MICROBIOTA: KOMPOSISYON, PAG-ANDAR AT KUNG SAAN MATATAGPUAN ITO - BIOLOGY - 2024

Ang normal na microbiota ng mga tao ay ang hanay ng mga microorganism na naninirahan sa katawan sa isang karaniwang paraan, nang hindi nagiging sanhi ng anumang sakit. Ngayon ang salitang bacterial flora ay itinuturing na hindi naaangkop.

Taxonomically, ang microbiota ay binubuo ng napaka magkakaibang mga organismo, mula sa bakterya, archaea at eukaryotes hanggang sa mga virus. Ang mga pamayanang mikrobyo ay nag-iiba nang malaki sa iba't ibang mga lugar ng katawan. Sa madaling salita, ang komposisyon ng mga microbes sa bibig ay hindi tumutugma sa natagpuan sa bituka.

Pinagmulan: pixabay.com

Kung iniisip natin ang mga bakterya - at ang mga microorganism sa pangkalahatan - may posibilidad nating pukawin ang mga masasamang damdamin tungkol sa pagkakaroon ng mga nilalang na ito sa ating katawan. Bagaman totoo na ang iba't ibang mga bakterya ay nagdudulot ng mga malubhang sakit, ang pag-generalize ng paglilihi na ito ay hindi tama.

Ang mga microorganism sa ating mga katawan ay kailangang-kailangan at magtatag ng mutualistic at commensal na relasyon sa ating organismo. Ang aming microbiota ay makabuluhang nakakaapekto sa aming pisyolohiya - pareho nang direkta at hindi tuwiran -, ay nag-aambag sa isang bilang ng mga function na metabolic, pinoprotektahan kami laban sa mga pathogen, turuan ang immune system, bukod sa iba pang mga pag-andar.

Ang iba't ibang mga kadahilanan ay nakakaapekto sa komposisyon ng microbiota ng tao. Kabilang sa mga pinakatanyag ay ang diyeta - kapwa sa pagkabata at pagtanda -, ang mode ng kapanganakan, paggamit ng antibiotics, ilang mga kondisyon sa medikal, ang genotype ng host, bukod sa iba pa.

Sa kasalukuyan, mayroong isang serye ng mga pamamaraan ng molekula ng nobela na nagpapahintulot sa pagkilala sa microbiota gamit ang advanced at mabilis na mga diskarte sa pagkakasunud-sunod. Ang pinaka-malawak na ginagamit ay ang gene na ang mga code para sa 16S ribosomal RNA at inihambing sa isang database.

Ano ang microbiota?

Ang microbiota ay tinukoy bilang pagpupulong ng mga microorganism na naroroon sa isang natukoy na kapaligiran. Sa kasong ito, ang mga microorganism na nauugnay sa katawan ng tao. Ang term na ito ay iminungkahi ni Lederberg at McCray, na binigyang diin ang mga kahihinatnan at pakinabang ng mga biological entities para sa kalusugan ng tao.

Mayroong isang katulad na term: ang mikrobyo. Sa panitikan, ang microbiome at microbiota ay madalas na mapagpapalit na mga konsepto. Gayunpaman, kung nais nating maging tumpak, ang microbiome ay ang katalogo ng mga microbes, kasama ang kanilang mga gen.

Ang isang nauugnay na termino ay "flora" ng bakterya, microflora o bituka na flora. Pareho ang ginamit sa loob ng maraming mga dekada at partikular na nauugnay sa medikal at siyentipikong panitikan.

Gayunpaman, ang salitang ito mula pa noong 1900 ay hindi nararapat, dahil ang flora ay isang term na hango sa bulaklak na Latin, na nauugnay sa mga halaman na naninirahan sa isang partikular na rehiyon. At dahil ang sanggunian ay hindi ginawa sa hanay ng mga mikropono na naninirahan sa katawan ng tao, ang termino ay dapat iwanan at palitan ng microbiota, o microbiome ayon sa maaaring mangyari.

Komposisyon ng normal na microbiota

Bilang

Ang microbiota ay binubuo ng maraming mga microorganism na naninirahan sa katawan ng bawat tao. Sa mga numerong termino, mayroong sa pagitan ng 10 at 100 trilyon (na lumalagpas sa bilang ng mga host cell) ng mga simbolong simbolong ito, na matatagpuan sa pangunahing bahagi ng gastrointestinal tract.

Ang mga salik na nakakaapekto sa komposisyon ng microbiota

Ang microbiota ay nagsisimula upang mabuo mula sa kapanganakan ng sanggol, kung saan ang katawan nito ay kumakatawan sa isang bagong kapaligiran para sa kolonisasyon ng microbial. Ang kolonisasyong ito ay nakasalalay sa mode ng kapanganakan - iyon ay, natural na paghahatid o seksyon ng cesarean (ang huli ay makabuluhang nakakaapekto sa microbiota).

Habang lumalaki at umuusbong ang sanggol, ang pagkakaiba-iba ng microbiota ay nagdaragdag nang magkakasunod, depende sa mga unang kolonisador. Magbabago ito depende sa isang malawak na hanay ng mga kadahilanan, tulad ng pagpapakain ng gatas ng suso, pagkonsumo ng ilang mga pagkain, pag-unlad ng mga sakit, bukod sa iba pa.

Ang kasalukuyang pananaliksik ay nagpapahiwatig na ang diyeta ay ang pinakamahalagang kadahilanan na tumutulong upang matukoy ang uri ng microbiota na lilitaw sa bawat indibidwal.

Taxonomy

Taxonomically ang mga microorganism na ito ay kabilang sa tatlong mga domain ng buhay: eukaryotes, bacteria at archaea.

Ang pagkakakilanlan ng mga organismo na ito ay malawak na nagbabago sa pagitan ng mga indibidwal, mga rehiyon ng katawan ng indibidwal at ang lugar na heograpiya kung saan sila nakatira. Sa susunod na seksyon ay ilalarawan namin nang mas detalyado ang pagkakakilanlan ng taxonomic ng pangkaraniwang microbiota ng bawat rehiyon ng katawan.

Gayon ba talaga tayong tao?

Ngayon, alam ang napakalaking pagkakaiba-iba ng mga organismo na naninirahan sa ating katawan, dapat nating tanungin ang ating sarili kung sino tayo at kung maaari nating isaalang-alang ang ating sarili na isang indibidwal.

Ang isang mas sapat na pagtingin ay upang isaalang-alang ang ating sarili na isang superorganismo o holobiont, dahil binubuo kami ng 90% na mga microbial cells at 99% genes mula sa microbes.

Saan matatagpuan ito?

Ang aming katawan ay isang mayamang pagtitipon ng mga microorganism, kung saan ang bawat istraktura ay nagbibigay ng isang potensyal na angkop na lugar para sa kanilang pag-unlad. Ang mga magkakaugnay na ugnayan na ito ay karaniwang tiyak na site, kung saan ang isang tiyak na hanay ng mga microorganism ay bumubuo ng mga kolonya sa mga tiyak na rehiyon ng katawan. Ang pinakamahalagang rehiyon ay:

Gut microbiota

Sa loob ng mga niches na ibinigay ng katawan ng tao, walang duda na ang pinakamahusay na pinag-aralan - sa mga tuntunin ng microbiota nito - ay ang gastrointestinal tract.

Libu-libong mga species ang matatagpuan sa bituka ng isang indibidwal na may sapat na gulang, na pinamamahalaan ng phyla Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria at Verrucomicrobia.

Ang kolonisasyong ito ay nag-iiba sa buong digestive tract. Lactobacillaceae, Erysiopelotrichaceae at Enterobacteriaceae namamayani sa maliit na bituka, mayaman sa genera Bacteroides spp., Clostridium spp., Bifidobacterium spp.

Sa colon ang pinaka-karaniwang mga naninirahan ay ang Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachnospiraceae at Ruminococcaceae.

Ang pagkakaiba na ito sa pamilya ng bakterya sa buong bituka ay sumasalamin sa mga pagkakaiba-iba ng physiological na umiiral sa buong bituka.

Sa maliit na bituka, ang paglaki ng bakterya ay limitado ng konsentrasyon ng oxygen, ang pagkakaroon ng mga peptides ng antimicrobial, at mga halaga ng pH, habang sa colon ay mas mataas ang pagkarga ng bakterya.

Bilang karagdagan, mayroong isang paghihigpit sa bakterya sa maliit na bituka upang maiwasan ang kumpetisyon para sa pagsipsip ng nutrisyon sa pagitan ng mga microorganism at host.

Sa mga feces, ang mga pangunahing nakita ay nabibilang sa domain ng bakterya, bagaman mayroon ding mga kinatawan ng archaea (order Methanobacteriales) at eukaryotes (order Saccharomycetales.)

Oral na microbiota

Ang oral na lukab at magkakasamang mga extension ay kumakatawan sa angkop na mga lugar ng pabahay para sa ilang mga uri ng mga microorganism, kasama na ang ngipin na ibabaw, ang ibabaw ng dila, at iba pang mga keratinized at non-keratinized na istruktura.

Ang isang pangunahing sangkap ng oral cavity ay laway. Sa isang milliliter ng likido na ito maaari naming makahanap ng hanggang sa 100 milyong mga selula ng bakterya. Sa mga ito, sa paligid ng 300 species ay nakilala, habang ang isa pang 360 ay hindi naatasan ng isang tiyak na pagkakakilanlan ng taxonomic.

Ang phylum na namumuno sa oral cavity ay Firmicutes, na sinusundan ng Proteobacteria, Bacteroides, Actinobacteria, Spirochaetes at Fusobacteria.

Tungkol sa pagkakaiba-iba ng archaea, ang genus Methanobrevibacter ay nakahiwalay sa maraming mga okasyon mula sa oral cavity.

Inihayag ng mga pag-aaral na ang pagkakaroon ng archaea ay nauugnay sa pag-unlad ng mga sakit na periodontal. Kaya, ang papel ng mga organismo na ito sa pagtatatag ng commensal na relasyon sa mga panauhin ay hindi pa malinaw.

Ang nangingibabaw na fungus sa bibig ng lukab ay kabilang sa genus Candida. Tulad ng mga species ng archaea, nauugnay ang mga ito sa pag-unlad ng maraming mga sakit. Ang iba pang mga karaniwang genera sa lukab ay: Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus at Fusarium.

Sa wakas, ang pinakakaraniwang mga virus sa bibig ay mga herpesviruses. Tinatayang 90% ng populasyon ang nagmamay-ari sa kanila.

Urogenital microbiota

Babae urogenital tract

Ang mga microbes na naninirahan sa loob ng puki ay nasa isang maayos at balanseng asosasyon ng mutualistic type, pinoprotektahan ang kanilang host at palitan ng mga sustansya, kapalit ng isang nakakaibang kapaligiran na angkop para sa kanilang paglaki.

Sa mga kababaihan ng edad ng pagsilang, ang puki ay naglalaman ng mga makabuluhang halaga ng lactic acid at iba pang mga antimicrobial na sangkap, na nililimitahan ang paglaki ng microbiota. Ang kapaligiran na ito ay pinananatili salamat sa pagkakaroon ng lactic acid na gumagawa ng bakterya, lalo na ang Lactobacillus spp.

Sa katunayan, ang bakterya na kabilang sa genus na ito ay isinasaalang-alang mula 1892 bilang kailangang-kailangan na mga naninirahan para sa kalusugan ng vaginal.

Bilang karagdagan sa Lactobacillus, ang puki ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglalahad ng mga microorganism ng genera: Staphylococcus, Ureaplasma, Corynebacterium, Streptococcus, Peptostreptococcus, Gardnerella, Bacteroides, Mycoplasma, Enterococcus, Escherichia, Veillonella, Bifidobium.

Habang tumatanda ang mga kababaihan at nagbabago ang mga antas ng hormonal, nabago ang microbiota.

Lalake urogenital tract

Kung ikukumpara sa babaeng urogenital tract, ang male microbiota ay maliit na pinag-aralan at hindi kilala sa maraming detalye.

Ang ilan sa mga genera na naiulat sa titi ay kasama ang Staphylococus epidermidis, Corynebacterium spp., Lactobacillus spp., Bukod sa iba pa.

Microbiota ng baga

Ang baga ay naging mga organo na may labis na interes para sa pag-aaral ng kanilang microbiota. Gayunpaman, may mga limitadong pag-aaral sa paksa - kaisa sa kahirapan sa pagkuha ng mga sample. Bagaman dati, sila ay itinuturing na payat na mga lugar, ngayon ang pananaw na ito ay nabago.

Ang pagkakaroon ng Streptococcus genera ay natagpuan, at sa ilang mga halimbawa na Haemophilus, Rothia, Prevotella, Veillonella at Fusobacterium.

Microbiota ng balat

Ang pinakamalaking organo ng tao ay ang balat, na sakop ng isang mahusay na pagkakaiba-iba ng mga microorganism at na-kolonya ng mga ito mula sa sandali ng kapanganakan.

Humigit-kumulang sa 200 bacterial genera ang natukoy na itinuturing na residente ng balat. Karamihan sa mga species na ito ay kabilang sa tatlong phyla, lalo na: Actinobacteria, Firmicutes at Proteobacteria.

Ang komposisyon ng microbiota ng balat ay malapit na nauugnay sa uri ng balat, gawi at genetika ng host, ginagawa itong lubos na variable.

Karamihan sa mga microbes ay nagpapakain sa mga pagtatago ng balat, kaya bumubuo sila ng napakalapit na mga relasyon.

Mga Tampok

Digestion at produksiyon ng bitamina

Ang microbiota ay tinutupad ang isang serye ng mga pag-andar sa katawan ng tao, na binibigyang diin ang papel nito sa pagpapabuti ng panunaw.

Ang mga bakterya na nabubuhay sa pagtatapos ng colon ay nauugnay sa pag-clear ng polysaccharides na hindi maaaring mahusay na masunud-sunod sa maliit na bituka, na nagpapataas ng pagsipsip ng nutrisyon.

Ipinakita din na ang iba't ibang mga bakterya ay may kakayahang makagawa ng mga mahahalagang bitamina na masisipsip ng host. Ang isang halimbawa nito ay isa sa mga organismo na mas kilala sa mga siyentipiko: E. coli.

Kumpetisyon at proteksyon laban sa mga pathogen

Ang kumpetisyon ay tinukoy bilang isang pakikipag-ugnay ng antagonistic na nagsasangkot ng dalawa o higit pang mga species na nakikipagkumpitensya para sa isang pangkaraniwang mapagkukunan.

Ang spectrum ng hindi nakakapinsalang mga microorganism na kinamumuhian natin sa ating katawan ay patuloy na kumpetisyon sa mga pathogens at sa karamihan ng mga kaso pinamamahalaan nila na mapalayo ang mga ito - salamat sa kung ano sa ekolohiya ay kilala bilang prinsipyo ng mapagkumpitensyang pagbubukod.

Pinaniniwalaan silang magtatag ng unang linya ng pagtatanggol laban sa impeksyon sa pamamagitan ng mga potensyal na pathogens na ito.

Paano napag-aralan ang microbiota?

Ang pag-aaral ng microbiota ay nakakabalik sa mga panahon ni Antonie van Leewenhoek, sa simula ng 1680. Ang pag-aaral na ito ay pinag-aralan ng isang magkakaibang paraan ang iba't ibang mga microorganism na naninirahan sa lugar ng bibig at sa mga feces, na napansin ang mga makabuluhang pagkakaiba sa parehong mga lugar.

Ang mga pagkakaiba-iba ay lumampas sa rehiyon ng katawan, dahil ang tagasaliksik na ito ay nagsasama rin ng mga paghahambing sa pagitan ng mga malusog at may sakit na indibidwal sa kanyang eksperimentong disenyo. Sa ganitong paraan, pinamamahalaan niyang ipakita ang kahalagahan ng mga microorganism sa kalusugan ng tao.

Kasaysayan, ang pag-aaral ng microbiota ay kasangkot sa pamumuhunan ng oras at enerhiya sa henerasyon ng maraming mga pananim.

Sa kasalukuyan, ang pamamaraang ito ay pinalitan ng isang molekular na diskarte na nagpapahintulot sa pagsusuri ng mga genetic na pagkakasunud-sunod ng mga microorganism (sa pangkalahatan ang ginamit na molekular na molekula ay ang gene para sa 16S at 18S ribosomal RNA.)

Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga pagkakasunud-sunod na ito, ang taxon (eukaryotes, bacteria o archaea) ay maaaring italaga sa iba't ibang mga antas ng taxonomic, hanggang sa maabot namin ang mga species.

Ang terminong metagenomics ay orihinal na ginamit para sa pagkilala sa kabuuang DNA, at ngayon ginagamit ito nang mas tiyak upang sumangguni sa pag-aaral ng mga genetic marker, tulad ng 16S ribosomal DNA gene.

Ano ang mangyayari kapag nangyari ang kawalan ng timbang sa microbiota?

Bagaman walang malinaw at tumpak na balangkas ng lahat ng mga organismo na naninirahan sa katawan ng tao, kilala na ang pagbabago sa kanilang kasaganaan at komposisyon ay nakakaapekto sa kalusugan, mula sa mga karamdaman sa panunaw hanggang sa pag-unlad ng mga nababahala na pag-uugali.

Sa kasalukuyan, ang mga paggamot na nakatuon sa muling pagtatatag ng malusog na microbiota ay pinamamahalaan sa mga pasyente na nagdurusa mula sa ilang mga karamdaman.

Mga Sanggunian

1. Donaldson, GP, Lee, SM, & Mazmanian, SK (2016). Gut biogeography ng bacterial microbiota. Mga pagsusuri sa kalikasan. Microbiology, 14 (1), 20–32.
2. Lloyd-Presyo, J., Abu-Ali, G., & Huttenhower, C. (2016). Ang malusog na microbiome ng tao. Ang gamot na Genome, 8 (1), 51.
3. Marchesi, JR (Ed.). (2014). Ang microbiota ng tao at microbiome. CABI.
4. Marchesi, JR, & Ravel, J. (2015). Ang bokabularyo ng pagsasaliksik ng microbiome: isang panukala. Microbiome, 3, 31.
5. Mimee, M., Citorik, RJ, & Lu, TK (2016). Microbiome therapeutics - Pagsulong at mga hamon. Mga advanced na pagsusuri sa paghahatid ng gamot, 105 (Pt A), 44-54.
6. Mohajeri, MH, Brummer, R., Rastall, RA, Weersma, RK, Harmsen, H., Faas, M., & Eggersdorfer, M. (2018). Ang papel ng microbiome para sa kalusugan ng tao: mula sa pangunahing agham hanggang sa mga klinikal na aplikasyon. European journal ng nutrisyon, 57 (Suplemento 1), 1–14.
7. Huwebes, E., & Juge, N. (2017). Panimula sa microbiota ng gat ng tao. Ang journal na Biochemical, 474 (11), 1823–1836.
8. Ursell, LK, Metcalf, JL, Parfrey, LW, & Knight, R. (2012). Ang pagtukoy ng microbiome ng tao. Mga pagsusuri sa nutrisyon, 70 Suppl 1 (Suplemento 1), S38 - S44.