Mikrobiomet är en typ av "organ" som har glömts bort av modern medicin i många år. Men i över ett dussin år, tack vare utvecklingen av biomedicinska vetenskaper, har mycket forskning utförts, vars resultat bevisar att mikrobiomet är mer än bara en grupp mikroorganismer som bor i vår kropp. Vad är mikrobiomet? Varför är det så viktigt för vår hälsa? Hur tar man hand om det?

Mikrobiom(mikrobiota, mikroflora) är en grupp av mikroorganismer som är karakteristiska för en given naturlig livsmiljö. Som livsmiljö bör vi förstå inte bara havet eller marken, utan också organismen hos människor och andra djur. Därför särskiljer vi, förutom havets och jordens mikrobiomet, tarm-, hud-, könsorganen, öron- och oralmikrobiomet.

Sammansättningen av mikrobiomet varierar beroende på livsmiljön den upptar. För närvarande bedrivs mest forskning på den mest talrika mikrobiomen i vår kropp, det vill säga matsmältningskanalen.

Mikrobiom, mikrobiota eller mikroflora?

Termen "mikrobiom" användes första gången 2001 av Nobelpristagaren Joshua Lederberg, som använde den för att beskriva genomuppsättningen av alla mikrober som lever i människokroppen. Därför används termen oftare i denna betydelse.

När man talar om insamling av alla mikroorganismer som celler, bör termen "mikrobiota" användas.

Termen "mikroflora" är å andra sidan en gammal term som används mer sällan, och den går tillbaka till den tid då de flesta mikroorganismer klassificerades i växtriket (termen "flora" beskriver totala växtarter som finns i ett givet område).

Mikrobiom - vad består den av?

Mikrobiomet består av bakterier, jäst, svampar, protozoer, virus och arkéer. Kom ihåg att de inte alltid behöver vara "vänliga" mot sin värd. Mikrobiotan kan också inkludera mikroorganismer som potentiellt är patogena för människor, t.ex.Escherichia Coli .

På grund av överflöd av mikroorganismer förtjänar den gastrointestinala mikrobiomet särskild uppmärksamhet, som huvudsakligen består av bakterier från 4 undergrupper:

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

Hos friska människor kännetecknas enskilda delar av matsmältningskanalen av en varierande mångfald av mikroorganismer. Magen och tolvfingertarmen är praktiskt taget sterila,eftersom magsaftens sura pH skapar en ogynnsam miljö för de flesta mikroorganismer. I tunntarmen är deras antal större, allt från 10 000 till 100 000 i 1 gram matinnehåll.

Här är acidofila bakterier av släktetLactobacillusochStreptococcusdominerande. Det största antalet mikroorganismer finns i tjocktarmen, och det är till och med en biljon celler i 1 gram matinnehåll! De allra flesta är syreintoleranta mikroorganismer (anaeroba), såsomBifidobacteriumochClostridium .

Det uppskattas att det finns 10 gånger fler mikroorganismer i matsmältningskanalen än celler i människokroppen (cirka 100 biljoner celler som väger cirka 2 kg), och antalet gener i dem är 3,3 miljoner. Som jämförelse är det mänskliga genomet bara 21 000 gener.

Bakterier som lever i matsmältningskanalen kan delas in efter de funktioner de utför i kroppen:

  • proteolytiska (eller förruttnande) bakterier är potentiellt patogena bakterier vars överväxt i tarmen kan påverka kroppen negativt; de omfattar bl.a bakterier av släktetKlebsiella ,Enterobacter ,Serratia ,Citrobacter,Pseudomonas
  • skyddande (probiotiska) bakterier är bakterier som hämmar tillväxten av patogena mikroorganismer, förseglar tarmepitelet och producerar näringsämnen för tarmepitelet; de omfattar bl.a bakterier av släktetLactobacillusochBifidobacterium
  • immunstimulerande bakterier stimulerar cellerna i immunsystemet, minskar det inflammatoriska svaret och stimulerar produktionen av IgA-antikroppar genom slemhinnan; de omfattar bl.a bakterier av släktetEnterococcusiEscherichia coli . Det senare är också potentiellt patogent under ogynnsamma förhållanden

Mikrobiom - vad är dess funktioner?

Tarmmikrober kan metabolisera ämnen som härrör från livsmedel - kolhydrater, proteiner, fetter och sådana som kommer direkt från människor, såsom döda celler och slem. Mikrobiomet använder dem för att stödja grundläggande livsaktiviteter.

Därför kan mikrobiotans funktioner jämföras med en typ av bioreaktor som producerar otaliga mängder bioaktiva ämnen under fermenteringsprocessen. Mängden och naturen av dessa ämnen kommer till stor del att bero på hur vi äter.

Förutom att stödja matsmältningsprocesser, tarmmikrobiomet:

  • producerar B-vitaminer och vitamin K
  • ökar absorptionen av mineraler,såsom magnesium och kalcium
  • förhindrar kolonisering av tarmen av patogena bakterier
  • stimulerar mognaden av immunsystemets celler och stöder dess arbete
  • lugnar inflammatoriska processer
  • påverkar mognad och differentiering av tarmepitelceller
  • inaktiverar gifter och cancerframkallande ämnen
  • deltar i metabolismen av kolesterol och bilirubin

Mikrobiom – vad påverkar det?

  • gener

Även om sammansättningen av tarmmikrobiomet i första hand påverkas av miljöfaktorer, påverkas mikrobiomet också i mindre utsträckning av värdens genotyp. Ett exempel på ett sådant samband är varianter av FUT2-genen som kodar för enzymet fucosyltransferas 2, ansvarar bl.a. för bildning av antigener associerade med blodgrupper

Människor med en ogynnsam variant av FUT2-genen producerar inte vissa oligosackarider, vars brist gör dem predisponerar för brist på skyddsbakterier av släktetBifidobacterium . Cirka 20 % av européerna har en ogynnsam variant av denna gen.

  • ålder och leveranssätt

Före leverans i livmodern är vår matsmältningskanal steril. Under naturlig förlossning befolkas mag-tarmkanalen av moderns vaginala mikrobiom. Sedan, under amning med mjölk, överförs prebiotiska ämnen (humana oligosackarider) till barnet, vilket stimulerar tillväxten av nyttiga bakterier somBifidobacterium .

Konstgjorda barn kan ha mindre av dessa bakterier. Det har visat sig att förlossningen och sättet att föda kan vara avgörande för en korrekt utveckling av mikrobiomet och utveckling av till exempel allergier. Signifikanta skillnader i mikrobiomets sammansättning har noterats hos naturligt födda spädbarn jämfört med de som förlossas med kejsarsnitt.

Efter avslutad amning och införandet av fast föda, liknar sammansättningen av tarmmikrobiomet gradvis den hos en vuxen. Vid ungefär 15 års ålder blir han relativt stabil (om personen är frisk och lever en ordentlig livsstil).

Nästa skede av mänskligt liv, där en förändring i sammansättningen av tarmmikrobiomet observeras, är perioden efter cirka 65 års ålder. Hos äldre finns en minskning av antalet skyddande bakterier av släktetBifidobacteriumoch en ökning av antalet potentiellt patogena bakterier, somClostridium.

NedgångenBifidobacterium , som minskar inflammation i tarmslemhinnan, kan vara en av faktorerna som förvärrar åldersrelaterade sjukdomsprocesser. Varför händer det här? Detta är till stor del en konsekvens av att vår kropp blir mindre effektiv med åldern,tillståndet för tanden försämras, mängden saliv som utsöndras och effektiviteten hos organ, t ex bukspottkörteln, minskar.

  • Diet

Dieten är en av de mest påverkande faktorerna i sammansättningen av tarmmikrobiomet. Om vi ​​förser vårt mikrobiom med rätt mängd komplexa kolhydrater kommer mikroorganismer att producera ämnen som kortkedjiga fettsyror (SCFA), t ex butyrat eller mjölksyra, som har en gynnsam effekt på kroppen, bl.a. genom att undertrycka inflammatoriska svar.

Det uppskattas att 10-20 % av de konsumerade kolhydraterna är resistenta mot matsmältning av mänskliga tarminnzymer. Dessa är icke-smältbara kolhydrater, såsom resistent stärkelse och icke-stärkelsepolysackarider (som pektiner och cellulosa), som är idealiska "näringsämnen" för mikrobiomet.

Men om vår kost innehåller ett överskott av bearbetad mat, enkla sockerarter, mättade fetter och animaliskt protein, kommer mikroorganismerna att börja producera skadliga ämnen som biogena aminer (t.ex. tyramin), skatol, indol eller ammoniak. Dessa ämnen kan skada tarmepitelcellerna, inducera inflammation och leda till störningar i tarmbarriärens permeabilitet

En studie genomfördes där sammansättningen av tarmmikrobiomet hos barn som bor i Italien och äter enligt den västerländska dietmodellen (rik på animaliskt protein, fett och enkla sockerarter) jämfördes med kosten för barn som lever i landsbygden i Burkina Faso (rik på komplexa kolhydrater och låg på animaliskt protein). De visade att sammansättningen av mikrobiomet i båda grupperna skilde sig dramatiskt.

Gruppen av bakterier som är karakteristiska för överviktiga personer ( Firmicutes ) dominerade hos barn från Italien, det fanns en överväxt av förruttnande bakterier, och ett minskat innehåll av butyrat och annan SCFA var finns i avföringen. Detta har inte hittats hos barnen i Burkina Faso. Detta visar hur felaktiga matvanor påverkar störningen av tarmmikrobiomet.

Dieter med låga komplexa kolhydrater (t.ex. lösliga fibrer) minskar mångfalden av tarmmikrobiomet, särskilt skyddande bakterier av släktetBifidobacterium . Ett exempel på en sådan diet är FODMAPs diet och en felaktigt balanserad glutenfri diet.

Medelhavsdieten är den mest gynnsamma inom forskningen, eftersom den förutom en stor mängd kostfiber innehåller polyfenoler. Som färska studier visar, ackumuleras 90-95 % av polyfenolerna i tjocktarmen, där de genomgår olika biokemiska förändringar av tarmmikrobiomet.

  • Psykologisk stress

I studier med möss och människor har det visat sig att psykisk stress orsakarminska antalet skyddande bakterier av släktenaLactobacillusochBifidobacterium . Dessutom stimulerar stress överväxten av potentiellt patogena bakterier somEscherichia Coli . Detta beror troligen på utsöndringen av stresshormonet kortisol

Det har också visat sig att polyfenoler, såsom resveratrol i vindruvor eller katekiner i te, har en positiv effekt på sammansättningen av tarmmikrobiotan och fungerar som prebiotika.

  • PROBIOTIK - läkande egenskaper, typer och källor
  • Bra bakterier i kroppen: mikrober som skyddar mot sjukdomar
  • Frekvent tvätt förkortar ditt liv? Ja, och det finns bevis på det!

Mikrobiom och civilisationssjukdomar

Mikrobiomet jämförs ofta med ett "organ" som glöms bort av modern medicin. Forskning visar tydligt att mikrobiomet, precis som alla andra organ, kan ta emot och reagera på information från omgivningen - såsom förändringar i pH, närvaron av näringsämnen, immunceller och hormoner. Detta system kallas kvorumavkänning och tillåter molekylär dialog mellan mikrobiomet och mänskliga celler och organ.

På grund av mikrobiomens inflytande på flera nivåer på vår kropp bör det inte komma som någon överraskning att de kvalitativa och kvantitativa störningarna hos mikrobomen, kallad intestinal dysbios, kan bidra till uppkomsten av många civilisationssjukdomar, t.ex. som:

  • fetma
  • diabetes
  • autoimmuna sjukdomar
  • allergier
  • depressiv sjukdom
  • autism
  • Alzheimers sjukdom

Ett genombrott i forskningen om mikrobiomets förhållande till människors hälsa var projektet "Human Microbiome Project" som initierades 2007 av American National Institute of He alth. Den använder de mest moderna metoderna för molekylärbiologi, som gjorde det möjligt att bestämma skillnaderna i sammansättningen av den mänskliga mikrobiomen beroende på latitud, genotyp, ålder och kost.

Mikrobiom och fetma

De första studierna som pekade på förhållandet mellan tarmmikrobiomet och fetma utfördes på möss. Det märktes att överviktiga möss har - jämfört med magra möss - störda proportioner mellan bakterier från gruppenFirmicutes(för mycket) ochBacteroides(för lite ).

Man tror för närvarande att tarmmikrobiomet kan påverka utvecklingen av fetma i minst tre mekanismer:

  • genom att producera extra kalorier (4–10 % av energin som erhålls från mat genereras av mikrobiomet, det är cirka 80–200 kcal/dag)
  • framkallar inflammationlåg intensitet (så kallad metabol endotoxicemi, som kan orsaka insulinresistens)
  • reglering av hunger- och mättnadscentrum (mikrobiomet påverkar bland annat utsöndringen av glukagonliknande peptid-1 och peptid YY, och tidpunkten för tarmtransit)

Mikrobiomet och nervsystemet

Experimentella studier på möss har visat att tarmmikrobiomet påverkar utvecklingen av nervsystemet, stressrespons och beteende. Fler och fler studier indikerar också ett direkt samband mellan tarmmikrobiomet och depressiva sjukdomar.

I detta sammanhang, den så kallade Tarm-hjärna-axeln och vagusnerven, som är ansvariga för att överföra signaler från tarmen till hjärnan

Andra mekanismer genom vilka mikroorganismer kan påverka vårt beteende är deras deltagande i metabolismen av tryptofan (det är en föregångare till syntesen av "lyckohormonet" - serotonin) eller direkt genom syntesen av neurotransmittorer, t.ex. bakterier av typen EscherichiaochEnterococcuskan producera serotonin, och av typenLactobacillusGABA (neurotransmittor ansvarig för avkoppling och avkopplande).

Dessutom indikerar forskning tarmmikrobiomets deltagande i utvecklingen av sjukdomar som:

  • autism
  • schizofreni
  • ADHD
  • bipolär sjukdom
Värt att veta

SIBO, eller bakteriell överväxt av tunntarmen, är en typ av tarmdysbios, med överdriven tillväxt av bakterier i tunntarmen, som är karakteristiska för tjocktarmen.

SIBO är orsaken till matsmältnings- och absorptionsstörningar. Det finns samtidigt med många sjukdomar, som:

  • irritabel tarm (84%)
  • celiaki (66 %)
  • gastroesofageal refluxsjukdom (50 %)
  • hypotyreos (54 %)
  • pankreatit (35 %)

Anledningen till SIBO kan vara:

  • tarmmotilitetsstörningar
  • antacida
  • magsjukdomar
  • brist på matsmältningsenzym
  • ålderdom
  • antibiotikabehandling

Mikrobiomet – hur tar man hand om det?

  • ät grönsaker och frukter rika på polyfenoler (blåbär, blåbär, hallon) och prebiotiska ämnen som är ett "medium" för tarmmikroorganismer (baljväxter, citrusfrukter, jordärtskocka, purjolök, lök, sparris, bananer)
  • ät komplexa kolhydrater som brunt ris, havrekli och havrekli, som innehåller lösliga fibrer som stimulerar produktionen av butyrat
  • ät fetter av god kvalitet, t.ex. olivolja
  • drick gröntte, eftersom det innehåller polyfenoler som katekiner
  • öka konsumtionen av inlagda grönsaker, t.ex. kål, gurka, rödbetor och mejeriprodukter, t.ex. yoghurt, kefir, eftersom de är en källa till probiotiska mikroorganismer
  • undvik stora mängder alkohol, och om du redan konsumerar det, välj rött vin som innehåller polyfenoler som resveratrol
  • eliminera skräpmat, sötade drycker, kakor och barer från din kost eftersom de är en källa till enkla sockerarter och transfetter
  • undvik psykologisk stress, och om detta är omöjligt, använd avslappningstekniker
  • få tillräckligt med sömn
  • träna regelbundet
Om författarenKarolina Karabin, MD, PhD, molekylärbiolog, laboratoriediagnotiker, Cambridge Diagnostics PolskaEn biolog till yrket, specialiserad på mikrobiologi, och en laboratoriediagnotiker med över 10 års erfarenhet av laboratoriearbete. Utexaminerad från College of Molecular Medicine och medlem av Polish Society of Human Genetics. Chef för forskningsanslag vid Laboratory of Molecular Diagnostics vid institutionen för hematologi, onkologi och inre sjukdomar vid Warszawas medicinska universitet. Hon försvarade titeln doktor i medicinska vetenskaper inom området medicinsk biologi vid 1:a medicinska fakulteten vid det medicinska universitetet i Warszawa. Författare till många vetenskapliga och populärvetenskapliga verk inom laboratoriediagnostik, molekylärbiologi och nutrition. Till vardags driver han som specialist inom området laboratoriediagnostik innehållsavdelningen på Cambridge Diagnostics Polska och samarbetar med ett team av nutritionister på CD Dietary Clinic. Han delar med sig av sin praktiska kunskap om diagnostik och kostterapi av sjukdomar med specialister på konferenser, utbildningar och i tidningar och webbplatser. Hon är särskilt intresserad av den moderna livsstilens inflytande på molekylära processer i kroppen.

Läs fler artiklar från denna författare

Kategori:

Gastrologi