为什么人类微生物群是一个等待被解锁的宝库

为什么人类微生物群是一个等待被解锁的宝库
了解人类微生物组将导致医疗保健方面的突破,包括治疗肠易激综合症等疾病。 存在Shutterstock

细菌是地球上所有生命形式的中心,是生物有机体的基本组成部分。

两个 线粒体 - 在大多数生物体中发现,它们在细胞中产生能量 - 而且 叶绿体 - 位于植物中的太阳能收集器 - 可以追溯到他们的细菌祖先。 这些专门的微生物为我们生活的生物多样性奠定了基础。

微生物是所有多细胞生物的一部分,它们在生命中发挥着无数的功能,包括营养物质的消化和信号传导过程。 作为生物体的组成部分的微生物被称为微生物组。 微生物组存在于生物中 就像九头蛇一样简单 和人类,大象和树木一样复杂。

人体微生物组

微生物是人类从发育初期的一部分,并在人体功能中发挥重要作用。 人类微生物组由居住在体内和体内的社区中的病毒,细菌和真菌组成。


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尽管这些微生物一直是人体解剖学的一部分,但它们最近只是通过分子成像工具和下一代基因测序等技术进步而可视化。 我们现在可以在操作和执行重要任务时可视化这些微生物实体。

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微生物组是您可能从未听说过的最大器官,体重可达3公斤。 人体微生物:内在力量(2018), 作者提供

人类微生物组是最大的器官之一,成年人体重约2至3公斤。 虽然它是看不见的,但微生物组使其物理存在明显,偶尔会有噪音和气味。

微生物组赋予我们我们拥有的独特特征。 微生物组的构成在我们的生命周期中发生变化,其成分的数量和多样性的减少与疾病和衰老有关。 事实上,众所周知,健康的个体和百岁老人比不健康的个体拥有更多种类的微生物伴侣。

特定位置的功能

微生物组与身体的各种器官协调工作,有助于人类的正常运作。 例如,生活在皮肤表面的微生物防止机会性细菌和病原体的侵入。 这些微生物也 帮助治愈伤口,强化免疫系统,并产生对身体和神经系统内部通讯至关重要的挥发性信号分子.

肠道中含有最多的微生物,如果没有微生物辅助就无法完成其消化功能。 肠道中的微生物含有多种酶,专门用于消化复合碳水化合物和从我们消费的食物中提取营养。 一个普通人 在其寿命期间消耗高达60吨的食物。 没有微生物的消化道需要更多的食物,世界不愿意这样做。

肠道微生物也会产生 维生素如B12 (代谢活动的关键),激素,神经递质和过多的正常身体过程中的代谢物。 他们还在我们摄取的药物的命运中发挥积极作用。 实际上,口服药物在到达预期目标之前首先与肠道微生物组相互作用。

源自微生物组的分子实体,如短链脂肪酸,是我们正常发育过程的一部分。

微生物对于个体和身体部位都是独一无二的。 例如,油性前额往往是 丙酸杆菌的优选停留物潮湿的鼻子是由棒状杆菌填充的。 该 胃具有耐酸细菌 而结肠则是无氧的居民。

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来自15 Handshakes的图片21 / 1000,一个生物特征微生物组测绘项目。 蒙特利尔大学的François-Joseph Lapointe, CC BY

了解微生物组

这种看不见的器官受到不同因素的调节,包括父母的遗传,地理,食物和生活方式。 尽管微生物组指纹处于起步阶段,但很明显,居住在城市地区的个体将相对于农村居民拥有不同的微生物群落。 由于微生物组与任何其他器官一样,其细胞成分的破坏 - 称为生态失调 - 可引发一系列疾病,如肥胖,肠易激综合症,皮炎和神经不平衡。 这些疾病中的一些可以通过使用益生菌和用于调节微生物失衡的益生元来治愈。

虽然这个膨胀的隐形器官是 最近才能看到,其功能的解体,加上对其起源的理解,可能导致医疗保健,健康教育,营养和个人特征的重大变化。

每种微生物成分的鉴定及其作用将使每个个体能够根据其微生物类型进行分类; 这有可能像二十世纪血型的发现一样具有革命性。 微生物指纹识别将导致健康质量和传递的巨大变化。

选择微生物群落的操纵和富集 - 称为微生物组工程 - 将改善健康,使器官恢复活力,增强性格特征和 导致更有效的药物治疗.

用于皮肤病和微生物强化营养补充剂的微生物补充乳膏已经被常规吹捧为个性化治疗。 跟踪微生物及其代谢物可能成为一种常见的分子策略 识别个人 乃至 他们的行为.

我们正处于健康革命的曙光之中,这场革命有可能成为一个改变社会的游戏。谈话

关于作者

Vasu Appanna,生物化学教授, 劳伦森大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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