Очікує на перевірку

Мікробіом людини

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Шлунково-кишковий тракт населяють різноманітні види корисних бактерій
Шлунково-кишковий тракт населяють різноманітні види корисних бактерій, загальна кількість клітин яких більша, ніж кількість клітин тіла людини
Електронна мікрофотографія з підсиленими кольорами, Salmonella typhimurium (червона) вторгається до людських клітин у культурі

На Землі існує близько 1 трильйона (1 000 000 000 000) видів мікроорганізмів[1]. Геноми лише 100 000 видів мікроорганізмів поки секвеновані. І лише близько 1 % з них (1400 видів) можуть спричиняти захворювання у людей. Всі інші 99 % видів мікроорганізмів для людини або нейтральні, або корисні[2].

Корисні бактерії — здоровий мікробіом

[ред. | ред. код]

У тілі здорової людини міститься в 10 разів більш бактеріальних клітин, ніж власних клітин. Більшість бактерій знаходяться на шкірі і в травному тракті, причому в кишці їх в 10 раз більше на одиницю площі ніж на шкірі. Завдяки їхнім вкрай малим розмірам, бактерії-коменсали усюди населяють тіла тварин і рослин майже всюди. Присутність корисних бактеріальних колоній також перешкоджає зростанню потенційно хвороботворних (патогенних) бактерій (зазвичай через конкурентне виключення). Колонії різних видів бактерій утворюють екосистему, в якій співіснують чи, навіть, доповнюють одна-одну. Відчуття кворуму, зумовлене вторинними метаболітами, дозволяє бактеріям контролювати спільну діяльність і адаптує їхні фенотипи до біотичного середовища, що призводить, наприклад, до адгезії між клітинами або утворення біоплівки.

У здорової людині присутні близько 1000 дослідженних видів бактерій, здебільшого у кишцяі як мікробіота (мікрофлора) кишки, де вони утворюють екосистему і сприяють нормальному травленню, імунітету кишки і оргіназмі в цілому, синтезують ферменти, білки, коротколацюгові жирні кислоти (бутират)[3], вітаміни (фолієву кислоту, вітамін K, біотин тощо), пептиди та амінокислоти, біосурфактанти, органічні кислоти, а також розчиняють за рахунок ферментації складні нерозчинні вуглеводи[4][5] — харчові волокна (клітковину).[6][7]

Бактерії кишки споживають, переважно, рослинні харчові волокна (клітковину). Мінімальна добова потреба харчових волокон — 25 г для жінок і 38 г для чоловіків[8]. Основні джерела харчових волокон для живлення здорової мікробіоти кишки — овочі (особливо коренеплоди та зелень), фрукти (яблука, банани, ягоди, цитрусові, та всі інші фрукти), висівки (клітковина), цільнозернові каші, бобові, спеції, насіння (гарбуза, коноплі тощо), гриби та водорості, та, особливо, ферментовані продукти — містять і харчові волокна, і корисні бактерії, які її перетравлюють і заселяють кишки людини (квашена капуста, кефір, йогурт, натто, кімчі).

Бактерії, які пропонують деяку вигоду людині-хазяїну, включають представників роду Lactobacillus, які перетворюють молочні білки на молочну кислоту в кишці[9].

Різноманіття складу мікробіоти (різних видів мікроорганізмів) є однією з основних умов здоров'я кишки та організма в цілому[10][11][12]. Тому для здоров'я мікрофлори кишки доцільним є вживання якомога більшої кількості різних продуктів із високим вмістом клітковини, особливо фруктів[13], овочів[13], спецій та ферментованих продуктів.

Вісь "мозок-кишечник", двосторонній за'язок[14]

Регулярне вживання різноманітних харчових волокон, та додаткове вживання пребіотиків та постбіотиків, мають достовірний позитивний ефект на психічне здоров'я і профілактику різних психічних розладів.[15]

Дослідження 2021 року, яке охопило понад 40000 сімей у Великобританії[16], показало, що регулярне вживання фруктів, овочів та регулярні помірні фізичні навантаження, достовірно підвищують відчуття щастя, незалежно від рівня доходів, місця проживання, статі, освіти чи вікової групи. Частково це пояснюється оптимізацією метаболізму серотоніну — нейромедіатора «гарного настрою та щастя», більшість (до 90 %) якого виробляється в кишці людиниу за участі здорової мікробіоти.

Хвороботворні бактерії

[ред. | ред. код]

Хоча більшість (~99 %) бактерій нейтральні або корисні[2], деякі бактерії можуть спричиняти інфекційні захворювання за певних обставин.

Хвороботворні бактерії — це мікроорганізми, які можуть спричинити захворювання людини, тварин чи рослин. Такі бактерії пристосувалися до паразитичного способу живлення в тканинах організму хазяїна або на його зовнішніх покривах.

Найрезонанснішою бактеріальною хворобою зараз є туберкульоз, який спричинює бактерія Mycobacterium tuberculosis, яка призводить до смерті близько двох мільйонів людей на рік, здебільшого в Південній та Центральній Африці. Хвороботворні бактерії спричинюють й інші глобально важливі хвороби, наприклад пневмонію, яку можуть породити багато бактерій, таких як Streptococcus і Pseudomonas, і кишкові інфекції, які спричинюють такі бактерії як Shigella, Campylobacter і Salmonella. Хвороботворні бактерії також спричинюють й інші хвороби, зокрема, правець, черевний тиф, дифтерія, сифіліс, проказа, тощо.

Постулати Коха, запропоновані Робертом Кохом в 1890, — критерії, створені для встановлення причинних взаємовідношень між підозрюваним мікроорганізмом-збудником і хворобою. Збудника інколи виявляють навіть для тих хвороб, які протягом довгого часу вважали зумовленими іншими причинами, наприклад, збудником виразки шлунку вважають на сьогодні бактерію Helicobacter pylori, яку відкрили тільки на початку 1990-х років.

Кожний вид патогенних бактерій має характерну картину взаємодії з людиною-хазяїном. Деякі бактерії, наприклад Staphylococcus або Streptococcus, можуть спричинити інфекційні хвороби шкіри, пневмонію, менінгіт і навіть сепсис, системну запалювальну відповідь, що приводить до глибоких порушень гемодинаміки, поліогранної недостатності та смерті[17]. При тому ці організми — частина нормальної людської флори і зазвичай існують на шкірі або в дихальному тракті без породження будь-якої хвороби. Інші мікроорганізми незмінно спричинюють хворобу в людині, наприклад бактерії роду Rickettsia, які є облігатними внутріклітинними паразитами, здатними рости і розмножуватися тільки в межах клітин інших організмів. Один із видів роду Rickettsia — Rickettsia prowazekii спричинює епідемічний висипний тиф, інший вид Rickettsia rickettsii — плямисту гарячку Скелястих Гір. Chlamydia, інший рід облігатних внутрішньоклітинних паразитів містить види, які можуть спричинювати пневмонію та інфекції сечового тракту і, можливо, коронарну хворобу серця[18]. Деякі види, наприклад, Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cenocepacia, і Mycobacterium avium, є опортуністичними патогенами і спричинюють хворобу переважно в людей, які страждають на пригнічення імунної системи, СНІД або кістозний фіброз[19][20].

Бактеріальні інфекції часто можуть лікувати за допомогою антибіотиків, які називаються бактеріцидними, якщо вони вбивають бактерії, або бактеріостатичними, якщо вони тільки запобігають росту бактерій. Існує багато типів антибіотиків і кожен клас інгібує процес у патогені, не зачіпаючи такі механізми в хазяїна. Прикладом такої добірної токсичності є хлорамфенікол, який перешкоджає роботі бактеріальних рибосом, але не впливає на структурно відмінні рибосоми еукаріотів[21]. Антибіотики використовують як для лікування хвороб людей, так і в інтенсивному сільському господарстві, щоб підтримувати стабільний ріст тварин та рослин, але таке використання сприяє швидкому розвитку резистентності (стійкості до антибіотиків) у бактерій[22]. Деяким інфекційним хворобам можна запобігти за допомогою антисептиків, наприклад, стерилізуванням шкіри перед проникненням голкою шприца і правильним доглядом за катетерами у медицині. Хірургічні та стоматологічні інструменти також мають бути простерилізованими, щоб запобігти забрудненню і бактеріальним ускладненням. Дезинфікуючі засоби, наприклад, вибілювачі, використовують для знищення бактерій та інших патогенів на поверхнях, щоб запобігти забрудненню і скоротити ризик інфекції.

Серед прихильників неофіційної альтернативної медичної течії натуропатії існує думка, що частина видів хвороботворних бактерій не є власне шкідливими, а є симбіотними для носія за деяких обставин, наприклад, коли в організмі накопичується поживне середовище для таких бактерій, яке вони утилізують.

Мікробіом та мікробіота

[ред. | ред. код]

Ці терміни часто використовуються як синоніми. Але вони мають дещо інші тлумачення.

Мікробіом — сукупність усіх мікроорганізмів та їхніх генів у певному середовищі (частіше, у всьому організмі). До можливих представників екосистеми мікробіому відносять бактерії, археї, гриби, водорості, дрібні найпростіші, фаги, віруси, плазміди та їх відокремлений генетичний матеріал.

Мікробіота — це сукупність тільки мікроорганізмів (без генів) у певному середовищі (мікробіота кишки, шкіри тощо).

Див. також

[ред. | ред. код]

Література

[ред. | ред. код]

Книги

[ред. | ред. код]

Журнали

[ред. | ред. код]

Деякі з наукових журналів, які висвітлюють теми мікробіому людини:

Відео

[ред. | ред. код]

Посилання

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Locey, Kenneth J.; Lennon, Jay T. (24 травня 2016). Scaling laws predict global microbial diversity. Proceedings of the National Academy of Sciences (англ.). Т. 113, № 21. с. 5970—5975. doi:10.1073/pnas.1521291113. ISSN 0027-8424. PMC 4889364. PMID 27140646. Процитовано 7 лютого 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  2. ↑ а б Microbiology by numbers. Nature Reviews Microbiology (англ.). Т. 9, № 9. 2011-09. с. 628—628. doi:10.1038/nrmicro2644. ISSN 1740-1534. Процитовано 7 лютого 2023.
  3. ↑ Portincasa, Piero; Bonfrate, Leonilde; Vacca, Mirco; De Angelis, Maria; Farella, Ilaria; Lanza, Elisa; Khalil, Mohamad; Wang, David Q.-H.; Sperandio, Markus (2022-01). Gut Microbiota and Short Chain Fatty Acids: Implications in Glucose Homeostasis. International Journal of Molecular Sciences (англ.). Т. 23, № 3. с. 1105. doi:10.3390/ijms23031105. ISSN 1422-0067. PMC 8835596. PMID 35163038. Процитовано 6 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  4. ↑ O'Hara A, Shanahan F (2006). The gut flora as a forgotten organ. EMBO Rep. 7 (7): 688—93. PMID 16819463.
  5. ↑ Zoetendal E, Vaughan E, de Vos W (2006). A microbial world within us. Mol Microbiol. 59 (6): 1639—50. PMID 16553872.
  6. ↑ Rowland, Ian; Gibson, Glenn; Heinken, Almut; Scott, Karen; Swann, Jonathan; Thiele, Ines; Tuohy, Kieran (1 лютого 2018). Gut microbiota functions: metabolism of nutrients and other food components. European Journal of Nutrition (англ.). Т. 57, № 1. с. 1—24. doi:10.1007/s00394-017-1445-8. ISSN 1436-6215. PMC 5847071. PMID 28393285. Процитовано 6 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  7. ↑ Metabolomics identifies the intestinal geography of microbial metabolite production. Nature Metabolism (англ.). 5 червня 2023. с. 1—2. doi:10.1038/s42255-023-00805-y. ISSN 2522-5812. Процитовано 6 червня 2023.
  8. ↑ Barber, Thomas M.; Kabisch, Stefan; Pfeiffer, Andreas F. H.; Weickert, Martin O. (21 жовтня 2020). The Health Benefits of Dietary Fibre. Nutrients. Т. 12, № 10. с. 3209. doi:10.3390/nu12103209. ISSN 2072-6643. PMC 7589116. PMID 33096647. Процитовано 20 жовтня 2022.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  9. ↑ Gorbach S (1990). Lactic acid bacteria and human health. Ann Med. 22 (1): 37—41. PMID 2109988.
  10. ↑ Xu, Zhenjiang; Knight, Rob (2015-01). Dietary effects on human gut microbiome diversity. British Journal of Nutrition (англ.). Т. 113, № S1. с. S1—S5. doi:10.1017/S0007114514004127. ISSN 0007-1145. Процитовано 17 листопада 2022.
  11. ↑ Lozupone, Catherine A.; Stombaugh, Jesse I.; Gordon, Jeffrey I.; Jansson, Janet K.; Knight, Rob (13 вересня 2012). Diversity, stability and resilience of the human gut microbiota. Nature. Т. 489, № 7415. с. 220—230. doi:10.1038/nature11550. ISSN 0028-0836. PMC 3577372. PMID 22972295. Процитовано 17 листопада 2022.
  12. ↑ Heiman, Mark L.; Greenway, Frank L. (5 березня 2016). A healthy gastrointestinal microbiome is dependent on dietary diversity. Molecular Metabolism. Т. 5, № 5. с. 317—320. doi:10.1016/j.molmet.2016.02.005. ISSN 2212-8778. PMC 4837298. PMID 27110483. Процитовано 17 листопада 2022.
  13. ↑ а б Dagfinn Aune, Edward Giovannucci, Paolo Boffetta, Lars T Fadnes, NaNa Keum, Teresa Norat, Darren C Greenwood, Elio Riboli, Lars J Vatten, Serena Tonstad (Червень 2017). Fruit and vegetable intake and the risk of cardiovascular disease, total cancer and all-cause mortality—a systematic review and dose-response meta-analysis of prospective studies. https://doi.org/10.1093/ije/dyw319. International Journal of Epidemiology, Volume 46, Issue 3, June 2017, Pages 1029–1056. Процитовано 1 грудня 2022.
  14. ↑ Mitrea, Laura; Nemeş, Silvia-Amalia; Szabo, Katalin; Teleky, Bernadette-Emőke; Vodnar, Dan-Cristian (31 березня 2022). Guts Imbalance Imbalances the Brain: A Review of Gut Microbiota Association With Neurological and Psychiatric Disorders. Frontiers in Medicine (English) . Т. 9. doi:10.3389/fmed.2022.813204. ISSN 2296-858X. PMC 9009523. PMID 35433746. Процитовано 29 вересня 2024.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  15. ↑ Artyomenko, Volodymyr; Zhovtenko, Olesia; Stasii, Yana; Piron-Dumitrascu, Madalina (31 травня 2024). Мікробіом людини та ментальне здоров’я: новітні погляди. Family medicine. European practices. № 2. с. 29—35. doi:10.30841/2786-720X.2.2024.306112. ISSN 2786-7218. Процитовано 14 серпня 2024.
  16. ↑ Adelina Gschwandtner, Sarah Jewell, Uma S. Kambhampati (: 2 August 2021). Lifestyle and Life Satisfaction: The Role of Delayed Gratifcation (PDF). Journal of Happiness Studies.
  17. ↑ Fish D. Optimal antimicrobial therapy for sepsis. Am J Health Syst Pharm. 59 Suppl 1: S13—9. PMID 11885408.
  18. ↑ Belland R, Ouellette S, Gieffers J, Byrne G (2004). Chlamydia pneumoniae and atherosclerosis. Cell Microbiol. 6 (2): 117—27. PMID 14706098.
  19. ↑ Heise E. Diseases associated with immunosuppression. Environ Health Perspect. 43: 9—19. PMID 7037390.
  20. ↑ Saiman, L. Microbiology of early CF lung disease. Paediatr Respir Rev. volume = 5 Suppl A: S367—369. {{cite journal}}: Проігноровано невідомий параметр |yar= (довідка) PMID 14980298
  21. ↑ Yonath A, Bashan A (2004). Ribosomal crystallography: initiation, peptide bond formation, and amino acid polymerization are hampered by antibiotics. Annu Rev Microbiol. 58: 233—51. PMID 15487937.
  22. ↑ Khachatourians G (1998). Agricultural use of antibiotics and the evolution and transfer of antibiotic-resistant bacteria. CMAJ. 159 (9): 1129—36. PMID 9835883.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Мікробіом_людини&oldid=43592403