Cilvēka mikrobioms (mikrobiota): definīcija, sastāvs un loma veselībā

Uzzini cilvēka mikrobioma (mikrobiotas) definīciju, sastāvu un nozīmi veselībā — zarnu flora, baktērijas, sēnītes un to ietekme uz imunitāti un labsajūtu.

Cilvēka mikrobioms (jeb cilvēka mikrobiota) ir mūsos mītošo mikroorganismu kopums. Tie dzīvo uz ādas, siekalās un mutē, acīs, zarnās un pārējā kuņģa un zarnu traktā. To vidū ir baktērijas, arhejas, sēnītes un vienšūnas eikarioti ("protozoo"). Ikviens cilvēks nes sevī daudz vairāk šo mikrobu, nekā cilvēka organismā ir šūnu. Tradicionāli tiek minēts, ka cilvēka ķermenī ir aptuveni 100 triljonu šūnu, un tikai zarnās vien ir aptuveni desmit reizes vairāk mikroorganismu; tomēr mūsdienās aprēķini atšķiras un precīzs skaitlis var mainīties atkarībā no aprēķinu metodes. Mikrobu daudzums un sastāvs ļoti atšķiras starp indivīdiem un dažādām ķermeņa vietām.

Mikrobioms tiek dēvēts par "ekoloģisko kopienu", kurā iekļauti komensālie, simbiotiskie un patogēnie mikroorganismi, kas kopā aizņem mūsu ķermeņa telpas. Terminu ieviesa Džošua Lederbergs, kurš uzsvēra šo mikroorganismu nozīmi veselībā un slimībās. Zinātnē reizēm atšķir "mikrobiomu" (kopējos genomus vides nišā) un "mikrobiotu" (pašus mikroorganismus), taču praksē termini bieži tiek lietoti kā sinonīmi.

Sastāvs un lokalizācija

Mikrobiomu veido dažādas organismu grupas:

• Baktērijas — visizplatītākie mikrobi; zarnu mikrobiomu bieži veido tādu fāzu pārstāvji kā Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria un Proteobacteria (ģenētiski dažādas sugas un kladi).
• Arhejas — sena vienšūnu grupa; zarnu arhejās ietilpst metanogēni, kas var ražot metānu un ietekmēt gāzu veidošanos.
• Sēnītes (mikobiota) — piemēram, Candida sugas, kas parasti ir mazā daudzumā un var proliferēt noteiktos apstākļos.
• Vienšūnas (protozoji) — dažas sugas var būt ilgtspējīgas līdzāspastāvēšanas formas, citkārt saistītas ar slimībām.
• Vīrusi — iekļauj gan eikariotu vīrusus, gan bakteriofāgus (vīrusus, kas inficē baktērijas). Tie ietekmē mikrobu kopienu dinamiku.

Mikrobi arī īpaši lokalizējas atsevišķās ķermeņa daļās: āda, mutes dobumā (ieskaitot siekalas), acs virsma, deguna un elpošanas ceļu gļotāda, vagīna un, visplašāk, kuņģa-zarnu trakts, kur atrodas visbagātīgākā un funkcionāli nozīmīgākā mikrobu kopiena.

Mikrobioma funkcijas un nozīme veselībā

Mikrobioms pilda daudzveidīgas funkcijas, kas ir būtiskas saimnieka veselībai:

• Aizsardzība pret patogēniem — rezidents mikrobioms aizņem nišas, konkurē par barības vielām un ražo savienojumus, kas ierobežo patogēnu izplatīšanos.
• Imūnsistēmas modulācija — mikrobi stimulē imūno sistēmu, palīdz tai attīstīties un saglabāt līdzsvaru starp aizsardzību un pārmērīgu iekaisumu.
• Barības vielu sagremošana un vielmaiņa — fermentēšanai pakļautas šķiedras (proti, neabsorbējamie polisaharīdi) mikrobi pārvērš par īsās ķēdes taukskābēm (piem., butirātu), kas baro zarnu šūnas un ietekmē vielmaiņu.
• Sintēze — daži mikrobi sintezē vitamīnus (piem., vitamīnu K, noteiktas B grupas vitamīnu) un citas bioaktīvas vielas.
• Zāļu un toksīnu transformācija — mikrobi var modificēt medikamentus un uzturvielas, ietekmējot to efektivitāti un blakusparādības.
• Saikne ar smadzenēm — tā sauktā zarnu–smadzeņu ass ietver hormonālu, neiroloģisku un imūnu signālu mijiedarbību; mikrobi var ietekmēt noskaņojumu, uzvedību un kognitīvās funkcijas.

Kad mikrobioms kļūst nelīdzsvarots (disbioze)

Nelīdzsvarotība mikrobu kopienā jeb disbioze tiek saistīta ar vairākiem veselības traucējumiem, taču cēloņsakarība bieži ir sarežģīta un netieša. Starp saistītām slimībām un stāvokļiem ir:

• iekaisīgas zarnu slimības (piem., Krona slimība, čūlainais kolīts),
• kairinātas zarnas sindroms (IBS),
• alergijas un ekzēma, it īpaši bērniem,
• obezitāte un metaboliskais sindroms,
• dažādas infekcijas (piem., Clostridioides difficile) pēc plaša spektra antibiotiku lietošanas,
• iespējamā saistība ar smadzeņu slimībām un garīgās veselības traucējumiem.

Jāuzsver, ka saistība nenozīmē vienmērīgu cēloņsakarību — daudzos gadījumos disbioze var būt gan cēlonis, gan sekas noteiktiem procesiem organismā.

Faktori, kas ietekmē mikrobiomu

• dzimšanas veids (trasnsvieta pret ķeizargriezienu),
• barošana (mazulim — mātes piens pret mākslīgu barošanu),
• diēta — šķiedru un fermentēto produktu patēriņš būtiski maina zarnu mikrobu kopienu,
• antibiotikas un citi medikamenti (piem., protonu sūkņa inhibitori, metformīns),
• vecums — mikrobioms mainās visu mūžu,
• dzīves vide, higiēnas paradumi un ģenētika,
• stress, vingrinājumi un citi dzīvesveida faktori.

Kā pēta mikrobiomu

Zinātnē mikrobiomu pēta, izmantojot vairākas metodes:

• Kultūra — tradicionāla, bet neaptver visus mikrobus, jo daudzas sugas nav viegli audzējamas laboratorijā.
• 16S rRNA ģenētiskā sekvencēšana — ļauj noteikt baktēriju klases un sugas pēc specifiskas gēna daļas.
• Metagenomiskā sekvencēšana — analizē visu kopienas DNS, sniedzot informāciju par sugu sastāvu un potenciālajām funkcijām.
• Metabolomika — pēta mikrobu saražotās vielas (metabolītus), kas atspoguļo mikrobioma funkcionālo stāvokli.
• Culturomics — jaunas pieejas, kas kombinē īpašas audzēšanas metodes ar masveida identifikāciju, lai izpētītu grūti kultivējamus mikrobus.

Mikrobioma manipulācija un terapijas

Iespējas ietekmēt mikrobiomu kā terapijas līdzekli ietver:

• Probiotikas — dzīvi mikroorganismi, kas, lietojot atbilstošos daudzumos, var sniegt labumu veselībai; to efektivitāte ir atkarīga no konkrētās sugas un indikācijas.
• Prebiotikas — nešķeļamas pārtikas sastāvdaļas (parasti šķiedras), kas veicina labvēlīgu mikrobu augšanu.
• Sinbiotikas — prebiotiku un probiotiku kombinācijas.
• Fēču mikrobiotas transplantācija (FMT) — efektīva noteiktos gadījumos (piem., atkārtotas Clostridioides difficile infekcijas), taču prasa stingrus drošības standartus.
• diētas un dzīvesveida izmaiņas, kas ilgtermiņā var mainīt mikrobu kopienu sastāvu un funkcijas.

Visām iejaukšanās metodēm jāpiemīt pierādījumiem un tiek vērtētas risku un ieguvumu attiecības; pieņemšana klīniskā praksē ir atkarīga no pētījumu kvalitātes.

Praktiski ieteikumi mikrobioma veselībai

• ēdiet daudzveidīgu uzturu ar augstu šķiedrvielu saturu un daudz svaigiem dārzeņiem un augļiem,
• iekļaujiet uzturā fermentētus produktus (piem., jogurts, kefīrs, kāposti), ja tie jums der,
• izvairieties no nevajadzīgas antibiotiku lietošanas un sekot ārsta ieteikumiem,
• veiciniet aktīvu dzīvesveidu un labs miegs, jo tie ietekmē mikrobiomu,
• ja esat vecāki — atbalstiet dabisku zīdīšanu, ja iespējams, un veiciniet bērna kontaktu ar raksturīgu videi, lai attīstītu veselīgu mikrobu profilu.

Pētniecība par cilvēka mikrobiomu turpinās un arvien biežāk tiek runāts par personalizētu mikrobioma medicīnu — ārstēšanas un profilakses pieejām, kas pielāgotas individuālajam mikrobu profilam. Tomēr šī joma ir sarežģīta; nepieciešami plašāki, kontrolēti pētījumi, lai pilnībā saprastu mikrobioma lomu daudzās slimībās un drošas manipulācijas iespējas.

Apskatāmie mikrobi parasti nav patoģēni (neizraisa slimības, ja vien nerodas patoloģiski); tie pastāv harmonijā un simbiozē ar saviem saimniekiem. Pētnieki ir noskaidrojuši, ka liela daļa mikrobu, kas atrodas cilvēka organismā, nav baktērijas, bet gan ļoti sena vienšūnu organismu grupa, ko sauc par arhejām. To vidū ir metanogēni, kas ražo metānu un var izraisīt vēdera pūšanos.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir cilvēka mikrobioms?

J: Cik daudz šūnu ir cilvēka ķermenī?

J: Ko Džošua Lederbergs izkalis?

J: Kāda ir atšķirība starp "mikrobiomu" un "mikrobiotu"?

J: Vai visi mikrobi ir noderīgi cilvēkiem?

J: Kas ir zarnu flora?

J: Kas ir metanogēni?

Meklēt pēc burta