Žarnyno mikrobiota – tai visi mikroorganizmai, gyvenantys storojoje žarnoje. Tarp jų geriausiai atpažįstamos bakterijos, kurių sveiko žmogaus organizme yra per 1000 rūšių. Mikrobiotos sudėtis ir gausa yra glaudžiai susiję su sveikata, nuotaika ir smegenų funkcija. Sužinokite, kaip žarnyno bakterijos veikia jūsų kūną.

Mikrobiotayra įvairių rūšių mikroorganizmų grupė, gyvenanti šeimininko organizme ir jo paviršiuje.Mikrobiomas reiškia tą patį, ką mikrobiota . Abu terminai vartojami pakaitomis. Tačiau termino „mikroflora“ atsisakoma, o tai rodo, kad šeimininko organizme esantys mikroorganizmai yra augalinės kilmės.

Žmogaus mikrobiotą sudaro ne tik bakterijos, bet ir virusai, archėjos ir eukariotiniai organizmai. Tačiau geriausiai ištirta bakterijų įvairovė ir vaidmuo. Žmogaus kūne gyvenančios bakterijos buvo nustatytos genų sekos nustatymo dėka. Šie atradimai leido suprasti ryšį tarp mikrobiomo ir šeimininko.

Žarnyno mikrobiota – savybės

Žarnyno mikrobiomas yra vienas iš viso organizmo mikrobiomo elementų, turintis didelę reikšmę žmogaus organizmo homeostazei

Žarnyno bakterijos yra tos, kurios randamos storojoje žarnoje.Sveikas suaugęs žmogus, paprastai turintis daugiau nei 1000 bakterijų rūšių , priklausančių palyginti nedaugeliui žinomų bakterijų tipų. Vyrauja Bacteroidetes ir Firmicutes tipų anaerobinės bakterijos.

Žarnyno mikrobiotos kintamumas

Žarnyno mikrobiota yra kintama – ji nėra vienoda tiek skirtingų žmonių, tiek tam pačiam žmogui skirtingu metu. Skirtumai tarp asmenų yra labai aiškūs.

Yra žinoma, kad bendra žmogaus žarnyno mikrobiotos įvairovė visą gyvenimą kinta. Jis toliau didėja nuo gimimo iki maždaug 12 metų amžiaus, išlieka gana stabilus per visą pilnametystę, o vėliau mažėja.

Vienas tyrimas parodė, kad be gydymo antibiotikais maždaug 70 % mikrobiotos išlieka nepakitusi per metus. Stebėjimai parodė, kad kai kurios rūšys gali išlikti stabilios dešimtmečius, jei ne visą individo gyvenimą, kaip rodo tos pačios bakterijų rūšys tarp šeimos narių, bet ne tarp individų.nesusiję.

Taigi kai kurios bakterijos sveikiems žmonėms išlieka tos pačios, o kai kurios keičiasi visą gyvenimą. Išoriniai veiksniai taip pat keičia mikrobiomą laikui bėgant. Tai, be kita ko, apima:

  • infekcijos,
  • vartojo vaistų,
  • gyvenimo būdas
  • ir dietos pokyčiai.

LifeLines Gilus tyrimas naudojant bakterijų genomo sekos nustatymą, kuriame dalyvavo daugiau nei 1000 žmonių, nustatė, kad dieta yra pagrindinis žarnyno mikrobiomų kintamumo moduliatorius.

Priežastys, dėl kurių sumažėja žarnyno mikrobiotos įvairovė

Žarnyno mikrobiomas yra labai turtingas, palyginti su kitomis kūno dalimis. Didelė žarnyno mikrobiotos įvairovė yra sveikų žmonių bruožas. Dėl ligos nuskurdinama rūšių įvairovė.

Mažesnė bakterijų įvairovė pastebėta žmonėms, sergantiems:

  • uždegiminė žarnyno liga,
  • psoriazinis artritas,
  • 1 tipo diabetas,
  • atopija,
  • celiakija,
  • nutukimas,
  • sergant 2 tipo cukriniu diabetu
  • ir arterijų standumas, palyginti su sveikais žmonėmis.

Ryšys tarp sumažėjusios įvairovės ir ligų rodo, kad rūšių turtinga žarnyno ekosistema yra atsparesnė aplinkos poveikiui.

Pagrindinės žarnyno bakterijų rūšys

Įvairovė laikoma geru „sveiko žarnyno“ rodikliu. Pagrindiniai žarnyno bakterijų tipai pagal gausumą yra:

  • firmos,
  • Bakteroidai,
  • aktinobakterijos,
  • Proteobakterijos,
  • Verrucomicrobia
  • ir fusobakterijos.

Žarnyno mikrobiomo sudėtis natūraliai kinta su amžiumi. Tai daugiausia priklauso nuo dietos.

Ir 2-3 metų amžiaus vaikams, ir suaugusiems vyrauja tos pačios bakterijos, tai yra dėl to, kad maždaug 3 metų vaikai jau valgo lygiai tokį patį maistą kaip ir suaugusieji.

Žarnyno mikrobiota – sudėtis skirtingais gyvenimo laikotarpiais

Gyvenimo trukmėDominuojančios žarnyno bakterijos
Gimimo momentasEnterococcus, Staphylococcus
Pirmasis gyvenimo mėnuoBifidobacteriaceae
Šeštas gyvenimo mėnuoClostridiacea, Ruminococcaceae, Lachnnospraceae
Pirmieji gyvenimo metaiBakteriodai, Clostridium, Ruminococcum
Antrieji – trečiieji gyvenimo metaiFirmicutes, Bacteroidetes
PilnametisFirmicutes, Bacteroidetes

Žarnyno mikrobiota – poveikis organizmui

Paveikia žarnyno mikrobiotakūno fiziologija daugeliu aspektų. Klasikiniu požiūriu jo vaidmuo daugiausia pasireiškia virškinant maistines medžiagas, kurių virškinimo sistemos fermentai nesuvirškina. Tačiau tai tik ledkalnio viršūnė. Mikrobiomo sudėties pokyčiai (disbiozė) atsiranda sergant daugeliu ligų.

Tačiau dažnai neaišku, ar ligą sukelia pakitusi mikrobiota, ar liga paveikia žarnyno bakterijų sudėtį. Kokią reikšmę organizmui turi žarnyno bakterijos?

Mikrobiota ir žarnyno-smegenų ašis

Dažnai galite išgirsti posakį, kad žarnynas yra antrosios mūsų smegenys. Tai visiškai pateisinama. Kūne dvipusis signalas perduodamas tarp žarnyno mikrobiotos, žarnyno ir smegenų. Jis vyksta per nervinius kelius, apimančius centrinę ir žarnyno nervų sistemas bei kraujotakos sistemą.

Kraujotakos sistemos signalizacija apima:

  • ašis pagumburis – hipofizė – antinksčiai,
  • imuninės sistemos reguliatoriai,
  • hormonai,
  • neurotransmiteriai
  • ir bakterijų metabolitai, tokie kaip trumpos grandinės riebalų rūgštys.

Ikiklinikiniai tyrimai parodė žarnyno mikrofloros įtaką:

  • nociceptiniai refleksai (refleksai, reaguojantys į audinius žalojančius dirgiklius),
  • maisto suvartojimas,
  • emocinis ir socialinis elgesys,
  • atsakas į stresą
  • ir smegenų neurochemija.

Tyrimų su pelėmis metu buvo įrodyta, kad mikrobiota yra būtina socialiniam pelių vystymuisi ir yra susijusi su neurologinio vystymosi sutrikimais, įskaitant autizmo spektro sutrikimus.

Nustatyta, kad pelių, kurioms trūksta žarnyno mikrobiotos, reakcija į stresą yra per didelė, palyginti su kontroliniais gyvūnais. Šios pelės taip pat turi padidėjusį motorinį aktyvumą ir ne tokį stiprų nerimą, palyginti su kontrolinėmis pelėmis.

Priešingai, skiriant probiotiką L. rhamnosus (JB-1) pelėms, sumažėjo kortikosterono kiekis, išsiskiriantis esant stresui ir su nerimu susijusiam elgesiui.

Šie duomenys labai pabrėžia mikrobiomo-žarnyno-smegenų ašies svarbą normaliam neurologiniam vystymuisi ir funkcijai.

Kodėl mikrobiomas veikia smegenis?

Žarnyno mikrobiomas gamina trumpos grandinės riebalų rūgštis, kurios veikia hematoencefalinio barjero vientisumą didindamos glaudžių jungčių b altymų – klaudino-5 ir okludino – gamybą.

Tvirtos jungtys yra jungtys tarp dviejų kūno ląstelių (šiuo atveju žarnyno epitelio), kurios uždaro tarpą tarp šių ląstelių, todėl ląstelės yra labai tvirtos viena su kita.pridedama.

Šie b altymai yra išdėstyti juostelėmis, kad sudarytų šakotą tinklą. Jie turi būti abiejų gretimų langelių paviršiuje, kad galėtų susijungti vienas su kitu.

Tinkamai veikiančių glaudžių jungčių tarp žarnyno epitelio ląstelių buvimas, taigi ir padidėjęs kraujo ir smegenų barjero vientisumas, riboja nepageidaujamų metabolitų prasiskverbimą tarp ląstelių į tarpląstelinę erdvę.

Kai sutrinka epitelio ląstelių vientisumas, kenksmingos medžiagos iš tarpląstelinio skysčio patenka į kraują, o vėliau į smegenis. Šis reiškinys neigiamai veikia smegenų funkciją, pažinimą ir nuotaiką.

Mikrobiomo įtaka psichikai

Tyrimai rodo, kadžarnyno mikrobiota gali keisti atsaką į stresą ir taip pat prisidėti prie nerimo, depresijos ir pažinimo.

Daugybė placebu kontroliuojamų tyrimų rodo, kad probiotinių bakterijų nurijimas sukelia reikšmingus smegenų veiklos pokyčius, įvertintus funkcinio magnetinio rezonanso tomografijos, koncentracijos, emocijų ir pojūčių apdorojimo būdu.

Daugybė eksperimentų parodė teigiamą probiotikų vartojimo poveikį žmonių, turinčių psichologinių problemų, polinkį į liūdesį ir blogas mintis, nerimą ir depresiją, nuotaikai.

Daugeliui žmonių, turinčių priklausomybę nuo alkoholio, pasikeičia žarnyno pralaidumas ir žarnyno mikrobioma. Padidėjęs šių žmonių žarnyno pralaidumas buvo reikšmingai susijęs su aukštesniais depresijos, nerimo ir potraukio balais po 3 savaičių abstinencijos.

Žarnyno mikrobiota ir virškinimas

Žarnyno mikrobiota yra neatskiriama šeimininko virškinimo ir mitybos dalis ir gali gaminti maistines medžiagas iš substratų, kurių kitu atveju šeimininkas nevirškina.

Žarnyno bakterijos skaido skaidulą, kai kuriuos b altymus, sacharidus ir polifenolius. Mikrobai iš virškinimo trakto nevirškinamų skaidulų išskiria trumpos grandinės riebalų rūgštis, kurios yra svarbus žarnyno gleivinės energijos š altinis ir yra labai svarbios imuninio atsako moduliavimui bei navikų formavimuisi žarnyne.

Žarnyno mikrobiota ir imunitetas

Sąveika tarp mikrobiotos ir šeimininko imuninės sistemos yra daug ir sudėtinga. Imuninės sistemos vaidmuo yra išmokti atpažinti komensalines ("gerąsias") ir patogenines (patogenines) bakterijas.

Savo ruožtu mikrobiota yra neatsiejama imuninės sistemos ugdymo tinkamai funkcionuoti dalis.

Mikrobiota veikia imuninę homeostazę žarnyne ir už jos ribų. Dalyvauja, be kita ko, sistemos reguliuojančių T ląstelių diferenciacijojeimuninis. Šie mechanizmai yra labai svarbūs uždegiminių ligų patogenezei ir gydymui.

Kommensinių bakterijų vaidmuo

Commensal bakterijos ir probiotikai gali skatinti žarnyno barjerų vientisumą. Dėl šios priežasties patogeninės bakterijos ir jų metabolitai turi daug mažesnę galimybę prasiskverbti į kraujotakos sistemą.

Komensalinės bakterijos prisideda prie imuniteto stiprinimo žarnyne, daugiausia užkirsdamos kelią patogeninių bakterijų invazijai ir palaikydamos šeimininko imuninės sistemos vystymąsi.

Gerosios žarnyno bakterijos trukdo kolonizuoti patogenines bakterijas, konkuruodamos su jomis dėl maistinių medžiagų ir prisitvirtinimo vietų storosios žarnos gleivinės paviršiuje.

Commensal bakterijos taip pat užkerta kelią patogeninių bakterijų invazijai, mažindamos žarnyno pH, gamindamos laktatą ir trumposios grandinės riebalų rūgštis (SCFA). Kitas būdas – gaminti metabolitus, kurie slopina augimą arba naikina potencialiai patogeniškas bakterijas.

Nors mechanizmai, kuriais mikrobiomas sąveikauja su imunine sistema, nėra nuodugniai ištirti, tikrai žinoma, kad sveikas mikrobiomas teigiamai veikia imunitetą ir kaip biologinis barjeras, ir formuodamas įgytą imunitetą.

Žarnyno mikrobiota ir nutukimas

Žarnyno mikrobiota gali turėti įtakos nutukimo vystymuisi. Dauguma antsvorio ir nutukusių žmonių tyrimų rodo disbiozę, kuriai būdinga mažesnė mikrobiomų įvairovė. Pavyzdys gali būti atliktas tyrimas:

  • Pelės su negyvenamu virškinamuoju traktu, kurioms persodinami nutukusių žmonių išmatų mikrobai, priauga daugiau svorio nei pelės, kurioms mikrobus patenka iš sveikų žmonių.
  • Didžiulis tyrimas su dvyniais Jungtinėje Karalystėje parodė, kad antsvorio turintiems žmonėms tam tikra Christensenella rūšis buvo reta ir kad pelėms, neturinčioms jų pačių mikrobiotos, ji neleidžia priaugti svorio. Christensenella buvimas virškinimo trakte, taip pat Akkermansia, buvo susijęs su mažesniu riebalų kaupimu pilvo ertmės vidaus organuose.

Dauguma įrodymų, patvirtinančių tezę apie mikrobiotos vaidmenį nutukimui, yra gauti iš tyrimų su pelėmis. Tačiau taip pat pastebėta, kad žmonių svorio padidėjimas per 10 metų yra susijęs su maža mikrobiotos įvairove, o šį ryšį pablogina mažas maistinių skaidulų suvartojimas.

Žarnyno mikrobiotos disbiozė greičiausiai skatina dietos sukeltą nutukimą ir medžiagų apykaitos komplikacijas dėl įvairių mechanizmų, įskaitant:

  • imuniteto sutrikimas,
  • pakeistas energijos reguliavimas,
  • pakeistas žarnyno hormonų reguliavimas
  • ir priešuždegiminiai mechanizmai, kuriuos sukelia lipopolisacharidų endotoksinai, kertantys žarnyno barjerą ir patenkantys į portalo kraujotaką.

Riebalų rūgščių oksidacijos ir energijos sąnaudų padidėjimas, taip pat riebalų rūgščių sintezės mažinimas sumažina polinkį į nutukimą

Nustatyta, kad

Akkermansia muciniphila, Bacteroides acidifaciens, Lactobacillus gasseri ir trumpos grandinės riebalų rūgštys padidina riebalų rūgščių oksidaciją riebaliniame audinyje.

Kiti svorio kontrolę skatinantys mikrobiomų mechanizmai yra šie:

  • adipocitų diferenciacija,
  • didina raumenų termogenezę,
  • stiprina genų, susijusių su riebalų rūgščių oksidacija, ekspresiją,
  • nutildyti genų, atsakingų už riebalų sintezę organizme, ekspresiją.

Literatūroje apibendrinama, kad žarnyno mikrobiotos disbalansas ir tam tikrų rūšių bakterijų trūkumas skatina didesnį svorio padidėjimą laikantis tos pačios dietos.

Žarnyno mikrobiota ir gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžys

Tyrimai parodė, kad žarnyno mikrobiota gali turėti įtakos gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžio rizikai ir progresavimui, moduliuodama mechanizmus, tokius kaip uždegimas ir DNR pažeidimas, ir gamindama metabolitus, susijusius su naviko progresavimu arba slopinimu.

Pacientams, sergantiems gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžiu, buvo pastebėta žarnyno mikrobiotos disbiozė, sumažėjus komensalinių bakterijų rūšių (butiratą gaminančių bakterijų) skaičiui ir padaugėjus kenksmingų bakterijų populiacijų (uždegiminių oportunistinių patogenų).

Kolorektaliniam vėžiui būdinga pakitusi bakterijų metabolitų, tiesiogiai dalyvaujančių vėžio ląstelių metabolizme, gamyba, įskaitant trumpos grandinės riebalų rūgštis ir poliaminus. Nauji įrodymai rodo, kad mityba turi didelę įtaką rizikai susirgti šiuo vėžiu.

Daug skaidulų turinčio maisto vartojimas ir maisto papildymas polinesočiųjų riebalų rūgštimis, polifenoliais ir probiotikais, reguliuojančiais žarnyno mikrobiotą, gali būti ne tik potencialus kolorektalinio vėžio rizikos mažinimo mechanizmas.

Jis taip pat gali sustiprinti atsaką į vėžio gydymą, kai naudojamas kartu su įprastiniu gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžio gydymo būdu.

Žarnyno mikrobiota ir žarnyno ligos

Žarnyno disbiozė ir sumažėjusi mikrobiomų įvairovė reguliariai nustatomi žmonėms, sergantiems uždegimine žarnyno liga.Kai kurių bakterijų mikrobiotos išeikvojimas ir jų apsauginių funkcijų praradimas gali turėti didelės įtakos ligos eigai.

Daugelis bakterijų apsauginių funkcijų, susijusių su IBD, atsiranda dėl jų gebėjimo fermentuoti maistines skaidulas ir gaminti trumpos grandinės riebalų rūgštis.

Žarnyno uždegimas sumažina komensalinių bakterijų rūšių skaičių ir sudaro sąlygas augti patogeninėms bakterijoms. Tai, savo ruožtu, gali padidinti sergančiųjų skaičių ir pabloginti jų būklę.

Patogeninės bakterijos, kurios gali atlikti didžiausią vaidmenį sergant IBD, yra šios:

  • Escherichia ir Shigella,
  • taip pat Fusobacterium rūšys.

Pacientams stebimi dideli mikrobiomo pokyčiai, tiek pagal rūšių skaičių, tiek pagal jų santykį tarpusavyje

Žarnyno mikrobiota ir kraujotakos sistema

Mikrobiomas gali turėti teigiamą ir neigiamą poveikį širdies ir kraujagyslių sveikatai. Teigiamas poveikis yra susijęs su lipidų profilio reguliavimu – padidina „gerojo“ DTL cholesterolio kiekį ir mažina trigliceridų kiekį kraujyje. Yra žinoma, kad probiotikų, daugiausia laktobacilų, vartojimas padeda sumažinti cholesterolio kiekį.

Kita vertus, dėl bakterinės disbiozės ir patogeninių bakterijų pertekliaus gaminasi trimetilamino N-oksidas (TMAO), kuris skatina aterosklerozinių apnašų susidarymą kraujagyslėse ir gali sukelti širdies priepuolius bei insultus.

TMAO gaminamas metabolizuojant choliną ir L-karnitiną, kurie yra tipiški gyvūninės kilmės b altymų turinčios dietos komponentai ir atlieka svarbias funkcijas organizme. Tiksliai nežinoma, kokie mikrobiomo komponentai yra atsakingi už padidėjusią TMAO gamybą ir padidėjusią širdies ligų riziką.

Kai kurie š altiniai teigia, kad tai gali būti:

  • Citomegalovirusas,
  • Helicobacter,
  • Chlamidijos
  • ir C. pneumoniae.

Tyrimai parodė, kad žmonėms, kurių mikrobiome daug daugiau Prevotella bakterijų, buvo padidėjusio TMAO lygio problema. Tuo pačiu metu šio oksido koncentracija buvo normali žmonėms, turintiems didelį Bacteroides procentą.

Žarnyno mikrobiota ir diabetas

Moksliniai tyrimai patvirtina žarnyno mikrobiomo vaidmenį sergant medžiagų apykaitos ligomis, įskaitant 2 tipo diabetą.

Iš tyrimų su gyvūnais aišku, kad mikrobiomas dalyvauja gliukozės metabolizme. Remiantis 42 stebėjimo tyrimais su žmonėmis, buvo pasiūlyta bakterijų, kurių buvimas mikrobiome skatina 2 tipo diabeto atsiradimą.

Tai yra šių tipų bakterijos:

  • Ruminococcus,
  • Fusobacterium
  • ir Blautia.

Bakterijų rūšys, mažinančios 2 tipo diabeto tikimybę, yra šios:

  • Bifidobakterija,
  • Bacteroides,
  • Fecalbacterium,
  • Akkermansia
  • ir Roseburia.

Lactobacillus taip pat priklauso bakterijoms, naudingoms sergant cukriniu diabetu, tačiau su jais susijusių tyrimų rezultatai nėra tokie aiškūs.

2 tipo diabetas yra susijęs su padidėjusiu uždegiminių citokinų, chemokinų ir uždegiminių b altymų kiekiu. Kai kurie žarnyno mikrobai ir jų metabolitai skatina mažo laipsnio uždegimą, kiti skatina priešuždegiminius citokinus ir chemokinus.

Bakterijos, susijusios su mažesne 2 tipo diabeto rizika, gali prisidėti prie padidėjusios priešuždegiminių citokinų, apsaugančių nuo atsparumo insulinui ir atkuriančių jautrumą insulinui, ekspresijos.

Kiti požymiai, susiję su 2 tipo cukriniu diabetu, yra nedidelis uždegimas ir padidėjęs žarnyno pralaidumas. Įrodyta, kad nurodytos žarnyno bakterijos mažina uždegimą skatinančių junginių gamybą ir stiprina glaudžius ryšius tarp žarnyno epitelio ląstelių. Tokiu būdu jie sumažina riziką susirgti 2 tipo diabetu.

Žarnyno mikrobiota yra susijusi su 2 tipo cukriniu diabetu dėl jos poveikio gliukozės homeostazei ir pagrindinių medžiagų apykaitos organų atsparumui insulinui, pavyzdžiui:

  • kepenys,
  • raumenys
  • ir riebalai.

Mikrobiota ir jos produktai gali moduliuoti žarnyno hormonus ir fermentus, sumažinti atsparumą insulinui ir pagerinti gliukozės toleranciją.

Žarnyno bakterijos, laikomos naudingomis 2 tipo diabeto prevencijai, gali, be kita ko,:

  • padidina glikogeno sintezę ir sumažina su gliukoneogeneze susijusių genų ekspresiją kepenyse,
  • pagerina gliukozės transporterio-4 (GLUT4) perkėlimą ir insulino stimuliuojamą gliukozės įsisavinimą,
  • padidina GLUT-4 raišką raumenyse, o tai gali turėti antidiabetinį poveikį,
  • sumažina kepenų flavino monooksigenazės 3 (Fmo3), pagrindinio ksenobiotinio metabolizmo fermento, kurio sumažėjusi sekrecija neleidžia išsivystyti insulinui atsparių pelių hiperglikemijai ir hiperlipidemijai, ekspresiją,
  • reguliuoja su hiperglikemija susijusių genų ekspresiją,
  • padidina adiponektino kiekį riebaluose, taip pagerindamas jautrumą insulinui.
  • Mikrobiomas – kas tai yra ir kokios jo funkcijos?
  • Kaip prižiūrėti mikrobiomą antibiotikų terapijos metu?
  • Mikrobiota ir imunitetas
  • Disbakteriozė -priežastys, simptomai, gydymas

Kategorija:

Gastrologija