Mikrobiom je vrsta "organa" koji je zaboravljen od strane moderne medicine dugi niz godina. No, već više od desetak godina, zahvaljujući razvoju biomedicinskih znanosti, provode se brojna istraživanja čiji rezultati dokazuju da je mikrobiom više od puke skupine mikroorganizama koji naseljavaju naše tijelo. Što je mikrobiom? Zašto je to toliko važno za naše zdravlje? Kako se brinuti za to?

Mikrobiom(mikrobiota, mikroflora) je skupina mikroorganizama karakterističnih za dano prirodno stanište. Kao stanište trebamo razumjeti ne samo more ili tlo, već i organizam čovjeka i drugih životinja. Stoga, osim mikrobioma mora i tla, razlikujemo crijevni, kožni, genitalni trakt, uho i oralni mikrobiom.

Sastav mikrobioma varira ovisno o staništu koje zauzima. Trenutno se najviše istraživanja provodi na najbrojnijem mikrobiomu u našem tijelu, odnosno probavnom traktu.

Mikrobiom, mikrobiota ili mikroflora?

Pojam "mikrobiom" prvi je upotrijebio 2001. nobelovac Joshua Lederberg, koji ga je upotrijebio da opiše skup genoma svih mikroba koji nastanjuju ljudsko tijelo. Stoga se izraz češće koristi u ovom smislu.

Kada se govori o skupljanju svih mikroorganizama kao stanica, treba koristiti izraz "mikrobiota".

Pojam "mikroflora", s druge strane, stari je izraz koji se rjeđe koristi, a datira iz vremena kada je većina mikroorganizama bila svrstana u biljno carstvo (izraz "flora" opisuje ukupnost biljnih vrsta pronađenih na određenom području).

Mikrobiom - od čega se sastoji?

Mikrobiom se sastoji od bakterija, kvasca, gljivica, protozoa, virusa i arheja. Zapamtite da ne moraju uvijek biti "prijateljski" prema svom domaćinu. Mikrobiota također može uključivati ​​mikroorganizme potencijalno patogene za ljude, npr.Escherichia Coli .

Zbog obilja mikroorganizama posebnu pažnju zaslužuje gastrointestinalni mikrobiom koji se uglavnom sastoji od bakterija iz 4 podskupine:

  • Firmicutes(64%)
  • Bacteroides(23%)
  • Proteobakterije(8%)
  • Actinobacteria(3%)

Kod zdravih ljudi, pojedine dijelove probavnog trakta karakterizira promjenjiva raznolikost mikroorganizama. Želudac i duodenum su praktički sterilni,jer kiseli pH želučanog soka stvara nepovoljno okruženje za većinu mikroorganizama. U tankom crijevu njihov je broj veći i kreće se od 10 000 do 100 000 u 1 gramu prehrambenog sadržaja.

Ovdje prevladavaju acidofilne bakterije iz rodaLactobacillusiStreptococcus . Najveći broj mikroorganizama je u debelom crijevu, a radi se čak o trilijunu stanica u 1 gramu sadržaja hrane! Velika većina su mikroorganizmi netolerantni na kisik (anaerobi), kao što suBifidobacteriumiClostridium .

Procjenjuje se da u probavnom traktu ima 10 puta više mikroorganizama nego stanica u ljudskom tijelu (oko 100 trilijuna stanica težine oko 2 kg), a broj gena u njima je 3,3 milijuna. Za usporedbu, ljudski genom ima samo 21 000 gena.

Bakterije koje naseljavaju probavni trakt mogu se podijeliti prema funkcijama koje obavljaju u tijelu:

  • proteolitičke (ili truležne) bakterije su potencijalno patogene bakterije čiji prekomjerni rast u crijevima može negativno utjecati na tijelo; oni uključuju, između ostalih bakterije iz rodaKlebsiella ,Enterobacter ,Serratia ,Citrobacter,Pseudomonas
  • zaštitne (probiotičke) bakterije su bakterije koje inhibiraju rast patogenih mikroorganizama, zatvaraju crijevni epitel i proizvode hranjive tvari za crijevni epitel; oni uključuju, između ostalih bakterije iz rodaLactobacillusiBifidobacterium
  • imunostimulirajuće bakterije stimuliraju stanice imunološkog sustava, smanjuju upalni odgovor i potiču proizvodnju IgA protutijela kroz sluznicu; oni uključuju, između ostalih bakterije iz rodaEnterococcusiEscherichia coli . Potonji je također potencijalno patogen u nepovoljnim uvjetima

Mikrobiom - koje su njegove funkcije?

Crijevni mikrobi mogu metabolizirati tvari dobivene iz hrane - ugljikohidrate, proteine, masti i one dobivene izravno od ljudi, poput mrtvih stanica i sluzi. Mikrobiom ih koristi za podršku osnovnih životnih aktivnosti.

Stoga se funkcije mikrobiote mogu usporediti s vrstom bioreaktora koji proizvodi bezbrojne količine bioaktivnih tvari tijekom procesa fermentacije. Količina i priroda ovih tvari uvelike će ovisiti o načinu na koji jedemo.

Osim što podržava probavne procese, crijevni mikrobiom:

  • proizvodi vitamine B i vitamin K
  • povećava apsorpciju minerala,kao što su magnezij i kalcij
  • sprječava kolonizaciju crijeva patogenim bakterijama
  • potiče sazrijevanje stanica imunološkog sustava i podržava njegov rad
  • smiruje upalne procese
  • utječe na sazrijevanje i diferencijaciju crijevnih epitelnih stanica
  • inaktivira toksine i karcinogene
  • sudjeluje u metabolizmu kolesterola i bilirubina

Mikrobiom - što na njega utječe?

  • geni

Iako na sastav crijevnog mikrobioma prvenstveno utječu čimbenici okoliša, na mikrobiom u manjoj mjeri utječe i genotip domaćina. Primjer takvog odnosa su varijante gena FUT2 koji kodira enzim fukoziltransferazu 2, odgovorne, između ostalog, za za stvaranje antigena povezanih s krvnim grupama.

Osobe s nepovoljnom varijantom gena FUT2 ne proizvode određene oligosaharide, čiji nedostatak ih predisponira na nedostatak zaštitnih bakterija iz rodaBifidobacterium . Oko 20% Europljana ima nepovoljnu varijantu ovog gena.

  • dob i način dostave

Prije poroda u maternici, naš probavni trakt je sterilan. Tijekom prirodnog poroda, gastrointestinalni trakt je naseljen vaginalnim mikrobiomom majke. Zatim, tijekom dojenja mlijekom, prebiotičke tvari (ljudski oligosaharidi) se prenose na bebu, koje potiču rast korisnih bakterija kao što suBifidobacterium .

Umjetno hranjene bebe mogu imati manje ovih bakterija. Pokazalo se da porod i način hranjenja mogu biti presudni za pravilan razvoj mikrobioma i nastanak, primjerice, alergija. Uočene su značajne razlike u sastavu mikrobioma kod prirodno rođene dojenčadi u usporedbi s onom rođenom carskim rezom.

Nakon završetka dojenja i uvođenja čvrste hrane, sastav crijevnog mikrobioma postupno nalikuje mikrobiomu odrasle osobe. U dobi od oko 15 godina postaje relativno stabilan (ako je osoba zdrava i vodi pravilan način života).

Sljedeća faza ljudskog života, u kojoj se uočava promjena u sastavu crijevnog mikrobioma, je razdoblje nakon oko 65. godine života. Kod starijih osoba dolazi do smanjenja broja zaštitnih bakterija rodaBifidobacteriumi povećanja broja potencijalno patogenih bakterija, kao što jeClostridium.

PadBifidobakterije , koje smanjuju upalu na crijevnoj sluznici, može biti jedan od čimbenika koji pogoršavaju procese bolesti povezane sa starenjem. Zašto se ovo događa? To je velikim dijelom posljedica činjenice da naše tijelo s godinama postaje manje učinkovito,odnosno pogoršava se stanje denticije, izlučuje se količina sline i smanjuje učinkovitost organa, npr. gušterače.

  • Dijeta

Prehrana je jedan od čimbenika koji najviše utječu na sastav crijevnog mikrobioma. Ako svoj mikrobiom osiguramo odgovarajućom količinom složenih ugljikohidrata, mikroorganizmi će proizvoditi tvari kao što su kratkolančane masne kiseline (SCFA), npr. butirat ili mliječna kiselina, koje imaju povoljan učinak na tijelo, uključujući suzbijanjem upalnih odgovora.

Procjenjuje se da je 10-20% konzumiranih ugljikohidrata otporno na probavu ljudskim crijevnim enzimima. To su neprobavljivi ugljikohidrati, poput otpornog škroba i neškrobnih polisaharida (kao što su pektini i celuloza), koji su idealni "hranjivi sastojci" za mikrobiom.

Međutim, ako naša prehrana sadrži višak prerađene hrane, jednostavnih šećera, zasićenih masti i životinjskih proteina, mikroorganizmi će početi proizvoditi štetne tvari kao što su biogeni amini (npr. tiramin), skatol, indol ili amonijak. Ove tvari mogu oštetiti epitelne stanice crijeva, izazvati upalu i dovesti do poremećaja propusnosti crijevne barijere.

Provedena je studija u kojoj je uspoređen sastav crijevnog mikrobioma djece koja žive u Italiji i hrane se prema zapadnom modelu prehrane (bogata životinjskim proteinima, mastima i jednostavnim šećerima) s prehranom djece koja žive u ruralna Burkina Faso (bogata složenim ugljikohidratima i malo životinjskih proteina). Pokazali su da se sastav mikrobioma u obje skupine dramatično razlikuje.

U djece iz Italije dominirala je skupina bakterija karakterističnih za pretile osobe ( Firmicutes ), došlo je do prekomjernog rasta truležnih bakterija, a smanjen je sadržaj butirata i drugih SCFA nalazi u fecesu. Ovo nije pronađeno kod djece Burkine Faso. Ovo pokazuje kako nepravilne prehrambene navike utječu na poremećaj crijevnog mikrobioma.

Prehrana s malo složenih ugljikohidrata (npr. topiva vlakna) smanjuje raznolikost crijevnog mikrobioma, posebno zaštitnih bakterija iz rodaBifidobakterije . Primjer takve prehrane je FODMAPs dijeta i neispravno uravnotežena prehrana bez glutena.

Mediteranska prehrana je najpovoljnija u istraživanju, jer osim velike količine dijetalnih vlakana sadrži polifenole. Kao što pokazuju nedavne studije, 90-95% polifenola se nakuplja u debelom crijevu, gdje prolaze kroz razne biokemijske promjene crijevnog mikrobioma.

  • Psihološki stres

U studijama s miševima i ljudima, pokazalo se da psihički stres uzrokujesmanjenje broja zaštitnih bakterija iz rodovaLactobacillusiBifidobacterium . Osim toga, stres potiče prekomjerni rast potencijalno patogenih bakterija kao što jeEscherichia Coli . To je vjerojatno zbog lučenja hormona stresa kortizola.

Također se pokazalo da polifenoli, kao što je resveratrol u grožđu ili katehini u čaju, imaju pozitivan učinak na sastav crijevne mikrobiote, djelujući kao prebiotici.

  • PROBIOTICI - ljekovita svojstva, vrste i izvori
  • Dobre bakterije u tijelu: mikrobi koji štite od bolesti
  • Često pranje će vam skratiti život? Da, i postoje dokazi za to!

Mikrobiom i civilizacijske bolesti

Mikrobiom se često uspoređuje s "organom" zaboravljenim u modernoj medicini. Istraživanja jasno pokazuju da je mikrobiom, kao i svaki drugi organ, sposoban primati i reagirati na informacije iz okoline – poput promjene pH vrijednosti, prisutnosti hranjivih tvari, imunoloških stanica i hormona. Taj se sustav naziva quorum sensing i omogućuje molekularni dijalog između mikrobioma i ljudskih stanica i organa.

Zbog utjecaja mikrobioma na više razina na naše tijelo, ne treba čuditi da kvalitativni i kvantitativni poremećaji mikroboma, nazvani crijevna disbioza, mogu doprinijeti nastanku mnogih civilizacijskih bolesti, kao što su kao:

  • pretilost
  • dijabetes
  • autoimune bolesti
  • alergije
  • depresivni poremećaj
  • autizam
  • Alzheimerova bolest

Proboj u istraživanju odnosa mikrobioma i zdravlja ljudi bio je projekt "Projekt humanog mikrobioma" koji je 2007. pokrenuo Američki nacionalni institut za zdravlje. Koristi najsuvremenije metode molekularne biologije, koje su omogućile utvrđivanje razlika u sastavu ljudskog mikrobioma ovisno o geografskoj širini, genotipu, dobi i prehrani.

Mikrobiom i pretilost

Prve studije koje ukazuju na odnos crijevnog mikrobioma s pretilošću provedene su na miševima. Primijećeno je da pretili miševi imaju - u usporedbi s mršavim miševima - poremećene proporcije između bakterija iz skupineFirmicutes(previše) iBacteroides(premalo ).

Trenutno se vjeruje da mikrobiom crijeva može utjecati na razvoj pretilosti na najmanje tri mehanizma:

  • stvaranjem dodatnih kalorija (4-10% energije dobivene hranom generira mikrobiom, to je oko 80-200 kcal / dan)
  • izazivaju upaluniskog intenziteta (tzv. metabolička endotoksikemija, koja može uzrokovati inzulinsku rezistenciju)
  • regulacija centra za glad i sitost (mikrobiom utječe, između ostalog, na lučenje peptida-1 i peptida YY sličnog glukagonu, te na vrijeme crijevnog tranzita)

Mikrobiom i živčani sustav

Eksperimentalne studije na miševima pokazale su da mikrobiom crijeva utječe na razvoj živčanog sustava, odgovor na stres i ponašanje. Sve više studija također ukazuje na izravnu vezu između crijevnog mikrobioma i depresivnih poremećaja.

U tom kontekstu tzv Os crijevo-mozak i vagusni živac, koji su odgovorni za prijenos signala iz crijeva u mozak.

Ostali mehanizmi pomoću kojih mikroorganizmi mogu utjecati na naše ponašanje je njihovo sudjelovanje u metabolizmu triptofana (preteča je sinteze "hormona sreće" - serotonina) ili izravno kroz sintezu neurotransmitera, npr. bakterija tip EscherichiaiEnterococcusmogu proizvoditi serotonin, a tipaLactobacillusGABA (neurotransmiter odgovoran za opuštanje i opuštajuće).

Osim toga, istraživanja ukazuju na sudjelovanje crijevnog mikrobioma u razvoju poremećaja kao što su:

  • autizam
  • shizofrenija
  • ADHD
  • bipolarni poremećaj
Vrijedi znati

SIBO, ili bakterijski rast tankog crijeva, je vrsta crijevne disbioze, s prekomjernim rastom bakterija u tankom crijevu, koje su karakteristične za debelo crijevo.

SIBO je uzrok probavnih i apsorpcijskih poremećaja. Koegzistira s mnogim bolestima, kao što su:

  • sindrom iritabilnog crijeva (84%)
  • celijakija (66%)
  • gastroezofagealna refluksna bolest (50%)
  • hipotireoza (54%)
  • pankreatitis (35%)

Razlog za SIBO može biti:

  • poremećaji crijevne motiliteta
  • antacidi
  • želučane bolesti
  • nedostatak probavnih enzima
  • starost
  • antibiotska terapija

Mikrobiom - kako se brinuti za njega?

  • jedite povrće i voće bogato polifenolima (borovnice, borovnice, maline) i prebiotičkim tvarima koje su "medij" za crijevne mikroorganizme (mahunarke, agrumi, artičoka, poriluk, luk, šparoge, banane)
  • jedite složene ugljikohidrate kao što su smeđa riža, zobene mekinje i zobene mekinje, koje sadrže topiva vlakna koja stimuliraju proizvodnju butirata
  • jedite kvalitetne masti, npr. maslinovo ulje
  • piće zelenočaj, jer sadrži polifenole kao što su katehini
  • povećajte konzumaciju kiselog povrća, npr. kupusa, krastavaca, cikle i mliječnih proizvoda, npr. jogurta, kefira, jer su izvor probiotskih mikroorganizama
  • izbjegavajte velike količine alkohola, a ako ga već konzumirate, birajte crno vino koje sadrži polifenole kao što je resveratrol
  • izbacite nezdravu hranu, zaslađena pića, kolačiće i pločice iz svoje prehrane jer su izvor jednostavnih šećera i trans masti
  • izbjegavajte psihološki stres, a ako je to nemoguće, koristite tehnike opuštanja
  • dovoljno spavaj
  • redovito vježba
O autoruKarolina Karabin, dr.med., molekularni biologinja, laboratorijska dijagnostičarka, Cambridge Diagnostics PolskaPo struci biolog, specijaliziran za mikrobiologiju, te laboratorijski dijagnostičar s preko 10 godina iskustva u laboratorijskom radu. Diplomirala je na Visokoj školi za molekularnu medicinu i članica Poljskog društva za humanu genetiku. Voditeljica stipendija za istraživanje u Laboratoriju za molekularnu dijagnostiku na Odjelu za hematologiju, onkologiju i unutarnje bolesti Medicinskog sveučilišta u Varšavi. Obranila je titulu doktorice medicinskih znanosti iz područja medicinske biologije na 1. Medicinskom fakultetu Medicinskog sveučilišta u Varšavi. Autor mnogih znanstvenih i popularno-znanstvenih radova iz područja laboratorijske dijagnostike, molekularne biologije i prehrane. Svakodnevno, kao specijalist iz područja laboratorijske dijagnostike, vodi odjel sadržaja u Cambridge Diagnostics Polska te surađuje s timom nutricionista u CD Dietary Clinic. Svoja praktična znanja o dijagnostici i dijetoterapiji bolesti dijeli sa specijalistima na konferencijama, treninzima te u časopisima i web stranicama. Posebno ju zanima utjecaj suvremenog načina života na molekularne procese u tijelu.

Pročitajte više članaka ovog autora

Kategorija:

Gastrologija