В последние годы интерес к изучению микробиота полости рта в качестве маркера состояния здоровья значительно возросла. В области микробиологии проводится все больше и больше исследований, и поэтому выводы, которые мы можем сделать, все более научно обоснованы.
Разница между микробиомом и микробиотой.
Прежде чем углубиться в детали, давайте уточним часто задаваемый вопрос: Является ли микробиом таким же, как микробиота, и чем они отличаются? Хотя иногда мы можем видеть, что эти термины взаимозаменяемы как синонимы, существуют различия в их значении. Микробиом – это совокупность всех микроорганизмов, которые естественным образом населяют наш организм, и его ДНК, т. е. речь идет о совокупности геномов всех микроорганизмов в окружающей среде или конкретном пространстве: человеческом теле, океане, субстрате, растении…
С другой стороны, микробиоты относится к набору микроорганизмов (бактерий, вирусов и грибков), обнаруженных в определенной среде или пространстве, которые обычно являются частью человеческого тела (оральная, кишечная, кожная микробиота…), но в океане есть микробиота, субстрат или растение, как мы говорили ранее, но без специального изучения генома этих микроорганизмов. Микробиоту можно описать с помощью различных методов, например, путем наблюдения под микроскопом или путем анализа ДНК тех микроорганизмов, которые присутствуют в этом конкретном пространстве, что является методологией, которую мы используем в 24Genetics.
Функции микробиоты полости рта
Цена на микробиота играет фундаментальную роль в здоровье человека, на самом деле, в нашем теле количество прокариотических клеток (бактерий и архей) больше, чем количество человеческих клеток, что составляет около 3 кг (около 6.5 фунтов) нашего тела. Микробиота полости рта защищает нас от патогенов, помогает развитию нашей иммунной системы и облегчает переваривание пищи для производства энергии.
Воздействие бактерий на наш организм
В начале 1990-х годов в научных кругах считалось, что секвенирования генома человека будет достаточно, чтобы понять основы здоровья и болезней. Однако анализ генома человека был лишь введением в генетический состав нашего организма. Люди и их комменсальные микроорганизмы эволюционировали вместе в течение последних двух миллионов лет, став зависимыми друг от друга (Avila et al., 2009).
Изучение микробиоты восходит к началу 20 века, и его начало приписывается Эли Мечников, один из учеников Пастера. Мечников подчеркнул благотворное влияние молочных ферментов на кишечную микробиоту (тогда называемую флорой) и на наш организм в целом. В результате этой работы он выдвинул идею о том, что бактерии, принадлежащие к кишечной флоре, не только не являются патогенными, но и играют существенную роль в нашем здоровье.
Со временем микробиологические исследования, посвященные этим бактериям, выявили их роль в различных аспектах нашего организма. особенно в поглощении витаминов и питательных веществ, а также в укреплении нашего иммунитета.
С 2006 года научные и технологические достижения в области высокопроизводительного секвенирования позволили ученым расшифровать бактериальный геном нашей микробиоты как в кишечнике, так и в других частях тела. Благодаря этому процессу были обнаружены и проанализированы свойства многочисленных ранее неизвестных видов бактерий, поскольку большинство из них невозможно культивировать in vitro.
Эти достижения привели к двум важным открытиям. Во-первых, было показано, что каждый человек обладает своей собственной уникальной микробиотой, хотя существует постоянное распределение видов бактерий, встречающихся у всех здоровых людей, образующих общую основу. Во-вторых, замечено, что между микробиотой здоровых и больных людей существуют различия как в разнообразии микробиоты, так и в обнаруженных в ней организмах и их пропорциях (Alvarez et al., 2021).
Разница между эубиозом и дисбиозом
При изучении микробиоты важно учитывать понятия эубиоз и дисбиоз. Термин эубиоз используется для описания нормального и сбалансированного состояния микробиоты, чтобы он соответствовал необходимым требованиям, чтобы мы могли извлечь выгоду из его положительного воздействия на наше здоровье. С другой стороны, Термин «дисбиоз» используется для обозначения дисбаланса в бактериальном Состав экологической ниши по сравнению с образцом считается нормальным и сбалансированным. При дисбактериозе может наблюдаться временное или постоянное исчезновение некоторых полезных для здоровья эффектов.
Что такое оральная микробиота
Ротовая полость содержит вторую по величине и разнообразию микробиоту в организме, уступая только кишечнику, и является домом для более Виды бактерий 700, включая комменсальные, симбиотические и патогенные виды.
Микробиота полости рта находится в слюне на поверхности десен и зубов, образуя биопленки. Биопленки представляют собой сложные структурированные бактериальные сообщества, которые прилипают к поверхности и окружены внеклеточным матриксом, продуцируемым самими бактериями. Эти бактериальные сообщества образуют своего рода «дом», где они могут взаимодействовать и защищать друг друга, создавая структуру, устойчивую к внешним атакам (Lasa et al., 2005).
Большое количество исследований показало, что микробиота полости рта у здоровых людей остается стабильной и обычно не является патогенной. Однако при определенных обстоятельствах определенные бактерии могут стать разрушительными и привести к развитию заболеваний полости рта, таких как пародонтит, и даже повлиять на здоровье на системном уровне.
Микробиоту полости рта можно разделить на:
- Основная микробиота (общий для всех): относится к видам бактерий, постоянно присутствующим у всех людей.
- Вариабельная микробиота (разные у разных людей): относится к видам бактерий, которые различаются у разных людей в зависимости от их образа жизни, фенотипа и генотипа.
Какие факторы изменяют микробиоту полости рта?
Микробиота полости рта может быть изменена эндогенными факторами, такими как генетика, возраст и происхождение, а также экзогенными факторами, такими как курение, диета, употребление алкоголя, антибиотики или беременность. Это может нарушить бактериальный баланс, что приведет к инфекционным заболеваниям полости рта, таким как кариес или пародонтит (рис. 1).
Рисунок 1. Разнообразие людей определяет состав микробиома полости рта. Генетика, этническая принадлежность, социально-экономический статус (через его влияние на диету и потребление алкоголя), курение и возраст влияют на состав микробиома полости рта человека. Источник: (Herremans et al., 2022).
Поэтому факторами, влияющими на микробиоту, которые мы можем контролировать, являются диета, курение и употребление алкоголя.
С точки зрения диеты высокое потребление сахаров способствует росту ацидогенных бактерий, т. е. тех, которые производят молочную кислоту в результате брожения сахара. К этим бактериям относятся как те, которые непосредственно приводят к кариесу, так и те, которые создают необходимую среду для вторичных инвазивных бактерий, вызывающих кариес. С другой стороны, диета, богатая клетчаткой и молочными продуктами, помогает поддерживать сбалансированную микробиоту (Santonocito et al., 2022).
Потребление алкоголя увеличивает количество грамположительных бактерий, таких как Стрептококками и виды рода Lactobacillus, которые могут вызывать кариес зубов. Кроме того, бактерии ротовой полости превращают этанол в ацетальдегид, который является канцерогеном (Li et al., 2022).
Однако умеренное потребление красного вина может улучшить здоровье полости рта, так как оно содержит смесь органических кислот, которые активны против оральных стрептококков, вызывающих кариес (Esteban-Fernandez et al., 2018).
Табак, в свою очередь, оказывает большое влияние на микробиоту полости рта, поскольку повышает кислотность слюны, снижает содержание кислорода в полости рта, влияет на адгезионную способность бактерий полости рта и ослабляет иммунную систему хозяина. Кроме того, сигары несут большое количество различных бактерий, некоторые из которых, такие как виды рода Bacillus и виды Clostridium, могут выживать в процессе курения и колонизировать полость рта (Wu et al., 2016).
Оральная микробиота и здоровье полости рта.
Здоровая микробиота полости рта помогает предотвратить разрастание вредных бактерий, поскольку полезные бактерии конкурируют с патогенными бактериями за доступные ресурсы и пространство. Эти полезные бактерии также могут производить противомикробные вещества, которые помогают поддерживать здоровую среду полости рта. Среди родов бактерий, которые считаются полезными, потому что они обладают противовоспалительными свойствами, являются Haemophilus и Neisseria.
С другой стороны, дисбаланс микробиоты полости рта может привести к таким заболеваниям полости рта, как кариес и заболевания пародонта. Кариес вызывается выработкой кислот бактериями, которые расщепляют остатки пищи и образуют зубной налет, который повреждает зубную эмаль. Заболевание пародонта, с другой стороны, характеризуется воспалением десен и повреждением поддерживающей ткани зубов из-за присутствия патогенных бактерий в зубном налете, таких как «Porphyromonas gingivalis».
Кроме того, в последние годы было продемонстрировано влияние микробиоты полости рта на рак полости рта через различные механизмы (рис. 2):
- Инфекции полости рта и дисбактериоз ответственны за создание провоспалительной микросреды, в которой воспалительные цитокины и металлопротеиназы матрикса способствуют развитию и прогрессированию опухоли.
- Бактерии в полости рта продуцируют активные формы кислорода и азота, а также онкогенные метаболиты (например, нитрозамины), вызывающие генетическое повреждение клеток слизистой оболочки полости рта.
- Дисбактериоз полости рта приводит к изменению эпителиальных барьеров, что предрасполагает слизистую оболочку полости рта к развитию хронических предраковых поражений.
- Наконец, оральный дисбиоз ответственен за несколько эпигенетических изменений, которые способствуют развитию опухоли (например, изменение онкомиРНК или явления метилирования ДНК).
Рисунок 2. Механизмы, посредством которых дисбиоз полости рта может привести к раку полости рта. Источник: (Радаич и Капила, 2021 г.)
Микробиота полости рта и системные заболевания
С другой стороны, микробиота полости рта может способствовать развитию системных заболеваний, таких как панкреатический рак или рак легких. Хотя причинно-следственная связь микробиоты в развитии этих заболеваний не была продемонстрирована, связь была доказана, и, например, при раке легких появляется все больше доказательств того, что микробиом полости рта может влиять на развитие и прогрессирование этого заболевания. Было замечено, что некоторые микроорганизмы, присутствующие в микробиоте полости рта, могут мигрировать в легкие в результате аспирации или вдыхания, что может вызвать хроническую воспалительную реакцию в легких. Это хроническое воспаление, в свою очередь, может способствовать развитию ранее существовавших состояний, повышающих риск рака легких, таких как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) или хронический бронхит (Maddi et al., 2019).
Наконец, появляется все больше свидетельств связи между заболеваниями пародонта с явным влиянием микробиома полости рта и системными заболеваниями, такими как Болезнь Альцгеймера, среди прочих. Пародонтит – это хроническое воспалительное заболевание, поражающее ткани, окружающие и поддерживающие зубы. Он характеризуется накоплением бактериального налета и воспалением десен, что может привести к потере костной массы и образованию пародонтальных карманов. Было замечено, что у людей с пародонтитом более высокие уровни воспалительных маркеров в организме позволяют предположить, что хроническое воспаление, связанное с пародонтитом, может играть роль в развитии и прогрессировании болезни Альцгеймера. Кроме того, в головном мозге пациентов с этим заболеванием были идентифицированы специфические пародонтальные бактерии. Было высказано предположение, что эти бактерии могут перемещаться из полости рта в мозг, вызывая воспалительную реакцию и способствуя повреждению нейронов, характерному для болезни Альцгеймера (Asher et al., 2022; Dominy et al., 2019).
Микробиота полости рта и 24Genetics
В 24Genetics мы запустили оральный тест на микробиоту, основанный на анализе генома микроорганизмов, присутствующих в слюне, включая бактерии, вирусы и грибы. Помимо знания состава микробиоты полости рта, вы сможете обнаружить свою прямую предрасположенность к пародонтиту и косвенную предрасположенность к другим патологиям. Открыть чтобы узнать больше о нашем новом тесте.
Библиография
Альварес, Дж., Фернандес Реал, Дж. М., Гарнер, Ф., Геймонд, М., Родригес, Дж. М., Саенс де Пипаон, М., и Санс, Ю. (2021). Микробиота кишечника и салат. Гастроэнтерология и гепатология, 44(7), 519–535. https://doi.org/10.1016/J.GASTROHEP.2021.01.009
Ашер, С., Стивен, Р., Мянтюля, П., Суоминен, А.Л., и Соломон, А. (2022). Здоровье пародонта, снижение когнитивных функций и деменция: систематический обзор и метаанализ лонгитюдных исследований. Журнал Американского гериатрического общества, 70(9), 2695–2709. https://doi.org/10.1111/JGS.17978
Авила, М., Ойциус, Д.М., и Йилмаз, О. (2009). Оральная микробиота: жизнь с постоянным гостем. https://Home.Liebertpub.Com/Dna, 28(8), 405–411. https://doi.org/10.1089/DNA.2009.0874
Домини С.С., Линч К., Эрмини Ф., Бенедик М., Марчик А., Конради А., Нгуен М., Хадич У., Раха Д., Гриффин К., Холсингер , Л.Дж., Арасту-Капур, С., Каба, С., Ли, А., Райдер, М.И., Потемпа, Б., Майдель, П., Хеллвард, А., Адамович, К., … Потемпа, Дж. ( 2019). Porphyromonas gingivalis в головном мозге при болезни Альцгеймера: доказательства причин заболевания и лечения низкомолекулярными ингибиторами. Наука развивается, 5(1). https://doi.org/10.1126/SCIADV.AAU3333
Эстебан-Фернандес, А., Зорракин-Пенья, И., Феррер, доктор медицины, Мира, А., Бартоломе, Б., Гонсалес Де Льяно, Д., и Виктория Морено-Аррибас, М. (2018). Ингибирование адгезии оральных патогенов к фибробластам десен человека полифенолами вина отдельно и в сочетании с оральным пробиотиком. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии, 66(9), 2071–2082. https://doi.org/10.1021/ACS.JAFC.7B05466/ASSET/IMAGES/LARGE/JF-2017-05466N_0003.JPEG
Херреманс, К.М., Ринер, А.Н., Кэмерон, М.Е., МакКинли, К.Л., Триплетт, Э.В., Хьюз, С.Дж., и Тревино, Дж.Г. (2022). Микробиом полости рта, рак поджелудочной железы и человеческое разнообразие в эпоху точной медицины. Микробиом 2022 10:1, 10(1), 1–14. https://doi.org/10.1186/S40168-022-01262-7
Ласа, И., Посо, Дж. Л. Дел, Пенадес, Дж. Р., и Лейва, Дж. (2005). Бактериальные биопленки и инфекции. Аналес дель Система Санитарио де Наварра, 28(2), 163–175. https://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1137-66272005000300002&lng=es&nrm=iso&tlng=es
Ли, С., Чжао, К., Чен, Дж., Ни, З., Ю, З., Ху, Л., Цинь, Ю., Чжао, Дж., Пэн, В., Лу, Л., Гао, X., и Сунь, Х. (2022). Суточные изменения микробиома полости рта у больных алкогольной зависимостью. Границы клеточной и инфекционной микробиологии, 12, 1068908. https://doi.org/10.3389/FCIMB.2022.1068908/BIBTEX
Мадди А., Сабхарвал А., Виоланте Т., Манубалла С., Дженко Р., Патнаик С. и Йендамури С. (2019). Микробиом и рак легких. Журнал торакальных болезней, 11(1), 280–291. https://doi.org/10.21037/JTD.2018.12.88
Радаик, А., и Капила, Ю.Л. (2021). Оралом и его дисбактериоз: новый взгляд на взаимодействие микробиома полости рта с хозяином. Журнал вычислительной и структурной биотехнологии, 19, 1335–1360 гг. https://doi.org/10.1016/J.CSBJ.2021.02.010
Сантоночито, С., Джудиче, А., Полицци, А., Трояно, Г., Мерло, Э.М., Склафани, Р., Гроссо, Г., и Изола, Г. (2022). Взаимосвязь между диетой и микробиомом полости рта: баланс питания при воспалении и реакция иммунной системы во время периодонтита. Питательные вещества, 14(12). https://doi.org/10.3390/NU14122426
Ву, Дж., Питерс, Б.А., Доминианни, К., Чжан, Ю., Пей, З., Ян, Л., Ма, Ю., Пердью, М.П., Джейкобс, Э.Дж., Гапстур, С.М., Ли, Х. , Алексеенко А.В., Хейс Р.Б. и Ан Дж. (2016). Курение сигарет и микробиом полости рта в большом исследовании взрослых американцев. Журнал ISME 2016 10:10, 10(10), 2435–2446. https://doi.org/10.1038/ismej.2016.37
