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腸内細菌叢は何ですか?人間の微生物とは何ですか?

人体は約100兆個の微生物の宿主であり、私たちは自分の人間の細胞よりも多くの微生物を持っています。これは約10対1の数を上回っています。

近年の遺伝学の科学的進歩は、私たちが数十億ドルで私たちの中に生息する微生物についてもっと多く知っていることを意味しています。

多くの国々は、人体の生態系内の相互作用や健康や疾病との関連性を理解するために多くの研究に投資してきました。

2つの用語、microbiotaとmicrobiomeは、同じことを意味するためによく使われます – あなたはそれらを交換可能に使用することがよくあります。しかし、意味の微妙な違いがありますので、この記事ではこの2つを区別します。

ヒトの微生物と微生物に関する速い事実

ここでは、人体の微生物集団に関する重要なポイントがいくつかあります。詳細はこの記事にあります。

  • ヒトの微生物は、細菌、ウイルス、菌類を含む数十億個の細胞で構成されており、私たち自身の細胞より10倍多い数です。
  • 微生物の最大の集団は、我々の腸に存在する – 腸内微生物叢。他の生息地には皮膚が含まれる。
  • 微生物細胞とその遺伝物質であるミクロバイオームは、正常な健康に不可欠な先天性の関係で私たちとともに生きていますが、一部の種はまた、私たちに侵入して病気を引き起こす日和見病原体です。
  • 消化管内に住む微生物(腸内細菌叢としても知られています)は、バイオマスが4ポンドにも上り、個体ごとに固有の種があります。
  • 微生物叢は、栄養、免疫および脳および行動への影響において重要である。これは、微生物の正常な個々のバランスが乱されると、多くの病気に関係している。

ヒトの微生物と微生物は何ですか?1-3

ヒトの微生物は人体の上または中に生息する微生物の集団、すなわち共生細菌、ウイルスおよび真菌(および古細菌および原生動物のような単細胞動物)を含む。

私たち一人一人は、通常の健康状態では共生関係にある10兆〜100兆個の微生物細胞のどこかを抱えています。推定値は異なるが、ヒトの微生物を構成する1,000種以上の微生物が存在する可能性がある。

一方、これらの微生物細胞内の遺伝子はすべて、微生物を構成するものである。

私たちの遺伝子の全てをシーケンシングすることによって、ヒトゲノムを解読するのと同様に、マイクロビームは、そのすべての遺伝情報を解明するための集中的な努力を受けています。

ヒトの生態系に関する以下のビデオは、ソルトレークシティーのユタ大学遺伝科学学習センターによって作成されています。

それは、前腕の乾燥環境と、脇の下の湿潤で油状の環境との違いを含む、体内および周囲の様々なタイプの微生物に対する様々な生息地の良い紹介である。

ヒトの微生物の微生物の総量は細胞数と種の数が非常に多いかもしれませんが、微生物はヒトの細胞数を上回っていますが、体重の約2〜3%しか占めていません。

過去10年間にわたる進行中の研究により、これらのコミュニティの遺伝的多様性が明らかにされており、サイトによって異なる。

Human Microbiome Project Consortiumが2012年の雑誌に発表した研究では、

  • 口腔および便の微生物群集のサンプルは特に多様である
  • 対照的に、膣部位からの試料は特に単純な微生物群集を示す。

この研究は、健康な西洋人の大群にわたるヒト・ミクロビームの多様性を特徴づけたが、更なる遺伝子研究によって答えられるかもしれない多くの質問を求める。私たち一人ひとりの微生物集団は、生涯にわたってどのように変化し、病原菌の影響を受けた健康な植民地化のパターンですか?

「多様性のパターン形成において、宿主免疫または遺伝学がどのくらい大きな役割を果たすのか、この北アメリカ人の集団で観察されるパターンは、世界中の人々とどのように見られるのでしょうか?著者は書きます。いくつかの回答は、2ページに記載されている最近の調査結果によって提供されます。

MNTニュースのヒト共生微生物に関する最近の動向

妊娠中のストレスは膣微生物を変え、子孫の発育に影響を与える

このジャーナルの2015年9月号に掲載されているこの論文では、「膣生態系への混乱が、子孫の重大かつ長期的な影響をもたらす要因になる可能性があるかどうか」という疑問がありました。

コンタクトレンズ着用者の目のミクロバイオームへの変更は、感染を増加させる可能性がある

コンタクトレンズ装着者の眼における細菌集団は、2015年5月に提示されたこの研究では、非眼鏡着用者の眼の眼表面よりも眼瞼皮膚フローラに典型的であった。

人間の微生物が重要な理由4-10

私たちと共に進化し、人間の生命の不可欠な部分を形成する微生物は、さまざまな役割を果たします。それらは健康と病気の両方に関係しており、研究によって、正常であれ妨害であれ、私たちの細菌集団と次の病気との間のつながりが見出されています。

[微生物]

  • 喘息
  • 自閉症
  • セリアック病
  • 大腸炎
  • 糖尿病
  • 湿疹
  • 心臓病
  • 栄養失調
  • 多発性硬化症
  • 肥満。

人間の微生物は、栄養、免疫、行動、病気の4つの重要な健康の重要な領域に影響を与えます。

栄養

腸内微生物は、私たちが食べる食物からエネルギーを得るのに役立つだけでなく、自分自身の栄養分の確保に不可欠です。腸内細菌は、例えば、肉や野菜の複雑な分子を分解するのに役立ちます。腸内細菌の助けなしに、植物セルロースは消化不能である。

腸内微生物はまた、代謝活動によって食べた後に満ち足りるという渇望や感情に影響を与えることがあります。

私たちの微生物の多様性はダイエットの多様性に関係しており、多種多様な食品を試している青少年は、独特の食事パターンに従う成人よりも多様な腸内微生物叢を示しています。

免疫

誕生から私たちを植え付ける微生物と接触することなく、私たちの適応免疫は存在しませんでした。適応免疫は、免疫系の一部で、微生物が最初に遭遇した後に微生物にどのように反応し、病原菌をより迅速に防御するかを学ぶものです。

科学者は無菌げっ歯類(微生物の滅菌齧歯類)に深刻な悪影響を及ぼしており、未発達の免疫力がその中にある。

微生物叢はまた、初期の微生物曝露が妨げられたときに発症する可能性がより高い自己免疫状態およびアレルギーに関連する。

[脳]

動作

消化に関与しているため、微生物は脳にも影響を与える可能性があります。腸内微生物叢を「第二の脳」と呼ぶ者もいます。

腸内細菌の活動によって放出された小分子は、胃腸管における神経の応答を引き起こす。

腸内微生物とうつ病や自閉症スペクトラム障害(ASD)のような脳障害との関連も観察されている。

疾患

消化管細菌集団は、クローン病および潰瘍性大腸炎の炎症性腸疾患(IBD)などの消化管の状態に関する洞察を提供している。腸内微生物叢の多様性が低いことは、IBDならびに肥満および2型糖尿病に関連している。

腸内微生物叢の性質はメタボリックシンドロームと関連しており、食物改変はプレバイオティクス、プロバイオティクスおよびその他のサプリメントを介してリスクファクターのこのクラスターに影響を与えています。

腸内微生物とその遺伝学は、私たちのエネルギーバランスと脳の発達と機能に影響します。結果として、腸内微生物が発達する脳および食物関連障害に及ぼす影響に関する研究が進行中である。

微生物の抗生物質による障害は、抗生物質耐性を示す感染症の出現を含む疾患につながる可能性がある。

本来の微生物叢は、他の方法で病気を引き起こすであろう「良い」細菌と「悪い」細菌と競合する外部から導入された集団の腸内生育に抵抗する重要な役割も担っています。

腸内微生物虫とは何ですか?5,11

1996年、ルイジアナ州立大学の微生物学および免疫学部門のロドニー・ベルグ博士は、腸内微生物叢について書いて、腸の微生物叢と呼ばれる時にその「重大な」重要性を総括した。

「先住民族の胃腸管微生物叢は、宿主の解剖学的、生理学的および免疫学的発達に大きな影響を及ぼす」とバーグ博士は次のように書いている。

この論文は、

「先住民の微生物叢は宿主の免疫系を刺激して病原体攻撃に迅速に反応し、細菌の拮抗作用により、外因性の病原体によるGI管のコロニー形成を阻害する」

この共生関係は私たちにとって有益であり、この正常な植物相の存在には、同じ生息地から実際にすべての動物に生息するように、私たちの環境の中で非常に遍在している微生物が含まれます。

しかし、これらの天然の微生物には、Bergが述べているように、「衰弱した宿主で全身感染を引き起こすために粘膜バリアを横切って転位することができる」有害な細菌も含まれている。

要約すると、腸内に有益な細菌があり、私たちのより広い身体系に入ることができ、胃腸管の局所感染を引き起こす可能性のある有害な細菌が存在する。これらの感染には、食中毒および下痢および嘔吐をもたらす他の胃腸疾患が含まれる。

腸内細菌叢:

  • 数十億個の微生物細胞を含み、集合的に体重が2 kg(4.4ポンド)
  • 何百もの異なる細菌種の宿主である – 1000以上が同定されている
  • 300万以上の遺伝子が含まれています – 腸内微生物は人体よりも150倍多くの遺伝子を持っています
  • 一人ひとりに固有のものです。私たちはすべて、存在する微生物の3分の1を共有しますが、残りは私たちの個々の微生物を構成します。

マイクロビオムに関する新たな知見7,10

巨大な投資が、身体の微生物集団とその遺伝学的研究を行い、健康や病気との関連を探っています。

国立保健研究所(NIH)は、2007年にヒトのミクロバイオームプロジェクトを開始しました。このプロジェクトは、遺伝子研究から大量の公的に利用可能なデータセットを作成することにより、微生物の種と健康との関係を特徴づける研究プロジェクトです。

ヨーロッパと中国は、同様のプログラムであるMetaHIT(Human Intestinal Tract)プロジェクトのMetagenomicsを共同開発しました。 2013年には、MyNewGutと名づけられた別のヨーロッパの資金提供プロジェクトが開始されました。

私たちと一緒に暮らす微生物のほとんどは消化器系にあり、これが最も新しい発見が行われているところです。主要な例は、最近の最近の動向の下に掲載されています。

MNTニュースからの腸内細菌の最近の動向

多様なダイエットは腸内微生物を豊かにします

この最近の論文は、2型糖尿病、肥満および炎症性腸疾患(IBD)などの病気が胃腸の微生物叢の豊かさの低下に関連している可能性を検討しています。

固形食品は腸内細菌叢の形成を9ヶ月後に引き継ぐ

2月に発表された研究によると、母親の肥満は小児の腸内微生物の多様性に影響を及ぼさず、幼児が9ヶ月になると固形食品が大きな影響を受けることが分かった。

腸内細菌は2型糖尿病の手がかりを握る

腸内細菌の変化は、2016年2月に発表された同一双子の所見によると、2型糖尿病の早期診断につながる可能性がある。

抗生物質の1つのコースは、腸内微生物を1年間破壊する

2015年11月に発表された研究では、厳密に必要な場合にのみ抗生物質を使用する必要性が強調されています。

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