Микробиом је врста "органа" који је савремена медицина заборављена дуги низ година. Међутим, више од десет година, захваљујући развоју биомедицинских наука, спроведено је мноштво истраживања чији резултати доказују да је микробиом више од пуке групе микроорганизама који насељавају наше тело. Шта је микробиом? Зашто је то толико важно за наше здравље? Како се бринути о томе?

Микробиом(микробиота, микрофлора) је група микроорганизама карактеристичних за дато природно станиште. Као станиште треба разумети не само море или тло, већ и организам човека и других животиња. Стога, поред микробиома мора и тла, разликујемо микробиом црева, коже, гениталног тракта, уха и усне шупљине.

Састав микробиома варира у зависности од станишта које заузима. Тренутно се највише истраживања спроводи на најбројнијем микробиому у нашем телу, односно на дигестивном тракту.

Микробиом, микробиота или микрофлора?

Термин "микробиом" је први пут употребио 2001. нобеловац Џошуа Ледерберг, који га је употребио да опише скуп генома свих микроба који насељавају људско тело. Стога се термин чешће користи у овом смислу.

Када се говори о сакупљању свих микроорганизама као ћелија, треба користити термин "микробиота".

Термин „микрофлора”, с друге стране, је стари термин који се ређе користи, а датира из времена када је већина микроорганизама била класификована у биљно царство (израз „флора” описује укупност биљних врста пронађених у датој области).

Микробиом - од чега се састоји?

Микробиом се састоји од бактерија, квасца, гљивица, протозоа, вируса и археја. Запамтите да они не морају увек да буду "пријатељски" према свом домаћину. Микробиота такође може укључивати микроорганизме потенцијално патогене за људе, нпр.Есцхерицхиа Цоли .

Због обиља микроорганизама, посебну пажњу заслужује гастроинтестинални микробиом, који се углавном састоји од бактерија из 4 подгрупе:

  • Фирмицутес(64%)
  • Бацтероидес(23%)
  • Протеобактерије(8%)
  • Ацтинобацтериа(3%)

Код здравих људи, поједине делове дигестивног тракта карактерише променљива разноликост микроорганизама. Желудац и дуоденум су практично стерилни,јер кисели пХ желудачног сока ствара неповољну средину за већину микроорганизама. У танком цреву њихов број је већи и креће се од 10.000 до 100.000 у 1 граму прехрамбеног садржаја.

Овде доминирају ацидофилне бактерије из родаЛацтобациллусиСтрептоцоццус . Највећи број микроорганизама је у дебелом цреву, а то је чак трилион ћелија у 1 граму садржаја хране! Огромна већина су микроорганизми нетолерантни на кисеоник (анаероби), као што суБифидобацтериумиЦлостридиум .

Процењује се да у дигестивном тракту има 10 пута више микроорганизама него ћелија у људском телу (око 100 трилиона ћелија тежине око 2 кг), а број гена у њима је 3,3 милиона. Поређења ради, људски геном има само 21.000 гена.

Бактерије које насељавају дигестивни тракт могу се поделити према функцијама које обављају у телу:

  • протеолитичке (или трулежне) бактерије су потенцијално патогене бактерије чији прекомерни раст у цревима може негативно утицати на тело; они укључују, између осталих бактерије из родаКлебсиелла ,Ентеробацтер ,Серратиа ,Цитробацтер,Псеудомонас
  • заштитне (пробиотичке) бактерије су бактерије које инхибирају раст патогених микроорганизама, затварају цревни епител и производе хранљиве материје за цревни епител; они укључују, између осталих бактерије из родаЛацтобациллусиБифидобацтериум
  • имуностимулирајуће бактерије стимулишу ћелије имуног система, смањују инфламаторни одговор и стимулишу производњу ИгА антитела кроз слузокожу; они укључују, између осталих бактерије из родаЕнтероцоццусиЕсцхерицхиа цоли . Ово последње је такође потенцијално патогено под неповољним условима

Микробиом - које су његове функције?

Микроби црева могу да метаболишу супстанце добијене из хране - угљене хидрате, протеине, масти и оне добијене директно од људи, као што су мртве ћелије и слуз. Микробиом их користи да подржи основне животне активности.

Стога се функције микробиоте могу упоредити са врстом биореактора који производи безбројне количине биоактивних супстанци током процеса ферментације. Количина и природа ових супстанци ће у великој мери зависити од начина на који једемо.

Осим што подржава процесе варења, цревни микробиом:

  • производи витамине Б и витамин К
  • повећава апсорпцију минерала,као што су магнезијум и калцијум
  • спречава колонизацију црева од стране патогених бактерија
  • стимулише сазревање ћелија имуног система и подржава његов рад
  • смирује запаљенске процесе
  • утиче на сазревање и диференцијацију епителних ћелија црева
  • инактивира токсине и карциногене
  • учествује у метаболизму холестерола и билирубина

Микробиом - шта утиче на то?

  • гени

Иако на састав микробиома црева првенствено утичу фактори животне средине, на микробиом у мањој мери утиче и генотип домаћина. Пример таквог односа су варијанте гена ФУТ2 који кодира ензим фукозилтрансферазу 2, одговорне, између осталог, за за формирање антигена повезаних са крвним групама.

Људи са неповољном варијантом гена ФУТ2 не производе одређене олигосахариде, чији недостатак их предиспонира на недостатак заштитних бактерија из родаБифидобацтериум . Око 20% Европљана има неповољну варијанту овог гена.

  • узраст и начин испоруке

Пре порођаја у материци, наш дигестивни тракт је стерилан. Током природног порођаја, гастроинтестинални тракт је насељен вагиналним микробиомом мајке. Затим, током дојења млеком, пребиотичке супстанце (хумани олигосахариди) се преносе на бебу, које стимулишу раст корисних бактерија као што суБифидобацтериум .

Вештачки храњене бебе могу имати мање ових бактерија. Показало се да порођај и начин храњења могу бити пресудни за правилан развој микробиома и развој, на пример, алергија. Примећене су значајне разлике у саставу микробиома код природно рођене новорођенчади у поређењу са онима рођеним царским резом.

Након завршетка дојења и увођења чврсте хране, састав цревног микробиома постепено личи на састав одрасле особе. Са око 15 година постаје релативно стабилан (ако је особа здрава и води правилан начин живота).

Следећа фаза људског живота, у којој се примећује промена у саставу цревног микробиома, је период после око 65. године живота. Код старијих особа долази до смањења броја заштитних бактерија родаБифидобацтериуми повећања броја потенцијално патогених бактерија, као што јеЦлостридиум.

ПадБифидобактерије , које смањују упалу на цревној слузокожи, може бити један од фактора који погоршавају процесе болести у вези са старењем. Зашто се ово дешава? Ово је у великој мери последица чињенице да наше тело са годинама постаје мање ефикасно,односно погоршава се стање дентиције, излучује се количина пљувачке и смањује се ефикасност органа, нпр. панкреаса.

  • Дијета

Исхрана је један од фактора који највише утичу на састав цревног микробиома. Ако свом микробиому обезбедимо одговарајућу количину сложених угљених хидрата, микроорганизми ће производити супстанце као што су кратколанчане масне киселине (СЦФА), на пример бутират или млечна киселина, које имају благотворно дејство на тело, укључујући потискивањем инфламаторних одговора.

Процењује се да је 10-20% конзумираних угљених хидрата отпорно на варење људским цревним ензимима. То су несварљиви угљени хидрати, као што су отпорни скроб и нескробни полисахариди (као што су пектини и целулоза), који су идеални „хранљиви састојци“ за микробиом.

Међутим, ако наша исхрана садржи вишак прерађене хране, једноставних шећера, засићених масти и животињских протеина, микроорганизми ће почети да производе штетне супстанце као што су биогени амини (нпр. тирамин), скатол, индол или амонијак. Ове супстанце могу оштетити епителне ћелије црева, изазвати упалу и довести до поремећаја пропустљивости цревне баријере.

Спроведена је студија у којој је састав цревног микробиома деце која живе у Италији и која се хране према западном моделу исхране (богата животињским протеинима, мастима и једноставним шећерима) упоређена са исхраном деце која живе у рурална Буркина Фасо (богата сложеним угљеним хидратима и мало животињских протеина). Они су показали да се састав микробиома у обе групе драматично разликује.

Група бактерија карактеристична за гојазне особе ( Фирмицутес ) доминирала је код деце из Италије, дошло је до прекомерног раста трулежних бактерија, а смањен је садржај бутирата и других СЦФА. налази у фецесу. Ово није пронађено код деце Буркине Фасо. Ово показује како неправилне навике у исхрани утичу на поремећај цревног микробиома.

Дијета са мало сложених угљених хидрата (нпр. растворљива влакна) смањује разноврсност цревног микробиома, посебно заштитних бактерија из родаБифидобактерије . Пример такве дијете је ФОДМАПс дијета и неправилно избалансирана дијета без глутена.

Медитеранска исхрана је најповољнија у истраживању, јер поред велике количине дијететских влакана садржи полифеноле. Као што показују недавне студије, 90-95% полифенола се акумулира у дебелом цреву, где пролазе кроз разне биохемијске промене цревног микробиома.

  • Психолошки стрес

У студијама на мишевима и људима, показало се да психолошки стрес изазивасмањење броја заштитних бактерија из родоваЛацтобациллусиБифидобацтериум . Поред тога, стрес стимулише прекомерни раст потенцијално патогених бактерија као што јеЕсцхерицхиа Цоли . Ово је вероватно због лучења хормона стреса кортизола.

Такође се показало да полифеноли, као што је ресвератрол у грожђу или катехини у чају, имају позитиван ефекат на састав цревне микробиоте, делујући као пребиотици.

  • ПРОБИОТИЦ - лековита својства, врсте и извори
  • Добре бактерије у телу: микроби који штите од болести
  • Често прање ће вам скратити живот? Да, и постоје докази о томе!

Микробиом и цивилизацијске болести

Микробиом се често пореди са "органом" заборављеним у модерној медицини. Истраживања јасно показују да је микробиом, као и сваки други орган, у стању да прима и реагује на информације из околине – као што су промене пХ вредности, присуство хранљивих материја, имуних ћелија и хормона. Овај систем се назива сенсинг кворума и омогућава молекуларни дијалог између микробиома и људских ћелија и органа.

Због вишестепеног утицаја микробиома на наше тело, не треба да чуди да квалитативни и квантитативни поремећаји микробома, који се називају цревна дисбиоза, могу допринети настанку многих цивилизацијских болести, нпр. као:

  • гојазност
  • дијабетес
  • аутоимуне болести
  • алергије
  • депресивни поремећај
  • аутизам
  • Алцхајмерова болест

Пробој у истраживању односа микробиома и здравља људи био је пројекат "Пројекат хуманог микробиома" који је 2007. покренуо Амерички национални институт за здравље. Користи најсавременије методе молекуларне биологије, што је омогућило да се утврде разлике у саставу људског микробиома у зависности од географске ширине, генотипа, старости и исхране.

Микробиом и гојазност

Прве студије које указују на везу цревног микробиома са гојазношћу спроведене су на мишевима. Примећено је да гојазни мишеви имају - у поређењу са мршавим мишевима - поремећене пропорције између бактерија из групеФирмицутес(превише) иБацтероидес(премало ).

Тренутно се верује да микробиом црева може утицати на развој гојазности на најмање три механизма:

  • производњом додатних калорија (4-10% енергије добијене из хране генерише микробиом, то је око 80-200 кцал / дан)
  • изазивање упалениског интензитета (тзв. метаболичка ендотоксикемија, која може изазвати инсулинску резистенцију)
  • регулација центра за глад и ситост (микробиом утиче, између осталог, на лучење пептида сличног глукагону-1 и пептида ИИ, као и на време цревног транзита)

Микробиом и нервни систем

Експерименталне студије на мишевима су показале да микробиом црева утиче на развој нервног система, одговор на стрес и понашање. Све више студија такође указује на директну везу између цревног микробиома и депресивних поремећаја.

У овом контексту, тзв Оса црева-мозак и вагусни нерв, који су одговорни за пренос сигнала од црева до мозга.

Други механизми помоћу којих микроорганизми могу утицати на наше понашање је њихово учешће у метаболизму триптофана (претеча је синтезе "хормона среће" - серотонина) или директно кроз синтезу неуротрансмитера, нпр. тип ЕсцхерицхиаиЕнтероцоццусмогу производити серотонин, а типаЛацтобациллусГАБА (неуротрансмитер одговоран за опуштање и опуштајуће).

Поред тога, истраживања указују на учешће цревног микробиома у развоју поремећаја као што су:

  • аутизам
  • шизофренија
  • АДХД
  • биполарни поремећај
Вреди знати

СИБО, или прекомерни раст бактерија танког црева, је врста цревне дисбиозе, са прекомерним растом бактерија у танком цреву, које су карактеристичне за дебело црево.

СИБО је узрок поремећаја варења и апсорпције. Коегзистира са многим болестима, као што су:

  • синдром иритабилног црева (84%)
  • целијакија (66%)
  • гастроезофагеална рефлуксна болест (50%)
  • хипотиреоза (54%)
  • панкреатитис (35%)

Разлог за СИБО може бити:

  • поремећаји цревног мотилитета
  • антациди
  • стомачне болести
  • недостаци дигестивних ензима
  • старост
  • антибиотска терапија

Микробиом - како се бринути о њему?

  • једите поврће и воће богато полифенолима (боровнице, боровнице, малине) и пребиотичким супстанцама које су "медиј" за цревне микроорганизме (махунарке, агруми, артичока, празилук, лук, шпаргле, банане)
  • једите сложене угљене хидрате као што су смеђи пиринач, овсене мекиње и овсене мекиње, које садрже растворљива влакна која стимулишу производњу бутирата
  • једите квалитетне масти, нпр. маслиново уље
  • пиће зеленочај, јер садржи полифеноле као што су катехини
  • повећајте потрошњу киселог поврћа, нпр. купуса, краставца, цвекле и млечних производа, на пример јогурта, кефира, јер су извор пробиотичких микроорганизама
  • избегавајте велике количине алкохола, а ако га већ конзумирате, изаберите црно вино које садржи полифеноле као што је ресвератрол
  • избаците нездраву храну, заслађена пића, колачиће и штанглице из своје исхране јер су извор једноставних шећера и транс масти
  • избегавајте психолошки стрес, а ако је то немогуће, користите технике опуштања
  • довољно спавај
  • вежбајте редовно
О ауторудр Каролина Карабин, молекуларни биолог, лабораторијски дијагностичар, Цамбридге Диагностицс ПолскаПо струци биолог, специјализант микробиологије, и лабораторијски дијагностичар са преко 10 година искуства у лабораторијском раду. Дипломирао је на Колеџу за молекуларну медицину и члан Пољског друштва за хуману генетику. Шеф истраживачких грантова у Лабораторији за молекуларну дијагностику на Одсеку за хематологију, онкологију и унутрашње болести Медицинског универзитета у Варшави. Одбранила је звање доктора медицинских наука из области медицинске биологије на 1. Медицинском факултету Медицинског универзитета у Варшави. Аутор многих научних и научнопопуларних радова из области лабораторијске дијагностике, молекуларне биологије и исхране. Свакодневно, као специјалиста из области лабораторијске дијагностике, води одељење садржаја у Цамбридге Диагностицс Полска и сарађује са тимом нутрициониста на ЦД Диетари Цлиниц. Своја практична знања о дијагностици и дијеталној терапији болести дели са специјалистима на конференцијама, тренинзима, у часописима и веб страницама. Посебно је заинтересована за утицај савременог начина живота на молекуларне процесе у телу.

Прочитајте више чланака овог аутора

Категорија:

Гастрологија