Mikrobiom jelitowy. Charakterystyka bakterii jelitowych
Poszczególne odcinki przewodu pokarmowego ze względu na specyfikę panujących tam warunków cechują się innym składem ilościowym i jakościowym bakterii jelitowych. Wciąż prowadzone są badania nad mikrobiomem jelitowym. Wiemy, że jest on niejednorodny i heterogoniczny (zróżnicowany) jednostkowo a także ulega zmianom w zależności od wieku, stylu życia, czynników genetycznych, warunków środowiskowych itp.
W strukturze mikrobiomu większość stanowią bakterie beztlenowe, głównie z rodzaju Bacteroidetes oraz Firmicutes [1]. Uważa się, że w wieku dorosłym całkowita populacja drobnoustrojów przekracza całkowitą liczbę komórek somatycznych i zarodkowych o co najmniej rząd wielkości. Obecny pogląd jest taki, że mikroflora jelitowa składa się z 500-1000 różnych gatunków, a łączna biomasa wynosi ≈1,5 kg [2]. Gęstość bakterii wzrasta w dystalnym odcinku jelita cienkiego. W jelicie grubym osiąga około 1011–1012 bakterii na gram zawartości okrężnicy, co stanowi 60% masy kałowej [3]. Badanie molekularne mikrobiologii ludzkiego jelita cienkiego przeprowadzone przez D. Frank i wsp. wskazuje, że ludzki mikrobiom jelitowy składa się z co najmniej 1800 rodzajów i około 15 000–36 000 gatunków bakterii [4].
Analiza sekwencji bakteryjnych wskazała, że ekosystem jelitowy składa się z czterech głównych typów bakterii: Firmicutes (49%), Bacteroidetes (23%), Proteobacteria (21%) i Actinobacteria (5%). Prawie połowa sekwencji (≈45%) należała tylko do dwóch podgrup: rzędu Bacteroidales i rodziny Lachnospiraceae. W próbkach z jelita cienkiego znaleziono sekwencje podgrupy Bacillus Firmicutes (głównie Streptococcaceae) a także przedstawicieli podgrup aktynobakterii Actinomycinaeae i Corynebacteriaceae. Natomiast próbki okrężnicy zawierały więcej sekwencji Bacteroidetes i Lachnospiraceae [4].
W innym badaniu dotyczącym porównania różnorodności bakterii w przewodzie pokarmowym człowieka poprzez bezpośrednie klonowanie i sekwencjonowanie genów 16S rRNA wszystkie sekwencje zostały przypisane do sześciu filogenetycznych typów: Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Fusobacteria, Verrucomicrobia i Actinobacteria [5]. Próbka jelita czczego miała najmniejszą różnorodność mikrobiologiczną w porównaniu z innymi próbkami i trend w kierunku największego zróżnicowania w okrężnicy wstępującej. Bakterie dystalnego odcinka jelita krętego, okrężnicy wstępującej i odbytnicy nie różniły się istotnie od siebie, ale różniły się od bakterii zasiedlających jelito czcze. W populacji bakterii pobranych z biopsji jelita czczego dominowały sekwencje blisko spokrewnione ze Streptococcus (67%), natomiast w populacji pochodzących z dystalnego odcinka jelita krętego, okrężnicy wstępującej i odbytnicy dominowały sekwencje związane z bakteriami Bacteroidetes (27–49%) i Clostridium clusters XIVa (20– 34%) i IV (7–13%) [5].
[1] Wołkowicz T., Januszkiewicz A., Szych J., Mikrobiom przewodu pokarmowego i jego dysbiozy jako istotny czynnik wpływający na kondycję zdrowotną organizmu człowieka. MED. DOŚW. MIKROBIOL. 2014, 66: 223 – 235.
[2] Xu J, Gordon JI., Inaugural article: honor thy symbionts. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100: 10452-9.
[3] O’Hara AM, Shanahan F., The gut flora as a forgotten organ. EMBO 2006; Rep 7: 688-93.
[4] Frank DN, St Amand AL, Feldman RA i inni. Molecular-phylogenetic characterization of microbial community imbalances in human inflammatory bowel diseases. Proc. Natl Acad. Sci. USA 2007; 104: 13780-5.
[5] Wang M, Ahrné S, Jeppsson B, et al. Comparison of bacterial diversity along the human intestinal tract by direct cloning and sequencing of 16S rRNA genes. FEMS Microbial Ecol. 2005; 54: 219-31