장내 식물상, 미생물군 및 미생물군집

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소개

장내 세균총의 경우 인간의 장에 존재하는 박테리아 세트를 의미합니다. 플로라 생물을 동식물로 나누었을 때 식물계에서 세균을 분류했기 때문이다. 오늘날에는 6개의 왕국이 있으며 그 중 하나는 박테리아로 구성되어 있습니다.

오늘날 소화관, 주로 장에 서식하는 미생물 집합을 설명하는 올바른 과학 용어는 다음과 같습니다. 장내 미생물군. 1조 개가 넘는 박테리아, 바이러스, 균류 및 원생동물이 있으며 총 무게는 약 1.5kg이며 서로 통신하며 마치 하나의 유기체인 것처럼 행동하며 인간의 건강에 중요한 기능을 수행합니다.

때로는 부적절하게 대신 미생물군 용어가 사용됩니다 마이크로바이옴. 대신, 그것은 미생물군의 유전적 유산(모든 유전자)만을 나타냅니다. 이 두 용어의 차이는 인간과 인간 게놈의 차이와 같습니다.

미생물군유전체 연구는 무엇보다도 미생물군과 인간 게놈의 유전자로 대표되는 전체 유전자 수의 약 90%를 차지하기 때문에 중요합니다. 둘째, 미생물군, 즉 미생물군을 구성하는 미생물의 구조를 파악하여 기능을 평가하고 대사를 연구할 수 있기 때문입니다.

박테리아로 구성된 부분을 세균총, 바이러스로 구성된 것을 비로타, 버섯으로 대표되는 것을 마이코타. 그러나 우리가 미생물총에 대해 이야기할 때 우리는 일반적으로 미생물의 박테리아 부분을 의미합니다. 이는 박테리아가 소화 생성물을 대사(처리하고 건강에 유용한 다른 물질로 전환)하는 능력이 더 크기 때문입니다. 기본적으로 그들은 단쇄 지방산(SCFA), H2 및 CO2, 수소, 이산화탄소, 암모니아, 아민, 페놀 및 에너지가 생성되는 탄수화물 및 단백질의 최종 처리(발효)를 처리합니다.

미생물의 다양성과 일부 종의 유병률은 다음과 같은 여러 숙주 요인에 따라 달라집니다.

  • 그것이 속한 인구
  • 그가 사는 곳
  • 유전적 유산
  • 경력, 자신의 어머니의 임신을 포함하여
  • 출생 및 수유 유형
  • 전원 공급 장치
  • 생활 양식

오랫동안 태아는 태어나기 전에 미생물에 의해 식민지화되지 않았다고 생각되었습니다. 일부 연구에서는 태반 내에 포함된 박테리아가 태아의 미생물군 및 신체 방어 시스템(면역 시스템)의 형성에 기여할 수 있음을 나타내는 것 같습니다. 그러나 산모의 미생물총에 의해 생성된 일부 화합물은 태아와 신생아의 면역 체계에 영향을 미칠 가능성이 더 높다고 믿어집니다.

어쨌든, 미생물총이 발달하는 신생아 기간과 생후 첫 해가 건강과 특정 유형의 질병의 출현에 대한 잠재적인 장기적 영향에 대한 결정적인 시기라는 것이 점점 더 분명해지고 있습니다.

질 분만은 "산모와 신생아 사이의 미생물 교환과 다양한 종의 풍부한 미생물군이 발달할 수 있는 근본적인 기회입니다. 제왕절개를 통해 태어난 신생아를 산모의 미생물로 오염시킬 가능성이 매우 중요합니다. 반면에 제왕 절개는 이러한 다양성을 약화시키고 다음과 같은 일부 박테리아의 확산을 선호하는 것으로 보입니다.대장균 그리고 클로스트리디움 디피실리 (잠재적으로 유해한) 및 장의 질병 및 예를 들어 알레르기와 같이 엄밀히 관련되지 않은 기타 질병의 발병(발병).

자연적인 모유 수유도 엄마와 아기의 교환을 통해 미생물군을 형성하고 종의 풍부함(다양성)과 신생아의 우수한 면역 체계의 발달에 중요한 단계를 나타냅니다. 일부 박테리아 종(예: i. 비피더스균) 또는 초기 항생제 치료로 인한 감소는 면역 체계의 불균형 성숙을 초래할 수 있습니다. 이러한 지식을 습득함으로써 의사들은 가능한 한 자연 분만과 모유 수유, 그리고 실제 필요한 경우 항생제 사용에 주의를 기울이게 되었습니다.

미생물군은 나이에 따라 그리고 하루에 구성의 약 60%를 일시적으로 변경할 수 있는 환경 및 식단과 같이 그것에 영향을 미치는 요소의 변화에 ​​따라 변하고, 40%는 적어도 안정적으로 유지되는 경향이 있습니다. 삶의 중심에서.반면, 성숙과정이 진행되는 초기 단계에서는 불안정한 경향이 있고, 마지막 단계에서는 전형적인 노년기의 양상을 보이는 경향이 있기 때문에 이러한 연령층은 "취약한" 것으로 간주되어 위험에 더 많이 노출됩니다. .

사람과 장에 서식하는 미생물은 상호 이익의 교환을 바탕으로 관계를 맺어 공존하며, 전자는 영양소를 공급하고 후자는 신체적, 정신적 건강 상태를 유지하는 데 필수적인 생리적, 대사적, 면역학적 기능을 수행합니다. 존재.

이러한 웰빙은 최근 연구에서 알 수 있듯이 연구자들이 세 가지 요인을 고려하여 측정하는 미생물군의 건강에 달려 있는 것 같습니다.

  • 존재하는 미생물 종의 다양성의 풍부함
  • 각 종의 상대적 숫자 풍부
  • 유익한 종과 잠재적으로 해로운 종 간의 관계 (서로보다 많을 경우)

다시 말해, 미생물군 서로 다른 종의 미생물로 구성되어 있으며, 각각은 많은 수의 단위로 구성되어 있으며, 사람에게 유익한 미생물이 널리 퍼져 있으며, 서로 및 미생물을 수용하는 장과 균형을 이루고 있습니다.

이 평형 상태는 과학적 언어로 정의됩니다.유생증". 특정 조건에서는 정의된 상태로 이어지는 미생물군의 변경 과정을 야기할 수 있습니다.dysbiosis", 의사들은 비만, 염증성 장 질환 및 면역 및 대사 질환과 같이 이 기관과 분명히 관련이 없는 기타 질환을 포함한 많은 질병에서 발견한 상태입니다.

의 관계를 규명하기 위해 현재 많은 연구가 진행되고 있다. dysbiosis 다양한 질병과 여부를 확인하기 위해 dysbiosis 그것은 원인 또는 결과로 간주 될 수 있습니다.

구성

미생물군의 구성에 대한 연구는 미생물군집의 DNA와 RNA를 분석하여 미생물군집에서 배양할 수 없는 박테리아의 전체 게놈을 재구성할 수 있는 NGS(Next Generation Sequencing) 기술 덕분에 가능했습니다. 즉, 컴퓨터 모델을 만들어 장에 존재하는 박테리아의 지도를 만들고 그 기능을 이해할 수 있었습니다.

인간의 장내 미생물총은 1조 개 이상의 박테리아(500, 1,000개의 다른 종에 속함), 바이러스, 균류 및 원생동물의 집합체로 구성됩니다. 그것은 유전적 유산, 개인의 역사, 환경 및 식습관의 영향에 따라 한 집단에서 다른 집단으로, 그리고 한 개인에서 다른 집단으로 구성이 다양합니다. 또한 나이에 따라 변합니다.

일부 박테리아 종은 신진대사에서 더 흥미로운 역할을 하기 때문에 가장 많이 연구되고 있으며 대부분의 인류에게 공통적입니다. 이러한 종은 세 가지 속으로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 박테로이데스, 프레보텔라 그리고 루미노코커스.

다른 두 가지에 비해 그 중 하나의 유병률은 장내 미생물총의 장내 미생물총의 세 가지 다른 특징을 유발합니다.

  • 장형 1 (유병률 박테로이데스)
  • 장형 2 (유병률 프레보텔라)
  • 장형 3 (유병률 루미노코커스)

첫 번째 연구에서 강조된 3가지 장형의 명확한 구분은 장내형 1과 2의 중간인 미생물군 구성을 가진 사람들이 강조된 후속 연구에서 확인되지 않은 것 같습니다.

각 장형은 일생 동안 안정적(토착)으로 유지되는 경향이 있는 부분과 유전자형, 성별, 연령 및 환경에 영향을 받는 가변 부분으로 구성됩니다.

안정적인 부분은 독점적인 공간(틈새)의 점유와 사용 가능한 영양소의 우선 사용이 특징입니다.식이 및 환경 변화에 더 민감한 가변 부분은 소화관의 식민지화를 위해 안정적인 부분과 경쟁합니다. 이러한 경쟁은 안정적인 형태로 소화관을 식민지화할 수 없고 공간을 점유하는 능력에 따라 다소 오래 남아 있는 보다 최근에 도입된 미생물에 불리합니다. 이것이 종종 프로바이오틱스(가변부에 속하는 미생물)의 통합으로 원하는 효과를 얻지 못하는 이유입니다.

많은 연구에 따르면 특정 장형에 속하는 것은 국적, 성별 또는 체중에 의존하지 않는 반면, 식이요법은 다른 장형을 지향할 수 있는 것으로 보입니다.

분변 샘플 분석을 기반으로 한 여러 연구에 따르면 지리적으로 매우 멀리 떨어져 있지만 유사한 식단을 사용하는 인구는 유사한 미생물군을 가지고 있고 지리적으로 가까운 개체군은 다른 식단을 사용하는 경우 다른 미생물군을 가지고 있음을 보여주었습니다. 과학자들은 이 측면을 명확히 하기 위해 여전히 연구하고 있습니다. 그리고 여전히 열려 있는 많은 질문에 답하십시오.

순수한 채식주의자는 다음이 지배하는 장형을 가지고 있습니다. 루미노코커스, 전형적인 서구식 식단을 따르는 사람들은 다음이 지배하는 장형에 속합니다. 박테로이데스. 탄수화물과 섬유질이 풍부한 식단을 따르는 사람들은 종종 다음이 지배하는 2형에 속합니다. 프레보텔라. 단기간의 식이 변화(약 10일)는 그 사람이 속한 장형 유형에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 특정 장형에 속하는 것이 시간이 지남에 따라 안정적이라는 개념은 최근 장기 연구(5-10년)에 의해 의문시되고 있다. 환경 변화.연구 시작 시 특정 장형에 속하는 개체는 연구 종료 시 다른 장형에 속하는 것으로 밝혀졌습니다.

다른 엔테로타입보다 한 엔테로타입에 속하는 것은 예를 들어 비타민 생성과 같은 대사에 영향을 미치거나 비만과 같은 특정 질병이 발병할 위험이 있습니다. 박테로이데스 더 많은 비타민 C, B2, B5 및 H를 생산합니다. I 프레보텔라 비타민 B1과 엽산을 더 많이 생산할 뿐만 아니라 소화 폐기물에서 에너지를 최대한으로 회수하는 능력이 있어 음식이 거의 없을 때 유리하며 많이 섭취할 때 체내 지방 축적을 촉진할 수 있습니다. . 그러나 일부 장형이 일부 질병과 연관되어 있음에도 불구하고 어떤 장형에 속하는지 알면 특정 유형의 질병이 발병할 위험을 예측할 수 없습니다. 이것은 주어진 장형에서 한 종류의 미생물이 다른 종류보다 우세하다고 해서 이것이 다른 장형에 없다는 것을 의미하지는 않기 때문입니다. 현재로서는 장형에 속하는 것을 특정 질병의 발병 지표로 사용할 수 있는 추가 연구가 필요하며, 마찬가지로 미생물군 구성 분석을 일부 질병을 구별하는 도구로 고려할 수 있는 추가 연구가 필요합니다. 질환이 있는 질병(증상)은 매우 유사하지만 만성 염증성 장 질환 및 과민성 장 증후군에서 발생하는 것과 같이 원인이 다릅니다.

우리는 종종 "좋은 박테리아"와 "나쁜 박테리아"라는 말을 듣습니다. 실제로는 같은 계통이 그들이 속한 사람의 위치나 유전적 유산에 따라 해롭거나 유리할 수 있기 때문에 좋고 나쁨이 없습니다.

기능

장내 미생물총의 기능은 다음 범주로 분류할 수 있습니다.

  • 신진 대사, K 또는 B12와 같은 비타민 생산; 아미노산 합성; 담즙산의 변형; 짧은 사슬 지방산(SCFA)의 생산, 인간이 생산할 수 없는 효소의 합성, 세포 증식의 제어 일부 박테리아는 식별 및 식별을 위한 면역 체계의 활성화를 선호하기 때문에 "비정상 세포에 대한 보호 작용"이 있는 것으로 보입니다. 제거
  • 구조적, 상피 장벽의 건설에 참여하는 장 융모 및 장 상피 세포의 발달, 장 면역 체계의 발달
  • 보호, 유해 미생물에 의한 감염 퇴치

이러한 기능에 미생물군의 구성이 다른 기관에 미치는 영향이 추가됩니다. 사실, 장 외에 다른 기관도 혈액을 통해 흡수되고 분배되는 생성 물질(대사산물)의 영향을 받습니다.

지난 20년 동안 장내 미생물총의 영향은 소화 시스템에 속하는 기관, 중추 및 말초 신경계, 심혈관 시스템 및 내분비 대사 시스템에 미치는 영향이 강조되었습니다.

소화 시스템, 장에서 흡수된 미생물총의 산물은 문맥을 통해 간으로 운반되며, 미생물총이 불균형(불균형) 상태인 경우 이러한 물질은 독성이 있을 수 있으며 지방이 축적되어 간 손상(지방증)을 유발할 수 있습니다. 및 염증.

중추 신경계, 미생물총에 의해 생성되는 물질은 미주신경과 혈뇌장벽에 도달하는 혈류에 작용하여 중추신경계에 영향을 미칩니다. 이러한 연결을 통해 미생물군의 산물이 기분과 특정 본능적 행동에 영향을 미칠 수 있다는 것이 점점 더 분명해지고 있습니다.

심혈관 및 내분비 대사 시스템, 심혈관계에 대한 미생물군의 영향은 고지혈증(혈중 지방 증가), 제2형 당뇨병 및 죽상동맥경화증으로 대표되는 심혈관 질환의 주요 위험 인자에 영향을 미치는 능력과 관련이 있습니다.

eubiosis를 보존하는 방법

건강한 생활 방식을 유지하고 음식의 질과 양 모두에서 균형 잡힌 식단을 따르고 신체 활동을 하고 흡연과 알코올 남용을 피하는 것은 미생물의 건강에 긍정적인 영향을 미칩니다.

식단은 주로 불포화 식물성 지방, 소수의 동물성 단백질, 전체 식품의 탄수화물 및 섬유질을 포함해야 합니다.

섬유의 발효는 주로 장 상피 세포의 에너지 공급원이 되고 장 면역 반응을 조절하는 것 외에도 흡수된 후 지방과 당의 대사에 영향을 미치는 것으로 보이는 단쇄산(SCFA)을 생성합니다. 또한 장내 환경의 pH를 낮추는데 기여하는데 이는 장내 미생물의 구성에 영향을 미치기 때문에 매우 중요한 요소이며, 특히 낮은 pH는 잠재적으로 유해한 박테리아(아민과 같은 음성 대사 산물의 생산자)의 발달에 불리한 환경을 만듭니다. 및 암모니아) 미네랄의 흡수를 선호합니다.

주로 곡물, 바람직하게는 전체, 야채, 샐러드, 콩류, 신선 및 말린 과일과 같은 식물성 식품의 소비를 기반으로 하는 지중해식 식단; 생선, 흰살코기, 유제품 및 계란과 같은 동물성 식품의 적당한 섭취는 과학계에서 훌륭한 식단으로 간주됩니다.

dysbiosis의 원인

미생물군의 평형 상태의 변경(dysbiosis)은 다음으로 인해 발생할 수 있습니다.

  • 박테리아 종의 다양성 감소
  • 유익한 종의 감소
  • 유해종의 증식(증가)

가장 관련성이 높은 원인 중 하나는 dysbiosis 그것은 잘못된 생활 방식, 특히 불균형한 식단으로 나타납니다. 불균형은 소비되는 음식의 질과 양 모두에 의해 주어질 수 있습니다. 정크 푸드(패스트 푸드), 정제 설탕, 설탕 음료, 다량의 포화 지방, 과도한 양의 동물성 단백질, 특정 식품을 완전히 배제하는 것은 건강에 해로운 결과를 초래할 수 있습니다.

단백질이 풍부하고 탄수화물이 적은 식단은 예를 들어 SCFA 대사 산물의 생산을 낮추고 독성 대사 산물, 암모니아, 페놀 및 황산을 증가시켜 장내 미생물군을 변화시키고 "장의 조직 구조를 손상시킵니다. "결장 점막의 염증.

흡연, 알코올 남용 및 좌식 생활 방식도 부정적인 영향을 미칩니다.

불균형(dysbiosis)의 또 다른 원인은 항생제의 섭취일 수 있는데, 실제로 항생제는 미생물군을 구성하는 종의 다양성을 현저히 감소시켜 단기간에 회복하기 어려운 불균형 상태를 유발합니다. 상황에서는 항생제의 작용에 매우 내성이 있는 유해종의 증가에 유리할 위험이 있어 정상적인 조성의 완전한 회복이 일어나지 않을 수 있으므로 항생제의 섭취는 항상 주치의의 조언에 따라 이루어져야 합니다. . 마지막으로, 위장관의 감염(박테리아, 바이러스 및 진균에 의한)은 다음의 일시적인 원인입니다. dysbiosis 일반적으로 감염에서 회복되면 저절로 해결됩니다.유생증 속도가 느릴 수 있으며 주치의의 주의가 필요합니다.

dysbiosis의 결과

거기 dysbiosis, 시간이 지남에 따라 계속되면 많은 질병의 발병에 기여할 수 있습니다.만성염증성 장질환, 위염, 소화성궤양, 과민성대장증후군, 위암, 대장암 등 장과 밀접한 관련이 있는 질환 외에도 비만, 대사질환, 천식, 알레르기 등을 유발할 수 있다.

미생물군의 기능에 대해 최근 몇 년 동안 습득한 지식은 다양한 질병 연구에 새로운 시각을 열어주었습니다.

비만은 여러 요인에 따라 달라지는 병리학적 상태이며, 많은 연구에서 비만인의 미생물군이 음식에서 에너지를 추출할 수 있는 박테리아 종의 증가를 특징으로 한다는 것이 확인되었습니다. 생후 6개월 영아의 장내 세균 구성에 대한 연구에서 종의 다양성과 일부 유병률이 낮은 경우 소아 비만 발병 위험을 예측할 수 있는 가능성이 밝혀졌습니다.

미생물군, 장 운동성, 면역 반응, 특정 장 호르몬의 분비 및 대사가 통합 시스템을 나타내며 이러한 각 요소의 변이가 다른 요소에 영향을 미친다는 인식이 점점 더 명확해지고 있습니다. 따라서 비만, 대사 변화, 제2형 당뇨병, 죽상동맥경화증은 다양한 구성요소 간의 균형이 결여된 결과일 수 있습니다. dysbiosis가 이러한 질병의 원인인지 결과인지는 아직 명확하지 않습니다. 흥미로운 것은 저칼로리 식품을 먹고 식물성 섬유가 풍부한 두 그룹의 쥐에게 정상 체중과 비만인 쌍둥이 2마리의 미생물군을 이식한 실험 결과였습니다. 비만 쌍둥이의 미생물군은 정상 체중의 미생물군을 받은 사람들과 대조적으로 체중이 증가했습니다.

알츠하이머병, 다발성 경화증, 우울증 및 자폐증과 같은 신경계 질환과 세균불균형 사이의 관계를 뒷받침할 수 있는 메커니즘을 연구하기 위해 많은 연구가 진행 중입니다. 장과 뇌(미주신경, 혈뇌장벽에 도달하는 혈류) 사이의 직접적인 소통은 신경계 기능에 영향을 미치고 국소 염증 반응.

eubiosis를 복원하는 방법

일반적인 건강 상태일지라도, 예를 들어 "감염, 수술, 치료, 스트레스 기간 후 미생물군의 평형 상태(eubiosis)를 회복하는 것은 오랜 시간과 모든 요소에 대한 관심을 필요로 합니다. 올바른 식이요법, 운동, 적절한 휴식, 음주, 흡연, 스트레스를 피하여 건강한 생활 방식을 유지하는 데 기여합니다.

어떤 경우에는 예를 들어 항생제 치료 후 약물의 효과로 인해 일부 박테리아 종의 감소로 인한 불균형 상태(dysbiosis)를 상쇄하기 위해 프로바이오틱스의 도움을 받을 수 있습니다. 그들의 사용은 더 짧은 시간에 생물다양성을 회복하는 데 도움이 될 수 있습니다. 프로바이오틱스의 작용이 실제로 긍정적인 결과를 내기 위해서는 프리바이오틱스의 동시 투여와 함께 도입된 균, 즉 프로바이오틱스 균의 유지에 중요한 물질인 균의 발달을 돕는 것이 유용할 것으로 보인다. 야채, 특히 치커리, 아티초크, 아스파라거스, 밀, 귀리, 콩, 바나나, 양파, 마늘, 부추, 꿀이 있습니다.

과학자들은 현재 매일 섭취하는 프로바이오틱스가 다양한 질병의 위험을 감소시키거나 일부 약물의 효능을 높이는 효과를 평가하고 있지만 현재로서는 결정적인 증거에 도달하지 못했습니다.

장의 만성 염증성 질환(IBD)은 장내 세균총의 평형 상태를 회복하기 위한 새로운 기술의 필요성의 한 예입니다. 이러한 질병에 의해 영향을 받는 사람들의 미생물총 구성은 빈약하고 소수의 종만 존재하고 유병률이 높습니다. 따라서 가장 좋은 해결책은 존재하는 유해생물을 대상으로 하고 누락된 보호종을 재도입하는 것 같지만 이 경우 도입할 종을 사례별로 정의해야 한다. 경구로 프로바이오틱스를 섭취하는 것 역시 효과가 없었습니다. 아마도 그들은 불충분한 숫자로 염증이 있는 장관에 도달하고 공격적인 종들이 지배하는 환경에서 번식할 수 없기 때문일 것입니다.

대변 ​​미생물군 이식 및 대체 솔루션

미생물총의 중요성에 기초하여 대변 이식의 관행은 몇 년 동안 확산되었습니다. 클로스트리디움 디피실레, 심각한 대장염을 일으키는 항생제에 내성이 있는 박테리아. 다른 항생제 내성 박테리아에 의한 폐 및 요로 감염에서 미생물상 이식의 작용에 대한 예비 경험이 있습니다. Klebsiella pneumoniae carbapenemase 생성 이로 인해 영향을 받은 사람들의 50% 이상이 사망합니다. 연구는 아직 실험 단계에 있습니다.

이식에 수반되는 일부 부작용(예: 유해한 미생물 전파 위험)을 줄이기 위해 의학은 실험실에서 준비된 박테리아 혼합물을 사용하는 방향으로 나아가고 있습니다.

서지

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