新規更新February 03, 2020 at 07:59PM
【外部リンク】
Микробиом человека
Biocolloid: Редактирование основной вкладки
'''Микробиом человека''' представляет собой совокупность всех микробов населяющих организм человека<ref name="pmid26229597">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>, включая такие его участки как кожа, молочные железы, половые органы, легкие, слизистые оболочки,
[[Файл:Skin_Microbiome20169-300.jpg|ссылка=https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Skin_Microbiome20169-300.jpg|мини|324x324пкс|М[[Микробиота кожи|икробиота кожи]] человека, с относительным распространением бактерий различных классов]]
биологические жидкости, желчевыводящие пути и [[желудочно-кишечный тракт]].
Микробиом человека включает себя [[бактерии]], [[археи]], [[грибы]], [[протисты]] и [[вирусы]]. Хотя [[микроорганизмы]] могут также жить на теле человека, они обычно исключаются из этого определения. В контексте [[Геномика|геномики]] термин « ''микробиом человека»'' иногда используется для обозначения коллективных [[Геном|геномов]] резидентных микроорганизмов; <ref name="Prescotts8">|year=2013|isbn=9780073402406|publisher=McGraw Hill|location=New York|edition=9th|pages=713–721|oclc=886600661}}</ref> Однако термин «''метагеном человека»'' имеет то же значение.
Первая оценка о количестве микроорганизмов, населяющих человека, говорит о том, что число клеток микробов в десять раз больше, чем число клеток человека, однако более поздние оценки снизили это соотношение до 3: 1 или даже приблизительно до того же числа. <ref name="AAM2014">American Academy of Microbiology [https://ift.tt/1m2PAe3 FAQ: Human Microbiome] January 2014</ref> <ref name="Rosner">Judah L. Rosner for Microbe Magazine, February 2014. [https://ift.tt/2uVVwUq Ten Times More Microbial Cells than Body Cells in Humans?]</ref> <ref name="NN2016">Alison Abbott for Nature News. 8 January 2016 [https://ift.tt/1OFM3Bs Scientists bust myth that our bodies have more bacteria than human cells]</ref> <ref name="Sender">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Часть микроорганизмов в организме человека являются [[Комменсализм|комменсальными]], то есть они сосуществуют, не причиняя вреда людям; другие имеют [[Мутуализм|муталистические]] (взаимовыгодные) отношения со своими хозяевами. <ref name="Prescotts8" /> <ref name="Quigley2013rev"></ref> И наоборот, некоторые [[Патоген|непатогенные]] микроорганизмы могут нанести вред [[Патоген|организму]] человека посредством производимых ими [[Метаболиты|метаболитами,]] такими как [[триметиламин]], который человеческий организм превращает в [[Триметиламиноксид|N-оксид триметиламина]] посредством окисляющего комплекса [[FMO3]]. <ref name="TMA">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> <ref name="TMA diseases">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Определенные микроорганизмы выполняют ряд очень важных задач, которые, как известно, полезны для человека-хозяина, однако роль большинства из них не совсем понятна. Нормальной же микробиотой иногда считается та, которая должна присутствовать при нормальных обстоятельствах, не вызывая заболевания. <ref name="Prescotts8" />
Для анализа микробиоты человека был проведён проект «[[Проект «Микробиом человека»|Микробиом человека»]], решающий ряд таких задач как секвенирование и анализ генома микробиоты человека, уделяя особое внимание микробиоте, населяющую кожу, рот, нос, пищеварительный тракт и влагалище. <ref name="Prescotts8" /> Он достиг вехи в 2012 году, когда опубликовал свои первоначальные результаты. <ref name="hmpdata">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
== Терминология ==
Несмотря на то, что такие термины как ''флора или'' ''микрофлора'' часто используются в литературе, в технических терминах это является неправильным понятием, поскольку корень слова «''[[Флора|флора»]]'' относится к растениям, а термин ''[[Биом|биота]]'' относится к совокупности организмов в конкретной экосистеме. В настоящее время применяется более подходящий термин « ''[[Микробиом|микробиота»]]'', хотя его использование не затмило укоренившееся использование и распознавание ''флоры в'' отношении бактерий и других микроорганизмов. Оба термина используются в различной литературе. <ref name="Quigley2013rev2"></ref>Несмотря на то, что такие термины как ''флора или'' ''микрофлора'' часто используются в литературе, в технических терминах это является неправильным понятием, поскольку корень слова «''[[Флора|флора»]]'' относится к растениям, а термин ''[[Биом|биота]]'' относится к совокупности организмов в конкретной экосистеме. В настоящее время применяется более подходящий термин « ''[[Микробиом|микробиота»]]'', хотя его использование не затмило укоренившееся использование и распознавание ''флоры в'' отношении бактерий и других микроорганизмов. Оба термина используются в различной литературе. <ref name="Quigley2013rev" />
== Относительные числа ==
По состоянию на 2014 год в различных источниках часто сообщалось, что число микробных клеток в организме человека примерно в 10 раз больше, чем число клеток человека. Эта цифра основана на оценках того, что микробиом человека насчитывает порядка 100 триллионов бактериальных клеток, и 10 триллионов собственных клеток взрослого человека. <ref name="AAM20142">American Academy of Microbiology [https://ift.tt/1m2PAe3 FAQ: Human Microbiome] January 2014</ref> В 2014 году [[Американская академия микробиологии]] опубликовала часто задаваемые вопросы, в которых подчеркивалось, что число микробных клеток и количество клеток человека являются приблизительными. Также они отметили, что недавние исследования позволили получить новую оценку количества клеток человека приблизительно 37,2 триллиона, что означает, что отношение микробных к человеческим клеткам при первоначальной оценке 100 триллионов бактериальных клеток верна, ближе к 3: 1. <ref name="AAM20142" /> <ref name="Rosner2">Judah L. Rosner for Microbe Magazine, February 2014. [https://ift.tt/2uVVwUq Ten Times More Microbial Cells than Body Cells in Humans?]</ref> В 2016 году другой научной группой была произведена новая оценка, показавшая, что соотношение составляет примерно 1: 1. <ref name="Sender" /> <ref name="NN20162">Alison Abbott for Nature News. 8 January 2016 [https://ift.tt/1OFM3Bs Scientists bust myth that our bodies have more bacteria than human cells]</ref>
== Исследования ==
Проблема определения микробиома связана с идентификацией членов микробного сообщества, которое включает бактерии, эукариоты и вирусы. <ref name="hmp"></ref> В основном для идентификации этих сообществ используется ДНК, хотя также известны случаи использования РНК, белков и метаболитов. <ref name="hmp" /> <ref name="Kucz2012"></ref> Исследования микробиома на основе ДНК обычно можно отнести к недавним [[Метагеномика|метагеномным]] исследованиям с использованием метода [[Метод дробовика|дробовика]] (shotgun sequencing) . Данный метод представляет собой целый метагеномный подход, который также можно использовать для изучения функционального потенциала различных сообществ. <ref name="hmp" /> Одна из проблем, которая присутствует в исследованиях микробиома человека, состоит в том, чтобы в исследование не было вовлечено человеческое ДНК. <ref name="Vest2008"></ref>
Один из основных вопросов, помимо простого анализа микробиома человека, заключается в том, существует ли общий «скелет», либо существует общая группа микроорганизмов, которая в дальнейшем имеет видовое разнообразие у людей. <ref></ref><ref name="HK20092"></ref> Если такой скелет существует, то можно было бы выявить возникающие болезни в зависимости от изменения видового состава, что является одной из целей проекта «Микробиом человека». Известно, что микробиом человека (микробиом кишечника) сильно варьируется и является уникальным для всех людей, что также наблюдалось у тестируемых групп мышей.<ref name="Quigley2013rev4"></ref>
13 июня 2012 года директор [[Национальные институты здравоохранения США|NIH]] [[Коллинз, Френсис|Фрэнсис Коллинз]] сделал заявление о важности проекта «Микробиом человека» (HMP). <ref name="hmpdata2">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Заявление сопровождалось серией научных статей, опубликованных в [[Nature|журнале Nature]] <ref></ref> <ref></ref> и [[Public Library of Science|Публичной научной библиотеке]] (PLoS) в тот же день. Анализируя карту микробиома здоровых людей с использованием методов секвенирования генома, учёные создали справочную базу данных для нормальных вариаций микробных сообществ. Из 242 здоровых добровольцев были собрано более 5000 биологических образцов, взятых с различных участков тела. В результате был произведён анализ полной ДНК человека и населяющей его микробиоты. Интерпретировать такие данные смогли путём идентификации генов бактериальной рибосомальной РНК, [[16S рРНК]]. Исследователи выявили, что более 10000 видов микроорганизмов составляют сложную экосистему у человека, определив 81-99% [[Род (биология)|родов]] в такой экосистеме.
[[Файл:Microbiome_analysis_flowchart.png|ссылка=https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Microbiome_analysis_flowchart.png|справа|мини|Блок-схема, иллюстрирующая, как человеческий микробиом изучается на уровне ДНК.]]
=== Метод дробовика ===
Зачастую бывает невозможным культивировать огромное разнообразие [[Бактерии|бактерий]], [[Археи|архей]] или [[Вирусы|вирусов]], в лабораторных условиях. Решением проблемы становится внедрение [[Секвенирование ДНК|технологий секвенирования,]] используемых в технологии [[Метагеномика|метагеномики]]. Анализ полной картины функционирования и характеризация специфичных микробных штаммов несут в себе огромный потенциал для открытий терапии и диагностики состояний здоровья.<ref name=":0">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
=== Сбор образцов и выделение ДНК ===
Главной задача состоит в том, чтобы собрать достаточное для анализа количество микробной ДНК, при это сохранив чистоту данного образца; по этой причине используются различные методы обогащения. В частности метод [[Экстракция ДНК|экстракции ДНК]] является универсальным инструментом при работе с каждым бактериальным [[Штамм|штаммом]], где важно изолировать устойчивые участки [[Геном|генома]], которые не поддаются быстрому [[Лизис|лизису]]. Механическое разрушение, как правило, более предпочтительно чем химическое. <ref name=":0" />
=== Подготовка библиотеки данных и секвенирование ===
Наиболее часто для реакций секвенирования используются такие платформы как [[Illumina]], [[Ионное полупроводниковое секвенирование|Ion Torrent]], Oxford Nanopore [[:en:Oxford_Nanopore_Technologies|MinION]] и [[Pacific Biosciences|Pacific Bioscience]] Sequel. Нет никаких указаний относительно правильного количества образца для его использования. <ref name=":0" />
==== Сборка метагенома ====
Несмотря на то, что подход активно используется, существуют некоторые трудности, которые необходимо преодолеть. Охват зависит от обилия каждого генома в его конкретном сообществе; геномы с низкой численностью могут подвергаться фрагментации, если глубина секвенирования недостаточна (используется для того чтобы удалось избежать образования пробелов). К счастью, существуют ассемблеры, упрощающих поиск корреляции для метагенома, поскольку, если присутствуют сотни штаммов, глубина секвенирования должна быть увеличена до максимума. <ref name=":0" />
==== Контин Биннинг ====
Априори не известно ни от какого генома происходит каждый [[Контиг|континг]], ни от количества геномов, присутствующих в образце. Основной целью данного шага является разделение контингов на различные виды. Основополагающие методы для осуществления данного анализа могут быть контролируемые (к примеру, базы данных с известными последовательностями) или неконтролируемые (прямой поиск континг групп в собранных данных). Однако оба метода требуют метрики для определения оценки сходства между конкретным контигом и группой, в которую он должен быть помещен, и алгоритмом для преобразования сходства в распределении группы.<ref name=":0" />
==== Анализ результатов после обработки ====
Необходимо провести ряд статистических анализов таких как [[Дисперсионный анализ|ANOVA]] для подтверждения результатов. Такие тесты могут оценить и определить степень различия между различными группами. Если тесты связаны с графическими инструментами, то можно легко произвести интерпретацию результатов для более лёгкого представления и понимания. <ref name=":0" />
Как только полученный метагеном собран в правильной последовательности, можно получить функциональный потенциал микробиома. Существует ряд проблем при вычислении таких систем, так как системы сборки метагенома имеют более низкое качество из за сложности таких систем, а многие [[Ген|гены]] могут быть неполными или фрагментированными. После шага идентификации генов, данные могут быть использованы для проведения функциональной аннотации путем множественного выравнивания генов-мишеней с базами данных ортологов.<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
=== Маркерный анализ генов ===
Это техника, в который используются [[Синтез олигонуклеотидов|праймеры]] для наведения на конкретную генетическую область с целью установления [[Филогенетика|филогенетического ряда]]. Генетическая область характеризуется сильно изменчивой областью, которая может предоставить детальную идентификацию. Наряду с этим, существуют также консервативные области, которые функционируют как места связывания праймеров, используемых в [[Полимеразная цепная реакция|ПЦР]]. Основным геном, характеризующим[[бактерии]] и [[Археи|археи,]] является [[16S рРНК|16S]] [[Рибосомные рибонуклеиновые кислоты|рРНК]] ген, тогда как идентификация грибков основана на [[Внутреннем транскрибированном спейсере]] (ITS). Этот метод является быстрым и достаточным для получения классификации микробного сообщества. Также метод подходит для загрязнённой ДНК (загрязнением от хозяина). Сродство праймера варьируется среди всех последовательностей ДНК, что может привести к смещению во время реакции амплификации. Следовательно, оптимизация выбора праймера может помочь уменьшить такие ошибки, при учёте полного знания микроорганизмов, присутствующих в образце, и их относительной численности.<ref name=":1">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Маркерный анализ гена может зависеть от выбора праймера; в этом виде анализ желательно проводить в рамках хорошо проверенного протокола (например, тот, который используется в [[Проект "Микробиом Земли"|Проекте "Микробиом Земли"]]). Первый шаг в данном анализа - это удаление ошибок секвенирования. Многие платформы секвенирования очень надежны, но большая часть очевидного разнесения последовательностей по-прежнему обусловлена ошибками в процессе секвенирования. Чтобы уменьшить число этих ошибок, можно воспользоваться объединением последовательностей в [[Оперативная Таксономическая Единица|Оперативную Таксономическую Единицу]] (OTU), которая уже в дальнейшем используется в следующем шаге. Но это метод отбрасывает [[Однонуклеотидный полиморфизм|ОНП]], поскольку они объединяются в одну OTU. Другой подход основан на [[Олиготипирование|олиготипировании]], которое включает специфичную информацию о секвенировании рРНК 16s для выявления небольших вариаций нуклеотидов и о различии тесно связанных отличных таксонов. Эти методы дают в качестве выходных данных таблицу последовательностей ДНК и количество различных последовательностей на образец. <ref name=":1" />
Другим важным шагом в анализе является присвоение таксономического названия микробным последовательностям.Это осуществляется использованием подходов, основанных на [[Машинное обучение|машинном обучении,]] достигающие точность на уровне рода около 80%. Другие популярные аналитические пакеты обеспечивают поддержку таксономической классификации с использованием точных совпадений со справочными базами данных и должны обеспечивать большую специфичность, но обладают более худшей чувствительностью. <ref name=":1" />
=== Филогенетический анализ ===
Многие методы, основанные на филогенетическом предположении, используют [[16S рРНК|16Sр РНК]] гены для архей и бактерий и [[18s рРНК|18SRNA]]<nowiki/>гены для эукариотических клеток. Филогенетические сравнительные методы основаны на сравнении множества признаков у микроорганизмов; принцип таков: чем ближе они связаны, тем больше у них общих черт. Обычно эти методы используют с филогенетическим обобщенным методом наименьших квадратов или другими статистическими анализами, для получения более значимых результатов. Обычно это осуществляется на основе приложения [[PICRUSt]], использующей существующие базы данных. <ref name=":2">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Филогенетическое осведомленное расстояние обычно выполняется с помощью [[UniFrac]] или подобных инструментов, таких как индекс Сорезена или индекс Рао, для количественной оценки различий между различными сообществами. На все эти методы негативно влияет [[горизонтальный перенос генов]] (HGT), поскольку это может привести к ошибкам и привести к корреляции отдаленных видов. Существуют различные способы снижения негативного воздействия HGT: использование нескольких генов или вычислительных инструментов для оценки вероятности предполагаемых событий HGT.
== Типы микробов ==
=== Бактерии ===
Бактерии и грибки населяют кожу и слизистые оболочки в различных частях тела. Их роль является частью построения нормальной, здоровой физиологии человека, однако, если численность микробов выходит за пределы их типичного диапазона (часто из-за нарушения иммунной системы), или если микробы заселяют (например, из-за плохой гигиены или травмы) участки тела, как правило, не колонизированные или стерильные (например, кровь или нижние дыхательные пути или брюшная полость) это может привести к серьёзным заболеваниям (вызывающему, соответственно, бактериемию/сепсис, пневмонию и перитонит). <ref></ref>
Результаты работы над проектом «Микробиом человека» показали, что у людей содержатся тысячи видов бактерий со своими особенностями на различных участках тела. Такие участки как кожа и влагалище обладают меньшим видовым разнообразием, чем рот и кишечник, где разнообразие крайне велико. Также, бактерии одного и того же вида, обнаруженные в ротовой полости, имеют несколько подтипов, обитающих в разных местах полости рта. <ref>[https://ift.tt/2UrXQgi PLoS Human Microbiome Project Collection Manuscript Summaries] 13 June 2012</ref><ref></ref>
Согласно проведённой оценке, от 500 до 1,000 [[Биологический вид|видов]] бактерий, проживающих в кишечнике человека принадлежат нескольким группам: в основном преобладают [[:en:Firmicutes|Firmicutes]] и [[Bacteroidetes]], но встречаются и [[Протеобактерии|Proteobacteria]], [[Victivallis vadensis|Verrumicrobia]], [[Актинобактерии|Actinobacteria]], [[Fusobacteria]] и [[Цианобактерии|Cyanobacteria]].<ref name="Sommer2013rev">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Ряд таких бактерий как, ''[[Актиномицеты (род)|Actinomyces]] viscosus'' и ''A. naeslundii'', обитают в полости рта и являются частью липкого вещества, называемого [[Зубной налёт|зубным налётом]]. Если они не удалены во время чистки, вся масса затвердевает и образует [[зубной камень]]. Некоторые бактерии выделяют ряд кислот, растворяющих [[Зубная эмаль|зубную эмаль]], вызывая [[Кариес зубов|кариес]].
[[Микрофлора влагалища]] состоит в основном из различных видов [[Лактобациллы|лактобацилл]]. Долгое время считалось, что наиболее распространенным из этих видов был ''[[Lactobacillus acidophilus]]'', но позже было показано, что на самом деле наиболее распространенным является ''[[Lactobacillus iners|L. iners]]'', за которым следует ''[[Lactobacillus crispatus|L. crispatus]].'' Другими лактобациллами, обнаруженными во влагалище, являются ''[[Lactobacillus jensenii|L. jensenii]], [[Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus|L. delbruekii]]'' и ''[[Lactobacillus gasseri|L. gasseri]]''. Нарушение микрофлоры влагалища может привести к инфекциям, таким как [[бактериальный вагиноз]] или [[кандидоз]].
=== Археи ===
[[Археи]] присутствуют в кишечнике человека, но в гораздо более меньших количествах чем [[бактерии]].<ref></ref> Преобладающей группой являются [[метаногены]], в частности ''[[Methanobrevibacter smithii]]'' and ''[[Methanosphaera|Methanosphaera stadtmanae]]''.<ref></ref> Однако только около 50% людей имеют легко детектируемые разновидности данных архей.<ref></ref>
По состоянию на 2007 год, не было обнаружено явных примеров [[Патоген|патогенов]],<ref></ref><ref></ref> несмотря на то, что была предложена взаимосвязь между присутствием некоторых метаногенов и [[Пародонтит|пародонтитом]].<ref></ref>
=== Грибы ===
Грибы, в частности [[дрожжи]], присутствуют в кишечнике человека. <ref name="mycobiome">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="Martins2014Candidiasis">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="Wang2014rev">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="SIFO">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Наиболее изученными являются штаммы ''[[Кандида (гриб)|Кандиды]]'' из за их способности становиться патогенными при [[Иммунодефицит|иммунодефиците]], или даже вызывая нарушения у здорового хозяина.<ref name="Martins2014Candidiasis" /><ref name="Wang2014rev" /><ref name="SIFO" /> Часть грибов колонизирует кожу, <ref name="mycobiome" /> такие как штаммы ''[[Malassezia]],'' где они потребляют масла, выработанных из [[Сальные железы|сальных желез]].<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref></ref>
=== Вирусы ===
Вирусы, в особенности бактериальные вирусы ([[бактериофаги]]), населяют различные участки тела включая кожу,<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> кишечник,<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> лёгкие,<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> ротовую полость.<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Была установлена взаимосвязь вирусов с некоторыми заболеваниями. Вирусы отражают сложность взаимоотношений с бактериальными сообществами.<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
== Анатомические зоны ==
=== Кожа ===
Исследование 20 участков кожи на каждом из десяти здоровых людей выявило 205 идентифицированных родов в 19 бактериальных типах, при этом большинство бактерий принадлежит четырем типам: [[Актинобактерии|Actinobacteria]] (51.8%), [[Фирмикуты|Firmicutes]] (24.4%), [[Протеобактерии|Proteobacteria]] (16.5%), and [[Bacteroidetes]] (6.3%).<ref></ref> На здоровой коже человека присутствует большое количество грибковых родов с некоторыми изменениями по областям тела; однако при патологических состояниях определенные роды имеют тенденцию доминировать в пораженной области (к примеру при [[Атопический дерматит|атопическом дерматите]] преобладают ''Malassezia'' ).<ref name="mycobiome2">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Кожа служит барьером для предотвращения проникновения патогенных микробов, являясь их постоянными или временным местом обитания. Типы резидентных микроорганизмов различаются в зависимости от типа кожи на теле человека. Большинство микробов находятся на поверхностных клетках кожи или предпочитают связываться с железами (сальными или потовыми), так как они снабжают микробов водой, аминокислотами, жирными кислотами и другими питательными веществами. <ref name="Prescotts8" />
=== Слизистая оболочка глаз ===
Небольшое количество грибов и бактерий обычно присутствуют в [[Конъюнктива|конъюктиве]]<ref name="mycobiome3">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="Textbook"></ref> , включая Грамположительные кокки (''[[Стафилококки|Staphylococcus]]'' и [[Стрептококки|Streptococcus]]), Грамотрицатльные палочки и кокки (''[[Гемофилы|Haemophilus]]'' and ''[[Neisseria]]'') <ref name="Textbook" /> и грибки (''Candida'', ''Aspergillus'', and ''Penicillium''.<ref name="mycobiome3" /> Слезы содержат бактерициды, такие как [[:en:Lysozyme|лизоцим]], так что микроорганизмам трудно выжить и колонизировать [[:en:Epithelium|эпителиальные]] поверхности.
=== Желудочно-кишечный тракт ===
Микробиом человека появляется с рождением и зависит от того, каким путём ребёнок был рождён. <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> К примеру рождение детей [[Кесарево сечение|Кесаревым сечением]] привносит более патогенную микрофлору такую как [[Кишечная палочка|Escherichia coli]] и [[Стафилококки|Staphylococcus]] и гораздо увеличивает время развития непатогенной, полезной микробиоты. <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> У детей рожденных вагинально наблюдается нормальная, непатогенная полезная микробиота схожая по составу с материнской. <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
[[Файл:Microbiota-derived_3-Indolepropionic_acid.svg|ссылка=https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Microbiota-derived_3-Indolepropionic_acid.svg|мини|415x415пкс|Диаграмма показывает метаболизм триптофана к индолу и производным индола в толстой кишке. Clostridium sporogenes метаболизирует индол в 3-индолпропионовую кислоту (IPA), высокоэффективный нейропротекторный антиоксидант. В кишечнике IPA связывается с рецепторами прегнана X (PXR), тем самым способствуя гомеостазу слизистой оболочки и барьерной функции. После всасывания и распределения в мозг, IPA оказывает нейропротекторное действие против церебральной ишемии и болезни Альцгеймера. Виды Lactobacillus метаболизируют индол в индол-3-альдегид (I3A), который действует на арильный углеводородный рецептор (AhR) в кишечных иммунных клетках, в свою очередь увеличивая выработку интерлейкина-22 (IL-22). Активация AhR заметно влияет на иммунитет кишечника, поддерживая функцию эпителиального барьера, повышая иммунную толерантность к комменсальной микробиоте и защищая от патогенных инфекций. Сам индол действует как секретирующий глюкагон-подобный пептид-1 (GLP-1) в клетках кишечника L и как лиганд для AhR. Индол также может метаболизироваться печенью в индоксилсульфат, соединение, которое в высоких концентрациях вредно для здоровья человека. Накопление индоксилсульфата в плазме крови токсично и связано с сосудистыми заболеваниями и почечной дисфункцией. AST-120 (активированный уголь), кишечный сорбент, который принимается внутрь, адсорбирует индол, в свою очередь, уменьшая концентрацию индоксилсульфата в плазме крови.]]
Отношения между кишечной микробиотой и организмом человека не только [[Комменсализм|комменсальные]] (безвредное сосуществование), а скорее a [[Мутуализм|мутуалистическое]] (взаимовыгодное).<ref name="Prescotts8" /> Некоторые микроорганизмы в кишечнике помогают хозяину усваивать различные [[пищевые волокна]] в [[короткоцепочечные жирные кислоты]], такие как [[уксусная кислота]] или [[масляная кислота]], которые в дальнейшем поглощаются организмом человека.<ref name="Quigley2013rev5"></ref><ref name="Clarke2014rev">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Бактерии кишечника играют важную роль в синтезе [[Витамины группы B|Витамина B]] и [[Витамин K|Витамина K]], также метаболизируя [[жёлчные кислоты]], [[стерины]], и [[Ксенобиотик|ксенобиотики]].<ref name="Prescotts8" /><ref name="Clarke2014rev" /> В результате метаболических циклов бактерии производят вещества подобные [[Гормоны|гормонам]], и по всей видимости микробиота функционирует как [[Железа|эндокринная железа]].<ref name="Clarke2014rev" /> Нарушение регуляции кишечной микробиоты коррелировало с множеством воспалительных и аутоиммунных состояний.<ref name="Quigley2013rev5" /><ref name="Shen2016rev"></ref>
Состав кишечной флоры человека изменяется со временем, когда меняется диета, а также по мере изменения общего состояния здоровья. <ref name="Quigley2013rev6"></ref> <ref name="Shen2016rev2"></ref> [[Систематический обзор]] 15 [[Рандомизированное контролируемое испытание|рандомизированных контролируемых исследований]] на людях с июля 2016 года показал, что некоторые коммерчески доступные штаммы пробиотических бактерий из [[Род (биология)|родов]] ''[[Бифидобактерии|Bifidobacterium]]'' и ''[[Лактобациллы|Lactobacillus]]'' ( ''[[Bifidobacterium longum|B. longum]]'', ''[[Bifidobacterium breve|B. breve]]'', ''[[Bifidobacterium longum|B. infantis]]'', ''[[Lactobacillus helveticus|L. helveticus]]'', ''[[Lactobacillus rhamnosus|L. rhamnosus]]'', ''[[Lactobacillus plantarum|L. plantarum]]'' и ''[[Lactobacillus casei|L. casei]]'' ) при [[Пероральный приём лекарственных средств|приеме внутрь]] в суточных дозах 10 <sup>9</sup> –10 <sup>10</sup> колониеобразующие единицы (КОЕ) для 1–2 месяцев, обладают лечебными действиями (т.е. улучшают поведенческие результаты) при некоторых [[Болезнь ЦНС|расстройствах центральной нервной системы]] - включая [[Тревога|тревогу]], [[Большое депрессивное расстройство|депрессию]], [[Расстройство аутистического спектра|расстройства аутистического спектра]] и [[обсессивно-компульсивное расстройство]] - и улучшает определенные аспекты [[Память|памяти]] . <ref name="CNS SystRev 2016">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Однако, изменения микробиома также могут вызвать пагубные состояния для здоровья. В работе Musso et al., Было обнаружено, что кишечная микробиота у особей с ожирением имеет больше бактерий типа [[Фирмикуты|Firmicutes]] и меньше [[Bacteroidetes|Bacteroidetes,]] чем у здоровых людей. <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Другое исследование, проведённое Gordon et al., подтвердило, что именно состав микробиоты вызывает ожирение, а не наоборот. Это было сделано путем трансплантации кишечной микробиоты от мышей с ожирением, или мышей со специальной диетой к мышам контрольной группы мышам, лишенным микробиома. Они обнаружили, что у мышей, которым трансплантировали микробиоту кишечника от мышей больных ожирением уровень жира оказался гораздо выше при одинаковом питании нежели чем у мышей, которым пересадили микробиом, от животных с диетой. <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
=== Уретра и мочевой пузырь ===
Похоже, что в [[Мочеполовая система|мочеполовой системе]] имеется микробиота, <ref name="nu">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> <ref name="euf">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> что является неожиданным фактом, по причине отсутствия результатов при анализе классическими лабораторными [[Посев (микробиология)|микробиологическими]] методами [[Посев (микробиология)|культивирования]] для обнаружения [[Инфекция мочевого тракта|инфекции мочевыводящих путей]]; . <ref name="dai"></ref> Классические [[Посев (микробиология)|методы культивирования]] не обнаруживают многие виды бактерий и других [[Микроорганизмы|микроорганизмов]]. <ref name="dai" /> Однако на основе методов [[Секвенирование|секвенирования]] была произведена идентификация микроорганизмов, с целью определения есть ли различия в микробиоте между здоровыми людьми и людьми с проблемами мочевыводящих путей. <ref name="nu" /> <ref name="euf" />
=== Влагалище ===
Микробиота влагалища включает в себя организмы, которые играют важную роль в защите от инфекций и поддержании здоровья влагалища.<ref name="PetrovaLievens2015"></ref> Наиболее распространенные микроорганизмы, обнаруженные у женщин в пременопаузе, относятся к роду ''[[Лактобациллы|Lactobacillus]]'', подавляющие рост патогенных организмов производством перекиси водорода и молочной кислоты.<ref name="Wang2014rev2">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="PetrovaLievens2015" /><ref name="witkin2012"></ref> Композиция микробиоты сильно зависит от стадии [[Менструальный цикл|менструального цикла]].<ref name="Prescotts8" /><ref></ref> Была установлена взаимосвязь между половыми актами, приёмами антибиотиков и потерей лактобацилл в организме женщин. <ref name="witkin2012" /> Более того, исследования показали, что половой акт с презервативом, по-видимому, изменяет уровень лактобацилл и увеличивает уровень кишечной палочки во влагалище.<ref name="witkin2012" /> Все изменения, происходящие в здоровой вагинальной микробиоте, могут указывать на развитие различных инфекций, включая [[кандидоз]] или [[бактериальный вагиноз]].<ref name="mycobiome4">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="Wang2014rev2" /><ref name="SIFO2">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
=== Плацента ===
До недавнего времени [[плацента]] считалась стерильной, однако было выявлено несколько непатогенных бактерий, находящихся в плацентарной ткани.<ref name="FoxEichelberger2015"></ref><ref name="WassenaarPanigrahi2014"></ref><ref></ref>
=== Матка ===
До недавнего времени верхний репродуктивный тракт женщины считался стерильной средой. Разнообразные микроорганизмы населяют матку здоровых, бессимптомных женщин репродуктивного возраста. Микробиом матки значительно отличается от микробиома влагалища и желудочно-кишечного тракта.<ref name="FranasiakScott2015"></ref>
=== Ротовая полость ===
В полости рта создаются необходимые условия для роста микроорганизмов, включая воду, питательные вещества и подходящую температуру.<ref name="Prescotts8" /> Анаэробные бактерии в полости рта включают в себя: ''[[Актиномицеты (род)|Actinomyces]]'', ''[[Arachnia]]'', ''[[Бактероиды|Bacteroides]]'', ''[[Бифидобактерии|Bifidobacterium]]'', ''[[Эубактерии|Eubacterium]]'', ''[[Fusobacterium]]'', ''[[Лактобациллы|Lactobacillus]]'', ''[[Leptotrichi|Leptotrichia]]'', ''[[Peptococcu|Peptococcus]]'', ''[[Пептострептококки|Peptostreptococcus]]'', ''[[Propionibacterium]]'', ''[[Selenomonas]]'', ''[[Трепонемы|Veillella]]'', ''[[Veillonella|Trepone]]'' . <ref name="sutter"></ref> Роды грибов, включают, среди прочих: ''[[Кандида (гриб)|Candida]]'', ''[[Кладоспорий|Cladosporium]]'', ''[[Аспергилл|Aspergillus]]'', ''[[Фузариум|Fusarium]]'', ''[[Glomus]]'', ''[[Альтернария|Alternaria]]'', ''[[Пеницилл|Penicillium]]'' и ''[[Криптококк|Cryptococcus]]'' . <ref name="mycobiome5">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Бактерии накапливаются как в твердых, так и в мягких тканях полости рта, в [[Биопленка|биопленке]], позволяя им прилипать . В результате они получают защиту от факторов окружающей среды и противомикробных агентов.<ref name="systemic disease 4">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Слюна играет ключевую роль в поддержании условий для роста биоплёнки и реколонизацию бактерий, поставляя питательные вещества и регулируя температуру. Также контролирует рост микроорганизмов посредством вымывания части биоплёнки. <ref name="ArweilerNetuschil2016"></ref><ref name="AvilaOjcius2009"></ref>
Бактерии в полости рта развили механизмы, чтобы чувствовать их окружающую среду и избегать внесение изменений в организм хозяина. Тем не менее, высокоэффективная врожденная система защиты человека постоянно контролирует бактериальную колонизацию и предотвращает бактериальную инвазию в локальные ткани. Существует динамическое равновесие между бактериями зубного налета и врожденной защитной системой организма.<ref name="AnthonyHRogers"></ref>
Здоровое равновесие представляет собой некий симбиоз, когда микробы из полости рта ограничивают рост и присоединение болезнетворных микроорганизмов, а организм человека обеспечивает условия для их роста и развития.<ref name="ZarcoVess2012"></ref><ref name="systemic disease 42">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Изменение жизни человека, включая его иммунную систему, питание, преобразование видового состава нарушает данное равновесие из взаимовыгодного в паразитическое. <ref name="systemic disease 42" /> Было показано, что сахарный диабет и сердечно-сосудистые заболевания связаны со здоровьем полости рта.<ref name="ZarcoVess2012" />
Постоянная гигиена полости рта является основным методом для предотвращения развития различных заболеваний. <ref name="ZarcoVess20122"></ref> Очистка полости рта уменьшает - разрастание потенциальных патогенных бактерий. <ref name="AvilaOjcius20092"></ref> Однако правильной гигиены полости рта может быть недостаточно, так как это сложная система, в которой нужно учитывать иммунный ответ, генетику и видовой состав. <ref name="AvilaOjcius20092" /> Антибиотики могут быть использованы при борьбе с инфекциями, однако могут быть неэффективны против биоплёнок. <ref name="AvilaOjcius20092" />
=== Лёгкие ===
Как и в случае полости рта, верхняя и нижняя дыхательная система обладают механическими средствами для удаления микробов. Бокаловидные клетки производят выделения, которые захватывают микробов и выводят их из дыхательной системы через непрерывно движущиеся [[Реснички|ресничные]] эпителиальные клетки. Наряду с этим, бактерицидный эффект достигается содержанием лизоцима в слизи. <ref name="Prescotts8" /> Легочная микробиота принадлежит 9 родам: ''Prevotella'', ''Sphingomonas'', ''Pseudomonas'', ''Acinetobacter'', ''Fusobacterium'', ''Megasphaera'', ''Veillonella'', ''Staphylococcus'', и ''Streptococcus''. Считается, что некоторые из этих "нормальных" бактерий могут вызвать очень серьёзные заболевания, особенно у людей с ослабленным иммунитетом. Бактерии включают в себя: ''Streptococcus pyogenes'', ''Haemophilus influenzae'', ''Streptococcus pneumoniae'', ''Neisseria meningitidis'', и ''taphylococcus aureus''. Грибковые роды, которые составляют легочный микобиом, включают ''Candida'', ''Malassezia'', ''Neosartorya'', ''Saccharomyces'', ''Aspergillus и другие.''<ref name="mycobiome6">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Необычное распределение бактериальных и грибковых родов в дыхательных путях наблюдается у людей с [[Муковисцидоз|муковисцидозом]].<ref name="mycobiome6" /><ref name="beringer2000">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Их бактериальная среда часто содержит устойчивые к антибиотикам и медленно растущие бактерии, и частота этих патогенов изменяется в зависимости от возраста.<ref name="beringer2000" />
=== Жёлчный тракт ===
Традиционно считается, что жёлчные пути обычно стерильны, а наличие микроорганизмов в желчи является маркером патологического процесса. Это предположение было подтверждено неудачей в выделении бактериальных штаммов из нормального желчного протока. В 2013 году было показано что нормальная микробиота желчевыводящих путей представляет собой отдельный функциональный слой, который защищает желчный тракт от колонизации экзогенными микроорганизмами.
=== Болезнь и смерть ===
Метагеномные и эпидемиологические исследования показывают важную роль для человеческого микробиома в предотвращении широкого спектра заболеваний, от сахарного диабета 2 типа, ожирения, воспалительных заболеваний кишечника до болезни Паркинсона и даже психиатрических заболеваний, таких как депрессия.<ref>Copeland CS. [https://ift.tt/2tlixPY The World Within Us: Health and the Human Microbiome.] ''Healthcare Journal of New Orleans, Sept-Oct 2017.''</ref> Симбиотические отношения между [[Микрофлора кишечника|микробиотой кишечника]] и различными бактериями могут влиять на иммунный ответ человека.<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Самые передовые исследования показывают, что лечение с помощью коррекции микробиома может быть эффективным для лечения диабета.<ref></ref>
=== Рак ===
Несмотря на то, что рак является смесью генетических заболеваний и факторов окружающей среды, микробы вовлечены в 20% случаев его развития. <ref name="Garrett2015Cancer">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Некоторые факторы [[Колоректальный рак|рака толстой кишки]] показывают, что в толстой кишке число бактерий в миллион раз выше, чем в [[Тонкая кишка|тонкой кишке]], и примерно в 12 раз больше случаев рака в толстой кишке по сравнению с тонкой кишкой, что, возможно, устанавливает патогенную роль микробиоты в раке [[Прямая кишка человека|прямой кишки]], <ref name="wjg"></ref> Микробный анализ может быть использован в качестве [[Прогноз|прогностического]] инструмента при оценке колоректального рака. <ref name="wjg" />
Микробиота может влиять на канцерогенез тремя основными путями: (i) изменением баланса пролиферации и гибели опухолевых клеток, (ii) регулированием функции иммунной системы и (iii) влиянием на метаболизм, изменяя усвояемость принимаемых пищевых продуктов и фармацевтических препаратов. <ref name="wjg" /> Опухоли, развивающиеся на различных участках обычно включают микробиоту. Микробы в данных местах лучше приспосабливаются на основе пониженного содержания кислорода или источника дополнительного питания. Уменьшение популяции специфичных микробов или вызванный [[окислительный стресс]] могут увеличить риск развития рака.<ref name="Garrett2015Cancer" /> <ref name="wjg" /> Из 10<sup>30</sup> всех известных микробов, 10 из них выделены [[Международное агентство по изучению рака|Международным агентством по изучению рака]] как канцерогенные. <ref name="Garrett2015Cancer" /><ref name="wjg" /> Бактерии могут выделять белки или другие факторы, которые непосредственно управляют пролиферацией клеток человека, что может усиливать или ослаблять иммунную систему хозяина, в том числе вызывать острое или хроническое воспаление.
Нарушение равновесия между хозяином и микробиотой снижает устойчивость к злокачественным новообразованиям, возможно вызывая воспаление и рак. После преодоления защитных барьеров микробы вызывают провоспалительные или иммуносупрессивные программы различными путями.<ref name="Garrett2015Cancer" /> Например, связанные с раком микробы, по-видимому, активируют передачу сигналов NF-κΒ в микроокружении опухоли. Другие рецепторы, такие как [[Nod-подобные рецепторы]] могут играть роль в опосредовании колоректального рака.<ref name="Garrett2015Cancer" /> Аналогично ''Helicobacter pylori'' aпо-видимому, увеличивает риск рака желудка из-за его хронической воспалительной реакции в желудке. <ref name="wjg" />
=== Воспалительное заболевание кишечника ===
Воспалительное заболевание кишечника включают в себя язвенный колит и болезнь Крона. Эти заболевания сопровождаются нарушением состава в микробиоте кишечника (также известным как [[Дисбактериоз|дисбиоз]]) и проявляется в форме уменьшения микробного разнообразия в кишечнике. <ref name="Sartor2012IBD">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Было установлено, что дисбиоз коррелирует с дефектами генов хозяина, которые изменяют врожденный иммунный ответ у людей. <ref name="Sartor2012IBD" />
=== Вирус имунодефицита человека ===
Развитие заболевания [[Вирус иммунодефицита человека|ВИЧ]] влияет на изменение кишечной микробиоты. Вирус нарушает целостность эпителиального барьера, воздействую на [[плотные контакты]]. Эти расстройства приводят к развитию воспалений у людей с ВИЧ.<ref name="Zilberman2016HIV">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Вагинальная микробиота играет роль в передаче ВИЧ. Создаётся увеличенный риск получения заболевания, если у женщины обнаружен[[бактериальный вагиноз]]. Однако снижение инфекционности наблюдается при увеличении уровня ''Lactobacillus'' влагалища, что способствует развитию противовоспалительного состояния.<ref name="Zilberman2016HIV" />
=== Миграция ===
Предварительные исследования показывают, что немедленные исследования могут произойти при переезде в другую страну. <ref name="vangay">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name=":3">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Установлено, что уменьшение видового разнообразия было значительно выше у людей с ожирением и детей эмигрантов. <ref name="vangay" /><ref name=":3" />
== Примечания ==
Статья переведена с английского оригинала <ref></ref>
== Ссылки ==
<br />
[[Файл:Skin_Microbiome20169-300.jpg|ссылка=https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Skin_Microbiome20169-300.jpg|мини|324x324пкс|М[[Микробиота кожи|икробиота кожи]] человека, с относительным распространением бактерий различных классов]]
биологические жидкости, желчевыводящие пути и [[желудочно-кишечный тракт]].
Микробиом человека включает себя [[бактерии]], [[археи]], [[грибы]], [[протисты]] и [[вирусы]]. Хотя [[микроорганизмы]] могут также жить на теле человека, они обычно исключаются из этого определения. В контексте [[Геномика|геномики]] термин « ''микробиом человека»'' иногда используется для обозначения коллективных [[Геном|геномов]] резидентных микроорганизмов; <ref name="Prescotts8">|year=2013|isbn=9780073402406|publisher=McGraw Hill|location=New York|edition=9th|pages=713–721|oclc=886600661}}</ref> Однако термин «''метагеном человека»'' имеет то же значение.
Первая оценка о количестве микроорганизмов, населяющих человека, говорит о том, что число клеток микробов в десять раз больше, чем число клеток человека, однако более поздние оценки снизили это соотношение до 3: 1 или даже приблизительно до того же числа. <ref name="AAM2014">American Academy of Microbiology [https://ift.tt/1m2PAe3 FAQ: Human Microbiome] January 2014</ref> <ref name="Rosner">Judah L. Rosner for Microbe Magazine, February 2014. [https://ift.tt/2uVVwUq Ten Times More Microbial Cells than Body Cells in Humans?]</ref> <ref name="NN2016">Alison Abbott for Nature News. 8 January 2016 [https://ift.tt/1OFM3Bs Scientists bust myth that our bodies have more bacteria than human cells]</ref> <ref name="Sender">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Часть микроорганизмов в организме человека являются [[Комменсализм|комменсальными]], то есть они сосуществуют, не причиняя вреда людям; другие имеют [[Мутуализм|муталистические]] (взаимовыгодные) отношения со своими хозяевами. <ref name="Prescotts8" /> <ref name="Quigley2013rev"></ref> И наоборот, некоторые [[Патоген|непатогенные]] микроорганизмы могут нанести вред [[Патоген|организму]] человека посредством производимых ими [[Метаболиты|метаболитами,]] такими как [[триметиламин]], который человеческий организм превращает в [[Триметиламиноксид|N-оксид триметиламина]] посредством окисляющего комплекса [[FMO3]]. <ref name="TMA">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> <ref name="TMA diseases">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Определенные микроорганизмы выполняют ряд очень важных задач, которые, как известно, полезны для человека-хозяина, однако роль большинства из них не совсем понятна. Нормальной же микробиотой иногда считается та, которая должна присутствовать при нормальных обстоятельствах, не вызывая заболевания. <ref name="Prescotts8" />
Для анализа микробиоты человека был проведён проект «[[Проект «Микробиом человека»|Микробиом человека»]], решающий ряд таких задач как секвенирование и анализ генома микробиоты человека, уделяя особое внимание микробиоте, населяющую кожу, рот, нос, пищеварительный тракт и влагалище. <ref name="Prescotts8" /> Он достиг вехи в 2012 году, когда опубликовал свои первоначальные результаты. <ref name="hmpdata">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
== Терминология ==
Несмотря на то, что такие термины как ''флора или'' ''микрофлора'' часто используются в литературе, в технических терминах это является неправильным понятием, поскольку корень слова «''[[Флора|флора»]]'' относится к растениям, а термин ''[[Биом|биота]]'' относится к совокупности организмов в конкретной экосистеме. В настоящее время применяется более подходящий термин « ''[[Микробиом|микробиота»]]'', хотя его использование не затмило укоренившееся использование и распознавание ''флоры в'' отношении бактерий и других микроорганизмов. Оба термина используются в различной литературе. <ref name="Quigley2013rev2"></ref>Несмотря на то, что такие термины как ''флора или'' ''микрофлора'' часто используются в литературе, в технических терминах это является неправильным понятием, поскольку корень слова «''[[Флора|флора»]]'' относится к растениям, а термин ''[[Биом|биота]]'' относится к совокупности организмов в конкретной экосистеме. В настоящее время применяется более подходящий термин « ''[[Микробиом|микробиота»]]'', хотя его использование не затмило укоренившееся использование и распознавание ''флоры в'' отношении бактерий и других микроорганизмов. Оба термина используются в различной литературе. <ref name="Quigley2013rev" />
== Относительные числа ==
По состоянию на 2014 год в различных источниках часто сообщалось, что число микробных клеток в организме человека примерно в 10 раз больше, чем число клеток человека. Эта цифра основана на оценках того, что микробиом человека насчитывает порядка 100 триллионов бактериальных клеток, и 10 триллионов собственных клеток взрослого человека. <ref name="AAM20142">American Academy of Microbiology [https://ift.tt/1m2PAe3 FAQ: Human Microbiome] January 2014</ref> В 2014 году [[Американская академия микробиологии]] опубликовала часто задаваемые вопросы, в которых подчеркивалось, что число микробных клеток и количество клеток человека являются приблизительными. Также они отметили, что недавние исследования позволили получить новую оценку количества клеток человека приблизительно 37,2 триллиона, что означает, что отношение микробных к человеческим клеткам при первоначальной оценке 100 триллионов бактериальных клеток верна, ближе к 3: 1. <ref name="AAM20142" /> <ref name="Rosner2">Judah L. Rosner for Microbe Magazine, February 2014. [https://ift.tt/2uVVwUq Ten Times More Microbial Cells than Body Cells in Humans?]</ref> В 2016 году другой научной группой была произведена новая оценка, показавшая, что соотношение составляет примерно 1: 1. <ref name="Sender" /> <ref name="NN20162">Alison Abbott for Nature News. 8 January 2016 [https://ift.tt/1OFM3Bs Scientists bust myth that our bodies have more bacteria than human cells]</ref>
== Исследования ==
Проблема определения микробиома связана с идентификацией членов микробного сообщества, которое включает бактерии, эукариоты и вирусы. <ref name="hmp"></ref> В основном для идентификации этих сообществ используется ДНК, хотя также известны случаи использования РНК, белков и метаболитов. <ref name="hmp" /> <ref name="Kucz2012"></ref> Исследования микробиома на основе ДНК обычно можно отнести к недавним [[Метагеномика|метагеномным]] исследованиям с использованием метода [[Метод дробовика|дробовика]] (shotgun sequencing) . Данный метод представляет собой целый метагеномный подход, который также можно использовать для изучения функционального потенциала различных сообществ. <ref name="hmp" /> Одна из проблем, которая присутствует в исследованиях микробиома человека, состоит в том, чтобы в исследование не было вовлечено человеческое ДНК. <ref name="Vest2008"></ref>
Один из основных вопросов, помимо простого анализа микробиома человека, заключается в том, существует ли общий «скелет», либо существует общая группа микроорганизмов, которая в дальнейшем имеет видовое разнообразие у людей. <ref></ref><ref name="HK20092"></ref> Если такой скелет существует, то можно было бы выявить возникающие болезни в зависимости от изменения видового состава, что является одной из целей проекта «Микробиом человека». Известно, что микробиом человека (микробиом кишечника) сильно варьируется и является уникальным для всех людей, что также наблюдалось у тестируемых групп мышей.<ref name="Quigley2013rev4"></ref>
13 июня 2012 года директор [[Национальные институты здравоохранения США|NIH]] [[Коллинз, Френсис|Фрэнсис Коллинз]] сделал заявление о важности проекта «Микробиом человека» (HMP). <ref name="hmpdata2">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Заявление сопровождалось серией научных статей, опубликованных в [[Nature|журнале Nature]] <ref></ref> <ref></ref> и [[Public Library of Science|Публичной научной библиотеке]] (PLoS) в тот же день. Анализируя карту микробиома здоровых людей с использованием методов секвенирования генома, учёные создали справочную базу данных для нормальных вариаций микробных сообществ. Из 242 здоровых добровольцев были собрано более 5000 биологических образцов, взятых с различных участков тела. В результате был произведён анализ полной ДНК человека и населяющей его микробиоты. Интерпретировать такие данные смогли путём идентификации генов бактериальной рибосомальной РНК, [[16S рРНК]]. Исследователи выявили, что более 10000 видов микроорганизмов составляют сложную экосистему у человека, определив 81-99% [[Род (биология)|родов]] в такой экосистеме.
[[Файл:Microbiome_analysis_flowchart.png|ссылка=https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Microbiome_analysis_flowchart.png|справа|мини|Блок-схема, иллюстрирующая, как человеческий микробиом изучается на уровне ДНК.]]
=== Метод дробовика ===
Зачастую бывает невозможным культивировать огромное разнообразие [[Бактерии|бактерий]], [[Археи|архей]] или [[Вирусы|вирусов]], в лабораторных условиях. Решением проблемы становится внедрение [[Секвенирование ДНК|технологий секвенирования,]] используемых в технологии [[Метагеномика|метагеномики]]. Анализ полной картины функционирования и характеризация специфичных микробных штаммов несут в себе огромный потенциал для открытий терапии и диагностики состояний здоровья.<ref name=":0">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
=== Сбор образцов и выделение ДНК ===
Главной задача состоит в том, чтобы собрать достаточное для анализа количество микробной ДНК, при это сохранив чистоту данного образца; по этой причине используются различные методы обогащения. В частности метод [[Экстракция ДНК|экстракции ДНК]] является универсальным инструментом при работе с каждым бактериальным [[Штамм|штаммом]], где важно изолировать устойчивые участки [[Геном|генома]], которые не поддаются быстрому [[Лизис|лизису]]. Механическое разрушение, как правило, более предпочтительно чем химическое. <ref name=":0" />
=== Подготовка библиотеки данных и секвенирование ===
Наиболее часто для реакций секвенирования используются такие платформы как [[Illumina]], [[Ионное полупроводниковое секвенирование|Ion Torrent]], Oxford Nanopore [[:en:Oxford_Nanopore_Technologies|MinION]] и [[Pacific Biosciences|Pacific Bioscience]] Sequel. Нет никаких указаний относительно правильного количества образца для его использования. <ref name=":0" />
==== Сборка метагенома ====
Несмотря на то, что подход активно используется, существуют некоторые трудности, которые необходимо преодолеть. Охват зависит от обилия каждого генома в его конкретном сообществе; геномы с низкой численностью могут подвергаться фрагментации, если глубина секвенирования недостаточна (используется для того чтобы удалось избежать образования пробелов). К счастью, существуют ассемблеры, упрощающих поиск корреляции для метагенома, поскольку, если присутствуют сотни штаммов, глубина секвенирования должна быть увеличена до максимума. <ref name=":0" />
==== Контин Биннинг ====
Априори не известно ни от какого генома происходит каждый [[Контиг|континг]], ни от количества геномов, присутствующих в образце. Основной целью данного шага является разделение контингов на различные виды. Основополагающие методы для осуществления данного анализа могут быть контролируемые (к примеру, базы данных с известными последовательностями) или неконтролируемые (прямой поиск континг групп в собранных данных). Однако оба метода требуют метрики для определения оценки сходства между конкретным контигом и группой, в которую он должен быть помещен, и алгоритмом для преобразования сходства в распределении группы.<ref name=":0" />
==== Анализ результатов после обработки ====
Необходимо провести ряд статистических анализов таких как [[Дисперсионный анализ|ANOVA]] для подтверждения результатов. Такие тесты могут оценить и определить степень различия между различными группами. Если тесты связаны с графическими инструментами, то можно легко произвести интерпретацию результатов для более лёгкого представления и понимания. <ref name=":0" />
Как только полученный метагеном собран в правильной последовательности, можно получить функциональный потенциал микробиома. Существует ряд проблем при вычислении таких систем, так как системы сборки метагенома имеют более низкое качество из за сложности таких систем, а многие [[Ген|гены]] могут быть неполными или фрагментированными. После шага идентификации генов, данные могут быть использованы для проведения функциональной аннотации путем множественного выравнивания генов-мишеней с базами данных ортологов.<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
=== Маркерный анализ генов ===
Это техника, в который используются [[Синтез олигонуклеотидов|праймеры]] для наведения на конкретную генетическую область с целью установления [[Филогенетика|филогенетического ряда]]. Генетическая область характеризуется сильно изменчивой областью, которая может предоставить детальную идентификацию. Наряду с этим, существуют также консервативные области, которые функционируют как места связывания праймеров, используемых в [[Полимеразная цепная реакция|ПЦР]]. Основным геном, характеризующим[[бактерии]] и [[Археи|археи,]] является [[16S рРНК|16S]] [[Рибосомные рибонуклеиновые кислоты|рРНК]] ген, тогда как идентификация грибков основана на [[Внутреннем транскрибированном спейсере]] (ITS). Этот метод является быстрым и достаточным для получения классификации микробного сообщества. Также метод подходит для загрязнённой ДНК (загрязнением от хозяина). Сродство праймера варьируется среди всех последовательностей ДНК, что может привести к смещению во время реакции амплификации. Следовательно, оптимизация выбора праймера может помочь уменьшить такие ошибки, при учёте полного знания микроорганизмов, присутствующих в образце, и их относительной численности.<ref name=":1">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Маркерный анализ гена может зависеть от выбора праймера; в этом виде анализ желательно проводить в рамках хорошо проверенного протокола (например, тот, который используется в [[Проект "Микробиом Земли"|Проекте "Микробиом Земли"]]). Первый шаг в данном анализа - это удаление ошибок секвенирования. Многие платформы секвенирования очень надежны, но большая часть очевидного разнесения последовательностей по-прежнему обусловлена ошибками в процессе секвенирования. Чтобы уменьшить число этих ошибок, можно воспользоваться объединением последовательностей в [[Оперативная Таксономическая Единица|Оперативную Таксономическую Единицу]] (OTU), которая уже в дальнейшем используется в следующем шаге. Но это метод отбрасывает [[Однонуклеотидный полиморфизм|ОНП]], поскольку они объединяются в одну OTU. Другой подход основан на [[Олиготипирование|олиготипировании]], которое включает специфичную информацию о секвенировании рРНК 16s для выявления небольших вариаций нуклеотидов и о различии тесно связанных отличных таксонов. Эти методы дают в качестве выходных данных таблицу последовательностей ДНК и количество различных последовательностей на образец. <ref name=":1" />
Другим важным шагом в анализе является присвоение таксономического названия микробным последовательностям.Это осуществляется использованием подходов, основанных на [[Машинное обучение|машинном обучении,]] достигающие точность на уровне рода около 80%. Другие популярные аналитические пакеты обеспечивают поддержку таксономической классификации с использованием точных совпадений со справочными базами данных и должны обеспечивать большую специфичность, но обладают более худшей чувствительностью. <ref name=":1" />
=== Филогенетический анализ ===
Многие методы, основанные на филогенетическом предположении, используют [[16S рРНК|16Sр РНК]] гены для архей и бактерий и [[18s рРНК|18SRNA]]<nowiki/>гены для эукариотических клеток. Филогенетические сравнительные методы основаны на сравнении множества признаков у микроорганизмов; принцип таков: чем ближе они связаны, тем больше у них общих черт. Обычно эти методы используют с филогенетическим обобщенным методом наименьших квадратов или другими статистическими анализами, для получения более значимых результатов. Обычно это осуществляется на основе приложения [[PICRUSt]], использующей существующие базы данных. <ref name=":2">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Филогенетическое осведомленное расстояние обычно выполняется с помощью [[UniFrac]] или подобных инструментов, таких как индекс Сорезена или индекс Рао, для количественной оценки различий между различными сообществами. На все эти методы негативно влияет [[горизонтальный перенос генов]] (HGT), поскольку это может привести к ошибкам и привести к корреляции отдаленных видов. Существуют различные способы снижения негативного воздействия HGT: использование нескольких генов или вычислительных инструментов для оценки вероятности предполагаемых событий HGT.
== Типы микробов ==
=== Бактерии ===
Бактерии и грибки населяют кожу и слизистые оболочки в различных частях тела. Их роль является частью построения нормальной, здоровой физиологии человека, однако, если численность микробов выходит за пределы их типичного диапазона (часто из-за нарушения иммунной системы), или если микробы заселяют (например, из-за плохой гигиены или травмы) участки тела, как правило, не колонизированные или стерильные (например, кровь или нижние дыхательные пути или брюшная полость) это может привести к серьёзным заболеваниям (вызывающему, соответственно, бактериемию/сепсис, пневмонию и перитонит). <ref></ref>
Результаты работы над проектом «Микробиом человека» показали, что у людей содержатся тысячи видов бактерий со своими особенностями на различных участках тела. Такие участки как кожа и влагалище обладают меньшим видовым разнообразием, чем рот и кишечник, где разнообразие крайне велико. Также, бактерии одного и того же вида, обнаруженные в ротовой полости, имеют несколько подтипов, обитающих в разных местах полости рта. <ref>[https://ift.tt/2UrXQgi PLoS Human Microbiome Project Collection Manuscript Summaries] 13 June 2012</ref><ref></ref>
Согласно проведённой оценке, от 500 до 1,000 [[Биологический вид|видов]] бактерий, проживающих в кишечнике человека принадлежат нескольким группам: в основном преобладают [[:en:Firmicutes|Firmicutes]] и [[Bacteroidetes]], но встречаются и [[Протеобактерии|Proteobacteria]], [[Victivallis vadensis|Verrumicrobia]], [[Актинобактерии|Actinobacteria]], [[Fusobacteria]] и [[Цианобактерии|Cyanobacteria]].<ref name="Sommer2013rev">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Ряд таких бактерий как, ''[[Актиномицеты (род)|Actinomyces]] viscosus'' и ''A. naeslundii'', обитают в полости рта и являются частью липкого вещества, называемого [[Зубной налёт|зубным налётом]]. Если они не удалены во время чистки, вся масса затвердевает и образует [[зубной камень]]. Некоторые бактерии выделяют ряд кислот, растворяющих [[Зубная эмаль|зубную эмаль]], вызывая [[Кариес зубов|кариес]].
[[Микрофлора влагалища]] состоит в основном из различных видов [[Лактобациллы|лактобацилл]]. Долгое время считалось, что наиболее распространенным из этих видов был ''[[Lactobacillus acidophilus]]'', но позже было показано, что на самом деле наиболее распространенным является ''[[Lactobacillus iners|L. iners]]'', за которым следует ''[[Lactobacillus crispatus|L. crispatus]].'' Другими лактобациллами, обнаруженными во влагалище, являются ''[[Lactobacillus jensenii|L. jensenii]], [[Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus|L. delbruekii]]'' и ''[[Lactobacillus gasseri|L. gasseri]]''. Нарушение микрофлоры влагалища может привести к инфекциям, таким как [[бактериальный вагиноз]] или [[кандидоз]].
=== Археи ===
[[Археи]] присутствуют в кишечнике человека, но в гораздо более меньших количествах чем [[бактерии]].<ref></ref> Преобладающей группой являются [[метаногены]], в частности ''[[Methanobrevibacter smithii]]'' and ''[[Methanosphaera|Methanosphaera stadtmanae]]''.<ref></ref> Однако только около 50% людей имеют легко детектируемые разновидности данных архей.<ref></ref>
По состоянию на 2007 год, не было обнаружено явных примеров [[Патоген|патогенов]],<ref></ref><ref></ref> несмотря на то, что была предложена взаимосвязь между присутствием некоторых метаногенов и [[Пародонтит|пародонтитом]].<ref></ref>
=== Грибы ===
Грибы, в частности [[дрожжи]], присутствуют в кишечнике человека. <ref name="mycobiome">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="Martins2014Candidiasis">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="Wang2014rev">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="SIFO">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Наиболее изученными являются штаммы ''[[Кандида (гриб)|Кандиды]]'' из за их способности становиться патогенными при [[Иммунодефицит|иммунодефиците]], или даже вызывая нарушения у здорового хозяина.<ref name="Martins2014Candidiasis" /><ref name="Wang2014rev" /><ref name="SIFO" /> Часть грибов колонизирует кожу, <ref name="mycobiome" /> такие как штаммы ''[[Malassezia]],'' где они потребляют масла, выработанных из [[Сальные железы|сальных желез]].<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref></ref>
=== Вирусы ===
Вирусы, в особенности бактериальные вирусы ([[бактериофаги]]), населяют различные участки тела включая кожу,<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> кишечник,<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> лёгкие,<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> ротовую полость.<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Была установлена взаимосвязь вирусов с некоторыми заболеваниями. Вирусы отражают сложность взаимоотношений с бактериальными сообществами.<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
== Анатомические зоны ==
=== Кожа ===
Исследование 20 участков кожи на каждом из десяти здоровых людей выявило 205 идентифицированных родов в 19 бактериальных типах, при этом большинство бактерий принадлежит четырем типам: [[Актинобактерии|Actinobacteria]] (51.8%), [[Фирмикуты|Firmicutes]] (24.4%), [[Протеобактерии|Proteobacteria]] (16.5%), and [[Bacteroidetes]] (6.3%).<ref></ref> На здоровой коже человека присутствует большое количество грибковых родов с некоторыми изменениями по областям тела; однако при патологических состояниях определенные роды имеют тенденцию доминировать в пораженной области (к примеру при [[Атопический дерматит|атопическом дерматите]] преобладают ''Malassezia'' ).<ref name="mycobiome2">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Кожа служит барьером для предотвращения проникновения патогенных микробов, являясь их постоянными или временным местом обитания. Типы резидентных микроорганизмов различаются в зависимости от типа кожи на теле человека. Большинство микробов находятся на поверхностных клетках кожи или предпочитают связываться с железами (сальными или потовыми), так как они снабжают микробов водой, аминокислотами, жирными кислотами и другими питательными веществами. <ref name="Prescotts8" />
=== Слизистая оболочка глаз ===
Небольшое количество грибов и бактерий обычно присутствуют в [[Конъюнктива|конъюктиве]]<ref name="mycobiome3">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="Textbook"></ref> , включая Грамположительные кокки (''[[Стафилококки|Staphylococcus]]'' и [[Стрептококки|Streptococcus]]), Грамотрицатльные палочки и кокки (''[[Гемофилы|Haemophilus]]'' and ''[[Neisseria]]'') <ref name="Textbook" /> и грибки (''Candida'', ''Aspergillus'', and ''Penicillium''.<ref name="mycobiome3" /> Слезы содержат бактерициды, такие как [[:en:Lysozyme|лизоцим]], так что микроорганизмам трудно выжить и колонизировать [[:en:Epithelium|эпителиальные]] поверхности.
=== Желудочно-кишечный тракт ===
Микробиом человека появляется с рождением и зависит от того, каким путём ребёнок был рождён. <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> К примеру рождение детей [[Кесарево сечение|Кесаревым сечением]] привносит более патогенную микрофлору такую как [[Кишечная палочка|Escherichia coli]] и [[Стафилококки|Staphylococcus]] и гораздо увеличивает время развития непатогенной, полезной микробиоты. <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> У детей рожденных вагинально наблюдается нормальная, непатогенная полезная микробиота схожая по составу с материнской. <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
[[Файл:Microbiota-derived_3-Indolepropionic_acid.svg|ссылка=https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Microbiota-derived_3-Indolepropionic_acid.svg|мини|415x415пкс|Диаграмма показывает метаболизм триптофана к индолу и производным индола в толстой кишке. Clostridium sporogenes метаболизирует индол в 3-индолпропионовую кислоту (IPA), высокоэффективный нейропротекторный антиоксидант. В кишечнике IPA связывается с рецепторами прегнана X (PXR), тем самым способствуя гомеостазу слизистой оболочки и барьерной функции. После всасывания и распределения в мозг, IPA оказывает нейропротекторное действие против церебральной ишемии и болезни Альцгеймера. Виды Lactobacillus метаболизируют индол в индол-3-альдегид (I3A), который действует на арильный углеводородный рецептор (AhR) в кишечных иммунных клетках, в свою очередь увеличивая выработку интерлейкина-22 (IL-22). Активация AhR заметно влияет на иммунитет кишечника, поддерживая функцию эпителиального барьера, повышая иммунную толерантность к комменсальной микробиоте и защищая от патогенных инфекций. Сам индол действует как секретирующий глюкагон-подобный пептид-1 (GLP-1) в клетках кишечника L и как лиганд для AhR. Индол также может метаболизироваться печенью в индоксилсульфат, соединение, которое в высоких концентрациях вредно для здоровья человека. Накопление индоксилсульфата в плазме крови токсично и связано с сосудистыми заболеваниями и почечной дисфункцией. AST-120 (активированный уголь), кишечный сорбент, который принимается внутрь, адсорбирует индол, в свою очередь, уменьшая концентрацию индоксилсульфата в плазме крови.]]
Отношения между кишечной микробиотой и организмом человека не только [[Комменсализм|комменсальные]] (безвредное сосуществование), а скорее a [[Мутуализм|мутуалистическое]] (взаимовыгодное).<ref name="Prescotts8" /> Некоторые микроорганизмы в кишечнике помогают хозяину усваивать различные [[пищевые волокна]] в [[короткоцепочечные жирные кислоты]], такие как [[уксусная кислота]] или [[масляная кислота]], которые в дальнейшем поглощаются организмом человека.<ref name="Quigley2013rev5"></ref><ref name="Clarke2014rev">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Бактерии кишечника играют важную роль в синтезе [[Витамины группы B|Витамина B]] и [[Витамин K|Витамина K]], также метаболизируя [[жёлчные кислоты]], [[стерины]], и [[Ксенобиотик|ксенобиотики]].<ref name="Prescotts8" /><ref name="Clarke2014rev" /> В результате метаболических циклов бактерии производят вещества подобные [[Гормоны|гормонам]], и по всей видимости микробиота функционирует как [[Железа|эндокринная железа]].<ref name="Clarke2014rev" /> Нарушение регуляции кишечной микробиоты коррелировало с множеством воспалительных и аутоиммунных состояний.<ref name="Quigley2013rev5" /><ref name="Shen2016rev"></ref>
Состав кишечной флоры человека изменяется со временем, когда меняется диета, а также по мере изменения общего состояния здоровья. <ref name="Quigley2013rev6"></ref> <ref name="Shen2016rev2"></ref> [[Систематический обзор]] 15 [[Рандомизированное контролируемое испытание|рандомизированных контролируемых исследований]] на людях с июля 2016 года показал, что некоторые коммерчески доступные штаммы пробиотических бактерий из [[Род (биология)|родов]] ''[[Бифидобактерии|Bifidobacterium]]'' и ''[[Лактобациллы|Lactobacillus]]'' ( ''[[Bifidobacterium longum|B. longum]]'', ''[[Bifidobacterium breve|B. breve]]'', ''[[Bifidobacterium longum|B. infantis]]'', ''[[Lactobacillus helveticus|L. helveticus]]'', ''[[Lactobacillus rhamnosus|L. rhamnosus]]'', ''[[Lactobacillus plantarum|L. plantarum]]'' и ''[[Lactobacillus casei|L. casei]]'' ) при [[Пероральный приём лекарственных средств|приеме внутрь]] в суточных дозах 10 <sup>9</sup> –10 <sup>10</sup> колониеобразующие единицы (КОЕ) для 1–2 месяцев, обладают лечебными действиями (т.е. улучшают поведенческие результаты) при некоторых [[Болезнь ЦНС|расстройствах центральной нервной системы]] - включая [[Тревога|тревогу]], [[Большое депрессивное расстройство|депрессию]], [[Расстройство аутистического спектра|расстройства аутистического спектра]] и [[обсессивно-компульсивное расстройство]] - и улучшает определенные аспекты [[Память|памяти]] . <ref name="CNS SystRev 2016">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Однако, изменения микробиома также могут вызвать пагубные состояния для здоровья. В работе Musso et al., Было обнаружено, что кишечная микробиота у особей с ожирением имеет больше бактерий типа [[Фирмикуты|Firmicutes]] и меньше [[Bacteroidetes|Bacteroidetes,]] чем у здоровых людей. <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Другое исследование, проведённое Gordon et al., подтвердило, что именно состав микробиоты вызывает ожирение, а не наоборот. Это было сделано путем трансплантации кишечной микробиоты от мышей с ожирением, или мышей со специальной диетой к мышам контрольной группы мышам, лишенным микробиома. Они обнаружили, что у мышей, которым трансплантировали микробиоту кишечника от мышей больных ожирением уровень жира оказался гораздо выше при одинаковом питании нежели чем у мышей, которым пересадили микробиом, от животных с диетой. <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
=== Уретра и мочевой пузырь ===
Похоже, что в [[Мочеполовая система|мочеполовой системе]] имеется микробиота, <ref name="nu">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> <ref name="euf">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> что является неожиданным фактом, по причине отсутствия результатов при анализе классическими лабораторными [[Посев (микробиология)|микробиологическими]] методами [[Посев (микробиология)|культивирования]] для обнаружения [[Инфекция мочевого тракта|инфекции мочевыводящих путей]]; . <ref name="dai"></ref> Классические [[Посев (микробиология)|методы культивирования]] не обнаруживают многие виды бактерий и других [[Микроорганизмы|микроорганизмов]]. <ref name="dai" /> Однако на основе методов [[Секвенирование|секвенирования]] была произведена идентификация микроорганизмов, с целью определения есть ли различия в микробиоте между здоровыми людьми и людьми с проблемами мочевыводящих путей. <ref name="nu" /> <ref name="euf" />
=== Влагалище ===
Микробиота влагалища включает в себя организмы, которые играют важную роль в защите от инфекций и поддержании здоровья влагалища.<ref name="PetrovaLievens2015"></ref> Наиболее распространенные микроорганизмы, обнаруженные у женщин в пременопаузе, относятся к роду ''[[Лактобациллы|Lactobacillus]]'', подавляющие рост патогенных организмов производством перекиси водорода и молочной кислоты.<ref name="Wang2014rev2">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="PetrovaLievens2015" /><ref name="witkin2012"></ref> Композиция микробиоты сильно зависит от стадии [[Менструальный цикл|менструального цикла]].<ref name="Prescotts8" /><ref></ref> Была установлена взаимосвязь между половыми актами, приёмами антибиотиков и потерей лактобацилл в организме женщин. <ref name="witkin2012" /> Более того, исследования показали, что половой акт с презервативом, по-видимому, изменяет уровень лактобацилл и увеличивает уровень кишечной палочки во влагалище.<ref name="witkin2012" /> Все изменения, происходящие в здоровой вагинальной микробиоте, могут указывать на развитие различных инфекций, включая [[кандидоз]] или [[бактериальный вагиноз]].<ref name="mycobiome4">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name="Wang2014rev2" /><ref name="SIFO2">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
=== Плацента ===
До недавнего времени [[плацента]] считалась стерильной, однако было выявлено несколько непатогенных бактерий, находящихся в плацентарной ткани.<ref name="FoxEichelberger2015"></ref><ref name="WassenaarPanigrahi2014"></ref><ref></ref>
=== Матка ===
До недавнего времени верхний репродуктивный тракт женщины считался стерильной средой. Разнообразные микроорганизмы населяют матку здоровых, бессимптомных женщин репродуктивного возраста. Микробиом матки значительно отличается от микробиома влагалища и желудочно-кишечного тракта.<ref name="FranasiakScott2015"></ref>
=== Ротовая полость ===
В полости рта создаются необходимые условия для роста микроорганизмов, включая воду, питательные вещества и подходящую температуру.<ref name="Prescotts8" /> Анаэробные бактерии в полости рта включают в себя: ''[[Актиномицеты (род)|Actinomyces]]'', ''[[Arachnia]]'', ''[[Бактероиды|Bacteroides]]'', ''[[Бифидобактерии|Bifidobacterium]]'', ''[[Эубактерии|Eubacterium]]'', ''[[Fusobacterium]]'', ''[[Лактобациллы|Lactobacillus]]'', ''[[Leptotrichi|Leptotrichia]]'', ''[[Peptococcu|Peptococcus]]'', ''[[Пептострептококки|Peptostreptococcus]]'', ''[[Propionibacterium]]'', ''[[Selenomonas]]'', ''[[Трепонемы|Veillella]]'', ''[[Veillonella|Trepone]]'' . <ref name="sutter"></ref> Роды грибов, включают, среди прочих: ''[[Кандида (гриб)|Candida]]'', ''[[Кладоспорий|Cladosporium]]'', ''[[Аспергилл|Aspergillus]]'', ''[[Фузариум|Fusarium]]'', ''[[Glomus]]'', ''[[Альтернария|Alternaria]]'', ''[[Пеницилл|Penicillium]]'' и ''[[Криптококк|Cryptococcus]]'' . <ref name="mycobiome5">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Бактерии накапливаются как в твердых, так и в мягких тканях полости рта, в [[Биопленка|биопленке]], позволяя им прилипать . В результате они получают защиту от факторов окружающей среды и противомикробных агентов.<ref name="systemic disease 4">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Слюна играет ключевую роль в поддержании условий для роста биоплёнки и реколонизацию бактерий, поставляя питательные вещества и регулируя температуру. Также контролирует рост микроорганизмов посредством вымывания части биоплёнки. <ref name="ArweilerNetuschil2016"></ref><ref name="AvilaOjcius2009"></ref>
Бактерии в полости рта развили механизмы, чтобы чувствовать их окружающую среду и избегать внесение изменений в организм хозяина. Тем не менее, высокоэффективная врожденная система защиты человека постоянно контролирует бактериальную колонизацию и предотвращает бактериальную инвазию в локальные ткани. Существует динамическое равновесие между бактериями зубного налета и врожденной защитной системой организма.<ref name="AnthonyHRogers"></ref>
Здоровое равновесие представляет собой некий симбиоз, когда микробы из полости рта ограничивают рост и присоединение болезнетворных микроорганизмов, а организм человека обеспечивает условия для их роста и развития.<ref name="ZarcoVess2012"></ref><ref name="systemic disease 42">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Изменение жизни человека, включая его иммунную систему, питание, преобразование видового состава нарушает данное равновесие из взаимовыгодного в паразитическое. <ref name="systemic disease 42" /> Было показано, что сахарный диабет и сердечно-сосудистые заболевания связаны со здоровьем полости рта.<ref name="ZarcoVess2012" />
Постоянная гигиена полости рта является основным методом для предотвращения развития различных заболеваний. <ref name="ZarcoVess20122"></ref> Очистка полости рта уменьшает - разрастание потенциальных патогенных бактерий. <ref name="AvilaOjcius20092"></ref> Однако правильной гигиены полости рта может быть недостаточно, так как это сложная система, в которой нужно учитывать иммунный ответ, генетику и видовой состав. <ref name="AvilaOjcius20092" /> Антибиотики могут быть использованы при борьбе с инфекциями, однако могут быть неэффективны против биоплёнок. <ref name="AvilaOjcius20092" />
=== Лёгкие ===
Как и в случае полости рта, верхняя и нижняя дыхательная система обладают механическими средствами для удаления микробов. Бокаловидные клетки производят выделения, которые захватывают микробов и выводят их из дыхательной системы через непрерывно движущиеся [[Реснички|ресничные]] эпителиальные клетки. Наряду с этим, бактерицидный эффект достигается содержанием лизоцима в слизи. <ref name="Prescotts8" /> Легочная микробиота принадлежит 9 родам: ''Prevotella'', ''Sphingomonas'', ''Pseudomonas'', ''Acinetobacter'', ''Fusobacterium'', ''Megasphaera'', ''Veillonella'', ''Staphylococcus'', и ''Streptococcus''. Считается, что некоторые из этих "нормальных" бактерий могут вызвать очень серьёзные заболевания, особенно у людей с ослабленным иммунитетом. Бактерии включают в себя: ''Streptococcus pyogenes'', ''Haemophilus influenzae'', ''Streptococcus pneumoniae'', ''Neisseria meningitidis'', и ''taphylococcus aureus''. Грибковые роды, которые составляют легочный микобиом, включают ''Candida'', ''Malassezia'', ''Neosartorya'', ''Saccharomyces'', ''Aspergillus и другие.''<ref name="mycobiome6">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Необычное распределение бактериальных и грибковых родов в дыхательных путях наблюдается у людей с [[Муковисцидоз|муковисцидозом]].<ref name="mycobiome6" /><ref name="beringer2000">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Их бактериальная среда часто содержит устойчивые к антибиотикам и медленно растущие бактерии, и частота этих патогенов изменяется в зависимости от возраста.<ref name="beringer2000" />
=== Жёлчный тракт ===
Традиционно считается, что жёлчные пути обычно стерильны, а наличие микроорганизмов в желчи является маркером патологического процесса. Это предположение было подтверждено неудачей в выделении бактериальных штаммов из нормального желчного протока. В 2013 году было показано что нормальная микробиота желчевыводящих путей представляет собой отдельный функциональный слой, который защищает желчный тракт от колонизации экзогенными микроорганизмами.
=== Болезнь и смерть ===
Метагеномные и эпидемиологические исследования показывают важную роль для человеческого микробиома в предотвращении широкого спектра заболеваний, от сахарного диабета 2 типа, ожирения, воспалительных заболеваний кишечника до болезни Паркинсона и даже психиатрических заболеваний, таких как депрессия.<ref>Copeland CS. [https://ift.tt/2tlixPY The World Within Us: Health and the Human Microbiome.] ''Healthcare Journal of New Orleans, Sept-Oct 2017.''</ref> Симбиотические отношения между [[Микрофлора кишечника|микробиотой кишечника]] и различными бактериями могут влиять на иммунный ответ человека.<ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Самые передовые исследования показывают, что лечение с помощью коррекции микробиома может быть эффективным для лечения диабета.<ref></ref>
=== Рак ===
Несмотря на то, что рак является смесью генетических заболеваний и факторов окружающей среды, микробы вовлечены в 20% случаев его развития. <ref name="Garrett2015Cancer">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Некоторые факторы [[Колоректальный рак|рака толстой кишки]] показывают, что в толстой кишке число бактерий в миллион раз выше, чем в [[Тонкая кишка|тонкой кишке]], и примерно в 12 раз больше случаев рака в толстой кишке по сравнению с тонкой кишкой, что, возможно, устанавливает патогенную роль микробиоты в раке [[Прямая кишка человека|прямой кишки]], <ref name="wjg"></ref> Микробный анализ может быть использован в качестве [[Прогноз|прогностического]] инструмента при оценке колоректального рака. <ref name="wjg" />
Микробиота может влиять на канцерогенез тремя основными путями: (i) изменением баланса пролиферации и гибели опухолевых клеток, (ii) регулированием функции иммунной системы и (iii) влиянием на метаболизм, изменяя усвояемость принимаемых пищевых продуктов и фармацевтических препаратов. <ref name="wjg" /> Опухоли, развивающиеся на различных участках обычно включают микробиоту. Микробы в данных местах лучше приспосабливаются на основе пониженного содержания кислорода или источника дополнительного питания. Уменьшение популяции специфичных микробов или вызванный [[окислительный стресс]] могут увеличить риск развития рака.<ref name="Garrett2015Cancer" /> <ref name="wjg" /> Из 10<sup>30</sup> всех известных микробов, 10 из них выделены [[Международное агентство по изучению рака|Международным агентством по изучению рака]] как канцерогенные. <ref name="Garrett2015Cancer" /><ref name="wjg" /> Бактерии могут выделять белки или другие факторы, которые непосредственно управляют пролиферацией клеток человека, что может усиливать или ослаблять иммунную систему хозяина, в том числе вызывать острое или хроническое воспаление.
Нарушение равновесия между хозяином и микробиотой снижает устойчивость к злокачественным новообразованиям, возможно вызывая воспаление и рак. После преодоления защитных барьеров микробы вызывают провоспалительные или иммуносупрессивные программы различными путями.<ref name="Garrett2015Cancer" /> Например, связанные с раком микробы, по-видимому, активируют передачу сигналов NF-κΒ в микроокружении опухоли. Другие рецепторы, такие как [[Nod-подобные рецепторы]] могут играть роль в опосредовании колоректального рака.<ref name="Garrett2015Cancer" /> Аналогично ''Helicobacter pylori'' aпо-видимому, увеличивает риск рака желудка из-за его хронической воспалительной реакции в желудке. <ref name="wjg" />
=== Воспалительное заболевание кишечника ===
Воспалительное заболевание кишечника включают в себя язвенный колит и болезнь Крона. Эти заболевания сопровождаются нарушением состава в микробиоте кишечника (также известным как [[Дисбактериоз|дисбиоз]]) и проявляется в форме уменьшения микробного разнообразия в кишечнике. <ref name="Sartor2012IBD">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> <ref>Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Было установлено, что дисбиоз коррелирует с дефектами генов хозяина, которые изменяют врожденный иммунный ответ у людей. <ref name="Sartor2012IBD" />
=== Вирус имунодефицита человека ===
Развитие заболевания [[Вирус иммунодефицита человека|ВИЧ]] влияет на изменение кишечной микробиоты. Вирус нарушает целостность эпителиального барьера, воздействую на [[плотные контакты]]. Эти расстройства приводят к развитию воспалений у людей с ВИЧ.<ref name="Zilberman2016HIV">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref>
Вагинальная микробиота играет роль в передаче ВИЧ. Создаётся увеличенный риск получения заболевания, если у женщины обнаружен[[бактериальный вагиноз]]. Однако снижение инфекционности наблюдается при увеличении уровня ''Lactobacillus'' влагалища, что способствует развитию противовоспалительного состояния.<ref name="Zilberman2016HIV" />
=== Миграция ===
Предварительные исследования показывают, что немедленные исследования могут произойти при переезде в другую страну. <ref name="vangay">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref><ref name=":3">Liquid error: wrong number of arguments (given 1, expected 2)</ref> Установлено, что уменьшение видового разнообразия было значительно выше у людей с ожирением и детей эмигрантов. <ref name="vangay" /><ref name=":3" />
== Примечания ==
Статья переведена с английского оригинала <ref></ref>
== Ссылки ==
<br />
https://ift.tt/37P86Dn
