Legătura strânsă dintre microorganisme și gazdă nu se oprește la digestie
Ce procent din structura noastră fizică aparține cu adevărat speciei umane? lumea microorganismelor care populează corpul nostru. O analiză detaliată, difuzată recent în revista specializată Gut Microbes , definește microbiomul uman nu ca o simplă adunare de germeni, ci ca un ecosistem extrem de dinamic. Acesta este constituit din trilioane de entități vii, inclusiv bacterii, virusuri, fungi și arhee. Rolurile lor variază enorm, acoperind spectrul de la procesarea alimentelor și sinteza anumitor vitamine, până la maturarea sistemului de apărare imunologică și controlul ritmului metabolic. Cercetătorii concluzionează că această entitate microscopică trebuie considerată un partener vital pentru biologia omului, abandonând vechiul concept al unei colecții passive de microorganisme.
Ultimele știri
Justiția în Familie: Cuplurile de Judecători care Schimbă Sistemul
Sector 3 aprobare alocare de 120 milioane de lei pentru proiecte locale
Tesla Roadster: mașina electrică care zboară, se răsucește în aer și sare peste alte vehicule
Rusia a construit o bază pentru drone în șase săptămâni — semnal de alarmă pentru EuropaRelația dintre noi și această lume invizibilă se bazează pe un principiu de reciprocitate. Microorganismele primesc de la gazda umană un habitat stabil și resurse nutriționale esențiale pentru supraviețuirea lor. În schimb, organismul uman primește acces la mecanisme metabolice sofisticate, capabilități pe care celulele noastre proprii nu le posedă în mod nativ. Această simbioză face din microbii niște actori activi în menținerea funcțiilor vitale. Un exemplu clar și ușor de înțeles se regăsește în mecanismele digestive. Deși dispunem de un set complex de enzime pentru descompunerea hranei, corpul nostru nu reușește să proceseze integral toate componentele alimentare. O fracțiune din ceea ce consumăm ajunge în intestinul gros nedigerată. Acolo, flora bacteriană intervine, fermentând fibrele și carbohidrații rezistenți la acțiunea enzimelor umane.
Rezultatul acestui proces este producerea de acizi grași cu lanț scurt, compuși chimici cruciali prin care microbiota exercită o influență directă asupra fiziologiei noastre.
Printre acești compuși se numără acetatul, propionatul și butiratul, fiecare implicat în diverse procese biologice. Butiratul, în special, joacă un rol dual: furnizează energie celulelor care tapetează interiorul colonului și ajută la menținerea integrității barierei intestinale, dar intervine și în modularea Acești acizi nu sunt doar surse de nutrienți; ei acționează și ca mesageri chimici. Prin legarea de receptorii specifici ai celulelor umane, transmit semnale care alterează activitatea acestora. Astfel, prin intermediul acestor produși metabolici, bacteriile participă activ la reglarea metabolismului general și la mecanismele de apărare ale corpului.
Legătura strânsă dintre microorganisme și gazdă nu se oprește la digestie. Bacteriile efectuează transformări asupra altor substanțe care tranzitează intestinul, conferindu-le proprietăți noi și funcții biologice absente în forma lor originală, generată de celulele umane. Un caz reprezentativ îl constituie acizii biliari. Aceștia sunt sintetizați inițial de ficat și eliberați în intestin pentru a facilita digestia lipidelor. Totuși, flora intestinală îi modifică structural, transformându-i în așa-numiții acizi biliari secundari. O porțiune din aceștia este reabsorbită prin pereții intestinali, circulă în sânge și revine la ficat. Similar cu acizii grași cu lanț scurt, acești compuși modificați acționează ca semnalatori chimici. Ei contribuie la reglarea modului în care corpul gestionează grăsimile și glucoza, dar și la modularea activității sistemului imunitar.
Comunicarea nu este unidirecțională; schimbul de informații are loc în ambele sensuri. Organismul uman emite, la rândul său, semnale la care bacteriile Substanțele implicate în acest dialog includ hormoni, citokine – molecule utilizate de celulele imunitare pentru comunicare internă – și alți compuși endogeni. Un exemplu fascinant este oferit de adrenalina și noradrenalina, ale căror niveluri cresc în perioadele de stres. Studiile au demonstrat că anumite bacterii detectează prezența acestor hormoni și își ajustează comportamentul în consecință. Cercetătorii de la Universitatea Tianjin, din China, au subliniat într-un studiu publicat în npj Biofilms and Microbiomes că interacțiunile complexe, mediate de molecule și bazate pe un schimb bidirecțional de date între microorganisme și celule umane, sunt esențiale pentru apărarea împotriva bolilor și menținerea stării de sănătate.
Astfel, comunicarea este reciprocă: microbii ne influențează, iar semnalele emise de noi le influențează pe ei.
Cu toate acestea, cele două direcții ale acestui dialog nu au fost explorate cu aceeași profunzime. Deși studiul modern al microbiomului este un domeniu relativ nou, mecanismele prin care moleculele microbiene acționează asupra celulelor umane au beneficiat de o atenție mai mare. În contrast, modul în care moleculele umane reglează fiziologia și echilibrul comunităților microbice rămâne încă un teritoriu puțin cunoscut.
Microbiomul nu este confinat exclusiv la intestin
Dimensiunile acestei lumi microscopice sunt greu de cuprins cu mintea. Experți din centre de cercetare și universități din Germania, China, Taiwan, Iran și Egipt oferă o perspectivă uimitoare asupra proporțiilor. Ei afirmă că numărul celulelor microbiene este aproximativ egal cu numărul celulelor umane, descriind o relație de interdependență profundă între gazdă și comunitățile pe care le găzduiește. Estimările actuale sugerează prezența a aproximativ 38 de trilioane de bacterii și 30 de trilioane de celule umane într-un adult. Raportul numeric este, astfel, foarte aproape de 1 la 1. Deși bacteriile sunt mult mai mici decât celulele umane, masa totală a acestora este estimată la circa 200 de grame, conform calculurilor cercetătorilor de la Institutul Weizmann din Israel.
Din punct de vedere strict cantitativ, imaginea este spectaculoasă: în corpul nostru și la suprafața lui, trăiesc aproximativ tot atâtea bacterii câte celule umane alcătuiesc întregul organism.
Microbiomul nu este confinat exclusiv la intestin. Deși flora intestinală este cea mai studiată, microorganismele colonizează și alte zone ale corpului, inclusiv pielea, cavitatea bucală, tractul respirator și sistemul urogenital. Fiecare dintre aceste medii găzduiește specii adaptate condițiilor locale, ceea ce face ca microbiomul să difere semnificativ de la o regiune corporală la alta. Doar în intestin au fost identificate peste 4.500 de specii de bacterii, conform datelor cercetătorilor de la Universitatea Cambridge. Pielea ilustrează bine acest concept. Staphylococcus epidermidis , o bacterie comună la suprafața corpului, produce substanțe cu efect antibacterian și stimulează celulele epiteliale să genereze propriile molecule de apărare. Prin acest mecanism, ea contribuie la protecția naturală a pielii și limitează proliferarea microorganismelor potențial dăunătoare.
Printre acestea se numără Staphylococcus aureus , al cărui exces este frecvent observat în cazurile de dermatită atopică, contribuind la degradarea barierei cutanate și la agravarea afecțiunii.
Acest ecosistem nu este static; el evoluează pe parcursul vieții. Compoziția sa suferă modificări odată cu înaintarea în vârstă și este modelată de factori precum dieta, mediul de trai, stilul de viață și administrarea de medicamente. Alimentația are un impact major asupra florii intestinale. O dietă bogată în fibre susține bacteriile capabile să le fermenteze, în timp ce regimul occidental, predominant în grăsimi și zaharuri rafinate, este corelat cu o scădere a diversității microbiene. Pe măsură ce dispar anumite tipuri de bacterii, se pot pierde și funcțiile specifice pe care acestea le îndeplineau pentru organism. Medicamentele, de asemenea, reshaping acest ecosistem. Antibioticele sunt cel mai vizibil exemplu: luptă împotriva bacteriilor patogene, dar afectează și cele benefice.
În funcție de tipul antibioticului și durata cursului terapeutic, microbiomul poate suferi alterări semnificative, iar recuperarea compoziției inițiale necesită timp. Până la refacerea echilibrului, corpul rămâne mai vulnerabil în fața agenților patogeni, susțin cercetătorii.
Perturbarea acestui echilibru este denumită disbioză. Termenul acoperă reducerea diversității, dispariția unor microorganisme utile sau multiplicarea excesivă a altora care, în anumite condiții, devin nocive. Studiile au asociat astfel de dezechilibre cu o gamă largă de afecțiuni, de la probleme gastrointestinale și metabolice, până la boli cardiovasculare, autoimune, neurologice sau oncologice. Totuși, relația dintre disbioză și patologie este complexă. În unele instanțe, dezechilibrul microbiomului favorizează apariția sau progresia bolii, în timp ce în altele, boala sau tratamentul acesteia modifică flora microbiană. Este posibil ca cele două procese să se alimenteze reciproc.
Microbiomul poate modifica, de asemenea, Relația cu bacteriile intestinale devine critică la administrarea medicamentelor. După ingestia orală, anumite substanțe active pot fi transformate chimic de enzimele bacteriene, ceea ce le alterează eficacitatea. Microbiomul influențează absorbția, metabolizarea și randamentul terapiei, explicând diferențele de Diferențele în compoziția și conținutul genetic al microbiomului contribuie semnificativ la variațiile în expunerea la medicamente și eficiența tratamentului.
Sursă: mediafax
Conținut scris de redacția noastră sectorul-1.ro / Maria Miron și asistat AI.