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人体におけるマイクロバイオームの重要性。腸のマイクロバイオームとは何ですか？それは何に影響しますか？食事中のより多くの有機食品

70〜80％以降免疫系胃腸管内では、腸のマイクロバイオームを最適化することに注意する価値があります。これは、長期的には身体の健康と精神的な健康に影響を与えるからです。バランスの取れた腸内細菌叢に向けた重要な最初のステップは、砂糖、特に加工食品に含まれる砂糖を避けることです。

腸の健康にますます注意が払われており、正当な理由で、免疫機能の70-80％は胃腸管内にあります。これは、腸のマイクロバイオームの最適化を追求する価値があることを意味し、これは身体の健康と感情的な幸福に長期的な影響を及ぼします。

腸マイクロバイオームのプロバイオティクス

プロバイオティクスがどのように役立つか

バランスの取れた腸内細菌叢に向けた最初の重要なステップは、砂糖、特に加工食品に含まれる砂糖を避けることです。その後、ケフィール、キムチ、ナト、ザウアークラウト、生の有機ヨーグルトなどの発酵食品を食べ始めることができます。

プレバイオティック食品の摂取を含む健康的な食事はあなたの健康にプラスの効果をもたらします、 病原性または病気の原因となる細菌、真菌、酵母を減らしながら、有益な腸内細菌に最適な環境を作り出すのに役立つからです。

プロバイオティックまたはバクテリアベースのプロバイオティックサプリメントを服用することも、微生物の回復と健康を促進するため、特に抗生物質治療中および治療後に有益な場合があります。多くの人は、腸内細菌が行動や遺伝子発現に影響を与える可能性があることに気づいていません。それらはまた、自閉症、糖尿病および肥満の発症において役割を果たす。

蓄積された科学的証拠は、体の栄養素の供給の大部分が健康促進細菌を養うことであることを示唆し続けています。これを行うことにより、有害な細菌を抑制し、体重を管理し、自分自身を保護することができます慢性疾患..。あなたの全体的な健康へのその重要性を考えると、それは「あなたの腸を信頼する」時です！

研究によると、あなたの体のマイクロバイオームは約1兆個のバクテリアで構成されています。しかし、もっとたくさんあります。すべての細菌について、少なくとも10のウイルスと真菌が体内または体内に存在し、それらなしでは不可能だった重要な機能をサポートするのに役立ちます。 あなたのマイクロバイオームは幼い頃に形成されます。

さらに、あなたが膣の出産で生まれた場合、あなたは産道を通過する間、母親の細菌に覆われていました。乳汁には多くの腸栄養特性が含まれているため、さらに多くの細菌が乳汁に受け継がれます。

人生の早い段階で、あなたの家族、食事、そして環境への曝露は、あなたの人生を通してあなたの健康に影響を与え続ける方法であなたのマイクロバイオームを形作るのを助けました。あなたのマイクロバイオームは、目、生殖器、口と皮膚、そしてそれを含む腸を含むいくつかの異なる領域で構成されています。

歯を磨いたり、食べたり、キスしたり、ペットと遊んだりするなどの日常の活動は、マイクロバイオームに影響を与えます。それが開発において役割を果たすことは注目に値します：

自閉症

生後数週間の正常な腸内細菌叢の確立は、赤ちゃんの免疫系にとって不可欠です。腸内細菌叢が異常な赤ちゃんは免疫系が弱く、特にワクチン接種を受けている場合、ADHD、自閉症、学習障害を発症するリスクがあります。

行動の問題

Neurogastroenterology and Motilityに発表された研究によると、腸内に細菌がほとんどないマウスは、通常のマウスとは異なる動作をします。それらの変化した行動は「高リスク」と見なされ、脳の神経化学的変化を伴います。腸が第二の脳として働き、気分に良い影響を与える神経伝達物質セロトニンをより多く産生することは広く知られています。

真性糖尿病

デンマークの研究によると、糖尿病患者の腸内の細菌集団は健康な人のそれとは異なり、2型糖尿病は腸内微生物叢の組成変化と関連しており、代謝性疾患と腸内の細菌集団との関連を強調しています。

遺伝子発現

腸の健康は、遺伝子発現におけるライフスタイルの役割を優先する最先端の医療分野であるエピジェネティクスに大きく影響されます。 ScienceDailyに記載されているように：

「新しい研究は、腸のマイクロバイオームが遺伝子スイッチングのために宿主細胞とどのように通信するかについてのメカニズムを明らかにするのに役立っています。 ...研究...胃の細菌によって生成された代謝物が、結腸のはるか外側の細胞を含む細胞と化学的に通信して、遺伝子発現とその宿主の健康に影響を与える方法を示しています。」

肥満

プロバイオティクスは肥満と戦うのに役立つため、体重を減らすのに苦労している場合は、腸内細菌叢を最適化することが重要です。

発酵食品の重要性

私はよく、発酵食品が健康を促進したり病気を逆転させたりする上で腸を「癒し、封印する」ことがいかに重要であるかについて言及します。野菜の栽培は簡単で安価です。自家製のヨーグルトを作ることもできます。

発酵食品の他の例には、ケフィール、キムチ、ナット、およびザウアークラウトが含まれます。これらの食品には有益なバクテリアが含まれているだけでなく、次の健康上の利点もあります。

栄養価が高い -特定の発酵食品は、動脈硬化としても知られる骨粗鬆症やアテローム性動脈硬化症の予防に役立つビタミンK2などの重要な栄養素の優れた供給源です。豆腐スナックは、プロバイオティクスとビタミンK2の優れた供給源であり、ナトや野菜など、ビタミンK2を生成する細菌からのスターターカルチャーで自家製発酵させた発酵食品もあります。それらはまた多くのBビタミンを生産します。
免疫システムの強化 -免疫系の約80％が腸内にあるため、消化管を正常に機能させる上でプロバイオティクスが重要な役割を果たします。健康な腸は、病気に対する防御の第一線であり、最適な健康と幸福を維持するのに役立つ主要な要因です。
強力な解毒剤-発酵食品は最高のキレート剤の1つです。それらの中の有益なバクテリアは非常に強力な解毒剤であり、あなたの血液から多くの毒素や重金属を引き出し、それらは腎臓を通して排出されます。
経済効率-各食事に少量の発酵食品を追加すると、平均的なサプリメントの100倍のプロバイオティクスが含まれるため、費用対効果が高くなります。高品質のプロバイオティクスは高価であるため、その費用の何分の1かで自分で野菜を発酵させることができます。
ミクロフローラの自然の多様性さまざまな発酵および培養食品を食べると、サプリメントの形で可能であるよりもはるかに多様な有益な細菌の恩恵を受けることができます。

プレバイオティック食品を食べることはあなたの腸に栄養を与えるのを助けることができます

友好的な腸内細菌にプラスの影響を与えるには、主に繊維が豊富な食品に含まれるプレバイオティクスの形で繁殖するために必要な栄養素を提供します。これは、優れた腸内細菌が難消化性繊維で増殖するため理想的です。

イヌリンは、アスパラガス、ニンニク、ネギ、白玉ねぎに含まれる水溶性繊維の一種です。そしてそれはあなたの腸の良いバクテリアに栄養を与えるのを助けます。若いラットを対象とした実験室での研究では、食事のプレバイオティクスが速い睡眠（REM）と遅い睡眠（NREM）の睡眠に大きな影響を及ぼし、睡眠の質を改善できることがわかっています。

腸の健康とREM睡眠にプレバイオティクスが及ぼす影響を研究している研究者は、3週齢からプレバイオティクスが豊富な食品を実験動物に与え、次のことを発見しました。

プレバイオティクスを食べたラットは、コントロールよりも有益な腸内細菌を持っていました
友好的な細菌が前生物繊維を代謝すると、それらは成長して増殖するだけでなく、脳の健康に有益な代謝物を放出します
プレバイオティクスが豊富な食事療法群は、対照群よりも安らぎと回復力のあるNREM睡眠に多くの時間を費やしました
プレバイオティックフードグループのラットは、ストレス後のREM睡眠により多くの時間を費やしました。これは、回復にとって非常に重要です。

研究の著者は言った：「適切なNREM睡眠と適切な栄養が脳の発達と機能に影響を与える可能性があり、睡眠の問題は人生の早い段階で一般的であることを考えると、幼い頃からプレバイオティクスが豊富な食事は睡眠を改善し、腸の微生物叢をサポートし、最適を促進する可能性がありますメンタルヘルス ".

以下の全食品は、プレバイオティックファイバーを食事に追加し、マイクロバイオームの健康を促進し、それによって改善するのに役立ちます一般的な状態健康：

プロバイオティクスがどのように役立つか

栄養素のほとんどを本物の食べ物から摂取することを強くお勧めしますが、特に発酵食品を食べることができない場合は、プロバイオティックサプリメントが有益な場合があります。ただし、プロバイオティクスが機能するには、これらの「良い」バクテリアが繁殖する環境を最適化する必要があります。

最初のステップは、マイクロバイオームに本物の食べ物を与えることです。 それでも加工済みのものをたくさん食べるなら食品追加の砂糖を含むと、あなたはあなたの腸の潜在的に病原性のバクテリアだけを養います。彼らは病気を引き起こし、砂糖を愛しています！

一方、これらの微生物は、繊維が豊富または複雑な炭水化物、健康な脂肪およびタンパク質の存在下では繁殖しません。自然食品全体に焦点を当てると、有益な腸内細菌の増殖をサポートします。研究によると、プロバイオティクスの利点は腸だけでなく、脳にも影響を及ぼします。

腸は腸と脳の軸を介して脳に接続されているため、これはまさにその通りです。つまり、消化管に影響を与えるものは脳にも影響を及ぼし、その逆も同様です。

したがって、腸のマイクロバイオームのバランスが崩れると、免疫システム、精神的健康、気分、さらには脳機能にさえ影響を与える可能性があります。プロバイオティクスはうつ病の症状を軽減します。 高品質のプロバイオティックサプリメントを特定できる要因：

それが評判の良い非GMOブランドであり、現在のグッドマニュファクチャリングプラクティスに従って製造されていることを確認してください
500億からコロニー形成ユニット（CFU）を探す
CFUの有効期限を確認し、「製造時」にのみCFUがカウントされるカプセルは避けてください。
いくつかの種類の細菌を含む製品を選択してください。乳酸菌とビフィドバクテリアが一般的に推奨されています。

ジョセフ・メルコラ

P.S. そして、あなたの意識を変えるだけで、私たちは一緒に世界を変えていることを忘れないでください！ ©エコネット

近年の「ダイエット」ヒット- 古ダイエット..。基本的な原則は単純です。ストーンエイジ（紀元前260万年から1万年前）の遠い祖先が農業が発明される前に消費したものと同じ食べ物を食べましょう。なぜ地球上で？人間の遺伝子は、脳よりもはるかにゆっくりと発達します。概して、今日、彼らは人々がハンターとギャザーであったその遠い時代と同じです。もしそうなら、現代の食べ物は断固として私たちに合いません。しかし、私たちの体は古ダイエットが考えるよりもはるかに柔軟です。確かに、「ストーンエイジダイエット」は重要な要素を考慮していません： ミクロビオーム.

ミクロビオームは、私たちの胃腸管に生息する何兆ものバクテリアのコミュニティです。重さは約1.4kgで、脳とほぼ同じです。バクテリアはたくさんあります-数の点では、それらは生きている人間の細胞を比率でバイパスします 9対1..。ミクロビオームダイエットの作者である医師は冗談めかして、人間はただの「スーツを着たバクテリア」だと言っています。

そして、人間の遺伝子よりも多くの細菌の遺伝子があります 150（！）回..。多くの場合、細菌遺伝子が私たちの日常生活に与える影響は、「ネイティブ」ゲノムの場合よりもさらに重要です。

ミクロビオームのバランスが取れていると、非常に強力な味方になります。「満足した」微生物のおかげで、体は健康であり、消化-良い、思考-は明確です。バランスが崩れた場合、結果は長くは続かないでしょう-頭の「霧」、うつ病、不安、皮膚の問題と不眠症、肥満、糖尿病、癌はあなたの人生の伴侶になるか、そうなるかもしれません...

マイクロバイオームのアプローチは、主に古食と対立しています-スピードの面で。はい、人間の遺伝子はそれほど速く変化しません（ほとんどの正統な古の支持者が考えるよりも速いですが）。しかし、私たちにとって非常に重要なマイクロバイオームの人口は、たった1日で非常に急速に変化しています！

「1つの微生物のライフサイクルはわずか20分です。これは、マイクロバイオーム全体がその組成を変更するのに十分です。」（ラファエルケルマン）。

遺伝子は組成とともに変化します。月曜日に1セットのマイクロバイオーム遺伝子で、火曜日に別のセットで目を覚ますことができます。

ミクロビオームの個体数は、環境、運動、睡眠、ストレスなど、多くの要因の影響を受けます。しかし、最も重要なことは栄養です。

「どのように食べるかによって、あなたの中にあるどの微生物が幸せに暮らし、どの微生物が死んで消えていくかが決まります。」

したがって、古ダイエットはすべてをひっくり返しました。私たちの遺伝子が特定の食事だけに固執するように私たちをプログラムしたわけではありません。むしろ 私たちの食事は私たちのマイクロバイオームを「プログラム」します — そして彼の（私たちにとって非常に重要な）遺伝子.

実験

2011年、 ハーバード そして デューク大学 非常に興味深い研究を実施しました。ボランティアには、根本的に異なる2つの食事が提供されました。最初のグループの参加者は食べ物を食べました たんぱく質が多い：ベーコン、卵、ポークリブ、ブリスケット、サラミ、チーズ、パチパチ。 2番目のグループは食べました たくさんの繊維 -果物、野菜、穀物、豆。分泌物の細菌分析は、両方のグループの腸細菌に対する食事の大きな（そしてほぼ瞬時の）効果を示しました。

人々がちょうど食べたばかりの種類の食物を消化するのを助けるであろうそれらの種類のバクテリアの生産が始まりました。わずか24時間で、「肉食者」は、胆汁酸（肉の消\u200b\u200b化中に発生する生成物）に耐性のある細菌の用量を増やしました。あなたが肉を食べる人なら、これらのバクテリアは不可欠であり、マイクロバイオームはそれに応じて反応しました。 2番目のグループの「菜食主義者」は、その必要がなかったので、そのような細菌ははるかに少なかった。

マイクロバイオームのこの「柔軟性」は、私たちの体がほとんどすべての食品に非常に迅速に適応する理由を説明しています。人間の遺伝子はそれとは何の関係もありません、私たちは彼らの遅さにうなずく必要はありません。自然は、彼が多種多様な食事に慣れるのを助ける優れた生存メカニズムを人に提供しました。

「マイクロバイオーム」製品

古食の支持者は確かです：人々は穀物を「消化」することができません。さらに、それらは多くの病気の原因です。ケルマン博士は同意しません：全粒が発達を妨げる循環器疾患、肥満と糖尿病。穀物からの繊維がミクロビオームに栄養を与えるので、プラスの効果も現れます。

今、楽しい部分が来ます。 ミクロビオームに「良い」食品は何ですか？ ケルマンは、マイクロバイオームベースの食事は非常に多様であると書いています。それほど多くの肉を食べる必要はありません。古ダイエットで示唆されているように、1日のカロリー摂取量の55％はマイクロバイオームに必要ありません。最新の科学データによると、大量の肉製品痛い私たちのバクテリア。西洋の典型的な食べ物-精製された小麦粉、砂糖、不健康な脂肪、添加物、防腐剤、人工着色料-も食事から排除されるべきです。

その順番で、 豊富な新鮮な天然野菜、果物、マメ科植物、全粒粉 -あなたのマイクロバイオームを何とも言えない喜びに導く何か。 アスパラガス、ニンジン、ニンニク、エルサレムアーティチョーク、スイートポテト、タマネギ、ネギ、大根、トマト -これは、できるだけ頻繁にテーブルに配置する必要があるものです。非常に良い栄養補助食品- 発酵食品 (韓国のキムチキャベツ、私たちの親戚のザウアークラウト、ピクルス、ケフィール）。当然です プロバイオティクス友好的な細菌の成長を刺激します。あなたが取ることができます 「薬局」バリエーションのプロバイオティクス -カプセル、粉末など。

R.ケルマンの本「TheMicrobiomeDiet」の表紙

ミクロビオーム理論は、人々がさまざまな食事でどのように気分が良くなるかを説明しています。たとえば、あなたは大量の穀物やマメ科植物を消費する菜食主義者になることができます-古ダイエットでは、この食べ物はほとんど悪魔のように認識されています-そして「100」を感じます。または、適度な量の鶏肉と魚、牛肉や子羊の小さな「水しぶき」を含む高品質の新鮮な食べ物を食べてください。とても気分がいいです。詳細は関係ありません。最も重要なことは、あなた自身の中であなたの小さな友達をサポートすることです。

微生物相または微生物叢-この概念は私たちの日常生活にますます含まれています。最近まで、医師は次のような概念を使用していました 腸内細菌叢、そして今日、権威ある科学者によると、それは時代遅れです。私たちは、主要な科学的発見が定期的に行われる独特の時代に生きています。これのおかげで、私たちは私たちの体で起こるプロセスをよりよく理解することができます。人間の健康にとってのバクテリアの重要性について話す時が来ました。微生物が私たちの気分や習慣に影響を与える可能性があることを知って、多くの人が驚かれることでしょう。

微生物について考える革命。ロバートコッホは間違っていましたか？

一部の科学者の考えはサイエンスフィクションの小説のプロットに似ていますが、微生物学が今日真の全盛期を経験していることを認めなければなりません。彼女の発見は将来に大きな影響を与える可能性があります。 薬と医薬品..。近年、 ビューの革命一般の人々に気づかれなかった微生物の役割のために。微生物学の創設者であるルイ・パスツールとの創設者によって作成された概念について少し話しましょう。 ロバートコッホ..。彼らは、多くの病気は感染に基づいているので、微生物が戦わなければならないことを示唆しました。

これらのアイデアのおかげで、多くの流行を打ち負かすことができました。例えば、 ロバートコッホ 炭疽菌、結核菌、コレラ・ビブリオを発見し、1905年にノーベル賞を受賞しました。彼はまた、アシスタントのジュリアス・ペトリと一緒に、特別な実験用ガラス器具（ペトリ皿）で微生物を培養する方法を発明しました。

過去30年間で、科学者は 2つの非常に重要な発見..。まず、ペトリ皿で育てることができる微生物の数は、人体に生息する微生物の総数のごく一部です。そして第二に、についての論文 微生物の総有害性 人のために。本当に危険な微生物に加えて、私たちは常に私たちが生き、強く、健康になるのを助ける微生物を伴っています。これは人です。

遺伝学が微生物学者をどのように助けたか。微生物相は内分泌器官の役割を果たします

分子遺伝学と情報学の急速な発展により、細菌の見方を変えることが可能になりました。それらの合流点で、ゲノミクスが現れました-遺伝子とゲノムを研究する科学。だからどのように 遺伝学者が助けた微生物学者？ここで言及する必要があるのは、1986年に開始された国際研究プロジェクト「TheHuman GenomeProject」（HGP）です。当時、米国の科学者グループは、ヒトDNAの完全な配列を確立することを決定しました。誰も知らない場合、ゲノムは特定の生物の遺伝子のセットです。

プロジェクトの作成者は、たとえば私たちの体に生息するバクテリアなど、簡単なものでメソッドをテストすることにしました。それから、彼らの数は単に膨大であり、それらのほとんどは腸にあることが明らかになりました。体重90kgの人体には3kgのバクテリアが含まれています。このバクテリアの蓄積を私たちの体の一部と呼ぶ科学者の声はすでにあります。この概念が正しければ、それは 微生物-最大の人間の器官、一般的に考えられているように、脳や心臓ではありません。微生物叢が臓器と見なされる理由については、以下で詳しく説明します。

さらに、微生物は私たちの体とさまざまな相互作用を起こし、しばしばポジティブなものになることが判明しました。代謝は主に微生物によって生成される酵素によって提供されることがわかります。さらに、彼らは依存しています 私たちの習慣、好みの好み、行動、さらには気分.

微生物学の観点から、家庭で調理された食品が他のどこよりも多くの人にとっておいしいように見える理由を説明することはすでに可能です。事実、同じ家族のメンバーは似たようなバクテリアを持っています。母乳を持った子供も「家族」の微生物を吸収します。大まかに言えば、特定の好みを持っているのはすべての特定の家族ではなく、この家族の内部に生息する微生物です。

協力におけるもう一つの重要な側面 微生物学とゲノミクス -腸の健康に関与する微生物の特定。科学者や医師は微生物叢を活発に保とうとしています。現在、この方向で多くのことが達成されています。驚くべき技術が米国で30年間開発されてきたのは偶然ではありません。つまり、健康な人から病気の人への細菌の移動です。これには、穏やかに言えば、糞便移植（糞便移植）のようなエキゾチックなタイプの治療法が含まれるべきです。

コンピュータサイエンスと遺伝学の発展により、微生物の遺伝的構造を研究することが可能になりました。このおかげで、科学者は病気の人と健康な人の微生物のDNA配列を比較することができます。ゲノミクスはまた、体のどの部分からでも細菌を研究するために綿棒を取ることができることを確立しました。

人間の微生物相の概念は何ですか？

バクテリアの影響に関する見方が変わると、新しい用語が必要になりました。したがって、現代科学は概念を策定しました ミクロビオームまたはミクロビオタ..。そう、 人間のマイクロバイオーム は微生物のコミュニティであり、一種の内部生態系です。彼女は食事、腸の病気、薬などの多くの要因の影響を受けています。

微生物相はすべての人間の細菌のコレクションであり、それらはほぼ全身に見られます。しかし、私たちの体の中で特にバクテリアが好きな場所は、腸、皮膚、航空路、口腔、泌尿生殖器系。さらに、ほとんど ミクロビオーム で人間腸に集中。

平均して、各成人の体には2〜3 kgの細菌が含まれており、その数は本当に膨大です。これは、私たち自身の細胞の数の10倍です。微生物学における最近の発見を考慮に入れると、「豊かな内なる世界」という表現は文字通りに解釈することができます。

微生物と人間：生存のための古代の同盟

科学者はそれを信じています 微生物と人々 一緒に長い道のりを歩んできました。これはおそらく非常に 古代の組合..。それは共進化についてです。サルのいくつかの種、またはむしろそれらの細菌を研究した後、微生物学者は、人間を含むすべての霊長類の腸の細菌のDNAに見られる遺伝子を特定しました。生物学者は、私たちの共通の祖先は、発見された遺伝子を含むものを含む、細菌の小さなコレクションを持っていたと推測しています。霊長類が現代のさまざまな微生物を開発するのに約1500万年かかりました。さまざまな種類のサルが独自の細菌を持っていることが確立されています。

実際、人間と微生物相は2つの生命体の共生です。この 古代の組合 非常に理解しやすい説明： 微生物には生息地と食べ物が必要ですそして人体はこれに最適です。さらに、進化の過程で、これら2つの世界は互いに「交渉」することを学びました。例えば、 細菌は腸壁の免疫細胞に影響を与えます 彼らがそれらをわずかに減らすような方法で。これが、母親とその細菌なしで育った子供たちが、さまざまな種類のアレルギーや自己免疫疾患を発症する可能性が高い理由である可能性があります。

科学者には、次のことが明らかです。 微生物 に従う人の 2つの方法で：それらのいくつかは体が機能するのを助けますが、他はそれを破壊します。

内分泌器官としての腸。あなたの気分はバクテリアに依存していますか？

消化器系に生息する微生物は、健康にとって特に重要です。それらは私たちの脳に影響を与えながら、特別な物質の助けを借りて腸壁に作用します。科学者がこれらの化合物の化学組成を調べたとき、彼らは驚いた。バクテリアは私たち自身のホルモンの類似体を生成することが判明しました： セロトニン、テストステロン、ノルエピネフリン、ドーパミン、ヒスタミン。彼らはまた、さまざまなを区別します 酵素とタンパク質。

驚いたことに、私たちの気分は、腸の微生物叢がどのように機能するかによって影響を受ける可能性があります。微生物は合成できることが判明しました ベンゾジアゼピン 鎮静効果があり、処方がフェナゼパムに似ています。そして、これは物質のすべてのリストではありません、研究 人間のマイクロバイオーム 続けます。したがって、腸は追加であると言うことができます 内分泌器官..。この腸機能は、赤ちゃんが乳汁に必要なすべての有益な細菌を受け取るときに、誕生から形成されます。したがって、特に子供にとって、薬物の不注意な使用は容認できません。

スポーツバクテリア-神話か現実か？

ハーバード大学の科学者たちは、運動能力に対する微生物の影響を研究しています。信じられないですね。漕ぎ手とランナーのミクロビオームを調べた後、彼らは原因となる細菌があると結論付けました 耐久性、迅速な回復、心理的安定性..。また、専門家は、特定の種類の活動が特定の微生物相を形成することを確立しました。彼らはいわゆる スポーツバクテリア.

大学医学部のジョナサン・シェイマンは、助手とともに、ボストンマラソンに出場した20人のランナーから採取した便サンプルを調べました。この場合、分析のサンプリングはレースの前後に行われました。その結果、競技後、選手はより多くを持っていることが判明しました 特定の種類の微生物..。乳酸を処理できる細菌が存在することは古くから知られています。そして私たちが知っているように、この酸はカタボリックプロセスの不可欠なコンパニオンであり、活発な身体活動中に生成されます。 「スポーツバクテリア」 体が痛みに対処するのを助け、筋肉の痛みを和らげるだけです。

また、科学者たちは、微生物叢がさまざまなスポーツの代表者でどのように異なるかに興味を持っていました。彼らは、ウルトラマラソンのランナーと漕ぎ手の体内に生息する微生物を比較しました。最初の体では、原因となる多くの細菌が見つかりました 炭水化物と繊維の処理、これは長距離を克服するのに役立ちます。

科学者たちは、アスリートがより良い結果を達成できるように、発見された微生物に基づいて生物学的に活性な添加物が作られると信じています。

老後の活動はバクテリアの問題です

別の興味深い研究は、米国のエモリー大学医学部の従業員によって実施されました。彼らは人々が救うのを助ける方法を見つけたと信じています ..。ほとんどの作業は、病理学および実験医学の教授であるダニエル・カルマンによって行われました。

科学者と彼の助手は、インドールを生成する胃腸管の細菌に特別な注意を払いました。これらの香りは腐敗によって生成されます アミノ酸トリプトファンキャベツのにおいがします。これらの化合物は、香料や医薬品に広く使用されています。ちなみに、インドールの最も近い親戚は、植物がより良く成長するのを助けるホルモンオーキシンです。

ラウンドワーム（線虫）の実験を行ったところ、教授はインドールが病気になる頻度を減らすのに役立つことを発見しました。実験中、いくつかのワームは、生成することができる細菌を与えられました インドール他の人は正常ですが。カルマンはなんとか特別な効果を達成することができました 古いワームの経験..。通常、彼らはほとんど動かず、食事が不十分で、病気になり、部屋の温度が高くなるとすぐに死にます。

彼らが有益なバクテリアを受け取った後、彼らの活動は著しく増加しました。また、これらのワームは、対応するワームよりもゆっくりと老化し、積極的に食物を消費し、熱によく耐えました。同時に、線虫は対照群より2.4倍長く再生する能力を保持していました。マウスとドロソフィラのハエは、これらの細菌と同じように反応しました。それが判明しました 老後の活動 微生物叢がどれだけ健康であるかに大きく依存します。

漢方薬は、医学の有望な分野です。メトロニダゾールとバンコマイシンが危険なのはなぜですか？

メリットに関する新しい事実を検討する 人間の健康のためのバクテリアその後、それが明らかになります 薬物治療は必ずしも最適ではありません..。将来的には間違いない防止白いコートを着た人々にとって強力なツールになるでしょう。したがって、現代の漢方薬- 医学の有望な方向性.

あなたはどんな強力な薬も持っていることを理解する必要があります副作用..。原則として、次の臓器が影響を受けます：肝臓、腎臓、心臓。世界保健機関が最も極端な場合にのみ抗生物質の使用を要求したのは偶然ではありません。もちろん、これは主に多くの薬に対するインフルエンザウイルスの免疫性によるものです。しかし、このWHOが国民にアピールするもう1つの理由があります。

事実は 腸内微生物叢の破壊 健康と生命への深刻な脅威です。抗生物質が頻繁に使用されるいくつかの国では メトロニダゾールとバンコマイシン、腸内細菌Clostridiumdifficileによる下痢の発生率が増加しています。この消化器系障害の学名は 偽膜性腸結腸炎..。米国では毎年、この病気のために25万人が病院に行き、1万4千人が亡くなっています。その理由は、腸内の細菌のバランスの乱れを回復するのが十分に難しいためです。

現代の科学的証拠に照らして、私たちは何が構成されているかを新たに見ることができます 植物療法..。上記のように、抗生物質は腸の微生物叢を殺し、細菌によるホルモンの産生を減らします。したがって、私たち自身は追加の自分自身を奪います 内分泌器官、これは特に老後の危険です。薬としての植物の使用はこれを避けるのに役立ちます。ハーブは腸壁に優しく影響を与え、マイクロバイオームを保存し、病気の原因を取り除きます。

多くのハーブの価値ある作用は、腸内細菌の働きによるものである可能性があります。したがって、値 漢方薬 今後数年間で成長するだけです。医者 植物療法士 私たちは、腸が植物から体が必要とするすべてのものを取り、そして結果として生じる物質を病気の臓器に送ることができると確信しています。そのため、「パラファーム」という会社は、次のようなテクノロジーを使用する道を歩みました。 低温処理..。からの栄養補助食品の生産に注意してください薬用植物凍結処理技術を使用すると、腸内細菌叢の天然の前生物として機能する植物繊維の使用が可能になります。したがって、薬草は全身に有益です。彼女のおかげで、私たちは生物学的に活性な物質を最大限に保持しています。私たちの製品を選択することにより、あなたは健康的な長寿に向けた一歩を踏み出します！

人間のマイクロバイオム

人間のマイクロバイオーム-マイクロフローラを理解する上での新時代

人体の細菌および微生物の「集団」は非常に多様です。国際プロジェクトの最初の結果によると、さまざまな人の体内の微生物の数は、自分の細胞の数と同じか、おそらく10倍になる可能性があります。ヒューマンマイクロバイオームプロジェクト（HMP）.

M ミクロビオーム -宿主生物と共生している微生物の総称。また、マイクロバイオームとは、ヒトの微生物集団のゲノム全体を意味します。皮膚のミクロビオームを区別し、口腔、 腸など

「ミクロビオーム」の概念に加えて、「ミクロビオータ」の概念もあります。実際、特にこれらの用語にローカリゼーションが追加されている場合、それらは同じ意味を持ちます。たとえば、マイクロバイオーム腸または腸微生物相。ただし、個別に（厳密に科学的な環境で）、用語はさまざまな方法で理解されます。

「微生物相」という用語は、特定の環境における微生物（細菌、古細菌、真菌、ウイルス、および原生動物）のコレクション、言い換えれば、コミュニティのメンバーの分類と豊富さを指し、「微生物叢」は微生物叢のゲノムのコレクションを指し、エンティティを説明するためによく使用されます。微生物相によってコード化された微生物特性（機能）[ Schlaeppi、K。; Bulgarelli、D。作業中の植物ミクロビオーム。モル。 Plant Microbe Interact。2015、28、212-217。]。

微生物相 は、特定の地域の特定の期間における、個々の臓器やシステム、遺伝物質、および生態学的ニッチ内の関係の微生物発生を特徴づけるために使用されます。微生物叢は他の器官やシステムと相互作用し、健康な人と病気の両方で、体全体の機能を決定します。に微生物相に関する別のセクションがこのセクションに追加されます。

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エコシステムとしての人間

微生物学者の観点からは、人は歩く生態系であり、多くの異なる微生物が人体に住んでいます。私たちの内側の「隣人」に関する最初のデータは、顕微鏡が発明された直後の300年前に公開されました。しかし、現在、ゲノムを研究する方法の出現により、人間内生態系の概念は根本的に変わる可能性があります。

一人の体には百兆個のバクテリアが含まれています。私たちの体のすべての細胞には10個の細菌細胞があり、すべての遺伝子には100個の細菌遺伝子があります。科学者は、すべての成人が1.5〜3kgの微生物を運ぶと推定しています。最初のバクテリアはすでに産道にある新生児に侵入し、その後バクテリアのコミュニティは人生の終わりまで私たちを離れません。その種の構成のみが変化します。

バクテリアと一緒に暮らすことは私たちの健康に大きな影響を与えます。通常の消化と人間の生活に必要な酵素とビタミンの一部は、腸に住む微生物によって分泌されます。だから進化が命じた。

健康的なマイクロバイオームに関する私たちの進化する理解

初期の研究培養と生理学的特性の特徴に従って、主に腸内で健康な人々にコロニーを形成する正常な微生物のセットを特定することを目的としていました。このようなテストは、Escherichiacoliなどのinvitroでよく成長する生物を分離するのに最適です。この変化は、Escherichiacoliが人間の腸のミクロビオームの豊富で豊富なメンバーであるという認識につながりました。 1970年代に厳密に嫌気性の方法が導入されたことにより、腸から300種類以上の細菌を抽出することが可能になりました。さらに、選択培地での標準化された連続希釈で生細胞を数えることにより、これらの種の定量的評価が可能になりました。さまざまな食事で141人のアメリカ人からの便サンプルを調べたこの時代の4つの主要な研究の要約は、Bacteroides属と嫌気性コッカス属の細菌が一般的で豊富であり、Clostridium属は遍在しているが、1つの種（その後決定されたように）すべての被験者で観察された。他の一般的であるがあまり一般的ではない細菌には、Bifidobacterium、Eubacterium、Lactobacillus、Streptococcus属のメンバー、およびEscherichiaなどの通性嫌気性物質が含まれていました。

当時、人間に関連する多数の微生物種が検出されたことは一度もないとすでに想定されていました。ある研究では、健康な結腸に約400の微生物種が同時に存在することを評価しました。しかし、いくつかの微生物の厄介な要件とそれらを栽培するために必要な作業の骨の折れる性質は、それらの発見に重大な障壁を提示しました。さらに、選択培地でのみ培養しても、すべての微生物が種または菌株として十分に分離できるわけではありません。したがって、健康なマイクロバイオームのこれらの側面を研究するには、新しい方法が必要でした。

マイクロバイオームを研究する新しい方法

今日では、DNAシーケンシングや蛍光insituハイブリダイゼーション（FISH）などの培養に依存しない方法が普及しており、それらの民主化により、微生物サンプルのDNA含有量を直接調査することが可能になりました。 16SリボソームRNA遺伝子を標的とするFISHを使用した初期の研究では、西ヨーロッパのコホートの腸内細菌の少なくとも3分の2が、ほぼ種/属レベルの6つのグループのセットに起因することが示されています：2つのバクテリア、2つのクロストリジウム、クロストリジウム、ストレプトコッカス/ LactococcusとEubacteriumの直腸。

遺伝子配列決定の初期の試みのいくつか16S rRNA サンプルから直接、既知の種に対応する細菌の存在量の85〜95％が、Bacteroidesに関連する3つの細菌グループ、ClostridiumXIVaクラスターおよびClostridiumIVクラスターに起因する可能性があることが示されました。 16S研究はまた、健康な個人間および同じ個人内の密接に関連する生物地理学的部位（粘膜および糞便サンプルなど）の両方の間で、分類学的組成に大きな多様性があることを示しました。ただし、これらすべての研究で、シーケンスクラスターの大部分（75〜80％）は、その時点で文書化されたどの種とも一致せず、以前の研究における多様性の過小評価の多くを説明しています。

複雑な微生物群集の分析のためのrRNAシーケンシングの強力な代替手段であるメタゲノムシーケンシングも注目に値します。そのため、人間の腸内微生物の遺伝子をより広く理解するために、2010年のMetaHITプロジェクト（以下で説明します）の科学者はこのテクノロジーを使用しました。イルミナ 124人のヨーロッパの成人の糞便サンプルからの全DNAのディープシーケンシング用。彼らは576.7GBのシーケンスを生成し、これは以前のすべての研究のほぼ200倍であり、それをコンティグに組み立て、330万のユニークなオープンリーディングフレームを予測しました（ORF).

との大規模並列シーケンスの出現ショットガン方式（ハイスループットシーケンシングテクノロジー）は、この微生物の「ダークマター」の分類学的構成を実質的に解決しましたが、非参照集団の構成と同様に、機能的多様性の顕著な割合はまだ特徴付けられていません（最大50％）。初期の結果は、双子の間でさえ、大きな対人関係の違いを模倣しましたが、すべての人間に共通する一連の微生物遺伝子の存在も暗示していました。これは、個々の生物の保存的遺伝子のように、「基本的なミクロビオーム」を分類学的レベルではなく機能的レベルで定義できるモデルの作成に役立ちました。

ミクロバイオーム研究の基本コホート

それ以来、シーケンシングやその他の分子分析のスループットと費用対効果の向上に基づいて、微生物組成の多様性とその機能的可能性を特徴づける大規模プロジェクトが開始されました。 2010年、「人間の腸管のメタゲノム」の研究で（MetaHIT - 人間の腸管のメタゲノミクス）は、124人（主に「健康な」ヨーロッパの成人）の便サンプルからの腸のメタゲノムを報告しました。 2012年、Human Microbiomeプロジェクトの枠組みの中で（HMP）は、米国の242人の健康な成人における16Sプロファイリングの結果と、139人のサブグループにおけるメタゲノムシーケンスの結果を示しました。サンプルは、5つの主要な身体領域に分布する18の身体生息地を表しています。 2型糖尿病に関する中国の大規模な研究では、すぐに145の腸メタゲノムが追加され、その約半分は非糖尿病対照からのものでした。さらに、それ以来、MetaHITコンソーシアムは、ヨーロッパの成人向けに新しい腸のメタゲノムを公開し続けています。

プロジェクトについて簡単に " 人間の腸管のメタゲノミクス」

MetaHIT (人間の腸管のメタゲノミクス ）は、8か国から15の機関を統合する欧州委員会によって資金提供された共同プロジェクトです。本当によく勉強しました（ 2019年-ed。）腸および胃のミクロフローラのほんの数例、例えば、EscherichiacoliまたはHelicobacterpylori。残りについてはほとんど知られていません。 Enterobacteriaceaeの種の多様性でさえ、非常におよそ300から1000種と推定されています。しかし今、ヨーロッパのプロジェクトMetaHITのおかげで、状況は変わり始めています。 MetaHITプロジェクトは、腸内細菌集団の人口統計です。人間の胃腸管は複雑な生態系であり、多くの細菌にとって理想的な生息地です。科学者たちは現在、遺伝子分析の方法を使用して種の多様性を研究しようとしています。人間の腸に生息するバクテリアの70から80パーセントは実験室条件での培養と繁殖に向いていないので、MetaHITプロジェクトはバクテリアの遺伝物質を研究しています。 Human Genomeプロジェクトの場合と同様に、研究者のタスクはシーケンス処理、つまりDNA分子のヌクレオチドシーケンスのデコードです。しかし、大きな違いもあります。今では、各セルが同じ遺伝子セットを持つ1つの多細胞生物についてではなく、異なる遺伝子セットを持つ多くの単細胞生物について話しています。これらは数百種の細菌であり、数百万の遺伝子です。

ミクロビオームの典型的な細菌成分

結腸の生態系は、人間と微生物のバイオマス（細胞数）との間の驚くべき多様性を誇り、体の他の部分のそれを1桁以上小さくするため、体で最も集中的に研究されている生息地です。 16S rRNA遺伝子配列決定技術と嫌気性培養技術の早期出現と組み合わせて、これらの腸の特性は、細菌の腸の微生物叢の住民に特に強い注目を集めています。

現在 1000種以上のバクテリアが特徴 腸。細菌成分の重要な「部品のリスト」を提供します。興味深いことに、近年（90年代半ばから）、分子系統学により、これらの種の多くが再分類されています。特に興味深いのは、バクテリア（以前は腸内で最も豊富で広範囲の細菌属と考えられていた）の組成に含まれる種であり、これらは5つの属に再分類されました：Alistipes、Prevotella、Paraprevotella、Parabacteroides、およびOdoribacterで、追加の文化的および文化に依存しない分子研究が続けられています。 MetaHITグループの腸内微生物叢では1000〜1150の細菌種が優勢であると推定されており、そのうちの1人あたりの平均種数は約160種でした。シーケンシングによって評価された健康な腸のマイクロバイオームは、一貫して2種類の細菌によって支配されています- バクテロイド そして Firmicuts （Bacteroidetes and Firmicutes）ただし、この幅広いレベルの分類を考慮しても、個人の比率は1桁以上異なります。 Firmicutes / Bacteroidetes ..。分子法を使用して特定された糞便中の一般的な細菌は、少なくとも8つのファミリーからの細菌を含むようにマイクロバイオームリストを拡大しました（図1）。それらは腸ほど研究されていませんが、健康な人々の体の他の多くの生息地は微生物群集によって占められています。コミュニティの構成は、生息地間よりも生息地内で類似していますが、縦方向の振動は重要であり、その理由はまだ完全には説明されていません。

図1。人間のマイクロバイオームの典型的な属（家族）..。「健康な」マイクロバイオームの初期の定義は、通常、健康な個人に普及すると予想される一連の分類に焦点を合わせていました。あらゆるタイプの純粋な分類学的核は、比較的狭く定義された集団でもとらえどころのないままでしたが、身体領域内のすべての生息地は高度に系統発生的濃縮です。典型的な出産（ 腸の家族）ここでは、さまざまなサイトの健康な集団で示されています。

ミクロビオーム形成と初期コロニー形成

影響を与える要因マイクロバイオームダイナミクス幼い頃、健康なマイクロバイオームへの重要な貢献者です。微生物の導入と持続は、多くの要素の影響を受ける半確率的なプロセスであり、生後数年で初めて健康な大人のような構成になります。 Bacteroides、Parabacteroides、Clostridium、Lactobacillus、Bifidobacterium、Faecalibacterium prausnitziiなどのシンビオントによる乳児の腸のミクロビオームの濃縮は、健康なミクロビオームのいくつかの決定要因を提供します。一度確立されると、それらは非消化性炭水化物からの重要なエネルギー源である短鎖脂肪酸（SCFA）の主な生産者です。 SCFAは免疫調節性であり、一般的な病原体を阻害し、腫瘍抑制特性を有することが示されています。腸内微生物叢は、免疫系の確立と機能に不可欠な要件であり、幼い頃に有益な細菌属が形成されると、免疫寛容が促進されるため、自己免疫疾患を軽減または逆転させることができます。

送達様式は、幼い頃に微生物叢の形成に影響を与える可能性があるため、帝王切開は、ヘモフィルス属、エンテロバクター・キャンサーゲヌス/ E. hormaechei、Veillonella dispar / V. parvula、およびスタフィロコッカスを含む機会主義者の濃縮と関連しています。これらの微生物は、少なくとも生後1年間は存続し、子供の感染症の負担に寄与する可能性があります。食事はまた、微生物叢に対する強い選択的圧力を表しており、母乳育児（最初の食事として）は、ランダムに収集された可能性のある元の微生物叢からの特定の微生物種を支持します。たとえば、乳糖オリゴ糖（HMO）は、BifidobacteriumとBacteroidesのいくつかの種によってのみ唯一の炭素源として使用できます。

健康な人のミクロビオームの構造について

コンソーシアムの資料に基づく HMP （ヒューマンマイクロバイオームプロジェクトコンソーシアム。健康なヒトマイクロバイオームの構造、機能、多様性。自然. 2012 ; 486: 207-14)

人間のマイクロバイオームの研究は、健康な人でさえ、腸、皮膚、膣などの生息地を占める微生物が著しく異なることを示しています。この多様性の多くは説明されていないままですが、食事、環境、宿主の遺伝学、および微生物への早期の曝露が関係しています。したがって、人間に関連する微生物群集の生態を特徴づけるために、 ""またはHMP（Human Microbiome Project）は、これまでに選択された臨床的に重要な生息地の最大のコホートとセットを分析しました。研究者たちは、各生息地における特徴的な微生物の多様性と豊富さは、健康な個人の間でも大きく異なり、人間の内外の両方で強力なニッチな専門性を持っていることを発見しました。このプロジェクトでは、健康な西洋のマイクロバイオームが占める属、酵素ファミリー、コミュニティ構成の約81〜99％に遭遇しました。代謝経路のメタゲノム伝達は、コミュニティ構造の違いにもかかわらず、個人間で安定しており、民族的/人種的背景は、経路と微生物の両方と臨床メタデータとの最も強い関連の1つであることがわかりました。したがって、これらの結果は、健康な集団の微生物群集で正常である構造的および機能的構成の範囲を概説し、ヒトミクロビオームの疫学、生態学、および翻訳応用の将来の特徴付けを可能にします。

HMP集団でメタゲノム的および分類学的に明確に定義されているヒトミクロビオームの豊富な分類

図： 2.健康なマイクロバイオームの細菌分類..。 A-C）健康なマイクロバイオームにおける分類群の存在量（強度、タイプ/クラスを示す色）および存在量（枝の存在とサイズ）。最も一般的なもの：A）メタゲノムで識別、B）パトリック「病原体」（メタゲノム）およびC）16Sで同定された属。人口サイズとHMPシーケンス深度は、分析されたすべての身体領域のマイクロバイオームを明確に定義し、追加されたコミュニティの飽和度によって評価されました。

腸内での生活に重要な細菌機能

人間の腸管からの細菌遺伝子の広範囲にわたる邪魔されないカタログは、この環境での生活にとって重要な細菌機能を特定することを可能にします。細菌が腸の状況で繁栄するために必要な機能があります（つまり、「最小限」 腸のゲノム」）および多くの種でエンコードされた、エコシステム全体のホメオスタシスに参加するもの（「最小」 腸のメタゲノム"）。最初の機能セットはほとんどまたはすべてのタイプの腸内細菌に存在すると予想され、2番目のセットはほとんどまたはすべてのヒト腸サンプルに存在すると予想されます。

最小でエンコードされた関数を定義するには 腸ゲノム科学者たちは、これらの機能がほとんどまたはすべての種類の腸内細菌に存在しなければならず、したがって一部の種類の腸内細菌にのみ見られる機能の頻度を超える頻度で遺伝子カタログに現れるという事実を利用しました。さまざまな機能の相対的な頻度は、生物学的情報データベースのさまざまなクラスターに採用された遺伝子の数から推測できます。エッグノッグ、遺伝子の長さとコピー数を正規化した後。研究者らは、すべてのクラスターを遺伝子頻度でランク付けし、よく研究されたFirmicutで実験的に見つかったものなど、よく知られている必須の細菌機能を定義するクラスターを含む範囲を特定しました。 Bacillus subtilis、この範囲の追加のクラスターも同様に重要であると想定しています。予想通り、主要なクラスターのほとんどを含む範囲 B. subtilis（86％）は、ランキングの最上位にありました。必須遺伝子を持つクラスターの約76％ Escherichia coli はこの範囲内であり、著者のアプローチの妥当性を確認しました。これは、範囲内で見つかった1244のメタゲノムクラスターが腸の生命にとって重要な機能を決定することを示唆しています。

科学者たちは、範囲のクラスターの中で2つのタイプの機能を発見しました。すべてのバクテリアに必要な機能（「ハウスキーピング」）と、腸に固有である可能性のある機能です。最初のカテゴリーの多くの例の中には、主要な代謝経路（例えば、中枢炭素代謝、アミノ酸合成）の一部である機能、および重要なタンパク質複合体（RNAポリメラーゼ, DNAポリメラーゼ, ATPシンターゼ, 一般的な分泌装置 ).

図： 3.最小腸ゲノムおよびメタゲノムの機能的構成（最小ゲノムおよびメタゲノムの機能：レア -まれな、 頻繁に - 頻繁に）.

推定される腸特異的機能には、宿主タンパク質（コラーゲン、フィブリノーゲン、フィブロネクチン）への接着、または血液細胞や上皮細胞を装飾する糖脂質グロボアクセス糖の集合に関与する機能が含まれます。さらに、範囲クラスターの15％は、に存在する機能をエンコードします。<10% геномов Базы данных eggNOG и в значительной степени (74,3%) не определены (рис. 3). Детальное их изучение должно привести к более глубокому пониманию бактериальной жизни в кишечнике.

（プロジェクトの作成者による16Sシーケンスとメタゲノムシーケンスの結果に基づく MetaHIT)

私たちの体内の微生物は、人間の細胞の10倍の数である最大100兆個の細胞で構成されていると推定されており、私たち自身のゲノムの100倍の固有の遺伝子をコードしていると推定されています。ほとんどの微生物は腸に生息し、人間の生理学と栄養に大きな影響を及ぼし、人間の生活に不可欠です。さらに、腸内微生物は食物からのエネルギー回復に寄与し、腸内微生物叢の変化は腸の病気や肥満に関連している可能性があります。

A）16Sシーケンス

沿って材料デビッドA.レルマン他 al。人間の腸の微生物叢の多様性。理科..。 2005年6月10日; 308（5728）：1635-1638

腸内微生物が人間の健康と幸福に与える影響を理解して使用するには、腸内微生物群集の内容、多様性、機能を解読する必要があります。 16SリボソームRNA（16S rRNA）遺伝子配列決定に基づく方法は、2つの細菌分裂、BacteroidetesとFirmicutesが、既知の系統発生カテゴリーの90％以上を占め、遠位腸の微生物相を支配することを示しています。対応する研究では、16S rDNAに焦点を当て、すべての原核生物に普遍的に分布し、系統発生的関係を決定するための信頼性を示しました。粘膜および糞便のサンプルは、より大規模な人口ベースのケースコントロール研究の一部であった3人の健康な成人被験者（A、B、C）から得られました。粘膜標本は、結腸鏡検査中に、ヒト結腸の6つ\u200b\u200bの主要な領域（盲腸、上行結腸、横結腸、下行結腸、S字状結腸、および直腸）の健康な部位から得られた。結腸鏡検査の1か月後にも各被験者から糞便サンプルを採取した（各被験者から合計7つのサンプルを採取した）。上記のように、研究者たちは16SrDNAに焦点を合わせました。 16S rDNA 増幅ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）と細菌および古風な広域スペクトルプライマーを含むサンプルから。被験者Bからの7つのサンプルと被験者Cからの糞便サンプルは考古学的産物を産出しました。 21のサンプルすべてが細菌産物を生成しました。 PCR産物は、双方向でクローン化および配列決定され、数値的な生態学的アプローチが適用されました。

395の細菌系統型のうち、244（62％）は新規であり、80％は培養されていない種からの配列を表しています。推定される生物のほとんどはFirmicutesとBacteroidetesのメンバーであり、これは腸内細菌叢の他の分子分析と一致しています（1、2、4）。 Firmicutesタイプは、301の系統型で構成され、そのうち191は新しいものでした。 Firmicutesシーケンスのほとんど（95％）は、Clostridiaクラスのメンバーでした。研究者らは、既知の酪酸産生細菌（2454配列、42系統型）に関連するかなりの数のFirmicutesを発見しました。これらはすべて、ClostridiumクラスターIV、XIVa、およびXVIのメンバーです。正常な結腸上皮の維持と保護におけるその役割を考えると、健康な対照被験者の間でこの機能グループの顕著な提示を期待しました。以前に記載されたように（、）、Bacteroidetesの65の系統型間の大きな違いが被験者間で認められました。 B. thetaiotaomicronはすべての被験者に見られ、この種は栄養素の吸収や上皮細胞の成熟と維持などの有益な機能に関与していることが知られています。 Proteobacteria、Actinobacteria、Fusobacteria、およびVerrucomicrobiaのタイプに関連付けられているシーケンスは比較的少数です。通性種が結腸の厳密な嫌気性環境で細菌の約0.1％を占める可能性があることを考えると、プロテオバクテリア（Escherichia coliを含む）の低い配列含有量は予想外ではありませんでした。これは以前の結果と一致しています（、3、）。

B）メタゲノムシーケンス

材料に基づく Qin J、Li R、Raes J、Arumugam M、Burgdorf KS、Manichanh C、他メタゲノムシーケンシングによって確立されたヒト腸微生物遺伝子カタログ。自然。 2010; 464：59-65。

メタゲノムシーケンス rRNAシーケンスの強力な代替手段を提供しますにとって複雑な微生物の分析コミュニティ。人間の腸に関しては、そのような研究は2010年までにすでに約3 GBを形成しています（GB- ここに ギガベース\u003d米国または日本の33人の糞便サンプルからの微生物配列の10億塩基ペア）。したがって、人間の腸内微生物の遺伝子のより広い理解を得るために、MetaHITプロジェクト（人間の腸管のメタゲノミクス）からの別の研究の著者は、Illumina Genome Analyzerテクノロジー（GA）124人のヨーロッパの成人からの糞便サンプルからの全DNAのディープシーケンシングを実施する。彼らは576.7GBのシーケンスを生成し、これは以前のすべての研究のほぼ200倍であり、それをコンティグに組み立て、330万のユニークなオープンリーディングフレームを予測しました（ORF）。この遺伝子カタログには、MetaHITコホートの一般的な腸内微生物遺伝子が事実上すべて含まれており、腸内の細菌の生活に重要な機能の幅広い理解を提供し、多くの細菌種がさまざまな人々に共通していることを示しています。結果はまた、短期間のメタゲノムシーケンスを使用して、環境的に困難な環境の遺伝的可能性をグローバルに特徴付けることができることを示しています。

一般的な細菌核

ディープメタゲノムシーケンスにより、コホート内の微生物種の共通セット（共通核）の存在を調査することができます。この目的のために、著者らは、650の配列決定された細菌および古風なゲノムの非還元セットを使用しました。彼らは、各ヒト腸微生物サンプルのIllumina GA読み取り値を、90％の同一性しきい値を使用してゲノムのセットに位置合わせし、セット内の1つの位置にのみ位置合わせされた読み取りでカバーされるゲノムの割合を決定しました。典型的な腸の細菌ゲノムの平均長さは約40kbに相当し、種の同定に一般的に使用される16S遺伝子の約25倍である、1％の被覆率で、研究者はすべての個体で18種、90％以上で57種、 75％≥50％の人。 10％のカバレッジで、サンプルサイズを約10倍に増やす必要がありますが、科学者は依然として上記の種のうち13種を90％以上、35種を50％以上で発見しました。

使用したサンプルMH0006とMH0012（156.9MBと154.7MB）で、累積シーケンス長がそれぞれ3.96GBから8.74GBに、4.41GBから11.6GBに増加した場合、共通のひずみ数 2つのサンプルでは、\u200b\u200b1％のカバレッジしきい値で、135から169に25％増加しました。これは、各人に通常使用されるシーケンス深度で観察されるよりもはるかに大きな共通コアがあることを示しています。

個人の微生物種の数の変動は、共通のコアの識別に大きく影響する可能性があります。この変動性を視覚化するために、研究者は、MetaHITコホートの人々のゲノム全体で整列されたシーケンス読み取りの数を比較しました。ゲノムカバレッジが1％を超える個人の90％以上に存在する、最も一般的な57種でさえ、種間変動は12〜2187倍の範囲でした（図。 4。）。予想通り、BacteroidetesとFirmicutesが最大の数でした。

追加資料

BACTEROIDETS、FIRMSおよびその他

人間の胃腸管の微生物相を研究して1世紀以上にわたって得られた知識は、この生態系が確かに「忘れられた器官」であることを示しています。胃腸管の微生物相に関する多くのデータは時間の経過とともに非常に分散しているため、この分野の知識を体系化するためのレビュー作業が非常に必要です。そして、そのような仕事があります。科学文献（IXX後期-XXI世紀初頭）の分析後、それは体系的なレビューと腸の1057の微生物種への詳細な参照を提供します。

私たちのサイトでは、このレビューのごく一部がバクテリアとファームカットのセクションに含まれています。この選択は偶然ではなく、FirmicutesとBacteroidetesの代表を含む優勢な腸内微生物叢への関心の高まり、および最近の多数の個々の階層グループと腸内微生物の種類の再分類によって決定されます。 詳しくはこちらをご覧ください:

また提出前述のfirmicutsとbacteroidsが明確に区別されているヒト胃腸管の微生物相。 FirmicutesとBacteroidetesの比率は、肥満の人と痩せた人で異なることが知られており、この比率は、低カロリーの食事で体重が減ると減少します。したがって、おそらく高カロリーの食事によって引き起こされる人間の増加は、肥満の有用なバイオマーカーと見なすことができると考えるのが妥当です。

また、追加で提示グラフィカルな概要人生のさまざまな段階での人間の腸の微生物相の主要なタイプの組成物の相対的な豊富さ。次の条件での研究から得られたデータ：母乳育児と処方給餌、赤ちゃん固形食品、幼児用抗生物質、健康または栄養不良の幼児、健康な成人、高齢者と100歳、および肥満の成人。

腸の微生物相のための食物

腸内微生物叢の栄養と構成

過去10年間のマイクロバイオーム研究の復活以来、人間の腸内に存在する微生物の構造と機能を形作る力について多くの知識が蓄積されてきました。関与する多くの内因性および外因性の宿主関連因子のうち、栄養は腸の微生物群集の構造と機能の主な決定要因です。宿主とその微生物叢との間のつながりに食物シグナルを導入することにより、栄養は恒常性を維持するか、または疾患感受性を促進します。微生物叢は、代謝障害から神経学的病態に至るまでの疾患の病因、進行、および治療を調節します。ホストと微生物相の間の相互作用の形態を パーソナライズされた栄養 は、病気の制御と予防の両方のための新しい治療分野です。腸内微生物叢の組成と機能は幼少期から形成されており、将来的には多くの環境要因の影響を強く受けます。 ダイエット-です 重要な決定要因 微生物相の構成、特定の種の存在量とそれらの個々のまたは集合的な機能を調整することによって。さらに、特定の食事が集団内の個人に与える影響は人によって異なり、宿主とミクロビオームの特性の組み合わせに依存する可能性があります。後者は主に遺伝的背景ではなく環境によって決定されるため、介入の影響を受けやすい可能性があります。食事の栄養素が腸のミクロビオームをどのように調節するかを理解することは、食品開発にとって非常に興味深いことです。 非伝染性疾患の世界的な負担に取り組むための食事モデル..。現代の研究はそれを示しています消化繊維アラビノキシラン、ガラクトオリゴ糖、イヌリン、オリゴフルクトースなどは、多くの有益な細菌の発生を促進し、潜在的に有害な種を抑制します。前臨床の証拠は、脂肪の量と種類が有益な微生物と潜在的に有害な微生物の両方、および比率を調節することを示唆しています / 腸で。臨床的および前臨床的研究は、食事中のタンパク質の種類と量も腸の微生物相に有意で差別化された影響を与えることを示しています。同じことがビタミン、微量元素、ミネラル、ポリフェノール、食品添加物などにも当てはまります。

ダイエット-マイクロバイオーム-ホスト軸の重要性については、リンクを参照してください:

微生物叢の調節における食事栄養素の役割

ミクロビオーム研究の歴史から

プロジェクトの最初の結果 HMP

人間のマイクロバイオームプロジェクト

プロジェクトの最初の目標は、最も単純な単細胞動物、細菌、古生物に代表される900の完全な微生物のゲノムを解読することですが、この量でさえ、最終的には、いわゆる「MICROBIOM」。

人間のマイクロバイオームプロジェクト は「HumanGenome」プロジェクトの論理的な開発であり、その目標は人間のゲノムの完全なデコードです。プロジェクトは1990年に開始され、最初の完全な人間のゲノムが2003年に公開されたという事実にもかかわらず、人間のDNAの一部のセクションが解読されないままであるため、このプロジェクトはまだ完了していません。

人体の5つの重要な部位、すなわち腸、口腔、呼吸器、皮膚、泌尿生殖器系には、さまざまな種類の微生物が豊富に生息しています。この点で、それらは免疫、代謝、消化および他の機能を維持する上で重要な役割を果たします。

消化管 -私たちの微視的なルームメイトのほとんどの天国、ここに人間のマイクロバイオームがあります。つまり、腸のmミクロビオームは、以前は腸内微生物叢と呼ばれていたものです。

現在、さまざまな細菌群集（たとえば、海底の一部、下水など）の大規模なゲノム研究の開始に伴い、マイクロバイオームという名前がより一般的になっています。それは、微生物自体のコレクションではなく、それらが存在する環境に影響を与えるすべての微生物遺伝子のコレクションを意味します。人体は微生物の生息地でもあります...

人間の生物学の新しい見方

「HumanMicrobiome」プロジェクトの結果

2012年のアメリカの科学者のコンソーシアム National Institutes ofHealthプロジェクトでの5年間の作業の結果を公開しました人間のマイクロバイオームプロジェクト。 80人の学際的な科学者から約200人の科学者がHumanMicrobiomeプロジェクトの作業に参加しました研究機関..。調査の総費用は1億7300万ドルでした。

このプロジェクトの目的は、人体に存在するすべての微生物を特徴づけることでした。科学者は、129人の男性の体の15箇所、113人の女性の18箇所から組織サンプルを採取しました。すべてのボランティア（18歳から40歳までの健康な人）は、頬、鼻、耳の後ろの皮膚、肘のひだの内側から粘膜の3つのサンプルと、糞便のサンプルを提供しました。

生体物質の遺伝子解析の結果によると、人体には1万種以上の様々な微生物が生息していることがわかりました。研究の著者によると、マイクロバイオームのこの多様性は、人が想像できるよりもはるかに多くの遺伝子を人に提供します。したがって、人間のゲノムに代謝を調節するためのタンパク質をコードする22,000の遺伝子が含まれている場合、マイクロバイオームはさらに約800万の固有の細菌遺伝子を追加します。

「健康な人の間での細菌の種類の個人差が病気の発症の可能性にどのように影響するかという問題は未解決のままです」とコンソーシアムのメンバーの1人であるAnthonyFodor（Anthony Fodor）は言います。

体内のほとんどすべての人が、それらが引き起こす感染症のためにすでに知られている病原性微生物である有害な細菌種を少量含んでいることが判明しました。しかし、プロジェクトでテストに志願した242人のアメリカ人の成人のように、人が健康である場合、これらの微生物は有益な微生物と静かに共存し、それが「それらを抑制」します。

医師が知りたい次のポイントは、なぜ病原性微生物が一部の人々に害を及ぼし、同時に他の人々に影響を与えないのかということです。リスクにつながる人間の微小環境でどのような変化が起こるか様々な病気刺激性の腸症候群感染症から乾癬まで？

これらすべておよび他の多くの質問は、米国の国立衛生研究所の最大のプロジェクトの1つに参加している科学者に提起されました。得られた結果は、人々が健康を維持する方法やその逆についての科学者の見方をすでに変えています-病気になります。

「これは人間の生物学と人間の病気に関するまったく新しい視点であり、印象的です」と、米国国立衛生研究所が資金提供した1億7300万ドルのプロジェクトの主要な科学者の1人であるセントルイスのワシントン大学のフィリップター博士はコメントしました。

「これらのバクテリアは私たちの体の乗客ではありません」とターは強調しました。「それらは代謝的に活性です。彼らはコミュニティのようなものであり、私たちは森林や水の生態系を扱うのと同じように彼らと考えなければなりません。そして、環境の生態系と同じように、体の各部分の微生物の組成は異なります。たとえば、あなたの肌は熱帯雨林に匹敵し、あなたの腸は海のようなさまざまな種類の微生物でいっぱいです。

科学者たちは、何兆もの個々の細菌が人体に共存することを長い間知っていました。これは人間のマイクロバイオームと呼ばれます。これまで、さまざまな病気の原因となった微生物についてのみ研究が行われてきました。 3人に1人が他の人に感染する可能性のあるStaphylococcusaureus（鼻または皮膚）を持っていると医師が言う頻度を思い出すかもしれません。しかし、健康な人の体に生息するすべての種類の微生物、それらが正確にどこにあり、それらが私たちの体にどのように影響するかを誰も知りません。 80の研究機関からの約200人の科学者が、人間の遺伝学を解読するために使用される方法の1つを使用して微生物のDNAを解明することにより、これらの質問に答えるために、初めての人口統計に5年間協力しました。これらの研究の結果は、一連のジャーナルレポートに掲載されました。 自然と科学の公立図書館.

まず、科学者は人体のさまざまな部分（口、鼻、皮膚の一部の領域、女性の膣、糞便）から組織サンプルを収集する必要がありました。次に、細菌のDNAをヒトのDNAから分離し、複雑な細菌（ラクトバチルス、ストレプトコッカス、コリネバクテリウム）の分析を開始しました。

「人体のすべての細胞には約10個の細菌細胞がありますが、それらは非常に微細であるため、すべての微生物の総質量は人の体重の1〜3パーセントです」と国立ヒトゲノム研究センターのエリックグリーン博士は説明します。米国国立衛生機構（NIH）。これは、体重90kgの人が最大3kgの細菌を含むことを意味します。

人間のゲノムには約22,000の遺伝子が含まれています。しかし、新しいプロジェクトの見積もりによると、微生物は私たちの体にさらに多くの力、800万の遺伝子を与えます。バクテリアの遺伝子は私たちの体に関連して特定の仕事をします。プロジェクトの別の研究者であるブルース・ビレン博士によると、それらのいくつかは、それらが含まれているヒト細胞の健康と発達に重要な役割を果たしています。たとえば、腸内細菌の遺伝子は、いくつかのタンパク質や脂肪を分解します。それらはまた、あらゆる種類の炎症と戦う有用な化合物を生成します。それでも、科学者は、特定の機能を実行する微生物の基本的な組成がないことを発見しました。バクテリアのさまざまな組み合わせがこれを行うことができます。

民族グループ間のマイクロバイオムの違い

小さな逸脱。 2018年、科学者たちは、民族性に基づいて定期的に存在量が変化する12種類の細菌を発見しました。民族性は食事から遺伝学まで多くの要因を捉えているので、なぜそうなのかを言うのは難しいと、ヴァンダービルト遺伝学研究所のヴァンダービルト大学の博士課程の学生であるアンドリュー・ブルックスは言いました。分析 American GutProjectとHumanMicrobiomeProjectによって提供されたデータ。しかし、それは人間間の健康的なミクロビオームの違いを理解するための基礎です...

「体内のバクテリアの組成は人によって異なりますが、特定の機能を実行するように編成されています」とBirren氏は述べています。私たちの生活様式と環境が、私たちのために働くこの種のメカニズムの出現を刺激した可能性があります。

現在、特定の病気の人の微生物の組成が、病気の予防と治療をさらに目的とした健康な人とどのように異なるかを示す研究が行われています。

たとえば、胃腸の超感染症（Staphylococcus aureusを含む抗生物質に耐性のある細菌）を考えてみてください。これは、入院中の人に感染することが多く、死ぬこともあります。フィリップ・ター（ワシントン大学）は、腸内細菌のどの組成が細菌性異常症による胃腸管の損傷を防ぐことができるか、またはその有害な影響を減らし、どの人々がより感染しやすいかを知りたいと考えています。

ベイラー医科大学の研究者は、妊婦の膣に存在する細菌は妊娠中に変化する能力があり、おそらく赤ちゃんにとって最も健康的な環境を作り出す可能性があると報告しました。以前の研究では、伝統的な出産によって出産された赤ちゃんの細菌組成は、帝王切開によって出産された赤ちゃんの細菌組成とは異なることも示されています。これは、帝王切開が特定の感染症にかかる赤ちゃんのリスクを高める理由を説明しています。

「私たちの中に存在する世界を理解するために、どれだけ多くの作業を行う必要があるかを示しているので、新しい情報はどれも私たちに衝撃を与えます」と、感染症の専門家であるデビッド・レルマン博士（スタンフォード大学）は述べています。ジャーナルNatureのこのプロジェクトの結果。

たとえば、このプロジェクトには、ヒューストン郡とセントルイス郡に住む主に白人のボランティアが参加しました。レルマン博士は、人種、民族、地理的に異なる出身の人々のミクロビオームを定義するために行われるべき作業はまだたくさんあると述べました。これらの微生物が人間の遺伝学とどのように相互作用するかについても、多くの未解決の質問があります。

「実際、私たちは、私たちの内部にある微生物生態系がどのような機能を提供し、それが私たちの健康にどのように影響するかを完全に認識していません」とレルマンは述べています。

MICROBIOMについてのビデオレクチャー

Konstantin Severinov、生物科学博士、ロシア科学アカデミーの分子遺伝学研究所の原核生物要素の遺伝子発現調節研究所の責任者、ロシア科学アカデミーの遺伝子生物学研究所の微生物の分子遺伝学研究所の責任者、ラトガース大学（米国）の教授、Skolkovo科学技術研究所の教授

コンスタンチン・セヴェリノフ：

「私たちの体の最大の器官は肝臓や脳ではなく、いわゆるマイクロバイオームを形成する微生物です...」（