MICROBIOTA: KOMPOSISI, FUNGSI DAN DI MANA IA DIJUMPAI - BIOLOGI - 2026

The microbiota normal manusia adalah set mikroorganisma yang mendiami badan dengan cara yang standard, tanpa menyebabkan apa-apa penyakit. Kini istilah flora bakteria dianggap tidak sesuai.

Secara taksonomi, mikrobiota terdiri daripada organisma yang sangat pelbagai, dari bakteria, archaea dan eukariota hingga virus. Komuniti mikrob berbeza dengan ketara di kawasan tubuh yang berlainan. Dengan kata lain, komposisi mikroba di mulut tidak sesuai dengan yang terdapat di dalam usus.

Sumber: pixabay.com

Apabila kita memikirkan bakteria - dan mikroorganisma secara umum - kita cenderung membangkitkan perasaan pejoratif mengenai kehadiran entiti ini di dalam badan kita. Walaupun benar bahawa pelbagai bakteria menyebabkan penyakit serius, umum konsepsi ini tidak betul.

Mikroorganisma dalam badan kita sangat diperlukan dan menjalin hubungan gotong royong dan sepadan dengan organisma kita. Mikrobiota kita memberi kesan yang besar terhadap fisiologi kita - baik secara langsung dan tidak langsung -, menyumbang kepada sejumlah fungsi metabolik, melindungi kita daripada patogen, mendidik sistem kekebalan tubuh, antara lain fungsi.

Faktor yang berbeza mempengaruhi komposisi mikrobiota manusia. Antara yang paling menonjol adalah diet - baik pada bayi dan orang dewasa - cara kelahiran, penggunaan antibiotik, keadaan perubatan tertentu, genotip tuan rumah, antara lain.

Pada masa ini, terdapat satu siri kaedah molekul baru yang membolehkan mencirikan mikrobiota menggunakan teknik penjujukan maju dan cepat. Yang paling banyak digunakan adalah gen yang memberi kod untuk RNA ribosom 16S dan dibandingkan dengan pangkalan data.

Apakah mikrobiota itu?

Mikrobiota ditakrifkan sebagai penyatuan mikroorganisma yang terdapat dalam persekitaran yang ditentukan. Dalam kes ini, mikroorganisma yang berkaitan dengan tubuh manusia. Istilah ini dicadangkan oleh Lederberg dan McCray, yang menekankan akibat dan faedah entiti biologi ini untuk kesihatan manusia.

Terdapat istilah yang sangat serupa: mikrobioma. Dalam literatur, mikrobioma dan mikrobiota sering merupakan konsep yang boleh ditukar ganti. Walau bagaimanapun, jika kita ingin tepat, mikrobioma adalah katalog mikroba, bersama dengan gen mereka.

Istilah yang berkaitan adalah "flora" bakteria, mikroflora atau flora usus. Kedua-duanya digunakan selama beberapa dekad dan sangat relevan dalam literatur perubatan dan saintifik.

Walau bagaimanapun, istilah ini yang berasal dari tahun 1900 tidak sesuai, kerana flora adalah istilah yang berasal dari bunga Latin, yang berkaitan dengan tanaman yang mendiami wilayah tertentu. Dan kerana rujukan tidak dibuat untuk sekumpulan mikroplopana yang mendiami tubuh manusia, istilah itu mesti ditinggalkan dan digantikan oleh mikrobiota, atau mikrobioma sebagaimana mestinya.

Komposisi mikrobiota normal

Nombor

Mikrobiota terdiri daripada pelbagai mikroorganisma yang menghuni tubuh setiap orang. Secara berangka terdapat antara 10 dan 100 trilion (melebihi jumlah sel inang) dari organisma simbiotik ini, yang terletak terutamanya di saluran gastrointestinal.

Faktor yang mempengaruhi komposisi mikrobiota

Mikrobiota mula terbentuk sejak kelahiran bayi, di mana tubuhnya mewakili persekitaran baru untuk penjajahan mikroba. Penjajahan ini bergantung pada cara kelahiran - iaitu kelahiran secara semula jadi atau pembedahan caesar (yang terakhir mempengaruhi mikrobiota).

Semasa bayi tumbuh dan berkembang, kepelbagaian mikrobiota meningkat secara linear, bergantung pada penjajah pertama. Ini akan berubah bergantung pada pelbagai faktor, seperti penyusuan susu ibu, penggunaan makanan tertentu, perkembangan penyakit, antara lain.

Penyelidikan semasa menunjukkan bahawa diet adalah faktor terpenting yang membantu menentukan jenis mikrobiota yang akan ada pada setiap individu.

Taksonomi

Secara taksonomi mikroorganisma ini tergolong dalam tiga domain kehidupan: eukariota, bakteria dan archaea.

Identiti organisma ini banyak berubah antara individu, kawasan badan individu dan kawasan geografi tempat mereka tinggal. Pada bahagian seterusnya kita akan menerangkan dengan lebih terperinci mengenai identiti taksonomi mikrobiota khas setiap kawasan badan.

Jadi adakah kita benar-benar manusia?

Sekarang, mengetahui kepelbagaian organisma yang besar di dalam badan kita, kita mesti bertanya pada diri kita siapa diri kita dan apakah kita benar-benar dapat menganggap diri kita sebagai individu.

Pandangan yang lebih tepat adalah menganggap diri kita sebagai superorganisma atau holobiont, kerana kita terdiri daripada 90% sel mikroba dan 99% gen dari mikroba.

Di manakah ia berada?

Tubuh kita adalah kumpulan mikroorganisma yang kaya, di mana setiap struktur memberikan niche yang berpotensi untuk pengembangannya. Hubungan gotong-royong ini biasanya bersifat khusus di laman web, di mana sekumpulan mikroorganisma tertentu membentuk koloni di kawasan tertentu badan. Kawasan yang paling penting adalah:

Mikrobiota usus

Di dalam ceruk yang disediakan oleh tubuh manusia, tidak ada keraguan bahawa yang paling baik dikaji - dari segi mikrobiota - adalah saluran gastrousus.

Ribuan spesies dijumpai di usus individu dewasa, dikuasai oleh phyla Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria dan Verrucomicrobia.

Penjajahan ini berbeza di seluruh saluran pencernaan. Lactobacillaceae, Erysiopelotrichaceae dan Enterobacteriaceae mendominasi usus kecil, kaya dengan genera Bacteroides spp., Clostridium spp., Bifidobacterium spp.

Di usus besar penduduk yang paling biasa adalah Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachnospiraceae dan Ruminococcaceae.

Perbezaan dalam keluarga bakteria di seluruh usus mencerminkan perbezaan fisiologi yang ada di seluruh usus.

Di usus kecil, pertumbuhan bakteria dibatasi oleh kepekatan oksigen, kehadiran peptida antimikroba, dan nilai pH, sedangkan di usus besar beban bakteria lebih tinggi.

Di samping itu, terdapat sekatan bakteria di usus kecil untuk mengelakkan persaingan penyerapan nutrien antara mikroorganisma dan inang.

Pada tinja, yang utama yang dikesan termasuk dalam domain bakteria, walaupun terdapat juga wakil archaea (pesanan Methanobacteriales) dan eukariota (pesanan Saccharomycetales.)

Mikrobiota oral

Rongga mulut dan sambungan yang bersambung mewakili kawasan perumahan yang sesuai untuk jenis mikroorganisma tertentu, termasuk permukaan gigi, permukaan lidah, dan struktur keratinisasi dan bukan keratinisasi lain.

Komponen asas rongga mulut adalah air liur. Dalam satu mililiter cecair ini kita dapat menjumpai hingga 100 juta sel bakteria. Dari jumlah tersebut, sekitar 300 spesies telah dikenal pasti, sementara 360 spesies lain belum diberi identiti taksonomi tertentu.

Filum yang menguasai rongga mulut adalah Firmicutes, diikuti oleh Proteobacteria, Bacteroides, Actinobacteria, Spirochaetes dan Fusobacteria.

Mengenai kepelbagaian archaea, gen Methanobrevibacter telah diasingkan berulang kali dari rongga mulut.

Kajian menunjukkan bahawa kehadiran archaea berkaitan dengan perkembangan penyakit periodontal. Oleh itu, peranan organisma ini dalam menjalin hubungan sepadan dengan tetamu belum jelas.

Kulat yang dominan di rongga mulut tergolong dalam genus Candida. Seperti spesies archaea, mereka mempunyai kaitan dengan perkembangan pelbagai penyakit. Genera umum lain di rongga adalah: Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus dan Fusarium.

Akhirnya, virus yang paling biasa di mulut adalah virus herpes. Dianggarkan 90% penduduk memiliki mereka.

Mikrobiota urogenital

Saluran urogenital wanita

Mikroba yang tinggal di dalam faraj berada dalam hubungan timbal balik yang baik dan seimbang, melindungi tuan rumah mereka dan menukar nutrien, sebagai pertukaran untuk persekitaran anoksik yang sesuai untuk pertumbuhannya.

Pada wanita usia reproduktif, vagina mengandungi sejumlah besar asid laktik dan bahan antimikroba lain, yang membatasi pertumbuhan mikrobiota. Persekitaran ini dijaga berkat kehadiran bakteria penghasil asid laktik, terutamanya Lactobacillus spp.

Sebenarnya, bakteria yang tergolong dalam gen ini telah dianggap sejak tahun 1892 sebagai penghuni yang sangat diperlukan untuk kesihatan vagina.

Sebagai tambahan kepada Lactobacillus, vagina dicirikan oleh kehadiran mikroorganisma genera: Staphylococcus, Ureaplasma, Corynebacterium, Streptococcus, Peptostreptococcus, Gardnerella, Bacteroides, Mycoplasma, Enterococcus, Escherichia, Feillon, Veillonus, Veillonus, Veillonus, Buston, Fiche.

Apabila wanita semakin tua dan tahap hormon berubah-ubah, mikrobiota diubah.

Saluran urogenital lelaki

Berbanding dengan saluran urogenital wanita, mikrobiota lelaki telah sedikit dikaji dan tidak diketahui secara terperinci.

Beberapa genera yang telah dilaporkan pada zakar termasuk Staphylococus epidermidis, Corynebacterium spp., Lactobacillus spp., Antara lain.

Mikrobiota paru-paru

Paru-paru telah menjadi organ yang sangat menarik untuk kajian mikrobiota mereka. Walau bagaimanapun, terdapat kajian yang sangat terhad mengenai perkara ini - ditambah dengan kesukaran mengambil sampel. Walaupun sebelumnya mereka dianggap kawasan steril, hari ini visi ini telah dimodifikasi.

Kehadiran genera Streptococcus telah dijumpai, dan dalam beberapa sampel Haemophilus, Rothia, Prevotella, Veillonella dan Fusobacterium.

Mikrobiota kulit

Organ terbesar manusia adalah kulit, yang ditutup dengan kepelbagaian mikroorganisma dan dijajah oleh mereka sejak lahir.

Kira-kira 200 gen bakteria telah dikenal pasti yang dianggap sebagai penghuni kulit. Sebilangan besar spesies ini tergolong dalam tiga fila, iaitu: Actinobacteria, Firmicutes dan Proteobacteria.

Komposisi mikrobiota kulit berkait rapat dengan jenis kulit, tabiat dan genetik inang, menjadikannya sangat berubah-ubah.

Sebilangan besar mikroba memakan rembesan kulit, jadi mereka menjalin hubungan yang sangat erat.

ciri-ciri

Penghadaman dan penghasilan vitamin

Mikrobiota memenuhi serangkaian fungsi dalam tubuh manusia, menyoroti perannya dalam meningkatkan pencernaan.

Bakteria yang hidup di hujung usus besar berkaitan dengan pembelahan polisakarida yang tidak dapat dimetabolisme secara efisien dalam usus kecil, yang meningkatkan penyerapan nutrien.

Telah ditunjukkan juga bahawa bakteria yang berlainan mampu menghasilkan vitamin penting yang akan diserap oleh inang. Contohnya adalah salah satu organisma yang paling dikenali oleh saintis: E. coli.

Persaingan dan perlindungan terhadap patogen

Persaingan ditakrifkan sebagai interaksi antagonis yang melibatkan dua atau lebih spesies yang bersaing untuk mendapatkan sumber yang sama.

Spektrum mikroorganisma yang tidak berbahaya yang kita simpan dalam badan kita bersaing berterusan dengan patogen dan dalam kebanyakan kes mereka berjaya menggantikannya - berkat apa yang disebut dalam ekologi sebagai prinsip pengecualian kompetitif.

Mereka dipercayai membentuk barisan pertahanan pertama terhadap jangkitan oleh patogen berpotensi ini.

Bagaimana mikrobiota dikaji?

Kajian mikrobiota bermula pada zaman Antonie van Leewenhoek, pada awal tahun 1680. Penyelidik ini mengkaji secara komparatif mengenai pelbagai mikroorganisma yang mendiami kawasan mulut dan najis, mencatat perbezaan yang ketara di kedua-dua kawasan tersebut.

Perbezaannya melebihi kawasan badan, kerana penyelidik ini juga memasukkan perbandingan antara individu yang sihat dan sakit dalam reka bentuk eksperimennya. Dengan cara ini, dia berjaya menunjukkan kepentingan mikroorganisma dalam kesihatan manusia.

Dari segi sejarah, kajian mikrobiota melibatkan pelaburan masa dan tenaga dalam penghasilan pelbagai tanaman.

Pada masa ini, metodologi ini telah digantikan dengan pendekatan molekul yang memungkinkan analisis urutan genetik mikroorganisma (umumnya penanda molekul yang digunakan adalah gen untuk RNA ribosom 16S dan 18S.)

Dengan menganalisis urutan ini, takson (eukariota, bakteria atau archaea) dapat ditugaskan ke tahap taksonomi yang berbeza, hingga kita mencapai spesies tersebut.

Istilah metagenomics pada asalnya digunakan untuk pencirian DNA total, dan hari ini ia digunakan dengan lebih tepat untuk merujuk kepada kajian penanda genetik, seperti gen DNA ribosom 16S.

Apa yang berlaku apabila ketidakseimbangan berlaku di mikrobiota?

Walaupun tidak ada garis besar yang jelas dan tepat dari semua organisma yang mendiami tubuh manusia, diketahui bahawa perubahan kelimpahan dan komposisi mereka mempengaruhi kesihatan, dari gangguan pencernaan hingga perkembangan perilaku cemas.

Pada masa ini, rawatan yang difokuskan pada pembentukan semula mikrobiota yang sihat dikendalikan pada pesakit yang menderita beberapa gangguan.

Rujukan

1. Donaldson, GP, Lee, SM, & Mazmanian, SK (2016). Biogeografi usus mikrobiota bakteria. Ulasan semula jadi. Mikrobiologi, 14 (1), 20–32.
2. Lloyd-Price, J., Abu-Ali, G., & Huttenhower, C. (2016). Mikrobioma manusia yang sihat. Perubatan genom, 8 (1), 51.
3. Marchesi, JR (Ed.). (2014). Mikrobiota manusia dan mikrobioma. CABI.
4. Marchesi, JR, & Ravel, J. (2015). Perbendaharaan kata penyelidikan mikrobioma: cadangan. Microbiome, 3, 31.
5. Mimee, M., Citorik, RJ, & Lu, TK (2016). Terapi Microbiome - Kemajuan dan cabaran. Ulasan penghantaran ubat lanjutan, 105 (Pt A), 44-54.
6. Mohajeri, MH, Brummer, R., Rastall, RA, Weersma, RK, Harmsen, H., Faas, M., & Eggersdorfer, M. (2018). Peranan mikrobioma untuk kesihatan manusia: dari sains asas hingga aplikasi klinikal. Jurnal pemakanan Eropah, 57 (Suppl 1), 1–14.
7. Thursby, E., & Juge, N. (2017). Pengenalan mikrobiota usus manusia. Jurnal Biokimia, 474 (11), 1823-1836.
8. Ursell, LK, Metcalf, JL, Parfrey, LW, & Knight, R. (2012). Mendefinisikan mikrobioma manusia. Ulasan pemakanan, 70 Suppl 1 (Suppl 1), S38 - S44.