Črevesna mikrobiota so vsi mikroorganizmi, ki živijo v debelem črevesu. Med njimi so najbolj prepoznane bakterije, ki jih je pri zdravem človeku več kot 1000 vrst. Sestava in številčnost mikrobiote sta tesno povezana z zdravjem, razpoloženjem in delovanjem možganov. Ugotovite, kako črevesne bakterije vplivajo na vaše telo.

Mikrobiotaje skupina mikroorganizmov različnih vrst, ki živijo v gostiteljskem organizmu in na njegovi površini.Mikrobiom pomeni isto kot mikrobiota . Oba izraza se uporabljata zamenljivo. Vendar je izraz "mikroflora" opuščen, kar kaže na to, da so mikroorganizmi v telesu gostitelja rastlinskega izvora.

Človeška mikrobiota ne vključuje samo bakterij, temveč tudi viruse, arheje in evkariontske organizme. Vendar pa je bila raznolikost in vloga bakterij najbolje raziskana. Bakterije, ki živijo v človeškem telesu, so bile identificirane zahvaljujoč zaporedju genov. Ta odkritja so omogočila razumevanje odnosa med mikrobiomom in gostiteljem.

Črevesna mikrobiota - značilnosti

Črevesni mikrobiom je eden od elementov mikrobioma celotnega organizma, ki je zelo pomemben za homeostazo človeškega telesa.

Črevesne bakterije so tiste, ki jih najdemo v debelem črevesu.Zdrav odrasel človek, ki običajno vsebuje več kot 1000 vrst bakterij , ki spadajo v relativno malo znanih vrst bakterij. Prevladujejo anaerobne bakterije vrst Bacteroidetes in Firmicutes.

variabilnost črevesne mikrobiote

Črevesna mikrobiota je spremenljiva – ni enaka tako pri različnih ljudeh kot pri isti osebi ob različnih časih. Razlike med posamezniki so zelo jasne.

Znano je, da se celotna raznolikost človeške črevesne mikrobiote skozi življenje spreminja. Še naprej narašča od rojstva do približno 12. leta starosti, ostaja razmeroma stabilen v celotni odrasli dobi in nato upada v kasnejših letih.

Ena študija je pokazala, da približno 70 % mikrobiote ostane nespremenjeno v enem letu brez zdravljenja z antibiotiki. Opazovanja so pokazala, da so nekatere vrste verjetno stabilne v desetletjih, če ne celo celo življenje posameznika, kar dokazuje identifikacija iste bakterijske vrste med družinskimi člani, ne pa tudi med posamezniki.nepovezano.

Tako nekatere bakterije pri zdravih ljudeh ostanejo enake, nekatere pa se spremenijo skozi vse življenje. Zunanji dejavniki sčasoma spremenijo tudi mikrobiom. Ti med drugim vključujejo:

  • okužbe,
  • vzetih zdravil,
  • življenjski slog
  • in spremembe prehrane.

LifeLines Globoka študija z uporabo sekvenciranja bakterijskega genoma na več kot 1000 ljudeh je pokazala, da je prehrana glavni modulator variabilnosti črevesnega mikrobioma.

Razlogi za zmanjšanje raznolikosti črevesne mikrobiote

Črevesni mikrobiom je v primerjavi z drugimi deli telesa zelo bogat. Velika raznolikost črevesne mikrobiote je značilnost zdravih ljudi. Bolezenska stanja vodijo v njeno osiromašenje v smislu raznolikosti vrst.

Manj bakterijske raznolikosti so opazili pri ljudeh z:

  • vnetna črevesna bolezen,
  • psoriatični artritis,
  • sladkorna bolezen tipa 1,
  • atopija,
  • celiakija,
  • debelost,
  • s sladkorno boleznijo tipa 2
  • in togost arterij v primerjavi z zdravimi ljudmi.

Povezava med zmanjšano raznolikostjo in boleznimi kaže, da je črevesni ekosistem, bogat z vrstami, bolj odporen na vplive okolja.

Glavne vrste črevesnih bakterij

Raznolikost velja za dober pokazatelj "zdravega črevesja". Glavne vrste črevesnih bakterij glede na številčnost so:

  • Firmicutes,
  • Bacteroidetes,
  • aktinobakterije,
  • Proteobakterije,
  • Verrucomicrobia
  • in Fusobacteria.

Sestava črevesnega mikrobioma se s starostjo naravno spreminja. Odvisno je predvsem od prehrane.

Tako pri 2-3-letnikih kot pri odraslih prevladujejo iste bakterije, kar je posledica dejstva, da otroci, stari okoli 3 leta, že jedo popolnoma enako hrano kot odrasli.

Črevesna mikrobiota - sestava v različnih življenjskih obdobjih

Življenjska dobaPrevladujoče črevesne bakterije
Trenutek rojstvaEnterococcus, Staphylococcus
Prvi mesec življenjaBifidobacteriaceae
Šesti mesec življenjaClostridiacea, Ruminococcaceae, Lachnnospraceae
Prvo leto življenjaBakteriode, Clostridium, Ruminococcum
Drugo - tretje leto življenjaFirmicutes, Bacteroidetes
odraslostFirmicutes, Bacteroidetes

Črevesna mikrobiota - vpliv na telo

Vpliva na črevesno mikrobiotofiziologijo telesa v mnogih pogledih. Klasično se njegova vloga kaže predvsem v prebavi hranil, ki so neprebavljive za encime v prebavnem sistemu. Vendar je to le vrh ledene gore. Spremembe v sestavi mikrobioma (disbioza) se pojavljajo pri številnih boleznih.

Pogosto pa ni jasno, ali bolezen povzroča spremenjena mikrobiota ali bolezen vpliva na sestavo črevesnih bakterij. Kakšen pomen so črevesne bakterije za telo?

mikrobiota in os črevesje-možgani

Pogosto lahko slišite rek, da so črevesje naši drugi možgani. To je popolnoma upravičeno. V telesu poteka dvosmerna signalizacija med črevesno mikrobioto, črevesjem in možgani. Poteka preko nevronskih poti, ki vključujejo centralni in črevesni živčni sistem ter cirkulacijski sistem.

Signalizacija cirkulacijskega sistema vključuje:

  • os hipotalamus - hipofiza - nadledvične žleze,
  • regulatorja imunskega sistema,
  • hormoni,
  • nevrotransmiterjev
  • in bakterijski metaboliti, kot so kratkoverižne maščobne kisline.

Predklinične študije so pokazale vpliv črevesne mikroflore na:

  • nociceptivni refleksi (refleksi kot odziv na dražljaje, ki poškodujejo tkivo),
  • vnos hrane,
  • čustveno in družbeno vedenje,
  • odziv na stres
  • in nevrokemija možganov.

V študijah na miših je bilo dokazano, da je mikrobiota potrebna za družbeni razvoj miši in je vključena v nevrorazvojne motnje, vključno z motnjami avtističnega spektra.

Pokazalo se je, da imajo miši brez črevesne mikrobiote pretiran odziv na stres v primerjavi s kontrolnimi živalmi. Te miši kažejo tudi povečano motorično aktivnost in manj hudo anksioznost v primerjavi s kontrolnimi mišmi.

V nasprotju s tem je dajanje probiotika L. rhamnosus (JB-1) mišem zmanjšalo ravni kortikosterona, ki se izloča pri vedenju, povezanem s stresom in anksioznostjo.

Ti podatki močno poudarjajo pomen osi mikrobiom-črevesje-možgani za normalen nevrološki razvoj in delovanje.

Zakaj mikrobiom vpliva na možgane?

Črevesni mikrobiom proizvaja kratkoverižne maščobne kisline, ki vplivajo na celovitost krvno-možganske pregrade s povečanjem proizvodnje proteinov tesnega stika - klaudina-5 in okludina.

Tesne povezave so povezave med dvema telesnima celicama (v tem primeru črevesnim epitelijem), ki zapirata prostor med tema celicama, zaradi česar so celice zelo tesne ena na drugopriloženo.

Te beljakovine so razporejene v trakove, da tvorijo razvejano mrežo. Pojaviti se morajo na površini obeh sosednjih celic, da se lahko povežejo med seboj.

Obstoj pravilno delujočih tesnih povezav med črevesnimi epitelijskimi celicami in s tem povečana celovitost krvno-možganske pregrade omejuje prodiranje nezaželenih presnovkov med celicami v zunajcelični prostor.

Ko je celovitost epitelijskih celic okrnjena, pridejo škodljive snovi iz medcelične tekočine v kri in nato v možgane. Ta pojav negativno vpliva na delovanje možganov, kognicijo in razpoloženje.

Vpliv mikrobioma na psiho

Raziskave zagotavljajo dokaze, dačrevesna mikrobiota lahko modulira odziv na stres in prispeva tudi k tesnobi, depresiji in spoznanju.

Številne s placebom nadzorovane študije kažejo, da zaužitje probiotičnih bakterij povzroči pomembne spremembe možganske aktivnosti, kot je ocenjeno s funkcionalnim slikanjem z magnetno resonanco, koncentracijo, obdelavo čustev in občutkov.

Številni poskusi so pokazali ugoden učinek jemanja probiotikov na razpoloženje ljudi s psihološkimi težavami, nagnjenostjo k žalosti in slabim mislim, tesnobo in depresijo.

Mnogi ljudje z odvisnostjo od alkohola kažejo spremembe v prepustnosti črevesja in črevesnem mikrobiomu. Povečana prepustnost črevesja pri teh ljudeh je bila pomembno povezana z višjimi rezultati za depresijo, tesnobo in hrepenenje po 3 tednih abstinence.

Črevesna mikrobiota in prebava

Črevesna mikrobiota je sestavni del gostiteljeve prebave in prehrane in lahko proizvaja hranila iz substratov, ki jih gostitelj sicer ne prebavi.

Črevesne bakterije razgrajujejo vlaknine, nekatere beljakovine, saharide in polifenole. Mikrobi sproščajo kratkoverižne maščobne kisline iz prebavnih neprebavljivih vlaknin, ki so pomemben vir energije za črevesno sluznico in so ključnega pomena za uravnavanje imunskega odziva in nastajanja tumorjev v črevesju.

Črevesna mikrobiota in imuniteta

Interakcije med mikrobioto in imunskim sistemom gostitelja so številne in zapletene. Vloga imunskega sistema je naučiti se prepoznati komenzalne ("dobre") in patogene (patogene) bakterije.

Po drugi strani je mikrobiota sestavni del izobraževanja imunskega sistema za pravilno delovanje.

Mikrobiota vpliva na imunsko homeostazo znotraj in zunaj črevesja. Sodeluje, med drugim, pri diferenciaciji sistemskih regulatornih T celicimunski. Ti mehanizmi so zelo pomembni za patogenezo in zdravljenje vnetnih bolezni.

Vloga komenzalnih bakterij

Komensalne bakterije in probiotiki lahko spodbujajo celovitost črevesnih ovir. Zahvaljujoč temu imajo patogene bakterije in njihovi presnovki veliko manjšo možnost, da prodrejo v cirkulacijski sistem.

Komensalne bakterije prispevajo k krepitvi imunosti na črevesni ravni predvsem s preprečevanjem invazije patogenih bakterij in podpiranjem razvoja imunskega sistema gostitelja.

Dobre črevesne bakterije ovirajo kolonizacijo patogenih bakterij, saj tekmujejo z njimi za hranila in mesta pritrditve na površini sluznice debelega črevesa.

Komenzalne bakterije preprečujejo tudi invazijo patogenih bakterij z znižanjem črevesnega pH s proizvodnjo laktata in kratkoverižnih maščobnih kislin (SCFA). Drug način je proizvodnja metabolitov, ki zavirajo rast ali ubijajo potencialno patogene bakterije.

Čeprav mehanizmi, s katerimi mikrobiom sodeluje z imunskim sistemom, niso temeljito raziskani, je z gotovostjo znano, da zdrav mikrobiom pozitivno vpliva na imunost tako kot biološka ovira kot tudi z oblikovanjem pridobljene imunosti.

Črevesna mikrobiota in debelost

Črevesna mikrobiota lahko igra vlogo pri razvoju debelosti. Večina študij ljudi s prekomerno telesno težo in debelimi kaže na disbiozo, za katero je značilna manjša raznolikost mikrobioma. Primer je lahko izvedena raziskava:

  • Miši z nenaseljenim prebavnim traktom, ki so jim presajeni fekalni mikrobi od debelih ljudi, pridobijo več teže kot miši, ki prejmejo mikrobe od zdravih ljudi.
  • Velika študija dvojčkov v Združenem kraljestvu je pokazala, da je vrsta Christensenella redka pri ljudeh s prekomerno telesno težo in da je preprečila pridobivanje telesne teže, če so jo dajali mišem brez lastne mikrobiote. Prisotnost Christensenella v prebavilih, pa tudi Akkermansia, je bila povezana z manjšim kopičenjem maščobe v notranjih organih trebušne votline.

Večina dokazov, ki podpirajo tezo o vlogi mikrobiote pri debelosti, izhaja iz študij na miših. Vendar pa je tudi opaženo, da je povečanje telesne mase pri ljudeh nad 10 leti povezano z nizko raznolikostjo mikrobiote, to razmerje pa se poslabša zaradi nizke porabe prehranskih vlaknin.

Disbioza črevesne mikrobiote verjetno spodbuja debelost, ki jo povzroča prehrana, in presnovne zaplete z različnimi mehanizmi, vključno z:

  • motnje imunosti,
  • spremenjena regulacija energije,
  • spremenjena regulacija črevesnih hormonov
  • in vnetni mehanizmi, ki jih povzročajo lipopolisaharidni endotoksini, prečkajo črevesno pregrado in vstopijo v portalni obtok.

Povečanje oksidacije maščobnih kislin in porabe energije ter zmanjšanje sinteze maščobnih kislin zmanjšuje nagnjenost k debelosti.

Ugotovljeno je bilo, da Akkermansia muciniphila, Bacteroides acidifaciens, Lactobacillus gasseri in kratkoverižne maščobne kisline povečajo oksidacijo maščobnih kislin v maščobnem tkivu.

Drugi mikrobiomski mehanizmi, ki podpirajo nadzor telesne teže, so:

  • diferenciacija adipocitov,
  • povečanje mišične termogeneze,
  • izboljšanje izražanja genov, povezanih z oksidacijo maščobnih kislin,
  • utišanje izražanja genov, odgovornih za sintezo maščob v telesu.

Literatura povzema, da neravnovesje v črevesni mikrobioti in pomanjkanje nekaterih vrst bakterij spodbujata večje povečanje telesne mase z isto prehrano.

Črevesna mikrobiota in kolorektalni rak

Raziskave so pokazale, da lahko mikrobiota črevesja vpliva na tveganje in napredovanje raka debelega črevesa in danke z moduliranjem mehanizmov, kot so vnetje in poškodbe DNK, ter s proizvodnjo metabolitov, ki sodelujejo pri napredovanju ali supresiji tumorja.

Pri bolnikih s kolorektalnim rakom so opazili disbiozo črevesne mikrobiote z zmanjšanjem števila komenzalnih bakterijskih vrst (bakterije, ki proizvajajo butirat) in obogatitvijo škodljivih bakterijskih populacij (pro-vnetnih oportunističnih patogenov).

Za kolorektalni rak je značilna spremenjena proizvodnja bakterijskih metabolitov, ki so neposredno vključeni v presnovo rakavih celic, vključno s kratkoverižnimi maščobnimi kislinami in poliamini. Nastajajoči dokazi kažejo, da prehrana pomembno vpliva na tveganje za razvoj tega raka.

Uživanje živil z visoko vsebnostjo vlaknin in prehranskih dopolnil s polinenasičenimi maščobnimi kislinami, polifenoli in probiotiki, za katere je znano, da uravnavajo črevesno mikrobioto, morda ni le potencialni mehanizem za zmanjšanje tveganja za kolorektalni rak.

Lahko tudi poveča odziv na zdravljenje raka, če se uporablja poleg običajnega zdravljenja kolorektalnega raka.

Črevesna mikrobiota in črevesne bolezni

Pri ljudeh z vnetno črevesno boleznijo redno najdemo črevesno disbiozo in zmanjšano raznolikost mikrobioma.Izčrpavanje mikrobiote pri nekaterih bakterijah in izguba njihovih zaščitnih funkcij lahko pomembno vplivata na potek bolezni.

Številne zaščitne funkcije bakterij, povezane s KVČB, so posledica njihove sposobnosti fermentacije prehranskih vlaknin in proizvodnje kratkoverižnih maščobnih kislin.

Vnetje črevesja zmanjšuje število vrst komenzalnih bakterij in ustvarja pogoje za rast patogenih bakterij. Ti pa lahko povečajo razmnoževanje in poslabšajo stanje bolnih.

Patogene bakterije, ki imajo potencialno največjo vlogo pri KVČB, so:

  • Escherichia in Shigella,
  • kot tudi vrste Fusobacterium.

Pri bolnikih opazimo velike spremembe v mikrobiomu, tako glede števila vrst kot njihovega medsebojnega razmerja.

Črevesna mikrobiota in cirkulacijski sistem

Mikrobiom ima lahko pozitivne in negativne učinke na zdravje srca in ožilja. Ugoden učinek je povezan z uravnavanjem lipidnega profila – zvišanje ravni »dobrega« HDL holesterola in znižanje ravni trigliceridov v krvi. Znano je, da jemanje probiotikov, predvsem laktobacilov, pomaga znižati raven holesterola.

Po drugi strani pa bakterijska disbioza in presežek patogenih bakterij povzročita nastajanje trimetilamin N-oksida (TMAO), ki spodbuja nastajanje aterosklerotičnih plakov v krvnih žilah in lahko povzroči srčni infarkt in možgansko kap.

TMAO nastane s presnovo holina in L-karnitina, ki sta tipični sestavini prehrane, ki vsebuje živalske beljakovine in igrata pomembne funkcije v telesu. Ni natančno znano, katere komponente mikrobioma so odgovorne za povečano proizvodnjo TMAO in povečano tveganje za bolezni srca.

Nekateri viri domnevajo, da bi to lahko bilo:

  • citomegalovirus,
  • Helicobacter,
  • klamidija
  • in C. pneumoniae.

Študije so pokazale, da je pri ljudeh z bistveno večjim deležem bakterij Prevotella v mikrobiomu prišlo do težave s povišanimi ravnmi TMAO. Hkrati je bila koncentracija tega oksida normalna pri ljudeh z visokim odstotkom Bacteroides.

Črevesna mikrobiota in sladkorna bolezen

Znanstvene raziskave potrjujejo vlogo črevesnega mikrobioma pri presnovnih boleznih, vključno s sladkorno boleznijo tipa 2.

Iz študij na živalih je razvidno, da je mikrobiom vključen v presnovo glukoze. Na podlagi 42 opazovalnih študij na ljudeh so bile predlagane bakterije, katerih prisotnost v mikrobiomu spodbuja nastanek sladkorne bolezni tipa 2.

To so bakterije naslednjih vrst:

  • Ruminokok,
  • Fusobacterium
  • in Blautia.

Vrste bakterij, ki zmanjšujejo verjetnost sladkorne bolezni tipa 2, so:

  • bifidobakterije,
  • Bacteroides,
  • Faecalibacterium,
  • Akkermansia
  • in Roseburia.

Lactobacillus spada tudi med bakterije, ki so koristne za sladkorno bolezen, vendar rezultati raziskav o njih niso tako jasni.

Sladkorna bolezen tipa 2 je povezana s povišanimi ravnmi vnetnih citokinov, kemokinov in vnetnih beljakovin. Medtem ko nekateri črevesni mikrobi in njihovi metaboliti spodbujajo vnetje nizke stopnje, drugi spodbujajo protivnetne citokine in kemokine.

Bakterije, povezane z manjšim tveganjem za sladkorno bolezen tipa 2, lahko prispevajo k povečani izražanju protivnetnih citokinov, ki ščitijo pred odpornostjo proti insulinu in obnavljajo občutljivost za inzulin.

Druge značilnosti, povezane s sladkorno boleznijo tipa 2, so vnetje nizke stopnje in povečana črevesna prepustnost. Dokazano je, da navedene črevesne bakterije zmanjšajo nastajanje protivnetnih spojin in krepijo tesne povezave med črevesnimi epitelijskimi celicami. Na ta način zmanjšajo tveganje za razvoj sladkorne bolezni tipa 2.

Črevesna mikrobiota je povezana s sladkorno boleznijo tipa 2 zaradi njenih učinkov na homeostazo glukoze in odpornost proti insulinu v glavnih presnovnih organih, kot so:

  • jetra,
  • mišice
  • in maščobe.

Microbiota in njeni izdelki lahko modulirajo črevesne hormone in encime ter zmanjšajo odpornost proti insulinu in izboljšajo toleranco za glukozo.

Črevesne bakterije, ki veljajo za koristne pri preprečevanju sladkorne bolezni tipa 2, lahko med drugim:

  • poveča sintezo glikogena in zmanjša izražanje genov, povezanih z glukoneogenezo v jetrih,
  • izboljša translokacijo transporterja glukoze-4 (GLUT4) in privzem glukoze, stimuliran z insulinom,
  • poveča izražanje GLUT-4 v mišicah, ki ima lahko antidiabetične učinke,
  • zmanjšati izražanje jetrne flavin monooksigenaze 3 (Fmo3), ključnega encima pri presnovi ksenobiotikov, katerega zmanjšano izločanje preprečuje razvoj hiperglikemije in hiperlipidemije pri miših, odpornih na inzulin,
  • uravnava izražanje genov, povezanih s hiperglikemijo,
  • poveča raven adiponektina v maščobi in tako izboljša občutljivost za inzulin.
  • Mikrobiom - kaj je to in kakšne so njegove funkcije?
  • Kako poskrbeti za mikrobiom med zdravljenjem z antibiotiki?
  • mikrobiota in imuniteta
  • Disbakterioza -vzroki, simptomi, zdravljenje

Kategorija:

Gastrologija