Was sind die Darm-Mikrobiota und das menschliche Mikrobiom?

Inhaltsverzeichnis

1. Was sind die menschlichen Mikrobiota und Mikrobiome?
2. Was ist die Darm-Mikrobiota?
3. Warum ist die menschliche Mikrobiota wichtig?
4. Neue Erkenntnisse zum Mikrobiom

Der menschliche Körper beherbergt etwa 100 Billionen Mikroben. Sie sind den menschlichen Zellen im Körper 10 zu 1 überlegen.

Jüngste wissenschaftliche Fortschritte in der Genetik bedeuten, dass Menschen viel mehr über die Mikroben im Körper wissen.

Viele Länder haben viel in die Erforschung der Interaktionen innerhalb des Ökosystems des menschlichen Körpers und ihrer Relevanz für Gesundheit und Krankheit investiert.

Die beiden Begriffe Mikrobiota und Mikrobiom werden oft verwendet, um dasselbe zu bedeuten und werden synonym verwendet. Dieser Artikel erklärt die Unterschiede zwischen ihnen und wie beide verwendet werden und Forschung in der modernen Medizin.

Schnelle Fakten über die Darmflora

• Die menschliche Mikrobiota besteht aus Billionen von Zellen, einschließlich Bakterien, Viren und Pilzen.
• Die größten Populationen von Mikroben befinden sich im Darm. Andere beliebte Lebensräume sind die Haut und Genitalien.
• Die mikrobiellen Zellen und ihr genetisches Material, das Mikrobiom, leben von Geburt an bei Menschen. Diese Beziehung ist wichtig für die normale Gesundheit.
• Die im Magen-Darm-Trakt lebenden Mikroorganismen belaufen sich auf etwa 4 Pfund Biomasse. Jeder Mensch hat einen einzigartigen Artenmix.
• Die Mikrobiota ist wichtig für die Ernährung, Immunität und Auswirkungen auf das Gehirn und das Verhalten. Es ist an einer Reihe von Krankheiten beteiligt, die eine Störung des normalen mikrobiologischen Gleichgewichts verursachen.

Was ist das menschliche Mikrobiom?

Die Darm-Mikrobiota ist bei Menschen von Geburt an und beeinflusst die Funktion im ganzen Körper.

Die menschliche Mikrobiota besteht aus einer Vielzahl von Bakterien, Viren, Pilzen und anderen einzelligen Tieren, die im Körper leben.

Das Mikrobiom ist der Name für alle Gene in diesen Mikrobenzellen.

Jeder Mensch beherbergt zwischen 10 Billionen und 100 Billionen Mikrobenzellen in einer symbiotischen Beziehung. Dies kommt sowohl den Mikroben als auch ihren Wirten zugute, solange sich der Körper in einem gesunden Zustand befindet. Schätzungen variieren, aber es könnte über 1.000 verschiedene Arten von Mikroorganismen geben, die die menschliche Mikrobiota ausmachen.

Es gibt viele Projekte, die versuchen, das menschliche Genom durch Sequenzierung aller menschlichen Gene zu entschlüsseln. In ähnlicher Weise wurde das Mikrobiom intensiven Bemühungen unterzogen, all seine genetischen Informationen zu entschlüsseln.

Das folgende Video über das menschliche Ökosystem, das vom Genetic Science Learning Center der Universität von Utah, Salt Lake City, erstellt wurde, wird helfen, ein Bild von dieser heiklen, aber lebenswichtigen Beziehung zu schaffen.

Es ist eine gute Einführung in die Vielfalt der Lebensräume für verschiedene Arten von Mikroben im Körper, einschließlich der Unterschiede zwischen der trockenen Umgebung des Unterarms und der feuchten und öligen Umgebung der Achselhöhle.

Die Mikroben im Körper sind so klein, dass sie trotz der Überzahl der Zellen nur etwa 2 bis 3 Prozent des Gesamtgewichts des menschlichen Körpers ausmachen. [S2]

Eine im Jahr 2012 vom Human Microbiome Project Consortium in Nature veröffentlichte Studie ergab Folgendes:

• Mikrobengemeinschaften von Mund und Stuhl sind besonders vielfältig
• Im Gegensatz dazu zeigen Proben von vaginalen Stellen besonders einfache mikrobielle Gemeinschaften.

Die Studie zeigte die große Vielfalt des menschlichen Mikrobioms bei einer großen Gruppe gesunder Menschen im Westen, stellt jedoch Fragen für weitere Forschungen. Wie unterscheiden sich die mikrobiellen Populationen in jedem von uns im Laufe eines Lebens, und sind die Muster der Kolonisierung durch nützliche Mikroben die gleichen wie diejenigen, die von krankheitserregenden Mikroben gezeigt werden?

Was ist die Darm-Mikrobiota?

Die Darm-Mikrobiota wurde früher als Mikroflora des Darms bezeichnet.

Um diese Zeit, im Jahr 1996, schrieb Dr. Rodney Berg von der Abteilung für Mikrobiologie und Immunologie der Louisiana State University über die Darm-Mikrobiota und fasste seine "tiefgründige" Bedeutung zusammen.

"Die Mikroflora des Magen-Darm-Trakts hat tiefgreifende Auswirkungen auf die anatomische, physiologische und immunologische Entwicklung des Wirts", schrieb Dr. Berg in einem in Trends in Microbiology veröffentlichten Artikel.

Das Papier fügt hinzu:

"Die einheimische Mikroflora stimuliert das Wirtsimmunsystem, um schneller auf die Pathogenprovokation zu reagieren und hemmt durch bakteriellen Antagonismus die Kolonisierung des GI-Trakts durch offene exogene Pathogene."

Diese symbiotische Beziehung kommt dem Menschen zugute, und das Vorhandensein dieser normalen Flora umfasst Mikroorganismen, die in der Umwelt so vorhanden sind, dass sie in praktisch allen Tieren aus dem gleichen Lebensraum vorkommen.

Diese einheimischen Mikroben enthalten jedoch auch schädliche Bakterien, die die körpereigenen Abwehrkräfte überwinden können, die sie von lebenswichtigen Systemen und Organen trennen. Beispiele beinhalten

Zusammenfassend gibt es nützliche Bakterien im Darm, und es gibt schädliche Bakterien, die in breitere Systeme übertreten und lokale Infektionen des Gastrointestinaltrakts verursachen können. Diese Infektionen umfassen Lebensmittelvergiftungen und andere GI-Erkrankungen, die zu Durchfall und Erbrechen führen.

Die Darm-Mikrobiota enthält mehr als 3 Millionen Gene, wodurch sie 150-mal genetisch stärker variiert als der menschliche Körper.

Die Darm-Mikrobiota jedes Individuums ist einzigartig. Es kann stark dazu beitragen, wie eine Person Krankheiten bekämpft, Nahrung verdaut und sogar ihre Stimmung und psychologischen Prozesse.

Warum ist die menschliche Mikrobiota wichtig?

Es wurden Verbindungen zwischen Darmmikroben und Herzerkrankungen gefunden

Mikroorganismen haben sich neben dem Menschen entwickelt und bilden einen integralen Bestandteil des Lebens und führen eine Reihe von Vitalfunktionen aus.

Sie sind sowohl an Gesundheit als auch an Krankheiten beteiligt, und die Forschung hat Verbindungen zwischen bakteriellen Populationen, ob normal oder gestört, und den folgenden Krankheiten gefunden:

• Asthma
• Autismus
• Krebs
• Zöliakie
• Kolitis
• Diabetes
• Ekzem
• Herzkrankheit
• Unterernährung
• Multiple Sklerose
• Fettleibigkeit

Das menschliche Mikrobiom hat Einfluss auf die folgenden vier für die Gesundheit wichtigen Bereiche:

• Ernährung
• Immunität
• Verhalten
• Krankheit

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Ernährung

Neben der Absorption von Energie aus der Nahrung sind Darmmikroben für die Aufnahme von Nährstoffen unerlässlich. Gutbakterien helfen uns zum Beispiel beim Abbau von komplexen Molekülen in Fleisch und Gemüse. Ohne die Hilfe von Darmbakterien ist Pflanzencellulose unverdaulich.

Darm-Mikroben können auch ihre metabolischen Aktivitäten verwenden, um Heißhunger und das Gefühl, voll zu sein, beeinflussen.

Die Diversität der Mikrobiota hängt mit der Vielfalt der Ernährung zusammen. Jüngere Erwachsene, die eine große Auswahl an Nahrungsmitteln ausprobieren, zeigen eine vielfältigere Darm-Mikrobiota als Erwachsene, die einem bestimmten Ernährungsmuster folgen.

Immunität

Von dem Moment an, in dem ein Tier geboren wird, beginnen sie mit dem Aufbau ihres Mikrobioms. Menschen erhalten ihre ersten Mikroben vom Eingang des Gebärmutterhalses ihrer Mutter bei der Ankunft in der Welt.

Ohne diese frühen mikrobiellen Gäste würde eine adaptive Immunität nicht existieren. Dies ist ein wichtiger Abwehrmechanismus, der lernt, auf Mikroben zu reagieren, nachdem er sie getroffen hat. Dies ermöglicht eine schnellere und effektivere Reaktion auf krankheitserregende Organismen.

Nager, die frei von Mikroorganismen sind, zeigen eine Reihe von pathologischen Wirkungen, darunter ein unterentwickeltes Immunsystem.

Die Mikrobiota bezieht sich auch auf Autoimmunerkrankungen und Allergien, die sich eher entwickeln können, wenn die Mikrobenexposition frühzeitig gestört ist.

Verhalten

Die Mikrobiota kann das Gehirn beeinflussen, das auch an der Verdauung beteiligt ist. Einige haben die Darm-Mikrobiota sogar als "zweites Gehirn" bezeichnet.

Kleine Moleküle, die durch die Aktivität von Darmbakterien freigesetzt werden, lösen die Reaktion der Nerven im Magen-Darm-Trakt aus.

Forscher haben auch Verbindungen zwischen dem Darm-Mikrobiom und psychologischen Störungen wie Depression und Autismus-Spektrum-Störung (ASD) beobachtet.

Krankheit

Bakterienpopulationen im Magen-Darm-System haben Einblicke in Darmbeschwerden gegeben, einschließlich entzündlicher Darmerkrankungen (IBD) wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa. Geringe mikrobielle Diversität im Darm wurde mit IBD sowie Adipositas und Typ-2-Diabetes in Verbindung gebracht.

Der Status der Darmmikrobiota wurde mit dem metabolischen Syndrom in Verbindung gebracht. Die Umstellung der Ernährung durch Präbiotika, Probiotika und andere Nahrungsergänzungsmittel hat diese Risikofaktoren reduziert.

Gut Mikroben und ihre Genetik beeinflussen Energiebilanz, Gehirnentwicklung und kognitive Funktion. Es wird genau untersucht, wie dies geschieht und wie diese Beziehung für den menschlichen Nutzen genutzt werden kann.

Eine Störung der Mikrobiota mit Antibiotika kann zu Erkrankungen führen, einschließlich Infektionen, die gegen ein Antibiotikum resistent werden.

Die Mikrobiota spielt auch eine wichtige Rolle bei der Überwindung des Darmwachstums von extern eingeführten Populationen, die sonst Krankheiten verursachen würden - die "guten" Bakterien konkurrieren mit den "schlechten" Bakterien, manche sogar mit entzündungshemmenden Verbindungen.

Neue Erkenntnisse zum Mikrobiom

Die Auswirkungen der Darmmikrobiota auf die Gesundheit werden untersucht.

Große Investitionen wurden in die Erforschung mikrobieller Populationen im Körper und ihrer Genetik investiert, um Zusammenhänge mit Gesundheit und Krankheit zu erforschen.

Die National Institutes of Health (NIH) lancierten 2007 das Human Microbiome Project, ein Forschungsprojekt, das darauf abzielt, die mikrobiellen Spezies zu definieren, die den Menschen und seine Beziehungen zur Gesundheit beeinflussen, indem große, öffentlich verfügbare Datensätze aus genetischen Studien erstellt werden.

Die meisten Mikroorganismen, die in Menschen leben, werden im Magen-Darm-System gefunden, und hier werden auch die meisten neuen Entdeckungen gemacht.

Jüngste Entwicklungen umfassen die weitere Bestätigung von Möglichkeiten, einen neuen Stamm in eine bestehende Mikrobiota unter Verwendung von Nährstoffverfügbarkeit einzufügen, ohne das Gesamtgleichgewicht und die Funktion des Mikrobioms zu beeinträchtigen. Dies eröffnet das Potenzial für probiotische Behandlungen und neue Methoden zur Analyse der Zusammensetzung der Darmmikrobiota.

Seetang wurde in dieser Studie zur Kontrolle der Darmmikrobiota mehrerer Mäuse verwendet.

Es gibt auch neuere Forschungen darüber, wie potentielle Krankheitserreger von außerhalb des Körpers überfallen und wie sie sich auf die Darm-Mikrobiota beziehen. Dies wird helfen, Wege zu finden, das Eindringen potentiell schädlicher Mikroben und ihrer krankheitsauslösenden Wirkungen zu begrenzen.

Die Darmmikrobiota wird zu einem Eckpfeiler der Präventivmedizin.