Mikrobiomet er en type "organ", som er blevet glemt af moderne medicin i mange år. Men i over et dusin år, takket være udviklingen af ​​biomedicinske videnskaber, er der blevet udført en masse forskning, hvis resultater beviser, at mikrobiomet er mere end blot en gruppe mikroorganismer, der bor i vores krop. Hvad er mikrobiomet? Hvorfor er det så vigtigt for vores helbred? Hvordan tager man sig af det?

Mikrobiom(mikrobiota, mikroflora) er en gruppe af mikroorganismer, der er karakteristiske for et givet naturligt habitat. Som levested bør vi forstå ikke kun havet eller jorden, men også organismen hos mennesker og andre dyr. Derfor skelner vi ud over havets og jordens mikrobiom tarm-, hud-, kønsorganer, øre- og orale mikrobiom

Sammensætningen af ​​mikrobiomet varierer afhængigt af det levested, det optager. I øjeblikket udføres der mest forskning i det mest talrige mikrobiom i vores krop, dvs. fordøjelseskanalen.

Mikrobiom, mikrobiota eller mikroflora?

Udtrykket "mikrobiom" blev første gang brugt i 2001 af nobelpristageren Joshua Lederberg, som brugte det til at beskrive genomsættet af alle mikrober, der bebor den menneskelige krop. Derfor bruges udtrykket oftere i denne betydning.

Når man taler om indsamling af alle mikroorganismer som celler, skal udtrykket "mikrobiota" bruges.

Udtrykket "mikroflora" er derimod et gammelt udtryk, der bruges sjældnere, og det går tilbage til den tid, hvor de fleste mikroorganismer blev klassificeret i planteriget (udtrykket "flora" beskriver helhed af plantearter fundet i et givet område).

Mikrobiom - hvad består det af?

Mikrobiomet består af bakterier, gær, svampe, protozoer, vira og arkæer. Husk, at de ikke altid behøver at være "venlige" over for deres vært. Mikrobiotaen kan også omfatte mikroorganismer, der potentielt er patogene for mennesker, f.eks.Escherichia Coli .

På grund af overfloden af ​​mikroorganismer fortjener det gastrointestinale mikrobiom særlig opmærksomhed, som hovedsageligt består af bakterier fra 4 undergrupper:

  • Firmicutes(64%)
  • Bacteroides(23%)
  • Proteobakterier(8%)
  • Actinobacteria(3%)

Hos raske mennesker er individuelle sektioner af fordøjelseskanalen karakteriseret ved en varierende mangfoldighed af mikroorganismer. Maven og tolvfingertarmen er praktisk t alt sterile,fordi mavesaftens sure pH skaber et ugunstigt miljø for de fleste mikroorganismer. I tyndtarmen er deres antal større og spænder fra 10.000 til 100.000 i 1 gram næringsindhold.

Her er acidofile bakterier af slægtenLactobacillusogStreptococcusdominerende. Det største antal mikroorganismer er i tyktarmen, og det er endda en billion celler i 1 grams madindhold! Langt de fleste er ilt-intolerante mikroorganismer (anaerobe), såsomBifidobacteriumogClostridium .

Det anslås, at der er 10 gange flere mikroorganismer i fordøjelseskanalen end celler i den menneskelige krop (ca. 100 billioner celler, der vejer omkring 2 kg), og antallet af gener i dem er 3,3 millioner. Til sammenligning er det menneskelige genom kun 21.000 gener.

Bakterier, der bor i fordøjelseskanalen, kan opdeles efter de funktioner, de udfører i kroppen:

  • proteolytiske (eller forrådnende) bakterier er potentielt patogene bakterier, hvis overvækst i tarmen kan påvirke kroppen negativt; de omfatter bl.a bakterier af slægtenKlebsiella ,Enterobacter ,Serratia ,Citrobacter,Pseudomonas
  • beskyttende (probiotiske) bakterier er bakterier, der hæmmer væksten af ​​patogene mikroorganismer, forsegler tarmepitelet og producerer næringsstoffer til tarmepitelet; de omfatter bl.a bakterier af slægtenLactobacillusogBifidobacterium
  • immunstimulerende bakterier stimulerer cellerne i immunsystemet, reducerer den inflammatoriske respons og stimulerer produktionen af ​​IgA-antistoffer gennem slimhinden; de omfatter bl.a bakterier af slægtenEnterococcusiEscherichia coli . Sidstnævnte er også potentielt patogen under ugunstige forhold

Mikrobiom - hvad er dets funktioner?

Tarmmikrober kan metabolisere fødevareafledte stoffer - kulhydrater, proteiner, fedtstoffer og dem, der kommer direkte fra mennesker, såsom døde celler og slim. Mikrobiomet bruger dem til at understøtte grundlæggende livsaktiviteter.

Derfor kan mikrobiotaens funktioner sammenlignes med en type bioreaktor, der producerer utallige mængder af bioaktive stoffer under fermenteringsprocessen. Mængden og arten af ​​disse stoffer vil i høj grad afhænge af den måde, vi spiser på.

Ud over at understøtte fordøjelsesprocesser, tarmmikrobiomet:

  • producerer B-vitaminer og vitamin K
  • øger optagelsen af ​​mineraler,såsom magnesium og calcium
  • forhindrer kolonisering af tarmen af ​​patogene bakterier
  • stimulerer modningen af ​​immunsystemets celler og understøtter dets arbejde
  • beroliger inflammatoriske processer
  • påvirker modningen og differentieringen af ​​tarmepitelceller
  • inaktiverer toksiner og kræftfremkaldende stoffer
  • deltager i metabolismen af ​​kolesterol og bilirubin

Mikrobiom - hvad påvirker det?

  • gener

Selvom sammensætningen af ​​tarmmikrobiomet primært er påvirket af miljøfaktorer, påvirkes mikrobiomet også i mindre grad af værtens genotype. Et eksempel på et sådant forhold er varianter af FUT2-genet, der koder for enzymet fucosyltransferase 2, ansvarlig for bl.a. til dannelse af antigener forbundet med blodgrupper

Mennesker med en ugunstig variant af FUT2-genet producerer ikke visse oligosaccharider, hvis mangel disponerer dem for mangel på de beskyttende bakterier af slægtenBifidobacterium . Omkring 20 % af europæerne har en ugunstig variant af dette gen.

  • alder og leveringsmetode

Før levering i utero er vores fordøjelseskanal steril. Under naturlig fødsel er mave-tarmkanalen befolket af moderens vaginale mikrobiom. Derefter, under amning med mælk, overføres præbiotiske stoffer (humane oligosaccharider) til barnet, som stimulerer væksten af ​​gavnlige bakterier såsomBifidobacterium .

Kunstigt fodrede babyer kan have færre af disse bakterier. Det har vist sig, at fødslen og fodringsmåden kan være afgørende for mikrobiomets rette udvikling og udvikling af for eksempel allergi. Betydelige forskelle i sammensætningen af ​​mikrobiomet er blevet bemærket hos naturligt fødte spædbørn sammenlignet med dem, der fødes ved kejsersnit.

Efter endt amning og introduktionen af ​​fast føde ligner sammensætningen af ​​tarmmikrobiomet gradvist en voksens. I en alder af omkring 15 år bliver han relativt stabil (hvis personen er rask og fører en ordentlig livsstil).

Den næste fase af menneskets liv, hvor der observeres en ændring i sammensætningen af ​​tarmmikrobiomet, er perioden efter omkring 65 års alderen. Hos ældre er der et fald i antallet af beskyttende bakterier af slægtenBifidobacteriumog en stigning i antallet af potentielt patogene bakterier, såsomClostridium.

FaldetBifidobacterium , som reducerer betændelse i tarmslimhinden, kan være en af ​​de faktorer, der forværrer aldersrelaterede sygdomsprocesser. Hvorfor sker det? Dette er i høj grad en konsekvens af, at vores krop bliver mindre effektiv med alderen,det vil sige, at tandsættets tilstand forringes, mængden af ​​udskilt spyt og effektiviteten af ​​organer, fx bugspytkirtlen, falder.

  • Diæt

Kost er en af ​​de mest indflydelsesrige faktorer i sammensætningen af ​​tarmmikrobiomet. Hvis vi forsyner vores mikrobiom med den rigtige mængde komplekse kulhydrater, vil mikroorganismer producere stoffer som kortkædede fedtsyrer (SCFA), fx butyrat eller mælkesyre, som har en gavnlig effekt på kroppen, bl.a. ved at undertrykke inflammatoriske reaktioner.

Det anslås, at 10-20 % af de forbrugte kulhydrater er modstandsdygtige over for fordøjelse fra menneskelige tarmenzymer. Disse er ufordøjelige kulhydrater, såsom resistent stivelse og ikke-stivelsespolysaccharider (såsom pektiner og cellulose), som er ideelle "næringsstoffer" til mikrobiomet.

Men hvis vores kost indeholder et overskud af forarbejdede fødevarer, simple sukkerarter, mættet fedt og animalsk protein, vil mikroorganismerne begynde at producere skadelige stoffer såsom biogene aminer (f.eks. tyramin), skatol, indol eller ammoniak. Disse stoffer kan beskadige tarmepitelcellerne, fremkalde betændelse og føre til forstyrrelser i tarmbarrierens permeabilitet

Der blev gennemført en undersøgelse, hvor sammensætningen af ​​tarmmikrobiomet hos børn, der bor i Italien og spiser efter den vestlige kostmodel (rig på animalsk protein, fedt og simple sukkerarter) blev sammenlignet med kost for børn, der lever i landdistrikterne Burkina Faso (rig på komplekse kulhydrater og lavt indhold af animalsk protein). De viste, at sammensætningen af ​​mikrobiomet i begge grupper adskilte sig dramatisk.

Gruppen af ​​bakterier, der er karakteristiske for overvægtige mennesker ( Firmicutes ) dominerede hos børn fra Italien, der var en overvækst af forrådnelsesbakterier, og et reduceret indhold af butyrat og anden SCFA var fundet i afføringen. Dette er ikke blevet fundet hos børn i Burkina Faso. Dette viser, hvordan ukorrekte spisevaner påvirker forstyrrelsen af ​​tarmmikrobiomet.

Diæter med lavt indhold af komplekse kulhydrater (f.eks. opløselige fibre) reducerer mangfoldigheden af ​​tarmmikrobiomet, især beskyttende bakterier af slægtenBifidobacterium . Et eksempel på en sådan diæt er FODMAPs diæt og en ukorrekt afbalanceret glutenfri diæt

Middelhavskosten er den mest gunstige i forskningen, fordi den udover en stor mængde kostfibre indeholder polyfenoler. Som nyere undersøgelser viser, akkumuleres 90-95 % af polyfenolerne i tyktarmen, hvor de gennemgår forskellige biokemiske ændringer af tarmmikrobiomet.

  • Psykologisk stress

I undersøgelser med mus og mennesker har det vist sig, at psykisk stress forårsagerreduktion af antallet af beskyttende bakterier af slægterneLactobacillusogBifidobacterium . Derudover stimulerer stress overvæksten af ​​potentielt patogene bakterier, såsomEscherichia Coli . Dette skyldes sandsynligvis udskillelsen af ​​stresshormonet kortisol

Det er også blevet påvist, at polyfenoler, såsom resveratrol i druer eller katekiner i te, har en positiv effekt på sammensætningen af ​​tarmmikrobiotaen, idet de fungerer som præbiotika

  • PROBIOTIKA - helbredende egenskaber, typer og kilder
  • Gode bakterier i kroppen: mikrober, der beskytter mod sygdom
  • Hyppig vask vil forkorte dit liv? Ja, og der er beviser på det!

Mikrobiom og civilisationssygdomme

Mikrobiomet sammenlignes ofte med et "organ", der er glemt af moderne medicin. Forskning viser tydeligt, at mikrobiomet, ligesom ethvert andet organ, er i stand til at modtage og reagere på information fra omgivelserne – såsom ændringer i pH, tilstedeværelsen af ​​næringsstoffer, immunceller og hormoner. Dette system kaldes quorum sensing og tillader molekylær dialog mellem mikrobiomet og menneskelige celler og organer

På grund af mikrobiomets indflydelse på flere niveauer på vores krop, bør det ikke komme som nogen overraskelse, at de kvalitative og kvantitative forstyrrelser af mikrobomen, kaldet intestinal dysbiose, kan bidrage til fremkomsten af ​​mange civilisationssygdomme, som f.eks. som:

  • fedme
  • diabetes
  • autoimmune sygdomme
  • allergier
  • depressiv lidelse
  • autisme
  • Alzheimers sygdom

Et gennembrud i forskningen i forholdet mellem mikrobiom og menneskers sundhed var projektet "Human Microbiome Project", som blev igangsat i 2007 af American National Institute of He alth. Den bruger de mest moderne metoder inden for molekylærbiologi, som gjorde det muligt at bestemme forskellene i sammensætningen af ​​det menneskelige mikrobiom afhængigt af breddegrad, genotype, alder og kost.

Mikrobiom og fedme

De første undersøgelser, der peger på forholdet mellem tarmmikrobiomet og fedme, blev udført på mus. Det blev bemærket, at fede mus har - sammenlignet med magre mus - forstyrrede proportioner mellem bakterier fra gruppenFirmicutes(for meget) ogBacteroides(for lidt ).

Det menes i øjeblikket, at tarmmikrobiomet kan påvirke udviklingen af ​​fedme i mindst tre mekanismer:

  • ved at producere ekstra kalorier (4-10 % af energien fra mad genereres af mikrobiomet, det er omkring 80-200 kcal/dag)
  • fremkalder betændelselav intensitet (såkaldt metabolisk endotoksikæmi, som kan forårsage insulinresistens)
  • regulering af sult- og mæthedscentret (mikrobiomet påvirker bl.a. udskillelsen af ​​glukagon-lignende peptid-1 og peptid YY og tidspunktet for tarmtransit)

Mikrobiomet og nervesystemet

Eksperimentelle undersøgelser i mus har vist, at tarmmikrobiomet påvirker udviklingen af ​​nervesystemet, stressrespons og adfærd. Flere og flere undersøgelser indikerer også en direkte sammenhæng mellem tarmmikrobiomet og depressive lidelser.

I denne sammenhæng, den såkaldte Tarm-hjerne-aksen og vagusnerven, som er ansvarlige for at transmittere signaler fra tarmen til hjernen

Andre mekanismer, hvormed mikroorganismer kan påvirke vores adfærd, er deres deltagelse i metabolismen af ​​tryptofan (det er en forløber for syntesen af ​​"lykkehormonet" - serotonin) eller direkte gennem syntesen af ​​neurotransmittere, f.eks. typen EscherichiaogEnterococcuskan producere serotonin, og af typenLactobacillusGABA (neurotransmitter ansvarlig for afslapning og afslappende).

Derudover indikerer forskning tarmmikrobiomets deltagelse i udviklingen af ​​lidelser såsom:

  • autisme
  • skizofreni
  • ADHD
  • bipolar lidelse
Værd at vide

SIBO, eller bakteriel overvækst af tyndtarmen, er en type tarmdysbiose med overdreven vækst af bakterier i tyndtarmen, som er karakteristiske for tyktarmen.

SIBO er årsagen til fordøjelses- og absorptionsforstyrrelser. Det eksisterer sideløbende med mange sygdomme, såsom:

  • irritabel tyktarm (84%)
  • cøliaki (66 %)
  • gastroøsofageal reflukssygdom (50%)
  • hypothyroidisme (54%)
  • pancreatitis (35%)

Årsagen til SIBO kan være:

  • tarmmotilitetsforstyrrelser
  • antacida
  • mavesygdomme
  • mangler fordøjelsesenzymer
  • alderdom
  • antibiotikabehandling

Mikrobiomet - hvordan plejer man det?

  • spis grøntsager og frugter rige på polyfenoler (blåbær, blåbær, hindbær) og præbiotiske stoffer, der er et "medium" for tarmmikroorganismer (bælgfrugter, citrusfrugter, jordskokker, porre, løg, asparges, bananer)
  • spis komplekse kulhydrater såsom brune ris, havreklid og havreklid, som indeholder opløselige fibre, der stimulerer produktionen af ​​butyrat
  • spis fedt af god kvalitet, f.eks. olivenolie
  • drik grønte, fordi den indeholder polyfenoler som katekiner
  • øge forbruget af syltede grøntsager, fx kål, agurker, rødbeder og mejeriprodukter, fx yoghurt, kefir, da de er en kilde til probiotiske mikroorganismer
  • undgå store mængder alkohol, og hvis du allerede indtager det, så vælg rødvin, der indeholder polyfenoler såsom resveratrol
  • fjern junkfood, sødede drikkevarer, småkager og barer fra din kost, da de er en kilde til simple sukkerarter og transfedtstoffer
  • undgå psykologisk stress, og hvis dette er umuligt, brug afspændingsteknikker
  • få nok søvn
  • træner regelmæssigt
Om forfatterenKarolina Karabin, MD, PhD, molekylærbiolog, laboratoriediagnotiker, Cambridge Diagnostics Polska Biolog af profession med speciale i mikrobiologi og laboratoriediagnotiker med over 10 års erfaring i laboratoriearbejde. Uddannet fra College of Molecular Medicine og medlem af Polish Society of Human Genetics Leder af forskningsbevillinger ved Laboratory of Molecular Diagnostics ved afdelingen for hæmatologi, onkologi og indre sygdomme ved Warszawas medicinske universitet. Hun forsvarede titlen som doktor i medicinske videnskaber inden for medicinsk biologi ved det 1. Medicinske Fakultet ved det medicinske universitet i Warszawa. Forfatter til mange videnskabelige og populærvidenskabelige værker inden for laboratoriediagnostik, molekylærbiologi og ernæring. Til daglig driver han, som specialist inden for laboratoriediagnostik, indholdsafdelingen hos Cambridge Diagnostics Polska og samarbejder med et team af ernæringseksperter på CD Dietary Clinic. Han deler sin praktiske viden om diagnostik og diætterapi af sygdomme med specialister på konferencer, træningssessioner og i magasiner og hjemmesider. Hun er især interesseret i den moderne livsstils indflydelse på molekylære processer i kroppen.

Læs flere artikler fra denne forfatter

Kategori:

Gastrologi