- Crijevna mikrobiota - karakteristike
- Crijevna mikrobiota - sastav u različitim razdobljima života
- Crijevna mikrobiota - utjecaj na tijelo
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Crijevna mikrobiota su svi mikroorganizmi koji žive u debelom crijevu. Među njima su najbolje prepoznate bakterije kojih u zdravog čovjeka ima preko 1000 vrsta. Sastav i obilje mikrobiote usko su povezani sa zdravljem, raspoloženjem i radom mozga. Saznajte kako crijevne bakterije utječu na vaše tijelo.
Mikrobiotaje skupina mikroorganizama raznih vrsta koji žive u organizmu domaćina i na njegovoj površini.Mikrobiom znači isto što i mikrobiota . Oba izraza se koriste naizmjenično. Međutim, termin "mikroflora" je napušten, što sugerira da su mikroorganizmi u tijelu domaćina biljnog porijekla.
Ljudska mikrobiota ne uključuje samo bakterije, već i viruse, arheje i eukariotske organizme. Međutim, raznolikost i uloga bakterija je najbolje proučena. Bakterije koje žive u ljudskom tijelu identificirane su zahvaljujući sekvenciranju gena. Ova otkrića omogućila su razumijevanje odnosa između mikrobioma i domaćina.
Crijevna mikrobiota - karakteristike
Mikrobiom crijeva jedan je od elemenata mikrobioma cijelog organizma, koji je od velike važnosti za homeostazu ljudskog tijela.
Crijevne bakterije su one koje se nalaze u debelom crijevu.Zdrav odrasli čovjek obično ima više od 1000 vrsta bakterijakoje pripadaju relativno malom broju poznatih vrsta bakterija. Prevladavaju anaerobne bakterije tipa Bacteroidetes i Firmicutes.
Varijabilnost crijevne mikrobiote
Mikrobiota crijeva je promjenjiva - nije ista i kod različitih ljudi i kod iste osobe u različito vrijeme. Razlike između pojedinaca su vrlo jasne.
Poznato je da se cjelokupna raznolikost mikrobiote ljudskog crijeva mijenja tijekom života. Nastavlja se povećavati od rođenja do oko 12. godine, ostajući relativno stabilan tijekom odrasle dobi, a zatim se smanjuje u kasnijim godinama.
Jedna studija je pokazala da oko 70% mikrobiote ostaje nepromijenjeno u godini dana bez liječenja antibioticima. Promatranja su pokazala da će neke vrste vjerojatno biti stabilne tijekom desetljeća, ako ne i tijekom života pojedinca, o čemu svjedoči identifikacija iste bakterijske vrste među članovima obitelji, ali ne i među pojedincimanepovezano.
Dakle, neke bakterije ostaju iste kod zdravih ljudi, a neke se mijenjaju tijekom života. Vanjski čimbenici također mijenjaju mikrobiom tijekom vremena. To uključuje, između ostalog:
- infekcija,
- uzeta lijeka,
- stil života
- i promjene prehrane.
LifeLines Duboka studija korištenjem sekvenciranja bakterijskog genoma na više od 1000 ljudi otkrila je da je prehrana glavni modulator varijabilnosti crijevnog mikrobioma.
Razlozi za smanjenje raznolikosti crijevne mikrobiote
Mikrobiom crijeva je vrlo bogat u usporedbi s drugim dijelovima tijela. Velika raznolikost crijevne mikrobiote obilježje je zdravih ljudi. Stanja bolesti dovode do njegovog osiromašenja u smislu raznolikosti vrsta.
Uočena je manja raznolikost bakterija kod ljudi sa:
- upalna bolest crijeva,
- psorijatični artritis,
- dijabetes tipa 1,
- atopija,
- celijakija,
- pretilost,
- s dijabetesom tipa 2
- i ukočenost arterija u usporedbi sa zdravim ljudima.
Veza između smanjene raznolikosti i bolesti pokazuje da je crijevni ekosustav bogat vrstama otporniji na utjecaje okoliša.
Glavne vrste crijevnih bakterija
Raznolikost se smatra dobrim pokazateljem "zdravih crijeva". Glavne vrste crijevnih bakterija u smislu obilja su:
- Firmicutes,
- Bacteroidetes,
- aktinobakterije,
- Proteobakterije,
- Verrucomicrobia
- i fuzobakterije.
Sastav crijevnog mikrobioma prirodno se mijenja s godinama. Ovisi uglavnom o prehrani.
I 2-3-godišnjacima i odraslima dominiraju iste bakterije, što je zbog činjenice da djeca u dobi od 3 godine već jedu potpuno istu hranu kao i odrasli.
Crijevna mikrobiota - sastav u različitim razdobljima života
| Životni vijek | Dominantne crijevne bakterije |
| Trenutak rođenja | Enterococcus, Staphylococcus |
| Prvi mjesec života | Bifidobacteriaceae |
| Šesti mjesec života | Clostridiacea, Ruminococcaceae, Lachnnospraceae |
| Prva godina života | Bakteriode, Clostridium, Ruminococcum |
| Druga - treća godina života | Firmicutes, Bacteroidetes |
| odrasla osoba | Firmicutes, Bacteroidetes |
Crijevna mikrobiota - utjecaj na tijelo
Mikrobiota crijeva utječefiziologija tijela u mnogim aspektima. Klasično, njegova se uloga vidi uglavnom u probavi hranjivih tvari koje su neprobavljive za enzime u probavnom sustavu. Međutim, ovo je samo vrh ledenog brijega. Promjene u sastavu mikrobioma (disbioza) javljaju se kod mnogih bolesti.
Često je nejasno, međutim, je li promijenjena mikrobiota koja uzrokuje bolest ili bolest utječe na sastav crijevnih bakterija. Koja je važnost crijevnih bakterija za tijelo?
mikrobiota i os crijeva-mozak
Često možete čuti izreku da su crijeva naš drugi mozak. To je apsolutno opravdano. U tijelu se odvija dvosmjerna signalizacija između crijevne mikrobiote, crijeva i mozga. Odvija se putem živčanih puteva koji uključuju središnji i crijevni živčani sustav i krvožilni sustav.
Signalizacija cirkulacijskog sustava uključuje:
- os hipotalamus - hipofiza - nadbubrežne žlijezde,
- regulatora imunološkog sustava,
- hormona,
- neurotransmitera
- i bakterijski metaboliti kao što su kratkolančane masne kiseline.
Pretkliničke studije su pokazale utjecaj crijevne mikroflore na:
- nociceptivni refleksi (refleksi kao odgovor na podražaje koji oštećuju tkivo),
- unos hrane,
- emocionalno i društveno ponašanje,
- odgovor na stres
- i neurokemija mozga.
U studijama na miševima, pokazalo se da je mikrobiota neophodna za društveni razvoj miševa i da je uključena u neurorazvojne poremećaje, uključujući poremećaje autističnog spektra.
Pokazalo se da miševi kojima nedostaje crijevna mikrobiota imaju pretjeranu reakciju na stres u usporedbi s kontrolnim životinjama. Ovi miševi također pokazuju povećanu motoričku aktivnost i manje izraženu anksioznost u usporedbi s kontrolnim miševima.
Nasuprot tome, primjena probiotika L. rhamnosus (JB-1) miševima smanjila je razinu kortikosterona koji se luči pod stresom i ponašanjem povezanom sa tjeskobom.
Ovi podaci snažno naglašavaju važnost osi mikrobiom-crijevo-mozak za normalan neurološki razvoj i funkciju.
Zašto mikrobiom utječe na mozak?
Mikrobiom crijeva proizvodi kratkolančane masne kiseline koje utječu na integritet krvno-moždane barijere povećavajući proizvodnju proteina uskih spojeva - klaudina-5 i okludina.
Čvrste veze su veze između dviju stanica tijela (u ovom slučaju crijevnog epitela) koje zatvaraju prostor između tih stanica, čineći stanice vrlo tijesnim jedna uz druguu prilogu.
Ovi proteini su raspoređeni u trake da tvore razgranatu mrežu. Moraju se pojaviti na površini obje susjedne ćelije da bi se mogle međusobno povezati.
Postojanje pravilno funkcionirajućih čvrstih veza između crijevnih epitelnih stanica, a time i povećan integritet krvno-moždane barijere, ograničava prodiranje nepoželjnih metabolita između stanica u ekstracelularni prostor.
Kada je narušen integritet epitelnih stanica, štetne tvari iz međustanične tekućine ulaze u krv, a zatim i u mozak. Ovaj fenomen negativno utječe na funkciju mozga, spoznaju i raspoloženje.
Utjecaj mikrobioma na psihu
Istraživanja pružaju dokaze dacrijevna mikrobiota može modulirati odgovor na stres i također doprinijeti tjeskobi, depresiji i spoznaji.
Brojne placebom kontrolirane studije pokazuju da unos probiotskih bakterija uzrokuje značajne promjene u moždanoj aktivnosti procijenjene funkcionalnom magnetskom rezonancijom, koncentracijom, obradom emocija i osjeta.
Brojni eksperimenti su pokazali povoljan učinak uzimanja probiotika na raspoloženje osoba s psihičkim problemima, sklonošću tuzi i lošim mislima, tjeskobom i depresijom.
Mnogi ljudi s ovisnošću o alkoholu pokazuju promjene u propusnosti crijeva i crijevnom mikrobiomu. Povećana crijevna propusnost kod ovih ljudi bila je značajno povezana s višim rezultatima za depresiju, tjeskobu i žudnju nakon 3 tjedna apstinencije.
crijevna mikrobiota i probava
Mikrobiota crijeva sastavni je dio probave i prehrane domaćina i može proizvoditi hranjive tvari iz supstrata koje domaćin inače ne može probaviti.
Bakterije crijeva razgrađuju vlakna, neke proteine, saharide i polifenole. Mikrobi oslobađaju kratkolančane masne kiseline iz probavnih neprobavljivih vlakana, koja su važan izvor energije za crijevnu sluznicu i ključna je za modulaciju imunološkog odgovora i stvaranje tumora u crijevima.
crijevna mikrobiota i imunitet
Interakcije između mikrobiote i imunološkog sustava domaćina su brojne i složene. Uloga imunološkog sustava je naučiti prepoznati komenzalne ("dobre") i patogene (patogene) bakterije.
Zauzvrat, mikrobiota je sastavni dio edukacije imunološkog sustava da pravilno funkcionira.
Mikrobiota utječe na imunološku homeostazu unutar i izvan crijeva. Sudjeluje, između ostalog, u diferencijaciji sistemskih regulatornih T stanicaimun. Ovi mehanizmi su od velike važnosti za patogenezu i liječenje upalnih bolesti.
Uloga komenzalnih bakterija
Komensalne bakterije i probiotici mogu promicati integritet crijevnih barijera. Zahvaljujući tome, patogene bakterije i njihovi metaboliti imaju mnogo manje šanse da prodru u krvožilni sustav.
Commensal bakterije doprinose jačanju imuniteta na razini crijeva uglavnom sprječavanjem invazije patogenih bakterija i podržavanjem razvoja imunološkog sustava domaćina.
Dobre crijevne bakterije ometaju kolonizaciju patogenih bakterija natječući se s njima za hranjive tvari i mjesta vezivanja na površini sluznice debelog crijeva.
Komensalne bakterije također sprječavaju invaziju patogenih bakterija snižavanjem crijevnog pH kroz proizvodnju laktata i kratkolančanih masnih kiselina (SCFA). Drugi način je proizvodnja metabolita koji inhibiraju rast ili ubijaju potencijalno patogene bakterije.
Iako mehanizmi kojima mikrobiom stupa u interakciju s imunološkim sustavom nisu temeljito istraženi, sa sigurnošću se zna da zdrav mikrobiom pozitivno utječe na imunitet i kao biološka barijera i kroz oblikovanje stečenog imuniteta.
crijevna mikrobiota i pretilost
Mikrobiota crijeva može igrati ulogu u razvoju pretilosti. Većina studija na ljudima s prekomjernom tjelesnom težinom i pretilosti pokazuje disbiozu, koju karakterizira manja raznolikost u mikrobiomu. Primjer može biti provedeno istraživanje:
- Miševi s nenaseljenim probavnim traktom kojima su presađeni fekalni mikrobi od pretilih ljudi dobivaju više na težini od miševa koji primaju mikrobe od zdravih ljudi.
- Velika studija blizanaca u Ujedinjenom Kraljevstvu otkrila je da je vrsta Christensenella rijetka kod ljudi s prekomjernom tjelesnom težinom i da je, kada se davala miševima bez njihove vlastite mikrobiote, spriječila debljanje. Prisutnost Christensenella u gastrointestinalnom traktu, kao i Akkermansia, povezana je s manjim nakupljanjem masti u unutarnjim organima trbušne šupljine.
Većina dokaza koji podupiru tezu o ulozi mikrobiote u pretilosti dolazi iz studija na miševima. Međutim, također se primjećuje da je povećanje tjelesne težine kod ljudi tijekom 10 godina povezano s niskom raznolikošću mikrobiote, a taj odnos pogoršava niska konzumacija prehrambenih vlakana.
Disbioza crijevne mikrobiote vjerojatno potiče pretilost uzrokovanu prehranom i metaboličke komplikacije kroz različite mehanizme, uključujući:
- poremećaj regulacije imuniteta,
- promijenjena regulacija energije,
- promijenjena regulacija crijevnih hormona
- i proupalni mehanizmi uzrokovani endotoksinima lipopolisaharida, koji prelaze crijevnu barijeru i ulaze u portalnu cirkulaciju.
Povećanje oksidacije masnih kiselina i potrošnje energije kao i smanjenje sinteze masnih kiselina smanjuje sklonost pretilosti.
Utvrđeno je da Akkermansia muciniphila, Bacteroides acidifaciens, Lactobacillus gasseri i kratkolančane masne kiseline povećavaju oksidaciju masnih kiselina u masnom tkivu.
Ostali mikrobiomski mehanizmi koji pogoduju kontroli težine su:
- diferencijacija adipocita,
- povećanje termogeneze mišića,
- poboljšanje ekspresije gena povezanih s oksidacijom masnih kiselina,
- utišavanje ekspresije gena odgovornih za sintezu masti u tijelu.
Literatura sažima da neravnoteža u crijevnoj mikrobioti i nedostatak određenih vrsta bakterija potiču veće debljanje uz istu prehranu.
crijevna mikrobiota i kolorektalni rak
Istraživanja su pokazala da crijevna mikrobiota može utjecati na rizik i napredovanje kolorektalnog karcinoma modulirajući mehanizme kao što su upala i oštećenje DNK, te stvaranjem metabolita uključenih u progresiju ili supresiju tumora.
Disbioza crijevne mikrobiote uočena je u bolesnika s kolorektalnim karcinomom, uz smanjenje broja komenzalnih vrsta bakterija (bakterije koje proizvode butirat) i obogaćivanje štetnih bakterijskih populacija (proupalni oportunistički patogeni).
Kolorektalni rak karakterizira izmijenjena proizvodnja bakterijskih metabolita koji su izravno uključeni u metabolizam stanica raka, uključujući kratkolančane masne kiseline i poliamine. Novi dokazi sugeriraju da prehrana ima značajan utjecaj na rizik od razvoja ovog raka.
Konzumacija hrane bogate vlaknima i dodataka prehrani s višestruko nezasićenim masnim kiselinama, polifenolima i probioticima za koje se zna da reguliraju crijevnu mikrobiotu ne samo da mogu biti potencijalni mehanizam za smanjenje rizika od raka debelog crijeva.
Također može poboljšati odgovor na terapiju raka kada se koristi uz konvencionalno liječenje kolorektalnog karcinoma.
Crijevna mikrobiota i crijevne bolesti
Disbioza crijeva i smanjena raznolikost mikrobioma redovito se nalaze kod ljudi s upalnom crijevnom bolešću.Iscrpljivanje mikrobiote u nekim bakterijama i gubitak njihovih zaštitnih funkcija može imati značajan utjecaj na tijek bolesti.
Mnoge zaštitne funkcije bakterija povezane s IBD-om posljedica su njihove sposobnosti da fermentiraju dijetalna vlakna i proizvode kratkolančane masne kiseline.
Upala crijeva smanjuje broj vrsta komenzalnih bakterija i stvara uvjete za rast patogenih bakterija. Oni su pak sposobni povećati umnožavanje i pogoršanje stanja bolesnika.
Patogene bakterije koje potencijalno igraju najveću ulogu u IBD-u su:
- Escherichia i Shigella,
- kao i vrste Fusobacterium.
Uočene su velike promjene u mikrobiomu kod pacijenata, kako u pogledu broja vrsta, tako iu odnosu na njihov međusobni odnos.
Crijevna mikrobiota i krvožilni sustav
Mikrobiom može imati i pozitivne i negativne učinke na zdravlje srca i krvnih žila. Povoljan učinak vezan je uz regulaciju lipidnog profila – povećanje razine „dobrog“ HDL kolesterola i snižavanje razine triglicerida u krvi. Poznato je da uzimanje probiotika, uglavnom laktobacila, pomaže u snižavanju razine kolesterola.
S druge strane, bakterijska disbioza i višak patogenih bakterija dovode do proizvodnje trimetilamin N-oksida (TMAO), koji potiče stvaranje aterosklerotskog plaka u krvnim žilama i može dovesti do srčanog i moždanog udara.
TMAO se proizvodi metabolizmom kolina i L-karnitina, koji su tipične komponente prehrane koja sadrži životinjske proteine i igraju važne funkcije u tijelu. Ne zna se točno koje su komponente mikrobioma odgovorne za povećanu proizvodnju TMAO i povećan rizik od srčanih bolesti.
Neki izvori pretpostavljaju da bi to moglo biti:
- Citomegalovirus,
- Helicobacter,
- klamidija
- i C. pneumoniae.
Studije su pokazale da je kod ljudi sa značajno većim udjelom bakterija Prevotella u mikrobiomu postojao problem s povišenim razinama TMAO. U isto vrijeme, koncentracija ovog oksida bila je normalna kod ljudi s visokim postotkom Bacteroides.
crijevna mikrobiota i dijabetes
Znanstvena istraživanja potvrđuju ulogu crijevnog mikrobioma u metaboličkim bolestima, uključujući dijabetes tipa 2.
Iz studija na životinjama jasno je da je mikrobiom uključen u metabolizam glukoze. Na temelju 42 opservacijske studije na ljudima, predložene su bakterije čija prisutnost u mikrobiomu potiče pojavu dijabetesa tipa 2.
Ovo su bakterije sljedećih vrsta:
- Ruminokok,
- Fusobacterium
- i Blautia.
Vrste bakterija koje smanjuju vjerojatnost dijabetesa tipa 2 su:
- bifidobakterije,
- Bacteroides,
- Faecalibacterium,
- Akkermansia
- i Roseburia.
Lactobacillus također spada u bakterije korisne za dijabetes, ali rezultati istraživanja o njima nisu tako jasni.
Dijabetes tipa 2 povezan je s povišenim razinama upalnih citokina, kemokina i upalnih proteina. Dok neki crijevni mikrobi i njihovi metaboliti potiču upalu niskog stupnja, drugi stimuliraju protuupalne citokine i kemokine.
Bakterije povezane s manjim rizikom od dijabetesa tipa 2 mogu doprinijeti povećanju ekspresije protuupalnih citokina koji štite od inzulinske rezistencije i vraćaju osjetljivost na inzulin.
Ostale značajke povezane s dijabetesom tipa 2 su upala niskog stupnja i povećana crijevna propusnost. Pokazalo se da navedene crijevne bakterije smanjuju proizvodnju proupalnih spojeva i jačaju čvrste veze između stanica crijevnog epitela. Na taj način smanjuju rizik od razvoja dijabetesa tipa 2.
Mikrobiota crijeva povezana je s dijabetesom tipa 2 kroz svoje učinke na homeostazu glukoze i otpornost na inzulin u glavnim metaboličkim organima, kao što su:
- jetra,
- mišića
- i masnoće.
Microbiota i njeni proizvodi mogu modulirati crijevne hormone i enzime, smanjiti otpornost na inzulin i poboljšati toleranciju glukoze.
Crijevne bakterije koje se smatraju korisnima u prevenciji dijabetesa tipa 2 mogu, između ostalog:
- povećavaju sintezu glikogena i smanjuju ekspresiju gena povezanih s glukoneogenezom u jetri,
- poboljšati translokaciju transportera glukoze-4 (GLUT4) i inzulinom stimuliranu uzimanje glukoze,
- povećava ekspresiju GLUT-4 u mišićima, koji može imati antidijabetičke učinke,
- smanjuju ekspresiju jetrene flavin monooksigenaze 3 (Fmo3), ključnog enzima u metabolizmu ksenobiotika, čije smanjeno lučenje sprječava razvoj hiperglikemije i hiperlipidemije kod miševa otpornih na inzulin,
- reguliraju ekspresiju gena povezanih s hiperglikemijom,
- povećava razinu adiponektina u masti, čime se poboljšava osjetljivost na inzulin.
- Mikrobiom - što je to i koje su njegove funkcije?
- Kako se brinuti za mikrobiom tijekom terapije antibioticima?
- mikrobiota i imunitet
- Disbakterioza -uzroci, simptomi, liječenje