mikrobiota yang normal manusia adalah himpunan mikroorganisme yang mendiami tubuh dengan cara yang standar, tanpa menyebabkan penyakit. Saat ini istilah flora bakteri dianggap tidak tepat.
Secara taksonomi, mikrobiota terdiri dari organisme yang sangat beragam, mulai dari bakteri, archaea, dan eukariota hingga virus. Komunitas mikroba bervariasi secara signifikan di berbagai area tubuh. Dengan kata lain, komposisi mikroba di dalam mulut tidak sesuai dengan yang terdapat di usus.
Sumber: pixabay.com
Ketika kita memikirkan bakteri – dan mikroorganisme pada umumnya – kita cenderung membangkitkan perasaan merendahkan tentang keberadaan entitas ini dalam tubuh kita. Meskipun benar bahwa beberapa bakteri menyebabkan penyakit serius, generalisasi konsepsi ini tidak benar.
Mikroorganisme dalam tubuh kita sangat diperlukan dan membangun hubungan mutualistik dan komensal dengan organisme kita. Mikrobiota kita secara signifikan mempengaruhi fisiologi kita – baik secara langsung maupun tidak langsung -, berkontribusi pada sejumlah fungsi metabolisme, melindungi kita dari patogen, mendidik sistem kekebalan, di antara fungsi lainnya.
Berbagai faktor mempengaruhi komposisi mikrobiota manusia. Di antara yang paling menonjol adalah diet – baik pada bayi dan orang dewasa -, cara lahir, penggunaan antibiotik, kondisi medis tertentu, genotipe inang, antara lain.
Saat ini, ada serangkaian metode molekuler baru yang memungkinkan karakterisasi mikrobiota menggunakan teknik pengurutan yang maju dan cepat. Yang paling banyak digunakan adalah gen yang mengkode RNA ribosom 16S dan dibandingkan dengan database.
Indeks artikel
Apa itu mikrobiota?
Mikrobiota didefinisikan sebagai kumpulan mikroorganisme yang ada dalam lingkungan tertentu. Dalam hal ini, mikroorganisme berhubungan dengan tubuh manusia. Istilah ini diusulkan oleh Lederberg dan McCray, yang menekankan konsekuensi dan manfaat entitas biologis ini bagi kesehatan manusia.
Ada istilah yang sangat mirip: mikrobioma. Dalam literatur , mikrobioma dan mikrobiota biasanya merupakan konsep yang dapat dipertukarkan. Namun, jika kita ingin lebih tepatnya, mikrobioma adalah katalog mikroba, bersama dengan gennya.
Istilah yang terkait adalah bakteri “flora”, mikroflora atau flora usus. Keduanya digunakan selama beberapa dekade dan sangat relevan dalam literatur medis dan ilmiah.
Namun, istilah yang berasal dari tahun 1900 ini tidak tepat, karena flora adalah istilah yang berasal dari bunga Latin , yang dikaitkan dengan tanaman yang mendiami wilayah tertentu. Dan karena referensi tidak dibuat untuk kumpulan tanaman mikro yang menghuni tubuh manusia, istilah tersebut harus ditinggalkan dan diganti dengan mikrobiota, atau mikrobioma sesuai kasusnya.
Komposisi mikrobiota normal
Nomor
Mikrobiota terdiri dari beberapa mikroorganisme yang menghuni tubuh setiap orang. Dalam istilah numerik ada antara 10 dan 100 triliun (melebihi jumlah sel inang) organisme simbiosis ini, yang terletak terutama di saluran pencernaan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi komposisi mikrobiota
Mikrobiota mulai terbentuk sejak bayi lahir, di mana tubuhnya merupakan lingkungan baru untuk kolonisasi mikroba. Kolonisasi ini tergantung pada cara kelahiran – yaitu, persalinan alami atau operasi caesar (yang terakhir secara signifikan mempengaruhi mikrobiota).
Saat bayi tumbuh dan berkembang, keragaman mikrobiota meningkat secara linier, tergantung pada penjajah pertama. Ini akan berubah tergantung pada berbagai faktor, seperti pemberian ASI, konsumsi makanan tertentu, perkembangan penyakit, dan lain-lain.
Penelitian saat ini menunjukkan bahwa diet adalah faktor terpenting yang membantu menentukan jenis mikrobiota yang akan ada pada setiap individu.
Taksonomi
Secara taksonomi mikroorganisme ini termasuk dalam tiga domain kehidupan: eukariota, bakteri, dan archaea.
Identitas organisme ini sangat bervariasi antara individu, wilayah tubuh individu dan wilayah geografis tempat mereka tinggal. Pada bagian selanjutnya, kita akan menjelaskan secara lebih rinci identitas taksonomi mikrobiota khas setiap wilayah tubuh.
Jadi apakah kita benar-benar manusia?
Sekarang, mengetahui keragaman organisme yang sangat besar yang menghuni tubuh kita, kita harus bertanya pada diri sendiri siapa kita dan apakah kita benar-benar dapat menganggap diri kita sebagai individu .
Pandangan yang lebih memadai adalah menganggap diri kita sebagai superorganisme atau holobiont, karena kita terdiri dari 90% sel mikroba dan 99% gen dari mikroba.
Di mana letaknya?
Tubuh kita adalah kumpulan mikroorganisme yang kaya, di mana setiap struktur menyediakan ceruk potensial untuk perkembangannya. Hubungan mutualistik ini biasanya spesifik lokasi, di mana satu set mikroorganisme tertentu membentuk koloni di wilayah tubuh tertentu. Daerah yang paling penting adalah:
Mikrobiota usus
Di dalam ceruk yang disediakan tubuh manusia, tidak ada keraguan bahwa yang terbaik dipelajari – dalam hal mikrobiota – adalah saluran pencernaan.
Ribuan spesies ditemukan di usus individu dewasa, didominasi oleh filum Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria dan Verrucomicrobia.
Kolonisasi ini bervariasi di seluruh saluran pencernaan. Lactobacillaceae, Erysiopelotrichaceae dan Enterobacteriaceae mendominasi di usus kecil, kaya akan genera Bacteroides spp., Clostridium spp., Bifidobacterium spp.
Di usus besar penghuni yang paling umum adalah Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachnospiraceae dan Ruminococcaceae.
Perbedaan dalam keluarga bakteri di seluruh usus mencerminkan perbedaan fisiologis yang ada di seluruh usus.
Di usus halus, pertumbuhan bakteri dibatasi oleh konsentrasi oksigen, adanya peptida antimikroba dan nilai pH, sedangkan di usus besar beban bakteri lebih tinggi.
Selain itu, ada pembatasan bakteri di usus kecil untuk menghindari kompetisi penyerapan nutrisi antara mikroorganisme dan inang.
Di tinja, yang utama terdeteksi milik domain bakteri, meskipun ada juga perwakilan dari archaea (ordo Methanobacteriales) dan eukariota (ordo Saccharomycetales.)
Mikrobiota oral
Rongga mulut dan ekstensi yang berdekatan mewakili daerah perumahan yang cocok untuk jenis mikroorganisme tertentu, termasuk permukaan gigi, permukaan lidah, dan struktur keratin dan non-keratin lainnya.
Komponen dasar rongga mulut adalah air liur. Dalam satu mililiter cairan ini kita dapat menemukan hingga 100 juta sel bakteri. Dari jumlah tersebut, sekitar 300 spesies telah diidentifikasi, sementara 360 lainnya belum diberi identitas taksonomi tertentu.
Filum yang mendominasi rongga mulut adalah Firmicutes, diikuti oleh Proteobacteria, Bacteroides, Actinobacteria, Spirochaetes dan Fusobacteria.
Mengenai keragaman archaea, genus Methanobrevibacter telah diisolasi beberapa kali dari rongga mulut.
Studi mengungkapkan bahwa keberadaan archaea terkait dengan perkembangan penyakit periodontal. Dengan demikian, peran organisme ini dalam membangun hubungan komensal dengan tamu masih belum jelas.
Jamur yang dominan di rongga mulut termasuk dalam genus Candida . Seperti spesies archaea, mereka telah dikaitkan dengan perkembangan berbagai penyakit. Genera umum lainnya di rongga adalah: Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus, dan Fusarium.
Akhirnya, virus yang paling umum di mulut adalah virus herpes. Diperkirakan 90% dari populasi memilikinya.
Mikrobiota urogenital
Saluran urogenital wanita
Mikroba yang menghuni bagian dalam vagina berada dalam asosiasi tipe mutualistik yang baik dan seimbang, melindungi inangnya dan bertukar nutrisi, dengan imbalan lingkungan anoksik yang sesuai untuk pertumbuhannya.
Pada wanita usia reproduksi, vagina mengandung sejumlah besar asam laktat dan zat antimikroba lainnya, yang membatasi pertumbuhan mikrobiota. Lingkungan ini tetap terjaga berkat adanya bakteri penghasil asam laktat, khususnya Lactobacillus spp.
Faktanya, bakteri yang termasuk dalam genus ini telah dianggap sejak tahun 1892 sebagai penghuni yang sangat diperlukan untuk kesehatan vagina.
Selain Lactobacillus, vagina ditandai dengan menghadirkan mikroorganisme dari genus: Staphylococcus, Ureaplasma, Corynebacterium, Streptococcus, Peptostreptococcus, Gardnerella, Bacteroides, Mycoplasma, Enterococcus, Escherichia, Veillonella, Bifidogobacterium dan jamur .
Seiring bertambahnya usia wanita dan tingkat hormon berfluktuasi, mikrobiota dimodifikasi.
Saluran urogenital pria
Dibandingkan dengan saluran urogenital wanita, mikrobiota jantan telah sedikit dipelajari dan tidak diketahui secara rinci.
Beberapa genera yang telah dilaporkan di penis termasuk Staphylococus epidermidis, Corynebacterium spp., Lactobacillus spp., Antara lain.
Mikrobiota paru-paru
Paru-paru telah menjadi organ yang sangat menarik untuk mempelajari mikrobiota mereka. Namun, ada studi yang sangat terbatas pada subjek – ditambah dengan kesulitan dalam mengambil sampel. Meskipun sebelumnya dianggap daerah steril, hari ini visi tersebut telah dimodifikasi.
Kehadiran genus Streptococcus telah ditemukan , dan pada beberapa sampel Haemophilus, Rothia, Prevotella, Veillonella dan Fusobacterium .
Mikrobiota kulit
Organ terbesar manusia adalah kulit, yang ditutupi dengan beragam mikroorganisme dan dijajah oleh mereka sejak lahir.
Sekitar 200 genera bakteri telah diidentifikasi yang dianggap sebagai penghuni kulit. Sebagian besar spesies ini termasuk dalam tiga filum, yaitu: Actinobacteria, Firmicutes dan Proteobacteria.
Komposisi mikrobiota kulit terkait erat dengan jenis kulit, kebiasaan, dan genetika inangnya, sehingga sangat bervariasi.
Kebanyakan mikroba memakan sekresi dari kulit, sehingga mereka membentuk hubungan yang sangat dekat.
Fitur
Pencernaan dan produksi vitamin
Mikrobiota memenuhi serangkaian fungsi dalam tubuh manusia, menyoroti perannya dalam meningkatkan pencernaan.
Bakteri yang hidup di ujung usus besar terkait dengan pembelahan polisakarida yang tidak dapat dimetabolisme secara efisien di usus kecil, yang meningkatkan penyerapan nutrisi.
Juga telah ditunjukkan bahwa bakteri yang berbeda mampu menghasilkan vitamin esensial yang akan diserap oleh inang. Contohnya adalah salah satu organisme yang paling dikenal oleh para ilmuwan: E. coli.
Kompetisi dan perlindungan terhadap patogen
Kompetisi didefinisikan sebagai interaksi antagonis yang melibatkan dua atau lebih spesies yang bersaing untuk mendapatkan sumber daya yang sama.
Spektrum mikroorganisme yang tidak berbahaya yang kita simpan dalam tubuh kita selalu bersaing dengan patogen dan dalam banyak kasus mereka berhasil menggantikannya – berkat apa yang dikenal dalam ekologi sebagai prinsip pengecualian kompetitif.
Mereka diyakini membangun garis pertahanan pertama melawan infeksi oleh patogen potensial ini.
Bagaimana mikrobiota dipelajari?
Studi tentang mikrobiota dimulai pada zaman Antonie van Leewenhoek, pada awal tahun 1680. Peneliti ini mempelajari secara komparatif berbagai mikroorganisme yang menghuni daerah mulut dan dalam tinja, mencatat perbedaan yang signifikan di kedua daerah tersebut.
Perbedaannya melampaui wilayah tubuh, karena peneliti ini juga memasukkan perbandingan antara individu yang sehat dan yang sakit dalam rancangan eksperimennya. Dengan cara ini, ia berhasil menunjukkan pentingnya mikroorganisme dalam kesehatan manusia.
Secara historis, studi tentang mikrobiota melibatkan investasi waktu dan energi dalam menghasilkan banyak tanaman.
Saat ini, metodologi ini telah digantikan oleh pendekatan molekuler yang memungkinkan analisis sekuens genetik mikroorganisme (umumnya penanda molekuler yang digunakan adalah gen untuk RNA ribosom 16S dan 18S).
Dengan menganalisis urutan ini, takson (eukariota, bakteri atau archaea) dapat ditetapkan ke tingkat taksonomi yang berbeda, sampai kita sampai pada spesies.
Istilah metagenomik pada awalnya digunakan untuk karakterisasi total DNA , dan saat ini lebih tepat digunakan untuk merujuk pada studi penanda genetik, seperti gen DNA ribosom 16S.
Apa yang terjadi ketika ketidakseimbangan terjadi pada mikrobiota?
Meskipun tidak ada garis besar yang jelas dan tepat dari semua organisme yang menghuni tubuh manusia, diketahui bahwa perubahan kelimpahan dan komposisi mempengaruhi kesehatan, dari gangguan pencernaan hingga perkembangan perilaku cemas.
Saat ini, perawatan yang berfokus pada pembentukan kembali mikrobiota yang sehat sedang dikelola pada pasien yang menderita beberapa kelainan.
Referensi
- Donaldson, GP, Lee, SM, & Mazmanian, SK (2016). Biogeografi usus mikrobiota bakteri. ulasan alam. Mikrobiologi , 14 (1), 20–32.
- Lloyd-Price, J., Abu-Ali, G., & Huttenhower, C. (2016). Mikrobioma manusia yang sehat. Obat genom , 8 (1), 51.
- Marchesi, JR (Ed.). (2014). Mikrobiota dan mikrobioma manusia . CABI.
- Marchesi, JR, & Ravel, J. (2015). Kosakata penelitian mikrobioma: proposal. Mikrobioma, 3 , 31.
- Mimee, M., Citorik, RJ, & Lu, TK (2016). Terapi mikrobioma – Kemajuan dan tantangan. Ulasan pengiriman obat tingkat lanjut , 105 (Pt A), 44–54.
- Mohajeri, MH, Brummer, R., Rastall, RA, Weersma, RK, Harmsen, H., Faas, M., & Eggersdorfer, M. (2018). Peran mikrobioma bagi kesehatan manusia: dari ilmu dasar hingga aplikasi klinis. Jurnal nutrisi Eropa , 57 (Suppl 1), 1–14.
- Thursby, E., & Juge, N. (2017). Pengantar mikrobiota usus manusia. Jurnal Biokimia , 474 (11), 1823–1836.
- Ursell, LK, Metcalf, JL, Parfrey, LW, & Knight, R. (2012). Mendefinisikan mikrobioma manusia. Ulasan nutrisi , 70 Suppl 1 (Suppl 1), S38 – S44.
