Att förstå den mänskliga mikrobiomen kommer att leda till genombrott i vården, inklusive behandlingar för sjukdomar som irritabel tarmsyndrom. Shutterstock

Bakterier ligger i centrum för alla livsformer på planeten jorden och är de väsentliga byggstenar som gör levande organismer som de är.

Både mitokondrien - finns i de flesta organismer som genererar energi i cellen - och kloroplast - Solenergi-skördaren som finns i växter - kan spåras till sina bakteriefäder. Dessa specialiserade mikrober låg grunden för den biologiska mångfalden vi lever bland.

Mikrober är en del av alla multicellulära organismer, där de utför en mängd olika funktioner som är nödvändiga för livet, inklusive uppslutning av näringsämnen och signalprocesser. Mikroberna som utgör en integrerad del av levande organismer kallas mikrobiomen. Mikrobiomen finns i varelser lika enkelt som hydra och lika komplicerat som människor, elefanter och träd.

Mänsklig mikrobiom

Mikrober är en del av människor från det första utvecklingsstadiet och spelar en viktig roll i människokroppens funktion. Den mänskliga mikrobiomen består av virus, bakterier och svampar som bor i samhällen inom och på kroppen.

Trots att dessa mikrober alltid har varit en del av den mänskliga anatomin, visualiserades de bara nyligen med tekniska framsteg som molekylära bildhanteringsverktyg och nästa generations genetiska sekvensering. Vi kan nu visualisera dessa mikrobiella enheter när de verkar och utför viktiga uppgifter.

Mikrobiomen är det största organet som du aldrig har hört talas om, väger upp till tre kilo. Mänskliga mikrober: Kraften inom (2018), författaren förutsatt

Den mänskliga mikrobiomen är en av de största organen, som väger ungefär två till tre kilo hos en vuxen. Även om det är osynligt, visar mikrobiomen sin fysiska närvaro med tillfälliga ljud och lukter.

Mikrobiomen ger oss de unika egenskaper vi äger. Mikrobiomens smink förändras under vår livstid, och en minskning av antalet och mångfalden hos dess beståndsdelar är associerad med sjukdomar och åldrande. Faktum är att friska individer och centenarians är kända för att hysa en bredare mångfald av mikrobiella partners än ohälsosamma individer.

Platsspecifika funktioner

Mikrobiomen fungerar i harmoni med olika organ i kroppen och hjälper till att en människa fungerar väl. Till exempel mikrober lever på ytan av hudvakt mot invasion från opportunistiska bakterier och patogener. Dessa mikrober också hjälp vid läkning av sår, förstärkning av immunsystemet och produktion av flyktiga signalmolekyler som är nödvändiga för kommunikation inom kroppen och nervsystemet.

Tarmarna, som har den högsta mängden mikrober, skulle inte kunna utföra sin matsmältning utan mikrobiell hjälp. Mikrober i tarmen har en mängd enzymer avsedda för uppslutning av komplexa kolhydrater och utvinning av näringsämnen från de livsmedel som vi konsumerar. En genomsnittlig person konsumerar upp till 60 ton mat under hans eller hennes livslängd. Ett matsmältningsorgan som saknar mikrober skulle kräva ännu mer mat, en situation som världen skulle föredra att göra utan.

Intestinala mikrober producerar också vitaminer som B12 (pivotal för metabolisk aktivitet), hormoner, neurotransmittorer och en mängd metaboliter som är integrerade i normala kroppsliga processer. De spelar också en aktiv roll i ödet av mediciner som vi intar. Faktum är att läkemedel som tas oralt interagerar med tarmmikrobiomen först innan de når sina avsedda mål.

De molekylära enheterna, som kortkedjiga fettsyror, härrörande från mikrobiomen, ingår i vår normala utvecklingsprocess.

Mikrober är unika för både individen och platsen på kroppen där de lämnas in. Till exempel tenderar den oljiga pannan att vara det föredragna uppehållet hos Propionibacteria medan fuktig näsa befolks av Corynebacteria. De magen har syratoleranta bakterier medan kolon har anaeroba invånare.

Bild 15 / 21 från 1000 Handshakes, ett bioartistiskt projekt för kartläggning av mikrobiom. François-Joseph Lapointe, Université de Montréal, CC BY

Förstå mikrobiomen

Detta osynliga organ moduleras av olika faktorer, inklusive föräldragenetik, geografi, mat och livsstil. Även om mikrobiom fingeravtryck är i sin barndom är det uppenbart att en individ som bor i ett urbana område kommer att hysa ett annat mikrobiellt samhälle i förhållande till en invånare på landsbygden. Eftersom mikrobiomen är som något annat organ, är störningen av dess cellulära komponenter - känd som dysbios - kan utlösa en rad sjukdomar som fetma, irritabel tarmsyndrom, dermatit och neurologisk obalans. Några av dessa sjukdomar kan botas med hjälp av probiotika och prebiotika som är utformade för att justera mikrobiell obalans.

Även om detta expansiva osynliga organ var visualiserades bara nyligen, utrullningen av dess funktioner, tillsammans med förståelsen av dess ursprung, kan leda till stora förändringar i vården, hälsoutbildning, näring och personliga egenskaper.

Identifiering av varje mikrobiell beståndsdel och dess roll kommer att möjliggöra klassificering av varje individ enligt hans eller hennes mikrobe typ; detta har potential att vara lika revolutionerande som upptäckten av blodgrupper i det tjugonde århundradet. Mikrobiell fingeravtryck skulle resultera i ett seismiskt skifte i hälsokvalitet och leverans.

Manipulation och berikning av valda mikrobiella samhällen - kallad mikrobiomeknik - skulle förbättra hälsan, föryngra organen, förbättra karaktärsdrag och leda till effektivare mediciner.

Mikrobe-kompletterade krämer för hudsjukdomar och microbe-befästa näringstillskott ruter redan rutinmässigt som personliga botemedel. Spårningen av mikrober och deras metaboliter kan bli en gemensam molekylär strategi att identifiera individer och även deras beteenden.

Vi är bara i början av en hälso-revolution som har potential att vara en samhälls-spelväxlare.

Om författaren

Vasu Appanna, professor, biokemi, Laurentian University

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

books_health