Микроорганизмы заселяют практически все уголки мира, включая человеческий организм. С помощью передовых генетических технологий было выявлено наличие микробных сообществ во многих местах. Микробы живут на нашей коже и внутри нашего организма, и могут оказывать значительное влияние на наше здоровье, физиологию и благополучие, особенно когда они обитают в желудочно-кишечном тракте. Ниже приведена информационная графика, в которой изложены некоторые характеристики микробиомов, особенно микробиома человеческого кишечника, который в последние годы был тщательно изучен.
Метагеномика раскрывает масштаб микробиомов
Существование микробиомов было раскрыто с помощью мощных генетических и вычислительных инструментов, способных разгадать огромное количество генетической информации, содержащейся в таких образцах, как:
🔺 Почва
🔺 Вода
🔺 Фекалии
▫️ Большая часть исследований микробиомов сосредоточена на бактериях с помощью метагеномного анализа.
▫️ Все ДНК в образце секвенируется, и эти последовательности сравниваются с базой данных известных последовательностей.
▫️ Это позволяет определить различные виды бактерий, присутствующие в образце.
Состав микробиома человеческого кишечника
▫️ Предполагается, что в среднем в человеческом организме на каждую клетку человека приходится около одной бактериальной клетки.
▫️ Свыше тысячи видов бактерий связаны с микробиомом человеческого кишечника.
▫️ Предполагается, что в человеческом микробиоме содержится в среднем около 100 триллионов микроорганизмов, большинство из которых обитает в кишечнике.
▫️ Каждая бактериальная клетка несет в себе свой собственный геном и может экспрессировать бактериальные белки или вторичные метаболиты, которые могут влиять на человеческое здоровье.
▫️ В то время как геном человека содержит около 23 000 генов, кодирующих белки, для микробиома человека было сообщено о примерно 3,3 миллиона уникальных генов, кодирующих белки.
Ученые все еще изучают состав здорового микробиома человеческого кишечника, но считается, что два бактериальных типа (филума) являются частью большинства типичных микробиомов кишечника:
🔺 Bacteroidetes и Firmicutes.
Функции микробиома человеческого кишечника
▫️ Микробиом человека выполняет широкий спектр жизненно важных функций, необходимых организму для выживания.
▫️ Микробиом кишечника тесно связан с иммунитетом человека.
▫️ Ось "кишечник-мозг" связывает микробиом кишечника и человеческий мозг.
▫️ Микробиом кишечника производит нейромедиаторы, которые могут оказывать влияние на кишечник или регулировать активность мозга.
Микробиом выполняет функции:
▫️развития иммунитета,
▫️защиты от патогенов,
▫️восполнение питательных и метаболических потребностей, включая образование короткоцепочечных жирных кислот, синтез витаминов, накопление жира
▫️влияние на поведенческие реакции "хозяина",
▫️и другие функции, которые ученым еще предстоит изучить.
Развитие микробиома человека кишечника
▫️ По-прежнему существует некоторое противоречие, но кажется, что люди приобретают кишечные микробы при рождении, часть из которых передается от матери.
▫️ Микробиом человека меняется на протяжении всей жизни, особенно существенные изменения происходят в раннем возрасте.
▫️ Способ рождения, срок беременности и особенности материнского организма, включая пищевой статус, могут повлиять на микробиом ребенка.
Микробиом человека кишечника и заболевания
▫️ Между микробиомом человека и различными заболеваниями была установлена взаимосвязь. В некоторых случаях считается, что дисбиоз - нарушение состава микробиома - может привести к заболеванию или увеличить риск определенных расстройств.
▫️ Так же это работает и в обратную сторону: нарушения микробиома кишечника могут быть вызваны заболеваниями.
▫️ Ученые все еще расшифровывают причинно-следственные связи между микробиомом кишечника и человеческими заболеваниями.
▫️ Микробиом кишечника также может влиять на переработку лекарств и влиять на эффективность лечения рака.
Микробиом человека кишечника и окружающая среда
▫️ Микробиом может взаимодействовать с веществами в окружающей среде. В некоторых случаях эти вещества могут стать менее вредными, а в других - более вредными после взаимодействия.
▫️ Воздушное загрязнение влияет на метаболизм микробиома кишечника и изменяет микробиом дыхательных путей у детей.
▫️ Другие токсины, такие как тяжелые металлы и пестициды, изменяют микробиом кишечника.
▫️ Антибиотики могут оказывать сильнейшее неблагоприятное влияние на микробиом.
▫️ Питание и многие составляющие питания, такие как искусственные подсластители, могут оказывать существенное влияние на микробиом кишечника. Пища с высоким содержанием жиров может изменить микробиом мышей, в результате чего у мышей появляется склонность к ожирению. Считается, что ультра-обработанные продукты вредны для микробиома, тогда как растительная пища с минимальной обработкой может способствовать здоровому микробиому.