MIKROBIYOTA: KOMPOZISYON, IŞLEVLER VE BULUNDUĞU YER - BIYOLOJI - 2025

İnsanların normal mikrobiyotası , herhangi bir hastalığa neden olmadan vücutta standart bir şekilde yaşayan mikroorganizmalar kümesidir. Bugün bakteri florası terimi uygunsuz kabul edilmektedir.

Taksonomik olarak, mikrobiyota, bakteriler, arkeler ve ökaryotlardan virüslere kadar çok çeşitli organizmalardan oluşur. Mikrobiyal topluluklar, vücudun farklı bölgelerinde önemli ölçüde değişiklik gösterir. Yani ağızdaki mikropların bileşimi bağırsakta bulunanlarla uyuşmuyor.

Kaynak: Pixabay.com

Bakterileri ve genel olarak mikroorganizmaları düşündüğümüzde, bu varlıkların vücudumuzdaki varlığıyla ilgili aşağılayıcı duygular uyandırma eğilimindeyiz. Çeşitli bakterilerin ciddi hastalıklara neden olduğu doğru olsa da bu anlayışı genellemek doğru değildir.

Vücudumuzdaki mikroorganizmalar vazgeçilmezdir ve organizmamızla karşılıklı ve müşterek ilişkiler kurar. Mikrobiyotamız fizyolojimizi - hem doğrudan hem de dolaylı olarak - önemli ölçüde etkiler, bir dizi metabolik fonksiyona katkıda bulunur, bizi patojenlere karşı korur, bağışıklık sistemini eğitir ve diğer fonksiyonlar.

İnsan mikrobiyotasının bileşimini farklı faktörler etkiler. Bunların en önemlileri arasında hem çocuklukta hem de yetişkinlikte diyet, doğum şekli, antibiyotik kullanımı, belirli tıbbi durumlar, konakçının genotipi ve diğerleri yer alır.

Şu anda, mikrobiyotayı gelişmiş ve hızlı sıralama teknikleri kullanarak karakterize etmeye izin veren bir dizi yeni moleküler yöntem var. En yaygın olarak kullanılan, 16S ribozomal RNA'yı kodlayan ve bir veritabanı ile karşılaştırılan gendir.

Mikrobiyota nedir?

Mikrobiyota, tanımlanmış bir ortamda bulunan mikroorganizmaların bir araya gelmesi olarak tanımlanır. Bu durumda insan vücudu ile ilişkili mikroorganizmalar. Terim, bu biyolojik varlıkların insan sağlığı için sonuçlarını ve yararlarını vurgulayan Lederberg ve McCray tarafından önerildi.

Çok benzer bir terim var: mikrobiyom. Literatürde mikrobiyom ve mikrobiyota genellikle birbirinin yerine geçebilir kavramlardır. Bununla birlikte, kesin olmak istersek, mikrobiyom, mikropların genleriyle birlikte kataloğudur.

İlişkili bir terim, bakteriyel "flora", mikroflora veya bağırsak florasıdır. Her ikisi de onlarca yıldır kullanıldı ve özellikle tıbbi ve bilimsel literatürle ilgiliydi.

Bununla birlikte, 1900'den kalma bu terim uygunsuzdur, çünkü flora, belirli bir bölgede yaşayan bitkilerle ilişkili Latin çiçeğinden türetilen bir terimdir. Ve insan vücudunda yaşayan mikro bitkiler setine atıfta bulunulmadığından, terim terk edilmeli ve duruma göre mikrobiyota veya mikrobiyomla değiştirilmelidir.

Normal mikrobiyotanın bileşimi

Numara

Mikrobiyota, her insanın vücudunda yaşayan çok sayıda mikroorganizmadan oluşur. Sayısal olarak, esas olarak gastrointestinal kanalda bulunan bu simbiyotik organizmaların 10 ila 100 trilyonu (konakçı hücre sayısını aşan) vardır.

Mikrobiyotanın bileşimini etkileyen faktörler

Mikrobiyota, vücudunun mikrobiyal kolonizasyon için yeni bir ortamı temsil ettiği bebeğin doğumundan itibaren oluşmaya başlar. Bu kolonizasyon doğum şekline bağlıdır - yani doğal doğum veya sezaryen (ikincisi mikrobiyotayı önemli ölçüde etkiler).

Bebek büyüdükçe ve geliştikçe, mikrobiyotanın çeşitliliği, ilk kolonileştiricilere bağlı olarak doğrusal olarak artar. Bu, anne sütü ile beslenme, belirli yiyeceklerin tüketimi, hastalıkların gelişimi gibi çok çeşitli faktörlere bağlı olarak değişecektir.

Mevcut araştırmalar, diyetin, her bireyde var olacak mikrobiyota türünü belirlemeye yardımcı olan en önemli faktör olduğunu göstermektedir.

Taksonomi

Taksonomik olarak bu mikroorganizmalar yaşamın üç alanına aittir: ökaryotlar, bakteriler ve arkeler.

Bu organizmaların kimliği, bireyler, bireyin vücut bölgeleri ve yaşadıkları coğrafi alan arasında büyük ölçüde değişkendir. Bir sonraki bölümde, her vücut bölgesinin tipik mikrobiyotasının taksonomik kimliğini daha ayrıntılı olarak açıklayacağız.

Yani biz gerçekten insan mıyız?

Şimdi, vücudumuzda yaşayan muazzam çeşitlilikteki organizmaları bilerek, kendimize kim olduğumuzu ve kendimizi gerçekten bir birey olarak kabul edip edemeyeceğimizi sormalıyız.

Daha uygun bir görüş, kendimizi bir süper organizma veya holobiont olarak düşünmektir, çünkü bizler% 90 mikrobik hücrelerden ve% 99 mikroplardan gelen genlerden oluşuyoruz.

Nerede bulunuyor?

Vücudumuz, her yapının gelişmeleri için potansiyel bir niş sağladığı zengin bir mikroorganizma topluluğudur. Bu karşılıklı ilişkiler, genellikle belirli bir mikroorganizma kümesinin vücudun belirli bölgelerinde koloniler oluşturduğu yere özgüdür. En önemli bölgeler:

Bağırsak mikrobiyotresi

İnsan vücudu tarafından sağlanan nişler içinde, hiç şüphe yok ki, mikrobiyotası açısından en iyi çalışılan gastrointestinal sistemdir.

Yetişkin bir bireyin bağırsağında, filum Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria ve Verrucomicrobia'nın hakim olduğu binlerce tür bulunur.

Bu kolonizasyon, sindirim sistemi boyunca değişir. Lactobacillaceae, Erysiopelotrichaceae ve Enterobacteriaceae, ince bağırsakta baskındır, Bacteroides türleri, Clostridium türleri, Bifidobacterium türleri bakımından zengindir.

Kolonda en yaygın yaşayanlar Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachnospiraceae ve Ruminococcaceae'dir.

Bağırsaktaki bakteri ailesindeki bu farklılık, bağırsakta var olan fizyolojik farklılıkları yansıtır.

İnce bağırsakta bakteri büyümesi oksijen konsantrasyonu, antimikrobiyal peptitlerin varlığı ve pH değerleri ile sınırlanırken, kolonda bakteri yükü daha yüksektir.

Ek olarak, mikroorganizmalar ve konakçı arasında besin emilimi için rekabeti önlemek için ince bağırsakta bakteri kısıtlaması vardır.

Dışkıda, tespit edilen ana olanlar bakteri alanına aittir, ancak aynı zamanda arkeler (Methanobacteriales sırası) ve ökaryotların (Saccharomycetales sırası) temsilcileri de vardır.

Oral mikrobiyota

Ağız boşluğu ve bitişik uzantılar, diş yüzeyi, dil yüzeyi ve diğer keratinize ve keratinize olmayan yapılar dahil olmak üzere belirli mikroorganizma türleri için uygun yuva bölgelerini temsil eder.

Ağız boşluğunun temel bir bileşeni tükürüktür. Bu sıvının bir mililitresinde 100 milyona kadar bakteri hücresi bulabiliriz. Bunlardan yaklaşık 300 tür belirlendi, diğer 360'a ise belirli bir taksonomik kimlik atanmadı.

Ağız boşluğuna hakim olan filum Firmicutes'tir, ardından Proteobacteria, Bacteroides, Actinobacteria, Spirochaetes ve Fusobacteria gelir.

Arkelerin çeşitliliği ile ilgili olarak, Methanobrevibacter cinsi, ağız boşluğundan birçok kez izole edilmiştir.

Çalışmalar, archaea varlığının periodontal hastalıkların gelişimi ile ilgili olduğunu ortaya koymaktadır. Bu nedenle, bu organizmaların misafirlerle ortak ilişkiler kurmadaki rolü henüz net değildir.

Ağız boşluğundaki baskın mantar, Candida cinsine aittir. Archaea türleri gibi, bunlar birden çok hastalığın gelişmesiyle ilişkilendirilmiştir. Boşluktaki diğer yaygın cinsler şunlardır: Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus ve Fusarium.

Son olarak, ağızdaki en yaygın virüsler herpes virüsleridir. Nüfusun% 90'ının onlara sahip olduğu tahmin ediliyor.

Ürogenital mikrobiyota

Kadın ürogenital sistemi

Vajina içinde yaşayan mikroplar, gelişmeleri için uygun bir anoksik ortam karşılığında, konukçularını koruyan ve besin alışverişi yapan karşılıklı tipte ince ve dengeli bir birliktelik içindedir.

Üreme çağındaki kadınlarda vajina, mikrobiyotanın büyümesini sınırlayan önemli miktarda laktik asit ve diğer antimikrobiyal maddeler içerir. Bu ortam, laktik asit üreten bakterilerin, özellikle Lactobacillus spp.'nin varlığı sayesinde korunur.

Aslında, bu cinse ait bakteriler, 1892'den beri vajina sağlığı için vazgeçilmez canlılar olarak kabul edilmektedir.

Lactobacillus'a ek olarak vajina, cinslerin mikroorganizmalarının varlığı ile karakterize edilir: Staphylococcus, Ureaplasma, Corynebacterium, Streptococcus, Peptostreptococcus, Gardnerella, Bacteroides, Mycoplasma, Enterococcus, Escherichia, Veillonella, the Fidobandida.

Kadınlar yaşlandıkça ve hormonal seviyeler dalgalandıkça mikrobiyota değişir.

Erkek ürogenital sistem

Dişi ürogenital sistemiyle karşılaştırıldığında, erkek mikrobiyotası çok az çalışılmıştır ve o kadar ayrıntılı olarak bilinmemektedir.

Peniste bildirilen cinslerin bazıları arasında Staphylococus epidermidis, Corynebacterium spp., Lactobacillus spp.

Akciğerlerin mikrobiyotası

Akciğerler, mikrobiyotalarının incelenmesi için büyük ilgi gören organlardır. Bununla birlikte, konuyla ilgili çok sınırlı çalışma var - örnek almadaki güçlükle birlikte. Daha önce steril alanlar olarak kabul edilmelerine rağmen, bugün bu vizyon değiştirildi.

Streptococcus cinsinin ve bazı örneklerde Haemophilus, Rothia, Prevotella, Veillonella ve Fusobacterium'un varlığı bulunmuştur.

Derinin mikrobiyotası

İnsanoğlunun en büyük organı, çok çeşitli mikroorganizmalarla kaplı ve doğum anından itibaren onlar tarafından kolonize edilen deridir.

Derinin sakinleri olarak kabul edilen yaklaşık 200 bakteri cinsi tanımlanmıştır. Bu türlerin çoğu, Actinobacteria, Firmicutes ve Proteobacteria olmak üzere üç filuma aittir.

Cildin mikrobiyotasının bileşimi, konağın cilt tipi, alışkanlıkları ve genetiğiyle yakından bağlantılıdır ve bu da onu son derece değişken kılar.

Çoğu mikrop cilt salgılarıyla beslenir, bu nedenle çok yakın ilişkiler kurarlar.

Özellikleri

Sindirim ve vitamin üretimi

Mikrobiyota, insan vücudunda sindirimi iyileştirmedeki rolünü vurgulayan bir dizi işlevi yerine getirir.

Kolonun sonunda yaşayan bakteriler, ince bağırsakta verimli bir şekilde metabolize edilemeyen polisakkaritlerin bölünmesi ile ilgilidir ve bu da besin emilimini artırır.

Ayrıca, farklı bakterilerin, konakçı tarafından absorbe edilecek temel vitaminleri üretebildiği de gösterilmiştir. Bunun bir örneği, bilim adamlarının en iyi bildiği organizmalardan biridir: E. coli.

Patojenlere karşı rekabet ve koruma

Rekabet, ortak bir kaynak için rekabet eden iki veya daha fazla türü içeren antagonistik bir etkileşim olarak tanımlanır.

Vücudumuzda barındırdığımız zararsız mikroorganizmalar yelpazesi, patojenlerle sürekli rekabet halindedir ve çoğu durumda, ekolojide rekabetçi dışlama ilkesi olarak bilinen şey sayesinde, onları yerlerinden etmeyi başarırlar.

Bu potansiyel patojenlerin neden olduğu enfeksiyona karşı ilk savunma hattını oluşturduklarına inanılıyor.

Mikrobiyota nasıl incelenir?

Mikrobiyota çalışması, 1680'in başındaki Antonie van Leewenhoek zamanına kadar uzanmaktadır. Bu araştırmacı, ağız ve dışkıda yaşayan farklı mikroorganizmaları karşılaştırmalı bir şekilde incelemiş ve her iki alanda da önemli farklılıklar olduğunu belirtmiştir.

Bu araştırmacı, deneysel tasarımına sağlıklı ve hasta bireyler arasındaki karşılaştırmaları da dahil ettiğinden, farklılıklar vücut bölgesinin ötesine geçti. Böylelikle mikroorganizmaların insan sağlığındaki önemini göstermeyi başardı.

Tarihsel olarak, mikrobiyota çalışması, birden fazla mahsulün üretilmesinde zaman ve enerji yatırımını içeriyordu.

Şu anda, bu metodoloji, mikroorganizmaların genetik dizilerinin analizine izin veren moleküler bir yaklaşımla değiştirildi (genellikle kullanılan moleküler işaret, 16S ve 18S ribozomal RNA için gendir).

Bu dizileri analiz ederek, takson (ökaryotlar, bakteriler veya arkeler), türe ulaşana kadar farklı taksonomik seviyelere atanabilir.

Metagenomik terimi başlangıçta toplam DNA'nın karakterizasyonu için kullanıldı ve bugün daha kesin olarak 16S ribozomal DNA geni gibi genetik belirteçlerin çalışmasına atıfta bulunmak için kullanılmaktadır.

Mikrobiyotada dengesizlikler meydana geldiğinde ne olur?

İnsan vücudunda yaşayan tüm organizmaların net ve kesin bir diyagramı olmamasına rağmen, bolluk ve kompozisyonlarındaki değişimin, sindirim bozukluklarından kaygılı davranışların gelişimine kadar sağlığı etkilediği bilinmektedir.

Şu anda, sağlıklı mikrobiyotanın yeniden kurulmasına odaklanan tedaviler, bazı rahatsızlıklardan muzdarip hastalarda yönetilmektedir.

Referanslar

1. Donaldson, GP, Lee, SM ve Mazmanian, SK (2016). Bakteriyel mikrobiyotanın bağırsak biyocoğrafyası. Doğa incelemeleri. Mikrobiyoloji, 14 (1), 20–32.
2. Lloyd-Price, J., Abu-Ali, G. ve Huttenhower, C. (2016). Sağlıklı insan mikrobiyomu. Genom tıbbı, 8 (1), 51.
3. Marchesi, JR (Ed.). (2014). İnsan mikrobiyotası ve mikrobiyomu. CABI.
4. Marchesi, JR ve Ravel, J. (2015). Mikrobiyom araştırmalarının kelime dağarcığı: bir öneri. Mikrobiyom, 3, 31.
5. Mimee, M., Citorik, RJ ve Lu, TK (2016). Mikrobiyom terapötikleri - Gelişmeler ve zorluklar. Gelişmiş ilaç dağıtım incelemeleri, 105 (Pt A), 44–54.
6. Mohajeri, MH, Brummer, R., Rastall, RA, Weersma, RK, Harmsen, H., Faas, M. ve Eggersdorfer, M. (2018). Mikrobiyomun insan sağlığı için rolü: temel bilimden klinik uygulamalara. Avrupa beslenme dergisi, 57 (Ek 1), 1–14.
7. Thursby, E. ve Juge, N. (2017). İnsan bağırsak mikrobiyotasına giriş. Biyokimyasal dergi, 474 (11), 1823–1836.
8. Ursell, LK, Metcalf, JL, Parfrey, LW ve Knight, R. (2012). İnsan mikrobiyomunun tanımlanması. Beslenme incelemeleri, 70 Ek 1 (Ek 1), S38 - S44.