Den menneskelige tarmmikrobiota , tidligere kaldet den menneskelige tarmflora , er det sæt mikroorganismer ( arkæer , bakterier og gær - og vira, der inficerer dem) i den menneskelige fordøjelseskanal , det vil sige tarmmikrobiomet og hele mave-tarmsystemet ( mave , afføring ). Det udgør det største reservoir af den menneskelige organisms mikrobiota og et reservoir med enzymatiske aktiviteter, der er essentielle for menneskelig fordøjelse og fysiologi. Som sådan påvirker det sundheden.
Denne mikrobiota og dens menneskelige vært er et eksempel på gensidig symbiose (samarbejde mellem forskellige slags organismer, der involverer en fordel for hver enkelt) og af kommensalisme . Det kan regulere ekspressionen af visse værtsgener, hvilket tyder på avancerede symbiotiske forhold.
Hos et sundt individ gør den metaboliske aktivitet af denne mikrobiota det svarende til et organ i sig selv inden for menneskelig fysiologi . Det er involveret i modning af værtens immunsystem og modning af dets tarmepitel . Det er involveret i mange grundlæggende metaboliske veje, såsom gæring af sukker og proteiner såvel som metabolisme af galdesyrer og fremmedhad .
Med hensyn til ernæring tillader det fordøjelsessystemerne at fermentere kostfibre, og det syntetiserer vigtige vitaminer .
I tilfælde af dysbiose, dvs. en ændring i sammensætningen eller stabiliteten af bakteriepopulationer i tarmen, kan mikrobiotaen være forbundet med metaboliske sygdomme såsom type 2-diabetes , fedme eller hjerte-kar-sygdom . Derudover har visse komponenter i mikrobiota været forbundet med kroniske inflammatoriske tarmsygdomme såsom Crohns sygdom eller ulcerøs colitis , men også med udviklingen af allergier og kolorektal cancer .
Selvom forskningen har udviklet sig siden 2000'erne takket være sekvenseringsteknikker med høj kapacitet til genetisk materiale , er viden på dette område stadig udforskende og videnskabeligt ufuldstændig. Disse videnskabelige hypoteser åbner lovende veje, som videnskabelig og mediepopularisering undertiden forenkler under udtrykket " anden hjerne ").
Tarmen hos et voksent menneske er hjemsted for ca. 1 kg af aktive bakterier over en udviklet overfladeareal på 32 m 2 (svarende til villi og mikrovilli ). Omtalen af en overflade på 260 til 300 m 2 , svarer til sikkerheden for et tennisbane, herskede i lang tid, men kom fra målinger udført på dødt væv. Da kultur i laboratoriet er vanskelig, er det molekylærbiologiske teknikker, der er forbundet med bioinformatiske værktøjer, der har gjort det muligt at beskrive økologi og struktur af den menneskelige tarmmikrobiota.
I en artikel i American Journal of Clinical Nutrition i 1972 blev antallet af mikrobielle celler estimeret til at være 10 gange antallet af humane celler eller hundrede billioner mikroorganismer (10 14 ). Under hensyntagen til en lang række nylige eksperimentelle data anslår israelske forskere i stedet, at det samlede antal bakterier, der er lagret af "referenceindividet" (et menneske fra 20 til 30 år, der vejer 70 kg og måler 1, 70 m ) er 3,9 × 10 13 , omtrent det samme som antallet af humane celler med en fejlmargin på 25%.
Derudover er antallet af gener i mikrobiota, metagenomet , mindst 150 gange større end antallet af det humane genom, 22.000 for sidstnævnte mod 3,3 millioner for det første antal, der blev offentliggjort på tarmmikrobiomet . I hele fordøjelseskanalen er der en gradient i bakteriekoncentrationen. Den maksimale tæthed nås i vores distale tyktarm med 1011 bakterier pr. Gram indhold.
Tarmen drager fordel af immunbeskyttelse, samtidig med at man undgår et inflammatorisk respons, mens tarmslimhinden konstant udsættes for to allogene enheder , mad og mikrobiota. Dette er grunden til, at det af forskere betragtes som et paradigme, der er centralt i begrebet immunprivilegerede organer .
Mad påvirker mikrobiota stærkt. I vores jæger-samler- forfædre - i det mindste i miljøer med markerede årstider - måtte mikrobiota i fordøjelseskanalen (og måske i huden) udvikle sig sæsonmæssigt med bakterieprofiler, der tilpasser sig de tørre og våde årstider, så udvidelsen af landbruget sandsynligvis stabiliserede det .
Denne hypotese blev for nylig bekræftet i 2017 ved at studere 188 mikrobiota Hadza blandt de tusinde eller endda bo nær Lake Eyasi i Rift Valley i Tanzania . Denne befolkning har stadig en meget traditionel jæger-samler-måde at leve på, og næsten undgår landbruget at leve primært fra jagt og indsamling. I 2014 fandt antropologer , at mange Hadza var hjemsted for en meget mere forskelligartet tarmbakteriepopulation end moderne vesterlændinge (og undersøgelsen viste i forbifarten, at Hadza ikke lider af tyktarmskræft , colitis eller sygdommen. Af Crohn ). Hadzas tarmbakterier syntes også at være specialiserede i at reducere deres fiberrige kost. Hadzas diæt varierer meget afhængigt af årstiderne: i den våde årstid dominerer bær og honning , mens i tørsæsonen dominerer kød menuerne (især vortesvin , antilope og giraf ), men visse knolde eller frugter (den ene den baobab for eksempel) forbruges hele året. RNA-analyser af deres tarmmikrobiota har vist, at dets biodiversitet øges meget i den tørre sæson (sammenlignet med regntiden) med bakterier af slægten Bacteroides, der var særlig rigelige. Dette er den første undersøgelse, der beviser en sæsonbetinget cyklus i det humane mikrobiom. De enzymer biosyntetiseres af disse bakterier (som gør vegetabilske kulhydrater fordøjelige) er mere rigelige i den tørre sæson, hvilket synes kontra-intuitivt, fordi Hadza derefter spise mere kød og færre planter.
Undersøgelsesprotokollen foreskrev ikke en liste over de fødevarer, der specifikt blev indtaget af hver donor til ekskrementprøver, hvilket ikke gør det muligt at specificere andre mulige forbindelser mellem kosten og mikrobiota. Men det antyder, at vores menneskelige forfædre havde en sæsonudviklende mikrobiota (som for andre dyr). Den menneskelige tarm kunne have en "biorytme" synkroniseret med udviklingshastigheden for dens naturlige madressourcer, og i områder, der i dag er meget landbrugs- eller industrialiserede, kunne denne mikrobiota muligvis være ude af synkronisering med årstidens cyklus, måske. -Be ( men det ville blive bekræftet) ved at påvirke vores tarmesundhed.
Hadza præsenterer ikke et specifikt "forfædres mikrobiom", det er mangfoldigheden af bakterier, de huser, som simpelthen er større og varierer alt efter årstider.
Forfatterne bemærker, at det bliver stadig vanskeligere at foretage denne type undersøgelser, fordi der hvert år er færre jæger-samlere, der forlader deres livsstil for at integrere i nabobyg eller bysamfund. Derudover distribuerer NGO'er og offentlige organer fødevarehjælp til dem, hovedsageligt bestående af hvede og majsmel , hvilket ikke varierer med årstiderne. Bedre forståelse af deres helbred, biologi og ernæringsstatus kan hjælpe med at forbedre relevansen af fødevarehjælp, hævder forfatterne.
En anden undersøgelse, metagenomics , bekræfter i 2018 en 2016-undersøgelse, ifølge hvilken miljøet spiller en vigtig rolle i struktureringen af mikrobiotaen, og denne rolle dominerer stort set (sammenlignet med værtens genetiske herkomst) som en determinant for dannelsen af den menneskelige tarmmikrobiota. Dette arbejde viser også, at flere humane fænotyper er så stærkt forbundet med deres tarmmikrobiom som med værtsgenetik. Denne undersøgelse er baseret på genotypiske og mikrobiomatiske data fra 1.046 raske forsøgspersoner med forskellige forfædres oprindelse. I 2013 havde Song og hans kolleger allerede vist, at folk fra en familie, der bor sammen under samme tag, deler en del af deres tarmmikrobiota, også med deres hund. Undersøgelsen fra 2018 bekræfter, at dette også gælder for mennesker, der er genetisk uafhængige.
Kost, men også stoffer (især antibiotika ) spiller en vigtig rolle i forklaringen på de observerede forskelle i mikrobiota mellem mennesker, der er tæt og bor i det samme miljø.
At kende en persons mikrobiom forbedrer forudsigelsen nøjagtigt for mange menneskelige træk, herunder blodsukkerniveau (moduleret af mikrobiota) og risikoen for fedme ; meget bedre end modeller, der udelukkende er baseret på genetiske data og værtsmiljøet.
Disse resultater antyder, at det skal være muligt at manipulere mikrobiota til at forbedre sundheden i forskellige genetiske sammenhænge.
Tarmmikrobioten er sammensat i et meget stort flertal af anaerobe bakterier . Mængden af Archaea og svampe er lavere. Mangfoldigheden af vira, der er til stede i mikrobiotaen, er meget høj (mere end 140.000 bakteriofager identificeret i en metagenomisk undersøgelse i 2021), men den skal stadig udforskes og lav sammenlignet med mangfoldigheden i jorden (husning omkring tyve forskellige grupper af bakterier), som antyder, at tarmmikrobioten er blevet "sorteret" fra mediet i henhold til biologiske (køn, alder) og kulturelle (livsstil, hygiejne, diæt) faktorer.
95% af mikrobiotaen er repræsenteret af fire bakteriefyler, vel vidende at der er mere end 60:
De fleste af de ovennævnte bakterieslanger ( Bacteroides , Prevotella , Alistipes , Akkermansia , Oscillibacter , Clostridium , Faecalibacterium , Eubacterium , Ruminococcus , Roseburia og Bifidobacterium ) er en del af den overvejende mikrobiota. Gener som Escherichia og Lactobacillus findes i mindre mængder. Andre sjældne bakteriegrupper er også blevet påvist såsom Fusobacterium , Lentisphaerae , Spirochaetes og TM7.
Slægten af svampe, der i øjeblikket er kendt fra tarmmikrobiota, inkluderer Candida , Saccharomyces , Aspergillus og Penicillium .
I archaea blev der kun observeret en slægt: Methanobrevibacter , og især arten Methanobrevibacter smithii , involveret i tarmmetanogenese . Derefter viste molekylærbiologi ( f.eks. Anvendelse af mcrA- cistron , som en molekylær markør for methanogenese og af genet, der koder for 16S rRNA ), at Archaea- mangfoldigheden var blevet undervurderet : før 2009 kun i tarmen på 63 mennesker (nyfødte, voksne og de ældre), blev nye filotyper opdaget, der ikke fremkom i nogen af de fem metanogene ordener, der allerede er beskrevet. De kunne være metanogener og / eller metanotrofer , måske tilknyttet Thermoplasmatales eller i samliv med stadig ukendte medlemmer af disse. Disse nye filotyper var desto mere til stede, jo ældre værten var, hvilket rejser spørgsmål om deres oprindelse og deres rolle i den menneskelige tarmmikrobiota. Mikrobiologiske data og metanmålinger foretaget i udåndet luft antyder, at den menneskelige tarm ikke koloniseres af methanogener inden 2-3 år (ifølge Bond et al. I 1971 ifølge Rutili et al. I 1996 eller kun midlertidigt fra det første leveår ifølge Palmer et al. i 2007).
Forskere forestiller sig tarmmikrobioten som et organ i sig selv; ”Som et metabolisk 'organ', der er fremragende tilpasset vores fysiologi, som understøtter funktioner, som vi ikke behøvede at udvikle alene. Disse funktioner inkluderer evnen til at behandle ellers ufordøjelige elementer i vores kost, såsom plantepolysaccharider. " .
Sunde maver og spiserør er relativt "sterile" på grund af deres sure pH. Den duodenum og jejunum omfatter i det væsentlige fakultative aerobe-anaerobe bakterier (10 4 til 10 5 / ml, især streptokokker). Ileum indeholder fremherskende anaerober (10 5 til 10 8 / ml). Den kolon ser en overvægt af strenge anaerober (10 9 til 10 11 / gram fæces). Fækalt stof indeholder 10 10 til 10 11 levende og døde bakterier / gram afføring.
Den menneskelige tarmmikrobiota består af mikroorganismer . Forekomsten af disse arter adskiller sig fra individ til individ, men deres sammensætning ser ud til at forblive relativt stabil hos raske voksne. En undersøgelse fra 2014 identificerede således 160 bakteriearter pr. Individ blandt de tusind mikrobielle arter, der kunne identificeres i forskellige menneskelige kohorter . Det nationale institut for landbrugsforskning har rekonstrueret 238 genomer af tarmbakterier.
Før 2014 var 75% af tarmbakterielle genomer stadig ukendte. Dette giver en bedre idé om den genetiske rigdom af det bakterielle økosystem i den menneskelige tarm: et metagenom på mere end tre millioner gener, det vil sige 120 gange mere end det menneskelige genom . Statistiske analyser af disse tarmsamfund vil fremover være mere præcise. I starten af 2019 afslørede en metagenomisk analyse 2.000 arter af tarmbakterier, der hidtil var ukendte.
De metagenomics fremhævede markører for sammensætning og mangfoldighed microbiome
Hver person har deres egen mikrobiota, men forskere har demonstreret eksistensen af hundrede bakteriearter, der deles af alle, der udgør den fylogenetiske kerne af den menneskelige tarmmikrobiota. Disse repræsenterer i masse mere end en tredjedel af tarmmikrobioten.
Mikrobioten samler flere funktioner, der er vigtige for sin menneskelige vært, som også deles af alle raske individer.
Mikrobiotas mikrobielle arter synes ikke at forbinde sig tilfældigt; der ville være et begrænset sæt af mulige samfund kendt som " enterotyper ". Indtil i dag er der beskrevet tre typer mikrobiota-samfund, den ene er domineret af slægten Bacteroides , den anden af Prevotella og endelig den sidste, mere komplekse og forskelligartede, domineret af de mikrobielle slægter, der hører til rækkefølgen af Clostridiales som Ruminococcus . Disse tre store enterotyper vil ikke blive påvirket af køn, alder eller geografisk oprindelse.
Flere andre undersøgelser, der er udført på kohorter af patienter , har også været i stand til at detektere enterotyper, men selve eksistensen af enterotyper drøftes stadig.
Desuden er det blevet rapporteret, at enterotyper kunne være forbundet med en bestemt diæt. Faktisk er enterotyper domineret af bakterier forbundet med en diæt rig på animalsk fedt og / eller proteiner. De domineret af Prevotella svarer til kost med højt kulhydratindhold.
En anden undersøgelse viste, at der er menneskelignende enterotyper i chimpanser, hvilket tyder på, at enterotyperne er resultatet af coevolution mellem værten og dens mikrobiota.
Hos raske voksne forbliver mikrobiotaens hovedbestanddele stabile. I modsætning hertil ændres mikrobiota meget hurtigt i babyer i de første tre leveår, før det bliver modent, det vil sige identisk med det hos voksne. Sammensætningen af dets mikrobiota varierer derfor alt efter fødselsmåden , vaginalt eller kejsersnit, afhængigt af det postnatale miljø: antibiotikabehandling, fodring med komælk eller bryst osv.
Kvantitativt opbygger den nyfødte hurtigt en mikrobiota så kompleks som hos voksne, især under diætdiversificering under fravænning . Denne mikrobiota når en funktionel balance efter to eller tre år.
Sammensætningen af børns og unges kost påvirker stærkt mikrobiotas. Således har fækal mikrobiota af afrikanske børn i landdistrikterne en diæt, der er rigere på fiber og planteprodukter, færre Firmicutes og en højere sats af Bacteroidetes (især Prevotella og Xylanibacter ), mens italienske børn med en mere sød og kødagtig diæt har en mikrobiota rigere på Enterobacteriaceae ( især Escherichia ). Mikrobioten ser ud til i begge tilfælde at have tilpasset sig værtens diæt.
Så snart mad er diversificeret, overgår arterne, der tilhører phyla Bacteroidetes og Firmicutes, de startende bakteriepopulationer.
Endelig hos ældre tillader tarmøkosystemet mere aerobic. Som et resultat er der en højere andel proteobakterier inklusive arten Escherichia coli . Samtidig er bifidobakterierne faldende, og deres mangfoldighed svækkes. Ændringer i mikrobiota-sammensætningen kan skyldes en delvis ændring af tarmkanalen og kan være årsagen til underernæring hos ældre.
Mere generelt er det kulturelle fremgangsmåder, livsstil og diætmønstre på lokal eller endda global skala, der spiller ind i interaktionen mellem mikrobiota og sundhed.
Effekter af motionForbindelsen mellem tarmmikrobiota og fysisk træning er for nylig blevet demonstreret. Interaktionerne mellem tarmmikrobiota og fysisk præstation afhænger især af træningens intensitet og træningsniveauet.
Nogle forfattere foreslår at overveje mikrobiotaen som en enhed eller som et metabolisk organ forbundet med deres bærers organisme; et organ sammensat af et antal organismer, der kan nå 10 13 individer, domineret af anaerobe bakterier, og som kan omfatte 500 til ca. 1000 arter, hvis kollektive genom anslås at indeholde 100 gange flere gener end det humane genom. I den videnskabelige litteratur er der tre hovedfunktioner af den menneskelige tarmmikrobiota:
Udforskningen af metagenomet , associering af det humane genom af værten og det, meget rigere, af mikrobiotas genom, gør det regelmæssigt muligt inden for denne tarmpopulation af mikroorganismer, der i det væsentlige består af bakterier, at opdage mikrober, der ser ud til at har en vigtig rolle. Dette er tilfældet med bakterien Akkermansia muciniphila : takket være dens virkning af hydrolyse af mucin i tarmslimhinden forhindrer det slim i at ophobes, modulerer tarmpermeabilitet og har virkninger på betændelse på niveauet af tarmslimhinden. I fordøjelseskanalen, men også i lever- og blodniveauer.
Den immunsystemet er ansvarlig for at anerkende og reagere på tilstedeværelsen af udenlandske eller lokale molekyler . Det ser ud til, at nogle af dens funktioner er knyttet til det forhold, som den menneskelige vært har med sin mikrobiota. Et par symbiotiske bakteriearter har vist en evne til at forhindre udvikling af inflammatoriske sygdomme . Mikrobiotaen indeholder også mikroorganismer, der er i stand til at fremkalde betændelse under visse betingelser. Mikrobiota har derfor muligheden for at kontrollere pro- og antiinflammatoriske reaktioner. Sammensætningen af tarmmikrobioten kunne være forbundet med dens korrekte funktion.
Kronisk inflammatorisk tarmsygdomDen rolle, som den menneskelige tarmmikrobiota spiller i kronisk inflammatorisk tarmsygdom, skal stadig undersøges. Imidlertid synes visse bakteriekomponenter at være forbundet med Crohns sygdom . Faktisk blev de grupper af bakterier, der udgør en del af Clostridiales såsom Faecalibacterium , udarmet hos patienter, der er ramt af denne sygdom. Desuden er det blevet vist, at arten Faecalibacterium prauznitzii kunne være en markør for kronisk gentagelse hos Crohns patienter, og at den kunne have en beskyttende rolle gennem dets antiinflammatoriske egenskaber.
Tarmmikrobiota svarer til et yderligere organ, der har en samlet metabolisk aktivitet svarende til et organ som leveren. Bedre forståelse af funktionen af interaktioner mellem mikrobiota og sin vært bør derfor gøre det muligt at forbedre diagnose , prognose og behandling af metaboliske sygdomme ( probiotiske , præbiotiske , mikrobiota transplantation , etc. ).
FedmeStigningen i Firmicutes og faldet i Bacteroidetes ville være ledsaget af et mikrobiota-fakultet for lettere at lagre den energi, der leveres af mad . Dette ville udgøre en risikofaktor for fedme . Imidlertid forbliver disse resultater stadig kontroversielle og er ikke blevet gentaget af andre undersøgelser. Faktisk er selve mikrobiotaen stort set kontrolleret af immunsystemet. Fra et praktisk synspunkt kan vi fremhæve probiotika, der tilskynder til vægtøgning, og andre med den modsatte effekt . Derudover gjorde en anden undersøgelse det muligt at korrelere metaboliske parametre med genernes rigdom i tarmmikrobioten. Denne rigdom af gener kan modelleres ved kun at spore ti eller deromkring mikrobielle arter. På den anden side er denne rigdom af gener i mikrobiota forbundet med vægttab under en diæt med lavt kalorieindhold . Faktisk er det individer, der er rigere på gener, der har tabt sig, selv efter en stabiliseringsfase.
DiabetesTarmmikrobiota er en nøglefaktor i insulinresistens . Derudover har forskere formået at klassificere patienter med type 2-diabetes efter deres tarmmikrobiota. Hos disse patienter blev der observeret et signifikant fald i bakterier, der producerer butyrat, og en stigning i opportunistiske bakterier, der forårsager en kronisk inflammatorisk tilstand. Omkring 60.000 gener fra tarmmikrobioten menes at være forbundet med patientens diabetiske (type 2) status.
En undersøgelse af overvægtige patienter, der på den ene side har type 2-diabetes og på den anden side har gennemgået bariatrisk kirurgi har vist, at deres mikrobiota tilpasser sig deres metaboliske og inflammatoriske parametre.
FordøjelsessystemetFordøjelsen af komplekse sukkerarter finder sted i tyktarmen under påvirkning af en lang række enzymer. Mikrobiotaen er vigtig for fordøjelsen af mange fødevarer i tarmen eller tyktarmen. Faktisk produceres op til 10.000 fordøjelsesenzymer ( glycosid-hydrolaser (GH) og polysaccharid-lyaser (PL) kun af bakterier (hvorimod det humane genom kun koder 17 gener til fordøjelsen af lactose, saccharose og stivelse). Men mennesker genvinder kun ca. 10% af kalorierne fra bakteriel nedbrydning. En ændring i mikrobiota kan observeres i tilfælde af kronisk bakteriekolonisering af tyndtarmen (SIBO), der kan påvises ved analyse af udløbet gas , hvilket kan være en faktor i mange funktionelle gastrointestinale lidelser .
Gastrisk kirurgiDen gastrisk bypass er en af de mest effektive procedurer til behandling sygelig fedme. Det tillader, ud over vægttab, ændringer i inflammatoriske parametre. Det er blevet observeret, at mikrobiotaen tilpasser sig disse nye fordøjelsesforhold. nogle bakteriegrupper, såsom Feacalibacterium , er forbundet med inflammatoriske parametre, mens andre som Bacteroides var forbundet med fødeindtagelse. På denne samme kohorte blev det observeret med en metagenomisk tilgang målrettet mod 16S RNA- generne, at bakteriel mangfoldighed steg efter gastrisk bypass, og at sammensætningen af mikrobiotaen var korreleret efter bypass med aktiviteten af fedtvæv.
Ikke kun er den menneskelige hjernes funktion påvirket af tarmmikrobioten på et meget tidligt tidspunkt, men også af dets udvikling.
Autisme30 til 50% af mennesker med autisme lider af kroniske gastrointestinale problemer, såsom mavesmerter, diarré og forstoppelse. Årsagen er en ubalance mellem "gode" og "dårlige" bakterier i tarmen og fraværet af visse gavnlige stammer såsom Bifidobacteria og Prevotella .
Denne ændring i tarmmikrobiota kan forårsage irritabilitet og negativt påvirke opmærksomhedsspænding, indlæringsevner og adfærd hos mennesker med autisme (ASD) .
I 2019 foreslog en undersøgelse, der blev offentliggjort i Scientific Reports , langsigtede positive virkninger af mikrobiotaoverføringsterapi (MTT) hos børn med autisme.
Forskerne udførte personlige fækale transplantationer af tarmmikroflora på 18 børn i alderen 7 til 17 med gastrointestinale problemer med det formål at genoprette bakteriediversiteten i fordøjelseskanalen.
To år efter behandling observerer forskere med hensyn til adfærdslidelser forbundet med ASD, at:
Forældre rapporterede også om en langsom, men konstant reduktion i symptomer på ASD under behandlingen. Behandlingen øgede forsøgspersonernes betydelige tarmmikrobielle mangfoldighed og to år efter fækal transplantation var den endnu højere, og de essentielle bakterier Bifidobacteria og Prevotella var stadig til stede.
På grund af den anvendte lille prøvestørrelse er der behov for mere forskning for at verificere den terapeutiske nytteværdi af mikrobiotaoverføringsbehandling . Forskergruppen planlægger at fortsætte med at overvåge disse 18 børn og snart gennemføre et forsøg med voksne og en anden placebopopulation.
Den schweiziske medicinske gennemgang kvalificerer stærkt de konklusioner, der er rapporteret i offentligheden, og bemærker, at "afføring i øjeblikket bæres til himlen af det videnskabelige samfund" og at "Hver måned tilføjes andre terapeutiske indikationer for fækal transplantation. af fantaserede dyder ” .
Et par undersøgelser har forsøgt at sammenligne mikrobiota hos autistiske og ikke-autistiske mennesker: ændringer i bakteriesammensætningen kan vises markant, men dette er ikke bekræftet i alle undersøgelser. Derudover er det vanskeligt at fastslå, om disse ændringer er en årsag eller en konsekvens af autisme.
SkizofreniUndersøgelser fremhæver muligheden for en nøglerolle for tarmmikrobiota i patogenesen af skizofreni .
Mental tilstand, stress, angstMikrobiota udskiller vitaminer og producerer eller nedbryder et stort antal molekyler, hvoraf nogle er vigtige for hjernen. Det varierer dog fra en befolkning til en anden, hvilket gør det vanskeligt at fortolke visse statistiske eller epidemiologiske forskelle. Et stigende antal undersøgelser i dyremodellen, derefter hos mennesker (men med et lille antal patienter) antyder, at der er en tovejs mikrobiom-hjerneforbindelse (måske via vagusnerven, der direkte forbinder hjernen ). hjerne, så mikrobiomet kan påvirke humør eller stress og adfærd og måske omvendt.
For eksempel er det blevet vist, at axeniske mus (uden mikrobiota) udviste et ændret stressrespons og derfor havde et fald i angst sammenlignet med konventionelle mus (med mikrobiota). Forskere har vist, at rotter uden mikrobiota er mere modtagelige for stress og angst. (Arbejde udført af Micalis-enheden i Jouy-en-Josas .)
I 2019 konkluderede en undersøgelse, der blev offentliggjort i Nature Microbiology på to store grupper af europæere, at visse arter af tarmbakterier er fraværende i tarmene hos mennesker, der lider af depression , uden dog endnu at kunne sige, om de er en årsag eller konsekvens af depression. Forfatterne mener, at nogle tarmbakterier kan producere molekyler, der påvirker nervesystemet og endda humør. Fækale transplantation forsøg planlagt i bl.a. universitetet i Basel (Schweiz) skal vise, om det er således muligt at genoprette eller ændre tarmens microbiome af deprimerede mennesker. I Belgien undersøgte mikrobiolog Jeroen Raes fra det katolske universitet i Louvain og hans team et panel på 1.054 mennesker, der blev rekrutteret til at studere deres mikrobiom; i denne gruppe var 173 mennesker deprimerede eller følte, at de havde en dårlig livskvalitet. Deres mikrobiom blev sammenlignet med dem fra andre medlemmer af gruppen, og det så ud til, at der manglede to typer mikrober ( Coprococcus og Dialister ) fra mikrobiomerne hos deprimerede, mens de stadig var til stede i tarmen hos dem, der hævdede at have 'a god livskvalitet. Denne forskel vedvarende, selv efter kontrol med alder , køn , antidepressiv brug (tre faktorer, der vides at påvirke ethvert mikrobiom). Denne undersøgelse viste også, at depressive menneskers mikrobiom indeholdt flere bakterier involveret i Crohns sygdom , hvilket tyder på et associeret inflammatorisk fænomen (mulig årsag eller konsekvens). Forfatterne af denne undersøgelse undersøgte også resultaterne af et andet panel på 1064 hollænder, hvis mikrobiom var blevet udtaget; i denne gruppe var de samme to arter fraværende hos deprimerede og især hos syv personer diagnosticeret med svær klinisk depression. Et forhold mellem årsag og virkning er endnu ikke sikkert, og der er behov for flere undersøgelser for overhovedet at bevise og forstå det, men beviset peger på et forhold, der forbinder stemning med tarmmikrober.
Siden 2010'erne har læger og virksomheder udforsket visse probiotika (ofte taget oralt) til behandling af depression, men inkluderer ikke de manglende tarmmikrober, der er identificeret i denne undersøgelse. André Schmidt (en neurovidenskab ved universitetet i Basel ) er ansvarlig for et klinisk forsøg med fækal transplantation hos 40 deprimerede og ved Karolinska Institute ( Stockholm ) foreslår biolog Sven Pettersson, at psykiatriske klinikere overvejer profilering af deres patients mikrobiom. Raes et al. har allerede anført 56 molekyler produceret eller nedbrudt af mikrober i vores tarme, alt sammen nødvendigt for at nervesystemet fungerer korrekt. Bakterier af slægten Coprococcus synes for eksempel at påvirke det dopaminerge system (dopamin er et væsentligt molekyle for hjernens funktion og er involveret i depression). Men vi ved endnu ikke, om vi kan - og hvordan - kontrollere mikrobiota for at beskytte mod depression. Den samme Coprococcus udskiller også en antiinflammatorisk ( butyrat ), og inflammatoriske processer vides at bidrage til depression.
En undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Cell inAugust 2012Blev 91 gravide fulgt for at karakterisere mere præcist udviklingen af tarmmikrobioten under graviditeten . Det viser sig, at mikrobiota-sammensætningen ændres dramatisk. Prøver af fæces af en st og 3 th kvartal blev sammenlignet, for at beskrive en udvikling, der fører til mere betændelse og tab af energi. Under den samme undersøgelse blev disse observationer bekræftet ved mikrobiota-transplantation i axeniske mus , det vil sige mus uden mikrobiota.
Antibiotikabehandlinger påvirker tarmmikrobiotaens økologi og dens forhold til den menneskelige vært. Ciprofloxacin har vist sig at have en stærk og hurtig effekt på tarmmikrobiota med et tab af bakteriediversitet og en ændring i samfundets sammensætning inden for 3-4 dage efter indtagelse af antibiotika.
Et præbiotikum er en ikke-fordøjelig ingrediens, der har sundhedsmæssige fordele ved selektivt at stimulere væksten eller aktiviteten af en bestemt bakterie (eller lille bakteriepopulation) i tyktarmen. Ifølge WHO / FAO er en probiotikum "en levende mikroorganisme, der, når den indtages i tilstrækkelig mængde, giver gavnlige virkninger på helbredet for dem, der spiser den" .
Den fæcestransplantation , også kaldet transplantation fækal mikrobielle, er at bruge mikrobiota af et sundt individ, der virker som donor afføring , som behandlingen af en patient , hvis intestinal mikroflora forstyrres. Denne teknik anvendes i øjeblikket hovedsageligt til behandling af tilbagevendende Clostridium difficile- infektioner , men overvejes også til behandling af andre sygdomme.
Takket være udviklingen af kultivering (men vi ved stadig ikke, hvordan man dyrker mange mikrober, især tarmene) takket være samarbejdsarbejde mellem forskerteams ( Human Microbiome Project Consortium takket være mikroskopiske observationer og fremskridt inden for genetisk sekventering og den metagenomiske videnskaben skrider frem med udformningen af bakteriekataloget over den menneskelige tarmmikrobiota. Denne opgørelse er dog stadig meget ufuldstændig i 2019. Det bekræftes også, at tarmmikrobiotaen er hos kvinder (og derfor hos den nyfødte) delvis forbundet med blærens og vagina .
Et af midlerne til at studere dets egenskaber og funktion og interaktioner med værts fysiologi og stofskifte er at på en kontrolleret måde kolonisere fordøjelseskanalen hos axeniske rotter eller mus (dvs. født og opvokset uden eksponering for levende mikrober). Disse dyr er koloniseret af valgt mikrobiel flora af en eller flere arter eller hele samfund fra normale eller syge muriner eller mennesker. Forskere kan derefter undersøge overførbarheden af mistænkte fysiologiske og / eller patologiske fænotyper og teste mikrobiotas rolle for en eller flere specifikke fænotype (r). Det er således for nylig blevet vist, at tarmmikrobiotaen styrer eller regulerer i musene, der således er testet knoglemasse, opbevaring af kropsfedt, tarmangiogenese og den korrekte udvikling af immunresponset .
Det er også blevet vist i axeniske mus, at tarmfloraen ser ud til at spille en vigtig rolle i energimetabolisme med mulige forbindelser med i det mindste nogle af formerne for fedme .
Mikrobiotaen er endda i stand til at regulere ekspressionen af visse gener i værten, hvilket kan antyde avancerede symbiotiske forhold.
Ved at producere stoffer, der ligner neurotransmittere, kunne bakterier i menneskets tarm være i kommunikation via hjertekarsystemet og nervesystemet med hjernen. Dette fund åbner døren til ny forskning om tarmmikrobiota som et organ, der påvirker adfærd.
De metagenomics er sekventering og analyse af DNA-af mikroorganismer på prøver af forskellige miljøer (hav, jord, luft, menneskelige krop ...), uden at dyrke disse mikroorganismer er påkrævet. Denne teknik repræsenterede et stort fremskridt i forståelsen af den menneskelige tarmmikrobiota, et miljø, hvor 75% af bakterierne i dag ikke anses for at kunne dyrkes i laboratoriet. Det11. april 2008det europæiske projekt MetaHIT lanceres. Koordineret af INRA har det til formål at undersøge genomet af alle de bakterier, der udgør den menneskelige tarmflora, for at karakterisere dens funktioner og dens indvirkninger på helbredet .
De første resultater af MetaHIT:
"Alle sygdomme starter i tarmen .."
- Citat tilskrevet Hippokrates .
Siden begyndelsen af 2000'erne har der været en medicinsk enighed om mikrobiotaens betydning for helbredet. Data fra forsøgsdyr og mennesker antyder, at en normal tarmmikrobiota forbedrer metabolismen af dens vært ved at øge energieffektiviteten og fordøjelseskvaliteten . Den mikrobiota også griber ind ved at ændre visse forbindelser afledt fra værten og visse metaboliske veje, og ved at forbedre immunitet.
En ubalance i tarmmikrobiota kan inducere eller tillade udvikling af patologier såsom fedme, hjerte-kar-sygdomme og visse metaboliske syndromer (især type 2-diabetes), især via produktion af inflammasomer .
En ubalance i mikrobiota kan føre til den drastiske stigning af visse bakteriearter såsom C. difficile , der normalt findes i meget små mængder i den sunde mikrobiota. Denne tilstand forårsager ekstremt svækkende diarré. Den mest effektive behandling til dato er fækal transplantation, som erstatter antibiotika i dette specifikke tilfælde.
Imidlertid betyder den store kompleksitet i dette mikrobielle, virale og svampesamfund, at årsag og virkning-forbindelser stadig er dårligt forstået. Nyere teknikker gør det muligt at udlede arten af den enkelte mikrobiota ved åndedrætsanalyse. Nuværende undersøgelser viser, at:
Bedre forståelse af funktionen af interaktioner mellem mikrobiota og dets vært bør derfor gøre det muligt at forbedre behandlingen af metaboliske sygdomme ( probiotika , præbiotika , fækal bakterioterapi osv. ). Udforskningen af metagenomet (sammenslutning af værts humane genom og mikrobiotaens meget rigere genom) kunne bidrage til dette.
Bakterier i tarmen kan ved at "fordøje" visse lægemidler forstyrre visse medicinske behandlinger. Og da mikrobiota varierer mellem individer, påvirker det effektiviteten af visse lægemidler forskelligt afhængigt af patienten. Således ijuni 2019, en artikel i tidsskriftet Science finder, at to bakterier i vores tarmmikrobiota, Enterococcus faecalis og Eggerthella lenta , nedbryder det meste af det vigtigste lægemiddel, der anvendes mod Parkinsons sygdom , Levodopa (L-dopa) , som skal nå hjernen derhen for at blive konverteret i dopamin . E faecalis omdanner stoffet til dopamin for tidligt i tarmen i stedet for hjernen; selv med Carbidopa (en forbindelse, der menes at hæmme transformationsreaktionen i tarmen), når op til 56% af L-dopa ikke hjernen, med variationer afhængigt af patienten. Genet og bakterieenzymerne, der er ansvarlige for denne tidlige biologiske nedbrydning af lægemidlet, blev identificeret i 2019. Et nyt molekyle (AFMT), tusind gange mere effektivt in vitro end carbidopa, er blevet udviklet. Desuden fremgår det, at E. faecalis konverterer lægemidlet i dopamin og derefter bakterier ( E LENTA ) konverterer denne dopamin til meta-tyramin som synes at have toksiske virkninger (alvorlige gastrointestinale forstyrrelser og kardiale arytmier).