Wat zijn de darmmicrobiota en het menselijk microbioom?
Het menselijk lichaam herbergt triljoenen microben of bacteriën. Sommige hiervan zijn nuttig en sommige zijn schadelijk.
Bezoek onze speciale hub voor meer door onderzoek ondersteunde informatie over het microbioom en hoe het uw gezondheid beïnvloedt.
Sommige wetenschappers schatten dat er 10 keer meer microbiële cellen in het lichaam zijn dan menselijke cellen, terwijl anderen zeggen dat de verhouding dichter bij 1: 1 kan liggen.
Recente wetenschappelijke vooruitgang in de genetica betekent dat mensen veel meer weten over de microben in het lichaam.
Veel landen hebben veel geïnvesteerd in onderzoek naar de interacties binnen het ecosysteem van het menselijk lichaam en hun relevantie voor gezondheid en ziekte.
De twee termen microbiota en microbiome worden vaak gebruikt om hetzelfde te betekenen en worden door elkaar gebruikt. Dit artikel legt de verschillen tussen beide uit en legt uit hoe beide worden gebruikt en onderzocht in de moderne geneeskunde.
Snelle feiten over de darmflora
- De menselijke microbiota bestaat uit biljoenen cellen, waaronder bacteriën, virussen en schimmels.
- De grootste populaties microben bevinden zich in de darmen. Andere populaire habitats zijn de huid en geslachtsorganen.
- De microbiële cellen en hun genetisch materiaal, het microbioom, leven vanaf de geboorte bij de mens. Deze relatie is essentieel voor een normale gezondheid.
- De micro-organismen die in het maagdarmkanaal leven, bevatten ongeveer 4 pond biomassa. Elk individu heeft een unieke mix van soorten.
- De microbiota is belangrijk voor voeding, immuniteit en effecten op de hersenen en het gedrag.Het is betrokken bij een aantal ziekten die een verstoring van het normale evenwicht van microben veroorzaken.
Wat is het menselijke microbioom?
De menselijke microbiota bestaat uit een grote verscheidenheid aan bacteriën, virussen, schimmels en andere eencellige dieren die in het lichaam leven.
Het microbioom is de naam die aan alle genen in deze microbiële cellen wordt gegeven.
Ieder mens herbergt ergens tussen de 10 biljoen en 100 biljoen microbiële cellen in een symbiotische relatie. Dit komt zowel de microben als hun gastheren ten goede, zolang het lichaam in een gezonde staat verkeert. De schattingen lopen uiteen, maar er kunnen meer dan 1.000 verschillende soorten micro-organismen zijn die de menselijke microbiota vormen.
Er zijn tal van projecten die proberen het menselijk genoom te decoderen door alle menselijke genen te sequencen. Op een vergelijkbare manier is het microbioom onderworpen aan intensieve inspanningen om al zijn genetische informatie te ontrafelen.
De volgende video over het menselijk ecosysteem, geproduceerd door het Genetic Science Learning Center van de Universiteit van Utah, Salt Lake City, zal helpen een beeld te schetsen van deze delicate maar vitale relatie.
Het is een goede kennismaking met de reeks habitats voor verschillende soorten microben in het lichaam, inclusief de verschillen tussen de droge omgeving van de onderarm en de natte en olieachtige omgeving van de oksel.
De microben in het lichaam zijn zo klein dat ze slechts 2 tot 3 procent uitmaken van het totale gewicht van het menselijk lichaam, ondanks dat ze in aantal groter zijn dan de cellen. [S2]
Een studie uit 2012, gepubliceerd in Nature door het Human Microbiome Project Consortium, vond het volgende:
- Monsters van microbiële gemeenschappen in de mond en ontlasting zijn bijzonder divers
- In tegenstelling hiermee laten monsters van vaginale sites bijzonder eenvoudige microbiële gemeenschappen zien.
De studie toonde de grote diversiteit aan van het menselijke microbioom bij een grote groep gezonde westerse mensen, maar stelt vragen voor verder onderzoek. Hoe variëren microbiële populaties in ieder van ons gedurende een leven en zijn patronen van kolonisatie door nuttige microben dezelfde als die welke worden getoond door ziekteverwekkende microben?
Wat is de darmmicrobiota?
De darmmicrobiota werd vroeger de microflora van de darm genoemd.
Rond deze tijd, in 1996, schreef Dr. Rodney Berg, van de afdeling Microbiologie en Immunologie van de Louisiana State University, over de darmmicrobiota, waarbij hij het 'diepe' belang ervan samenvat.
"De inheemse microflora van het maagdarmkanaal heeft ingrijpende effecten op de anatomische, fysiologische en immunologische ontwikkeling van de gastheer", schreef Dr. Berg in een paper gepubliceerd in Trends in Microbiology.
De krant voegt eraan toe:
"De inheemse microflora stimuleert het immuunsysteem van de gastheer om sneller te reageren op de uitdaging van pathogenen en remt door bacterieel antagonisme de kolonisatie van het maagdarmkanaal door openlijke exogene pathogenen."
Deze symbiotische relatie komt de mens ten goede, en de aanwezigheid van deze normale flora omvat micro-organismen die zo aanwezig zijn in de omgeving dat ze in vrijwel alle dieren uit dezelfde habitat kunnen worden aangetroffen.
Deze inheemse microben bevatten echter ook schadelijke bacteriën die de afweer van het lichaam kunnen overwinnen die hen scheidt van vitale systemen en organen. Voorbeelden zijn onder meer
Samenvattend: er zijn nuttige bacteriën in de darmen en er zijn schadelijke bacteriën die in bredere systemen terecht kunnen komen en lokale infecties van het maagdarmkanaal kunnen veroorzaken. Deze infecties omvatten voedselvergiftiging en andere maagdarmaandoeningen die leiden tot diarree en braken.
De darmmicrobiota bevat meer dan 3 miljoen genen, waardoor het genetisch 150 keer gevarieerder is dan het menselijk lichaam.
De darmmicrobiota van elk individu is uniek. Het kan in hoge mate bijdragen aan de manier waarop een persoon ziekten bestrijdt, voedsel verteert en zelfs zijn gemoedstoestand en psychologische processen.
Waarom is de menselijke microbiota belangrijk?
Er zijn verbanden gevonden tussen darmmicroben en hartaandoeningen
Micro-organismen zijn naast de mens geëvolueerd en vormen een integraal onderdeel van het leven en vervullen een reeks vitale functies.
Ze zijn betrokken bij zowel gezondheid als ziekte, en onderzoek heeft verbanden gevonden tussen bacteriële populaties, of ze nu normaal of verstoord zijn, en de volgende ziekten:
- astma
- autisme
- kanker
- coeliakie
- colitis
- diabetes
- eczeem
- hartziekte
- ondervoeding
- multiple sclerose
- zwaarlijvigheid
Het menselijk microbioom heeft invloed op de volgende vier brede gebieden die van belang zijn voor de gezondheid:
- voeding
- immuniteit
- gedrag
- ziekte
Voeding
Naast het absorberen van energie uit voedsel, zijn darmmicroben essentieel om mensen te helpen voedingsstoffen op te nemen. Darmbacteriën helpen ons om complexe moleculen in vlees en groenten af te breken. Zonder de hulp van darmbacteriën is plantaardige cellulose onverteerbaar.
Darmmicroben kunnen hun metabolische activiteiten ook gebruiken om het hunkeren naar voedsel en het gevoel van verzadiging te beïnvloeden.
De diversiteit van de microbiota hangt samen met de diversiteit van de voeding. Jongere volwassenen die een grote verscheidenheid aan voedingsmiddelen proberen, vertonen een meer gevarieerde darmflora dan volwassenen die een duidelijk voedingspatroon volgen.
Immuniteit
Vanaf het moment dat een dier wordt geboren, beginnen ze met het opbouwen van hun microbioom. Mensen verkrijgen hun eerste microben vanaf de ingang van de baarmoederhals van hun moeder bij aankomst in de wereld.
Zonder deze vroege microbiële gasten zou adaptieve immuniteit niet bestaan. Dit is een essentieel verdedigingsmechanisme dat leert hoe te reageren op microben nadat ze ermee zijn geconfronteerd. Dit zorgt voor een snellere en effectievere reactie op ziekteverwekkende organismen.
Knaagdieren die volledig vrij zijn van micro-organismen, vertonen een reeks pathologische effecten, waaronder een onderontwikkeld immuunsysteem.
De microbiota heeft ook betrekking op auto-immuunziekten en allergieën, die zich eerder kunnen ontwikkelen wanneer blootstelling aan microben vroegtijdig wordt verstoord.
Gedrag
De microbiota kan de hersenen aantasten, die ook betrokken zijn bij de spijsvertering. Sommigen hebben de darmmicrobiota zelfs een 'tweede brein' genoemd.
Kleine moleculen die vrijkomen door de activiteit van darmbacteriën, triggeren de reactie van zenuwen in het maagdarmkanaal.
Onderzoekers hebben ook verbanden waargenomen tussen het darmmicrobioom en psychische stoornissen, zoals depressie en autistisch spectrumstoornis (ASS).
Ziekte
Bacteriële populaties in het maagdarmstelsel hebben inzicht gegeven in darmaandoeningen, waaronder inflammatoire darmaandoeningen (IBD), zoals de ziekte van Crohn en colitis ulcerosa. Een lage microbiële diversiteit in de darmen is in verband gebracht met IBD, evenals obesitas en diabetes type 2.
De toestand van de darmmicrobiota is in verband gebracht met het metabool syndroom. Door het dieet te veranderen door prebiotica, probiotica en andere supplementen toe te voegen, zijn deze risicofactoren verminderd.
Darmmicroben en hun genetica beïnvloeden de energiebalans, de ontwikkeling van de hersenen en de cognitieve functie. Er wordt onderzoek gedaan naar hoe dit precies gebeurt en hoe deze relatie kan worden gebruikt voor menselijk voordeel.
Het verstoren van de microbiota met antibiotica kan leiden tot ziekten, waaronder infecties die resistent worden tegen een antibioticum.
De microbiota speelt ook een belangrijke rol bij het weerstaan van overgroei in de ingewanden van extern geïntroduceerde populaties die anders ziekte zouden veroorzaken - de "goede" bacteriën concurreren met de "slechte", waarbij sommige zelfs ontstekingsremmende stoffen afgeven.
Nieuwe bevindingen over het microbioom
Er is enorm geïnvesteerd in onderzoek naar microbiële populaties in het lichaam en hun genetica, waarbij verbanden met gezondheid en ziekte zijn onderzocht.
De National Institutes of Health (NIH) lanceerden in 2007 het Human Microbiome Project, een onderzoeksproject dat tot doel heeft de microbiële soorten te definiëren die mensen beïnvloeden en hun relatie met de gezondheid door het produceren van grote, openbaar beschikbare datasets op basis van genetische studies.
De meeste micro-organismen die bij mensen leven, worden aangetroffen in het maagdarmstelsel en hier worden ook de meeste nieuwe ontdekkingen gedaan.
Recente ontwikkelingen omvatten verdere bevestiging van manieren om een nieuwe stam in een bestaande microbiota in te brengen met behulp van de beschikbaarheid van voedingsstoffen zonder de algehele balans en functie van het microbioom te beïnvloeden. Dit opent het potentieel voor probiotische behandelingen en nieuwe methoden om de samenstelling van de darmmicrobiota te analyseren.
Zeewier werd gebruikt om de darmmicrobiota van verschillende muizen in deze studie te beheersen.
Er is ook recent onderzoek gedaan naar hoe potentiële ziekteverwekkers van buiten het lichaam binnendringen en hoe ze zich verhouden tot de darmflora. Dit zal helpen manieren te vinden om de invasie van potentieel schadelijke microben en hun ziekteverwekkende effecten te beperken.
De darmmicrobiota wordt een hoeksteen van preventieve geneeskunde.
