Crijevna mikrobiota

[thumb|right|*[Escherichia coli*, jedna od mnogih vrsta bakterija prisutnih u ljudskim crijevima]]
**Crijevna mikrobiota**, **crijevni mikrobiom**, ranije (pogrešno) zvana **crijevna flora**, je skup mikroorganizama, uključujući bakterije, archaea, gljive i viruse koji žive u probavnom traktu životinja. Gastrointestinalni metagenom je skup svih mikrobiotnih crijevnih genoma. Crijeva su glavna lokacija ljudskog mikrobioma. Kod njih crijevna flora se uspostavlja jednu do dvije godine nakon rođenja, do kada su se crijevni epitel i crijevna mukozna barijera koje luči zajedno razvili na način koji je tolerantan na, pa čak i podržava crijevnu floru, a to također predstavlja barijeru za patogene organizme.

Odnos između neke crijevne mikrobiote i ljudi nije samo komensalan (neštetni suživot), već prije mutualizamski odnos. Sistemski značaj SCFA i drugih spojeva koje oni proizvode je kao hormoni, a čini se da sama crijevna flora funkcionira kao endokrini organ i poremećaj regulacije crijevne flore je u korelaciji sa nizom upalnih i autoimunih stanja.

Sastav mikrobiote ljudskog crijeva mijenja se tokom vremena, kada se prehrana mijenja i kako se mijenja cjelokupno zdravlje. Debelo crijevo, nasuprot tome, sadrži najveću mikrobnu gustinu zabilježenu u bilo kojem staništu na Zemlji sa do 1012 ćelija po gramu crijevnog sadržaja. Ove bakterije predstavljaju između 300 i 1.000 različitih vrsta. Međutim, 99% bakterija dolazi iz oko 30 ili 40 vrsta. Kao posljedica njihovog obilja u crijevima, bakterije također čine do 60% suhe mase izmeta. Fungi, protisti, archaea i virusi prisutni su i u crijevnoj flori, ali se manje zna o njihovim aktivnostima.

Preko 99% bakterija u crijevima su anaerobne, ali u cekumu, aerobne bakterije dostižu visoku gustinu.

*, dimorfna gljiva koja raste kao kvasac u crijevima]]

Mnoge vrste u crijevima nisu proučavane izvan njihovih domaćina jer se ne mogu  kultivirati. Iako postoji mali broj osnovnih mikrobnih vrsta koje dijele većina pojedinaca, populacije mikroba mogu uveliko varirati. Unutar pojedinca, njihova mikrobna populacija ostaje prilično konstantna tokom vremena, uz neke promjene koje se javljaju zbog promjena u načinu života, ishrani i starosti. Većina bakterija pripada rodovima *Bacteroides*, *Clostridium*, *Faecalibacterium*, *Rhodotorula* se najčešće nalazi kod osoba sa upalnom bolešću crijeva, dok se *Candida* najčešće nalazi kod osoba s cirozom hepatitisa B i hroničnim hepatitisom B.

### Enterotip 
Enterotip je klasifikacija živih organizama zasnovana na njihovom bakterijskom ekosistemu u mikrobiomu ljudskog crijeva, a ne diktirana godinama, spolom, tjelesnom težinom ili nacionalnim podjelama. Postoje indicije da dugotrajna ishrana utiče na enterotip. Predložena su tri ljudska enterotipa, ali njihova valjanost je dovedena u pitanje.

## Kompozicija 
### Želudac
Zbog visoke kiselosti želuca, većina mikroorganizama tamo ne može preživjeti. Glavni bakterijski stanovnici želuca su iz rodova: *Streptococcus*, *Staphylococcus*, *Lactobacillus*, *Peptostreptococcus*. Osim toga, debelo crijevo sadrži najveći bakterijski ekosistem u ljudskom tijelu. Faktori koji ometaju populaciju mikroorganizama u debelom crijevu uključuju antibiotike, stres i parazite. i 60% suhe mase izmeta. Negdje između 300 Međutim, vjerovatno je da 99% bakterija dolazi iz oko 30 ili 40 vrsta, pri čemu je *Faecalibacterium prausnitzii* (koljeno Firmicutes) najčešća vrsta kod zdravih odraslih osoba.

Istraživanja sugeriraju da odnos između crijeva flore i ljudi nije samo komenzalan (neštetni suživot), već je prije mutualizamski, simbiotski odnos. Iako ljudi mogu preživjeti bez crijevne flore, mikroorganizmi obavljaju niz korisnih funkcija, kao što je fermentacija neiskorištenih energetskih supstrata, treniranje imunskog sistema preko krajnjih proizvoda metabolizma kao što su propionat i acetat, sprečavanje rasta štetnih vrsta, regulacija razvoja crijeva, proizvodeći vitamine za domaćina (kao što su biotin i vitamin K) i proizvodeći hormone koji usmjeravaju domaćina da skladišti masti. Međutim, u određenim uslovima, smatra se da su neke vrste sposobne da izazovu bolest izazivanjem infekcije ili povećanim rizikom rak za domaćina.

### Virom
Ljudski virom čine uglavnom bakteriofagi.

## Varijacija
### Starost 
Pokazalo se da postoje uobičajeni obrasci evolucije sastava mikrobioma tokom života. Općenito, bioraznolikost sastava mikrobiote izmetnih uzoraka značajno je veća kod odraslih nego kod djece, iako su međuljudske razlike veće kod djece nego kod odraslih.

Kako se sastav mikrobioma mijenja, tako se mijenja i sastav bakterijskih proteina proizvedenih u crijevima. U mikrobiomima odraslih pronađena je visoka prevalencija enzima uključenih u fermentaciju, metanogenezu i metabolizam arginina, glutamata, aspartata i lizina. Nasuprot tome, u mikrobiomima novorođenčadi dominantni enzimi su uključeni u metabolizam cisteina i puteve fermentacije.

U manjem obimu, pokazalo se da je dijeljenje brojnih zajedničkih izloženosti okolišu u porodici jaka determinanta individualnog sastava mikrobioma. Ovaj efekt nema genetički uticaj i konzistentno se primećuje u kulturološki različitim populacijama. Pothranjena djeca također obično imaju više potencijalno patogene crijevne flore i više kvasca u ustima i grlu. Promjena prehrane može dovesti do promjena u sastavu i raznolikosti crijevne mikrobiote.

### Rasa i etnička pripadnost
Istraživači iz American Gut Project i Human Microbiome Project otkrili su da dvanaest porodica mikroba varira u obilju na osnovu rase ili etničke pripadnosti pojedinca. Snaga ovih asocijacija ograničena je malom veličinom uzorka: American Gut Project prikupio je podatke od 1.375 osoba, od kojih su 90% bili kavkazoidi.

## Funkcije 
Kada je počelo proučavanje crijevne flore u 1995, Smatralo se da ima tri ključne uloge: direktnu odbranu od patogena, jačanje odbrane domaćina svojom ulogom u razvoju i održavanju crijevnog epitela i induciranju proizvodnje antitijela u njemu i metabolizmu inače neprobavljivih spojeva u hrani ; kasniji rad otkrio je njegovu ulogu u treniranju imunskog sistema u razvoju, a daljnji rad se fokusirao na njegovu ulogu u osi crijeva i mozga.

### Metabolizam 
Bez crijevne flore, ljudsko tijelo ne bi moglo iskoristiti neke od neprobavljenih ugljikohidrata koje konzumira, jer neke vrste crijevne flore imaju enzim koji ljudskim ćelijama nedostaju za razgradnju određenih polisaharida. i može uzrokovati nadutost) i stvaranje organskih kiselina, kao što je mliječna kiselina, također nastaju fermentacijom. *Methanobrevibacter smithii* je jedinstvena jer nije vrsta bakterija, već je član domena *Archaea*, i najzastupljenija je vrsta arheja koja proizvodi metan u ljudskoj gastrointestinalnoj mikrobioti.

Crijevna mikrobiota također služi kao izvor vitamina K i B12 koje tijelo ne proizvodi ili proizvodi u maloj količini.

### Farmakomikrobiomika 
Ljudski metagenom (tj. genetički sastav osobe i svih mikroorganizama koji borave na ili unutar njenog tijela) značajno varira između pojedinaca. Stotinu biliona mikroba i virusa koji žive u svakom ljudskom tijelu, a koji brojčano nadmašuju ljudske ćelije i doprinose najmanje 100 puta više gena od onih koji su kodirani u ljudskom genomu (Ley et al., 2006.), nude ogroman skup dodataka za međuindividualne genetičke varijacija koja je podcijenjena i uglavnom neistražena (Savage, 1977; Medini et al., 2008; Minot et al., 2011; Wylie et al., 2012).&nbsp; U međuvremenu, ogromna literatura je odavno dostupna o biotransformaciji ksenobiotika, posebno crijevnim bakterijama (prema Sousa et al., 2008; Rizkallah et al., 2010; Johnson et al., 2012; Haiser i Turnbaugh, 2013). Ove vrijedne informacije se uglavnom odnose na metabolizam lijekova putem nepoznatih mikroba povezanih s ljudima; međutim, dokumentirano je samo nekoliko slučajeva međuindividualnih varijacija mikrobioma (npr. digoksin (Mathan et al., 1989) i acetaminofen. Sastav mikrobioma varira ovisno o anatomskom mjestu. Primarna determinanta sastava zajednice je anatomska lokacija: interpersonalne varijacije su značajne i veće su od vremenske varijabilnosti koja se vidi na većini lokacija kod jedne osobe.  Budući da ukupan broj mikrobnih i virusnih ćelija u ljudskom tijelu (preko 100&nbsp;triliona) znatno nadmašuje broj ćelija u vrste "Homo sapiens" (desetine triliona), postoje značajne varijacije u sastavu mikrobioma i mikrobiološkim koncentracijama prema anatomskom mjestu. Tečnost iz ljudskog debelog crijeva&nbsp;– koja sadrži najveću koncentraciju mikroba od bilo kojeg anatomskog mjesta&nbsp;– sadrži približno jedan trilion (10 ^12) bakterijske ćelije/ml.

Brojni mikroorganizmi borave sa ljudskim domaćinom u simbiotskom odnosu i imaju važnu ulogu u metaboličkim procesima i zdravlju domaćina. Nekoliko studija u nedavnoj prošlosti izvijestilo je da postoji su kompozicijske razlike u ljudskom mikrobiomu zbog faktora kao što su geografska lokacija, ishrana, starost i genetićke varijacije. Posebno u slučaju ljudskih crijeva, koja sadrži veliku raznolikost bakterijskih vrsta, razlike u mikrobnom sastavu mogu značajno promijeniti metaboličku aktivnost u lumenu crijeva. Diferencijalna metabolička aktivnost zbog razlika u vrstama crijevnih mikroba nedavno je povezana s različitim metaboličkim poremećajima i bolestima. Pored uticaja mikrobne raznolikosti crijeva ili disbioze na različite ljudske bolesti, sve je više dokaza koji pokazuju da crijevni mikrobi mogu uticati na bioraspoloživost i djelotvornost različitih oralno davanih molekula lijeka kroz promiskuitetni enzimski metabolizam. Ova studija o atomističkim detaljima vezivanja amfetamina i afiniteta vezivanja za tiramin-oksidazu zajedno sa poređenjem sa dva prirodna supstrata ovog enzima; tiramin i fenilalanin, pružaju snažne dokaze za metabolizam amfetamina zasnovan na promiskuitetu pomoću enzima tiramin-oksidaze *E. coli*. Dobijeni rezultati bit će ključni u dizajniranju surogat molekula za amfetamin koji može pomoći ili u poboljšanju djelotvornosti i biodostupnosti lijeka amfetamina putem kompetitivne inhibicije ili u redizajniranju lijeka za bolje farmakološke efekte. Ova studija će također imati korisne kliničke implikacije u smanjenju crijevne mikrobiote uzrokovane varijacijama u odgovoru na lijekove među različitim populacijama.

Osim ugljikohidrata, crijevna mikrobiota može metabolizirati i druge ksenobiotike, kao što su lijekovi, fitohemikalije i toksični sastojci iz hrane. Pokazalo se da se više od 30 lijekova metabolizira mikrobiotom crijeva. Mikrobni metabolizam lijekova ponekad može inaktivirati lijek.

## Također pogledajte 
* Otpor na kolonizaciju
* Lista ljudske flore
* Lista vrsta mikrobiote donjeg reproduktivnog trakta žena
* Kožna flora
* *Escherichia coli'' koja proizvodi verotoksin
## Napomene
## Reference 
## Dopunska literatura 
* 
* 
* 
* 

## Vanjski linkovi

Kategorija:Bakteriologija
Kategorija:Probavni sistem
Kategorija:Bacillota
Kategorija:Mikrobiologija životne sredine
Kategorija:Mikrobiomi