Hvad er tarmmikrobiota og humant mikrobiom?
Den menneskelige krop er vært for billioner af mikrober eller bakterier. Nogle af disse er nyttige, og andre er skadelige.
For mere information-støttet information om mikrobiomet og hvordan det påvirker dit helbred, besøg vores dedikerede hub.
Nogle forskere har estimeret, at der er 10 gange flere mikrobielle celler i kroppen, end der er humane celler, mens andre siger, at forholdet kan være tættere på 1: 1.
Nylige videnskabelige fremskridt inden for genetik betyder, at mennesker ved meget mere om mikroberne i kroppen.
Mange lande har investeret meget i at undersøge interaktionerne i menneskekroppens økosystem og deres relevans for sundhed og sygdom.
De to udtryk mikrobiota og mikrobiom bruges ofte til at betyde den samme ting og bruges om hverandre. Denne artikel vil forklare forskellene mellem dem og hvordan begge bruges og forskning inden for moderne medicin.
Hurtige fakta om tarmmikrobioten
- Den menneskelige mikrobiota består af billioner af celler, herunder bakterier, vira og svampe.
- De største mikroberpopulationer ligger i tarmen. Andre populære levesteder inkluderer hud og kønsorganer.
- De mikrobielle celler og deres genetiske materiale, mikrobiomet, lever sammen med mennesker fra fødslen. Dette forhold er afgørende for normal sundhed.
- Mikroorganismerne, der lever inde i mave-tarmkanalen, beløber sig til omkring 4 pund biomasse. Hver enkelt person har en unik blanding af arter.
- Mikrobiotaen er vigtig for ernæring, immunitet og effekter på hjernen og opførsel.Det er impliceret i en række sygdomme, der forårsager forstyrrelser i den normale balance mellem mikrober.
Hvad er det humane mikrobiom?
Den menneskelige mikrobiota består af en lang række bakterier, vira, svampe og andre encellede dyr, der lever i kroppen.
Mikrobiomet er navnet på alle generne inde i disse mikrobielle celler.
Hvert menneske havner hvor som helst mellem 10 billioner og 100 billioner mikrobielle celler i et symbiotisk forhold. Dette gavner både mikroberne og deres værter, så længe kroppen er i en sund tilstand. Skøn varierer, men der kan være over 1.000 forskellige mikroorganismer, der udgør den menneskelige mikrobiota.
Der er masser af projekter, der forsøger at afkode det humane genom ved at sekvensere alle humane gener. På lignende måde har mikrobiomet været genstand for en intens indsats for at afsløre al sin genetiske information.
Den følgende video om det menneskelige økosystem, produceret af Genetic Science Learning Center ved University of Utah, Salt Lake City, hjælper med at skabe et billede af dette sarte, men vitale forhold.
Det er en god introduktion til rækken af levesteder for forskellige typer mikrober i kroppen, herunder forskellene mellem det tørre miljø i underarmen og det våde og olieagtige miljø i armhulen.
Mikroberne i kroppen er så små, at de kun udgør ca. 2 til 3 procent af den samlede vægt af den menneskelige krop, på trods af at de overstiger antallet af celler. [S2]
En undersøgelse fra 2012 offentliggjort i Nature af Human Microbiome Project Consortium fandt følgende:
- Prøver af mikrobielle samfund i mund og afføring er særligt forskellige
- I modsætning hertil viser prøver fra vaginale steder særligt enkle mikrobielle samfund.
Undersøgelsen demonstrerede den store mangfoldighed af det humane mikrobiom på tværs af en stor gruppe sunde vestlige mennesker, men stiller spørgsmål til yderligere forskning. Hvordan varierer mikrobielle populationer inden for hver af os gennem en levetid, og er mønstre af kolonisering af gavnlige mikrober de samme som dem, der vises af sygdomsfremkaldende mikrober?
Hvad er tarmmikrobioten?
Tarmmikrobiotaen blev tidligere kaldt tarmens mikroflora.
Omkring dette tidspunkt, i 1996, skrev Dr. Rodney Berg fra Louisiana State University's Microbiology and Immunology-afdeling om tarmmikrobioten og opsummerede dens "dybe" betydning.
”Den indfødte gastrointestinale mikroflora har dybe virkninger på værtens anatomiske, fysiologiske og immunologiske udvikling,” skrev Dr. Berg i et papir, der blev offentliggjort i Trends in Microbiology.
Avisen tilføjer:
"Den indfødte mikroflora stimulerer værtsimmunsystemet til at reagere hurtigere på patogenudfordring og hæmmer gennem bakteriel antagonisme kolonisering af mave-tarmkanalen ved åbenlyse eksogene patogener."
Dette symbiotiske forhold gavner mennesker, og tilstedeværelsen af denne normale flora inkluderer mikroorganismer, der er så til stede i miljøet, at de kan findes i praktisk talt alle dyr fra samme habitat.
Imidlertid inkluderer disse native mikrober også skadelige bakterier, der kan overvinde kroppens forsvar, der adskiller dem fra vitale systemer og organer. Eksempler inkluderer
Sammenfattende er der gavnlige bakterier i tarmen, og der er skadelige bakterier, der kan krydse ind i bredere systemer og kan forårsage lokale infektioner i mave-tarmkanalen. Disse infektioner inkluderer madforgiftning og andre gastrointestinale sygdomme, der resulterer i diarré og opkastning.
Tarmmikrobioten indeholder over 3 millioner gener, hvilket gør det 150 gange mere genetisk varieret end menneskekroppen.
Tarmmikrobioten for hver enkelt er unik. Det kan i høj grad bidrage til, hvordan en person bekæmper sygdom, fordøjer mad og endda deres humør og psykologiske processer.
Hvorfor er den menneskelige mikrobiota vigtig?
Der er fundet forbindelser mellem tarmmikrober og hjertesygdomme
Mikroorganismer har udviklet sig sammen med mennesker og udgør en integreret del af livet og udfører en række vitale funktioner.
De er impliceret i både sundhed og sygdom, og forskning har fundet forbindelser mellem bakteriepopulationer, hvad enten de er normale eller forstyrrede, og følgende sygdomme:
- astma
- autisme
- Kræft
- cøliaki
- colitis
- diabetes
- eksem
- hjerte sygdom
- underernæring
- multipel sclerose
- fedme
Det humane mikrobiom har indflydelse på følgende fire brede områder af sundhedsmæssig betydning:
- ernæring
- immunitet
- opførsel
- sygdom
Ernæring
Ud over at absorbere energi fra mad er tarmmikrober afgørende for at hjælpe mennesker med at indtage næringsstoffer. Tarmbakterier hjælper os med at nedbryde fx komplekse molekyler i kød og grøntsager. Uden hjælp fra tarmbakterier er plantecellulose ufordøjelig.
Tarmmikrober kan også bruge deres metaboliske aktiviteter til at påvirke madbehov og følelse af at være fyldt.
Mikrobiotaens mangfoldighed er relateret til diætens mangfoldighed. Yngre voksne, der prøver en bred vifte af fødevarer, viser en mere varieret tarmmikrobiota end voksne, der følger et særskilt diætmønster.
Immunitet
Fra det øjeblik et dyr er født, begynder de at opbygge deres mikrobiom. Mennesker erhverver deres første mikrober fra indgangen til deres mors livmoderhals ved ankomsten til verden.
Uden disse tidlige mikrobielle gæster ville der ikke eksistere adaptiv immunitet. Dette er en vigtig defensiv mekanisme, der lærer, hvordan man reagerer på mikrober efter at have mødt dem. Dette giver mulighed for en hurtigere og mere effektiv reaktion på sygdomsfremkaldende organismer.
Gnavere, der er helt rene for mikroorganismer, viser en række patologiske virkninger, og et underudviklet immunsystem er blandt dem.
Mikrobiotaen vedrører også autoimmune tilstande og allergier, som kan være mere tilbøjelige til at udvikle sig, når eksponering for mikrober forstyrres tidligt.
Opførsel
Mikrobiotaen kan påvirke hjernen, som også er involveret i fordøjelsen. Nogle har endda kaldt tarmmikrobiota en "anden hjerne."
Små molekyler frigivet ved aktivitet af tarmbakterier udløser nervernes respons i mave-tarmkanalen.
Forskere har også observeret forbindelser mellem tarmmikrobiomet og psykologiske lidelser, såsom depression og autistisk spektrumforstyrrelse (ASD).
Sygdom
Bakteriepopulationer i mave-tarmsystemet har givet indsigt i tarmtilstande, herunder inflammatoriske tarmsygdomme (IBD), såsom Crohns sygdom og colitis ulcerosa. Lav mikrobiel mangfoldighed i tarmen har været forbundet med IBD såvel som fedme og type 2-diabetes.
Status for tarmmikrobiota har været forbundet med metabolisk syndrom. Ændring af kosten ved at inkludere præbiotika, probiotika og andre kosttilskud har reduceret disse risikofaktorer.
Tarmmikrober og deres genetik påvirker energibalance, hjerneudvikling og kognitiv funktion. Forskning er i gang med nøjagtigt, hvordan dette sker, og hvordan dette forhold kan bruges til menneskelig fordel.
Forstyrrelse af mikrobiota med antibiotika kan føre til sygdom, herunder infektioner, der bliver resistente over for et antibiotikum.
Mikrobiota spiller også en vigtig rolle i modstanden af tarmovervækst af eksternt introducerede populationer, der ellers ville forårsage sygdom - de "gode" bakterier konkurrerer med de "dårlige", hvor nogle endda frigiver antiinflammatoriske forbindelser.
Nye fund på mikrobiomet
Enorme investeringer er gået i forskning om mikrobielle populationer i kroppen og deres genetik og har undersøgt forbindelser med sundhed og sygdom.
National Institutes of Health (NIH) lancerede Human Microbiome Project i 2007, et forskningsprojekt, der har til formål at definere de mikrobielle arter, der påvirker mennesker og deres forhold til sundhed ved at producere store, offentligt tilgængelige datasæt fra genetiske studier.
De fleste af de mikroorganismer, der lever hos mennesker, findes i mave-tarmsystemet, og det er også her, de fleste nye opdagelser gøres.
Den seneste udvikling inkluderer yderligere bekræftelse af måder at indsætte en ny stamme i en eksisterende mikrobiota ved hjælp af næringsstoftilgængelighed uden at påvirke den samlede balance og funktion af mikrobiomet. Dette åbner potentialet for probiotiske behandlinger og nye metoder til at analysere sammensætningen af tarmmikrobioten.
Tang blev brugt til at kontrollere tarmmikrobioten hos flere mus i denne undersøgelse.
Der har også været nyere undersøgelse af, hvordan potentielle patogener udefra kroppen går ind på, og hvordan de relaterer sig til tarmmikrobioten. Dette vil hjælpe med at identificere måder til at begrænse invasionen af potentielt skadelige mikrober og deres sygdomsfremkaldende virkninger.
Tarmmikrobiotaen bliver en hjørnesten i forebyggende medicin.
