Микробиомът е вид „орган“, забравен от много години от съвременната медицина. Въпреки това, в продължение на повече от дузина години, благодарение на развитието на биомедицинските науки са проведени много изследвания, резултатите от които доказват, че микробиомът е нещо повече от група микроорганизми, обитаващи нашето тяло. Какво представлява микробиомът? Защо е толкова важно за нашето здраве? Как да се грижа за него?
Съдържание
- Микробиом, микробиота или микрофлора?
- Микробиомът - от какво се състои?
- Микробиомът - какви са неговите функции?
- Микробиомът - какво му влияе?
- Микробиом и цивилизационни болести
- Микробиом и затлъстяване
- Микробиомът и нервната система
- Микробиомът - как да се грижим за него?
Микробиомът (микробиота, микрофлора) е група микроорганизми, характерни за дадено естествено местообитание. Като местообитание трябва да разбираме не само морето или почвата, но и организма на хората и другите животни. Следователно, в допълнение към микробиома на моретата и почвата, ние различаваме чревния, кожния, гениталния тракт, ухото и оралния микробиом.
Съставът на микробиома варира в зависимост от местообитанието, което заема. В момента най-много изследвания се извършват върху най-многобройните микробиоми в нашето тяло, т.е. храносмилателния тракт.
Микробиом, микробиота или микрофлора?
Терминът "микробиом" е използван за първи път през 2001 г. от нобеловия лауреат Джошуа Ледерберг, който го използва, за да опише геномния набор от всички микроби, обитаващи човешкото тяло. Следователно терминът се използва по-често в този смисъл.
Когато говорим за събирането на всички микроорганизми като клетки, трябва да се използва терминът „микробиота“.
От своя страна, терминът "микрофлора" е стар термин, който се използва по-рядко и датира от времето, когато повечето микроорганизми са били класифицирани в растителното царство (терминът "флора" описва съвкупността от растителни видове, открити в дадена област).
Микробиомът - от какво се състои?
Микробиомът включва бактерии, дрожди, гъби, протозои, вируси и археи. Не забравяйте, че не винаги трябва да бъдат „приятелски настроени“ към своя домакин. Микробиотата може също да включва микроорганизми, потенциално патогенни за хората, напр. Ешерихия коли.
Поради огромното количество микроорганизми, стомашно-чревният микробиом заслужава специално внимание, което се състои главно от бактерии от 4 подгрупи:
- Фиксира (64%)
- Бактероиди (23%)
- Протеобактерии (8%)
- Актинобактерии (3%)
При здрави хора отделните участъци на храносмилателния тракт се характеризират с променливо разнообразие от микроорганизми. Стомахът и дванадесетопръстника са практически стерилни, тъй като киселинното рН на стомашния сок създава неблагоприятна среда за повечето микроорганизми. В тънките черва техният брой е по-голям, вариращ от 10 000 до 100 000 в 1 грам хранително съдържание.
Тук преобладават ацидофилните бактерии от рода Лактобацилус и Стрептококи. Най-голям брой микроорганизми има в дебелото черво и това е дори трилион клетки в 1 грам хранително съдържание! По-голямата част са непоносими към кислород микроорганизми (анаероби) като бактерии от рода Bifidobacterium дали Клостридий.
Смята се, че в храносмилателния тракт има 10 пъти повече микроорганизми, отколкото клетките в човешкото тяло (около 100 трилиона клетки с тегло около 2 кг), а броят на гените в тях е 3,3 милиона. За сравнение, човешкият геном е само 21 000 гена.
Бактериите, обитаващи храносмилателния тракт, могат да бъдат разделени според функциите, които играят в тялото:
- протеолитичните бактерии (известни също като гнилостни) са потенциално патогенни бактерии, чийто свръхрастеж в червата може да повлияе неблагоприятно на организма; те включват, наред с други бактерии от рода Клебсиела, Enterobacter, Серратия, Citrobacter, Псевдомонада
- защитните (пробиотични) бактерии са бактерии, които инхибират растежа на патогенни микроорганизми, запечатват чревния епител и произвеждат хранителни вещества за чревната лигавица; те включват, наред с други бактерии от рода Лактобацилус и Bifidobacterium
- имуностимулиращите бактерии стимулират клетките на имунната система, намаляват възпалителния отговор и стимулират производството на IgA антитела през лигавицата; те включват, наред с други бактерии от рода Enterococcus и Ешерихия коли. Последният също е потенциално патогенен при неблагоприятни условия
Микробиомът - какви са неговите функции?
Чревните микроорганизми могат да метаболизират хранителни вещества - въглехидрати, протеини, мазнини и тези, директно получени от човека, като мъртви клетки и слуз. Микробиомът ги използва за подпомагане на основните жизнени дейности.
Следователно функциите на микробиотата могат да бъдат сравнени с тип биореактор, който произвежда безброй количества биоактивни вещества по време на ферментационния процес. Количеството и естеството на тези вещества ще зависят до голяма степен от начина ни на хранене.
В допълнение към подпомагането на храносмилателните процеси, чревният микробиом:
- произвежда витамини от група В и витамин К.
- увеличава усвояването на минерали като магнезий и калций
- предотвратява колонизацията на червата от патогенни бактерии
- стимулира съзряването на клетките на имунната система и подпомага нейната работа
- успокоява възпалителните процеси
- влияе върху съзряването и диференциацията на чревните епителни клетки
- инактивира токсините и канцерогените
- участва в метаболизма на холестерола и билирубина
Микробиомът - какво му влияе?
- гени
Докато съставът на чревния микробиом се влияе предимно от фактори на околната среда, генотипът гостоприемник също влияе върху микробиома в по-малка степен. Пример за такава връзка са варианти на гена FUT2, кодиращ ензима фукозилтрансфераза 2, отговорен, inter alia, за образуване на антигени, свързани с кръвни групи.
Хората с неблагоприятен вариант на гена FUT2 не произвеждат определени олигозахариди, липсата на които ги предразполага към дефицит на защитни бактерии от рода Bifidobacterium. Около 20% от европейците имат неблагоприятен вариант на този ген.
- възраст и начин на доставка
Преди раждането вътреутробно, храносмилателният ни тракт е стерилен. По време на естественото раждане стомашно-чревният тракт се населява от вагиналния микробиом на майката. След това, по време на кърмене с мляко, пребиотичните вещества (човешки олигозахариди) се предават на бебето, които стимулират растежа на полезни бактерии като Bifidobacterium.
Изкуствено хранените бебета може да имат по-малко от тези бактерии. Доказано е, че раждането и начинът на хранене могат да бъдат от решаващо значение за правилното развитие на микробиома и развитието на напр. Алергии. Значителни разлики в състава на микробиома са наблюдавани при естествено родени бебета в сравнение с тези, родени чрез цезарово сечение.
След края на кърменето и въвеждането на твърда храна, съставът на чревния микробиом постепенно прилича на този на възрастен. На около 15-годишна възраст той става относително стабилен (ако човекът е здрав и води правилен начин на живот).
Следващият етап от човешкия живот, в който се наблюдава промяна в състава на чревния микробиом, е периодът след около 65-годишна възраст. При възрастните хора се наблюдава намаляване на броя на защитните бактерии от рода Bifidobacterium и увеличаване на броя на потенциално патогенни бактерии, като например Клостридий.
Намаляване Bifidobacterium, които намаляват възпалението на чревната лигавица, може да са един от факторите, които изострят свързаните с възрастта болестни процеси. Защо се случва това? Това до голяма степен е следствие от факта, че тялото ни става по-малко ефективно с възрастта, т.е. състоянието на зъбите се влошава, количеството отделяна слюнка и ефективността на органите, например панкреаса, намаляват.
- Диета
Диетата е един от най-влияещите фактори в състава на чревния микробиом. Ако осигурим на нашия микробиом точното количество сложни въглехидрати, микроорганизмите ще произвеждат вещества като късоверижни мастни киселини (SCFA), например бутират или млечна киселина, които имат благоприятен ефект върху тялото, включително чрез заглушаване на възпалителните реакции.
Смята се, че 10-20% от консумираните въглехидрати са устойчиви на храносмилане от чревни ензими на човека. Това са несмилаеми въглехидрати, като устойчиви нишестени и нескорбялни полизахариди (напр. Пектини и целулоза), които са идеални „хранителни вещества“ за микробиома.
От друга страна, ако нашата диета съдържа излишък от преработени храни, прости захари, наситени мазнини и животински протеини, микроорганизмите ще започнат да произвеждат вредни вещества като биогенни амини (например тирамин), скатол, индол или амоняк. Тези вещества могат да увредят чревните епителни клетки, да предизвикат възпаление и да доведат до нарушения в пропускливостта на чревната бариера.
Проведено е проучване, при което съставът на чревния микробиом на деца, живеещи в Италия и хранещи се според модела на западната диета (богата на животински протеини, мазнини и прости захари), е сравнен с диетата на деца, живеещи в селските райони на Буркина Фасо (богати на сложни въглехидрати и бедни на животински протеини) . Те показаха, че съставът на микробиома и в двете групи се различава коренно.
При деца от Италия групата бактерии, характерна за затлъстелите хора (Фиксира), имаше свръхрастеж на гнилостни бактерии и във фекалиите беше открито намалено съдържание на бутират и други SCFA. Това не е открито при деца от Буркина Фасо. Това показва как неправилните хранителни навици влияят върху нарушаването на чревния микробиом.
Диетите с ниско съдържание на сложни въглехидрати (напр. Разтворими фибри) намаляват разнообразието на чревния микробиом, особено защитните бактерии от рода Bifidobacterium. Пример за такава диета е диетата FODMAPs и неправилно балансирана диета без глутен.
Средиземноморската диета е най-благоприятна при изследванията, тъй като освен голямо количество диетични фибри, тя съдържа полифеноли. Последните проучвания показват, че 90-95% от полифенолите се натрупват в дебелото черво, където претърпяват различни биохимични промени от чревния микробиом.
- Психологически стрес
В проучвания с мишки и хора е показано, че психологическият стрес намалява броя на защитните бактерии от родовете Лактобацилус и Bifidobacterium. Освен това стресът стимулира разрастването на потенциално патогенни бактерии Ешерихия коли. Това вероятно се дължи на секрецията на хормона на стреса кортизол.
Доказано е също така, че полифенолите, като ресвератрол в гроздето или катехините в чая, имат положителен ефект върху състава на чревната микробиота, действайки като пребиотици.
ПРОЧЕТЕТЕ СЪЩО:
- ПРОБИОТИКА - лечебни свойства, видове и източници
- Добри бактерии в организма: микроби, които предпазват от болести
- Честото миене скъсява живота? Да, и има доказателства за това!
Микробиом и цивилизационни болести
Микробиомът често се сравнява с „орган“, забравен от съвременната медицина. Изследванията ясно показват, че микробиомът, както всеки друг орган, е в състояние да приема и реагира на информация от околната среда - като промени в рН, наличие на хранителни вещества, имунни клетки и хормони. Тази система се нарича засичане на кворум и позволява молекулярен диалог между микробиома и човешките клетки и органи.
Поради многостепенното влияние на микробиома върху нашето тяло, не бива да ни изненадва, че качествените и количествени нарушения на микробома, наречени чревна дисбиоза, могат да повлияят на формирането на много цивилизационни заболявания, като:
- затлъстяване
- диабет
- автоимунни заболявания
- алергии
- депресивни разстройства
- аутизъм
- Болест на Алцхаймер
Пробив в изследването на връзката между микробиома и човешкото здраве е проектът „Human Microbiome Project“, иницииран през 2007 г. от Американския национален институт по здравеопазване. Той използва най-модерните методи на молекулярната биология, които позволяват да се определят разликите в състава на човешкия микробиом в зависимост от географската ширина, генотипа, възрастта и диетата.
Микробиом и затлъстяване
Първите проучвания, показващи връзката на чревния микробиом със затлъстяването, са проведени при мишки. Беше забелязано, че затлъстелите мишки имат - в сравнение с постните - нарушени пропорции между бактериите от групата Фиксира (твърде много) i Бактероиди (не достатъчно).
В момента се смята, че микробиомът на червата може да повлияе на развитието на затлъстяване чрез поне три механизма:
- чрез производство на допълнителни килокалории (4-10% от енергията, получена от храната, се генерира от микробиома, това е около 80-200 kcal / ден)
- предизвикване на възпаление на ниско ниво (така наречената метаболитна ендотоксикемия, която може да причини инсулинова резистентност)
- регулиране на центъра за глад и ситост (микробиомът влияе, наред с другото, върху секрецията на глюкагоноподобен пептид-1 и пептид YY и времето на чревния транзит)
Микробиомът и нервната система
Експериментални проучвания при мишки показват, че чревният микробиом влияе върху развитието на нервната система, реакцията на стрес и поведението. Все повече проучвания също показват пряка връзка между чревния микробиом и депресивните разстройства.
В този контекст т.нар оста на червата и мозъка и блуждаещия нерв, които са отговорни за предаването на сигнали от червата към мозъка.
Други механизми, чрез които микроорганизмите могат да повлияят на нашето поведение, е тяхното участие в метаболизма на триптофана (той е предшественик на синтеза на "хормона на щастието" - серотонин) или директно чрез синтеза на невротрансмитери, например бактерии от рода Ешерихия и Enterococcus може да произвежда серотонин и от рода Лактобацилус GABA (невротрансмитер, отговорен за успокояване и отпускане).
В допълнение, изследванията показват участието на чревния микробиом в развитието на нарушения като:
- аутизъм
- шизофрения
- ADHD
- биполярно разстройство
SIBO или бактериалният свръхрастеж на тънките черва е вид чревна дисбиоза, която включва прекомерен растеж на бактерии в тънките черва, които са характерни за дебелото черво.
SIBO е причина за храносмилателни и абсорбционни нарушения. Той съжителства с много заболявания, като:
- синдром на раздразнените черва (84%)
- цьолиакия (66%)
- гастро-езофагеална рефлуксна болест (50%)
- хипотиреоидизъм (54%)
- панкреатит (35%)
Причините за SIBO могат да бъдат:
- нарушения на чревната моторика
- антиациди
- стомашни заболявания
- недостиг на храносмилателни ензими
- старост
- антибиотична терапия
Микробиом - как да се грижим за него?
- яжте зеленчуци и плодове, богати на полифеноли (боровинки, боровинки, малини) и пребиотични вещества, които са „храна“ за чревните микроби (бобови растения, цитрусови плодове, артишок от йерусалим, праз, лук, аспержи, банани)
- яжте сложни въглехидрати като кафяв ориз, овесени трици и овесени трици, които съдържат разтворими фибри, които стимулират производството на бутират
- яжте качествени мазнини, например в зехтин
- пийте зелен чай, тъй като той съдържа полифеноли като катехини
- увеличаване на консумацията на мариновани зеленчуци, например зеле, краставици, цвекло и млечни продукти, например кисело мляко, кефир, тъй като те са източник на пробиотични микроорганизми
- избягвайте големи количества алкохол и ако вече го консумирате, изберете червено вино, което съдържа полифеноли като ресвератрол
- Изключете от вашата диета преработена нездравословна храна, подсладени напитки, бисквитки и барове, тъй като те са източник на прости захари и трансмазнини
- избягвайте психологически стрес и, ако това е невъзможно, използвайте техники за релаксация
- се погрижете за достатъчно количество сън
- упражнявай се редовно
Литература
- Gałęcka M. и Szachta P. Kyberkompakt - значението на съвременната микробиологична диагностика на стомашно-чревния тракт. Инфекции 5/2013.
- De Filippo C. et al.Влияние на диетата при формирането на чревната микробиота, разкрито от сравнително проучване при деца от Европа и селските райони на Африка. Proc Natl Acad Sci САЩ. 2010, 17, 107 (33), 14691-6. онлайн достъп
- Томас-Барберан Ф.А. и др. Взаимодействия на чревната микробиота с диетични полифеноли и последици за човешкото здраве. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2016, 19 (6), 471-476. онлайн достъп
- Wacklin P. et al. Секреторният генотип (ген FUT2) е силно свързан със състава на Bifidobacteria в човешкото черво. PLoS One 2011, 6, e20113. онлайн достъп
- De Filippis F. и сътр. Придържането на високо ниво към средиземноморската диета благоприятно влияе върху чревната микробиота и свързания с нея метаболом. Червата. 2016, 65 (11), 1812-1821. онлайн достъп
- Reddel S. et al.Влиянието на ниско-FODMAP, безглутенови и кетогенни диети върху модулацията на чревната микробиота в патологични условия. Хранителни вещества. 2019, 12, 11 (2), E373. онлайн достъп
- Wołkowicz T. et al.Микробиомът на храносмилателния тракт и неговата дисбиоза като важен фактор, влияещ върху здравословното състояние на човешкото тяло. Med. Опит Mikrobiol., 2014, 66: 223-235. онлайн достъп
- Ostrowska L. Влиянието на чревната микробиота върху метаболитните нарушения и затлъстяването - гледната точка на интернист и диетолог Gastroenterologia Kliniczna 2016, 8, 2, 62-73. онлайн достъп
- Gulas E. et al. Как може микробиологията да повлияе на психиатрията? Връзки между чревната флора и психичните разстройства. Психиатър. Половината. 2018, 9, 1-17. онлайн достъп
Прочетете още статии от този автор
