Mikrobioma adalah sejenis "organ" yang telah dilupakan bertahun-tahun oleh perubatan moden. Namun, selama lebih dari belasan tahun, berkat pengembangan ilmu bioperubatan, banyak kajian telah dilakukan, hasilnya membuktikan bahawa mikrobioma lebih dari sekadar sekumpulan mikroorganisma yang menghuni tubuh kita. Apakah mikrobioma itu? Mengapa begitu penting untuk kesihatan kita? Bagaimana cara menjaganya?
Isi kandungan
- Mikrobioma, mikrobiota atau mikroflora?
- Mikrobioma - dari mana ia terdiri?
- Mikrobioma - apakah fungsinya?
- Mikrobioma - apa yang mempengaruhinya?
- Penyakit mikrobioma dan peradaban
- Mikrobioma dan kegemukan
- Mikrobioma dan sistem saraf
- Mikrobioma - bagaimana menjaganya?
Mikrobioma (mikrobiota, mikroflora) adalah sekelompok mikroorganisma yang mempunyai ciri khas untuk suatu habitat semula jadi. Sebagai habitat, kita harus memahami bukan hanya laut atau tanah, tetapi juga organisma manusia dan haiwan lain. Oleh itu, sebagai tambahan kepada mikrobioma laut dan tanah, kita membezakan mikrobioma usus, kulit, saluran genital, telinga dan mulut.
Komposisi mikrobioma berbeza-beza bergantung pada habitat yang ditempati. Pada masa ini, penyelidikan paling banyak dilakukan pada mikrobioma paling banyak di dalam badan kita, iaitu saluran pencernaan.
Mikrobioma, mikrobiota atau mikroflora?
Istilah "mikrobioma" pertama kali digunakan pada tahun 2001 oleh pemenang Nobel Joshua Lederberg, yang menggunakannya untuk menggambarkan set genom semua mikroba yang mendiami tubuh manusia. Oleh itu, istilah ini lebih kerap digunakan dalam pengertian ini.
Semasa kita bercakap mengenai pengumpulan semua mikroorganisma sebagai sel, istilah "mikrobiota" harus digunakan.
Pada gilirannya, istilah "mikroflora" adalah istilah lama yang jarang digunakan, dan berasal dari masa ketika kebanyakan mikroorganisma diklasifikasikan ke dalam kerajaan tanaman (istilah "flora" menggambarkan keseluruhan spesies tumbuhan yang terdapat di daerah tertentu).
Mikrobioma - dari mana ia terdiri?
Mikrobioma terdiri daripada bakteria, ragi, kulat, protozoa, virus dan archaea. Ingatlah bahawa mereka tidak selalu harus "ramah" kepada tuan rumah mereka. Mikrobiota juga boleh merangkumi mikroorganisma yang berpotensi patogen bagi manusia, mis. Escherichia coli.
Oleh kerana besarnya mikroorganisma, mikrobioma gastrointestinal memerlukan perhatian khusus, yang terdiri terutamanya daripada bakteria dari 4 subkumpulan:
- Firma (64%)
- Bakteroid (23%)
- Proteobakteria (8%)
- Aktinobakteria (3%)
Pada orang yang sihat, bahagian individu saluran pencernaan dicirikan oleh kepelbagaian mikroorganisma yang berubah-ubah. Perut dan duodenum praktikalnya steril, kerana pH berasid jus gastrik menimbulkan persekitaran yang tidak baik bagi kebanyakan mikroorganisma. Pada usus kecil, jumlah mereka lebih besar, antara 10,000 hingga 100,000 dalam 1 gram kandungan makanan.
Bakteria asidofofik genus terdapat di sini Lactobacillus dan Streptokokus. Jumlah mikroorganisma paling banyak terdapat di usus besar dan bahkan satu trilion sel dalam 1 gram kandungan makanan! Sebilangan besarnya adalah mikroorganisma yang tidak bertoleransi oksigen (anaerob) seperti bakteria genus Bifidobacterium adakah Clostridium.
Dianggarkan terdapat 10 kali lebih banyak mikroorganisma di saluran pencernaan daripada sel-sel di dalam tubuh manusia (kira-kira 100 trilion sel dengan berat sekitar 2 kg), dan jumlah gen di dalamnya adalah 3.3 juta. Sebagai perbandingan, genom manusia hanya 21,000 gen.
Bakteria yang menghuni saluran pencernaan boleh dibahagikan mengikut fungsi yang mereka mainkan di dalam badan:
- bakteria proteolitik (juga dikenali sebagai putrefaktif) adalah bakteria patogen yang pertumbuhannya berlebihan dalam usus boleh memberi kesan buruk kepada tubuh; mereka merangkumi, antara lain bakteria genus Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter, Pseudomonas
- bakteria pelindung (probiotik) adalah bakteria yang menghalang pertumbuhan mikroorganisma patogen, menutup epitel usus dan menghasilkan nutrien untuk lapisan usus; mereka merangkumi, antara lain bakteria genus Lactobacillus dan Bifidobacterium
- bakteria imunostimulasi merangsang sel-sel sistem imun, mengurangkan tindak balas keradangan dan merangsang pengeluaran antibodi IgA melalui mukosa; mereka merangkumi, antara lain bakteria genus Enterococcus dan Escherichia coli. Yang terakhir ini juga berpotensi patogen dalam keadaan yang tidak baik
Mikrobioma - apakah fungsinya?
Mikroorganisma usus dapat memetabolisme zat makanan - karbohidrat, protein, lemak dan bahan-bahan yang berasal langsung dari manusia seperti sel mati dan lendir. Mikrobiom menggunakannya untuk menyokong aktiviti kehidupan asas.
Oleh itu, fungsi mikrobiota dapat dibandingkan dengan jenis bioreaktor yang menghasilkan sejumlah besar bahan bioaktif selama proses penapaian. Jumlah dan sifat bahan ini sangat bergantung pada makanan kita.
Selain menyokong proses pencernaan, mikrobioma usus:
- menghasilkan vitamin B dan vitamin K.
- meningkatkan penyerapan mineral seperti magnesium dan kalsium
- mencegah penjajahan usus oleh bakteria patogen
- merangsang pematangan sel-sel sistem imun dan menyokong kerjanya
- menenangkan proses keradangan
- mempengaruhi pematangan dan pembezaan sel epitelium usus
- tidak aktifkan toksin dan karsinogen
- mengambil bahagian dalam metabolisme kolesterol dan bilirubin
Microbiome - Apa yang Mempengaruhi?
- gen
Walaupun komposisi mikrobioma usus terutama dipengaruhi oleh faktor persekitaran, genotip inang juga mempengaruhi mikrobioma pada tahap yang lebih rendah. Contoh hubungan seperti itu adalah varian gen FUT2 yang mengekod enzim fucosyltransferase 2, yang bertanggungjawab, antara lain, untuk pembentukan antigen yang berkaitan dengan kumpulan darah.
Orang dengan varian gen FUT2 yang tidak menguntungkan tidak menghasilkan oligosakarida tertentu, kekurangan yang menyebabkan mereka kekurangan bakteria pelindung genus Bifidobacterium. Kira-kira 20% orang Eropah mempunyai varian gen ini.
- umur dan kaedah melahirkan
Sebelum bersalin di rahim, saluran pencernaan kita steril. Semasa kelahiran semula jadi, saluran gastrointestinal dihuni oleh mikrobiom vagina ibu. Kemudian, semasa menyusu dengan susu, bahan prebiotik (manusia oligosakarida) diserahkan kepada bayi, yang merangsang pertumbuhan bakteria bermanfaat seperti Bifidobacterium.
Bayi yang diberi makan secara buatan mungkin mempunyai lebih sedikit bakteria ini. Telah ditunjukkan bahawa kelahiran dan cara memberi makan boleh menjadi penting dalam perkembangan mikrobioma yang betul dan perkembangan alergi. Perbezaan yang ketara dalam komposisi mikrobioma telah diperhatikan pada bayi yang dilahirkan secara semula jadi berbanding dengan yang dilahirkan oleh pembedahan caesar.
Selepas akhir penyusuan dan pengenalan makanan pejal, komposisi mikrobioma usus secara beransur-ansur menyerupai orang dewasa. Pada usia sekitar 15 tahun, dia menjadi agak stabil (jika orang itu sihat dan menjalani gaya hidup yang betul).
Tahap seterusnya kehidupan manusia, di mana perubahan komposisi mikrobioma usus diperhatikan, adalah tempoh setelah berusia sekitar 65 tahun. Pada orang tua, terdapat penurunan bilangan bakteria pelindung dari genus Bifidobacterium dan peningkatan bilangan bakteria patogen yang berpotensi, seperti Clostridium.
Menurun Bifidobacterium, yang mengurangkan keradangan pada mukosa usus, mungkin merupakan salah satu faktor yang memperburuk proses penyakit yang berkaitan dengan usia. Kenapa ini terjadi? Sejauh ini, ini adalah akibat dari fakta bahawa badan kita menjadi kurang cekap seiring bertambahnya usia, iaitu keadaan gigi merosot, jumlah air liur yang dikeluarkan dan kecekapan organ, misalnya pankreas, menurun.
- Diet
Diet adalah salah satu faktor yang paling mempengaruhi komposisi mikrobioma usus. Sekiranya kita memberikan mikrobioma kita dengan karbohidrat kompleks yang tepat, mikroorganisma akan menghasilkan bahan seperti asid lemak rantai pendek (SCFA), misalnya butirat atau asid laktik, yang mempunyai kesan yang baik kepada tubuh, termasuk dengan membungkam tindak balas keradangan.
Dianggarkan 10-20% karbohidrat yang dimakan tahan terhadap pencernaan oleh enzim usus manusia. Ini adalah karbohidrat yang tidak dapat dicerna, seperti polysaccharides kanji dan bukan kanji yang tahan (misalnya, pektin dan selulosa), yang merupakan "nutrien" yang ideal untuk mikrobioma.
Walau bagaimanapun, jika makanan kita mengandungi lebihan makanan yang diproses, gula sederhana, lemak tepu dan protein haiwan, mikroorganisma akan mula menghasilkan bahan berbahaya seperti amina biogenik (mis. Tyramine), skatole, indole atau ammonia. Bahan-bahan ini boleh merosakkan sel-sel epitel usus, menyebabkan keradangan dan menyebabkan gangguan dalam kebolehtelapan penghalang usus.
Satu kajian dilakukan di mana komposisi mikrobioma usus kanak-kanak yang tinggal di Itali dan makan mengikut model diet Barat (kaya protein haiwan, lemak dan gula sederhana) dibandingkan dengan diet anak-anak yang tinggal di luar bandar Burkina Faso (kaya karbohidrat kompleks dan rendah protein haiwan) . Mereka menunjukkan bahawa komposisi mikrobioma dalam kedua-dua kumpulan berbeza secara radikal.
Pada kanak-kanak dari Itali, kumpulan bakteria ciri orang gemuk (Firma), terdapat pertumbuhan bakteria putrefaktif yang berlebihan, dan kandungan butirat dan SCFA yang lain dijumpai pada najis. Ini tidak dijumpai pada kanak-kanak dari Burkina Faso. Ini menunjukkan bagaimana tabiat makan yang tidak betul mempengaruhi gangguan mikrobioma usus.
Diet rendah karbohidrat kompleks (mis., Serat larut) mengurangkan kepelbagaian mikrobioma usus, terutama bakteria pelindung genus Bifidobacterium. Contoh diet seperti itu adalah diet FODMAP dan diet bebas gluten yang tidak seimbang.
Diet Mediterranean adalah yang paling digemari dalam penyelidikan, kerana selain sejumlah besar serat makanan, makanan ini mengandung polifenol. Kajian terbaru menunjukkan bahawa 90-95% polifenol terkumpul di usus besar, di mana mereka mengalami pelbagai perubahan biokimia oleh mikrobioma usus.
- Tekanan psikologi
Telah ditunjukkan pada kajian tikus dan manusia bahawa tekanan psikologi mengurangkan bilangan bakteria pelindung genera Lactobacillus dan Bifidobacterium. Selain itu, tekanan merangsang pertumbuhan bakteria patogen yang berpotensi Escherichia coli. Ini mungkin disebabkan oleh rembesan hormon stres kortisol.
Telah juga ditunjukkan bahawa polifenol, seperti resveratrol dalam anggur atau katekin dalam teh, mempunyai pengaruh positif terhadap komposisi mikrobiota usus, bertindak sebagai prebiotik.
BACA JUGA:
- PROBIOTIK - penyembuhan sifat, jenis dan sumber
- Bakteria baik dalam badan: mikroba yang melindungi daripada penyakit
- Kerap mencuci memendekkan jangka hayat? Ya, dan ada bukti itu!
Penyakit mikrobioma dan peradaban
Mikrobioma sering dibandingkan dengan "organ" yang telah dilupakan oleh perubatan moden. Penyelidikan dengan jelas menunjukkan bahawa mikrobioma, seperti organ lain, dapat menerima dan bertindak balas terhadap maklumat dari persekitaran - seperti perubahan pH, kehadiran nutrien, sel imun, dan hormon. Sistem ini disebut penginderaan korum dan membolehkan dialog molekul antara mikrobioma dan sel dan organ manusia.
Oleh kerana pengaruh mikrobioma bertingkat di badan kita, tidak mengejutkan bahawa gangguan kualitatif dan kuantitatif mikrob, yang disebut dysbiosis usus, dapat mempengaruhi pembentukan banyak penyakit peradaban, seperti:
- kegemukan
- diabetes
- penyakit autoimun
- alahan
- gangguan kemurungan
- autisme
- Penyakit Alzheimer
Satu kejayaan dalam penyelidikan mengenai hubungan antara mikrobioma dan kesihatan manusia adalah projek "Human Microbiome Project" yang dimulakan pada tahun 2007 oleh American National Institute of Health. Ia menggunakan kaedah biologi molekul yang paling moden, yang memungkinkan untuk menentukan perbezaan komposisi mikrobioma manusia bergantung pada garis lintang, genotip, usia dan diet.
Mikrobioma dan kegemukan
Kajian pertama yang menunjukkan hubungan antara mikrobioma usus dan obesiti dilakukan pada tikus. Telah diperhatikan bahawa tikus yang gemuk - berbanding dengan tikus tanpa lemak - mengganggu bahagian antara bakteria dari kumpulan ini Firma (terlalu banyak) i Bakteroid (tidak cukup).
Pada masa ini dipercayai bahawa mikrobioma usus dapat mempengaruhi perkembangan obesiti melalui sekurang-kurangnya tiga mekanisme:
- dengan menghasilkan kilokalori tambahan (4-10% tenaga yang diperoleh dari makanan dihasilkan oleh mikrobioma, kira-kira 80-200 kkal / hari)
- mendorong keradangan tahap rendah (yang disebut endotoksemia metabolik, yang boleh menyebabkan ketahanan insulin)
- peraturan pusat kelaparan dan kenyang (mikrobioma mempengaruhi, antara lain, rembesan glukagon seperti peptida-1 dan peptida YY, dan masa transit usus)
Mikrobioma dan sistem saraf
Kajian eksperimental pada tikus telah menunjukkan bahawa mikrobioma usus mempengaruhi perkembangan sistem saraf, tindak balas tekanan dan tingkah laku. Semakin banyak kajian menunjukkan hubungan langsung antara mikrobioma usus dan gangguan kemurungan.
Dalam konteks ini, yang disebut sumbu otak-otak dan saraf vagus, yang bertanggungjawab untuk menghantar isyarat dari usus ke otak.
Mekanisme lain di mana mikroorganisma dapat mempengaruhi tingkah laku kita adalah penyertaan mereka dalam metabolisme triptofan (ia merupakan pendahulu kepada sintesis "hormon kebahagiaan" - serotonin) atau secara langsung melalui sintesis neurotransmitter, misalnya bakteria genus Escherichia dan Enterococcus boleh menghasilkan serotonin, dan genus Lactobacillus GABA (neurotransmitter yang bertanggungjawab untuk menenangkan dan berehat).
Di samping itu, penyelidikan menunjukkan penyertaan mikrobioma usus dalam perkembangan gangguan seperti:
- autisme
- skizofrenia
- ADHD
- gangguan bipolar
SIBO, atau pertumbuhan bakteria usus kecil, adalah sejenis dysbiosis usus yang melibatkan pertumbuhan bakteria yang berlebihan pada usus kecil yang merupakan ciri usus besar.
SIBO adalah penyebab gangguan pencernaan dan penyerapan. Ia wujud bersama dengan banyak penyakit, seperti:
- sindrom iritasi usus (84%)
- penyakit seliak (66%)
- penyakit refluks gastro-oesophageal (50%)
- hipotiroidisme (54%)
- pankreatitis (35%)
Punca SIBO mungkin:
- gangguan pergerakan usus
- antasid
- penyakit perut
- kekurangan enzim pencernaan
- berusia
- terapi antibiotik
Microbiome - Bagaimana Menjaganya?
- makan sayur-sayuran dan buah-buahan yang kaya dengan polifenol (blueberry, blueberry, raspberi) dan bahan prebiotik yang "berkhasiat" untuk mikroorganisma usus (kekacang, buah sitrus, artichoke Yerusalem, daun bawang, bawang, asparagus, pisang)
- makan karbohidrat kompleks seperti beras perang, dedak oat, dan dedak oat, yang mengandungi serat larut yang merangsang pengeluaran butirat
- makan lemak berkualiti, misalnya dalam minyak zaitun
- minum teh hijau kerana mengandungi polifenol seperti katekin
- meningkatkan pengambilan sayur acar, misalnya kubis, timun, bit dan produk tenusu, misalnya yoghurt, kefir, kerana ia adalah sumber mikroorganisma probiotik
- elakkan alkohol dalam jumlah besar, dan jika anda sudah meminumnya, pilihlah wain merah yang mengandungi polifenol seperti resveratrol
- Hilangkan makanan ringan yang diproses, minuman manis, kue dan bar dari makanan anda kerana ia adalah sumber gula sederhana dan lemak trans
- elakkan tekanan psikologi dan, jika ini tidak mungkin, gunakan teknik relaksasi
- jaga tidur dengan cukup
- bersenam dengan kerap
Sastera
- Gałęcka M. dan Szachta P. Kyberkompakt - kepentingan diagnostik mikrobiologi moden saluran gastrousus. Jangkitan 5/2013.
- De Filippo C. et al. Kesan diet dalam membentuk mikrobiota usus yang dinyatakan oleh kajian perbandingan pada kanak-kanak dari Eropah dan Afrika luar bandar. Proc Natl Acad Sci Amerika Syarikat. 2010, 17, 107 (33), 14691-6. akses dalam talian
- Tomás-Barberán F.A. et al. Interaksi mikrobiota usus dengan polifenol makanan dan akibatnya terhadap kesihatan manusia. Penjagaan Curr Opin Clin Nutr Metab. 2016, 19 (6), 471-476. akses dalam talian
- Wacklin P. et al. Genotip sekretor (gen FUT2) sangat berkaitan dengan komposisi Bifidobacteria dalam usus manusia. PLoS One 2011, 6, e20113. akses dalam talian
- De Filippis F. et al. Pematuhan tahap tinggi terhadap diet Mediterranean memberi kesan positif terhadap mikrobiota usus dan metabolisme yang berkaitan. Usus. 2016, 65 (11), 1812-1821. akses dalam talian
- Reddel S. et al. Kesan Diet rendah FODMAP, Bebas Gluten, dan Ketogenik terhadap Modulasi Mikrobiota usus dalam keadaan patologi. Nutrien. 2019, 12, 11 (2), E373. akses dalam talian
- Wołkowicz T. et al. Mikrobioma saluran pencernaan dan dysbiosisnya sebagai faktor penting yang mempengaruhi keadaan kesihatan tubuh manusia. Med. Tamat Mikrobiol., 2014, 66: 223-235. akses dalam talian
- Ostrowska L. Pengaruh mikrobiota usus pada gangguan metabolik dan obesiti - sudut pandang internis dan pakar diet.Gastroenterologia Kliniczna 2016, 8, 2, 62-73. akses dalam talian
- Gulas E. et al. Bagaimana mikrobiologi boleh mempengaruhi psikiatri? Hubungan antara flora usus dan gangguan mental. Psikiatri. Separuh. 2018, 9, 1-17. akses dalam talian
Baca lebih banyak artikel oleh pengarang ini
-s-czste-u-dzieci-gdy-rosn.jpg)
