Človeški mikrobiom (mikrobiota): definicija, sestava in pomen za zdravje

Človeški mikrobiom (ali človeška mikrobiota) je zbirka mikroorganizmov, ki živijo na nas. Živijo na koži, v slini in ustih, v očeh ter v črevesju in preostalem delu prebavil. Med njimi so bakterije, arheje, glive in enocelični evkarionti ("protozoji"). Vsakdo ima v sebi veliko več teh mikrobov, kot je število človeških celic v telesu. Človeško telo ima približno 100 bilijonov celic, samo v črevesju pa je približno desetkrat več mikroorganizmov.

Mikrobiom je "ekološka skupnost komenzalnih, simbiotskih in patogenih mikroorganizmov, ki si dobesedno delijo naš telesni prostor". Izraz je prvotno uporabil Joshua Lederberg. Menil je, da so mikroorganizmi, ki živijo v človeškem telesu v zdravju in bolezni, pomembni. V številnih znanstvenih člankih se razlikujeta pojma "mikrobiom" in "mikrobiota", ki označujeta bodisi skupne genome mikroorganizmov, ki živijo v okoljski niši, bodisi mikroorganizme same. Vendar sta po prvotnih opredelitvah ta izraza v veliki meri sinonima.

Nekateri od teh organizmov so koristni za ljudi. Vendar večina nima nobenega znanega učinka. So le simbionti: živijo z nami. Tisti, za katere se pričakuje, da bodo prisotni, so člani običajne flore. V normalnih okoliščinah ne povzročajo bolezni, temveč lahko celo pomagajo našemu zdravju. Študije iz leta 2009 so se spraševale, ali je naše zdravje okrnjeno, če zmanjšamo to bioto. To zagotovo velja za črevesno floro.

Čeprav se "flora" nanaša na rastline in ne na bakterije, se izraz "črevesna flora" pogosto uporablja in je biologom znan. "Biota" se nanaša na celotno zbirko organizmov v ekosistemu. Izraz "mikrobiota" je najboljši za bakterije in druge mikroorganizme, nedvomno pa se bo pogosto uporabljal tudi izraz "flora".

Mikrobi, o katerih razpravljamo, so na splošno nepatogeni (ne povzročajo bolezni, razen če rastejo nenormalno); obstajajo v harmoniji in simbiozi s svojimi gostitelji.

Raziskovalci so ugotovili, da večina mikrobov, ki jih najdemo v človeškem telesu, niso bakterije, temveč zelo star razred enoceličnih organizmov, imenovanih arheje. Med njimi so metanogeni, ki proizvajajo metan in lahko povzročajo napenjanje.

Sestava mikrobioma

Človeški mikrobiom sestavljajo različne skupine mikroorganizmov:

• Bakterije – največja in najbolj raznolika skupina; pomembne za prebavo, proizvodnjo vitaminov (npr. K in nekatere B vitamine) in zaščito pred patogeni.
• Arheje – manj zastopane kot bakterije, a pomembne v posebnih nišah; med njimi so metanogeni, ki sodelujejo pri razgradnji snovi in lahko prispevajo k tvorbi metana.
• Glive (kvasovke) – prisotne na sluznicah in koži; običajno v manjšem deležu, lahko pa ob porušenem ravnovesju povzročijo okužbe.
• Virusi (vključno s bakteriofagi) – vplivajo na dinamiko bakterijskih populacij.
• Protozoji in drugi enocelični evkarionti – redkejši pri zdravih ljudeh, a prispevajo k raznolikosti ekosistema.

Funkcije in pomen za zdravje

Micorbiom igra številne pomembne vloge:

• Presnova in prebava: mikrobi pomagajo razgraditi netopne vlaknine in proizvajajo kratkoverižne maščobne kisline (butirat, propionat, acetat), ki so vir energije za črevesne celice in vplivajo na metabolizem.
• Imunski sistem: zgodnja izpostavljenost mikrobiomskim signalom pomaga pri razvoju in izobraževanju imunskega sistema ter pri vzdrževanju ravnovesja med vnetjem in toleranco.
• Zaščita pred patogeni: normalna mikrobiota zavira naselitev škodljivih mikroorganizmov (konkurenca za prostor in hranila, proizvodnja protimikrobnih snovi).
• Metabolna regulacija: mikrobi vplivajo na shranjevanje energije, občutek lakote in odziv na zdravila.
• Komunikacija črevo–možgani (gut–brain axis): mikrobi lahko preko živčnih, imunskih in endokrinih poti vplivajo na razpoloženje, vedenje in kognitivne funkcije.

Kje v telesu prebivajo mikrobi?

Mikrobi naseljujejo različne telesne površine in votline, npr.:

• koža (različne niše: pazduhe, medprstni prostori, nožnica),
• usta, žrelo, slina, zobna obloga,
• zgornji in spodnji del dihal,
• očesna veznica,
• urogenitalni trakt,
• črevesje – najbolj gosta in raziskana bakterijska skupnost.

Razlike med posamezniki in dejavniki, ki oblikujejo mikrobiom

Vsak človek ima unikatno mikrobiotsko sestavo. Ključni dejavniki, ki vplivajo nanjo:

• Porod: vaginalni porod daje prvi stik z maternimi mikrobi; porod s carskim rezom povzroči drugačen začetek naselitve.
• Dojenje in prehrana: materino mleko in prehrana (vlakna, rastlinska hrana) močno oblikujeta črevesno mikrobioto.
• Antibiotiki in zdravila: lahko začasno ali trajneje spremenijo sestavo mikrobioma.
• Okolje in življenjski slog: stik z živalmi, higiena, podnebje, potovanja.
• Starost: mikrobiom se skozi življenje spreminja (dojenček → odrasel → starejši).
• Genetika: igra vlogo, vendar je vpliv okolja pogosto močnejši.

Ko ravnovesje poruši – disbioza in bolezni

Porušeno ravnovesje mikrobioma (disbioza) je bilo povezano z različnimi stanji:

• vnetne črevesne bolezni (IBD),
• bolezni presnove (debelost, diabetes tipa 2),
• alergije in atopije,
• avtoimunske bolezni,
• psihiatrični simptomi in motnje razpoloženja v sklopu osi črevo–možgani,
• nekatera onkološka stanja (vpliv na odziv na zdravljenje in vnetje).

Pomembno je poudariti, da so v mnogih primerih povezave kompleksne in pogosto še ni jasno, ali disbioza povzroča bolezen ali je posledica bolezni.

Kako raziskujemo mikrobiom?

Glavne metode vključujejo:

• 16S rRNA sekvenciranje – za identifikacijo bakterijskih taksonov;
• metagenomika – sekvenciranje vsega genetskega materiala, kar omogoča vpogled v funkcije;
• metatranskriptomika, metaproteomika, metabolomika – preučevanje izraženih genov, beljakovin in presnovkov;
• klinične študije in kultivacija – izolacija in preiskave posameznih sevov in njihovih učinkov.

Intervencije in skrb za zdrav mikrobiom

Možni pristopi za vplivanje na mikrobiom:

• Prehrana: bogata z vlakninami, fermentiranimi živili in raznoliko rastlinsko hrano spodbuja raznolikost mikrobioma.
• Probiotiki: živih mikroorganizmov, ki lahko ob zaužitju prinesejo korist; učinki so zaleženi od seva, odmerka in posameznika.
• Prebiotiki: hranila (npr. oligosaharidi), ki spodbujajo rast koristnih bakterij.
• Synbiotiki: kombinacije probiotikov in prebiotikov.
• Fekalna presaditev mikrobiote (FMT): učinkovita pri ponavljajočih okužbah s Clostridioides difficile; raziskuje se tudi njena vloga pri drugih stanjih.
• Omejena in premišljena uporaba antibiotikov: za zmanjšanje nepotrebnega škodljivega vpliva na mikrobiom.

Praktični nasveti za ohranjanje zdravega mikrobioma

• uživajte raznoliko, vlaknin bogato prehrano z veliko zelenjave, stročnic, polnozrnatih žit in fermentiranih živil (jogurt, kefir, kislo zelje);
• izogibajte se nepotrebni uporabi antibiotikov;
• živite aktivno in zmanjšujte kronični stres, saj vpliva na črevesno okolje;
• če razmišljate o probioticih ali zdravljenjih, se posvetujte z zdravnikom, posebej pri kroničnih boleznih ali oslabljenem imunskem sistemu.

Zaključek in prihodnje smeri

Raziskave mikrobioma so hitro napredovale in razkrivajo, kako tesno so mikrobi povezani z našim zdravjem. Čeprav so številne povezave že dokazane, ostajajo vzročne zveze in mehanizmi pri mnogih boleznih še predmet raziskav. Pričakujemo nadaljnji razvoj personaliziranih pristopov (prehrana, probiotiki, FMT), ki bodo upoštevali edinstvenost posameznikove mikrobiote.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je človeški mikrobiom?

V: Koliko celic ima človeško telo?

V: Kaj je Joshua Lederberg koval?

V: Kakšna je razlika med "mikrobiomom" in "mikrobioto"?

V: Ali so vsi mikrobi koristni za ljudi?

V: Kaj je črevesna flora?

V: Kaj so metanogeni?

Išči po črki