Мікробіом кишечника - огляд тем ScienceDirect
На сьогоднішній день мікробіом кишечника є найбільш вивченою мікробною спільнотою здорової людини завдяки його відомій чи підозрілій ролі в широкому діапазоні гомеостатичних фізіологічних функцій та запальних захворювань кишечника та великій біомасі, що робить можливим надійне взяття проб.
Пов’язані терміни:
- Фірма
- Дисбіоз
- Серозит
- Обмін речовин
- Метаболіт
- Мікробіом
- Ожиріння
- Бактерія
Завантажити у форматі PDF
Про цю сторінку
Мікробіом кишечника
Гейл А.М. Креші PhD, RDN, CNSC, Kristin Izzo MS, RDN, CNSC, при синдромі короткого кишечника для дорослих, 2019
Вступ
Мікробіом кишечника, як визначив молекулярний біолог Джошуа Ледерберг, - це сукупність мікроорганізмів, бактерій, вірусів, найпростіших та грибів, а також їх колективний генетичний матеріал, присутній у шлунково-кишковому тракті (ШКТ). Мікробіота кишечника складається з усіх бактерій, коменсальних та патогенних, що мешкають у ШКТ. Протягом останнього десятиліття мікробіота кишечника була досліджена щодо можливих взаємодій кишків мікроб-господар, включаючи вплив на метаболізм, імунні та нейроендокринні реакції. Мікробіота кишечника відіграє важливу роль у поглинанні поживних речовин та мінералів, синтезі ферментів, вітамінів та амінокислот, а також у виробництві коротколанцюгових жирних кислот. Побічні продукти ферментації ацетат, пропіонат і бутират важливі для здоров'я кишечника і забезпечують енергією клітини епітелію, підвищують цілісність епітеліального бар'єру, забезпечують імуномодуляцію та захист від патогенних мікроорганізмів. Поточні дослідження досліджують функцію резидентних бактеріальних генів та потенційну відповідну роль у здоров’ї та метаболізмі людини. Крім того, триває дослідження того, чи можуть непатогенні штами бактерій стимулювати відновлення імунної відповіді на патогенні хвороби (Cresci and Bawden, 2015).
Мікробіота кишечника людини поділяється на багато груп, які називаються філами. Мікробіота кишечника складається в основному з чотирьох основних типів, які включають Firmicutes, Bacteriodetes, Actinobacteria і Proteobacteria (Belizario and Napolitano, 2015). Поки бактерії колонізують людський організм, включаючи порожнину рота, плаценту, піхву, шкіру та шлунково-кишковий тракт, більшість бактерій мешкає всередині ШКТ, а більшість переважно анаеробних бактерій розміщуються в товстій кишці (рис. 4.1). Щоб отримати перспективу величини присутності бактерій та потенційного впливу на господаря, людський організм експресує 20 000 генів еукаріотів, тоді як мікробіом кишечника експресує 3,3 мільйона генів прокаріотів (NIH, 2012).
Рисунок 4.1. Переважання мікробіоти кишечника.
На розвиток та зміни мікробіому кишечника впливають різні фактори, включаючи метод виношування та годування немовлят, вплив стресу, навколишнє середовище, дієта, ліки, стадія життєвого циклу та супутні захворювання (рис. 4.2). Дисбіоз описується як зміна мікробної спільноти, що призводить до зменшення різноманітності та кількості коменсальних бактерій. Дослідження свідчать про взаємозв'язок між дисбактеріозом кишечника та хронічними захворюваннями, такими як запальні захворювання кишечника, метаболічний синдром, серцево-судинні захворювання, ожиріння та рак (Carding et al., 2015).
Малюнок 4.2. Фактори, як відомо, впливають на мікробіом кишечника.
Хронічна хвороба нирок та шлунково-кишкові розлади
Сьюзі К. Лью, Джай Радхакрішнан, Хронічна хвороба нирок (друге видання), 2020
Мікробіом кишечника
Мікробіом кишечника відіграє важливу роль як у підтримці здоров’я, так і в патогенезі захворювання. У пацієнтів з ХХН існує дисбактеріоз кишкового мікробіому, що є наслідком зміни складу та функції мікробіома кишечника та порушення функції бар’єрного кишечника. Дисбіоз мікробіомів кишечника утворює надмірну кількість уремічних токсинів. Більшість із них отримані в результаті незбалансованого бродіння сполук азоту щодо неперетравних вуглеводів, таких як p-крезилсульфат та індоксилсульфат, зокрема. Порушений кишковий бар’єр дозволяє переносити ці токсини в системний кровообіг. Ці уремічні токсини причетні до прогресування ХХН, розвитку серцево-судинних захворювань та ризику смерті у хворих на ХХН. 134,135 Докази свідчать про те, що мікробіом кишечника змінений у пацієнтів з ХХН. 136 Кілька факторів, що сприяють дисбіозу мікробіомів кишечника при ХХН, включають зменшення споживання харчових волокон, запор, порушення засвоєння білка, вживання антибіотиків та терапію залізом. 134
Вплив на метаболізм господаря
Висновки
Мікробіом кишечника широко досліджувався і було доведено, що він бере участь у різних механізмах захворювання. Нові технології в геномному та метабономічному полях, а також системні моделі, такі як миші, що не містять мікробів, вдосконалились за останнє десятиліття та розширили наші знання та розуміння щодо складної взаємодії мікробіоти кишечника з метаболізмом господаря. Однак здатність перекладати результати досліджень на гризунах та застосовувати їх до функцій людини залишається проблематичною, оскільки в обох організмах виявляються різні види мікробів та метаболітів, що мають подібні метаболічні функції. Аналітичні методи кидають виклик великій різноманітності метаболітів. Рівні метаболітів, що впливають на дисбактеріоз мікробіоти кишечника, такі як SCFA та BA, відіграють ключову роль у метаболізмі господаря. Очікується, що нещодавно розроблені методи дадуть нове розуміння функції мікробіоти кишечника шляхом моніторингу метаболітів, що впливають на функцію кишечника. Очевидно, що взаємодоповнюваність різних -омічних аналізів є активом максимізації діапазону виявлення метаболітів для розуміння осі мікробіоти господаря-кишечника та участі у патофізіології шлунково-кишкового тракту (табл. 28.1).
Таблиця 28.1. Короткий зміст метаболізму SCFA та BAs, пов’язаних з віссю кишечника-господаря
| SCFA | • |
PH шлунково-кишкового тракту
Вплив на АТФ, ТГ, холестерин та синтез БА
Активуйте шляхи через GPCR (GPR41, GPR43 та GPR109a)