Mikrobiom a mikrobiota – czym się różnią? Jaka jest ich rola w organizmie człowieka?
Nasz organizm zasiedlany jest przez miliardy różnorodnych drobnoustrojów. To skomplikowany ekosystem, którego prawidłowy skład wspiera zachowanie homeostazy całego ciała. Jego kształtowanie rozpoczyna się już w momencie narodzin, a nawet w czasie życia płodowego, co odgrywa istotną rolę we właściwym funkcjonowaniu organizmu. I choć mikrobiota i mikrobiom to pojęcia, które brzmią podobnie i często bywają używane zamiennie, nie są to tożsame terminy. Czym zatem jest mikrobiom a mikrobiota? Jakie są najważniejsze różnice między mikrobiomem a mikrobiotą?
Spis treści:
Mikrobiom, mikrobiota jelitowa – najważniejsze różnice
Mikrobiota to wszystkie żywe mikroorganizmy, a więc wirusy, bakterie, grzyby, archeony czy eukariota, które bytują w naszym organizmie. Termin ten obejmuje również geny wspomnianych drobnoustrojów. Z kolei mikrobiom oznacza zbiór genomów mikroorganizmów występujących w ustroju ludzkim, rozpatrywanych w kontekście czynników modulujących oraz ich wzajemnych interakcji. Pojęcie to zostało użyte po raz pierwszy w 2001 roku przez laureata nagrody Nobla Joshua Lederberga.
Mikrobiom człowieka – jakie pełni funkcje?
Zróżnicowanie materiału genetycznego, a więc mikrobiomu odgrywa ważną rolę w zachowaniu zdrowia człowieka. Co ciekawe, genom mikroorganizmów zamieszkujących organizm człowieka zawiera ponad 150-krotnie więcej genów w stosunku do liczebności genomu ludzkiego, co przekłada się na jego znaczny potencjał metaboliczny. Wskazuje się, że zmniejszone zróżnicowanie mikrobioty to najbardziej stała cecha, która towarzyszy chorobom.
Podczas gdy genom gospodarza pozostaje względnie stały, mikrobiom przewodu pokarmowego jest dynamiczny i ulega ciągłym zmianom. Modyfikacje te zachodzą zarówno podczas wczesnego rozwoju, jak i pod wpływem czynników środowiskowych, takich jak dieta czy stosowanie antybiotyków. Ponadto skład mikrobiomu modyfikuje się również w odpowiedzi na choroby.
Znaczenie mikrobioty jelitowej w kształtowaniu zdrowia człowieka
Mikrobiota to zbiór drobnoustrojów komensalnych i symbiotycznych obecnych w danym środowisku, np. na skórze, w jamie ustnej, przewodzie pokarmowym czy nawet układzie oddechowym i moczowo-płciowym. Zdecydowana większość z nich zasiedla jednak przewód pokarmowy, a zwłaszcza jelito grube, gdzie bytuje ponad 70% z nich. Wśród mikroorganizmów człowieka znajdują się również te, które wywołują stany patologiczne, takie jak choroby zakaźne.
Mikrobiota pełni szereg ważnych funkcji fizjologicznych, m.in. wspiera pracę układu odpornościowego, chroni przed patogenami wywołującymi infekcje przewodu pokarmowego, zapewnia trawienie włókien pokarmowych, syntezę witamin czy regulację szlaków metabolicznych. Ponadto mikrobiota wpływa na wytwarzanie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, jak i trawienie długołańcuchowych węglowodanów. Uczestniczy w syntezie witamin z grupy B, witaminy K czy kwasu foliowego oraz w absorpcji składników mineralnych z pożywienia (takich jak wapń, magnez, sód i potas). Utrzymanie właściwej równowagi bakterii w jelitach wspomaga te procesy. Podkreśla się także znaczenie mikrobioty jelit w kształtowaniu funkcji poznawczych czy radzeniu sobie ze stresem.
Znaczenie mikrobioty jelitowej w kształtowaniu zdrowia człowieka
Kluczowy etap w rozwoju mikrobioty jelitowej przypada na okres noworodkowy. Kolonizacja przewodu pokarmowego niemowląt odgrywa istotną rolę w kształtowaniu i pracy wielu układów i narządów, takich jak układ immunologiczny. W pierwszych tygodniach i miesiącach życia skład mikrobioty wykazuje znaczące różnice w stosunku do osób dorosłych. Istotny wpływ na rozwój zarówno mikrobioty, jak i mikrobiomu w okresie niemowlęcym ma przede wszystkim rodzaj porodu, a także przebieg i długość trwania ciąży, sposób karmienia czy zastosowanie antybiotykoterapii.
Jak dbać o równowagę mikrobioty i mikrobiomu?
Wspieranie środowiska jelit wspomaga zachowanie homeostazy organizmu, a jednocześnie stanowi element profilaktyki wielu schorzeń. Istotne znaczenie w utrzymaniu jej prawidłowego składu ma stosowanie probiotyków i prebiotyków, które znacząco ją modyfikują. Badania potwierdzają, że probiotyki pełnią ważną rolę w ochronie przed infekcjami czy biegunkami. Składniki te wyciszają stan zapalny w jelitach, wspomagając rozwój korzystnej mikrobioty. Co więcej, ich wdrożenie zmniejsza nasilenie bądź częstotliwość występowania atopowego zapalenia skóry czy egzemy. Szczególnie istotne znaczenie ma rekompensowanie jakichkolwiek zmian, które mogą zakłócać prawidłową kolonizację jelit u noworodków i niemowląt, takich jak antybiotykoterapia, przedwczesny poród czy cięcie cesarskie. Podawanie probiotyków zarówno noworodkom, jak i kobietom w okresie poprzedzającym poród może mieć znaczący wpływ na skład mikrobioty jelitowej dziecka. Wskazuje się, że stosowanie niektórych szczepów probiotycznych może wykazywać działanie ochronne przed infekcjami wywołanymi przez bakterie patogenne.
Prebiotyki również mogą wywierać korzystny wpływ na środowisko jelit. Są to składniki pokarmowe, które wybiórczo aktywują aktywność bądź wzrost danej grupy lub grup bakterii. Naturalne oligosacharydy występujące w mleku matki to najlepiej tolerowane i najliczniej występujące prebiotyki, które wspierają wzrost prozdrowotnych bakterii kwasu mlekowego w jelitach. Istotny wpływ na mikrobiotę jelitową ma również codzienna dieta. Szczególnie ważne w tym kontekście jest regularne spożycie produktów bogatych w błonnik.
Zaburzenie równowagi mikrobioty – co może wpływać na dysbiozę jelit?
Wśród czynników mających istotny wpływ na zaburzenia mikrobioty wymienia się nieprawidłowo zbilansowaną dietę ubogą w błonnik, stosowanie antybiotyków czy leków takich jak inhibitory pompy protonowej i niesteroidowe leki przeciwzapalne. Istotny wpływ na ekosystem jelit ma również narażenie na silny stres, alkohol, choroby infekcyjne czy poziom higieny w danym środowisku. Zaburzenia w składzie mikrobioty mogą być skorelowane ze zwiększonym prawdopodobieństwem rozwoju wielu schorzeń. Wskazuje się, że dysbioza jelitowa może być skorelowana z patogenezą niektórych chorób jelitowych i podwyższonym ryzykiem wystąpienia schorzeń ogólnoustrojowych, takich jak choroby alergiczne, atopowe zapalenie skóry czy depresja. Zaburzona kolonizacja przewodu pokarmowego może skutkować rozwojem celiakii, zespołu jelita nadwrażliwego, nieswoistym zapaleniem jelit, chorobami nowotworowymi czy autyzmem. Sugeruje się również zależność między składem mikrobioty jelitowej a chorobami cywilizacyjnymi.
Mikrobiom a mikrobiota – podsumowanie
Choć mikrobiota i mikrobiom to terminy, które brzmią podobnie, każde z nich ma trochę inne znaczenie. Mikrobiota to wszystkie mikroorganizmy zasiedlające organizm człowieka oraz ich geny. Z kolei mikrobiom to zbiór genów, które należą do mikrobioty. Zróżnicowanie zarówno mikrobiomu, jak i mikrobioty ma szczególne znaczenie w zachowaniu zdrowia ludzkiego organizmu. Mikrobiota jelit spełnia szereg kluczowych funkcji, m.in. wspomaga pracę układu odpornościowego, zapewnia syntezę witamin, regulację szlaków metabolicznych czy kształtowanie funkcji poznawczych.
Kluczowy etap w modyfikowaniu składu mikrobioty jelitowej to okres noworodkowy. Istotne znaczenie w kontekście modulacji środowiska jelitowego w tym czasie ma rodzaj porodu, sposób karmienia czy stosowanie antybiotyków. Korzystny wpływ na zachowanie homeostazy w jelitach ma przede wszystkim stosowanie probiotyków i prebiotyków, a także dieta bogata w błonnik. Z kolei czynniki takie jak niewłaściwie zbilansowana dieta uboga w błonnik, stosowanie niesteroidowych leków przeciwzapalnych i antybiotyków czy narażenie na silny stres mogą skutkować dysbiozą jelit. Zaburzenie równowagi mikrobioty może wiązać się z występowaniem wielu schorzeń, takich jak choroby alergiczne, nieswoiste zapalenie jelit, celiakia czy choroby nowotworowe.
Bibliografia
- Skrzydło-Radomańska B., Wronecki J. Czy mikrobiotę jelitową można skutecznie modyfikować? Gastroenterologia Kliniczna 2018; 10(4): 123–134.
- Pac-Kożuchowska E., Krawiec P. Wpływ mikrobioty jelitowej na stan zdrowia dzieci. Standardy Medyczne/Pediatria 2014; 11: 89-95.
- Siwicka-Gieroba D, Barud M, Dąbrowski W. Dlaczego warto pamiętać o mikrobiomie układu oddechowego u pacjentów oddziałów intensywnej terapii?. Anestezjologia Intensywna Terapia 2021: 468-476.
- Gałęcka M., Bartnicka A., Szewc M., Mazela J. Kształtowanie się mikrobioty jelitowej u niemowląt warunkiem zachowania zdrowia. Standardy Medyczne/Pediatria 2016; 13: 359-367.
- Malinowska M., Tokarz-Deptuła B., Deptuła W. Mikrobiom człowieka. POST. MIKROBIOL. 2017; 56(1): 33-42.
- Amon P., Sanderson I. What is the microbiome? Archives of Disease in Childhood - Education and Practice 2017; 102: 257-260.
- Skonieczna-Żydecka K., Łoniewski I., Maciejewska D., Marlicz W. Mikrobiota jelitowa i składniki pokarmowe jako determinanty funkcji układu nerwowego. Część I. Mikrobiota przewodu pokarmowego. Aktualn Neurol 2017; 17(4): 181–188.
- Bartnicka A., Gałęcka M., Mazela J. Wpływ czynników prenatalnych i postnatalnych na mikrobiotę jelitową noworodków. Standardy Medyczne/Pediatria 2016; 13: 165-172.
- Gałęcka M., Basińska A. M., Bartnicka A. Znaczenie mikrobioty jelitowej w kształtowaniu zdrowia człowieka — implikacje w praktyce lekarza rodzinnego. Forum Medycyny Rodzinnej 2018; 12(2): 50–59.
POWIĄZANE TRĘŚCI
