Mikrobioom on teatud tüüpi "elund", mille kaasaegne meditsiin on aastaid unustanud. Kuid juba üle tosina aasta on tänu biomeditsiiniteaduste arengule läbi viidud palju uuringuid, mille tulemused tõestavad, et mikrobioom on midagi enamat kui lihtsalt meie kehas elav mikroorganismide rühm. Mis on mikrobioom? Miks on see meie tervisele nii oluline? Kuidas selle eest hoolitseda?
Sisukord
- Mikrobioom, mikrobioota või mikrofloora?
- Mikrobioom - millest see koosneb?
- Mikrobioom - mis on selle funktsioonid?
- Mikrobioom - mis seda mõjutab?
- Mikrobiomi- ja tsivilisatsioonihaigused
- Mikrobioom ja rasvumine
- Mikrobioom ja närvisüsteem
- Mikrobiome - kuidas seda hooldada?
Mikrobioom (mikrobiota, mikrofloora) on antud loodusliku elupaiga jaoks iseloomulik mikroorganismide rühm. Elupaigana peaksime mõistma mitte ainult merd või mulda, vaid ka inimeste ja teiste loomade organismi. Seetõttu eristame lisaks merede ja mulla mikrobiomile soolestiku, naha, suguelundite, kõrva ja suu mikrobiome.
Mikrobiomi koostis varieerub sõltuvalt elupaigast, mida see hõivab. Praegu uuritakse kõige rohkem meie keha arvukamat mikrobioomi ehk seedetrakti.
Mikrobioom, mikrobioota või mikrofloora?
Mõistet "mikrobioom" kasutas esmakordselt 2001. aastal Nobeli preemia laureaat Joshua Lederberg, kes kasutas seda kõigi inimkehas elavate mikroobide genoomikomplekti kirjeldamiseks. Seetõttu kasutatakse seda mõistet selles mõttes sagedamini.
Kui räägime kõigi mikroorganismide kui rakkude kogumisest, tuleks kasutada mõistet "mikrobiota".
Omakorda on mõiste "mikrofloora" vana mõiste, mida kasutatakse harvemini ja see pärineb ajast, mil enamik mikroorganisme liigitati taimeriiki (mõiste "taimestik" kirjeldab antud piirkonnas leiduvate taimeliikide koguarvu).
Mikrobioom - millest see koosneb?
Mikrobiomi kuuluvad bakterid, pärmid, seened, algloomad, viirused ja arheed. Pidage meeles, et nad ei pea alati olema peremehe suhtes "sõbralikud". Mikrobioota võib sisaldada ka inimesele potentsiaalselt patogeenseid mikroorganisme, nt. Escherichia Coli.
Mikroorganismide tohutu hulga tõttu väärib erilist tähelepanu seedetrakti mikrobioom, mis koosneb peamiselt 4 alarühma bakteritest:
- Ettevõtted (64%)
- Bakteroidid (23%)
- Proteobakterid (8%)
- Aktinobakterid (3%)
Tervetel inimestel iseloomustab seedetrakti üksikuid sektsioone erinev mikroorganismide mitmekesisus. Magu ja kaksteistsõrmiksool on praktiliselt steriilsed, kuna maomahla happeline pH loob enamiku mikroorganismide jaoks ebasoodsa keskkonna. Peensooles on nende arv suurem, ulatudes 10 000 kuni 100 000 1 grammi toidusisalduse kohta.
Siin on ülekaalus perekonna atsidofiilsed bakterid Lactobacillus ja Streptokokk. Kõige rohkem mikroorganisme on jämesooles ja see on isegi triljon rakku 1 grammis toidus! Valdav osa on hapnikutalumatud mikroorganismid (anaeroobid), näiteks perekonna bakterid Bifidobakter kas Klostriidium.
Hinnanguliselt on seedetraktis 10 korda rohkem mikroorganisme kui inimkeha rakkudes (umbes 100 triljonit rakku kaaluga umbes 2 kg) ja geenide arv nendes on 3,3 miljonit. Võrdluseks: inimese genoom on vaid 21 000 geeni.
Seedetraktis elavaid baktereid saab jagada vastavalt nende funktsioonidele, mida nad kehas mängivad:
- proteolüütilised bakterid (tuntud ka kui putrefaktiivsed) on potentsiaalselt patogeensed bakterid, mille kinnikasvamine soolestikus võib kehale kahjulikult mõjuda; nende hulka kuuluvad muu hulgas perekonna bakterid Klebsiella, Enterobakter, Serratia, Citrobacter, Pseudomonas
- kaitsvad (probiootilised) bakterid on bakterid, mis pärsivad patogeensete mikroorganismide kasvu, sulgevad soole epiteeli ja toodavad toitaineid soole vooderdamiseks; nende hulka kuuluvad muu hulgas perekonna bakterid Lactobacillus ja Bifidobakter
- immunostimuleerivad bakterid stimuleerivad immuunsüsteemi rakke, vähendavad põletikulist reaktsiooni ja stimuleerivad limaskesta kaudu IgA antikehade tootmist; nende hulka kuuluvad muu hulgas perekonna bakterid Enterokokk ja Escherichia coli. Viimane on ebasoodsates tingimustes ka potentsiaalselt patogeenne
Mikrobioom - mis on selle funktsioonid?
Soolestiku mikroorganismid võivad metaboliseerida toiduaineid - süsivesikuid, valke, rasvu ja neid, mis on otseselt saadud inimeselt, näiteks surnud rakud ja lima. Mikrobiom kasutab neid põhiliste elutegevuste toetamiseks.
Seetõttu saab mikrobioota funktsioone võrrelda bioreaktori tüübiga, mis toodab fermentatsiooniprotsessi käigus lugematul hulgal bioaktiivseid aineid. Nende ainete kogus ja olemus sõltuvad suuresti sellest, kuidas me sööme.
Lisaks seedeprotsesside toetamisele on soolestiku mikrobioom:
- toodab B-vitamiine ja K-vitamiini.
- suurendab mineraalide nagu magneesiumi ja kaltsiumi imendumist
- hoiab ära soolestiku kolonisatsiooni patogeensete bakterite poolt
- stimuleerib immuunsüsteemi rakkude küpsemist ja toetab selle tööd
- rahustab põletikulisi protsesse
- mõjutab soole epiteelirakkude küpsemist ja diferentseerumist
- inaktiveerib toksiine ja kantserogeene
- osaleb kolesterooli ja bilirubiini ainevahetuses
Mikrobiome - mis seda mõjutab?
- geenid
Kui soolestiku mikrobioomi koostist mõjutavad peamiselt keskkonnategurid, mõjutab peremeesorganismi genotüüp vähemal määral ka mikrobiomi. Sellise seose näiteks on ensüümi fukosüültransferaas 2 kodeeriva FUT2 geeni variandid, mis vastutavad muu hulgas veregruppidega seotud antigeenide moodustamiseks.
Inimesed, kellel on FUT2 geeni ebasoodne variant, ei tooda teatud oligosahhariide, mille puudumine eeldab perekonna kaitsvate bakterite defitsiiti Bifidobakter. Umbes 20% eurooplastest on selle geeni ebasoodne variant.
- vanus ja kättetoimetamise viis
Enne sünnitust emakas on meie seedetrakt steriilne. Loomuliku sünnituse ajal asustab seedetrakti ema tupe mikrobioom. Seejärel antakse piimaga rinnaga toitmise ajal lapsele edasi prebiootilisi aineid (inimese oligosahhariide), mis stimuleerivad kasulike bakterite nagu Bifidobakter.
Kunstlikult toidetud imikutel võib neid baktereid olla vähem. On tõestatud, et sünnitus ja toitmisviis võivad olla mikrobiomi nõuetekohases arengus ja näiteks allergiate tekkimisel üliolulised. Looduslikult sündinud imikutel on täheldatud olulisi erinevusi mikrobiomi koostises võrreldes keisrilõike abil.
Pärast rinnaga toitmise lõppu ja tahkete toiduainete kasutuselevõttu sarnaneb soolestiku mikrobioomi koostis järk-järgult täiskasvanu omaga. Umbes 15-aastaseks saades muutub ta suhteliselt stabiilseks (kui inimene on tervislik ja õige eluviisiga).
Inimese järgmine eluetapp, kui täheldatakse soole mikrobiomi koostise muutust, on umbes 65-aastase eluperioodi järgne periood. Eakatel inimestel väheneb perekonna kaitsvate bakterite arv Bifidobakter ja potentsiaalselt patogeensete bakterite, näiteks Klostriidium.
Vähenda Bifidobakter, mis vähendavad soole limaskesta põletikku, võib olla üks tegureid, mis süvendavad vanusega seotud haigusprotsesse. Miks see juhtub? Suures osas on see tagajärg asjaolust, et meie keha muutub vananedes vähem efektiivseks, s.t hammaste seisund halveneb, sekreteeritava sülje hulk ja elundite, näiteks kõhunäärme efektiivsus vähenevad.
- Dieet
Dieet on soolestiku mikrobioomi koostise üks mõjutegureid. Kui varustame oma mikrobioomi õiges koguses komplekssüsivesikutega, toodavad mikroorganismid selliseid aineid nagu lühikese ahelaga rasvhapped (SCFA), nt butüraat või piimhape, millel on kehale kasulik mõju, sealhulgas vaigistades põletikulisi reaktsioone.
Hinnanguliselt on 10–20% tarbitud süsivesikutest inimese sooleensüümide seedimisele vastupidavad. Need on seedimatud süsivesikud, nagu resistentne tärklis ja tärkliseta polüsahhariidid (nt pektiinid ja tselluloos), mis on mikrobiomi jaoks ideaalsed "toitained".
Teisest küljest, kui meie dieet sisaldab liialt töödeldud toitu, lihtsuhkruid, küllastunud rasvu ja loomseid valke, hakkavad mikroorganismid tootma kahjulikke aineid nagu biogeensed amiinid (nt türamiin), skatool, indool või ammoniaak. Need ained võivad kahjustada soole epiteelirakke, põhjustada põletikku ja põhjustada sooletõkke läbilaskvuse häireid.
Viidi läbi uuring, milles võrreldi Itaalias elavate ja lääne toitumismudeli järgi söövate laste soolestiku mikrobioomi koostist (rikkalikult loomseid valke, rasvu ja lihtsaid suhkruid) Burkina Faso maapiirkonnas elavate laste toiduga (rikas süsivesikute sisaldus ja vähene loomse valgu sisaldus). . Nad näitasid, et mõlema rühma mikrobiomi koostis erines radikaalselt.
Itaaliast pärit lastel on rasvunud inimestele iseloomulik bakterirühm (Ettevõtted), oli mädanenud bakterite rohkearvuline kasv ja väljaheites leiti vähenenud butüraadi ja muu SCFA sisaldus. Burkina Fasost pärit lastel pole seda leitud. See näitab, kuidas ebaõiged toitumisharjumused mõjutavad soolestiku mikrobioomi häirimist.
Vähese komplekssüsivesikute sisaldusega dieedid (nt lahustuvad kiudained) vähendavad soolestiku mikrobiomi, eriti perekonna kaitsvate bakterite mitmekesisust Bifidobakter. Sellise dieedi näiteks on FODMAP-dieet ja valesti tasakaalustatud gluteenivaba dieet.
Vahemere dieet on uuringutes kõige soodsam, sest lisaks suurele hulgale toidukiududele sisaldab see polüfenoole. Nagu näitavad hiljutised uuringud, koguneb 90–95% polüfenoolidest jämesoolde, kus nad läbivad soolestiku mikrobioomi kaudu mitmesuguseid biokeemilisi muutusi.
- Psühholoogiline stress
Hiirte ja inimeste uuringutes on tõestatud, et psühholoogiline stress vähendab perekondade kaitsvate bakterite arvu Lactobacillus ja Bifidobakter. Lisaks stimuleerib stress potentsiaalselt patogeensete bakterite kasvu Escherichia Coli. See on tõenäoliselt tingitud stressihormooni kortisooli sekretsioonist.
Samuti on näidatud, et polüfenoolid, näiteks viinamarjades sisalduv resveratrool või tees olevad katehhiinid, avaldavad positiivset mõju soolestiku mikrobioota koostisele, toimides prebiootikumidena.
LOE KA:
- PROBIOTIKA - tervendavad omadused, tüübid ja allikad
- Head bakterid kehas: mikroobid, mis kaitsevad haiguste eest
- Sagedane pesemine lühendab elu? Jah, ja selle kohta on tõendeid!
Mikrobiomi- ja tsivilisatsioonihaigused
Mikrobiomi võrreldakse sageli "elundiga", mille kaasaegne meditsiin on unustanud. Uuringud näitavad selgelt, et mikrobioom, nagu iga teine elund, on võimeline vastu võtma keskkonnast pärinevat teavet ja sellele reageerima - näiteks pH muutused, toitainete, immuunrakkude ja hormoonide olemasolu. Seda süsteemi nimetatakse kvoorumi tuvastamiseks ja see võimaldab molekulaarset dialoogi mikrobiomi ning inimese rakkude ja elundite vahel.
Mikrobiomi mitmetasandilise mõju tõttu meie kehale ei tohiks olla üllatav, et mikroboomi kvalitatiivsed ja kvantitatiivsed häired, mida nimetatakse soole düsbioosiks, võivad mõjutada paljude tsivilisatsioonihaiguste tekkimist, näiteks:
- rasvumine
- diabeet
- autoimmuunhaigused
- allergiad
- depressiivsed häired
- autism
- Alzheimeri tõbi
Mikrobiomi ja inimese tervise vaheliste seoste uurimisel oli läbimurre 2007. aastal Ameerika Riikliku Tervishoiu Instituudi algatatud projekt "Human Microbiome Project". Selles kasutatakse kõige kaasaegsemaid molekulaarbioloogia meetodeid, mis võimaldasid määrata erinevusi inimese mikrobioomi koostises sõltuvalt laiuskraadist, genotüübist, vanusest ja toitumisest.
Mikrobioom ja rasvumine
Esimesed uuringud, mis osutasid soolestiku mikrobioomi seosele rasvumisega, viidi läbi hiirtel. Märgati, et rasvunud hiirtel on võrreldes lahja hiirtega rühma kuuluvate bakterite proportsioonid häiritud Ettevõtted (liiga palju) i Bakteroidid (mitte piisavalt).
Praegu arvatakse, et soolestiku mikrobioom võib rasvumise arengut mõjutada vähemalt kolme mehhanismi kaudu:
- täiendavate kilokalorite tootmisega (4–10% toiduga saadud energiast tekib mikrobiomil, see on umbes 80–200 kcal päevas)
- madala põletiku tekitamine (nn metaboolne endotoksikeemia, mis võib põhjustada insuliiniresistentsust)
- nälja- ja küllastuskeskuse reguleerimine (mikrobioom mõjutab muu hulgas glükagoonilaadse peptiidi-1 ja peptiidi YY sekretsiooni ning soolestiku transiidi aega)
Mikrobioom ja närvisüsteem
Eksperimentaalsed uuringud hiirtega on näidanud, et soolestiku mikrobioom mõjutab närvisüsteemi arengut, stressivastust ja käitumist. Üha rohkem uuringuid näitab ka otsest seost soolestiku mikrobiomi ja depressiivsete häirete vahel.
Selles kontekstis on nn soole-aju telg ja vaguse närv, mis vastutavad soolestikust ajju signaalide edastamise eest.
Teised mehhanismid, mille kaudu mikroorganismid saavad meie käitumist mõjutada, on nende osalemine trüptofaani metabolismis (see on "õnnehormooni" - serotoniini sünteesi eelkäija) või otseselt neurotransmitterite, nt perekonna bakterite sünteesi kaudu. Escherichia ja Enterokokk võib toota serotoniini ja perekonda Lactobacillus GABA (rahustamise ja lõõgastumise eest vastutav neurotransmitter).
Lisaks näitavad uuringud soolestiku mikrobiomi osalemist selliste häirete tekkimisel nagu:
- autism
- skisofreenia
- ADHD
- bipolaarne häire
SIBO ehk peensoole bakteriaalne vohamine on soolestiku düsbioosi tüüp, mis hõlmab jämesoolele iseloomulikku liigset bakterite kasvu peensooles.
SIBO on seede- ja imendumishäirete põhjus. See eksisteerib koos paljude haigustega, näiteks:
- ärritunud soole sündroom (84%)
- tsöliaakia (66%)
- gastroösofageaalne reflukshaigus (50%)
- hüpotüreoidism (54%)
- pankreatiit (35%)
SIBO põhjused võivad olla:
- soolemotoorika häired
- antatsiidid
- maohaigused
- seedeensüümide puudused
- vanas eas
- antibiootikumravi
Mikrobiome - kuidas seda hooldada?
- söö köögivilju ja puuvilju, mis sisaldavad rohkelt polüfenoole (mustikad, mustikad, vaarikad) ja prebiootilisi aineid, mis on soolestiku mikroobide jaoks "toidulisandiks" (kaunviljad, tsitrusviljad, maapirn, porrulauk, sibul, spargel, banaan)
- söö kompleksseid süsivesikuid nagu pruun riis, kaerakliid ja kaerakliid, mis sisaldavad lahustuvaid kiudaineid, mis stimuleerivad butüraadi tootmist
- süüa kvaliteetseid rasvu, näiteks oliiviõlis
- joo rohelist teed, kuna see sisaldab polüfenoole nagu katehhiinid
- suurendada marineeritud köögiviljade, näiteks kapsa, kurgi, peedi ja piimatoodete, nt jogurti, keefiri tarbimist, kuna need on probiootiliste mikroorganismide allikad
- vältige suures koguses alkoholi ja kui te seda juba tarbite, valige punane vein, mis sisaldab polüfenoole nagu resveratrool
- Jätke oma dieedist välja töödeldud rämpstoit, magustatud joogid, küpsised ja batoonid, kuna need on lihtsate suhkrute ja transrasvade allikad
- vältige psühholoogilist stressi ja kui see on võimatu, kasutage lõõgastumisvõtteid
- hoolitsege piisava hulga une eest
- Treeni regulaarselt
Kirjandus
- Gałęcka M. ja Szachta P. Kyberkompakt - seedetrakti kaasaegse mikrobioloogilise diagnostika tähtsus. Infektsioonid 5/2013.
- De Filippo C. jt. Dieedi mõju soolestiku mikrobioota kujunemisele näitas võrdlev uuring Euroopast ja Aafrika maapiirkonnast pärit lastelt. Proc Natl Acad Sci USA. 2010, 17, 107 (33), 14691-6. sidusjuurdepääs
- Tomás-Barberán F.A. jt. Soolestiku mikrobioota koostoimed toidus sisalduvate polüfenoolidega ja tagajärjed inimese tervisele. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2016, 19 (6), 471–476. sidusjuurdepääs
- Wacklin P. jt. Sekretori genotüüp (geen FUT2) on tugevalt seotud bifidobakterite koostisega inimese soolestikus. PLoS One 2011, 6, e20113. sidusjuurdepääs
- De Filippis F. jt. Vahemere dieedi järgimine kõrgel tasemel mõjutab soolestiku mikrobiootat ja sellega seotud metaboomi. Soolestik. 2016, 65 (11), 1812–1821. sidusjuurdepääs
- Reddel S. et al. Madala FODMAP-i, gluteenivaba ja ketogeense dieedi mõju soolestiku mikrobioota modulatsioonile patoloogilistes tingimustes. Toitained. 2019, 12, 11 (2), E373. sidusjuurdepääs
- Wołkowicz T. jt. Seedetrakti mikrobioom ja selle düsbioos kui oluline tegur, mis mõjutab inimkeha tervislikku seisundit. Med. Exp. Mikrobiol., 2014, 66: 223-235. sidusjuurdepääs
- Ostrowska L. Soole mikrobioota mõju ainevahetushäiretele ja rasvumisele - internisti ja dieediarsti seisukoht.Gastroenterologia Kliniczna 2016, 8, 2, 62–73. sidusjuurdepääs
- Gulas E. jt. Kuidas saab mikrobioloogia psühhiaatriat mõjutada? Soolefloora ja psüühikahäirete seosed. Psühhiaater. Pool. 2018, 9, 1–17. sidusjuurdepääs
Loe veel selle autori artikleid
