Ljudski mikrobiom – šta su mikrobiomi, mikrobiota i mikrobi u telu

U SIMBIOZI SA BAKTERIJAMA

Šta je ljudski mikrobiom i kako nastaje. Šta su mikrobiomi i od čega nastaju, šta je mikrobiota i koji sve mikrobi i mikro organizmi postoje u stomaku i u telu

 

Zašto naši mikrobiomi mogu biti ključ našeg zdravlja?

Niz stanja, od gojaznosti, mulitple skleroze, do anksioznosti, izgleda du su povezani sa mikrobiomom unutar nas. Nikola Dejvis otkriva zašto je mikrobiom top tema savremenih medicinskih istraživanja. Više o tome šta je mikrobiom pročitajte u članku ovde.

Šta su mikrobi?

U našim telima, spolja i unutra, naseljeni su veliki nizovi mikro-organizama. Dok su bakterije najveći ‘igrači’ na mikro nivou, takođe smo  domaćini i jednoćelijskim organizmima kao što su arhea, gljive, virusi i ostali mikrobi – uključujući viruse koji napadaju bakterije. Zajedno svi oni se nazivaju ljudska mikrobiota. Mikrobiom našeg tela su svi geni koje naša mikrobiota sadrži, međutim ova dva termina se često mešaju – mikrobiota (skup mikro organizama) i mikrobiom (skup gena).

Zar ne bi trebalo mikrobi da budu opasni?

To je čitav spektar: neki su patogeni, a ostali postaju štetni ako dospeju na pogrešno mesto ili ako ih ima u velikom broju, a neki su od velike pomoći za naše telo – kao što je pomaganje da se razbiju nizov šećera nađenih u majčinom mleku. “Ovi šećeri u majčinom mleku nisu razbijeni od strane bebe – rekao je profesor Prof John Cryan, neurofarmakolog i ekspert za mikrobiome na University College Cork. Naprotiv, mirkobi u bebinom stomaku to rade.“

Ostale ključne stvari koje utiče rad mikroba jesu imuni sistem, kao i dovođenje hranljivih materija do naših ćelija i sprečavanje kolonizacije od strane štetnih bakterija i virusa.

Odakle dolaze moji mikrobi? Da li ih samo pokupim iz svoje okoline?

„Delimično da, mada je to pitanje malo komplikovanije od toga. I dalje je to kontraverzno pitanje, ali u većini slučajeva ljudi misle da smo sterilni kada smo u matrici i dok se rađamo, ali dok prolazimo kroz rodni kanal naših majki dobijamo ove bakterije“ – rekao je Prof Cryan.

“To je kao gutljaj bakterija pri rođenju. Te bakterije su jako bitne za započinjanje celog procesa“.

Prof Cryan dodaje da se tokom trudnoće majčinski mikrobiom menja, navodno da bi došlo do optimalne mešavine mikroba za potomstvo.

“Ukoliko niste rođeni prirodnim putem, već carskim rezom, stvari se malo razlikuju“ – rekao je Cryan.

Zaista studije su sugerisale da ove razlike mogu biti jedan od razloga zbog kojih bebe rođene carskim rezom imaju veći rizik od oboljenja poput astme i dijabetesa 1.

Naš stomačni mikrobiom se vrlo brzo menja, tokom naše prve ili druge godine, oblikovan od mikroba u majčinom mleku, okruženju i drugim faktorima i stabilizuje se negde oko treće godine života.

Međutim naše okruženje, naše dugoročne dijete, stres i lekovi koje uzimamo, kao što su antibiotici nastavljaju da igraju tu ulogu dok starimo, što znači da naši mikorbiomi mogu da se menjaju tokom života.

Čini mi se da su mikrobi svuda oko nas – koliko je njih u stvari?

Brojka koja je postavljena 1970-ih godina je da mikrobi po brojnosti nadmašuju naše ćelije sa oko 10 na prema 1. Međutim studija iz 2016. godine upućuje na to da u stvari ćelije mikrobioma i ljudske ćelije koegzistiraju zajedno i da im je odnos negde oko 1,3:1  – upućujući da one samo malo premašuju naše sopstvene ćelije, iako tu nisu uračunati virusi i virusne čestice.

Da li ovo znači da nisam ljudsko biće?

Neki kažu da bismo trebali da se posmatramo kao holobint, termin koji odražava intimni, kozavisni odnos koji ljudi imaju sa mikrobima.

‘Ja govorim kroz šalu da sledeći put kad neko ode u kupatilo i oslobodi se nekih svojih mikroba, postaje sve više čovek“ – rekao je Prof Cryan.

Međutim Ellen Clarke, filozof biologije na University of Leeds nije ubeđena u to. “Sve zavisi od toga šta vama znači biti čovek?“- rekla je Clarke. “Ako mislite da je čovek kolekcija ćelija, koje sve dele kopije istih hromozoma, onda je šokantno da nam se kaže da naša tela sadrže ćelije sa bakterijskim DNA“.

Ali kao što Clarke kaže, ljudske ćelije ne sadrže samo hromozome, već nose i DNA u našim ćelijama, mitohondrijama, koje su evolcionarni potomci bakterija.

Naš genom takođe sadrži ostatke genetskog materijala – transposone, koje  se bar u nekim slučajevima smatraju nastalim mnogo pre virusa.

“Preferiram da definišem čoveka u evolucionalnom smislu, a ako tako radimo, onda su mitohondrije i transposonsi deo čoveka, ali stomačni mikrobi nisu, kao što to nisu ni protetski udovi ili nerođeni fetusi – rekla je Clarke, istakavši da mikrobi mogu da pobegnu iz našeg tela i žive samostalno.

Jesu li mikrobi isti u mom stomaku i na mojoj koži?

Ne, različiti delovi tela kao što su koža, vagina i stomak imaju različite zajednice mikroba.

Mikrobi u stomaku su privukli dosta pažnje, ali i mikrobi na drugim mestima su jako važni: u skorašnjim studijama naučnici su pronašli da bakterija koja je obično nađena na koži može pomoći protiv kancera kože.

Mikrobi se takođe razlikuju od osobe do osobe. “Kada pogledate sveukupne aktivne mikrobe između dva zdrava čoveka, iako žive u istom gradu, vidi se veliko neslaganje u njihovim mikrobima“ – rekao je Rob Knight, profesor pedijatrije, kompjuterski naučnik i inženjer na University of California San Diego i takođe ekspert za ljudski mikrobiom.

Promenljivost mikrobioma u stomaku, govori Knght, pomaže da objasnimo zašto ljudi različito reaguju na istu hranu. “Bilo da je paradajz dobar ili loš za vas, bilo da je pirinač dobar ili loš, pa onda sladoled i tako dalje, objašnjen je to putem mikrobioma“ – rekao je.

Zašto su mikrobiomi postala aktuelna tema za istraživanje?

Proteklih godina stomačni mikrobiom posebno su bili povezani sa mnoštvo bolesti i stanja, kao što su dijabetes, autizam, ankzioznost i gojaznost.

Takođe stomačni mikrobiom je povezani i za to kako individualno reagujemo na lekove, uključujući kako pacijenti od raka reaguju na hemoterapiju, a takođe se može povezati sa time koliko dobro spavamo.

U međuvremenu, domet naučnih studija je povećao važnost ostalih aspekata naših mikrobioma, uključujući da je vaginalni mikrobiom bitan po pitanju da li je lek za sprečavanje HIV-a koji je primenjen na vagini efikasan.

Zašto mislimo da je mikrobiom povezan sa ovim stanjima?

Iako neke veze dolaze od upoređivanja mikrobioma različitih grupa ljudi kao što su oni sa određenim bolestima, u poređenju sa zdravim osobama, ključni igrač u istraživanjima mikrobioma je sterilni labaratorijski miš.

Labaratorijski miš je organizam koji je gajen u sterilnom okruženju i može da bude izložen partikuralnim mikrobima, ili grupi mikroba, da bi se istražio njihov uticaj. Takve studije su bile ključ u istraživanju pojave mogućih veza između stomačnog mikrobioma i brojnih aspekata našeg zdravlja, uključujući raspoloženje i gojaznost.

Da li su pojedinačni mikrobi bitni, ili je bitnost u celoj zajednici mikrobioma?

Ovo je zamršeno pitanje. U nekim eksperimentima pojedini delovi bakterija bili su povezani sa odredjenim stanjima, dok su ostali eksperimenti pokazali da je raznolikost mikrobioma ili relativna zastupljenost sojeva bakterija bitna.

“To je pomalo kao prašuma: možeš imati veoma lepu paprat koja je jako srećna, ali ako je to jedina stvar u tvojoj prašumi i nemaš raznolikost drugih biljaka (bakterija u crevima), neće to biti dobro za zemljište (creva)“ – rekao je Tom Spector, profesor genetske epidimiologije na King’s College London i autor ‘The Diet Myth’. Kada je reč o mikrobiomu, “to je kao da imate određene zajednice bakterija koje rade zajedno i zajedno prozivode odgovarajuće hemikalije za vaše telo“.

Mogu li mikrobi uticati na našu težinu, ili čak na naš mozak? To zvuči pomalo naučno fantastično.

Kada je u pitanju gojaznost, postoji par načina kako stomačni mikrobi mogu uticati na telo, preko apetita, produkcije gasova, efikasnost iskorišćenja hrane, I takođe kod uticaja na imuni sistem I upale.

Kada je u pitanju uticaj na raspoloženje postoji par mehanizama kako crevne bakterije deluju na raspoloženje. Jedan je preko glavnog stomačnog vagusnog nerva, dvosmerni put koji prolazi od mozga pa do raznih organa u telu, uključujući stomak.

S ‘obzirom da su mikrobiomi vezani za mnoga stanja, da li će naše ‘petljanje’ sa njima pomoći u pronalaženju novih tretmana za lečenje?

Treba biti oprezan sa tim pitanjem: mnoge studije pokazuju posledice a ne samo uzroke i efekte mikrobioma, a neke studije mikrobioma su bazirana samo na studijama sa miševima i nisu istražene na ljudima. Čak i sa miševima stvari nisu baš jasne – efekti nisu uvek isti za oba pola i mogu da se razlikuju za drugačije vrste miševa.

Postoje i drugi faktori koji se uzimaju u obzir: “Kod gojaznosti, kako izgleda u različitim ljudskim populacijama, različite vrste mikroba su uključene i u razlike između mršavih i gojaznih ljudi“ – rekao je Knight.

Spector kaže: “Svako ima pravo da bude skeptičan, moguće je da nisu samo mikrobi uzroci bolesti, ali mogu biti deo sporednih efekata“.

Ostali kažu da nije iznenađujuće da su mikrobiomi usko povezani sa našim zdravljem. “Ceo ljudski razvoj i svi sistemi u telu su evoluirali ili ko-evoluirali , sa našim mikrobima“ – kaže Prof Cryan. “Kao ljudi mi smo fokusirani na sebe i mislimo da ljudske ćelije imaju prednost, ali mikrobi su tu bili prvi“.

Da li išta od ovoga zapravo utiče na pacijente?

Do određene tačke. Ovo polje je već dovelo do napretka u lečenju C-difficile – infekcija koja dovodi do ozbiljne dijareje i može biti smrtonosna. Pacijenti danas mogu da dobiju fekalni tretman od donatora sa zdravim mikrobiomom da bi se ‘restartovala’ njihova unutrašnja zajednica bakterija – procedura koja se pokazala da brzo leči ovo stanje.

Nova istraživanja, uključujući Cryan-ova, veruju da istraživanja mikrobioma mogu dovesti do razvoja novih terapija za mentalno zdravlje.

“Smislili smo pojam ‘psihobiotski’ (kojim podrazumevamo) ciljanu intervenciju mikrobioma za zdravlje mozga“ – rekao je Cryan.

Iako to može biti neizvesno, Prof Crian veruje da će postati rutina da lekari paze na sastav mikrobioma pacijenata. „Mislim lično da su bakterije ili mikrobiom budućnost precizne medicine“, rekao je on.

Hajde da pređemo na stvar: Šta ja mogu da uradim da održim mikrobiom u dobroj formi?

To je mesto gde dolaze zajedno prebiotici i probiotici: prve su supstance poput vlakna inulina, na kojima korisni mikrobi mogu živeti i prehraniti se, dok su drugi mikrobi koji se smatraju korisnim za zdravlje, kao što su vrste Lactobacillus i Bifidobacterium.

Iako se i prebiotici i probiotici mogu uzimati kao suplementi, pitanje je da li treba da ih koristimo: evo jednog saveta o tome koji bi ljudi trebali konzumirati ove suplemente za određenu situaciju, a kad su u pitanju probiotici nije potpuno sigurno da će mikrobi kolonizovati vaš stomak kad stignu tamo, ili da li će koristiti i pomoći već zdravim ljudima, kao što je sprečavanje bolesti. Drugačije rečeno, ako uzimate antibiotik ili imate nervozna creva IBS, postoje neki dokazi da probiotici mogu biti dobra ideja da se uzimaju redovno.

“I dalje nije jasno da li je bolje piti dosta jogurta i fermentisane hrane ili zapravo korišćenje ovih formulacija kao suplement“ – rekao je Spector, dodajući da on uopšteno preporučuje podešavanje vaše dijete tako da bi se dobila odredjena doza probiotika probiotika, s obzirom da nije jasno koje individualn probiotike treba uzeti. Isto veži i za prebiotike: “ima više vrsta hrane, tako i više vrsta mikroba“ rekao je. “Idealno je da kombinujete prebiotik i probiotik: nešto poput kiselog kupusa ili ‘kimchia‘ (koransko fermentisano jelo, poznato kao dobar prirodni probiotik).

Fekalna transplantacija se već koristi u bolničkim ustanovama za lečenje određenih slučajeva C difficile, a neki kažu da bi postupak mogao pomoći u lečenju širokog spektra stanja.

„Postoji sve veći dokaz za to da radi i za ulcerozni kolitis – samo trebamo uraditi veće studije“, rekao je Spector, naglasivši da birokratija oko postupka usporava istraživanje.

Sa ograničenim pristupom transplantaciji fekalija, postojao je rastući trend da pojedinci uzmu stvari u svoje ruke, a obilje YouTube video snimaka su uključivale upotrebu kućnih blendera. Ali stručnjaci upozoravaju da je pokušaj fekalne transplantacije kod kuće opasan zahvat.

„Vi ste u opasnosti da prenosete sebi zaista ozbiljne krvne bolesti i bolesti stolice koje ako se izlažete nečijoj stolici“, rekao je Vitez. „Samo zato što možete učiniti nešto kod kuće ne znači da to i treba činiti.“

Šta dalje?

U centru pažnje se otkrivaju mehanizmi pomoću kojih se mikrobi povezuju sa ljudskim zdravljem. Među zagonetkama je kako i zašto različite vrste bakterija imaju različite efekte na zdravlje, dok istraživači takođe razvijaju studije kako bi istražili kakav je uticaj mikrobioma na hranu, i kako različite dijete mogu promeniti mikrobiom. Takođe je potrebno uzeti više uzbudljivih otkrića iz studija sa miševima i ispitati ih kod ljudi, poželjno putem kontrolnih ispitivanja.

Nikola Dejvis

Izvor: Gardian