為什麼人類微生物群是一個等待被解鎖的寶庫

為什麼人類微生物群是一個等待被解鎖的寶庫
了解人類微生物組將導致醫療保健方面的突破,包括治療腸易激綜合症等疾病。 SHUTTERSTOCK

細菌是地球上所有生命形式的中心,是生物有機體的基本組成部分。

兩個 線粒體 - 在大多數生物體中發現,它們在細胞中產生能量 - 而且 葉綠體 - 位於植物中的太陽能收集器 - 可以追溯到他們的細菌祖先。 這些專門的微生物為我們生活的生物多樣性奠定了基礎。

微生物是所有多細胞生物的一部分,它們在生命中發揮著無數的功能,包括營養物質的消化和信號傳導過程。 作為生物體的組成部分的微生物被稱為微生物組。 微生物組存在於生物中 就像九頭蛇一樣簡單 和人類,大象和樹木一樣複雜。

人體微生物組

微生物是人類從發育初期的一部分,並在人體功能中發揮重要作用。 人類微生物組由居住在體內和體內的社區中的病毒,細菌和真菌組成。

儘管這些微生物一直是人體解剖學的一部分,但它們最近只是通過分子成像工具和下一代基因測序等技術進步而可視化。 我們現在可以在操作和執行重要任務時可視化這些微生物實體。

為什麼人類微生物群是一個等待被解鎖的寶庫
微生物組是您可能從未聽說過的最大器官,體重可達3公斤。 人體微生物:內在力量(2018), 作者提供

人類微生物組是最大的器官之一,成年人體重約2至3公斤。 雖然它是看不見的,但微生物組使其物理存在明顯,偶爾會有噪音和氣味。


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微生物組賦予我們我們擁有的獨特特徵。 微生物組的構成在我們的生命週期中發生變化,其成分的數量和多樣性的減少與疾病和衰老有關。 事實上,眾所周知,健康的個體和百歲老人比不健康的個體擁有更多種類的微生物伴侶。

特定位置的功能

微生物組與身體的各種器官協調工作,有助於人類的正常運作。 例如,生活在皮膚表面的微生物防止機會性細菌和病原體的侵入。 這些微生物也 幫助治癒傷口,強化免疫系統,並產生對身體和神經系統內部通訊至關重要的揮發性信號分子.

腸道中含有最多的微生物,如果沒有微生物輔助就無法完成其消化功能。 腸道中的微生物含有多種酶,專門用於消化複合碳水化合物和從我們消費的食物中提取營養。 一個普通人 在其壽命期間消耗高達60噸的食物。 沒有微生物的消化道需要更多的食物,世界不願意這樣做。

腸道微生物也會產生 維生素如B12 (代謝活動的關鍵),激素,神經遞質和過多的正常身體過程中的代謝物。 他們還在我們攝取的藥物的命運中發揮積極作用。 實際上,口服藥物在到達預期目標之前首先與腸道微生物組相互作用。

源自微生物組的分子實體,如短鏈脂肪酸,是我們正常發育過程的一部分。

微生物對於個體和身體部位都是獨一無二的。 例如,油性前額往往是 丙酸桿菌的優選停留物潮濕的鼻子是由棒狀桿菌填充的。 “ 胃具有耐酸細菌 而結腸則是無氧的居民。

為什麼人類微生物群是一個等待被解鎖的寶庫
來自15 Handshakes的圖片21 / 1000,一個生物特徵微生物組測繪項目。 蒙特利爾大學的François-Joseph Lapointe, CC BY

了解微生物組

這種看不見的器官受到不同因素的調節,包括父母的遺傳,地理,食物和生活方式。 儘管微生物組指紋處於起步階段,但很明顯,居住在城市地區的個體將相對於農村居民擁有不同的微生物群落。 由於微生物組與任何其他器官一樣,其細胞成分的破壞 - 稱為生態失調 - 可引發一系列疾病,如肥胖,腸易激綜合症,皮炎和神經不平衡。 這些疾病中的一些可以通過使用益生菌和用於調節微生物失衡的益生元來治愈。

雖然這個膨脹的隱形器官是 最近才能看到,其功能的解體,加上對其起源的理解,可能導致醫療保健,健康教育,營養和個人特徵的重大變化。

每種微生物成分的鑑定及其作用將使每個個體能夠根據其微生物類型進行分類; 這有可能像二十世紀血型的發現一樣具有革命性。 微生物指紋識別將導致健康質量和傳遞的巨大變化。

選擇微生物群落的操縱和富集 - 稱為微生物組工程 - 將改善健康,使器官恢復活力,增強性格特徵和 導致更有效的藥物治療.

用於皮膚病和微生物強化營養補充劑的微生物補充乳膏已經被常規吹捧為個性化治療。 跟踪微生物及其代謝物可能成為一種常見的分子策略 識別個人 乃至 他們的行為.

我們正處於健康革命的曙光之中,這場革命有可能成為一個改變社會的遊戲。談話

關於作者

Vasu Appanna,生物化學教授, 勞倫森大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.


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