, sausainius ir batonėlius, nes jie yra paprasto cukraus ir trans-riebalų šaltinis
- venkite psichologinio streso ir, jei tai neįmanoma, naudokite atsipalaidavimo metodus
- pasirūpinkite pakankamu miego kiekiu
- reguliariai mankštintis
Literatūra
- Gałęcka M. ir Szachta P. Kyberkompakt - šiuolaikinės virškinamojo trakto mikrobiologinės diagnostikos svarba. Infekcijos 5/2013.
- De Filippo C. ir kt. Dietos poveikis formuojant žarnyno mikrobiotą atskleistas lyginamuoju tyrimu, kuriame dalyvavo vaikai iš Europos ir Afrikos kaimo. Proc Natl Acad Sci JAV. 2010, 17, 107 (33), 14691–6. tiesioginė prieiga
- Tomás-Barberán F.A. ir kt. Žarnyno mikrobiotos sąveika su maisto polifenoliais ir pasekmės žmogaus sveikatai. „Curr Opin Clin Nutr Metab Care“. 2016 m., 19 (6), 471–476. tiesioginė prieiga
- Wacklinas ir kt. Sekretoriaus genotipas (FUT2 genas) yra stipriai susijęs su bifidobakterijų sudėtimi žmogaus žarnyne. „PLoS One“ 2011, 6, e20113. tiesioginė prieiga
- De Filippis F. ir kt. Aukšto lygio Viduržemio jūros dietos laikymasis teigiamai veikia žarnyno mikrobiotą ir susijusią metabolomą. Žarnynas. 2016, 65 (11), 1812–1821. tiesioginė prieiga
- Reddel S. ir kt. Mažai FODMAP, be glitimo ir ketogeninių dietų poveikis žarnyno mikrobiotos moduliacijai patologinėmis sąlygomis. Maistinių medžiagų. 2019, 12, 11 (2), E373. tiesioginė prieiga
- Wołkowicz T. ir kt. Virškinimo trakto mikrobiomas ir jo disbiozė kaip svarbus veiksnys, turintis įtakos žmogaus kūno sveikatos būklei. Med. Exp. Mikrobiol., 2014, 66: 223-235. tiesioginė prieiga
- Ostrowska L. Žarnyno mikrobiotos įtaka medžiagų apykaitos sutrikimams ir nutukimui - internisto ir dietologo požiūris. Gastroenterologia Kliniczna 2016, 8, 2, 62-73. tiesioginė prieiga
- Gulas E. ir kt. Kaip mikrobiologija gali paveikti psichiatriją? Žarnyno floros ir psichikos sutrikimų ryšys. Psichiatras. Pusė. 2018 m., 9, 1–17. tiesioginė prieiga
Skaitykite daugiau šio autoriaus straipsnių
