МИКРОБИОТА: САСТАВ, ФУНКЦИЈЕ И МЕСТО ГДЕ СЕ НАЛАЗИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Нормал микробиота људских бића је скуп микроорганизама која настањују тело на стандардан начин, без изазивања болести. Данас се термин бактеријска флора сматра неприкладним.

Таксономски, микробиота је састављена од врло различитих организама, од бактерија, археја и еукариота до вируса. Микробне заједнице значајно се разликују у различитим деловима тела. Другим речима, састав микроба у устима не одговара ономе који се налази у цревима.

Извор: пикабаи.цом

Када помислимо на бактерије - и микроорганизме уопште - склони смо евоцирати пејоративне осећаје о присутности ових ентитета у нашем телу. Иако је тачно да разне бактерије изазивају озбиљне болести, уопштавање ове концепције није тачно.

Микроорганизми у нашим телима су неопходни и успостављају међусобне и комерцијалне односе са нашим организмом. Наша микробиота значајно утиче на нашу физиологију - и директно и индиректно -, доприноси бројним метаболичким функцијама, штити нас од патогена, образује имуни систем, између осталих функција.

На састав људске микробиоте утичу различити фактори. Међу најистакнутијим су дијета - и у детињству и у одраслој доби - начин рођења, употреба антибиотика, одређена здравствена стања, генотип домаћина, између осталих.

Тренутно постоји низ нових молекуларних метода које омогућавају карактеризацију микробиоте употребом напредних техника брзог секвенцирања. Најраширенији је ген који кодира 16С рибосомалну РНК и упоређује се са базом података.

Шта је микробиота?

Микробиота је дефинисана као скуп микроорганизама присутних у дефинисаном окружењу. У овом случају, микроорганизми повезани са људским телом. Израз су предложили Ледерберг и МцЦраи, који су истакли последице и користи ових биолошких ентитета по здравље људи.

Постоји врло сличан израз: микробиом. У литератури су микробиом и микробиота често заменљиви појмови. Међутим, ако желимо да будемо прецизни, микробиом је каталог микроба, заједно са њиховим генима.

Сродни израз је бактеријска „флора“, микрофлора или цревна флора. Обе су коришћене неколико деценија и биле су посебно релевантне у медицинској и научној литератури.

Међутим, овај термин из 1900. године није примерен, јер је флора термин који потиче од латинског цвета, повезан са биљкама које настањују у одређеној регији. А пошто се не спомиње скуп микропластика које настањују људско тело, термин треба напустити и заменити га микробиотом, односно микробиомом, овисно о случају.

Састав нормалне микробиоте

Број

Микробиота се састоји од више микроорганизама који настањују тело сваке особе. У бројчаном смислу, између 10 и 100 билиона (што премашује број ћелија домаћина) ових симбиотских организама, који су лоцирани углавном у гастроинтестиналном тракту.

Чимбеници који утичу на састав микробиоте

Микробиота почиње да се формира од рођења бебе, где њено тело представља ново окружење за колонизацију микроба. Ова колонизација зависи од начина порођаја - односно природног порођаја или царског реза (последњи значајно утиче на микробиоту).

Како новорођенче расте и развија се разноликост микробиота линеарно расте, зависно од првих колонизатора. То ће се мењати у зависности од широког спектра фактора, као што су храњење мајчиним млеком, конзумирање одређене хране, развој болести, између осталог.

Тренутно истраживање показује да је исхрана најважнији фактор који помаже у одређивању врсте микробиоте која ће постојати код сваког појединца.

Таксономија

Таксономско ови микроорганизми припадају три домена живота: еукариоти, бактерије и археје.

Идентитет ових организама је широко променљив између појединаца, региона тела појединца и географског подручја у коме живи. У следећем одељку ћемо детаљније описати таксономски идентитет типичних микробиота сваког региона тела.

Па јесмо ли заиста људи?

Сада, знајући огромну разноликост организама који настањују наше тело, морамо се запитати ко смо и да ли заиста можемо себе сматрати индивидуом.

Адекватнији поглед је да себе сматрамо надреганизмом или холобионтом, јер се састоји од 90% микробних ћелија и 99% гена из микроба.

Где се налази?

Наше тело је богат скуп микроорганизама, где свака структура пружа потенцијалну нишу за њихов развој. Ти међусобни односи су обично специфични за локацију, где одређени скуп микроорганизама формира колоније у одређеним регионима тела. Најважнији региони су:

Микробиота црева

У нишама које пружа људско тело нема сумње да је најбоље проучавано - у смислу његове микробиоте - гастроинтестинални тракт.

Хиљаде врста налазе се у цревима одрасле јединке, а доминирају пхила Бацтероидетес, Фирмицутес, Ацтинобацтериа, Протеобацтериа и Верруцомицробиа.

Ова колонизација варира у целом пробавном тракту. У танком цреву преовлађују Лацтобациллацеае, Ерисиопелотрицхацеае и Ентеробацтериацеае, богати родовима Бацтероидес спп., Цлостридиум спп., Бифидобацтериум спп.

У дебелом цреву су најчешћи становници Бацтероидецеае, Превотеллацеае, Рикенеллацеае, Лацхноспирацеае и Руминоцоццацеае.

Ова разлика у породици бактерија у цревима одражава физиолошке разлике које постоје у цревима.

У танком цреву је раст бактерија ограничен концентрацијом кисеоника, присуством антимикробних пептида и пХ вредности, док је у дебелом цреву оптерећење бактерија веће.

Уз то, у танком цреву постоји бактеријско ограничење како би се избегла конкуренција за апсорпцију хранљивих материја између микроорганизама и домаћина.

У измету, главни откривени припадају бактеријском домену, мада постоје и представници археје (реда Метханобацтериалес) и еукариота (ред Саццхаромицеталес.)

Орална микробиота

Усна шупљина и суседни продужеци представљају погодна подручја становања за одређене типове микроорганизама, укључујући зубну површину, површину језика и друге кератинизиране и некратиниране структуре.

Основна компонента усне шупљине је слина. У једном милилитру ове течности можемо пронаћи до 100 милиона ћелија бактерија. Од тога је идентификовано око 300 врста, док осталим 360 није додељен специфичан таксономски идентитет.

Филум који доминира у усној шупљини је Фирмицутес, затим Протеобацтериа, Бацтероидес, Ацтинобацтериа, Спироцхаетес и Фусобацтериа.

Што се тиче разноликости археја, род Метханобревибацтер је у више наврата изолован из усне шупљине.

Студије откривају да је присуство археје повезано са развојем пародонталних болести. Дакле, улога ових организама у успостављању коментарских односа са гостима још није јасна.

Доминантна гљива у усној шупљини припада роду Цандида. Као и врсте археје, оне су повезане са развојем више болести. Остали родови у шупљини су: Цладоспориум, Ауреобасидиум, Саццхаромицеталес, Аспергиллус и Фусариум.

Најзад, најчешћи вируси у устима су херпесвируси. Процјењује се да их посједује 90% становништва.

Урогенитална микробиота

Женски урогенитални тракт

Микроби који настањују унутрашњост вагине су у финој и уравнотеженој вези међусобног типа, штитећи свог домаћина и размјењујући храњиве састојке, у замјену за аноксично окружење погодно за њихов раст.

Код жена репродуктивног доба вагина садржи значајне количине млечне киселине и других антимикробних материја које ограничавају раст микробиоте. Ово окружење се одржава захваљујући присуству бактерија које стварају млечну киселину, посебно Лацтобациллус спп.

У ствари, бактерије овог рода сматрају се од 1892. године неопходним становницима за вагинално здравље.

Поред лактобацила, вагину карактерише и присуство микроорганизама из родова: стафилокока, уреаплазме, коринебактерија, стрептокока, пептострептококока, гарднереле, бактероида, микоплазме, ентерокока, ешерихије, веилолоне, бифидобандиде.

Како жене старе и хормонални ниво флуктуира, микробиота се мења.

Мушки урогенитални тракт

У поређењу са женским урогениталним трактом, мушка микробиота је мало проучена и није јој познато толико детаља.

Неки од родова који су пријављени на пенису укључују Стапхилоцоцус епидермидис, Цоринебацтериум спп., Лацтобациллус спп., Између осталих.

Микробиота плућа

Плућа су била од великог интереса за проучавање њихове микробиоте. Међутим, постоје врло ограничене студије о овој теми, заједно са потешкоћама у узимању узорака. Иако се раније сматрало стерилним областима, данас је та визија модификована.

Нађено је присуство рода Стрептоцоццус, а у неким узорцима су Хаемопхилус, Ротхиа, Превотелла, Веиллонелла и Фусобацтериум.

Микробиота коже

Највећи орган људских бића је кожа која је прекривена великом разноликошћу микроорганизама и колонизована је од тренутка рођења.

Идентификовано је око 200 бактеријских родова који се сматрају становницима коже. Већина ових врста припада три пхила, и то: Ацтинобацтериа, Фирмицутес и Протеобацтериа.

Састав микробиоте коже уско је повезан са типом коже, навикама и генетиком домаћина, што је чини изузетно променљивом.

Већина микроба се храни излучивањем коже, па формирају врло блиске односе.

Карактеристике

Варење и производња витамина

Микробиота испуњава низ функција у људском телу, истичући његову улогу у побољшању варења.

Бактерије које живе на крају дебелог црева повезане су са цепањем полисахарида који се не могу ефикасно метаболизирати у танком цреву, што повећава апсорпцију хранљивих материја.

Такође је показано да су различите бактерије способне да производе есенцијалне витамине које ће домаћин апсорбовати. Пример за то је један од организама који су научници најпознатији: Е. цоли.

Конкуренција и заштита од патогена

Конкуренција се дефинише као антагонистичка интеракција која укључује две или више врста које се такмиче за заједнички ресурс.

Спектар безопасних микроорганизама које чувамо у нашем телу је у сталној конкуренцији са патогенима и у већини случајева их успевају да их уклоне - захваљујући ономе што је у екологији познато као принцип конкурентске искључености.

Верује се да успостављају прву линију одбране против инфекције тим потенцијалним патогенима.

Како се проучава микробиота?

Проучавање микробиоте датира још из времена Антониеја ван Леевенхоека, почетком 1680. Овај истраживач је на упоредни начин проучавао различите микроорганизме који су насељавали орално подручје и измет, примећујући значајне разлике у обе области.

Разлике су превазишле подручје тела, јер је овај истраживач у свој експериментални дизајн укључио и поређења између здравих и болесних појединаца. На тај начин успео је да укаже на значај микроорганизама у здрављу људи.

Историјски, студија микробиоте је укључивала улагање времена и енергије у производњу више усева.

Тренутно је ова методологија замењена молекуларним приступом који омогућава анализу генетских секвенци микроорганизама (углавном се користи молекулски маркер ген за 16С и 18С рибосомалну РНК.)

Анализом ових секвенци таксон (еукариоти, бактерије или археје) могу се доделити различитим таксономским нивоима, док не стигнемо до врсте.

Израз метагеномија првобитно је коришћен за карактеризацију целокупне ДНК, а данас се тачније користи за проучавање генетских маркера, као што је 16С рибосомални ДНК ген.

Шта се дешава када дође до неравнотеже у микробиоти?

Иако не постоје јасни и прецизни обриси свих организама који настањују људско тело, познато је да промена у њиховом обиљу и саставу утиче на здравље, од поремећаја варења до развоја анксиозног понашања.

Тренутно се третманима усмереним на поновно успостављање здраве микробиоте управља код пацијената који пате од неких поремећаја.

Референце

1. Доналдсон, ГП, Лее, СМ и Мазманиан, СК (2016). Биогеографија црева у бактеријској микробиоти. Натуре ревиевс. Микробиологија, 14 (1), 20–32.
2. Ллоид-Прице, Ј., Абу-Али, Г., & Хуттенховер, Ц. (2016). Здрав људски микробиом. Медицина генома, 8 (1), 51.
3. Марцхеси, ЈР (ур.). (2014). Људска микробиота и микробиом. ЦАБИ.
4. Марцхеси, ЈР, и Равел, Ј. (2015). Речник микробиомских истраживања: предлог. Микробиом, 3, 31.
5. Мимее, М., Циторик, РЈ, Лу, ТК (2016). Микробиомски лекови - Напредак и изазови. Напредни прегледи лека, 105 (Пт А), 44–54.
6. Мохајери, МХ, Бруммер, Р., Расталл, РА, Веерсма, РК, Хармсен, Х., Фаас, М., и Еггерсдорфер, М. (2018). Улога микробиома за здравље људи: од основних наука до клиничке примене. Европски часопис за исхрану, 57 (Суппл 1), 1–14.
7. Тхурсби, Е., и Југе, Н. (2017). Увод у микробиоту људских црева. Биоцхемицал јоурнал, 474 (11), 1823–1836.
8. Урселл, ЛК, Метцалф, ЈЛ, Парфреи, ЛВ, & Книгхт, Р. (2012). Дефинисање људског микробиома. Прегледи исхране, 70 Суппл 1 (Суппл 1), С38 - С44.