Juozas Kupčinskas1, 2, Jurgita Skiecevičienė2, Rolandas Gedgaudas1, 2
1 LSMU MAGastroenterologijos klinika, Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, 2 LSMU MAVirškinimo sistemos tyrimų institutas, Klinikinės ir molekulinės gastroenterologijos laboratorija
Žmogaus kūną kolonizuoja daugybė bakterijų, archėjų, virusų, vienaląsčių eukariotų. Mikroorganizmų visuma, egzistuojanti kartu su šeimininku, yra vadinama mikrobiota ar mikroflora. Skaičiuojama, kad ant įvairių kūno paviršių yra ~1014 bakterijų ląstelių, t. y. beveik 10 kartų daugiau nei žmogaus, tuo tarpu genetinės bakterijų medžiagos daugiau net iki 150 kartų nei paties žmogaus. Mikrobiota kolonizuoja praktiškai visus žmogaus paviršius – odą, kvėpavimo takus, urogenitalinę sistemą, o didžiausias bakterijų kiekis randamas virškinamajame trakte – storajame žarnyne yra ~70 proc. visų žmogaus bakterijų.
Žmogaus mikrobiotos įvairovė ir funkcijos
Žarnyno bakterijų daugumą sudaro griežti anaerobai, kurių yra 2–3 kartus daugiau nei fakultatyvinių anaerobų ir aerobų. Nors žinoma daugiau nei 50 bakterijų tipų, žarnyne dominuoja du iš jų: Bacteroidetes ir Firmikutes, tuo tarpu Proteobacteria, Verrucomicrobia, Actinobacteria, fusobakterijos ir cyanobakterijos – sudaro tik nedidelę dalį visų bakterijų. Manoma, kad žarnyną kolonizuoja per 1000 skirtingų bakterijų rūšių. Žmonių bakterijų sudėtis labai skiriasi, tačiau bent ~40 proc. bakterijų rūšių tarp atskirų individų sutampa. Žmogus ir bakterijos evoliucionavo kartu, išlaikant stebėtiną visos mikrobiotos funkcinį panašumą.
Bakterijų kolonizacija prasideda nuo pirmųjų žmogaus gyvenimo minučių, o tolesnis mikrobiotos formavimasis susijęs su organizmo biologiniais poreikiais bei mikrobiotą veikiančiais aplinkos veiksniais. Pirmaisiais gyvenimo metais žarnyno bakterijų rūšių įvairovė būna nedidelė, tačiau, organizmui bręstant, įvairovė plečiasi, tarp atskirų bakterijų grupių atsiranda metaboliniai ryšiai. Taip susiformuoja darniai su individu veikianti ekosistema.
Svarbi simbiozėje gyvenančių bakterijų funkcija yra susijusi su medžiagų apykaita ir pasisavinimu. Specifinės bakterijų rūšys dalyvauja virškinimo procesuose, padeda įsisavinti energines medžiagas, be to, bakterijos dalyvauja ir gyvybiškai svarbių vitaminų, pvz.: A, K, B2, B12, sintezėje. Nustatyta, kad, keičiantis energinėms reikmėms, kinta ir žarnyno mikrobiota, taip prisitaikydama prie naujų organizmo poreikių.
Bakterijas nuo tiesioginio kontakto su žmogumi skiria vienas žarnyno epitelio bei gleivių sluoksnis, kurio funkcija itin svarbi apsaugai nuo patogenų. Žarnyno bakterijos sintetina svarbias trumpos grandinės riebalų rūgštis (pvz.: butiratą, acetatą, propionatą), kurios yra vienos pagrindinių epitelio energijos šaltinių, taip pat veikia žarnyno motoriką, energijos pasisavinimą bei turi uždegimą slopinančių savybių. Nuo patogenų kolonizacijos bei invazijos žarnyno bakterijos mus saugo ir sintetindamos specifines antimikrobines medžiagas, taip pat konkuruodamos dėl maisto ir vietos.
Žarnyno mikrobiota nuolatos komunikuoja su organizmu per gaminamus metabolitus, kurie patenka tiek į portinę kraujotaką, tiek į sisteminę limfotaką. Manoma, kad žarnyno nervinės sistemos komunikacija su mikrobiota ankstyvame amžiuje turi svarbią reikšmę susidarant žarnyno gleivinės bei humoralinėms imuninėms sistemoms. Moksliniuose tyrimuose su steriliai išaugintais gyvūnais įrodyta, kad šių gyvūnų limfiniai organai prastai susiformavę, yra pakitę imuninių ląstelių proporcijos bei sintetinamų imunoglobulinų kiekiai. Manoma, kad didėjantis atopinių, lėtinių autoimuninių ligų dažnis galimai yra susijęs su mikrobiotos pakitimų sąlygotais imuniniais sutrikimais.
Plačiau apie tai skaitykite „Lietuvos gydytojo žurnalas“ 2018 m. Nr. 4