Ihmisen suoliston mikrobiston , kutsuttiin aikaisemmin ihmisen suolistoflooran , on joukko mikro-organismeja ( arkkien , bakteerit ja hiiva - ja virukset , jotka infektoivat niitä) ja ihmisen ruoansulatuskanavan , että sanoen suolen microbiome ja kaikki ruoansulatuskanavan ( vatsa , uloste ). Se muodostaa suurimman osan ihmisen organismin mikrobiotasta ja entsymaattisten aktiivisuuksien varastosta, joka on välttämätöntä ihmisen ruoansulatukselle ja fysiologialle. Sellaisena se vaikuttaa terveyteen.
Tämä mikrobiota ja sen ihmisen isäntä ovat esimerkkejä keskinäisestä symbioosista (yhteistyö erityyppisten organismien välillä , joista kullekin on hyötyä) ja kommensalismi . Se voi säätää tiettyjen isäntägeenien ilmentymistä, mikä viittaa edistyneisiin symbioottisiin suhteisiin.
Terveellä yksilöllä, metabolista aktiivisuutta tämän mikrobiston tekee siitä vastaavaa tunnustusta elimen omana vuonna ihmisen fysiologia . Se osallistuu isännän immuunijärjestelmän kypsymiseen ja sen suolen epiteelin kypsymiseen . Se on mukana monissa perustavaa laatua metaboliareitit kuten käyminen ja sokereita ja proteiineja sekä aineenvaihduntaa ja sappihappojen ja ksenobiootteja .
Kannalta ravitsemus , se mahdollistaa ruoansulatuselimistön käydä ravintokuitua ja sitä syntetisoi välttämättömiä vitamiineja .
Jos dysbiosis, eli koostumuksen muutos tai vakautta bakteerien populaatioita suolistossa, mikrobiston voi liittyä metabolisiin sairauksiin , kuten tyypin 2 diabetes , liikalihavuus tai sydän- ja verisuonitauti . Lisäksi mikrobiota on liitetty kroonisiin tulehduksellisiin suolistosairauksiin , kuten Crohnin tauti tai haavainen paksusuolitulehdus , mutta myös allergioiden ja paksusuolen syövän kehittymiseen .
Vaikka tutkimus on edennyt 2000-luvulta lähtien, geneettisen materiaalin suuritehoisten sekvensointitekniikoiden ansiosta tieto tällä alalla on edelleen tutkivaa ja tieteellisesti puutteellista. Nämä tieteelliset hypoteesit avaavat lupaavia keinoja, joita tieteen ja median suosiminen toisinaan yksinkertaistaa termillä " toiset aivot ".
Suolistossa aikuisen ihmisen on koti noin 1 kg aktiivista bakteerien yli kehittynyt pinta-ala on 32 m 2 (vastaa Villi ja mikrovillus ). Maininta tenniskentän pintaa vastaavasta pinta-alasta, joka oli 260-300 m 2 , vallitsi pitkään, mutta se tuli kuolleelle kudokselle tehdyistä mittauksista. Koska viljely laboratoriossa on vaikeaa, bioinformaattisiin työkaluihin liittyvät molekyylibiologiatekniikat ovat mahdollistaneet ihmisen suoliston mikrobin ekologian ja rakenteen kuvaamisen.
American Journal of Clinical Nutrition -lehdessä vuonna 1972 julkaistussa artikkelissa mikrobisolujen määrän arvioitiin olevan 10 kertaa ihmissolujen määrä tai sata biljoonaa mikro-organismia (10 14 ). Ottaen huomioon suuren määrän viimeaikaisia kokeellisia tietoja israelilaiset tutkijat arvioivat sen sijaan, että "vertailuhenkilön" (20-30-vuotias, 70 kg painava ja 1, 70 m painoinen ihminen) kantamien bakteerien kokonaismäärä on 3,9 × 10 13 , suunnilleen sama kuin ihmissolujen lukumäärä, virhemarginaali 25%.
Lisäksi mikrobiotan, metagenomin , geenien määrä on vähintään 150 kertaa suurempi kuin ihmisen genomin, jälkimmäisen 22 000, kun suoliston mikrobiomissa julkaistiin ensimmäisen kerran 3,3 miljoonaa . Ruoansulatuskanavassa bakteerien pitoisuus on gradientti. Suurin tiheys saavutetaan distaalisessa paksusuolessamme, jossa on 1011 bakteeria yhtä grammaa sisältöä kohti.
Suolisto hyötyy immuunisuojasta välttäen tulehdusreaktiota, kun taas suolen limakalvo altistuu jatkuvasti kahdelle allogeeniselle yksikölle , ruoalle ja mikrobille. Siksi tutkijat pitävät sitä paradigmana keskeisenä immunoprivileged- elimen käsitteessä .
Ruoka vaikuttaa voimakkaasti mikrobiotaan. Metsästäjä-keräilijä- esi - isillämme - ainakin ympäristöissä, joissa on merkittäviä vuodenaikoja - ruoansulatuskanavan (ja ehkä myös ihon) mikrobin oli täytynyt kehittyä kausittain bakteeriprofiilien sopeutuessa kuivaan ja märään aikaan, jolloin maatalouden laajentuminen todennäköisesti vakautti sen .
Hypoteesi vahvistettiin hiljattain 2017 tutkimalla 188 mikrobiston Hadza joukossa tuhat tai jopa asuvat lähellä järven Eyasi on Rift Valley vuonna Tansaniassa . Tällä väestöllä on edelleen hyvin perinteinen metsästäjien ja keräilijöiden elämäntapa, joka melkein välttää maataloutta elääkseen pääasiassa metsästyksestä ja keräilystä. Vuonna 2014 antropologit havaitsivat, että monilla Hadzalla oli paljon monimuotoisempia suolistobakteerikantoja kuin nykyaikaisilla länsimaalaisilla (ja tutkimus osoitti ohimennen, että Hadza ei kärsi paksusuolisyöpästä , paksusuolitulehduksesta tai Crohnin taudista ). Hadzan suolistobakteerit näyttivät myös erikoistuneen vähentämään kuitupitoista ruokavaliotaan. Hadzan ruokavalio vaihtelee suuresti vuodenaikojen mukaan: märällä kaudella marjat ja hunaja hallitsevat, kun taas kuivana vuodenaikana liha hallitsee ruokalajeja (erityisesti pahkasika , antilooppi ja kirahvi ), mutta tietyt mukulat tai hedelmät (yksi esimerkiksi baobabia ) kulutetaan ympäri vuoden. RNA-analyysit suoliston mikrobiotasta ovat osoittaneet, että sen biologinen monimuotoisuus kasvaa paljon kuivakaudella (verrattuna sadekauteen) Bacteroides- suvun bakteerien kanssa silloin erityisen runsaasti. Tämä on ensimmäinen tutkimus, joka todistaa kausittaisen syklin ihmisen mikrobiomissa. Entsyymit biosyntetisoidaan näiden bakteerien (jotka tekevät kasvi hiilihydraatteja sulavia) on runsaammin kuiva kausi, joka näyttää vasta-intuitiivinen, sillä Hadza sitten syödä enemmän lihaa ja vähemmän kasveja.
Tutkimusprotokollassa ei säädetty kunkin ulosteenäytteen luovuttajan nimenomaisesti nauttimien elintarvikkeiden luetteloinnista, mikä ei mahdollista erilaisten mahdollisten yhteyksien määrittelemistä ruokavalion ja mikrobin välillä. Mutta se viittaa siihen, että ihmisesivanhemmillamme oli kausittain kehittyvä mikrobiota (kuten muillakin eläimillä). Ihmisen suolistossa voi olla "biorytmi", joka on synkronoitu sen luonnollisten elintarvikevarojen kehityksen nopeuteen, ja alueilla, jotka ovat nykyään hyvin maataloudellisia tai teollistuneita, tämä mikrobiota voi olla poissa synkronoinnista kausien syklin kanssa, ehkä. -Be ( mutta se on vahvistettava) vaikuttamalla suoliston terveyteen.
Hadza ei esitä erityistä "esi-isän mikrobiomia", vaan niillä oleva bakteerien monimuotoisuus on yksinkertaisesti suurempi ja vaihteleva vuodenaikojen mukaan.
Kirjoittajat huomauttavat, että tällaisen tutkimuksen tekeminen on yhä vaikeampaa, koska metsästäjä-keräilijöitä on vähemmän vuosittain, jolloin heidän elämäntapansa integroituu naapurikylien tai kaupunkien yhteisöihin. Lisäksi kansalaisjärjestöt ja valtion elimet jakavat niille elintarvikeapua, joka koostuu pääasiassa vehnä- ja maissijauhoista , joka ei vaihdella vuodenaikojen mukaan. Parempi ymmärtäminen heidän terveydestään, biologiastaan ja ravitsemuksellisesta tilastaan voisi auttaa parantamaan ruoka-avun merkitystä, kirjoittajat väittävät.
Toinen tutkimus, metagenomiikka , vahvistaa vuonna 2018 vuonna 2016 tehdyn tutkimuksen, jonka mukaan ympäristöllä on tärkeä rooli mikrobin rakenteessa, ja tämä rooli on suurelta osin hallitseva (verrattuna isännän geneettiseen syntyperään) määräävänä tekijänä ihmisen suoliston mikrobiota. Tämä työ osoittaa myös, että useat ihmisen fenotyypit liittyvät yhtä voimakkaasti suoliston mikrobiomiin kuin isäntägenetiikkaan. Tämä tutkimus perustuu genotyyppisiin ja mikrobiomaattisiin tietoihin 1046 terveeltä koehenkilöltä, joilla on selvä esi-isä. Vuonna 2013 Song ja hänen kollegansa olivat jo osoittaneet, että saman katon alla yhdessä asuvat perheet jakavat osan suoliston mikrobista, myös koiransa kanssa. Vuoden 2018 tutkimus vahvistaa, että tämä pätee myös ihmisiin, jotka eivät ole geneettisesti yhteydessä toisiinsa.
Ruokavaliossa, mutta myös lääkkeillä ( erityisesti antibiooteilla ) on tärkeä rooli selitettäessä mikrobiotaeroja, jotka havaitaan läheisten ja samassa ympäristössä asuvien ihmisten välillä.
Henkilön mikrobiomin tuntemus parantaa merkittävästi useiden ihmispiirteiden ennustamisen tarkkuutta, mukaan lukien verensokeritaso (mikrobion moduloima) ja liikalihavuuden riski ; paljon parempi kuin pelkästään geenitietoihin ja isäntäympäristöön perustuvat mallit.
Nämä tulokset viittaavat siihen, että mikrobiota on oltava mahdollista manipuloida terveyden parantamiseksi erilaisissa geneettisissä yhteyksissä.
Suolen mikrobiota koostuu erittäin suuresta osasta anaerobisia bakteereja . Määrä Archaean ja sienet on alempi. Mikrobiotassa esiintyvien virusten monimuotoisuus on erittäin suuri (yli 140 000 bakteriofagia, jotka on identifioitu metagenomisessa tutkimuksessa vuonna 2021), mutta se on vielä tutkimatta ja pieni verrattuna maaperän monimuotoisuuteen (jossa on noin kaksikymmentä erilaista bakteeriryhmää), mikä viittaa siihen, että suolen mikrobiota on "lajiteltu" väliaineesta biologisten (sukupuoli, ikä) ja kulttuuristen (elämäntapa, hygienia, ruokavalio) tekijöiden mukaan.
95% mikrobiotasta edustaa neljä bakteerifylaa tietäen, että niitä on yli 60:
Useimmat bakteeri-sukujen edellä mainittujen ( Bacteroides , Prevotella , Alistipes , Akkermansia , Oscillibacter , Clostridium , Faecalibacterium , Eubacterium , Ruminococcus , Roseburia , ja Bifidobacterium ) ovat osa pääasiassa mikrobiston. Sukuja, kuten Escherichia ja Lactobacillus, esiintyy pienempinä määrinä. Muita harvinaisia bakteerien ryhmät ovat myös havainneet, kuten Fusobacterium , Lentisphaerae , -spirokeettojen ja TM7.
Suvuista ja sienet tällä hetkellä tunnetaan suoliston mikrobiston ovat Candida , Saccharomyces , Aspergillus ja Penicillium .
Arkkeissa havaittiin ensin vain yksi suku: Methanobrevibacter ja erityisesti Methanobrevibacter smithii -laji , joka osallistui suoliston metanogeneesiin . Sitten molekyylibiologian ( esim. Käytön mcrA kistroniin , kuten molekyyli- merkki metanogeneesin ja koodaavan geenin 16S rRNA ) osoitti, että monimuotoisuus Archaea oli aliarvioitu : ennen 2009, vain suolessa 63 ihmisillä (vastasyntyneet, aikuiset ja vanhukset), löydettiin uusia filotyyppejä , joita ei esiintynyt missään viidestä jo kuvatuista metanogeenisista järjestyksistä . Ne voivat olla metanogeenejä ja / tai metanotrofeja , jotka saattavat olla yhteydessä Thermoplasmatales- ryhmään tai elävät yhdessä vielä tuntemattomien näiden jäsenten kanssa. Nämä uudet filotyypit olivat sitäkin läsnä, mitä vanhempi isäntä oli, mikä herättää kysymyksiä niiden alkuperästä ja roolista ihmisen suoliston mikrobiossa. Mikrobiologiset tiedot ja uloshengitetyssä ilmassa tehdyt metaanimittaukset viittaavat siihen, että metanogeenit eivät kolonisoi ihmisen suolistoa ennen 2–3 vuoden ikää (Bond ym. Mukaan vuonna 1971, Rutili ym . Al. Vuonna 1996 tai vain väliaikaisesti. ensimmäisestä elämänvuodesta Palmer et al. vuonna 2007).
Tutkijat kuvittelevat suoliston mikrobin itsenäisenä elimenä; ”Metabolisena” elimenä ”, joka on erinomaisesti mukautettu fysiologiaamme, joka tukee toimintoja, joita meidän ei tarvinnut kehittää yksin. Näihin toimintoihin kuuluu kyky käsitellä muuten sulamattomia elementtejä ruokavaliossa, kuten kasvipolysakkarideja. " .
Terveet mahat ja ruokatorvi ovat suhteellisen "steriilejä" happaman pH: nsa vuoksi. Pohjukaissuoli ja tyhjäsuoli käsittää oleellisesti fakultatiiviset aerobinen-anaerobinen bakteerit (10 4 kohteeseen 10 5 / ml, erityisesti streptokokki). Sykkyräsuoli sisältää vallitseva anaerobeja (10 5 kohteeseen 10 8 / ml). Paksusuolen näkee vallitsevana tiukka anaerobeja (10 9 kohteeseen 10 11 / gramma ulosteen). Ulosteet sisältävät 10 10 - 10 11 elävää ja kuollutta bakteeria / gramma ulosetta.
Ihmisen suoliston mikrobiota koostuu mikro-organismeista . Näiden lajien runsaus vaihtelee yksilöittäin, mutta niiden koostumus näyttää pysyvän suhteellisen vakaana terveillä aikuisilla. 2014 tutkimuksessa Näin tunnistetut 160 bakteerilajeja kohti yksittäistä joukossa tuhat mikrobilajeihin voitaisiin tunnistaa eri ihmisen kohorttia . National Institute for Agricultural Research on kunnostettu 238 genomien suolistobakteerien.
Ennen vuotta 2014 75% suoliston bakteerigenomeista ei ollut vielä tiedossa. Tämä antaa paremman käsityksen ihmisen suoliston bakteeriekosysteemin geneettisestä rikkaudesta: metagenomi, jossa on yli kolme miljoonaa geeniä, toisin sanoen 120 kertaa enemmän kuin ihmisen genomi . Näiden suolistoyhteisöjen tilastolliset analyysit ovat vastedes tarkempia. Vuoden 2019 alussa metagenominen analyysi paljasti 2000 suolistobakteerilajia, joita ei ole vielä tiedetty.
Metagenomics esiin markkereita koostumuksen ja monimuotoisuuden microbiome
Jokaisella ihmisellä on oma mikrobiota, mutta tutkijat ovat osoittaneet, että on olemassa sata bakteerilajia, jotka ovat yhteisiä kaikille, jotka muodostavat ihmisen suoliston mikrobiotan filogeneettisen ytimen . Nämä edustavat massaan yli kolmasosaa suoliston mikrobista.
Mikrobiota yhdistää useita ihmisen isännälle välttämättömiä toimintoja, jotka ovat myös kaikkien terveiden yksilöiden yhteisiä.
Mikrobin mikrobilajit eivät tunnu liittyvän sattumalta; siellä olisi rajoitettu joukko mahdollisia yhteisöjä, jotka tunnetaan nimellä “ enterotyypit ”. Tähän mennessä on kuvattu kolmen tyyppisiä mikrobiotayhteisöjä, joista toista hallitsee Bacteroides- suku , toista Prevotella ja lopuksi viimeinen, monimutkaisempi ja monipuolisempi, jota hallitsevat Clostridiales- ryhmään kuuluvat mikrobisuvut , kuten Ruminococcus . Sukupuoli, ikä tai maantieteellinen alkuperä eivät vaikuta näihin kolmeen tärkeimpään enterotyyppiin.
Useat muut potilasryhmillä tehdyt tutkimukset ovat myös pystyneet havaitsemaan enterotyypit, mutta enterotyyppien olemassaolosta keskustellaan edelleen.
Lisäksi on raportoitu, että enterotyypit voivat liittyä tiettyyn ruokavalioon. Itse asiassa Bacteroidesin hallitsemat enterotyypit liittyvät ruokavalioon, joka sisältää runsaasti eläinrasvoja ja / tai -proteiineja. Prevotellan hallitsemat vastaavat runsaasti hiilihydraatteja sisältäviä ruokavalioita.
Toinen tutkimus osoitti, että simpansseissa on ihmisen kaltaisia enterotyyppejä, mikä viittaa siihen, että enterotyypit ovat seurausta isännän ja sen mikrobiotan välisestä koevoluutiosta.
Terveillä aikuisilla mikrobiota pysyy vakaana. Sitä vastoin vauvoilla mikrobiota muuttuu hyvin nopeasti ensimmäisten kolmen elinvuoden aikana ennen kypsymistä eli identtistä aikuisten kanssa. Sen mikrobiotan koostumus vaihtelee sen vuoksi syntymämuodon mukaan , emättimen tai keisarileikkauksen jälkeen, sitten synnytyksen jälkeisestä ympäristöstä riippuen: antibioottihoito, ruokinta lehmänmaidolla tai rinnalla jne.
Määrällisesti vastasyntynyt rakentaa nopeasti yhtä monimutkaisen mikrobiston kuin aikuiset, etenkin ruokavalion monipuolistamisen yhteydessä vieroituksen aikana . Tämä mikrobiota saavuttaa toiminnallisen tasapainon kahden tai kolmen vuoden kuluttua.
Lasten ja nuorten ruokavalion koostumus vaikuttaa voimakkaasti mikrobin koostumukseen. Niinpä maaseudun afrikkalaisten lasten ulostemikrobiossa , jolla on enemmän kuitua ja kasvituotteita sisältävä ruokavalio, on vähemmän Firmicutesia ja korkeampi Bacteroidetes ( erityisesti Prevotella ja Xylanibacter ), kun taas italialaisilla lapsilla, joilla on enemmän makeaa ja lihavaa ruokavaliota, on mikrobiota, jossa on enemmän Enterobacteriaceae ( erityisesti Escherichia ). Molemmissa tapauksissa mikrobiota näyttää olevan sopeutunut isännän ruokavalioon.
Heti kun ruokaa on monipuolistettu, Phyla Bacteroidetes- ja Firmicutes- lajeja on enemmän kuin alkavia bakteeripopulaatioita.
Lopuksi vanhuksilla suoliston ekosysteemi sallii enemmän aerobicia. Tämän seurauksena proteobakteereja on enemmän , mukaan lukien Escherichia coli -lajit . Samaan aikaan bifidobakteerikanta vähenee ja niiden monimuotoisuus heikkenee. Muutokset mikrobin koostumuksessa voivat johtua suoliston osittaisesta muutoksesta ja voivat olla vanhusten aliravitsemuksen syy.
Yleisemmin mikrobiota ja terveys ovat vuorovaikutuksessa kulttuurikäytäntöjen, elämäntapojen ja paikallisen tai jopa maailmanlaajuisen ruokavalion kanssa.
Liikunnan vaikutuksetSuolen mikrobioton ja fyysisen harjoittelun välinen yhteys on äskettäin osoitettu. Suolen mikrobin ja fyysisen suorituskyvyn vuorovaikutus riippuu erityisesti harjoituksen voimakkuudesta ja harjoittelutasosta.
Jotkut kirjoittajat ehdottavat huomioon mikrobiston kokonaisuutena tai metabolisen elin liittyy organismin niiden kantajaa; elin, joka koostuu useista organismeista, jotka voivat tavoittaa 10 13 yksilöä ja joita hallitsevat anaerobiset bakteerit ja joka voi sisältää 500 - noin 1000 lajia, joiden kollektiivisen genomin arvioidaan sisältävän 100 kertaa enemmän geenejä kuin ihmisen genomi. Tieteellisessä kirjallisuudessa ihmisen suoliston mikrobiotassa on kolme päätoimintoa:
Metagenomin , isännän ihmisen genomin ja paljon rikkaamman mikrobiota-genomin yhdistämisen tutkiminen mahdollistaa säännöllisen bakteerien, mikrobien, jotka näyttävät olevan on tärkeä rooli. Tämä pätee bakteeri Akkermansia muciniphila : ansiosta toiminta hydrolyysin musiinin , että suoliston limakalvolla , se estää liman kertyminen moduloi suolen läpäisevyyttä ja on vaikutuksia tulehdus tasolla suolen limakalvon. Ruoansulatuskanavan, mutta myös maksan ja veren tasolla.
Immuunijärjestelmä on vastuussa tunnistamaan ja vastaamaan läsnäolo ulkomaisten tai paikallisten molekyylejä . Vaikuttaa siltä, että jotkut sen toiminnoista ovat yhteydessä isännän ihmissuhteeseen mikrobiotaan. Muutama symbioottinen bakteerilaji on osoittanut kyvyn estää tulehdussairauksien kehittyminen . Mikrobiota sisältää myös mikro-organismeja, jotka kykenevät indusoimaan tulehdusta tietyissä olosuhteissa. Siksi mikrobiotalla on mahdollisuus hallita pro- ja anti-inflammatorisia vasteita. Suolen mikrobin koostumus voisi liittyä sen moitteettomaan toimintaan.
Krooninen tulehduksellinen suolistosairausIhmisen suoliston mikrobiotan rooli kroonisessa tulehduksellisessa suolistosairaudessa on vielä tutkimatta. Tietyt bakteerikomponentit näyttävät kuitenkin liittyvän Crohnin tautiin . Todellakin, ryhmät bakteerien muodostaa osan Clostridiales kuten Faecalibacterium loppuivat potilailla, joilla on tämä sairaus. Lisäksi on osoitettu, että laji Faecalibacterium prauznitzii voi olla kroonisen uusiutumisen merkki Crohnin potilailla ja että sillä voi olla suojaava rooli tulehdusta estävien ominaisuuksiensa kautta.
Suolen mikrobiota on vastaava lisäelimellä, jonka metabolinen kokonaisaktiivisuus on yhtä suuri kuin maksan kaltaisen elimen. Ymmärtämään paremmin toiminnan välinen vuorovaikutus mikrobisto ja sen isäntä olisi mahdollista näin ollen parantaa diagnoosin , ennuste ja hoito aineenvaihdunnan sairauksiin ( probiootti , prebioottisia , mikrobiston elinsiirron , jne ).
LiikalihavuusFirmicutesin lisääntymiseen ja Bacteroidetesin vähenemiseen liittyy mikrobiota-tiedekunta, joka varastoi helpommin ruoan tarjoaman energian . Tämä merkitsisi riskitekijä varten lihavuuden . Nämä tulokset ovat kuitenkin edelleen kiistanalaisia eivätkä ne ole toistaneet muita tutkimuksia. Itse mikrobiota on suurelta osin immuunijärjestelmän hallinnassa. Käytännön näkökulmasta voimme korostaa painonnousua edistäviä probiootteja ja muita, joilla on päinvastainen vaikutus . Lisäksi toinen tutkimus mahdollisti korrelaation aineenvaihduntaparametrit suoliston mikrobiotassa olevien geenien rikkauden kanssa. Tämä runsaasti geenejä voidaan mallintaa jäljittämällä vain noin kymmenen mikrobilajia. Toisaalta tämä mikrobiotan runsaasti geenejä liittyy laihtumiseen vähäkalorisessa ruokavaliossa . Itse asiassa geenirikkaammat henkilöt ovat laihtuneet, jopa stabilointivaiheen jälkeen.
DiabetesSuolen mikrobiota on avaintekijä insuliiniresistenssissä . Lisäksi tutkijat ovat onnistuneet luokittelemaan tyypin 2 diabetesta sairastavat potilaat suoliston mikrobin mukaan. Näillä potilailla havaittiin butyraattia tuottavien bakteerien merkittävä väheneminen ja kroonista tulehdustilaa aiheuttavien opportunististen bakteerien lisääntyminen. Noin 60 000 suoliston mikrobiota-geenin uskotaan liittyvän potilaan diabeettiseen (tyypin 2) tilaan.
Tutkimus liikalihavista potilaista, joilla on toisaalta tyypin 2 diabetes ja toisaalta bariatrinen leikkaus, on osoittanut, että heidän mikrobiota sopeutuu aineenvaihdunta- ja tulehdusparametreihinsä.
RuoansulatusKompleksisokerien pilkkominen tapahtuu paksusuolessa monenlaisten entsyymien vaikutuksesta. Mikrobiota on välttämätön monien suolistossa tai paksusuolessa olevien elintarvikkeiden ruoansulatukselle. Jopa 10 000 ruoansulatusentsyymiä ( glykosidihydrolaaseja (GH) ja polysakkaridilyaaseja (PL) tuottavat vain bakteerit (kun taas ihmisen genomi koodaa vain 17 geeniä laktoosin, sakkaroosin ja tärkkelyksen pilkkomiseen). noin 10% bakteerien hajoamisen kaloreista.Mikrobiota muutos voidaan havaita, jos ohutsuolessa on krooninen bakteerikolonisaatio (SIBO) , joka voidaan havaita vanhentuneen kaasun analyysillä , mikä voi olla tekijä monissa toiminnallisissa maha-suolikanavan häiriöissä .
Mahalaukun leikkausMahalaukun ohitusleikkaus on yksi tehokkaimmista menettelyt hoitoon sairaalloisen lihavuuden. Se sallii painonpudotuksen lisäksi tulehdusparametrien muutokset. On havaittu, että mikrobiota sopeutuu näihin uusiin ruoansulatusolosuhteisiin. jotkut bakteeriryhmät, kuten Feacalibacterium , liittyvät tulehdusparametreihin, kun taas toiset, kuten Bacteroides, liittyivät ruoan saantiin. Samassa kohortissa havaittiin 16S-RNA- geeneihin kohdistuvalla metagenomisella lähestymistavalla , että bakteerien monimuotoisuus lisääntyi mahalaukun ohituksen jälkeen ja että mikrobiotan koostumus korreloi ohituksen jälkeen rasvakudoksen aktiivisuuteen.
Paitsi että toiminnan kannalta ihmisaivojen vaikuttaa suoliston mikrobiston hyvin varhaisessa vaiheessa, mutta myös sen kehitystä.
Autismi30-50% autismisista kärsii kroonisista ruoansulatuskanavan ongelmista, kuten vatsakipu, ripuli ja ummetus. Syynä on epätasapaino suolistossa olevien "hyvien" ja "huonojen" bakteerien välillä sekä tiettyjen hyödyllisten kantojen, kuten Bifidobacteria ja Prevotella, puuttuminen .
Tämä muutos suolen mikrobiotassa voi aiheuttaa ärtyneisyyttä ja vaikuttaa negatiivisesti autismin (ASD) ihmisten tarkkaavuuteen, oppimiskykyyn ja käyttäytymiseen .
Vuonna 2019 tieteellisissä raporteissa julkaistu tutkimus ehdotti mikrobiota-siirtoterapian (MTT) pitkäaikaisia positiivisia vaikutuksia autismin lapsilla.
Tutkijat suorittivat henkilökohtaisia suoliston mikroflooran ulosteensiirtoja 18 7–17-vuotiaalle lapselle, jolla oli maha-suolikanavan ongelmia, tavoitteena palauttaa bakteerien monimuotoisuus ruoansulatuskanavassa.
Kaksi vuotta hoidon jälkeen tutkijat havaitsevat ASD : hen liittyvien käyttäytymishäiriöiden suhteen, että:
Vanhemmat ilmoittivat myös ASD- oireiden hitaasta, mutta tasaisesta vähenemisestä hoidon aikana. Hoito lisäsi huomattavasti tutkittavien suoliston mikrobien monimuotoisuutta ja kaksi vuotta ulosteensiirron jälkeen se oli vielä suurempi ja välttämättömiä bakteereja Bifidobacteria ja Prevotella olivat edelleen läsnä.
Käytetyn pienen otoskokon vuoksi tarvitaan lisää tutkimusta mikrobiota- siirtoterapian terapeuttisen hyödyllisyyden varmistamiseksi . Tutkimusryhmä aikoo jatkaa näiden 18 lapsen seurantaa ja suorittaa pian tutkimuksen aikuisilla ja muulla lumelääkeryhmällä.
Sveitsiläinen Medical Review voimakkaasti täyttää päätelmät raportoitu yleisölle lehdistö ja totesi, että "ulosteet Parhaillaan tehdään taivaalle tiedeyhteisön" ja että "Joka kuukausi, muut terapeuttiset vaikutukset ulosteen elinsiirtoja lisätään. Pitkän listan kuvitelluista hyveistä ” .
Muutamissa tutkimuksissa on yritetty verrata autististen ja ei-autististen ihmisten mikrobiota: bakteerikoostumuksessa voi esiintyä merkittäviä muutoksia, mutta tätä ei ole vahvistettu kaikissa tutkimuksissa. Lisäksi on vaikea määrittää, ovatko nämä muutokset autismin syy vai seuraus.
SkitsofreniaTutkimukset osoittavat mahdollisuus keskeinen rooli suoliston mikrobiston vuonna synnyssä ja skitsofrenian .
Mielentila, stressi, ahdistusMikrobiota erittää vitamiineja ja tuottaa tai hajottaa suuren määrän molekyylejä, joista osa on tärkeitä aivoille. Se vaihtelee kuitenkin väestöstä toiseen, mikä vaikeuttaa tiettyjen tilastollisten tai epidemiologisten erojen tulkintaa. Yhä useammat tutkimukset eläinmallissa, sitten ihmisillä (mutta pienellä määrällä potilaita), viittaavat siihen, että mikrobiomi-aivoyhteys on kaksisuuntainen (ehkä aivoja suoraan yhdistävän vagushermon kautta ). aivot, joten mikrobiomi voi vaikuttaa mielialaan tai stressiin ja käyttäytymiseen , ja ehkä päinvastoin.
Esimerkiksi on osoitettu, että akseenista hiiret (ilman mikrobiston) oli muuttunut stressin vasteen ja siksi oli lasku ahdistusta verrattuna tavanomaisiin hiiret (jossa mikrobiston). Tutkijat ovat osoittaneet, että rotat, joilta puuttuu mikrobiota, ovat alttiimpia stressille ja ahdistukselle. ( Jouy-en- Josasin Micalis-yksikön tekemä työ .)
Vuonna 2019 Nature Microbiology -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa, joka koski kahta suurta eurooppalaista ryhmää, pääteltiin, että tiettyjä suolistobakteerilajeja ei ole masennuksesta kärsivien ihmisten suolistossa , mutta ei vielä pystytty sanomaan, ovatko ne masennuksen syy vai seuraus. Kirjoittajat uskovat, että jotkut suolistobakteerit voivat tuottaa molekyylejä, jotka vaikuttavat hermostoon ja jopa mielialaan. Ulosteen elinsiirron tutkimuksissa suunnitellaan erityisesti Euroopan yliopiston Basel (Sveitsi) pitäisi osoittaa, onko siis mahdollista palauttaa tai muuttaa suoliston microbiome on masentuneilla. Belgiassa mikrobiologi Jeroen Raes Louvainin katolisesta yliopistosta ja hänen tiiminsä tutkivat paneelin, jossa oli 1054 henkilöä, jotka palkattiin tutkimaan heidän mikrobiomiaan. tässä ryhmässä 173 ihmistä oli masentunut tai koki heidän huonon elämänlaadun. Heidän mikrobiomaansa verrattiin ryhmän muiden jäsenten mikrobeihin ja näytti siltä, että masennuksen kohteena olevien henkilöiden mikrobiomeista puuttui kahden tyyppisiä mikrobeja ( Coprococcus ja Dialister ), vaikka niitä esiintyi edelleen niiden suolistossa, jotka väittivät saavansa 'a hyvä elämänlaatu. Tämä ero säilyi myös iän , sukupuolen ja masennuslääkkeiden käytön kontrolloinnin jälkeen (kolme tekijää, joiden tiedetään vaikuttavan mikrobiomiin). Tämä tutkimus osoitti myös, että masentuneiden ihmisten mikrobiomi sisälsi enemmän Crohnin tautiin liittyviä bakteereja , mikä viittaa siihen liittyvään tulehdusilmiöön (mahdollinen syy tai seuraus). Tämän tutkimuksen kirjoittajat tutkivat myös toisen paneelin, jossa oli 1064 hollantilaista, joiden mikrobiomista oli otettu näyte; tässä ryhmässä samat kaksi lajia puuttuivat masentuneista ja erityisesti seitsemästä potilaasta, joilla oli diagnosoitu vaikea kliininen masennus. Syy-seuraussuhde ei ole vielä varma, ja tarvitaan lisää tutkimuksia sen todistamiseksi ja ymmärtämiseksi, jos ollenkaan, mutta todisteet viittaavat suhteeseen, joka yhdistää mielialan suoliston mikrobeihin.
Vuodesta 2010 lähtien lääkärit ja yritykset ovat tutkineet tiettyjä probiootteja (useimmiten suun kautta) masennuksen hoitamiseksi, mutta eivät sisällyttäneet tässä tutkimuksessa tunnistettuja puuttuvia suolimikrobeja. André Schmidt (a aivotutkija klo Baselin yliopistossa ) on vastuussa kliinisen tutkimuksen ja ulosteen elinsiirron 40 masentuneilla ja Karoliinisen instituutin ( Tukholma ) biologi Sven Pettersson esittää, että mielenterveyden lääkärit pitävät profilointi potilaidensa microbiome. Raes et ai. ovat jo listanneet 56 molekyyliä, joita mikrobit ovat tuottaneet tai hajottaneet suolistossamme, ja jotka kaikki ovat välttämättömiä hermoston moitteettomalle toiminnalle. Esimerkiksi Coprococcus- suvun bakteerit näyttävät vaikuttavan dopaminergiseen järjestelmään (dopamiini on välttämätön molekyyli aivotoiminnassa ja mukana masennuksessa). Mutta emme vielä tiedä, pystymmekö - ja miten - hallitsemaan mikrobiota suojaamaan masennukselta. Sama Coprococcus erittää myös tulehdusta ehkäisevää ainetta ( butyraattia ), ja tulehduksellisten prosessien tiedetään vaikuttavan masennukseen.
Cell- lehdessä julkaistu tutkimus vuonnaElokuu 2012, Seurattiin 91 raskaana olevaa naista, jotta voidaan kuvata tarkemmin suoliston mikrobiotan kehittymistä raskauden aikana . On käynyt ilmi, että mikrobin koostumus muuttuu dramaattisesti. Näytteitä ulosteiden on 1 s ja 3 : nnen neljänneksen verrattiin, jotka on tarkoitettu kuvaamaan evoluution mikä aiheuttaa lisää tulehdusta ja voimattomuus. Saman tutkimuksen aikana nämä havainnot vahvistettiin mikrobiota- siirroilla aksenisiin hiiriin , ts. Hiiriin, joista puuttui mikrobiota.
Antibioottihoidot vaikuttavat suolen mikrobiotan ekologiaan ja sen suhteeseen ihmisen isäntään. Siprofloksasiinilla on osoitettu olevan voimakas ja nopea vaikutus suoliston mikrobiotaan, bakteerien monimuotoisuuden menetys ja muutos yhteisön koostumuksessa 3-4 päivän kuluessa antibiootin ottamisesta.
Prebiootti on sulamaton ainesosa, joka on terveyshyötyjä stimuloimalla selektiivisesti kasvua tai toimintaa tietyn bakteerien (tai pieni bakteerikantojen) paksusuolessa. WHO / FAO: n mukaan probiootti "on elävä mikro-organismi, joka nautittuaan riittävässä määrin vaikuttaa myönteisesti sitä käyttävien terveyteen" .
Ulosteensiirto , jota kutsutaan myös siirteen ulosteen mikrobien, on käyttää mikrobiston terveen yksilön, joka toimii luovuttaja ulosteesta , kuten hoidettaessa potilaan jonka suoliston mikrobiston häiriintyy. Tätä tekniikkaa käytetään tällä hetkellä pääasiassa toistuvien Clostridium difficile -infektioiden hoitoon , mutta sitä harkitaan myös muiden sairauksien hoidossa.
Viljelyn edistymisen ansiosta (mutta emme vieläkään tiedä kuinka kasvattaa monia mikrobeja, etenkin suolistoa), kiitos tutkimusryhmien välisen yhteistyön ( Human Microbiome Project Consortium , mikroskooppisten havaintojen ansiosta sekä geneettisen sekvensoinnin ja metagenomisen kehityksen ansiosta) tiede etenee ihmisen suoliston mikrobiotan bakteeriluettelon muodostamisessa. Tämä luettelo on kuitenkin edelleen vuonna 2019 erittäin epätäydellinen. Vahvistetaan myös, että suoliston mikrobiota on naisilla (ja siksi vastasyntyneillä) osittain yhteydessä virtsarakon vastaavaan. ja emätin .
Yksi keino tutkia sen ominaisuuksia, toimintaa ja vuorovaikutusta isännän fysiologian ja aineenvaihdunnan kanssa on kolonisoida kontrolloidulla tavalla akseenisten rottien tai hiirten (ts . Syntyneiden ja kasvatettujen altistamatta eläville mikrobeille) ruoansulatuskanava . Nämä eläimet asuttavat yhden tai useamman lajin valittu mikrobifloora tai kokonaiset yhteisöt normaaleista tai sairaista hiiristä tai ihmisistä. Tutkijat voivat sitten tutkia epäiltyjen fysiologisten ja / tai patologisten fenotyyppien tarttuvuutta ja testata mikrobin roolin yhdelle tai useammalle tietylle fenotyypille. Siksi on äskettäin osoitettu, että suoliston mikrobiota kontrolloi tai säätelee näin testattua hiirtä luumassassa, kehon rasvan varastoinnissa, suoliston angiogeneesissä ja immuunivasteen asianmukaisessa kehityksessä .
Akseenisissa hiirissä on myös osoitettu, että suolistoflooralla näyttää olevan tärkeä rooli energia-aineenvaihdunnassa, jolla on mahdollisia yhteyksiä ainakin joihinkin liikalihavuuden muotoihin .
Mikrobiota pystyy jopa säätelemään tiettyjen geenien ilmentymistä isännässä, mikä voi ehdottaa edistyneitä symbioottisia suhteita.
Tuottaen hermovälittäjäaineiden kaltaisia aineita ihmisen suolistossa olevat bakteerit voivat olla yhteydessä sydän- ja verisuonijärjestelmän sekä hermoston kautta aivoihin. Tämä havainto avaa oven uudelle tutkimukselle suoliston mikrobista käyttäytymiseen vaikuttavana elimenä.
Metagenomics on sekvensointi ja analyysi DNA-mikro-organismien näytteiden erilaisissa ympäristöissä (Ocean, maa-, ilma-, ihmiskehon ...) ilman viljelyä näiden mikro-organismien tarvitaan. Tämä tekniikka edisti merkittävästi ihmisen suoliston mikrobin ymmärtämistä - ympäristöä, jossa 75% bakteereista ei katsota nykyään viljeltäväksi laboratoriossa. 11. huhtikuuta 2008käynnistetään eurooppalainen MetaHIT-projekti. Koordinoi INRA , se pyrkii tutkimaan genomin kaikkien bakteerit muodostavat ihmisen suolistoflooran luonnehtimaan tehtävät ja sen vaikutuksia terveyteen .
MetaHIT: n ensimmäiset tulokset:
"Kaikki sairaudet alkavat suolistosta .."
- Lainaus Hippokrateselle .
2000-luvun alkupuolelta lähtien on ollut lääketieteellinen yksimielisyys mikrobiotan merkityksestä terveydelle. Laboratorioeläimiltä ja ihmisiltä saadut tiedot viittaavat siihen, että normaali suoliston mikrobiota parantaa isännän aineenvaihduntaa lisäämällä energiatehokkuutta ja ruoansulatuksen laatua . Mikrobiston myös ensimmäisten toimenpiteiden muuttamalla tiettyjä yhdisteitä, jotka on johdettu isäntä ja tiettyjen aineenvaihduntateiden, ja parantamalla koskemattomuutta.
Suolen mikrobiotan epätasapaino voi indusoida tai sallia sellaisten patologioiden kehittymisen kuin liikalihavuus, sydän- ja verisuonitaudit sekä tietyt metaboliset oireyhtymät (erityisesti tyypin 2 diabetes) erityisesti tulehduspalojen tuottamisen kautta .
Mikrobiotan epätasapaino voi johtaa tiettyjen bakteerilajien, kuten C. difficile , voimakkaaseen lisääntymiseen , joita tavallisesti esiintyy hyvin pieninä määrinä terveessä mikrobiossa. Tämä tila aiheuttaa erittäin heikentävää ripulia. Tehokkain hoito tähän mennessä on ulosteensiirto, joka korvaa antibiootit tässä erityistapauksessa.
Tämän mikrobi-, virus- ja sieniyhteisön suuri monimutkaisuus tarkoittaa kuitenkin sitä, että syy-seuraussuhteet ymmärretään edelleen huonosti. Uusimpien tekniikoiden avulla voidaan päätellä yksittäisen mikrobin luonne hengitysanalyysillä. Nykyiset tutkimukset osoittavat, että:
Mikrobiotan ja sen isännän välisten vuorovaikutusten toiminnan ymmärtämisen pitäisi siten mahdollistaa aineenvaihduntasairauksien ( probiootit , prebiootit , ulostebakterioterapia jne. ) Hoidon parantaminen . Metagenomin etsintä ( isännän ihmisen genomin ja mikrobiotan huomattavasti rikkaamman genomin yhdistäminen) voisi edistää tätä.
Suoliston bakteerit "sulattamalla" tiettyjä lääkkeitä voivat häiritä tiettyjä lääkehoitoja. Ja koska mikrobiota vaihtelee yksilöiden välillä, se vaikuttaa tiettyjen lääkkeiden tehokkuuteen eri tavoin potilaasta riippuen. Näin ollenkesäkuu 2019, Science- lehden artikkelin mukaan kaksi suoliston mikrobiota-bakteeria, Enterococcus faecalis ja Eggerthella lenta , hajottavat suurimman osan Parkinsonin tautia vastaan käytetystä päälääkkeestä , Levodopasta (L-dopa) , jonka on päästävä aivoihin sinne muunnettavaksi. osaksi dopamiinia . E faecalis muuntaa lääkkeen dopamiiniksi suolistossa liian aikaisin aivojen sijasta; jopa karbidopalla (yhdiste, jonka uskotaan estävän transformaatioreaktiota suolistossa), jopa 56% L-dopasta ei pääse aivoihin, vaihteluilla potilaasta riippuen. Geenit ja bakteerientsyymit, jotka ovat vastuussa lääkkeen tästä varhaisesta biologisesta hajoamisesta, tunnistettiin vuonna 2019. Uusi molekyyli (AFMT) on tuhat kertaa tehokkaampi in vitro kuin karbidopa. Lisäksi näyttää siltä, että E. faecalis muuntaa lääkkeen dopamiiniksi ja sitten bakteerit ( E lenta ) muuntaa tämän dopamiinin metatyramiiniksi, jolla näyttää olevan toksisia vaikutuksia (vakavat ruoansulatuskanavan häiriöt ja sydämen rytmihäiriöt).