Mikrobiom

Mikrobiom, mikrobiota – ogół mikroorganizmów występujących w danym siedlisku. Termin mikrobiom zaproponował Joshua Lederberg na przełomie XX i XXI wieku.

Mikrobiom człowieka

Prawidłowe funkcjonowanie organizmu jest tym lepsze im bardziej różnorodną i złożoną mamy mikroflorę jelitową! Co prawda, występują w niej bakterie patogenne, ale dobra wiadomość jest taka, że to głównie od nas zależy jej skład. Mikrobiomu nie należy się bać!

W organizmie człowieka, znajduje się, co najmniej 10 razy tyle bakterii, co komórek. Stanowią one endogenną mikroflorę, która w większości znajduje się w układzie pokarmowym. Szacuje się, że mikroflora przewodu pokarmowego zawiera aż 500 gatunków bakterii, z czego najwięcej znajduje się w jelicie grubym. Tylko 30% z nich stanowi typową, uniwersalną i występującą u wszystkich ludzi mikroflorę, reszta to gatunki specyficzne i unikatowe dla danego człowieka. Czym więc jest mikrobiom? To ogół mikroorganizmów występujących, w tym wypadku, w przewodzie pokarmowym.

Funkcje mikroflory jelitowej

Mikroorganizmy w przewodzie pokarmowym, można podzielić na takie, które działają korzystnie oraz na te, których wpływ określany jest, jako szkodliwy. Najbardziej pożyteczne są bakterie mlekowe, których niedobór może powodować zarówno wzdęcia jak i poważne kłopoty trawienne, stany chorobowe przewodu pokarmowego, a nawet ogólne pogorszenie stanu zdrowia. Nadmierny rozwój patogennych bakterii, prowadzi do produkcji karcynogenów, odpowiedzialnych za powstawanie nowotworów, oraz toksyn, które uszkadzają barierę śluzówkowa jelit.

Bakterie jelitowe spełniają w jelitach kilka podstawowych funkcji. Można podzielić je na metaboliczne, troficzne i ochronne. Dzięki ich działaniu możliwe jest trawienie resztek pokarmowych, które nie uległy wcześniejszej degradacji. Produktami tych przemian są głównie krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), które stanowią dodatkową energię dla organizmu. Wpływają na gospodarkę mineralną, pobudzając wchłanianie z jelita grubego jonów wapnia, magnezu i żelaza. Ponad to, obniżają pH w jelicie oraz umożliwiają prawidłowy rozwój komórek nabłonka jelitowego.

Przyjazne dla człowieka mikroorganizmy jelitowe, współzawodniczą z bakteriami patogennymi o przestrzeń życiową i dzięki temu stanowią naturalną barierę, która stanowi zabezpieczenie przed ich rozwojem. Właściwość tę wykazują zwłaszcza bakterie fermentacji mlekowej, takie jak Lactobacillus i Bifidobacterium. Kolejną funkcją, jaką pełnią mikroorganizmy jelita grubego to synteza witamin z grupy B oraz witaminy K, a także przyczyniają się do obniżenia cholesterolu oraz stymulują układ immunologiczny gospodarza do stałego wytwarzania przeciwciał, co pozwala na szybszą odpowiedź immunologiczną w przypadku zakażenia drobnoustrojami z zewnątrz.

Czynniki wpływające na kolonizację drobnoustrojów w przewodzie pokarmowym

Jak już wyżej zostało wspomniane, stały skład mikroflory przewodu pokarmowego stanowi tylko 30%. Reszta uwarunkowana jest od kilku czynników. Na niektóre z nich, jak genotyp, czy fizjologia, nie mamy wpływu, jednak większość z nich jest zależna od nas. Przede wszystkim styl życia, jaki prowadzimy, środowisko, w którym żyjemy oraz wszystko to, co spożywamy. Dodatkowo na rozwój mikroorganizmów mają wpływ choroby, antybiotykoterapia, przebyta hospitalizacja, poród (zarówno naturalny jak i poprzez cesarskie cięcie) oraz wiek gospodarza.

Co powoduje zaburzenia w mikroflorze?

Równowagę, która powinna panować w przewodzie pokarmowym, mogą zaburzać czynniki zarówno egzogenne jak i te z wnętrza organizmu. Gatunki bakterii, takie jak Enterococcus, Streptococcus, Bacteroides i Escherichia coli, naturalnie bytujące w jelitach, mogą stanowić źródło choroby dopiero wtedy, gdy staną się mikroorganizmami dominującymi. Do zwiększenia ich liczby, dochodzi najczęściej po operacjach chirurgicznych żołądka i jelita cienkiego, w przypadku zapalenie jelita grubego, choroby nerek i wątroby, gdy zaburzona jest perystaltyka jelit oraz w sytuacji wystąpienia nowotworu. Inne czynniki powodujące niekorzystne zmiany w składzie i aktywności zespołu mikroorganizmów jelitowych to: zaburzenia w funkcjonowaniu systemu odpornościowego, radioterapia, antybiotykoterapia, nieodpowiednia dieta, stres i starzenie się organizmu.

Mikrobiom - przyjaciel człowieka?

Mikrobiomu nie należy się bać, spełnia on więcej pozytywnych niż negatywnych funkcji. Należy pamiętać, że istotna jest różnorodność gatunkowa w jelicie, gdyż warunkuje prawidłowy rozwój bariery śluzówkowej. Oprócz tego jelito jest ważnym organem pełniącym funkcje immunologiczne. Z racji, że błona śluzowa przewodu pokarmowego mieści w sobie największą ilość limfocytów. żaden inny organ immunologiczny nie jest w stanie wytworzyć tak samo dużej ilości przeciwciał.

Tak słabo pozanany a tak mocno zagrożony....

Na samej skórze bytują setki, jeśli nie tysiące, gatunków. W przewodzie pokarmowym skład gatunkowy jest jeszcze bogatszy. Dopiero zaczynamy poznawać nasz własny mikrobiom, a już jest on … zagrożony wyginięciem. A przynajmniej zubożeniem i nieodwracalną zmianą składu.

Ilość komórek bakteryjnych bytujących na i w naszym ciele jest astronomiczna: dziesięciokrotnie przewyższa ilość naszych własnych komórek. Masę naszego mikrobiomu oszacowano na ponad 2 kilogramy! Wśród tej różnorodności znajdują się zarówno sprzymierzeńcy i komensale, jak i wrogowie naszego organizmu. Bakterie tworzą zawiłą sieć powiązań i zależności pomiędzy sobą nawzajem i z komórkami naszego ustroju. Zmiana składu gatunkowego i proporcji ilościowych naszej flory może być (i jest) szkodliwa.

Co zagraża naszej florze mikrobiologicznej (nie tylko bakteryjnej)? Higiena, leki i dieta. Martin Blaser, profesor mikrobiologii z New York University School of Medicine twierdzi, że niektóre gatunki współegzystujących z nami mikrobów już wymarły lub są na skraju wyginięcia (w skali całej populacji ludzkiej, a nie pojedynczych osób!). A okazuje się, że ich obecność może mieć kluczowe znaczenie dla regulacji homeostazy organizmu, w tym tak ważnych procesów jak gospodarka węglowodanowo-lipidowa, hormonalna, czy też odporność na niektóre choroby.

Człowiek „kopiuje” swój pierwszy mikrobiom od matki podczas porodu. Okazuje się, że dzieci rodzone poprzez cesarskie cięcie miewają dużo więcej infekcji niż ich rówieśnicy urodzeni naturalnie. Za wcześnie na wysnuwanie wniosków z tej obserwacji- grupy badane są zbyt małe- mówi prof. Aagaard z Baylor College of Medicine. Medyczne powody do wykonania cesarskiego cięcia są priorytetowe w stosunku do nabywania flory bakteryjnej matki, jednakże cesarskie cięcie wykonywane bez wskazań klinicznych jest błędem.

Czy jednak organizm faktycznie współpracuje z mikroorganizmami, czy jest to mu może zupełnie obojętne? Okazuje się, że organizm matek przed połogiem zaczyna wytwarzać w mleku taki koktajl związków odżywczych, który służy jako pożywka dla Bifidobacterium. Niemowlęciu nie wszystkie mleczne związki są potrzebne w takiej formie jak są obecne w siarze, co dobitnie świadczy o „ukierunkowaniu” organizmu matki na wspieranie bakterii jelitowych niezbędnych dziecku.

Głównym niebezpieczeństwem dla naszych środowisk mikrobiologicznych jest nadużywanie antybiotyków. Powoduje ono przetrzebienie normalnie związanych z nami bakterii, pozostawiając puste nisze ekologiczne, które zasiedlają niebezpieczni oportuniści, np. Clostridium difficile, powodująca rzekomobłoniaste zapalenie jelit. Wyleczenie tej infekcji, szczególnie u pacjentów z już występującym problemem zdrowotnym, jest niezwykle trudne. Eksperymentalna terapia, stosowana w niektórych szpitalach polega na … „transplantacji” flory bakteryjnej od członka najbliższej rodziny. Czyli de facto, na wlewie odpowiednio przygotowanego ekstraktu z kału! Wyniki takiej terapii są całkiem obiecujące. Trwają badania nad ucywilizowaniem tej metody, tak by pacjent otrzymywał czysty preparat w postaci probiotyku z kolonii najbardziej pożądanych bakterii o wystandaryzowanych parametrach.

Nauka o mikrobiomach dopiero się rodzi. Dzięki sekwencjonowaniu genomowemu można zidentyfikować wiele gatunków, które nigdy nie wzrastały w pożywkach. Otworzyło to zupełnie nowe możliwości dla badaczy i pozwala spojrzeć w zupełnie nieznany nam, choć tak bliski naszemu ciału, świat. Czy uda nam się wyciągnąć jakieś wnioski co do pielęgnacji skóry, suplementacji probiotykami i trybu życia? Oby, bo niektóre pożyteczne bakterie w przeciwnym razie mogą zniknąć na zawsze z naszego życia, zubażając naturalną ochronę organizmu.

Źródło: Usatoday30.usatoday.com