לדלג לתוכן

מיקרוביוטה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
מפת הפלורה הטבעית על פני העור
מפת הפלורה הטבעית על פני העור

מִיקְרוֹבִּיּוֹטָה (על פי האקדמיה ללשון העברית: יְצוּרָה זְעִירָה[1]) היא קהילה אקולוגית של מיקרואורגניזמים, הכוללים ברובם מיני חיידקים, אך גם נגיפים, טפילים, פטריות, בקטריופאג'ים ופרוטיסטות, הנמצאים בתוך הגוף החי ומקיימים סימביוזה קומנסלית ופתוגנית עם הגוף. אף שלעיתים נעשה שימוש במונח מיקרוביום כמילה נרדפת למיקרוביוטה, מאמרים מדעיים מבחינים בין מיקרוביוטה, שהיא כלל המיקרואורגניזמים בגוף, לבין מיקרוביום, שהוא הגנום המצרפי של כל המיקרוביוטה.

רוב הרקמות בגוף אינן מאפשרות קיום של מיקרואורגניזמים, אך ביתר הרקמות הריריות (כגון העין, הפה, דרכי המין, דרכי השתן, מערכת הנשימה), העור, מערכת העיכול קיימת כמות עצומה של מיקרואורגניזמים. בעבר ההערכה הייתה כי גוף האדם מכיל בערך פי עשרה תאים של מיקרואורגניזמים מאשר תאים אנושיים, אך כיום ההערכות נוטות ליחס של כ-3:1 ואפילו 1:1. למרות זאת, המסה של המיקרוביוטה מהווה רק 1-3% ממשקלו של האדם, בערך 1,400 גרם. מחקרים מ-1990 מצאו שקיים יחס סימביוטי הדוק בין המיקרוביוטה לגוף. ניתן להתייחס למיקרוביוטה כ"איבר נוסף" השולט באופן עצמאי על חלק מהתהליכים בגוף, כגון המערכת החיסונית. למיקרוביוטה תפקיד חשוב בלחימה במחלות אוטואימוניות כגון סוכרת, דלקת מפרקים שיגרונית, טרשת נפוצה, דאבת וכנראה גם סרטן. מחקרים בזבובים הראו שהמיקרוביוטה יכולה להשפיע על העדפה מינית, קולינרית או על מצב הרוח של המארח[דרוש מקור].

הפלורה הטבעית(אנ') - כינוי לנוכחות הטבעית של חיידקים (בדרך סימביוטיים) הנמצאת באיבר מסוים, למשל: עור, מעיים, נרתיק. הם מהווים תפקיד חשוב בעיכול המזון, ובהגנה מפני חדירה ושגשוג של מיקרואורגניזמים פתוגנים[2].

חלק מהמיקרוביוטה הוא ה-Human virome(אנ'), היינו כלל הנגיפים שבאדם. ההערכות הן כי קיימים עשרה נגיפים על כל חיידק, ובסדר גודל של כמה מאות טריליונים.[3][4].

המגוון הגנטי של המיקרוביום הוא רב ונקרא "הגנום השני", ושל המאכסן נקרא "הגנום הראשון", יחדיו הם מהווים "הולוביום".[5][6].

סכמה של אופן אכלוס חיידקים על ידי פקעת של תפוחי אדמה

סוגי יחסים של חיידקים-פונדקאים

[עריכת קוד מקור | עריכה]
Cycas coralloid root XS high
צילום במיקרוסקופ אור של חיידקי ציאנובקטריה בשורשים של צמח הציקס Cycas

קומנסליות

[עריכת קוד מקור | עריכה]

קומנסליזם, מושג שפותח על ידי פייר ז'וזף ואן בנדן (1809–1894), פרופסור בלגי באוניברסיטת לוון במהלך המאה התשע-עשרה[7] הוא מושג מרכזי במיקרוביום, שבו המיקרוביוטה מאכלסת פונדקאי בדו-קיום לא מזיק. הקשר עם הפונדקאי נקרא הדדי כאשר אורגניזמים המיקרוביאליים מבצעים פעילות שימושית עבור המארח,[8] [9]

צמחים הם מארחים מתאימים עבור מיקרואורגניזמים מכיוון שהם מספקים מגוון של חומרים מזינים. מיקרואורגניזמים על צמחים יכולים להיות אפיפיטים, נמצאים על הצמחים או אנדופיטים הנמצאים בתוך רקמת הצמח.[10][11] עובשים ספרופיטים ופתוגנים של צמחים פיתחו, באמצעות אבולוציה מתכנסת, מורפולוגיה דומה ותופסים נישות אקולוגיות דומות. הם מפתחים קורי תפטיר, מבנים דמויי חוט שחודרים לתא המארח. במצבים הדדיים הצמח מחליף לעיתים קרובות סוכרי הקסוז בפוספט לא אורגני מהסימביונט הפטרייתי.[12][13] חיידקים מעודדי גידול צמחים (PGPB) מספקים לצמח שירותים חיוניים כגון קיבוע חנקן, ומסיסות של מינרלים כגון זרחן, מעודדים סינתזה של הורמונים צמחיים, שיפור ישיר של ספיגת מינרלים והגנה מפני פתוגנים.[14][15] PGPBs עשויים להגן על צמחים מפני פתוגנים על ידי תחרות עם הפתוגן על נישה אקולוגית או מצע, ייצור אללו-כימיקלים מעכבים, או גרימת עמידות מערכתית בצמחים מארח לפתוגן.[16] מיקרוביוטה של צמחים המורכבת בעיקר מסוגים שונים של חיידקים ושמרים ולפעמים גם עובשים, החיה ביחסים סימביוטיים עם הצמח המארח, נחשבים לזני-בר שעשויים להפוך לסטארטר של תסיסה טבעי בייצור של מזונות שונים כגון, משקאות אלכוהוליים, רטבים של סויה ואורז, חומץ ועיבוד פולי קפה, קקאו ועלי תה.

טפילות

[עריכת קוד מקור | עריכה]

טפילות מתרחש כאשר המיקרואורגניזם מזיק למארח. או לחלופין, למארח אין תועלת.[17] חילופי חומרים מזינים עשויים להיות דו כיווניים או חד כיווניים, עשויים להיות תלויי הקשר ועלולים להתרחש בדרכים מגוונות.[17] מיקרוביוטה שצפויה להיות נוכחת, ושבנסיבות רגילות אינה גורמת למחלה, נחשבות לצמחייה תקינה או למיקרוביוטה תקינה ;[8] פלורה נורמלית יכולה לא רק להיות לא מזיקה, אלא יכולה להגן על המארח.[18]

המיקרוביוטה של מערכת העיכול

[עריכת קוד מקור | עריכה]
ערך מורחב – מיקרוביוטה של מערכת העיכול

המיקרוביוטה של מערכת העיכול היא קהילה מורכבת של מיקרואורגניזמים משלושת ממלכות העל של החיים – חיידקים, ארכאה ואיקריוטיים – אך מורכבת בעיקר מחיידקים, שחיים בדרכי העיכול של בני אדם ובעלי חיים נוספים[19]. במערכת העיכול האנושית, המיקרוביוטה כוללת את המספר הרב ביותר ואת מגוון הסוגים הרחב ביותר של חיידקים בהשוואה לשאר חלקי הגוף[20]. היא מכילה כ-500–1000 מינים שונים ומספר תאי החיידקים בה הוא כמספר התאים האנושיים[21]. בנוסף היא מכילה חומר גנטי שמכיל גנים חיידקיים שמספרם המוערך גדול פי 100 ממספר הגנים האנושיים.

נמצא מתאם בין חוסר ויסות של המיקרוביוטה במערכת העיכול האנושית לבין אירועי דלקת גופניים ובעיות במערכת החיסון[22][20]. מגוון רחב יותר של סוגי מיקרוביוטה נמצא במתאם עם בריאות טובה יותר ואילו מגוון מצומצם של סוגי מיקרוביוטה נמצא במתאם עם מגוון של מחלות[23].

הרכב המיקרוביוטה במערכת העיכול של האדם משתנה לאורך זמן, כתוצאה משינויים בתזונה ובמצבו הבריאותי[22][20].

בשנת 2024 פותחה גלולה שמנסה ללכוד דגימות מאוכלוסיות החיידקים לאורך המעי הדק.[24].

ציר המיקרוביוטה-מערכת העיכול-מוח

[עריכת קוד מקור | עריכה]
ערך מורחב – ציר המיקרוביוטה-מערכת העיכול-מוח

ציר מערכת העיכול-מוח הוא ציר של תקשורת דו-צדדית, ביוכימית בין מערכת העיכול ומערכת העצבים המרכזית[25]. ציר זה חשוב לשמירה על הומאוסטזיס וכולל את מערכת העצבים המרכזית, המערכת הנוירו-אנדוקרינית, המערכת הנוירו-חיסונית ומערכת העצבים האוטונומית, כולל מערכת העצבים האנטרית (ENS) ועצב הואגוס[26][25]. המונח ציר המיקרוביוטה-מערכת העיכול-מוח משמש לתיאור תפקידה של המיקרוביוטה במערכת העיכול כחלק ממערכת היחסים שבין מערכת העיכול והמוח[27][26][25]. קיימים מסלולים מרובים, ישירים ועקיפים, שדרכם המיקרוביוטה במערכת העיכול יכולה לווסת את הציר מערכת העיכול-מוח. אלה כוללים מסלולים אנדוקריניים (קורטיזול), חיסוניים (ציטוקינים) ועצביים (עצב הואגוס ומערכת העצבים האנטרית)[28]. המוח מצידו מגייס מנגנונים אלה כדי להשפיע על הרכב המיקרוביוטה במערכת העיכול, למשל בתנאים של לחץ.

קישורים חיצוניים

[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים

[עריכת קוד מקור | עריכה]
  1. ^ יְצוּרָה זְעִירָה במילון ביולוגיה כללית (תשס"ט), 2009, באתר האקדמיה ללשון העברית
  2. ^ אם אין אני לי - חיידקים לי, באתר telem.openu.ac.il
  3. ^ Human Virome - an overview | ScienceDirect Topics, www.sciencedirect.com
  4. ^ David Pride, Ch, rabali Ghose, How Many Viruses Live in the Human Body? The Answer May Surprise You, Inverse (באנגלית)
  5. ^ אתר למנויים בלבד סמדר רייספלד, האם אנחנו עוזרים לזולת רק כי החיידקים מפתים אותנו לעשות זאת?, באתר הארץ, 23 בינואר 2019
  6. ^ אתר למנויים בלבד סמדר רייספלד, אמור לי מי החיידקים שלך ואומר לך מי אתה, באתר הארץ, 4 בפברואר 2016
  7. ^ Poreau B., Biologie et complexité : histoire et modèles du commensalisme. PhD Dissertation, University of Lyon, France, 2014.
  8. ^ 1 2 Sherwood, Linda; Willey, Joanne; Woolverton, Christopher (2013). Prescott's Microbiology (9th ed.). New York: McGraw Hill. pp. 713–721. ISBN 9780073402406. OCLC 886600661.
  9. ^ Quigley, E. M. (ספט' 2013). "Gut bacteria in health and disease". Gastroenterol Hepatol (N Y). 9 (9): 560–569. PMC 3983973. PMID 24729765. {{cite journal}}: (עזרה)
  10. ^ Berlec, Aleš (2012-09-01). "Novel techniques and findings in the study of plant microbiota: Search for plant probiotics". Plant Science. 193–194: 96–102. Bibcode:2012PlnSc.193...96B. doi:10.1016/j.plantsci.2012.05.010. PMID 22794922.
  11. ^ Whipps, J.m.; Hand, P.; Pink, D.; Bending, G.d. (2008-12-01). "Phyllosphere microbiology with special reference to diversity and plant genotype" (PDF). Journal of Applied Microbiology (באנגלית). 105 (6): 1744–1755. doi:10.1111/j.1365-2672.2008.03906.x. ISSN 1365-2672. PMID 19120625.
  12. ^ Remy W, Taylor TN, Hass H, Kerp H (1994). "Four hundred-million-year-old vesicular arbuscular mycorrhizae". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 91 (25): 11841–11843. Bibcode:1994PNAS...9111841R. doi:10.1073/pnas.91.25.11841. PMC 45331. PMID 11607500.
  13. ^ Chibucos MC, Tyler BM (2009). "Common themes in nutrient acquisition by plant symbiotic microbes, described by the Gene Ontology". BMC Microbiology. 9(Suppl 1) (Suppl 1): S6. doi:10.1186/1471-2180-9-S1-S6. PMC 2654666. PMID 19278554.
  14. ^ Kloepper, J. W (1993). "Plant growth-promoting rhizobacteria as biological control agents". In Metting, F. B. Jr (ed.). Soil microbial ecology: applications in agricultural and environmental management. New York: Marcel Dekker Inc. pp. 255–274. ISBN 978-0-8247-8737-0.
  15. ^ Bloemberg, G. V.; Lugtenberg, B. J. J. (2001). "Molecular basis of plant growth promotion and biocontrol by rhizobacteria". Current Opinion in Plant Biology. 4 (4): 343–350. Bibcode:2001COPB....4..343B. doi:10.1016/S1369-5266(00)00183-7. PMID 11418345.
  16. ^ Compant S, Duffy B, Nowak J, Clément C, Barka EA (2005). "Use of Plant Growth-Promoting Bacteria for Biocontrol of Plant Diseases: Principles, Mechanisms of Action, and Future Prospects". Appl Environ Microbiol. 71 (9): 4951–4959. Bibcode:2005ApEnM..71.4951C. doi:10.1128/AEM.71.9.4951-4959.2005. PMC 1214602. PMID 16151072.
  17. ^ 1 2 Remy W, Taylor TN, Hass H, Kerp H (1994). "Four hundred-million-year-old vesicular arbuscular mycorrhizae". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 91 (25): 11841–11843. Bibcode:1994PNAS...9111841R. doi:10.1073/pnas.91.25.11841. PMC 45331. PMID 11607500.
  18. ^ Copeland, CS (ספט'–אוק' 2017). "The World Within Us". Healthcare Journal of New Orleans. אורכב מ-המקור ב-2019-12-07. נבדק ב-2019-12-07. {{cite journal}}: (עזרה)
  19. ^ Saxena, R.; Sharma, V.K, A Metagenomic Insight Into the Human Microbiome: Its Implications in Health and Disease, Medical and Health Genomics doi: 10.1016/B978-0-12-420196-5.00009-5
  20. ^ 1 2 3 Quigley, EM, Gut bacteria in health and disease, Gastroenterol Hepatol
  21. ^ Sender, R., Fuchs, S., & Milo, R, Are We Really Vastly Outnumbered? Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans, Cell, 2016 doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.01.013
  22. ^ 1 2 Shen, S; Wong, CH, Bugging inflammation: role of the gut microbiota, Clin Transl Immunology doi: 10.1038/cti.2016.12
  23. ^ Sharon, G.; Sampson, T.R.; Geschwind, D.H.; Mazmanian, S. K., The central nervous system and the gut microbiome, Cell doi: 10.1016/j.cell.2016.10.027
  24. ^ Ruben Del-Rio-Ruiz et al., Soft autonomous ingestible device for sampling the small-intestinal microbiome, Device, June 20, 2024
  25. ^ 1 2 3 1. Wang, Y; Kasper, LH, The role of microbiome in central nervous system disorders, Brain Behav Immun doi: 10.1016/j.bbi.2013.12.015
  26. ^ 1 2 Dinan, T.G; Cryan, The impact of gut microbiota on brain and behavior: implications for psychiatry, Curr Opin Clin Nutr Metab Care doi: 10.1097/MCO.0000000000000221
  27. ^ Mayer, EA; Knight, R; Mazmanian, SK; et al, "Gut microbes and the brain: paradigm shift in neuroscience, J Neurosci doi: 10.1523/JNEUROSCI.3299-14.2014
  28. ^ Cryan, J.F.; Dinan, T. G., Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behavior, Nature reviews neuroscience doi: 10.1038/nrn3346
  29. ^ אתר למנויים בלבד עידן לושי, החבר'ה הטובים: כיצד חברים מעצבים לנו את המיקרוביום?, באתר הארץ, 26 בנובמבר 2024

הבהרה: המידע בוויקיפדיה נועד להעשרה בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי.

אוחזר מתוך "https://he.wikipedia.org/w/index.php?title=מיקרוביוטה&oldid=40175147"