Mikroflóra

A vékonybélben lévő mikroflóra megakadályozza a kórokozó mikrobák kolonizációját azáltal, hogy versenyez a rendelkezésre álló tápanyagokért, fenntartja a megfelelő lumen környezetet és gátló vegyületeket állít elő.

Kapcsolódó kifejezések:

Baktérium
Antibiotikum
Fertőző ügynök
Gyulladás
Commensal
Mikroorganizmus
Bélflóra
Mikrobiom

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Emésztés és takarmányozás

Emésztési szimbiózisok

A termeszek belében élő szimbiotikus mikroflóra lehetővé teszi számukra a cellulóz emésztését. Az ilyen szimbiózisok gyakoriak. Gyakorlatilag minden takarmányozónak komplex mikroflórájával van szimbiózisa, beleértve a baktériumokat, gombákat és protozoákat (a kivételek számos tengeri rákfélére korlátozódhatnak). Emberekben a rezidens baktériumok 10-szeresével meghaladják az emberi sejteket. A bélben élő mikroflóra közösségét metabolikusan létfontosságú szervhez hasonlítják. A bél születése után steril, ezt követően kolonizáción és valószínűleg a kapcsolódó mikroflóra folyamatos változásán megy keresztül. Ezeket a mikroflóra rezidensnek (autochton) jellemezte, ha gyarmatosítanak és némi stabilitást érnek el a bélben, és kommensálisak (allochtonosak), ha nem kolonizálnak és fogyasztást igényelnek az újratelepítéshez. A bél mikroflóra szerepét intenzíven vizsgálják, mivel a befogadó egészség számos aspektusával foglalkoznak, az immunfunkció fejlődésétől az emésztésig és a tápanyagok felszívódásáig. Számos tényező befolyásolja a mikroflóra közösségét, beleértve az étrendet, a befogadó egészségét és a társakkal való társulást.

Az emberi mikrobiota és patogén kölcsönhatások

Következtetések

A mikrobiota az emberi egészség számos aspektusában fontos, beleértve a patogén mikrobák által okozott fertőzésekre való hajlamot és az azt követő betegség kimenetelét. Már a klinikai gyakorlatban olyan terápiás megközelítéseket alkalmaznak, amelyek figyelembe veszik a robusztus őshonos mikrobiota lehetséges egészségügyi előnyeit, mint például a probiotikumok, a prebiotikumok, a széklettranszplantációk és a keskeny spektrumú antibiotikumok. A legújabb technológiai fejlődés valóban forradalmasította a mikrobiota-kutatást, és új lehetőségeket teremtett az úttörő felfedezések számára. Mint ilyen, biztosan nem irreális elképzelni, hogy a nem túl távoli jövőben további mikrobiota-alapú terápiákat fejlesztenek ki és széles körben alkalmaznak.

Irritábilis bél szindróma

Bélben lévő idegrendszer

Klinikailag jól érthető, hogy a bél enterális idegrendszerének (ENS) kétirányú hatása van az agy központi idegrendszerére (CNS) és fordítva. Gyakran megvitatjuk a „bélérzéseket”, és felismerjük a stresszt és az érzelmeket, amelyek befolyásolják a GI működését, módosítják a bél mikrobiomját és megváltoztatják a tüneteket az IBS-ben szenvedő betegeknél. 31 A kortizolszint emelkedése mellett az IBS-ben szenvedő betegeknél szignifikánsan magasabb az étkezés utáni szerotoninszint, ami megváltozott gyomorürüléssel, megnövekedett vékonybél-összehúzódásokkal, gyorsabb vékonybél tranzitidővel és megváltozott fájdalomérzékeléssel jár. 32

Dr. Michael Gershon először az enterális idegrendszert (ENS) jellemezte a „második agyként” 33, amely érzékeli a tápanyagokat, figyelemmel kíséri az emésztés előrehaladását és modulálja a gyomor-bél traktus nyomását/mozgékonyságát. A bél – agy tengely változásai, amelyeket funkcionális mágneses rezonancia képalkotással (MRI) 34 és agyhálózati funkció teszteléssel figyeltek meg 35, kiemelik az érzelmek és a hangulat szerepét a fájdalom észlelésében az IBS-ben szenvedő betegeknél. A legújabb tanulmányok felismerik a bél mikroflóra és az étrend fontosságát az agy kétirányú kommunikációjában. Vagyis az agyi jelzés megváltoztatja a bélkörnyezetet, míg a bél mikroflóra változásai mind az érzelmeket, mind a fájdalomérzékelést befolyásolhatják a központi idegrendszer vagális afferens idegeken keresztül történő jelzésén keresztül. Specifikus mechanizmusok, amelyek révén ez bekövetkezhet, magukban foglalják a rövid láncú zsírsavakat (SCFA), az epesókat, a módosított mikrobiom összetételt, a metabolit termelést és a proteáz aktivitást. A mikrobiota összetételének és anyagcseréjének egyensúlyhiánya módosíthatja a jelátvitelt, valamint a nyálkahártya permeabilitását (potenciális „downstream” következményeket teremthet). Szinergikus hatással van a jelzésre, ha gyulladásos mediátorok is jelen vannak, ami a zsigeri túlérzékenység további növekedéséhez vezet. 37

A mikroflóra, az anyagcsere, a szerotonint termelő enterokromaffin sejtek és a lokális gyulladás szintén hozzájárulnak a bél szignalizációjához. A farmakológiai megközelítések az enterális szerotonin receptorok megkötésére szolgáló szerek használatára összpontosítottak; ezen szerek nem kívánt mellékhatásai azonban magas kockázat/haszon arányt eredményeztek. Az integratív orvoslás figyelembe veszi az egyéni egyensúlyhiány kiváltó okát, és olyan terápiákhoz vezet, amelyek az étrend, az emésztés, a bélpermeabilitás, a bél mikroflóra, a gyulladás/fertőzés, a stressz és a hangulat fent említett területeire összpontosítanak.

A test szerotoninjának 95 százaléka a bélben van, nem pedig az agyban.

Innovációk a veseátültetés kutatásában

53.2.2 Interakciók veleszületett és adaptív immunitással

Úgy tűnik, hogy a mikrobiotára mind az immunrendszer tonikus, mind reaktív stimulálásához szükséges. 23,24 A bél biológiai sokféleségének fenntartása és a kórokozó baktériumok elszaporodásának visszaszorítása érdekében a homeosztázis során a bélhámnak bél limfoid tüszőket kell kifejlesztenie. A limfoid tüszők növekedése és érése attól függ, hogy a bakteriális termékek, például a peptidoglikán a bél hámsejtjeinek receptoraihoz kötődnek-e. 25

A bakteriális antigénnek ez a kötése a hámreceptorokhoz fontos a veleszületett és adaptív immunmechanizmusok, például a nyálka, a baktériumölő molekulák és a luminalis antitestek stimulálása szempontjából is (53.5. Táblázat). Például egy tanulmányban peptidoglikán adása az antibiotikummal kezelt egereknek visszaállította képességüket neutrofil által közvetített válasz kialakítására az S. pneumoniae ellen. Úgy gondolták, hogy ez a peptidoglikánnak a veleszületett NOD1 immunreceptorhoz való kötődése után következik be. 26 Egy másik tanulmányban a toll-szerű receptorok (TLR) stimulálása a vankomicin-rezisztens Enterococcus kolonizációt gátló baktériumölő molekulák bakteriális LPS általi szabályozásával. 27 Mindkét vizsgálatban a kórokozó baktériumok elnyomása a veleszületett immunrendszer függvényében a kommensális baktériumok által termelt melléktermékek jelenlététől függ.

53.5. Táblázat A mikrobiota hatása az immunmechanizmusokra

A bél limfoid tüszőinek növekedése és érése

Nyálka termelődése

Neutrofil baktériumölő aktivitás kiváltása

Makrofágok kiváltása

A veleszületett limfoid sejtek kiváltása

A bél limfoid tüszőinek növekedése és érése

Aktiválja a dendritikus cellákat

Aktiválja a T-sejtek differenciálódását a lamina propriában

Aktiválja a B-sejteket a lamina propriában

A mikrobiota az intaktív immunitás és a tolerogén mechanizmusok aktiválása érdekében a bél lamina propriában található immunsejteken is megköti a receptorokat. A DC-k különböző receptorokon keresztül kötik meg a baktériumtermékeket, beleértve a TLR-eket és a NOD-kat, és bemutatják ezt az antigént a bélben rezidens T és B sejtekben. Ez mindkét Treg differenciálódását és felhalmozódását indukálja a vastagbél lamina propriában és a segítő Th17 sejteket a vékonybélben. 28,29 A kórokozó-specifikus T-sejtek és a bélbe recirkuláló B-sejtek amplifikációja fontos ahhoz, hogy a bélgát megsértésekor baktériumok kerüljenek a bélbe. 30,31

Fontos megérteni, hogy a mikrobiota összetétele kölcsönösen függ a gazda tényezőitől, például a sejtpopulációtól és a specifikus receptorok expressziójától (53.6. Táblázat). Van Maele és mtsai. kimutatta, hogy a TLR-5 hiányban szenvedő egereknél valóban diszbiózis alakul ki, amely elősegíti a metabolikus szindróma kialakulását. 32 Ez arra utal, hogy a mikrobiota közösségekre genetikai hajlam létezhet az epitheliális receptorok egyedi expressziója alapján. Ezért kétirányú kapcsolat van az immunaktiváció és a mikrobiota között, amely nemcsak a betegség patogenezisét, hanem a mikrobiota jellemzőit is meghatározza.

53.6. Táblázat Gazdatényezők, amelyek befolyásolják a mikrobiota összetételét és működését

Környezeti antigénnek való kitettség

Az expozíció kora

A bél nyálkahártya integritása

A hámreceptorok expressziója

Funkcionális immunsejt-populációk

Specifikus immunsejt-fenotípusok

Antimikrobiális peptidek expressziója

Képesség antitestek termelésére

Képesség kifejezni a kiegészítést

A tápanyagok emésztésének képessége

A transzplantált beteg számára ezek a megfigyelések nemcsak azért fontosak, mert egészséges környezeti akadályokat kell fenntartani az opportunista fertőzésekkel szembeni ellenállás érdekében, hanem azért is, mert az immunszuppresszió befolyásolhatja és befolyásolhatja a mikrobiota összetételét. Antibiotikummal kezelt egerekben a kommenzális mikrobiota manipulációja a makrofágok által közvetített vírus clearance károsodását okozta, ami késleltetett reakcióhoz vezetett a CMV-re és az influenza fertőzésre. 13 A transzplantált betegek gyakran esnek áldozatul ezeknek a vírusfertőzéseknek, és az egyik lehetséges magyarázat az, hogy immunszuppresszív és profilaktikus antimikrobiális sémájuk megzavarja a mikrobiota szabályozásának képességét. A „jó” és a „rossz” mikrobák egyensúlyának helyreállítását szolgáló klinikai beavatkozás előnyös lehet immunszuppresszív gyógyszereket kapó betegeknél. Az e különféle folyamatokhoz kapcsolódó mikrobiális gének azonosítása segít meghatározni, hogy mely antibiotikumok, probiotikumok vagy más terápiás stratégiák nélkülözhetetlenek e funkciók optimalizálásához.

Polifenolos vegyületek édes cseresznyében: A hangsúly az antocianinokra vonatkozik

10.5 Bélegészség

A mikrobiotát ma metabolikus szervnek tekintik, és az antocianinok és a mikrobiota közötti kapcsolat kettős. Először is, az antocianinokat mikrobiota metabolizálja, másrészt az antocianinok és/vagy metabolitjaik módosíthatják a mikrobiotából előállított specifikus baktériumok szaporodását [95]. Az emberi genetikai különbségek hatással vannak a bél mikroorganizmus populációira, ami az antocianinok felszívódásának és anyagcseréjének különbségéhez vezethet az egyének között [69]. Az antocianinokkal és a mikrobiotával kapcsolatos kutatások jelenleg korlátozottak, és ezekből az adatokból csak egy vizsgálatot azonosítottak az édes cseresznyével kapcsolatban.

Nemrégiben azt feltételezték, hogy a cseresznye polifenolos profilja alapján a Lactobacillus, a Bifidobacterium és/vagy a Bacteroides („jó baktériumok”) stimulálhatók, és hogy a különféle cseresznyetermékekben található specifikus polifenolok biohasznosulása befolyásolhatja a cseresznye bél mikrobiotára gyakorolt hatását. Ezt a hipotézist egy állatmodellben értékelték [96], étrend-kiegészítéssel édes cseresznyeporral 12 hétig. Kimutatták, hogy a beavatkozás hatással van a mikrobiára, a kiegészített egerek a Bacteroidaceae család megnövekedett mennyiségét mutatják be, összehasonlítva a kontroll csoporthoz [96]. Ezek a változások a gyulladás legtöbb biomarkere és a bél egészségi állapotának egyéb paraméterei közötti különbségek hiányában következtek be. Azonban további vizsgálatokra van szükség ezen hatások megerősítéséhez és a cseresznyéből származó antocianinok és más tápláló komponensek interaktív hatásainak megértéséhez.

A mikrobiota és az urogenitális traktus, a patogenezis és a terápiák

14.8 Következtetések

A mikrobiota kulcsfontosságú szerepet játszik a férfiak és a nők urogenitális traktusainak egészségében. A laktobacillusok, különösen tejsav és antimikrobiális szerek, például hidrogén-peroxid és antiadhesiós MBL-ek előállításával, csökkentik az uropatogének növekedését és tapadását, és elnyomják a fertőzést. Számos kulcsfontosságú uropatogént azonosítottak, amelyek az UTI-k többségét alkotják, amelyeket hagyományos terápiás szerek, elsősorban gyógyszerészeti alapú antibiotikumok alkalmazásával lehet elnyomni. Ezek azonban egyre növekszenek, ami az antibiotikumokkal szemben rezisztens patogén törzsek kialakulását eredményezi, és mellékhatásokat is hordoznak, és további rendellenességeket okozhatnak azáltal, hogy eltörlik az egészséget elősegítő mikrobiotát a vastagbélben és más perifériás szövetekben. Az alternatív és kiegészítő terápiás kezelések, mint például az étrend módosítása és táplálása, gyógynövény- és növényi kivonatok, pro- és prebiotikumok, valamint a fejlett vakcinológia nagy ígéretet mutatnak a húgyúti fertőzések megelőzésében és/vagy gyógyításában.

Minták és folyamatok a parazita együttfertőzésben

Mark E. Viney, Andrea L. Graham, a Parazitológia fejlődésében, 2013

4.2.2 A mikrobiota

Összefoglalva, a közelmúltban átfogó bizonyítékok azt mutatták, hogy a gazda mikrobiota hogyan hatja át a gazda biológiáját. Amikor a parazitológusok figyelembe veszik a gazdaszervezet infraközösségét, most már egyértelmű, hogy a mikrobiotát is figyelembe kell venni. Elképzelhetetlen, hogy a mikrobiota nem releváns a helmintus és a protozoon infrakommuniták alakításában, és ezt korai bizonyítékok mutatják. Ez könnyen elképzelhető a bélparaziták esetében, de a mikrobiota testre kiterjedő táplálkozásra és immunitásra gyakorolt hatása miatt ez releváns az összes szövetben élő paraziták számára.

Interferonok: Működésük sejt- és molekuláris biológiája ☆

Dhananjaya V Kalvakolanu,. Sudhakar Kalakonda, a Rák Enciklopédiájában (harmadik kiadás), 2019

IFN-ek és mikrobiota

A rezidens mikrobiota befolyásolja a gazda immunrendszer homeosztázisát. Az IFNsα/β nemcsak a gazda – mikrobiota kölcsönhatásokat befolyásolja, hanem ezen kölcsönhatások downstream célpontjaként is szolgál, ami további hatásokat eredményez az immunrendszer működésére. Az IFN által indukálható gyulladásos transzkripciós válasz a kommenszalek elvesztését követően erősen csökkent. Ennek eredményeként a kompenzáció nélküli egerek mononukleáris fagocitái hibásan indukálták az antivírusos válaszokat, és nem tudták aktiválni az anti-vírusos reakciókat az NK-sejteken keresztül. Az I. típusú IFN receptor (IFNAR) elvesztése a bél hámsejtjeiben a Paneth sejtek szaporodásához vezet, ami megváltoztatja a bél mikrobiota összetételét. A bélben élő rezidens DC-k mikrobiota által kiváltott IFN-β-termelése megvédi az egereket a kísérletileg kiváltott vastagbélgyulladástól.

Chromatin fehérjék és transzkripciós faktorok, mint terápiás célok

5.2.5 A Treg/Th17 plaszticitás szabályozása a mikrobiotával

A mikrobiotára a közelmúltban új tényezőt találtak a Treg és a Th17 differenciálás modulálására. A szegmentált rostos baktériumokról (SFB) beszámoltak arról, hogy az autoimmun válaszok során Th17 sejteket indukálnak a SI-ben és a SI-n kívül (Gaboriau-Routhiau és mtsai, 2009; Ivanov és mtsai, 2009; Lee és mtsai, 2011; Wu és mtsai, 2010). Valójában a MyD88 Treg-specifikus deléciója károsodott IgA-válaszokhoz, az SFB túlszaporodásához és Th17-sejtek növekedéséhez vezet, ami arra utal, hogy a Tregs részben szabályozza a Th17-sejteket az IgA-válaszok elősegítésével és ezért az SFB visszafogásával (Wang, Charbonnier és mtsai, 2015).

A Bacteroides fragilis által expresszált poliszacharid A (PSA) elősegítheti az IL-10-termelő FOXP3 + Treg-ek képződését CD4 + T-sejtekből a TLR-2-en keresztül, és elnyomhatja a Th17 válaszokat (Round et al., 2011); ezért a PSA terápiás stratégia lehet az immun tolerancia elősegítésére a belekben. Ezt alátámasztva, a kísérleti vastagbélgyulladásos egérmodellben a PSA bebizonyította, hogy képes megelőzni, sőt meg is gyógyítani a betegséget (Round & Mazmanian, 2010). Ugyanakkor a B. fragilis által kiválasztott másik komponens, a B. fragilis toxin (BFT), részt vesz az IBD és a Th17 válasz által kiváltott vastagbélrákban (Rabizadeh et al., 2007; Rhee et al., 2009; Wu et al., 2009). Így a B. fragilis kettős szerepet játszik a Treg és a Th17 fejlődésében, az általa termelt különböző metabolitoktól függően. Emellett a Clostridia a bélben is indukálhatja a Treg-eket (Atarashi et al., 2011, 2013).

Hasonlóképpen, egy standardizált mikrobiális koktél megváltoztatta a Schaedler flórát (ASF), amely az egerek normális mikrobiotáját képviseli, a Tregs de novo indukciójához, valamint a Th1 és Th17 immunitás csökkenéséhez vezet (Geuking et al., 2011).

Mechanikailag számos tanulmány azt jelzi, hogy a mikrobiotából származó rövid láncú zsírsavak részt vesznek a bél T-sejtjeinek szabályozásában (Arpaia et al., 2013; Furusawa et al., 2013; Smith et al., 2013). Az olyan étrendi tényezők, mint a magas zsírtartalmú étrend, a Th17 fejlődésének károsodásához vezethetnek, ezért csökkent gyulladáshoz vezethetnek (Garidou et al., 2015). Összefoglalva, ezek a mikrobiota és mikrobiota eredetű metabolitok vagy táplálkozási tényezők eredményei új stratégiákat kínálnak a baktériumaink manipulálásával a T-sejt immunválaszának modulálására.

Hang 1

35.2.5 Mikroelemek

35.1. Táblázat A vízben oldódó vitaminok szintetizálása a bél mikrobiotájában

VitaminFunctionAbsorptionTransportTiaminRiboflavinNiacinBiotinPantoténsavFolsav

Energiacsere (cukor) és ATP képződés	Felszívódás a vastagbélben nátriumfüggő pH-érzékeny hordozón keresztül	A humán tiamin transzporterek (hTHTR-1 és -2) humán kolonocitában expresszálódnak. A tiamin szabadon és foszforilezett formában juthat be a vastagbélsejtekbe, és így hozzájárulhat a vastagbél energia-anyagcseréjéhez. Hogy a tiamin kerül-e a szisztémás keringésbe, nem ismert
Potenciális redox rendszer. Kofaktor a folát és a B6-vitamin aktiválására	A felvételt az étrendben lévő riboflavin koncentrációja adaptív módon szabályozza 5	A riboflavin transzporterek (RFVT-1, -2, -3) jelen vannak a vastagbélsejtekben, és közvetítik a riboflavin felvételét a kolonocitákban és a bélsejtekben. A szisztémás állapotra gyakorolt hatásról nincsenek adatok
Energiacsere, redox rendszer	A vastagbélsejtekbe történő felvételt az extracelluláris szubsztrát elérhetősége szabályozza	Nagy affinitású transzporter; fontos a kolonociták niacin-koncentrációja szempontjából. A szisztémás állapotra gyakorolt hatásról nincsenek adatok
Immunfunkció, szubsztrát anyagcsere	A vastagbélsejtek hordozó által közvetített eljárással szívják fel a biotint	Szállítás nátriumfüggő multivitamin transzporteren (SMVT) keresztül. A szisztémás állapotra gyakorolt hatásról nincsenek adatok
Energiacsere	A vastagbélsejtek hordozó által közvetített eljárással szívják fel a pantoténsavat	Szállítás SMVT-n keresztül
Metil donor, nukleotid szintézis	A vastagbélsejtek a folátot egy hordozó által közvetített eljárással veszik fel	Szállítás redukált folát hordozón és protonhoz kapcsolt folát hordozón keresztül. Bizonyíték a bazolaterális abszorpcióról és a szisztémás állapothoz való hozzájárulásról 6,7

(A Biesalski HK-tól. A táplálkozás megfelel a mikrobiomnak: a mikroelemeknek és a mikrobiotának. Ann N Y Acad Sci 2016;1372(1): 53–64.)