Mikrobioota

Mikrobiootaks nimetatakse teatud piirkonna kõikide mikroorganismide kogumit. Välja saab tuua näiteks keskkonnas mulla mikrobioota või erinevate taimede mikrobioota. Iga inimese keharaku kohta leidub inimeses 1,3 bakterirakku. Inimkeha koloniseerivad mikroobid moodustavad igale anatoomilisele piirkonnale eraldi mikrobioota (näiteks seedetrakti mikrobioota või tupe mikrobioota), milles leidub sellele piirkonnale iseloomulikke mikroorganisme (baktereid, seeni ja viiruseid). Inimese puhul on enim on uuritud seedetrakti naha, suu ja tupe mikrobiootasid. Paljudes teadusartiklites tehakse vahet "mikrobioomil" ja "mikrobiootal/mikroflooral", et kirjeldada esimesel juhul ühes keskkonnanišis elutsevate mikroorganismide genoomide kogumikke ja teisel juhul mikroorganisme keskkonnas üksikult. Algselt olid mikrobioomi ja mikrobioota/mikrofloora tähendused üsna sarnased, kuna oli vähem tehnilisi võimalusi eristada mikroorganisme uuritavates kooslustes. Nahk on inimkeha suurim elund ja see kaitseb keha paljude väliskeskkonna tegurite eest. Naha mikrobioota hulka kuuluvad mikroorganismide kooslused, mis asuvad inimese nahal. See keeruline mikroorganismide kogum koosneb bakteritest, seentest, viirustest, mikroeukarüootidest (lestadest), arhedest ja faagidest. Inimese nahal on enim baktereid – umbes 1000 liiki baktereid üheksateistkümnest sugukonnast. Mikroorganismid tagavad naha korraliku toimimise. Nahapinnalt eraldatud mikroorganismide keskmine arv on vahemikus 103–104 pmü (pesa moodustavat ühikut)/cm2. Kõige niiskemates kohtades, nagu kubemes, kaenlaalustes ja ninasõõrmetes, ületab see väärtus aga 106 pmü/cm2. Enamik (> 90%) inimese naha mikrobioomi bakteritest liigitatakse nelja tüüpi: aktinobakterid (52%), firmikuudid (24%), proteobakterid (16%) ja bakteroidid (6%). Nende hulgas on koagulaasnegatiivsed stafülokokid, eriti Staphylococcus epidermidis, anaeroobne Cutibacterium acnes (varem: Propionibacterium acnes), Corynebacterium, Micrococcus, Streptococcus ja Acinetobacter. Samuti moodustavad seened osa naha mikrobiootast. Domineeriv perekond on Malassezia. Suurimat seente mitmekesisust on täheldatud jalgadel, mida koloniseerivad Aspergillus, Cryptococcus, Rhodotoula ja Epicoccum. Suuõõne mikrobioota moodustab inimese mikrobioomi olulise osa ja seal leidub mitu sada kuni mitu tuhat liiki. See on suuõõne normaalne osa ja sellel on oluline funktsioon kaitsta väliste bakterite koloniseerumise eest, mis võib mõjutada inimese tervist. Suuõõne mikrobiootal on ka teine pool, mis on seotud mitmesuguste haigustega. Levinumaid suuhaigusi (nagu kaaries, igemepõletik ja parodontiit) tekitavad mikroorganismid. Viimasel ajal on üha rohkem tõendeid, et suuõõne mikrobioota on tihedalt seotud ka inimeste füüsilise seisundiga, nagu diabeet, rasvumine ja vähk. Eri riikide tervetel inimestel on sarnane suuõõne mikrobioota koostis. Suus leidub arvukalt mikroorganisme, sealhulgas baktereid, seeni ja viirusi. Bakterid on suu mikrobioota peamised asustajad. Peamised bakteri perekonnad suus on Firmicutes, Bacillus, Proteobacteria ja Actinomycetes. Inimese suust võib leida 85 liiki seeni. Nendest seentest on kõige olulisem perekond Candida. Normaalse suu mikrobioota korral on Candida neutraalne, kuid kui suuõõne mikrobioota tasakaal on rikutud, siis võib Candida muutuda patogeenseks ja tekitada terviseprobleeme. Viirused, peamiselt faagid, on samuti osa suuõõne mikrobiootast. Soolestik on inimese mikrobioomi peamine asukoht. Seedetrakti mikrobiootasse kuuluvad mikroorganismid, sealhulgas bakterid, arhed, seened ja viirused, mis elavad inimese seedetraktis. Seedetraktis elavate mikroorganismide arv on hinnanguliselt üle 1014. Soolestiku mikrobioota pakub organismile kaitset patogeenide eest, reguleerib peremeesorganismi immuunsust ning osaleb seedimisel. Samuti on soolestiku mikrobioota ülioluline vitamiinide sünteesiks, mida peremeesorganism ei ole võimeline ise tootma.Piimhappebakterid toodavas B12-vitamiini, mida ei suuda sünteesida ei loomad, taimed ega seened. Bifidobakterid on peamised folaadi tootjad. Folaat on vitamiin, mis osaleb peremeesorganismi elutähtsates ainevahetusprotsessides, sealhulgas DNA sünteesis ja parandamises. Lisaks sünteesivad soolestiku mikroobid K-vitamiini, riboflaviini, biotiini, nikotiinhapet, pantoteenhapet, püridoksiini ja tiamiini. Enamik seedetraktis elavaid mikroobe kuulub perekondadesse Bacteroides, Clostridium, Faecalibacterium, Eubacterium, Ruminococcus, Peptococcus, Peptostreptococcus ja Bifidobacterium. Teisi perekondi, nagu Escherichia ja Lactobacillus, esineb vähemal määral. Ainuüksi perekonna Bacteroides liigid moodustavad umbes 30% kõigist soolestikus leiduvatest bakteritest, mis viitab sellele, et see perekond on peremeesorganismi funktsioneerimisel eriti oluline Seeneperekonnad, mis on tuvastatud soolestikus, on Candida, Saccharomyces, Aspergillus, Penicillium, Rhodotorula, Trametes, Pleospora, Sclerotinia, Bullera ja Galactomyces. Vaginaalsel mikrobiootal on suur tähtsus tupe tervise säilitamisel ja kaitsmisel haiguste eest. Terve naise tupe mikrobioomi peamised kolonisaatorid kuuluvad perekonda Lactobacillus (90–95%), millest levinumad on Lactobacillus crispatus, Lactobacillus iners, Lactobacillus jensenii ja Lactobacillus gasseri. Vaginaalsed laktobatsillid pakuvad kaitset korduvate kuseteede infektsioonide, bakteriaalse vaginoosi ja tupe kandidoosi eest. On näidatud, et laktobatsillid pärsivad patogeensete mikroorganismide (näiteks Bacteroides fragilis, Escherichia coli, Gardnerella vaginalis, Mobiluncus spp., Neisseria gonorrhoeae, Peptostreptococcus anaerobius, Prevotella bivia ja Staphylococcus aureus) koloniseerimist tupes. Lactobacillus'e liikide vähesus tupes võib põhjustada bakteriaalset vaginoosi, mis on seisund, mille puhul tupe laktobatsillid kaovad või nende hulk väheneb ja anaeroobsete bakterite hulk samaaegselt suureneb. Terve tupe mikrobioota aitab ära hoida nii bakteriaalset vaginoosi, pärmseente infektsioone kui ka muid võimalikke tupe tervisega seotud probleeme (näiteks aeroobne vaginiit). Tupe normaalne pH on <4,5, mis on ebasoodne tavaliste patogeenide kasvuks. On leitud, et mikroobide kooslused tupes on dünaamilised ja võimelised kiiresti muutuma, kuigi paljudel naistel on vaginaalne mikrobioota üsna stabiilne. Erinevused tupe mikrobioota koostises on põhjustatud naise omaduste, keskkonna ja käitumise keerulisest koostoimest, mida ei mõisteta täielikult. Siiski on näidatud, et mitmed muudetavad ja mittemodifitseeritavad tegurid mõjutavad tupe mikrobioomi. Tupe mikrobioomi võivad mõjutada suitsetamine, toitumine, seksuaalpartnerid, stress, rass, hügieen ja geneetika. mikrobioom mikrofloora Ursell, Luke K; Metcalf, Jessica L; Parfrey, Laura Wegener; Knight, Rob (2012). "Defining the human microbiome". Nutrition Reviews (inglise). 70: S38–S44. DOI:10.1111/j.1753-4887.2012.00493.x. PMC 3426293. PMID 22861806.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) De Corato, Ugo (11. september 2020). "Soil microbiota manipulation and its role in suppressing soil-borne plant pathogens in organic farming systems under the light of microbiome-assisted strategies". Chemical and Biological Technologies in Agriculture. 7 (1): 17. DOI:10.1186/s40538-020-00183-7. ISSN 2196-5641. Sender, Ron; Fuchs, Shai; Milo, Ron (2016). "Are We Really Vastly Outnumbered? Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans". Cell. 164 (3): 337–340. DOI:10.1016/j.cell.2016.01.013. ISSN 0092-8674. Pasinetti, Giulio Maria; Turroni, Silvia; Palmieri, Joshua; De Filippo, Carlotta (2023). "Human microbiome collection". Scientific Reports (inglise). 13 (1): 3807. DOI:10.1038/s41598-023-30625-9. ISSN 2045-2322. PMID 36890166. Backhed, F; Ley, R.E.; Sonnenburg, J.L.; Peterson, D.A.; Gordon, J.I. 2005. Host-Bacterial Mutualism in the Human Intestine. Science 307, 1915 (2005);DOI: 10.1126/science.1104816 Turnbaugh, P.J.; Ley, R.E.; Hamady, M.; Fraser-Liggett, C.M.; Knight, R.; Gordon, J.I. 2007. The Human Microbiome Project. Nature. 449:804–810. doi:10.1038/nature06244 Ley, R.E.; Peterson, D.A.; Gordon, J.I. 2006. Ecological and Evolutionary Forces Shaping Microbial Diversity in the Human Intestine. Cell. 124: 837–848. DOI 10.1016/j.cell.2006.02.017 Skowron, Krzysztof; Bauza-Kaszewska, Justyna; Kraszewska, Zuzanna; Wiktorczyk-Kapischke, Natalia; Grudlewska-Buda, Katarzyna; Kwiecińska-Piróg, Joanna; Wałecka-Zacharska, Ewa; Radtke, Laura; Gospodarek-Komkowska, Eugenia (5. märts 2021). "Human Skin Microbiome: Impact of Intrinsic and Extrinsic Factors on Skin Microbiota". Microorganisms (inglise). 9 (3): 543. DOI:10.3390/microorganisms9030543. ISSN 2076-2607. PMC 7998121. PMID 33808031.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Grice, Elizabeth A.; Kong, Heidi H.; Conlan, Sean; Deming, Clayton B.; Davis, Joie; Young, Alice C.; NISC Comparative Sequencing Program; Bouffard, Gerard G.; Blakesley, Robert W.; Murray, Patrick R.; Green, Eric D.; Turner, Maria L.; Segre, Julia A. (29. mai 2009). "Topographical and Temporal Diversity of the Human Skin Microbiome". Science (inglise). 324 (5931): 1190–1192. DOI:10.1126/science.1171700. ISSN 0036-8075. PMC 2805064. PMID 19478181.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Li, Hao; Goh, Bee Na; Teh, Wooi Keong; Jiang, Zhenze; Goh, Joleen Pei Zhen; Goh, Amelia; Wu, Guangxi; Hoon, Shawn S.; Raida, Manfred; Camattari, Andrea; Yang, Liang; O’Donoghue, Anthony J.; Dawson, Thomas L. (2018). "Skin Commensal Malassezia globosa Secreted Protease Attenuates Staphylococcus aureus Biofilm Formation". Journal of Investigative Dermatology (inglise). 138 (5): 1137–1145. DOI:10.1016/j.jid.2017.11.034. Arweiler, Nicole B.; Netuschil, Lutz (2016), Schwiertz, Andreas (toim), "The Oral Microbiota", Microbiota of the Human Body, Cham: Springer International Publishing, kd 902, lk 45–60, DOI:10.1007/978-3-319-31248-4_4, ISBN 978-3-319-31246-0, vaadatud 27. novembril 2023 Lu, Maoyang; Xuan, Songyu; Wang, Zhao (2019). "Oral microbiota: A new view of body health". Food Science and Human Wellness. 8 (1): 8–15. DOI:10.1016/j.fshw.2018.12.001. ISSN 2213-4530. Schroeder, Bjoern O.; Bäckhed, Fredrik (2016). "Signals from the gut microbiota to distant organs in physiology and disease". Nature Medicine (inglise). 22 (10): 1079–1089. DOI:10.1038/nm.4185. ISSN 1546-170X. Mark Welch, Jessica L.; Rossetti, Blair J.; Rieken, Christopher W.; Dewhirst, Floyd E.; Borisy, Gary G. (9. veebruar 2016). "Biogeography of a human oral microbiome at the micron scale". Proceedings of the National Academy of Sciences (inglise). 113 (6). DOI:10.1073/pnas.1522149113. ISSN 0027-8424. PMC 4760785. PMID 26811460.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Baker, Jonathon L.; Bor, Batbileg; Agnello, Melissa; Shi, Wenyuan; He, Xuesong (2017). "Ecology of the Oral Microbiome: Beyond Bacteria". Trends in Microbiology. 25 (5): 362–374. DOI:10.1016/j.tim.2016.12.012. ISSN 0966-842X. PMC 5687246. PMID 28089325.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Wang, Xiaoru; Du, Lin; You, Jianlan; King, Jarrod B.; Cichewicz, Robert H. (16. veebruar 2012). "Fungal biofilm inhibitors from a human oral microbiome-derived bacterium". Organic & Biomolecular Chemistry (inglise). 10 (10): 2044–2050. DOI:10.1039/C2OB06856G. ISSN 1477-0539. Wang, Jinfeng; Gao, Yuan; Zhao, Fangqing (2016). "Phage–bacteria interaction network in human oral microbiome". Environmental Microbiology (inglise). 18 (7): 2143–2158. DOI:10.1111/1462-2920.12923. ISSN 1462-2912. Thursby, Elizabeth; Juge, Nathalie (1. juuni 2017). "Introduction to the human gut microbiota". Biochemical Journal (inglise). 474 (11): 1823–1836. DOI:10.1042/BCJ20160510. ISSN 0264-6021. PMC 5433529. PMID 28512250.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Engel, Philipp; Moran, Nancy A. (2013). "The gut microbiota of insects – diversity in structure and function". FEMS Microbiology Reviews (inglise). 37 (5): 699–735. DOI:10.1111/1574-6976.12025. ISSN 1574-6976. Jandhyala, Sai Manasa (2015). "Role of the normal gut microbiota". World Journal of Gastroenterology (inglise). 21 (29): 8787. DOI:10.3748/wjg.v21.i29.8787. ISSN 1007-9327. PMC 4528021. PMID 26269668.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Gill, Steven R.; Pop, Mihai; DeBoy, Robert T.; Eckburg, Paul B.; Turnbaugh, Peter J.; Samuel, Buck S.; Gordon, Jeffrey I.; Relman, David A.; Fraser-Liggett, Claire M.; Nelson, Karen E. (2. juuni 2006). "Metagenomic Analysis of the Human Distal Gut Microbiome". Science (inglise). 312 (5778): 1355–1359. DOI:10.1126/science.1124234. ISSN 0036-8075. PMC 3027896. PMID 16741115.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Bäckhed, Fredrik; Ley, Ruth E.; Sonnenburg, Justin L.; Peterson, Daniel A.; Gordon, Jeffrey I. (25. märts 2005). "Host-Bacterial Mutualism in the Human Intestine". Science (inglise). 307 (5717): 1915–1920. DOI:10.1126/science.1104816. ISSN 0036-8075. Gensollen, Thomas; Iyer, Shankar S.; Kasper, Dennis L.; Blumberg, Richard S. (29. aprill 2016). "How colonization by microbiota in early life shapes the immune system". Science (inglise). 352 (6285): 539–544. DOI:10.1126/science.aad9378. ISSN 0036-8075. PMC 5050524. PMID 27126036.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) LeBlanc, Jean Guy; Milani, Christian; de Giori, Graciela Savoy; Sesma, Fernando; van Sinderen, Douwe; Ventura, Marco (2013). "Bacteria as vitamin suppliers to their host: a gut microbiota perspective". Current Opinion in Biotechnology (inglise). 24 (2): 160–168. DOI:10.1016/j.copbio.2012.08.005. Pompei, Anna; Cordisco, Lisa; Amaretti, Alberto; Zanoni, Simona; Matteuzzi, Diego; Rossi, Maddalena (2007). "Folate Production by Bifidobacteria as a Potential Probiotic Property". Applied and Environmental Microbiology (inglise). 73 (1): 179–185. DOI:10.1128/AEM.01763-06. ISSN 0099-2240. PMC 1797147. PMID 17071792.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Hill, M J (1997). "Intestinal flora and endogenous vitamin synthesis:". European Journal of Cancer Prevention (inglise). 6: S43–S45. DOI:10.1097/00008469-199703001-00009. ISSN 0959-8278. Guarner, Francisco; Malagelada, Juan-R (2003). "Gut flora in health and disease". The Lancet (inglise). 361 (9356): 512–519. DOI:10.1016/S0140-6736(03)12489-0. Beaugerie, Laurent; Petit, Jean-Claude (2004). "Antibiotic-associated diarrhoea". Best Practice & Research Clinical Gastroenterology (inglise). 18 (2): 337–352. DOI:10.1016/j.bpg.2003.10.002. Sears, Cynthia L. (1. oktoober 2005). "A dynamic partnership: Celebrating our gut flora". Anaerobe. 11 (5): 247–251. DOI:10.1016/j.anaerobe.2005.05.001. ISSN 1075-9964. Cui, Lijia; Morris, Alison; Ghedin, Elodie (30. juuli 2013). "The human mycobiome in health and disease". Genome Medicine. 5 (7): 63. DOI:10.1186/gm467. ISSN 1756-994X. PMC 3978422. PMID 23899327.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Lewis, Felicia M. T.; Bernstein, Kyle T.; Aral, Sevgi O. (2017). "Vaginal Microbiome and Its Relationship to Behavior, Sexual Health, and Sexually Transmitted Diseases". Obstetrics & Gynecology (inglise). 129 (4): 643–654. DOI:10.1097/AOG.0000000000001932. ISSN 0029-7844. PMC 6743080. PMID 28277350.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Tidbury, Fiona Damaris; Langhart, Anita; Weidlinger, Susanna; Stute, Petra (2021). "Non-antibiotic treatment of bacterial vaginosis—a systematic review". Archives of Gynecology and Obstetrics (inglise). 303 (1): 37–45. DOI:10.1007/s00404-020-05821-x. ISSN 0932-0067. Hütt, Pirje; Lapp, Eleri; Štšepetova, Jelena; Smidt, Imbi; Taelma, Heleri; Borovkova, Natalja; Oopkaup, Helen; Ahelik, Ave; Rööp, Tiiu; Hoidmets, Dagmar; Samuel, Külli; Salumets, Andres; Mändar, Reet (12. august 2016). "Characterisation of probiotic properties in human vaginal lactobacilli strains". Microbial Ecology in Health & Disease. 27 (0). DOI:10.3402/mehd.v27.30484. ISSN 1651-2235. PMC 4985617. PMID 27527701.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Matu, Martin N.; Orinda, George O.; Njagi, Eliud N.M.; Cohen, Craig R.; Bukusi, Elizabeth A. (2010). "In vitro inhibitory activity of human vaginal lactobacilli against pathogenic bacteria associated with bacterial vaginosis in Kenyan women". Anaerobe (inglise). 16 (3): 210–215. DOI:10.1016/j.anaerobe.2009.11.002. van de Wijgert, Janneke H. H. M.; Borgdorff, Hanneke; Verhelst, Rita; Crucitti, Tania; Francis, Suzanna; Verstraelen, Hans; Jespers, Vicky (22. august 2014). Fredricks, David N. (toim). "The Vaginal Microbiota: What Have We Learned after a Decade of Molecular Characterization?". PLoS ONE (inglise). 9 (8): e105998. DOI:10.1371/journal.pone.0105998. ISSN 1932-6203. PMC 4141851. PMID 25148517.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link)