Hva er tarmmikrobiota og humant mikrobiom?
Menneskekroppen er vert for billioner av mikrober, eller bakterier. Noen av disse er nyttige, og noen er skadelige.
For mer forskningsstøttet informasjon om mikrobiomet og hvordan det påvirker helsen din, vennligst besøk vårt dedikerte knutepunkt.
Noen forskere har anslått at det er ti ganger flere mikrobielle celler i kroppen enn det er menneskelige celler, mens andre sier at forholdet kan være nærmere 1: 1.
Nylige vitenskapelige fremskritt innen genetikk betyr at mennesker vet mye mer om mikrober i kroppen.
Mange land har investert mye i å undersøke samspillet i menneskekroppens økosystem og deres relevans for helse og sykdom.
De to begrepene mikrobiota og mikrobiom brukes ofte til å bety det samme og brukes om hverandre. Denne artikkelen vil forklare forskjellene mellom dem og hvordan begge brukes og forskning i moderne medisin.
Raske fakta om tarmmikrobiota
- Den menneskelige mikrobiota består av billioner celler, inkludert bakterier, virus og sopp.
- De største populasjonene av mikrober ligger i tarmen. Andre populære habitater inkluderer hud og kjønnsorganer.
- De mikrobielle cellene og deres genetiske materiale, mikrobiomet, lever sammen med mennesker fra fødselen. Dette forholdet er viktig for normal helse.
- Mikroorganismene som lever inne i mage-tarmkanalen utgjør rundt 4 kilo biomasse. Hver person har en unik blanding av arter.
- Mikrobiotaen er viktig for ernæring, immunitet og effekter på hjernen og oppførselen.Det er involvert i en rekke sykdommer som forårsaker forstyrrelser i den normale balansen mellom mikrober.
Hva er det menneskelige mikrobiomet?
Den menneskelige mikrobiota består av et bredt utvalg av bakterier, virus, sopp og andre encellede dyr som lever i kroppen.
Mikrobiomet er navnet på alle genene i disse mikrobielle cellene.
Hvert menneske havner hvor som helst mellom 10 billioner og 100 billioner mikrobielle celler i et symbiotisk forhold. Dette gagner både mikrober og deres verter, så lenge kroppen er i en sunn tilstand. Anslag varierer, men det kan være over 1000 forskjellige arter av mikroorganismer som utgjør den menneskelige mikrobiota.
Det er mange prosjekter som prøver å dekode det menneskelige genomet ved å sekvensere alle menneskelige gener. På samme måte har mikrobiomet vært gjenstand for intensiv innsats for å løse opp all sin genetiske informasjon.
Følgende video om det menneskelige økosystemet, produsert av Genetic Science Learning Center ved University of Utah, Salt Lake City, vil bidra til å skape et bilde av dette delikate, men vitale forholdet.
Det er en god introduksjon til utvalget av habitater for forskjellige typer mikrober i kroppen, inkludert forskjellene mellom det tørre miljøet i underarmen og det våte og oljete miljøet i armhulen.
Mikrober i kroppen er så små at de bare utgjør omtrent 2 til 3 prosent av den totale vekten av menneskekroppen, til tross for at de er mange celler. [S2]
En studie fra 2012 publisert i Nature av Human Microbiome Project Consortium fant følgende:
- Prøver av mikrobielle samfunn i munn og avføring er spesielt forskjellige
- I kontrast viser prøver fra vaginale steder spesielt enkle mikrobielle samfunn.
Studien demonstrerte det store mangfoldet av det menneskelige mikrobiomet i en stor gruppe sunne vestlige mennesker, men stiller spørsmål for videre forskning. Hvordan varierer mikrobielle populasjoner i hver av oss i løpet av en levetid, og er mønstre av kolonisering av gunstige mikrober de samme som de som vises av sykdomsfremkallende mikrober?
Hva er tarmmikrobiota?
Tarmmikrobiotaen ble tidligere kalt tarmens mikroflora.
Rundt denne tiden, i 1996, skrev Dr. Rodney Berg, ved Louisiana State Universitys mikrobiologi og immunologi-avdeling, om tarmmikrobiota og oppsummerte dens "dype" betydning.
"Den urbefolkningen i mage-tarmkanalen mikroflora har dype effekter på den anatomiske, fysiologiske og immunologiske utviklingen til verten," skrev Dr. Berg, i en artikkel publisert i Trends in Microbiology.
Avisen legger til:
"Den innfødte mikrofloraen stimulerer vertsimmunforsvaret til å reagere raskere på patogenutfordring, og hemmer kolonisering av mage-tarmkanalen av åpenbare eksogene patogener gjennom bakteriell antagonisme."
Dette symbiotiske forholdet gagner mennesker, og tilstedeværelsen av denne normale floraen inkluderer mikroorganismer som er så til stede i miljøet at de kan bli funnet i praktisk talt alle dyr fra samme habitat.
Imidlertid inkluderer disse innfødte mikrober også skadelige bakterier som kan overvinne kroppens forsvar som skiller dem fra vitale systemer og organer. Eksempler inkluderer
Oppsummert er det gunstige bakterier i tarmen, og det er skadelige bakterier som kan krysse inn i bredere systemer og kan forårsake lokale infeksjoner i mage-tarmkanalen. Disse infeksjonene inkluderer matforgiftning og andre gastrointestinale sykdommer som resulterer i diaré og oppkast.
Tarmmikrobiota inneholder over 3 millioner gener, noe som gjør den 150 ganger mer genetisk variert enn menneskekroppen.
Tarmmikrobiota til hver enkelt er unik. Det kan sterkt bidra til hvordan en person bekjemper sykdom, fordøyer mat og til og med humøret og de psykologiske prosessene.
Hvorfor er den menneskelige mikrobiota viktig?
Det er funnet koblinger mellom tarmmikrober og hjertesykdom
Mikroorganismer har utviklet seg sammen med mennesker og utgjør en integrert del av livet og utfører en rekke vitale funksjoner.
De er involvert i både helse og sykdom, og forskning har funnet koblinger mellom bakteriepopulasjoner, enten normale eller forstyrrede, og følgende sykdommer:
- astma
- autisme
- kreft
- cøliaki
- kolitt
- diabetes
- eksem
- hjertesykdom
- underernæring
- multippel sklerose
- fedme
Det menneskelige mikrobiomet har innflytelse på følgende fire brede områder av betydning for helsen:
- ernæring
- immunitet
- oppførsel
- sykdom
Ernæring
I tillegg til å absorbere energi fra maten, er tarmmikrober avgjørende for å hjelpe mennesker å ta inn næringsstoffer. Tarmbakterier hjelper oss å for eksempel bryte ned komplekse molekyler i kjøtt og grønnsaker. Uten hjelp av tarmbakterier er plantecellulose ufordøyelig.
Tarmmikrober kan også bruke metabolske aktiviteter, påvirke matbehov og følelse av å være mette.
Mangfoldet av mikrobiota er relatert til mangfoldet i dietten. Yngre voksne som prøver et bredt utvalg av matvarer, viser en mer variert tarmmikrobiota enn voksne som følger et tydelig kostholdsmønster.
Immunitet
Fra det øyeblikket et dyr er født, begynner de å bygge mikrobiomet sitt. Mennesker skaffer seg sine første mikrober fra inngangen til mors livmorhals ved ankomst til verden.
Uten disse tidlige mikrobielle gjestene ville ikke adaptiv immunitet eksistert. Dette er en viktig forsvarsmekanisme som lærer hvordan man skal reagere på mikrober etter å ha møtt dem. Dette gir raskere og mer effektiv respons på sykdomsfremkallende organismer.
Gnagere som er helt rene for mikroorganismer, viser en rekke patologiske effekter, og et underutviklet immunsystem er blant dem.
Mikrobiotaen forholder seg også til autoimmune tilstander og allergier, som kan være mer sannsynlig å utvikle seg når eksponering for mikrober forstyrres tidlig.
Oppførsel
Mikrobiotaen kan påvirke hjernen, som også er involvert i fordøyelsen. Noen har til og med kalt tarmmikrobiota en "andre hjerne."
Små molekyler som frigjøres av aktiviteten til tarmbakterier, utløser responsen av nerver i mage-tarmkanalen.
Forskere har også observert koblinger mellom tarmmikrobiomet og psykologiske lidelser, som depresjon og autistisk spektrumforstyrrelse (ASD).
Sykdom
Bakteriepopulasjoner i mage-tarmsystemet har gitt innsikt i tarmtilstander, inkludert inflammatoriske tarmsykdommer (IBD), som Crohns sykdom og ulcerøs kolitt. Lavt mikrobielt mangfold i tarmen har vært knyttet til IBD så vel som fedme og type 2-diabetes.
Status for tarmmikrobiota har vært knyttet til metabolsk syndrom. Endring av kostholdet ved å inkludere prebiotika, probiotika og andre kosttilskudd har redusert disse risikofaktorene.
Tarmmikrober og deres genetikk påvirker energibalanse, hjernens utvikling og kognitive funksjon. Det pågår forskning på nøyaktig hvordan dette skjer og hvordan dette forholdet kan brukes til menneskelig nytte.
Å forstyrre mikrobiota med antibiotika kan føre til sykdom, inkludert infeksjoner som blir resistente mot et antibiotikum.
Mikrobiotaen spiller også en viktig rolle i å motstå tarmovervekst av eksternt introduserte populasjoner som ellers ville forårsake sykdom - de "gode" bakteriene konkurrerer med de "dårlige", med noen som til og med frigjør antiinflammatoriske forbindelser.
Nye funn på mikrobiomet
Enorme investeringer har gått i forskning om mikrobielle populasjoner i kroppen og deres genetikk, og utforsket koblinger med helse og sykdom.
National Institutes of Health (NIH) lanserte Human Microbiome Project i 2007, et forskningsprosjekt som tar sikte på å definere de mikrobielle artene som påvirker mennesker og deres forhold til helse ved å produsere store, offentlig tilgjengelige datasett fra genetiske studier.
De fleste av mikroorganismer som lever hos mennesker finnes i mage-tarmsystemet, og det er også her de fleste nye funn blir gjort.
Nyere utvikling inkluderer ytterligere bekreftelse av måter å sette inn en ny stamme i en eksisterende mikrobiota ved å bruke næringsstofftilgjengelighet uten å påvirke den totale balansen og funksjonen til mikrobiomet. Dette åpner potensialet for probiotiske behandlinger og nye metoder for å analysere sminke av tarmmikrobiota.
Tang ble brukt til å kontrollere tarmmikrobioten til flere mus i denne studien.
Det har også nylig vært forskning på hvordan potensielle patogener fra utsiden av kroppen går inn på og hvordan de forholder seg til tarmmikrobiota. Dette vil bidra til å identifisere måter å begrense invasjonen av potensielt skadelige mikrober og deres sykdomsfremkallende effekter.
Tarmmikrobiota blir en hjørnestein i forebyggende medisin.
