حياة

ميكروب النظم البيئية للجسم

ميكروب النظم البيئية للجسم

الالميكروبات البشرية يتكون من مجموعة كاملة من الميكروبات التي تعيش في الجسم وعلىه. في الواقع ، هناك 10 أضعاف عدد سكان الميكروبات في الجسم مقارنة بخلايا الجسم. دراسة للالميكروبيوم البشري يشمل الميكروبات السكانية وكذلك الجينومات بأكملها في المجتمعات الميكروبية في الجسم. توجد هذه الميكروبات في مواقع متميزة في النظام البيئي لجسم الإنسان وتؤدي وظائف مهمة ضرورية للتنمية البشرية الصحية. على سبيل المثال ، تمكننا ميكروبات الأمعاء من هضم وامتصاص العناصر الغذائية بشكل صحيح من الأطعمة التي نتناولها. يؤثر النشاط الجيني للميكروبات المفيدة التي تستعمر الجسم على فسيولوجيا الإنسان ويحميها من الميكروبات المسببة للأمراض. ارتبط الاضطراب في النشاط السليم للميكروبيوم بتطور عدد من أمراض المناعة الذاتية بما في ذلك مرض السكري والألم العضلي الليفي.

ميكروبات الجسم

الكائنات الحية المجهرية التي تعيش في الجسم تشمل الآثار والبكتيريا والفطريات والبروتينات والفيروسات. تبدأ الميكروبات في استعمار الجسم منذ لحظة الولادة. تتغير الميكروبيوم الخاص بالفرد من حيث العدد والنوع طوال حياته ، مع زيادة أعداد الأنواع من الولادة وحتى سن البلوغ وتناقص العمر. هذه الميكروبات فريدة من شخص لآخر ويمكن أن تتأثر بأنشطة معينة ، مثل غسل اليدين أو تناول المضادات الحيوية. تعد البكتيريا أكثر الميكروبات الموجودة في الميكروبات البشرية.

  • العتيقة - بدائيات النواة أحادية الخلية القادرة على العيش في بعض البيئات الأكثر تطرفًا. كان يعتقد في السابق أنها بكتريا ، ولكن تبين أنها تختلف عن البكتيريا في تكوين جدار الخلية ونوع الرنا الريباسي. يمكن العثور على الآثار في الأمعاء البشرية وتشمل أنواع الميثانوجين ، والتي تتطلب ظروف خالية من الأكسجين من أجل البقاء.
  • بكتيريا - بدائيات النواة أحادية الخلية مع مجموعة متنوعة من الأنواع والأشكال. هذه الميكروبات المتنوعة قادرة على العيش في عدد من البيئات المختلفة ويمكن العثور عليها في مناطق مختلفة من الجسم بما في ذلك على الجلد ، داخل الجهاز الهضمي ، وداخل الجهاز التناسلي للأنثى.
  • الفطريات - أحادي الخلية (الخمائر والعفن) والكائنات متعددة الخلايا (عيش الغراب) التي تحتوي على أجسام الفاكهة المنتجة للبواغ للتكاثر. انهم لا يؤدون التمثيل الضوئي. انهم بدلا من الحصول على المواد الغذائية الخاصة بهم عن طريق الامتصاص. وتسمى المجتمعات الفطرية في الجسم أيضا mycobiome. الخميرة أحادية الخلية تستعمر مناطق من الجسم مثل الجلد ، والمهبل ، والجهاز الهضمي.
  • الخلية - مجموعة متنوعة من حقيقيات النوى التي قد تكون أحادية الخلية أو متعددة الخلايا. لا يشترك العديد من المحتجين في الخصائص المشتركة ولكن يتم تجميعهم معًا لأنهم ليسوا حيوانات أو نباتات أو فطريات. من الأمثلة على المحتجين: الأميبات ، البارميسيا ، والحيوانات البرازية. في حين أن العديد من المحتجين هم طفيليون لدى مضيفيهم ، إلا أن البعض الآخر موجود في البدائية (فوائد نوع واحد دون الإضرار أو مساعدة الآخر) أو العلاقات المتبادلة (يستفيد كلا النوعين). وتشمل الاحتجاجات التي عادة ما تكون جزءا من ميكروبيوم الأمعاء البشريةالمتبرعمة وEnteromonas hominis.
  • الفيروسات - جزيئات معدية تتكون من مادة وراثية (الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي) محاطة بطبقة بروتين تسمى كابسيد. يعد عدد من الفيروسات جزءًا من الميكروبيوم البشري ويشتمل على الفيروسات التي تصيب الخلايا البشرية والفيروسات التي تصيب البكتيريا (البكتيريا) وشرائح الجينات الفيروسية التي تم إدخالها في الكروموسومات البشرية. تتواجد فيروم الإنسان في العديد من مناطق الجسم بما في ذلك الجهاز الهضمي والفم والجهاز التنفسي والجلد.

الميكروبيوم البشري يشمل أيضاحيوانات مجهرية، مثل العث. هذه المفصليات الصغيرة عادة ما تستعمر الجلد ، تنتمي إلى الفئةالعناكب، وترتبط العناكب.

الجلد الميكروبيوم

رسم توضيحي للبكتيريا حول غدة عرق مسام على سطح جلد الإنسان. تجلب مسام العرق العرق من غدة العرق إلى سطح الجلد. يتبخر العرق ، ويزيل الحرارة ويلعب دورًا حيويًا في تبريد الجسم ومنع ارتفاع درجة الحرارة. البكتيريا حول المسام تستقلب المواد العضوية التي تفرز في العرق إلى مواد رائحة. خوان جيرتنر / مكتبة الصور العلمية / غيتي إيماجز

يملأ جلد الإنسان عدد من الميكروبات المختلفة الموجودة على سطح الجلد ، وكذلك داخل الغدد والشعر. بشرتنا على اتصال دائم مع بيئتنا الخارجية وتعمل كخط الدفاع الأول للجسم ضد مسببات الأمراض المحتملة. ميكروبيوتا الجلد تساعد على منع الميكروبات المسببة للأمراض من استعمار الجلد عن طريق احتلال سطح الجلد. كما أنها تساعد على تثقيف نظام المناعة لدينا عن طريق تنبيه الخلايا المناعية إلى وجود مسببات الأمراض وبدء استجابة مناعية. النظام البيئي للجلد متنوع للغاية ، حيث توجد أنواع مختلفة من الأسطح الجلدية ومستويات الحموضة ودرجة الحرارة والسمك والتعرض لأشعة الشمس. على هذا النحو ، تختلف الميكروبات التي تعيش في مكان معين على الجلد أو داخله عن الميكروبات الموجودة في مناطق الجلد الأخرى. على سبيل المثال ، تختلف الميكروبات التي تملأ المناطق التي عادة ما تكون رطبة وساخنة ، مثل الحفر الموجودة في الذراع ، عن الميكروبات التي تستعمر الأسطح الأكثر جفافًا وبرودة في الجلد الموجودة في مناطق مثل الذراعين والساقين. الميكروبات المشتركة التي تستعمر الجلد عادة تشمل البكتيريا والفيروسات والفطريات والميكروبات الحيوانية ، مثل العث.

البكتيريا التي تستعمر الجلد تزدهر في واحدة من الأنواع الرئيسية الثلاثة لبيئات الجلد: الزيتية ، رطبة ، وجافة. الأنواع الثلاثة الرئيسية من البكتيريا التي تملأ هذه المناطق من الجلد هي بروبيونيباكتيريوم (موجود في الغالب في المناطق الزيتية) ، الوتدية (وجدت في المناطق الرطبة) ، و المكورات العنقودية (وجدت في المناطق الجافة). في حين أن معظم هذه الأنواع ليست ضارة ، فإنها قد تصبح ضارة في ظل ظروف معينة. فمثلا، حب الشباب بروبيونيباكتيريوم تعيش الأنواع على الأسطح الزيتية مثل الوجه والعنق والظهر. عندما ينتج الجسم كميات زائدة من النفط ، تتكاثر هذه البكتيريا بمعدل مرتفع. هذا النمو المفرط يمكن أن يؤدي إلى تطور حب الشباب. أنواع أخرى من البكتيريا ، مثل المكورات العنقودية الذهبية و الأبراج العقدية، يمكن أن يسبب مشاكل أكثر خطورة. الحالات التي تسببها هذه البكتيريا تشمل تسمم الدم والحنجرة الحلقية (S. الجينات).

ليس الكثير يعرف عنه الفيروسات التبادلية من الجلد كما البحوث في هذا المجال كانت محدودة حتى الآن. تم العثور على الفيروسات الموجودة على سطح الجلد ، داخل العرق والغدد الدهنية ، وداخل بكتيريا الجلد. أنواع الفطريات التي تستعمر الجلد تشمل المبيضات, الملاسيزية, Cryptocoocus، Debaryomyces ، و البويغاء. كما هو الحال مع البكتيريا ، يمكن للفطريات التي تتكاثر بمعدل مرتفع بشكل غير عادي أن تسبب حالات مرضية ومرضية. الملاسيزية أنواع الفطريات يمكن أن تسبب القشرة والأكزيما التأتبي. حيوانات مجهرية التي تستعمر الجلد تشمل العث. الدويدية العثعلى سبيل المثال ، استعمر الوجه وعيش داخل بصيلات الشعر. تتغذى على إفرازات النفط ، خلايا الجلد الميتة ، وحتى على بعض بكتيريا الجلد.

الأمعاء الميكروبيوم

صورة مجهرية ملونة للإلكترون (SEM) لبكتريا الإشريكية القولونية. الإشريكية القولونية (بالإنجليزية: القولونية) عبارة عن بكتيريا سالبة الجرام تكون على شكل جزء من النباتات الطبيعية للأمعاء البشرية. ستيف غشميسنر / مكتبة الصور العلمية / غيتي إيماجز

الانسان الأمعاء الدقيقة متنوعة وتهيمن عليها تريليونات من البكتيريا مع ما يصل إلى ألف نوع مختلف من البكتيريا. هذه الميكروبات تزدهر في ظروف قاسية من الأمعاء وتشارك بشكل كبير في الحفاظ على التغذية الصحية ، والتمثيل الغذائي الطبيعي ، والوظيفة المناعية المناسبة. فهي تساعد في هضم الكربوهيدرات غير القابلة للهضم ، وأيض حمض الصفراء والعقاقير ، وفي تخليق الأحماض الأمينية والعديد من الفيتامينات. وهناك عدد من ميكروبات الأمعاء تنتج أيضًا مواد مضادة للميكروبات تحمي من البكتيريا المسببة للأمراض. تكوين الأمعاء الدقيقة هي فريدة من نوعها لكل شخص ولا يبقى كما هو. يتغير مع عوامل مثل العمر ، والتغيرات الغذائية ، والتعرض للمواد السامة (المضادات الحيوية) ، والتغيرات في الصحة. ارتبطت التعديلات في تكوين ميكروبات الأمعاء التناسلية بتطور أمراض الجهاز الهضمي ، مثل مرض التهاب الأمعاء ومرض الاضطرابات الهضمية ومتلازمة القولون العصبي. الغالبية العظمى من البكتيريا (حوالي 99 ٪) التي تعيش في الأمعاء تأتي في المقام الأول من اثنين من phyla: Bacteroidetes و افيرميكوتس. تشمل أمثلة أنواع البكتيريا الأخرى الموجودة في القناة الهضمية البكتيريا الموجودة في الفيلا متقلبات (إيشيريشيا ، سالمونيلا ، فيبريو) ، شعاوياتو Melainabacteria.

تتضمن الأمعاء الدقيقة أيضًا الآفات والفطريات والفيروسات. وتشمل الآثار الأكثر وفرة في القناة الهضمية الميثانوجينات Methanobrevibacter smithii و Methanosphaera stadtmanae. وتشمل أنواع الفطريات التي تعيش في الأمعاء المبيضات, خميرة و المبغثرة. ارتبطت التعديلات في التكوين الطبيعي للفطريات الأمعاء بتطور أمراض مثل مرض كرون والتهاب القولون التقرحي. أكثر الفيروسات وفرة في ميكروبيوم الأمعاء هي البكتيريا التي تصيب بكتيريا الأمعاء المتعاقبة.

الميكروبيوم الفم

صورة مجهرية إلكترونية ملونة بالألوان (SEM) للوحة الأسنان (الوردي) على السن. يتكون البلاك من فيلم من البكتيريا مضمن في مصفوفة بروتين سكري. تتكون المصفوفة من إفرازات بكتيرية ولعاب. ستيف غشميسنر / مكتبة الصور العلمية / غيتي إيماجز

الجراثيم من عدد تجويف الفم بالملايين وتشمل الأثرية والبكتيريا والفطريات ، protists ، والفيروسات. توجد هذه الكائنات معًا وأكثرها في علاقة متبادلة مع المضيف ، حيث يستفيد كل من الميكروبات والمضيف من هذه العلاقة. بينما غالبية الميكروبات عن طريق الفم مفيدة ، حيث تمنع الميكروبات الضارة من استعمار الفم ، وقد عُرف أن بعضها أصبح مُمْرِضًا استجابة للتغيرات البيئية. البكتيريا هي الأكثر عددا من الميكروبات عن طريق الفم وتشمل المكور العقدي, الحارش, Lactobacterium, المكورات العنقوديةو بروبيونيباكتيريوم. تحمي البكتيريا نفسها من الظروف العصيبة في الفم عن طريق إنتاج مادة لزجة تسمى الأغشية الحيوية. بيوفيلم يحمي البكتيريا من المضادات الحيوية ، والبكتيريا الأخرى ، والمواد الكيميائية ، وتنظيف الأسنان ، وغيرها من الأنشطة أو المواد التي تشكل خطورة على الميكروبات. الأغشية الحيوية من أنواع الأنواع البكتيرية المختلفة لوحة الأسنانالتي تلتصق بأسطح الأسنان ويمكن أن تسبب تسوس الأسنان.

تتعاون الميكروبات عن طريق الفم مع بعضها البعض لصالح الميكروبات المعنية. على سبيل المثال ، توجد البكتيريا والفطريات في بعض الأحيان في علاقات متبادلة قد تكون مضرة بالمضيف. البكتريا العقدية الطافرة والفطريات المبيضات البيض العمل بالتزامن يسبب تجاويف شديدة ، وغالبا ما ينظر في الأفراد في سن ما قبل المدرسة. S. mutans ينتج مادة ، عديد السكاريد خارج الخلية (EPS) ، تسمح للبكتيريا بالالتصاق بالأسنان. يستخدم EPS أيضًا بواسطة جيم البيضان لإنتاج مادة تشبه الغراء والتي تمكن الفطريات من التمسك بالأسنان و S. mutans. يؤدي الكائنان العاملان معاً إلى زيادة إنتاج البلاك وزيادة إنتاج الحمض. هذا الحمض يدمر مينا الأسنان ، مما يؤدي إلى تسوس الأسنان.

العتيقة وجدت في الميكروبيوم عن طريق الفم وتشمل methanogens Methanobrevibacter oralis و Methanobrevibacter smithii. الخلية التي تعيش في تجويف الفم تشمل Entamoeba اللثة و المشعرات lenax. تتغذى هذه الميكروبات بالتساوي على البكتيريا وجزيئات الطعام وتوجد بأعداد أكبر بكثير لدى الأفراد المصابين بأمراض اللثة. يتكون الفيروس عن طريق الفم في الغالب من البكتيريا.

المراجع:

  • Grice، E. A.، & Segre، J. A. (2011). الميكروبيوم الجلد. مراجعات الطبيعة. علم الاحياء المجهري، 9 (4) ، 244-253. //doi.org/10.1038/nrmicro2537
  • Zou، S.، Caler، L.، Colombini-Hatch، S.، Glynn، S.، & Srinivas، P. (2016). البحث عن فيروم الإنسان: أين نحن وماذا بعد. Microbiome، 4 ، 32. //doi.org/10.1186/s40168-016-0177-y
  • Lukeš، J.، Stensvold، C. R.، Jirků-Pomajbíková، K.، & Wegener Parfrey، L. (2015). هي حقيقية النواة الإنسان المعوية مفيدة أو Commensals؟ بلوس مسببات الأمراض، 11 (8) ، e1005039. //doi.org/10.1371/journal.ppat.1005039
  • Bull، M. J.، & Plummer، N. T. (2014). الجزء 1: الإنسان الأمعاء الميكروبيوم في الصحة والمرض. الطب التكاملي: مجلة الطبيب, 13(6), 17-22.
  • Avila، M.، Ojcius، D. M.، & Yilmaz، Ö. (2009). ميكروبيوتا عن طريق الفم: العيش مع ضيف دائم. الحمض النووي وبيولوجيا الخلية، 28 (8) ، 405-411. //doi.org/10.1089/dna.2009.0874
  • الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة. (2014 ، 12 مارس). البكتيريا والفطريات تتضافر لتسبب تسوس الأسنان الضار عند الأطفال الصغار. علم يوميا. تم استرجاعه في 19 مارس 2012 من www.sciencedaily.com/releases/2014/03/140312132625.htm