A mikrobiom - a bennünk élő, életünket irányító lények
A "mikrobiom" kifejezést Joshua Lederberg, a molekuláris biológia egyik titánja találta ki, hogy minden mikrobára, genetikai elemükre és a környezeti kölcsönhatásokra utaljon. 1958-ban Lederberg az egyik legfiatalabb Nobel-díjas lett, aki mindössze 33 évesen szerezte meg a legfontosabb orvosi különbséget.
A baktériumok születésünktől kezdve "kolonizálódnak"
A mikrobiomot alkotó baktériumok a születés utáni első 24 órában gyarmatosítják emésztőrendszerünket, és kétéves kor körül stabilizálódnak, állandó jelenlétté válnak életünkben, és valódi "szervet" alkotnak.
Mikrobiomunk születésétől függően változik: a tudósok azt találták, hogy a természetes úton született csecsemőket baktériumok borítják a születési csatornában, a császármetszéssel születetteket pedig a mikrobák borítják, amelyek általában a felnőttek bőrén léteznek.
Szakértők becslése szerint a testünkben élő mikrobák ezreinek milliárdjai súlya összesen csaknem 2 kilogramm. Legtöbbjük a belekben él, pusztulásuknak kellemetlen következményei lehetnek, például elhízás vagy vastagbélbetegségek kialakulása.
A bennünk élő baktériumokkal fennálló kapcsolatunk szimbiotikus: az élelemért cserébe segítenek megemészteni az élelmiszereket, előállítani a szükséges vitaminokat és erősíteni immunrendszerünket. A mikrobiomunkkal való együttéléshez az immunrendszernek tolerálnia kell az ártalmatlan baktériumok ezreit. Ehelyett ezek a baktériumok fontos szerepet játszanak a kórokozók - a "rossz" baktériumok - elleni küzdelemben.
Ismerve a testünkben élő mikrobákat, a tudósok azt remélik, hogy mindenki számára jobb életet tudnak biztosítani a személyre szabott étrend, a betegségek gyorsabb diagnosztizálása és személyre szabott kezelésük révén.
Miért nélkülözhetetlenek a bennünk lévő mikrobák?
Az elmúlt években számos tanulmány kimutatta, hogy a mikrobioma rendellenessége kellemetlen következményekkel járhat az emberi egészségre, beleértve az allergiát, az ekcémát, az asztmát és az elhízást.
Az elmúlt évtizedekben megfigyelték, hogy a bolygó iparosodott területein az allergiás betegek száma gyors ütemben növekedett. Több éves tanulmányozás után a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a "tisztaság megszállottsága" a fő ok. A hipotézist egy tavaly végzett svájci tanulmány is megerősítette, amelyben a kutatók határozott következtetésre jutottak: az allergiás betegségek drámai növekedése az ipari társadalmakban összefügg az emberi testet benépesítő mikroorganizmusok gyors eltűnésével. A Stanfordi Orvostudományi Kar mikrobiológiai és immunológiai szakembereinek tanulmánya szerint a Helicobacter pylori betegségben szenvedőknél alacsonyabb az asztma, az allergiás nátha vagy a bőrallergia kockázata a többiekhez képest. A tudósok szerint a Helicobacter pylori fontos szerepet játszik a ghrelin hormon működésében, a baktérium eltűnésében, amely hozzájárul az elhízás, a 2-es típusú cukorbetegség és más anyagcserezavarok kialakulásához.
Két amerikai kutató, Jeffrey Gordon és Ruth Ley a Washingtoni Egyetemről, több kísérletet végzett egereken, amelyeknek érdekes eredményei voltak. Így azt találták, hogy az elhízásra genetikailag hajlamos laboratóriumi egerek bélflórájában olyan baktériumok vannak, amelyek több tápanyagot szívnak fel az ételből, mint a ketrecben lévő más egerek. Ugyanezt figyelték meg az embereknél is. A két kutató 12 elhízott önkéntest figyelt egy éven keresztül, amelynek során diétát követtek. Az önkéntesek fogyásával a bélben megváltozott a baktériumok szerkezete.
Gordon és Ley azt is kimutatták, hogy amikor a steril környezetben élő egereket az elhízott egerek testéből kivont baktériumokkal gyarmatosítják, azok nagyobb súlyt kapnak, mint amikor normál testsúlyú egerek testéből kivont baktériumokkal telepítik őket. . Úgy tűnik, hogy ez a tanulmány megmagyarázza az elhízás fertőző hatását emberben. Az elhízás tehát nemcsak genetikailag terjed, hanem társadalmilag is, a baktériumok cseréje révén, amely a barátok és rokonok között zajlik.
Ezért elmondható, hogy az ember szuperszervezet lévén hasonlít egy erdő ökoszisztémájára, sok lény jelenlététől függően, amelyek sokszínűségük révén fenntartják a rendszer egyensúlyát.
Az emberek 3 enterotípusa
Nemrégiben egy nagy európai projekt, a MetaHIT vezetett arra a felfedezésre, hogy az embereket a rajtuk keresztül élő baktériumok is megkülönböztetik, nem csak olyan elemek, mint a vércsoport. A tudósok felfedezték, hogy 3 típusú mikrobiális populáció létezik, mindegyik ember ezen enterotípusok egyikéhez tartozik. Ugyanakkor a kutatók megállapították, hogy az enterotípusok nincsenek kapcsolatban az emberek életkorával, nemével, nemzetiségével vagy étrendjével.
A 3 enterotípust a domináns mikrobacsoportról nevezték el: Bacteroides, Prevotella és Ruminococcus. A bakteroidok hatékonyabban bontják le a szénhidrátokat, ami megmagyarázhatja, hogy az ilyen típusú emberek miért hajlamosabbak a súlyproblémákra. A Prevotella baktériumok hajlamosak lebontani a bélnyálkákat, a Ruminococcus pedig megkönnyíti a cukor felszívódását, ami elősegítheti a súlygyarapodást.
A Bacteroides enterotípusba tartozó emberek jobb bélkörnyezettel rendelkeznek a B2, B5, C és H vitaminok szintetizálásához, a Prevotella enterotípusba tartozók pedig több baktériummal hatékonyan szintetizálják a B1 vitamint és a folsavat.
Egy tavalyi tanulmány kimutatta, hogy a Bacteroides enterotípus a magas zsírtartalmú és magas fehérjetartalmú étrendhez, míg a Prevotella enterotípus magas szénhidráttartalmú étrendhez kapcsolódik.
Oluf Pedersen, a dániai Gentofte-i Steno Diabetes Center molekuláris genetikai szakemberének egy másik tanulmánya kimutatta, hogy az elhízott emberek vagy az anyagcserezavarokban szenvedők általában a Bacteroides enterotípushoz tartoznak. Valójában a kutatók azt találták, hogy az esetek 90% -ában csak a mikrobiomjuk elemzésével tudják megállapítani, hogy az ember elhízott-e vagy sem.
Egy Dániában végzett tanulmány kimutatta, hogy a mikrobióm elemzése lehetővé teszi az orvosok számára, hogy pontosan megbecsüljék, szenved-e egy beteg cukorbetegségben, a Bacteroides csoport mikrobáinak szaporodása jobb viszonyítási alap, mint a vizsgált személy testtömeg-indexe.
Az enterotípusok felfedezése, egy újabb lépés a személyre szabott orvoslás felé
A tudósok úgy vélik, hogy az enterotípusok felfedezése az orvostudomány átalakulásához vezet, ahogyan ez a vércsoportokkal történt. Az enterotípuson alapuló személyre szabott étrend és a beteg enterotípusának megfelelő gyógyszerek felírása az első változás, amelyet a szakemberek előrevetítettek.
A tudósok úgy vélik továbbá, hogy az enterotípusok fontos szerepet játszanak az antibiotikumokkal szembeni alternatív kezelések felfedezésében, amelyek az utóbbi években hatástalanná váltak, mivel a baktériumok rezisztensek. Így ahelyett, hogy megpróbálnának minden baktériumot eltávolítani a bélből, beleértve a káros baktériumokat is, az orvosok képesek lesznek ösztönözni a hasznos baktériumokat a betegség kialakulása előtt fennálló baktériumegyensúly helyreállítására. Idővel az enterotípusok lehetővé teszik a személyre szabott orvoslás fejlesztését, amelyben minden beteg részesül a saját igényeinek megfelelően kialakított kezelésből, amelyet a mikrobiom alapján azonosítanak.
A bakterioterápia (más néven ritkábban "széklettranszplantáció") már olyan kezelés, amelyet biztató eredménnyel kezdtek alkalmazni olyan betegeknél, akiknél az antibiotikumok és más kezelések nem működnek. A baktériumátültetést évtizedek óta végzik, de csak az utóbbi években vált lehetővé a bélbaktériumok genetikai elemzése a transzplantáció előtt és után.
Dusko Ehrlich, a MetaHIT projektkoordinátora elmagyarázza, miért játszik fontos szerepet a mikrobiom a személyre szabott orvoslásban: "Genomunk emberenként legfeljebb 0,1% -kal tér el, de a metagenómában a különbség akár 50% is lehet." . Ezért a bennünk élő szervezetek génjeinek elemzésével az orvosok azonosíthatják az egyes betegek egyedi aspektusait, amelyek lehetővé teszik a személyre szabott kezelések megtervezését.
A kutatók azt is megjósolják, hogy a jövőben a gyerekeket nemcsak oltani fogják vírusok ellen, hanem a mikrobiom részletes elemzésének is alávetik őket, hogy azonosítsák a hiányzó kulcsfontosságú baktériumokat az újrateremtés érdekében.
A mikrobiom kutatásai még mindig gyerekcipőben járnak, de az orvosok remélik, hogy jobban megismerik, szövetségessé válhatnak a betegség ellen. Tehát a bennünk élő baktériumok létfontosságú szerepet játszanak egészségünk biztosításában, miközben a tudósok jobban megértik őket.
A mikrobiom vizsgálatában részt vevő szakemberek szerint a megértés potenciális előnyei hatalmasak. Julian Davies, a Brit Kolumbiai Egyetem mikrobiológusa azt mondja, hogy „a mikrobióm jobb megértésére irányuló erőfeszítés minden idők legfontosabb tudományos projektje. Ha ez a projekt sikeres lesz, mindenki profitálni fog. " Az elkövetkező évek tehát figyelemre méltó híreket hoznak az emberi szuperorganizmusban élő lényeges lényekről.