Co jsou střevní mikrobioty a lidské mikrobiomy?
Lidské tělo je hostitelem bilionů mikrobů nebo bakterií. Některé z nich jsou užitečné a jiné škodlivé.
Další informace o mikrobiomu a jeho vlivu na zdraví podporované výzkumem najdete v našem vyhrazeném centru.
Někteří vědci odhadují, že v těle je 10krát více mikrobiálních buněk než lidských buněk, zatímco jiní tvrdí, že tento poměr může být blíže 1: 1.
Nedávný vědecký pokrok v genetice znamená, že lidé vědí mnohem více o mikrobech v těle.
Mnoho zemí hodně investovalo do výzkumu interakcí v ekosystému lidského těla a jejich významu pro zdraví a nemoci.
Dva pojmy mikrobiota a mikrobiom se často používají k označení stejné věci a používají se zaměnitelně. Tento článek vysvětlí rozdíly mezi nimi a to, jak se používají a jak se zkoumá v moderní medicíně.
Rychlá fakta o střevní mikroflóře
- Lidská mikrobiota je tvořena biliony buněk, včetně bakterií, virů a hub.
- Největší populace mikrobů sídlí ve střevech. Mezi další oblíbená stanoviště patří kůže a genitálie.
- Mikrobiální buňky a jejich genetický materiál, mikrobiom, žijí s lidmi od narození. Tento vztah je pro normální zdraví zásadní.
- Mikroorganismy žijící uvnitř gastrointestinálního traktu tvoří asi 4 libry biomasy. Každý jedinec má jedinečnou směs druhů.
- Mikrobiota je důležitá pro výživu, imunitu a účinky na mozek a chování.Podílí se na řadě nemocí, které způsobují narušení normální rovnováhy mikrobů.
Co je lidský mikrobiom?
Lidská mikrobiota se skládá z široké škály bakterií, virů, hub a jiných jednobuněčných zvířat, která žijí v těle.
Mikrobiom je název všech genů uvnitř těchto mikrobiálních buněk.
Každý člověk skrývá kdekoli mezi 10 biliony a 100 biliony mikrobiálních buněk v symbiotickém vztahu. To prospívá jak mikrobům, tak jejich hostitelům, pokud je tělo ve zdravém stavu. Odhady se liší, ale může existovat více než 1 000 různých druhů mikroorganismů, které tvoří lidskou mikrobiotu.
Existuje spousta projektů, které se snaží dekódovat lidský genom sekvenováním všech lidských genů. Podobným způsobem byl mikrobiom podroben intenzivnímu úsilí o odhalení veškeré své genetické informace.
Následující video o lidském ekosystému, které vytvořilo Centrum pro výuku genetických věd University of Utah v Salt Lake City, vám pomůže vytvořit obraz o tomto delikátním, ale životně důležitém vztahu.
Je to dobrý úvod do řady stanovišť pro různé typy mikrobů v těle, včetně rozdílů mezi suchým prostředím předloktí a vlhkým a mastným prostředím podpaží.
Mikroby v těle jsou tak malé, že i přes počet buněk tvoří jen asi 2 až 3 procenta z celkové hmotnosti lidského těla. [S2]
Studie z roku 2012 publikovaná v Nature by the Human Microbiome Project Consortium zjistila následující:
- Vzorky mikrobiálních komunit v ústech a stolici jsou obzvláště rozmanité
- Naproti tomu vzorky z vaginálních míst vykazují obzvláště jednoduchá mikrobiální společenství.
Studie prokázala velkou rozmanitost lidského mikrobiomu u velké skupiny zdravých lidí ze Západu, ale představuje otázky pro další výzkum. Jak se liší mikrobiální populace v každém z nás po celý život a jsou vzory kolonizace prospěšnými mikroby stejné jako ty, které ukazují mikroby způsobující onemocnění?
Co je to střevní mikrobiota?
Střevní mikroflóře se dříve říkalo mikroflóra střeva.
Kolem tentokrát, v roce 1996, Dr. Rodney Berg z oddělení mikrobiologie a imunologie na Louisianské státní univerzitě psal o střevní mikroflóře a shrnul její „hluboký“ význam.
"Domorodá mikroflóra gastrointestinálního traktu má zásadní účinky na anatomický, fyziologický a imunologický vývoj hostitele," napsal Dr. Berg v článku publikovaném v Trends in Microbiology.
Článek dodává:
"Domorodá mikroflóra stimuluje imunitní systém hostitele k rychlejší reakci na napadení patogeny a prostřednictvím bakteriálního antagonismu inhibuje kolonizaci GI traktu zjevnými exogenními patogeny."
Tento symbiotický vztah prospívá lidem a přítomnost této normální flóry zahrnuje mikroorganismy, které jsou v prostředí natolik přítomné, že je lze najít prakticky u všech zvířat ze stejného prostředí.
Mezi tyto nativní mikroby však patří také škodlivé bakterie, které mohou překonat obranyschopnost těla a oddělit je od životně důležitých systémů a orgánů. Mezi příklady patří
Stručně řečeno, ve střevě jsou prospěšné bakterie a existují škodlivé bakterie, které mohou přejít do širších systémů a způsobit lokální infekce gastrointestinálního traktu. Mezi tyto infekce patří otrava jídlem a další choroby GI, které vedou k průjmům a zvracení.
Střevní mikrobiota obsahuje více než 3 miliony genů, takže je 150krát geneticky rozmanitější než lidské tělo.
Střevní mikrobiota každého jedince je jedinečná. Může výrazně přispět k tomu, jak člověk bojuje s chorobami, tráví jídlo a dokonce i svou náladu a psychologické procesy.
Proč je lidská mikrobiota důležitá?
Byly nalezeny vazby mezi střevními mikroby a srdečními chorobami
Mikroorganismy se vyvinuly společně s lidmi a tvoří nedílnou součást života a plní řadu životně důležitých funkcí.
Jsou zapojeny do zdraví i nemocí a výzkum zjistil vazby mezi bakteriální populací, ať už normální nebo narušenou, a následujícími chorobami:
- astma
- autismus
- rakovina
- celiakie
- kolitida
- cukrovka
- ekzém
- srdeční choroba
- podvýživa
- roztroušená skleróza
- obezita
Lidský mikrobiom má vliv na následující čtyři široké oblasti důležité pro zdraví:
- výživa
- imunita
- chování
- choroba
Výživa
Kromě absorpce energie z jídla jsou střevní mikroby nezbytné k tomu, aby pomohly člověku přijímat živiny. Bakterie ve střevě nám například pomáhají štěpit složité molekuly v mase a zelenině. Bez pomoci střevních bakterií je rostlinná celulóza nestravitelná.
Střevní mikroby mohou také využít své metabolické aktivity k ovlivnění chuti k jídlu a pocitu sytosti.
Rozmanitost mikroflóry souvisí s rozmanitostí stravy. Mladší dospělí, kteří vyzkoušejí širokou škálu potravin, mají rozmanitější střevní mikroflóru než dospělí, kteří dodržují odlišný stravovací režim.
Imunita
Od okamžiku, kdy se zvíře narodí, začne budovat svůj mikrobiom. Lidé získávají své první mikroby od vstupu děložního čípku své matky při příjezdu na svět.
Bez těchto raných mikrobiálních hostů by adaptivní imunita neexistovala. Jedná se o zásadní obranný mechanismus, který se učí, jak reagovat na mikroby po jejich setkání. To umožňuje rychlejší a účinnější reakci na organismy způsobující nemoci.
Hlodavci, kteří jsou zcela čistí od mikroorganismů, vykazují řadu patologických účinků a je mezi nimi nedostatečně vyvinutý imunitní systém.
Mikrobiota také souvisí s autoimunitními podmínkami a alergiemi, u nichž je pravděpodobnější, že se vyvinou, když je expozice mikrobům narušena brzy.
Chování
Mikrobiota může ovlivnit mozek, který se také podílí na trávení. Někteří dokonce nazývali střevní mikroflóru „druhým mozkem“.
Malé molekuly uvolňované aktivitou střevních bakterií spouštějí reakci nervů v gastrointestinálním traktu.
Vědci také pozorovali vazby mezi střevním mikrobiomem a psychologickými poruchami, jako je deprese a porucha autistického spektra (ASD).
Choroba
Bakteriální populace v gastrointestinálním systému poskytly informace o podmínkách střev, včetně zánětlivých onemocnění střev (IBD), jako je Crohnova choroba a ulcerózní kolitida. Nízká mikrobiální diverzita ve střevech byla spojena s IBD, stejně jako s obezitou a diabetem 2. typu.
Stav střevní mikrobioty byl spojen s metabolickým syndromem. Změna stravy zahrnutím prebiotik, probiotik a dalších doplňků snížila tyto rizikové faktory.
Střevní mikroby a jejich genetika ovlivňují energetickou rovnováhu, vývoj mozku a kognitivní funkce. Probíhá výzkum, jak přesně k tomu dochází a jak lze tento vztah využít pro lidský prospěch.
Narušení mikrobioty antibiotiky může vést k onemocnění, včetně infekcí, které se stanou rezistentními vůči antibiotiku.
Mikrobiota také hraje důležitou roli v odolávání střevnímu přerůstání externě zavedených populací, které by jinak způsobily onemocnění - „dobré“ bakterie konkurují „špatným“, přičemž některé dokonce uvolňují protizánětlivé sloučeniny.
Nové poznatky o mikrobiomu
Obrovské investice směřovaly do výzkumu mikrobiálních populací v těle a jejich genetiky a zkoumání vztahů se zdravím a nemocemi.
Národní instituty zdraví (NIH) zahájily v roce 2007 projekt lidského mikrobiomu, výzkumný projekt, jehož cílem je definovat mikrobiální druhy, které ovlivňují člověka a jejich vztah ke zdraví, produkcí velkých, veřejně dostupných datových souborů z genetických studií.
Většina mikroorganismů žijících u lidí se nachází v gastrointestinálním systému, a také zde dochází k většině nových objevů.
Nedávný vývoj zahrnuje další potvrzení způsobů, jak vložit nový kmen do stávající mikroflóry pomocí dostupnosti živin, aniž by to ovlivnilo celkovou rovnováhu a funkci mikrobiomu. To otevírá potenciál pro probiotickou léčbu a nové metody analýzy složení střevní mikrobioty.
Mořské řasy byly v této studii použity ke kontrole střevní mikrobioty několika myší.
Nedávno také proběhl výzkum toho, jak potenciální patogeny z vnějšku těla napadají a jak souvisejí se střevní mikroflórou. To pomůže určit způsoby, jak omezit invazi potenciálně škodlivých mikrobů a jejich účinky způsobující choroby.
Střevní mikrobiota se stává základním kamenem preventivní medicíny.
