Zarnu mikrobiota — definīcija, funkcijas un nozīme cilvēka veselībā

Zarnu mikrobiota: kas tā ir, kādas funkcijas pilda un kā tā ietekmē jūsu veselību — pētījumu atziņas, praktiski padomi un uztura risinājumi labai mikroflorai.

Zarnu floru veido mikroorganismi, kas dzīvo dzīvnieku gremošanas sistēmā. Tā ir lielākā mikrobu krātuve cilvēka mikrobiomā.

Cilvēka organismā, kas sastāv no aptuveni 100 triljoniem šūnu, zarnās ir aptuveni desmit reizes vairāk mikroorganismu. Šo baktēriju veiktās vielmaiņas darbības atgādina orgānu darbību, tāpēc daži zarnu floru dēvē par "aizmirsto orgānu". Tiek lēsts, ka zarnu florai kopumā ir aptuveni 100 reižu vairāk gēnu nekā cilvēka genomā.

Svarīgi atzīmēt, ka skaitliskie novērtējumi mainās atkarībā no izmantotajām metodēm — jaunākie pētījumi liecina, ka mikroorganismu skaits var būt tuvāks cilvēka šūnu skaitam, tādēļ attiecības “reizēs” ir aptuvenas un var atšķirties starp indivīdiem.

Baktērijas veido lielāko daļu resnās zarnas floras un līdz pat 60 % no fekāliju sausās masas. Zarnās dzīvo no 300 līdz 1000 dažādu sugu baktēriju, bet visbiežāk tiek lēsts, ka aptuveni 500 sugu. Tomēr iespējams, ka 99 % baktēriju ir aptuveni 30 vai 40 sugu baktērijas. Arī sēnītes un vienšūņi veido daļu no zarnu floras, bet par to darbību ir maz zināms.

Pirms papildināšanas jānorāda, ka zarnu mikrobiotu veido ne tikai baktērijas, sēnītes un vienšūņi, bet arī vīrusi (īpaši bakteriofāgi) un arhejas, kas ietekmē kopējo ekosistēmu un funkcijas. Savukārt daudzums un sugu sastāvs ievērojami atšķiras starp indivīdiem, ģeogrāfiskām populācijām un dzīvesveidu.

Pētījumi liecina, ka zarnu floras un cilvēka attiecības nav tikai komensālas (nekaitīga līdzāspastāvēšana), bet drīzāk simbiotiskas attiecības. Lai gan cilvēki var izdzīvot bez zarnu floras, mikroorganismi veic virkni noderīgu funkciju, piemēram, fermentē neizmantotos enerģijas substrātus, trenē imūnsistēmu, novērš kaitīgo, patogēno baktēriju augšanu, regulē zarnu attīstību, ražo saimniekam nepieciešamos vitamīnus (piemēram, biotīnu un K vitamīnu) un ražo hormonus, kas saimniekam palīdz uzkrāt taukus. Tomēr dažos apstākļos dažas sugas var izraisīt slimības, izraisot infekciju vai palielinot saimnieka vēža risku.

Galvenās zarnu mikrobiotas funkcijas

• Barības vielu pārstrāde: mikrobi fermentē šķiedrvielas un rezistentos ogļhidrātus, ražojot īsās ķēdes taukskābes (piem., butirāts, propionāts, acetāts), kas baro zarnu epitēliju un ietekmē vielmaiņu.
• Vitamīnu sintēze: noteiktas baktērijas sintezē vitamīnus (B grupa, K vitamīns), kas tiek izmantoti saimnieka labā.
• Imūnās sistēmas modulācija: mikrobi stimulē imūnšūnu attīstību, palīdz uzturēt barjeras funkciju un samazināt iekaisumu.
• Patogēnu aizstāvēšana: konkurence par resursiem un antimikrobiālu vielu ražošana kavē slimību izraisītāju izplatīšanos.
• Sakarība ar smadzenēm: zarnu mikrobiota ietekmē smadzeņu darbību un uzvedību caur nervu, imūnās un hormonālās norises (t.s. zarnu–smadzeņu ass).

Sastāvs un īpašas grupas

Vairāk nekā 99 % baktēriju zarnās ir anaerobas, bet aklajā zarnā aerobās baktērijas sasniedz lielu blīvumu. Baktērijas pieder dažādiem phylum (piem., Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Proteobacteria), un to relatīvais daudzums ietekmē saimnieka vielmaiņu un imūnatsaucību. Arī mikrobiālie metabolīti (piem., īsās ķēdes taukskābes, bile skābes metabolīti) ir svarīgi saimnieka fizioloģijā.

Attīstība un faktori, kas ietekmē mikrobiotu

• Dzimumdzimšana un dzemdības: jau dzemdību laikā bērns tiek kolonizēts; dzemdības pa dabisko ceļu un ķeizargrieziens, kā arī zīdīšana, ievērojami ietekmē sākotnējo mikrobiotu.
• Diēta: bagāta ar augu šķiedrām diēta veicina daudzveidību; pārstrādāta pārtika un zems šķiedrvielu saturs samazina labvēlīgo sugu daudzumu.
• Medikamenti: antibiotikas samazina mikrobu daudzveidību; citi medikamenti (piem., protonu sūkņa inhibitori, metformīns) arī ietekmē mikrobiotu.
• Vides faktori un dzīvesveids: ģeogrāfija, higiēna, stress, miegs un fiziskā aktivitāte visi ietekmē mikrobiotu.
• Ģenētika: saimnieka ģenētika nosaka predispozīciju noteiktiem mikrobiotas modeļiem, bet vide šos efektus var mainīt.

Dysbioze un ar to saistītās slimības

Dysbioze — mikrobiotas līdzsvara traucējumi — ir saistīta ar vairākām slimībām: zarnu iekaisuma slimībām (IEZ), kairinātas zarnas sindromu, aptaukošanos, 2. tipa diabētu, alerģijām, neiroloģiskiem traucējumiem un dažiem vēža veidiem. Tomēr bieži nav skaidrs, vai mikrobiotas izmaiņas izraisa slimību vai ir tās sekas; daudzos gadījumos attīstās abpusēja mijiedarbība.

Kā atbalstīt veselīgu zarnu mikrobiotu

• Daudzveidīga augu valsts diēta: augļi, dārzeņi, pākšaugi, pilngraudi un rieksti nodrošina prebiotiskās šķiedrvielas un polisaharīdus, kurus minēts iepriekš (oligosaharīdi, polisaharīdi).
• Rezistentais cietes un fermentēti produkti: graudaugi, kartupeļi atdzesēti pēc vārīšanas, jogurts, kefīrs, skābie kāposti var atbalstīt labvēlīgās baktērijas.
• Prebiotikas un probiotikas: prebiotikas (inulīns, fruktooligosaharīdi) baro labās baktērijas; probiotikas var sniegt ieguvumu atsevišķos gadījumos (piem., caurejas profilakse, antibiotiku lietošanas laikā).
• Samazināt nevajadzīgu antibiotiku lietošanu: antibiotikas var iznīcināt labas baktērijas un samazināt daudzveidību.
• Uzmanība ar uztura bagātinātājiem un dietām: ekstrēmas diētas var samazināt mikrobu daudzveidību; individuālas konsultācijas ar speciālistu ir ieteicamas.

Klīniskās un pētniecības pieejas

Parādījušies jauni pētījumu un terapijas virzieni, piemēram:

• Metagenomiskā sekvencēšana (16S rRNA, pilna metagenomika): ļauj identificēt sugas un ģenētiskos potenciālus mikrobu kopienā.
• Metabolomika: pēta mikrobu radītos metabolītus un to ietekmi uz saimnieku.
• Kultivēšanas tehnoloģijas: jaunas metodes palielina pētāmo mikroorganismu klāstu, arī anaerobus.
• Fekālā mikrobiotas transplantācija (FMT): efektīva smagām Clostridioides difficile infekcijām un tiek pētīta citām indikācijām.

Praktiski secinājumi

Zarnu mikrobiota ir būtiska cilvēka veselībai, piedaloties metabolismā, imūnsistēmas attīstībā un aizsardzībā pret patogēniem. Lai saglabātu un atbalstītu veselīgu mikrobiotu, ieteicams uzturēt daudzveidīgu augu valsts diētu, izvairīties no pārmērīgas antibiotiku lietošanas, iekļaut uztura elementus, kas stimulē labvēlīgās baktērijas, un apsvērt medicīniskas iejaukšanās tikai pēc speciālista ieteikuma. Turpmāki pētījumi palīdzēs precizēt, kā mērķtiecīgi modulēt mikrobiotu, lai uzlabotu veselības iznākumus.

Tradicionālais viedoklis ir tāds, ka neviens metazoānu dzimtas organisms nespēj sadalīt celulozi, ražojot fermentu celulāzi. Tā vietā zālēdāju zarnās ir mikroorganismi, kas ražo celulāzi. Tas ir svarīgi, jo celuloze ir visizplatītākais organiskais savienojums uz Zemes. Aptuveni 33 % no visas augu vielas ir celuloze (kokvilnā celulozes saturs ir 90 %, bet koksnē - 40-50 %). Nesen parādījās pierādījumi, ka daži dzīvnieki paši ražo celulāzi. Šis jautājums vēl nav pilnībā atrisināts.

Tādi pārtikas savienojumi kā polifenoli, oligosaharīdi un polisaharīdi var būt noderīgi labajām baktērijām un palīdzēt samazināt patogēno cilvēka zarnu floras sugu daudzumu.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir zarnu flora?

Q: Cik daudz šūnu ir cilvēka organismā?

Jautājums: Cik daudz gēnu ir zarnu florai salīdzinājumā ar cilvēka genomu?

J: Kādu procentu sausnas masas daļu izkārnījumos veido baktērijas?

J: Cik sugu baktēriju parasti dzīvo cilvēka zarnās?

J: Kāda veida attiecības pastāv starp cilvēku un viņa zarnu floru?

J: Kādas priekšrocības cilvēkam sniedz labās baktērijas?

Meklēt pēc burta