Az emberi bél mikrobiota; az elhanyagolt szerv
Vanya Gerova, Gasztroenterológiai Tanszék, UMHAT "Queen Joanna" -ISUL, Orvosi Egyetem, Szófia
Levelezés: docens Vanya Gerova, MD, Gasztroenterológiai Osztály, UMHAT "Queen Joanna" - ISUL, 8 Byalo More Str., E-mail: [email protected]
Az egészséget a bélben lévő mikrobiota határozza meg.
Minden betegség a belekben kezdődik.
Hippokratész
Az "elhanyagolt szerv" - a bél mikrobiota (PM) emberi egészség és betegségek szempontjából kritikus szerepének felismerésével az orvostudomány új korszaka virradt. Rendkívül nehéz megérteni sokszínűségét, stabilitását és rugalmasságát, valamint e tényezők egészségre gyakorolt hatását. Bár a vb-tanulmány még mindig gyerekcipőben jár, az eredményeket érdekesnek, de egyben ígéretesnek is tartják. Az FM és a test közötti kapcsolatról és a betegség patogenezisében betöltött szerepükről szóló ismeretek hiányosságainak pótlásához alaposabb kutatásra van szükség ennek az izgalmas, de titokzatos vizsgálati területnek a feltárására 1 .
Az emberek olyan bioszférában élnek, amelyben mikrobákkal együtt több mint 3,8 milliárd évig léteztek és fejlődtek. Az emberi testet egy komplex mikrobiális közösség lakja, amely négy fő ökológiai fülkében található - bőr, orrgarat és légzőrendszer, urogenitális és gyomor-bél traktus (GIT). Az összes mikroorganizmus körülbelül 70% -a megtalálható a GIT-ben, különösen a vastagbélben, valószínűleg sok fermentálható szubsztrát jelenléte miatt. A gyomor-bélrendszer nyálkahártyája a legnagyobb hámfelület, amely a külső környezetből származó káros tényezők állandó hatásának van kitéve. Ez teszi a GIT-et a szervezet legfontosabb ökológiai résévé 2 .
A bél mikrobiota
A bél mikrobiota fejlődése és összetétele
A fő mikrobiális fajok összetétele és lumenkoncentrációi a GIT-ben
A mikrobiális eloszlás két színátmenete található meg a GIT-ben, mennyiségben, változatosságban és sűrűségben: a GIT proximális irányától a disztális irányáig és a lumentől a bél nyálkahártyájáig. A baktériumsejtek egyenetlenül oszlanak el a GIT-ben, és számuk és sűrűségük a proximálistól a disztális irányba növekszik. A normális bélperisztaltika és a gyomorsav, az epe, a hasnyálmirigy és a bél váladékának antimikrobiális hatása miatt a gyomorban és a proximális vékonybélben viszonylag kevés baktérium található egészséges egyénekben 16. A terminális ileum mikrobiológiája átmeneti zóna a jejunum között, amely főleg aerob fajokat tartalmaz, és a vastagbél sűrű anaerob populációja között. A baktériumtelepek száma közvetlenül az ileocecalis szelep felett eléri a 10 (9) oszlopképző egységet (CFU)/ml, a Gram (-) organizmusok és az anaerobok túlsúlyával. A vastagbélben a baktériumok koncentrációja és az FM sokféleség drámaian változik, 10 (12) CFU/ml vagy annál nagyobb értékre. Főleg anaerobok képviselik őket, amelyek meghaladják az aerobok számát 100: 1000 arányban. 1. Ez az állapot azt a tényt tükrözi, hogy a vastagbélben nagyon alacsony az oxigénkoncentráció, és az FM alkalmazkodik anaerob környezetben való túléléshez 3 .
A mikrobiális heterogenitás mellett a GIT mentén változások vannak az FM összetételében, változatosságában és sűrűségében a lumen-nyálkahártya tengely mentén. A baktériumfajok többsége a bél lumenében (lumen microbiota) van jelen, míg kevesebb, de jól alkalmazkodó faj kötődik és tartózkodik a hámsejtek nyálka rétegében - a nyálkahártyához kapcsolódó mikrobiota (MAM) 17. Ez utóbbi valószínűleg a szervezet immunrendszerével való kölcsönhatásban vesz részt, míg a lumenflóra főleg az ételekkel vagy az emésztőrendszer termékeivel folytatott metabolikus kölcsönhatásokban. Nyilvánvaló, hogy különböző baktériumpopulációk élhetnek ezeken a különböző területeken, de az egészséghez és a betegségekhez való relatív hozzájárulásuk nem teljesen ismert. Ennek egyik oka a MAM relatív hiánya a vastagbélben és különösen a vékonybélben. A legtöbb FM-vizsgálat székletminta-elemzéseken alapul, amelyek csak a lumen flóráról nyújtanak információt. Valójában számos tanulmány kimutatta a különbségeket a lumen (széklet) FM és a MAM között gyulladásos bélbetegségben és irritábilis bél szindrómában 17,18 .
Az FM dinamikus ingadozása, a baktériumsejtek óriási számával és a hámszövethez való közvetlen közelségével kombinálva, hatalmas kihívást jelent a szervezet immunrendszerének. Ezenkívül ellenőrizni kell a gazdaszervezet immunrendszerének aktiválódását a krónikus gyulladás káros hatásainak megkerülése érdekében, így szigorúan szabályozni kell az FM és a test közötti kölcsönhatást. .
A bél mikrobiota funkciói
Az FM és a test közötti normális interakció szimbiotikus, kölcsönösen előnyös kapcsolat. A test tápanyagokban gazdag környezetet biztosít az FM növekedéséhez és fejlődéséhez, és ezáltal az emberi egészség szempontjából fontos funkciókat lát el. Az FM részt vesz a szervezet védekezésében a patogén mikroorganizmusokkal szemben, az epithelsejtek metabolikus és trofikus funkcióinak szabályozásában, valamint a vitaminok és tápanyagok szintézisében (1. ábra) 19 .
ÁBRA. 1. A bél mikrobiota szerepe az emberi egészség és a betegségek szempontjából
Anyagcsere
Védelem a kórokozókkal szemben és az immunrendszer fejlődése
Az Healthy FM különféle mechanizmusokkal biztosítja a szervezet védelmét a kórokozók behatolása ellen.
Számos kommenzális bél mikroorganizmus termel antimikrobiális anyagokat, ezáltal gátolja a kórokozók szaporodását, amellett, hogy versenyeznek velük a lumen lumenében található tápanyagokért és a bél nyálkahártyájának tapadási helyeiért. Ez megakadályozza a kórokozók általi gyarmatosítást, ezt a jelenséget "barlanghatásnak" vagy "versenykorlátozásnak" nevezik 19,21 .
A bélhám a nyálkahártya immunrendszere és a külső környezet (bél lumen) közötti fő felület. Az immunrendszer fejlődését befolyásolja az FM-vel és metabolitjaival folytatott folyamatos és dinamikus kölcsönhatás. A baktériumok szerves részét képezik az immunrendszer korai fejlődésének a bélnyálkahártyában, beleértve annak fizikai összetevőit és működését, és továbbra is szerepet játszanak a későbbi életben. A hámsejtek megakadályozzák a kórokozók által okozott fenyegetéseket azáltal, hogy specifikus receptorokon keresztül jelzik a veleszületett immunrendszert, amelyek felismerik és kötődnek a baktériumfal specifikus komponenseihez. Ez immunválaszt vált ki és védő peptideket, citokineket és leukocitákat szabadít fel. Ennek eredménye lehet a kommenzális baktériumokra adott védő válasz vagy a 19, 21 kórokozókra adott gyulladásos válasz .
Megalapozott bizonyíték van arra, hogy az FM, más néven "új virtuális anyagcsere-szerv", fontos hatással van nemcsak a GIT fiziológiájára, hanem befolyásolhatja más bélrendszeren kívüli szervek, például a máj, az agy, a vesék működését és kardiovaszkuláris rendszer, rendszer és/vagy csontrendszer. Az FM fontos metabolitok, hormonok és neurotranszmitterek forrása, amelyek közvetlenül szabályozzák a bélműködést és közvetett módon módosítják a szervek működését a bélen kívül. .
Féregmáj
Fiziológiai szempontból a bél és a máj közötti szoros funkcionális és kétirányú kommunikáció az egyik legfontosabb kapcsolat az FM és a bélen kívüli szervek között. A két szerv kiterjedten "kommunikál" az epevezetéken, a portális vénán és a szisztémás mediátorokon keresztül. Egyedülálló anatómiájának és érrendszerének köszönhetően a máj vérellátásának mintegy 70% -át a belekből kapja a portális vénán keresztül. Így állandóan nemcsak az emésztés és felszívódás termékeinek van kitéve, hanem a bél lumenéből a bélből származó káros anyagoknak is, beleértve a baktériumokat és a bakteriális komponenseket, például a lipopoliszacharidot (endotoxin) 23. A máj fontos immunológiai szerv, és ezeknek az anyagoknak a portális keringésen keresztüli bejutása után úgy reagál, hogy a veleszületett és adaptív immunrendszert aktiválja a későbbi károsodásával. A krónikus májbetegségek kezelésére szolgáló új terápiák kidolgozásához elengedhetetlen a bél dysbiosis, a bélgát integritása és a bélből származó tényezőkre adott máj immunválasz közötti patofiziológiai összefüggések jobb megértése 24 .