Jó vagy rossz: bélbaktériumok az emberi egészségben és betegségek

Töltse le az idézetet
https://doi.org/10.1080/13102818.2018.1481350
CrossMark

FELÜLVIZSGÁLAT; ORVOSI BIOTECHNOLÓGIA

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Engedélyezés
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

ABSZTRAKT

Becslések szerint az emberi gyomor-bél traktust több mint 10 14 baktérium kolonizálja, ami az emberi test összes sejtjének körülbelül tízszerese. A közelmúltban számos területen felfedezték a bél mikrobiota összetételének fontos szerepét, például a normális fejlődésben, az immunrendszer érésében, a központi idegrendszer működésében. A felhalmozódó bizonyítékok arra is utalnak, hogy a bélbaktériumok sok szempontból kritikus szerepet játszanak az emberi egészség megőrzésében. A bél mikrobiota dysbiosis számos betegséghez vezethet, beleértve a gyomor-bélrendszeri rendellenességeket, az elhízást, a szív- és érrendszeri betegségeket, az allergiát és a központi idegrendszerrel kapcsolatos betegségeket. Ebben a felülvizsgálatban azt javasoljuk, hogy az emberi betegségek új, hatékony és biztonságos terápiás módszerei, amelyek a bél mikrobiotájának modulációján alapuljanak, nagyobb figyelmet vonzanak mind a tudósok, mind a klinikusok körében.

Bevezetés

Becslések szerint az emberi gyomor-bél traktusban több mint 10 14 baktérium kolonizálódik, ami az emberi test összes sejtjének körülbelül tízszerese [1]. A mikrobiom megszakadása a gazda súlyos patológiáival társult, beleértve az anyagcsere-betegséget, a rákot és a gyulladásos bélbetegséget [2–4]. A 16 s riboszomális-RNS-gén szekvenáláson és a metagenomikus elemzésen alapuló legújabb vizsgálatok megkezdték a bél mikrobiom faji sokféleségének feltárását az egyéneken belül és között [5–8]. Körülbelül 1000 emberi bélben kolonizált baktériumfaj közül a domináns nemzetségek közé tartozik Bacteroides, Clostridium, Fusobacterium, Eubacterium, Ruminococcus, Peptococcus, Peptostreptococcus és Bifidobacterium [9]. Más nemzetségek, mint Escherichia és Lactobacillus, a bélben is vannak, de alacsonyabb mértékben. Még mindig sok olyan faj létezik, amelyet nem sikerült azonosítani, mert sokukat nem lehet tenyészteni in vitro.

Bélbaktériumok és egészség

A felhalmozódó bizonyítékok arra utalnak, hogy a bélbaktériumok sok szempontból kritikus szerepet játszanak az emberi egészség megőrzésében. Például a bélbaktériumok képezhetik az immunrendszert, megakadályozhatják a patogén baktériumok szaporodását, szabályozhatják a bél fejlődését, fenntarthatják a hám integritását és alakíthatják az idegsejtek fejlődését [17–19].

Javasolták, hogy a bélbaktériumok szükségesek a hám integritásának fenntartásához a szoros kereszteződés áteresztőképességének szabályozásával. Lactobacillus plantarum, például beszámoltak arról, hogy szabályozza a szoros kötésű fehérjéket, hogy megvédje az epitheliális gát kémiai által előidézett megzavarását [20]. A bélhám integritásának elvesztése lehetővé teszi a bélbaktériumok, a bakteriális toxinok, a hiányosan emésztett zsírok és fehérjék, valamint a hulladékok számára, hogy a hámot átjussák a véráramba, gyulladásos reakciókat váltva ki és gyomor-bélrendszeri problémákat, például hasi puffadást, túlzott gázképződést és görcsöket, és ételérzékenység. Ezek a tünetek a szivárgó bél szindrómára jellemzőek, amely bél hiperpermeabilitást mutat. Egy nemrégiben végzett egereken végzett kutatás a kommensális baktériumokból származó rövid láncú zsírsavakat (SCFA) azonosította az epitheliális gát funkciójának modulátoraként [21]. A baktériumok anyagcseréjéből származó SCFA-k, különösen a butirát, stimulálják az intracelluláris oxigén fogyasztását, hogy a vastagbélben hipoxia állapot alakuljon ki, ami a HIF-1 transzkripciós faktor stabilizálódását és a hám integritásának növekedését eredményezi.

Bélbaktériumok és betegségek

Egyre több bizonyíték arra utal, hogy a bél mikrobiota dysbiosis számos betegséghez vezethet, beleértve a gyomor-bélrendszeri rendellenességeket [2, 33–35], az elhízást [36–38], a szív- és érrendszeri betegségeket [39–41], az allergiát [42–44] és a CNS- kapcsolódó betegségek [30, 45], amelyek a világ nagy lakosságát érintik. Ezenkívül a hangulat és a viselkedés is érzékeny a bél mikrobiotájának változásaira [3]. A bélbaktériumok összetételének modulálásán alapuló kísérleti és klinikai vizsgálatok e betegségek kezelésére ígéretet tettek a bél mikrobiota terápiás stratégiájaként az emberi betegségekre.

Sőt, bebizonyosodott, hogy a gyomor-bél traktus és a központi idegrendszer közötti kétirányú kommunikáció folyamatosan, többféle úton (beleértve a hormonális, az immun és az idegsejtek útvonalát is) zajlik, amelyeket többnyire a mikrobiota összetétele befolyásol, ami a „mikrobiota– bél – agy tengely fogalma. A megváltozott mikrobiota-összetétel a belekben elősegítheti a krónikus gyulladás olyan szakaszát, amely súlyosbíthatja a központi idegrendszer gyulladásos betegségeit, például a sclerosis multiplexet [57–64].

Egyre több bizonyíték azt mutatja, hogy a bél mikrobiota összetételének és sokféleségének változása jelentős hatással van a központi idegrendszeri rendellenességek patológiájára, következésképpen egyre nagyobb figyelmet fordítanak a mikrobiota alapú terápiákra, beleértve a probiotikumokat, a prebiotikumokat és a fekális mikrobiota transzplantátumokat [ 65]. Például a legújabb tanulmányok a Bacteroides fragilis korrigálja a szűk kereszteződésű fehérjék és citokinek szintjét egerek neurológiai tüneteiben, az autizmus spektrum zavarával (ASD) kapcsolatban [66–68]. Újabban Liang et al. [69] arról számolt be Lactobacillus helveticus Az NS8-kiegészítés nagymértékben javíthatja a krónikus korlátozási stressz okozta viselkedési, kognitív és biokémiai aberrációkat, patkányokban és gyermekekben egyaránt. Ezek a tanulmányok együttesen megerősítik és bizonyítják azt a hipotézist, miszerint a probiotikus kiegészítés hatékony és biztonságos terápia lehet agy- és viselkedészavarok esetén.

Perspektívák

Kétségtelen, hogy a bél mikrobiota befolyásolja a gazdaszervezet immunrendszerét, és később befolyásolja a gazdaszervezet egészségét és betegségét. Új bizonyítékok azt mutatják, hogy a korai mikrobiota kolonizáció később befolyásolhatja a betegségek előfordulását (mikrobiális programozás) [72]. Nem nehéz elképzelni, hogy minden betegségnek egyedi bél mikrobiotája lehet. Ennek megfelelően a bél mikrobiota erős biomarkerek lehetnek a betegség diagnosztizálásához. Ma már egyértelmű, hogy a mikrobiota összetételének az egyének közötti sokfélesége fontos szerepet játszik a sokféle betegségre való hajlam meghatározásában [73]. Az ok-okozati szerepet játszó mikrobiota-összetételben bekövetkezett pontos változások azonosítása azonban nagyrészt megvalósítatlan cél maradt [73].

Nem csak a különféle bélbaktériumok játszanak döntő szerepet a gazdaszervezet egészségében, hanem a bél mikrobiota termékei is, amelyek fehérjéket, kismolekulájú vegyi anyagokat és még DNS-eket is tartalmaznak, rengeteg eseményt érinthetnek, pl. a bél mikrobiota egyedülállóan hozzájárul az epesavak sokféleségéhez az epesav-medencében [74, 75]. Mindezen jellemzők alapján a bél mikrobiota különféle molekuláris aláírásokat válthat ki, amelyek különböző betegségeket jelölnek. Eközben a bélbaktériumokból származó molekulák azonosítása nagyban megkönnyítené e betegségek kezelését.

Ezenkívül a fogadó egészség két szempontból áll: a fiziológiai és a pszichológiai egészségi állapotból. A közelmúltban számos eredmény támasztotta alá, hogy a bél mikrobiota szinte az összes fogadó egészségügyi kérdésben részt vesz, míg a bélbaktériumok és a pszichológiai állapotok közötti kapcsolat még mindig korlátozott. Ezért nagyobb figyelmet kell fordítani erre a területre. Például a gyomor-bélrendszeri rendellenességekben szenvedő ASD-s gyermekek viselkedési megnyilvánulásokkal jelentkezhetnek [76–78], és a közeljövőben a bél mikrobiota minden pszichológiai rendellenességben szenvedő beteg új azonosítója lehet.

Következtetések

A bél mikrobiota szükséges az állatok fejlődéséhez és a felnőttek organizmus homeosztázisához. A felhalmozódó bizonyítékok arra utalnak, hogy a bél mikrobiota összetételében bekövetkező változások szoros összefüggést mutatnak számos krónikus betegséggel, beleértve mind fiziológiai, mind pszichológiai betegségeket. A mikrobiota-összetétel és a bélbaktériumokból származó molekulák azonosítása, valamint újszerű módszerek bevezetése a normál bélmikrobiota-összetétel helyreállításához nagyban megkönnyítené e betegségek kezelését, amelyek között a jövőben is meg kell őrizni az egészséges mikrobiotát az ifjúságban a betegség kezelésére. ígéretes stratégia.

Közzétételi nyilatkozat

Potenciális összeférhetetlenségről a szerzők nem számoltak be.