Das Verständnis des menschlichen Mikrobioms wird zu Durchbrüchen im Gesundheitswesen führen, einschließlich der Behandlung von Krankheiten wie dem Reizdarmsyndrom. Shutterstock

Bakterien stehen im Zentrum aller Lebensformen auf dem Planeten Erde und sind die wesentlichen Bausteine, die lebende Organismen so machen, wie sie sind.

Beide Mitochondrion - in den meisten Organismen gefunden, die in der Zelle Energie erzeugen - und die Chloroplasten - der in Pflanzen befindliche Solarenergie-Harvester - lässt sich auf ihre bakteriellen Vorfahren zurückführen. Diese spezialisierten Mikroben legten den Grundstein für die Artenvielfalt, unter der wir leben.

Mikroben sind Teil aller mehrzelligen Organismen, in denen sie eine Vielzahl lebenswichtiger Funktionen erfüllen, darunter die Verdauung von Nährstoffen und Signalprozesse. Die Mikroben, die ein wesentlicher Bestandteil lebender Organismen sind, werden als Mikrobiom bezeichnet. Das Mikrobiom ist in Kreaturen zu finden so einfach wie die hydra und so komplex wie Menschen, Elefanten und Bäume.

Menschliches Mikrobiom

Mikroben sind bereits im Anfangsstadium der Entwicklung ein Teil des Menschen und spielen eine wichtige Rolle für die Funktionsweise des menschlichen Körpers. Das menschliche Mikrobiom besteht aus Viren, Bakterien und Pilzen, die in Gemeinschaften innerhalb und auf dem Körper leben.

Obwohl diese Mikroben immer Teil der menschlichen Anatomie waren, wurden sie erst kürzlich mit technologischen Fortschritten wie molekularen Bildgebungsinstrumenten und genetischer Sequenzierung der nächsten Generation sichtbar gemacht. Wir können diese mikrobiellen Entitäten jetzt visualisieren, während sie wichtige Aufgaben ausführen.

Das Mikrobiom ist mit einem Gewicht von bis zu drei Kilogramm das größte Organ, von dem Sie vielleicht noch nie gehört haben. Menschliche Mikroben: Die Kraft in (2018), Autor zur Verfügung gestellt

Das menschliche Mikrobiom ist eines der größten Organe und wiegt bei Erwachsenen etwa zwei bis drei Kilogramm. Obwohl es unsichtbar ist, zeigt das Mikrobiom seine physische Präsenz mit gelegentlichen Geräuschen und Gerüchen.

Das Mikrobiom verleiht uns die einzigartigen Eigenschaften, die wir besitzen. Die Zusammensetzung des Mikrobioms ändert sich während unserer Lebensspanne, und eine Abnahme der Anzahl und Vielfalt seiner Bestandteile ist mit Krankheiten und Alterung verbunden. Tatsächlich sind gesunde Personen und Hundertjährige dafür bekannt, dass sie eine größere Vielfalt von mikrobiellen Partnern beherbergen als ungesunde Personen.

Ortsspezifische Funktionen

Das Mikrobiom arbeitet in Harmonie mit verschiedenen Organen im Körper und unterstützt das reibungslose Funktionieren eines Menschen. Beispielsweise schützen auf der Hautoberfläche lebende Mikroben vor dem Eindringen opportunistischer Bakterien und Krankheitserreger. Diese Mikroben auch Hilft bei der Wundheilung, stärkt das Immunsystem und produziert flüchtige Signalmoleküle, die für die Kommunikation im Körper und im Nervensystem unerlässlich sind.

Der Darm, der die meisten Mikroben beherbergt, wäre ohne mikrobielle Hilfe nicht in der Lage, seine Verdauungsaufgabe zu erfüllen. Mikroben im Darm besitzen eine Vielzahl von Enzymen, die der Verdauung komplexer Kohlenhydrate und der Extraktion von Nährstoffen aus den von uns konsumierten Lebensmitteln dienen. Eine durchschnittliche Person verbraucht während seiner Lebensdauer bis zu 60 Tonnen Lebensmittel. Ein mikrobenfreier Verdauungstrakt würde noch mehr Nahrung benötigen, eine Situation, auf die die Welt lieber verzichten würde.

Darmmikroben produzieren auch Vitamine wie B12 (ausschlaggebend für die Stoffwechselaktivität), Hormone, Neurotransmitter und eine Vielzahl von Metaboliten, die für normale Körperprozesse von entscheidender Bedeutung sind. Sie spielen auch eine aktive Rolle im Schicksal der Medikamente, die wir einnehmen. Tatsächlich interagieren oral eingenommene Medikamente zuerst mit dem Darmmikrobiom, bevor sie ihre beabsichtigten Ziele erreichen.

Die vom Mikrobiom abgeleiteten molekularen Einheiten wie kurzkettige Fettsäuren sind Teil unseres normalen Entwicklungsprozesses.

Mikroben sind sowohl für das Individuum als auch für die Stelle am Körper, an der sie sich befinden, einzigartig. Zum Beispiel neigt die ölige Stirn dazu, zu sein die bevorzugte Residenz von Propionibakterien während die feuchte Nase ist von Corynebakterien besiedeltdem „Vermischten Geschmack“. Seine Der Magen besitzt säuretolerante Bakterien während der Doppelpunkt anaerobe Bewohner beherbergt.

Image 15 / 21 von 1000 Handshakes, einem bioartistischen Mikrobiomkartierungsprojekt. François-Joseph Lapointe, Universität von Montréal, CC BY

Das Mikrobiom verstehen

Dieses unsichtbare Organ wird durch unterschiedliche Faktoren moduliert, einschließlich der Genetik der Eltern, der Geographie, des Essens und des Lebensstils. Obwohl der Mikrobiom-Fingerabdruck noch in den Kinderschuhen steckt, ist klar, dass eine Person, die in einem städtischen Gebiet lebt, eine andere mikrobielle Gemeinschaft beherbergt als ein Landbewohner. Da das Mikrobiom wie jedes andere Organ ist, ist die Störung seiner zellulären Komponenten - bekannt als Dysbiose - kann eine Reihe von Beschwerden wie Übergewicht, Reizdarmsyndrom, Dermatitis und neurologisches Ungleichgewicht auslösen. Einige dieser Krankheiten können durch den Einsatz von Probiotika und Präbiotika geheilt werden, um das mikrobielle Ungleichgewicht auszugleichen.

Obwohl dieses expansive unsichtbare Organ war erst kürzlich visualisiertDas Auflösen seiner Funktionen und das Verständnis seiner Ursprünge könnten zu erheblichen Veränderungen bei der Gesundheitsversorgung, Gesundheitserziehung, Ernährung und den persönlichen Merkmalen führen.

Die Identifizierung jedes mikrobiellen Bestandteils und seine Rolle wird die Klassifizierung jedes Individuums nach seinem Mikrobentyp ermöglichen. Dies könnte genauso revolutionär sein wie die Entdeckung von Blutgruppen im 20. Jahrhundert. Mikrobieller Fingerabdruck würde zu einer seismischen Verschiebung der Gesundheitsqualität und -bereitstellung führen.

Die Manipulation und Anreicherung ausgewählter mikrobieller Gemeinschaften, die als Mikrobiomtechnik bezeichnet werden, würde die Gesundheit verbessern, die Organe verjüngen, die Charaktereigenschaften verbessern und zu wirksameren Medikamenten führen.

Mit Mikroben angereicherte Cremes für Hautkrankheiten und mit Mikroben angereicherte Nahrungsergänzungsmittel werden bereits routinemäßig als personalisierte Heilmittel angepriesen. Die Verfolgung von Mikroben und ihren Metaboliten kann zu einer gängigen molekularen Strategie werden Personen identifizieren und sogar ihr Verhalten.

Wir stehen gerade am Beginn einer Gesundheitsrevolution, die das Potenzial hat, eine gesellschaftliche Veränderung herbeizuführen.

Über den Autor

Vasu Appanna, Professor für Biochemie, Laurentian University

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