Vi khuẩn đường ruột là gì? Vi sinh vật của con người là gì?

Cơ thể con người chứa khoảng 100 nghìn tỷ vi sinh vật – chúng ta có nhiều vi sinh vật hơn là chúng ta có các tế bào người của chúng ta, chúng lớn hơn khoảng 10 đến 1.

Những tiến bộ khoa học trong di truyền học trong những năm gần đây có nghĩa là chúng ta biết nhiều hơn về các vi sinh vật sống trong và trên chúng ta trong hàng tỷ tỷ của chúng.

Nhiều quốc gia đã đầu tư rất nhiều vào nghiên cứu để tìm hiểu các tương tác trong hệ sinh thái của cơ thể con người và sự liên quan của chúng đối với sức khỏe và bệnh tật.

Hai thuật ngữ microbiota và microbiome thường được sử dụng để có nghĩa là giống nhau – bạn sẽ thường thấy chúng được sử dụng thay thế cho nhau. Có một sự khác biệt tinh tế giữa các ý nghĩa, tuy nhiên, và vì vậy bài viết này sẽ phân biệt giữa hai.

Sự thật nhanh về vi sinh vật và hệ vi sinh vật của con người

Dưới đây là một số điểm chính về quần thể vi khuẩn của cơ thể con người. Chi tiết hơn được tìm thấy trong bài viết.

• Hệ vi sinh vật của con người được tạo thành từ hàng tỷ tỷ tế bào – bao gồm vi khuẩn, vi rút và nấm – và chúng lớn hơn gấp 10 lần tế bào của chúng ta.
• Các quần thể vi khuẩn lớn nhất cư trú trong ruột của chúng ta – hệ vi sinh đường ruột. Môi trường sống khác bao gồm da.
• Các tế bào vi sinh vật và vật liệu di truyền của chúng, vi sinh vật – sống với chúng ta trong một mối quan hệ bẩm sinh rất quan trọng đối với sức khỏe bình thường, mặc dù một số loài cũng là mầm bệnh cơ hội có thể xâm nhập chúng ta và gây bệnh.
• Các vi sinh vật sống bên trong đường tiêu hóa – còn được gọi là hệ thực vật đường ruột – lượng tới 4 pound sinh khối, với mỗi cá thể có sự kết hợp độc đáo của các loài.
• Vi sinh vật rất quan trọng trong dinh dưỡng, khả năng miễn dịch và tác động lên não và hành vi. Nó liên quan đến nhiều bệnh khi cân bằng cá thể bình thường của vi khuẩn bị xáo trộn.

Vi sinh vật và vi sinh vật của con người là gì? 1-3

Hệ vi sinh vật của con người bao gồm các quần thể vi sinh vật sống trên hoặc trong cơ thể con người – vi khuẩn, vi rút và nấm (và các động vật đơn bào khác chẳng hạn như cổ sinh vật và người bảo vệ) gọi cơ thể chúng ta về nhà.

Mỗi người chúng ta nuôi dưỡng bất cứ nơi nào giữa 10 nghìn tỷ và 100 nghìn tỷ tế bào vi khuẩn trong một mối quan hệ cộng sinh, trong trạng thái khỏe mạnh bình thường, phù hợp với cả chúng và chúng ta. Ước tính khác nhau, nhưng có thể có hơn 1.000 loài vi sinh vật khác nhau tạo nên hệ vi sinh vật của con người.

Tất cả các gen bên trong các tế bào vi khuẩn này, trong khi đó, là những gì cấu thành vi sinh vật.

Theo cách tương tự để giải mã hệ gen của con người – bằng cách giải mã tất cả các gen của chúng ta – vi sinh vật đã phải chịu nhiều nỗ lực để làm sáng tỏ mọi thông tin di truyền của nó.

Các video sau đây về hệ sinh thái của con người đã được sản xuất bởi Trung tâm Khoa học Di truyền học của Đại học Utah, Salt Lake City.

Nó là một giới thiệu tốt cho các môi trường sống khác nhau cho các loại vi khuẩn trong và xung quanh cơ thể của chúng ta, bao gồm sự khác biệt giữa môi trường khô của cẳng tay và môi trường ẩm ướt và dầu của nách.

Tổng số vi sinh vật trong hệ vi sinh vật của con người có thể rất nhiều về số lượng tế bào và các loài, nhưng vi khuẩn quá nhỏ, trong khi chúng lớn hơn tế bào người, chúng chỉ chiếm khoảng 2-3% tổng trọng lượng cơ thể của chúng ta.

Nghiên cứu đang diễn ra trong thập kỷ vừa qua đã làm sáng tỏ sự đa dạng di truyền của những cộng đồng này, thay đổi theo địa điểm.

Một nghiên cứu được công bố bởi Hiệp hội Dự án Vi sinh Con người trong tạp chí năm 2012 đã phát hiện ra rằng:

• Các mẫu của các cộng đồng vi khuẩn miệng và phân đặc biệt đa dạng
• Ngược lại, các mẫu từ các vị trí âm đạo cho thấy các cộng đồng vi khuẩn đặc biệt đơn giản.

Nghiên cứu này mô tả sự đa dạng lớn của hệ vi sinh vật của con người trên một nhóm lớn những người phương Tây khỏe mạnh nhưng hỏi nhiều câu hỏi có thể được trả lời bởi nghiên cứu di truyền tiếp theo. Làm thế nào để các quần thể vi sinh vật trong mỗi người chúng ta thay đổi trong suốt cuộc đời của chúng ta, và là những mô hình của thực dân lành mạnh được phản ánh bởi vi khuẩn gây bệnh?

“Vai trò của hệ miễn dịch hoặc di truyền có vai trò lớn như thế nào trong việc định hình các kiểu đa dạng, và làm thế nào để các mô hình được quan sát thấy ở dân số Bắc Mỹ này so sánh với những người trên khắp thế giới?” các tác giả viết. Một số câu trả lời được cung cấp bởi các phát hiện gần đây hơn được trình bày ở trang 2.

Những phát triển gần đây về vi khuẩn lây truyền của con người từ tin tức MNT

Căng thẳng trong khi mang thai ‘thay đổi hệ vi khuẩn âm đạo, ảnh hưởng đến sự phát triển của con cái’

Bài báo trong số tháng 9 năm 2015 của tạp chí đã xem xét câu hỏi liệu “gián đoạn hệ sinh thái âm đạo có thể là yếu tố góp phần vào hậu quả lâu dài và đáng kể cho con cái hay không”.

Sự thay đổi hệ vi khuẩn mắt của người đeo kính áp tròng có thể làm tăng nhiễm trùng

Quần thể vi khuẩn trong mắt của người đeo kính áp tròng là điển hình của hệ thực vật da mí mắt hơn so với bề mặt mắt của mắt người không đeo ống kính trong nghiên cứu này được trình bày vào tháng 5 năm 2015.

Tại sao vi sinh vật của con người lại quan trọng?

Các vi sinh vật đã phát triển cùng với chúng ta và tạo thành một phần không thể thiếu của cuộc sống con người thực hiện một loạt các vai trò. Chúng liên quan đến cả sức khỏe và bệnh tật, và nghiên cứu đã tìm thấy mối liên hệ giữa quần thể vi khuẩn của chúng ta, dù là bình thường hay bị xáo trộn, và các bệnh sau đây:

• Bệnh suyễn
• Tự kỷ
• Ung thư
• Bệnh celiac
• Viêm đại tràng
• Bệnh tiểu đường
• Eczema
• Bệnh tim
• Suy dinh dưỡng
• Đa xơ cứng
• Béo phì.

Hệ vi sinh vật của con người có ảnh hưởng đến bốn lĩnh vực quan trọng sau đây đối với sức khỏe của chúng ta: dinh dưỡng, miễn dịch, hành vi và bệnh tật.

Dinh dưỡng

Ngoài việc giúp mình tiết kiệm năng lượng từ thức ăn chúng ta ăn, vi khuẩn đường ruột rất cần thiết cho sự sẵn có của các chất dinh dưỡng cho chính chúng ta.Vi khuẩn Gut giúp chúng ta phá vỡ các phân tử phức tạp trong thịt và rau quả, chẳng hạn. Nếu không có sự trợ giúp của vi khuẩn đường ruột, cellulose thực vật không thể tiêu hóa được.

Vi khuẩn đường ruột cũng có thể ảnh hưởng đến cảm giác thèm ăn và cảm giác no của chúng ta sau khi ăn qua các hoạt động trao đổi chất của chúng.

Sự đa dạng của vi sinh vật của chúng tôi liên quan đến sự đa dạng của chế độ ăn uống của chúng tôi, và thanh thiếu niên cố gắng ra nhiều loại thực phẩm hiển thị một vi khuẩn đường ruột đa dạng hơn so với người lớn theo một mô hình chế độ ăn uống riêng biệt.

Miễn trừ

Nếu không tiếp xúc với các vi sinh vật xâm chiếm chúng ta từ khi sinh, khả năng miễn dịch thích ứng của chúng ta sẽ không tồn tại. Khả năng miễn dịch thích nghi là một phần của hệ thống miễn dịch của chúng ta, học cách phản ứng với vi khuẩn sau khi gặp chúng lần đầu tiên, tạo điều kiện phòng thủ nhanh hơn chống lại các sinh vật gây bệnh.

Các nhà khoa học đã tìm thấy những ảnh hưởng sâu sắc đối với những loài gặm nhấm không có mầm bệnh – những loài gặm nhấm vô trùng của vi sinh vật – và một hệ miễn dịch kém phát triển nằm trong số đó.

Vi sinh vật cũng có liên quan đến tình trạng tự miễn dịch và dị ứng, có thể có nhiều khả năng phát triển hơn khi phơi nhiễm vi sinh vật sớm bị quấy rầy.

Hành vi

Do sự tham gia của nó trong tiêu hóa, vi sinh vật cũng có thể ảnh hưởng đến não. Một số thậm chí còn gọi là hệ vi sinh đường ruột là “bộ não thứ hai”.

Các phân tử nhỏ được giải phóng bởi hoạt động của vi khuẩn đường ruột kích hoạt phản ứng của các dây thần kinh ở đường tiêu hóa.

Liên kết cũng đã được quan sát giữa vi khuẩn đường ruột và rối loạn não như trầm cảm và rối loạn phổ tự kỷ (ASD).

dịch bệnh

Các quần thể vi khuẩn đường tiêu hóa đã cung cấp thông tin chi tiết về các tình trạng đường ruột như bệnh viêm ruột (IBD) của bệnh Crohn và viêm loét đại tràng. Sự đa dạng thấp trong hệ vi sinh đường ruột đã được liên kết với IBD cũng như bệnh béo phì và bệnh tiểu đường loại 2.

Bản chất của hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan đến hội chứng chuyển hóa, và sự thay đổi chế độ ăn uống đã cho thấy ảnh hưởng đến nhóm các yếu tố nguy cơ này thông qua prebiotics, probiotic và các chất bổ sung khác.

Vi khuẩn đường ruột và di truyền học của chúng ảnh hưởng đến sự cân bằng năng lượng của chúng ta, và sự phát triển và chức năng của não bộ. Kết quả là, nghiên cứu về tác động của vi khuẩn đường ruột đối với não đang phát triển và rối loạn liên quan đến chế độ ăn uống đang diễn ra.

Sự xáo trộn kháng sinh của vi sinh vật có thể dẫn đến bệnh tật, bao gồm sự xuất hiện của các bệnh nhiễm trùng có khả năng kháng kháng sinh.

Vi sinh vật bẩm sinh cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc chống lại sự phát triển quá mức của các quần thể được giới thiệu bên ngoài mà nếu không sẽ gây bệnh – vi khuẩn “tốt” cạnh tranh với “xấu”, với một số thậm chí giải phóng các hợp chất chống viêm.

Hệ vi sinh đường ruột là gì? 5,11

Năm 1996, Tiến sĩ Rodney Berg thuộc bộ môn vi sinh và miễn dịch của Đại học bang Louisiana đã viết về hệ vi sinh vật đường ruột, tổng hợp tầm quan trọng “sâu sắc” của nó tại thời điểm nó được gọi là hệ vi sinh đường ruột.

“Hệ vi sinh đường tiêu hóa bản địa có tác động sâu sắc đến sự phát triển giải phẫu, sinh lý và miễn dịch của vật chủ”, tiến sĩ Berg viết trong một bài báo đăng trên.

Bài báo thêm:

“Hệ vi sinh vật bản địa kích thích hệ thống miễn dịch của vật chủ để đáp ứng nhanh hơn đối với tác nhân gây bệnh và, thông qua sự đối kháng của vi khuẩn, ức chế sự xâm nhập của đường tiêu hóa bằng các tác nhân gây bệnh ngoại sinh.”

Mối quan hệ cộng sinh này có lợi cho chúng ta, và sự hiện diện của hệ thực vật bình thường này bao gồm các vi sinh vật có mặt khắp nơi trong môi trường của chúng ta mà chúng sống thực tế tất cả các loài động vật từ cùng một môi trường sống.

Tuy nhiên, những vi sinh vật bản địa này cũng bao gồm các vi khuẩn có hại, như Berg đặt nó, “có thể dịch chuyển qua hàng rào niêm mạc để gây nhiễm trùng toàn thân ở những người bị suy nhược.”

Tóm lại, có những vi khuẩn có lợi trong đường ruột và có vi khuẩn có hại có thể xâm nhập vào các hệ thống cơ thể rộng hơn của chúng ta và có thể gây nhiễm trùng đường tiêu hóa ở địa phương. Những nhiễm trùng này bao gồm ngộ độc thực phẩm và các bệnh GI khác dẫn đến tiêu chảy và ói mửa.

Hệ vi sinh đường ruột:

• Bao gồm hàng chục nghìn tỷ tế bào vi sinh vật, có trọng lượng chung tới 2 kg (4,4 pound)
• Có hàng trăm loài vi khuẩn khác nhau – hơn một nghìn đã được xác định
• Chứa hơn 3 triệu gen – hệ vi sinh vật đường ruột có gen gấp 150 lần so với cơ thể người
• Là duy nhất cho mỗi người – tất cả chúng ta đều chia sẻ một phần ba số vi khuẩn hiện diện, nhưng phần còn lại cấu thành vi sinh vật cá nhân của chúng ta.

Những phát hiện mới trên microbiome7,10

Đầu tư lớn đã đi vào nghiên cứu về quần thể vi sinh vật và di truyền học của cơ thể, khám phá các liên kết với sức khỏe và bệnh tật.

Viện Y tế Quốc gia (NIH) đã khởi động Dự án Vi sinh vật người năm 2007, một dự án nghiên cứu nhằm xác định các loài vi sinh vật và mối quan hệ của chúng với sức khỏe bằng cách tạo ra các tập dữ liệu công khai lớn từ các nghiên cứu di truyền.

Châu Âu và Trung Quốc cũng đã hợp tác để khởi động một chương trình tương tự, dự án Metagenomics of the Human Intestinal Tract (MetaHIT). Vào năm 2013, một dự án do châu Âu tài trợ khác đã được đưa ra, được gọi là MyNewGut.

Hầu hết các vi sinh vật sống với chúng ta đều được tìm thấy trong hệ tiêu hóa, và đây cũng là nơi mà hầu hết các khám phá mới đang được thực hiện. Các ví dụ chính được liệt kê trong các phát triển gần đây sau đây.

Những phát triển gần đây về vi khuẩn đường ruột từ tin tức MNT

Chế độ ăn đa dạng làm giàu vi khuẩn đường ruột

Bài báo gần đây đánh giá cách thức mà các bệnh như bệnh tiểu đường loại 2, béo phì và bệnh viêm ruột (IBD) có thể liên quan đến việc giảm sự phong phú của hệ vi khuẩn đường tiêu hóa.

Thức ăn rắn tiếp quản hình thành hệ vi sinh đường ruột sau 9 tháng

Một nghiên cứu được công bố vào tháng 2 cho thấy rằng béo phì mẹ không ảnh hưởng đến sự đa dạng của vi khuẩn đường ruột của trẻ và thức ăn rắn trở thành ảnh hưởng lớn khi trẻ được 9 tháng tuổi.

Vi khuẩn Gut giữ manh mối về bệnh tiểu đường loại 2

Những thay đổi trong vi khuẩn đường ruột có thể dẫn đến chẩn đoán bệnh tiểu đường loại 2 sớm hơn, theo kết quả từ những cặp song sinh giống hệt nhau được công bố vào tháng 2 năm 2016.

Một khóa học kháng sinh phá vỡ hệ vi sinh đường ruột trong một năm

Một nghiên cứu được công bố vào tháng 11 năm 2015 nhấn mạnh sự cần thiết phải sử dụng kháng sinh chỉ khi cần thiết.