Первоначальное приобретение микробиоты
Первичным приобретением микробиоты формирование непосредственно микробиоты организма является до и после рождения . Микробиота (также называемая флорой ) — это все микроорганизмы, включая бактерии , археи и грибы , которые колонизируют организм. Микробиом — это еще один термин , обозначающий микробиоту, который может относиться к собранным геномам .
Многие из этих микроорганизмов взаимодействуют с хозяином полезным образом и часто играют важную роль в таких процессах, как пищеварение и иммунитет. [1] Микробиом динамичен: он варьируется у разных людей с течением времени и может подвергаться влиянию как эндогенных, так и экзогенных сил. [2]
Обильные исследования беспозвоночных [3] [4] [5] показали, что эндосимбионты могут передаваться вертикально к ооцитам или передаваться извне во время яйцекладки. [6] Исследования по приобретению микробных сообществ у позвоночных относительно редки, но также предполагают, что может иметь место вертикальная передача. [7] [8]
У людей
[ редактировать ]Ранние гипотезы предполагали, что человеческие дети рождаются стерильными и что любое присутствие бактерий в матке будет вредным для плода. [7] Некоторые считали, что и матка, и материнское молоко стерильны и что бактерии не попадают в кишечный тракт ребенка до тех пор, пока ему не будет предоставлено дополнительное питание. [9] В 1900 году французский педиатр Анри Тиссье выделил бифидобактерии из стула здоровых детей, находящихся на грудном вскармливании. [10] [11] Он пришел к выводу, что грудное молоко не является стерильным, и предположил, что диарею, вызванную дисбалансом кишечной флоры, можно лечить, добавляя в пищу бифидобактерии . [12] Однако Тиссье по-прежнему утверждал, что матка стерильна и что младенцы не вступают в контакт с бактериями до тех пор, пока не попадут в родовые пути. [11]
За последние несколько десятилетий исследования перинатального приобретения микробиоты у человека расширились в результате развития технологии секвенирования ДНК . [7] Бактерии обнаружены в пуповинной крови. [13] околоплодные воды, [14] и плодные оболочки [15] здоровых, доношенных детей. , Было также показано , что меконий первое испражнение переваренной околоплодной жидкости ребенка, содержит разнообразное сообщество микробов. [13] Эти микробные сообщества состоят из родов, обычно встречающихся во рту и кишечнике, которые могут передаваться в матку через кровоток, а также во влагалище, которые могут подниматься через шейку матки. [7] [13]
У позвоночных, кроме человека
[ редактировать ]В одном эксперименте беременным мышам давали пищу, содержащую генетически меченный Enterococcus faecium . [16] Было обнаружено, что меконий доношенного потомства, рожденного этими мышами посредством стерильного кесарева сечения, содержал меченый E. faecium , в то время как детеныши контрольных мышей, получавшие непривитую пищу, не содержали E. faecium . Эти данные подтверждают возможность вертикальной передачи микробов у млекопитающих.
Большинство исследований вертикальной передачи инфекции у немлекопитающих позвоночных сосредоточено на патогенах у сельскохозяйственных животных (например, кур, рыб). [7] [17] [18] Неизвестно, включают ли эти виды комменсальную флору в яйца.
У беспозвоночных
[ редактировать ]Морские губки являются хозяином многих видов микробов, специфичных для губок, которые встречаются в нескольких линиях губок. [19] Эти микробы обнаруживаются в различных популяциях без перекрытия ареалов, но не обнаруживаются в непосредственной среде губок. В результате считается, что симбионты возникли в результате колонизации до того, как губки диверсифицировались, и сохраняются за счет вертикальной (и, в меньшей степени, горизонтальной) передачи. [20] Подтверждено наличие микроорганизмов как в ооцитах, так и в эмбрионах губок. [20] [21]
Многие насекомые зависят от микробных симбионтов в получении аминокислот и других питательных веществ, которые недоступны из их основного источника пищи. [7] Микробиота может передаваться потомству через бактериоциты, связанные с яичниками или развивающимся эмбрионом. [5] [22] [23] кормя личинок пищей, обогащенной микробами, [24] или путем смазывания яиц средой, содержащей микробы, во время яйцекладки. [25] [26] Альтернативно, в других случаях состав микробиоты также может определяться окружающей средой, как в случае личинок комаров, живущих в воде. [27]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хармон, Кэтрин (16 декабря 2009 г.). «Ошибки внутри: что происходит, когда микробы, которые поддерживают наше здоровье, исчезают?» . Научный американец .
- ^ Мундасад, Смита (13 июня 2012 г.). «Проект «Микробиом человека» раскрывает самую большую карту микробов» . Новости Би-би-си.
- ^ Фельдхаар, Хайке; Гросс, Рой (январь 2009 г.). «Насекомые как хозяева мутуалистических бактерий» . Международный журнал медицинской микробиологии . 299 (1): 1–8. дои : 10.1016/j.ijmm.2008.05.010 . ПМК 7172608 . ПМИД 18640072 .
- ^ Дуглас, А.Е. (1989). «Мицетоцитарный симбиоз у насекомых». Биологические обзоры . 64 (4): 409–434. дои : 10.1111/j.1469-185X.1989.tb00682.x . ПМИД 2696562 . S2CID 28345783 .
- ^ Перейти обратно: а б Бюхнер, П. (1965). Эндосимбиоз животных с растительными микроорганизмами . Нью-Йорк: Издательство Interscience. ISBN 978-0470115176 .
- ^ Салем, Хасан (апрель 2015 г.). «Внетелесный опыт: внеклеточное измерение передачи мутуалистических бактерий у насекомых» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 282 (1804): 20142957. doi : 10.1098/rspb.2014.2957 . ПМЦ 4375872 . ПМИД 25740892 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Фанкхаузер, LJ; Борденштейн, СР (2013). «Мама знает лучше: универсальность материнской микробной передачи» . ПЛОС Биол . 11 (8): e1001631. дои : 10.1371/journal.pbio.1001631 . ПМЦ 3747981 . ПМИД 23976878 .
- ^ Гантуа, Инн; Дукатель, Ричард; Пасманс, Фрэнк; и др. (2009). «Механизмы заражения яиц Salmonella Enteritidis» . Обзоры микробиологии FEMS . 33 (4): 718–738. дои : 10.1111/j.1574-6976.2008.00161.x . ПМИД 19207743 .
- ^ Кендалл, AI; День, А.А.; Уокер, AW (1926). «Химия кишечных бактерий детей, находящихся на искусственном вскармливании: исследования бактериального метаболизма». Журнал инфекционных болезней . 38 (3): 205–210. дои : 10.1093/infdis/38.3.205 .
- ^ Вайс, Дж. Э.; Реттгер, Л.Ф. (1938). «Таксономические отношения Lactobacillus bifidus (B. bifidus Tissier) и Bacteroides bifidus». Журнал инфекционных болезней . 62 (1): 115–120. дои : 10.1093/infdis/62.1.115 .
- ^ Перейти обратно: а б Тиссье, Х. (1900). Исследование кишечной флоры детей раннего возраста (нормальное и патологическое состояние). Диссертация. Париж: Г. Карре и К. Но.
- ^ Тиссье, Х. (1906). Лечение кишечных инфекций методом кишечной бактериальной флоры. ЧР Биологического общества. 60:359-361.
- ^ Перейти обратно: а б с Хименес, Э.; и др. (2005). «Выделение комменсальных бактерий из пуповинной крови здоровых новорожденных, рожденных путем кесарева сечения». Современная микробиология . 51 (4): 270–274. дои : 10.1007/s00284-005-0020-3 . ПМИД 16187156 . S2CID 43438656 .
- ^ Беарфилд, К; Давенпорт, ES; и др. (2002). «Возможная связь между заражением микроорганизмами околоплодных вод и микрофлорой во рту» . Британский журнал акушерства и гинекологии . 109 (5): 527–533. дои : 10.1016/s1470-0328(02)01349-6 . ПМИД 12066942 .
- ^ Стил, Дж. Х.; Малатос, С.; Кеннеа, Н.; и др. (2005). «Бактерии и воспалительные клетки в плодных оболочках не всегда вызывают преждевременные роды» . Педиатрические исследования . 57 (3): 404–411. дои : 10.1203/01.pdr.0000153869.96337.90 . ПМИД 15659699 .
- ^ Хименес, Э.; Марин, ML; Мартин, Р.; и др. (апрель 2008 г.). «Действительно ли меконий здоровых новорожденных стерилен?» . Исследования в области микробиологии . 159 (3): 187–193. дои : 10.1016/j.resmic.2007.12.007 . ПМИД 18281199 .
- ^ Гантуа, И.; Дукатель, Р.; Пасманс, Ф.; и др. (2009). «Механизмы заражения яиц Salmonella Enteritidis» . Обзоры микробиологии FEMS . 33 (4): 718–738. дои : 10.1111/j.1574-6976.2008.00161.x . ПМИД 19207743 .
- ^ Брок, Дж.А.; Буллис, Р. (2001). «Профилактика и контроль заболеваний гамет и эмбрионов рыб и морских креветок». Аквакультура . 197 (1–4): 137–159. дои : 10.1016/s0044-8486(01)00585-3 .
- ^ Уилкинсон, ЧР (1984). «Происхождение бактериальных симбиозов у морских губок». Труды Лондонского королевского общества . 220 (1221): 509–517. дои : 10.1098/rspb.1984.0017 . S2CID 84667679 .
- ^ Перейти обратно: а б Шмитт, С.; Ангермайер, Х.; Шиллер, Р.; и др. (2008). «Обследование молекулярного микробного разнообразия репродуктивных стадий губок и понимание механизма вертикальной передачи микробных симбионтов» . Прикладная и экологическая микробиология . 74 (24): 7694–7708. Бибкод : 2008ApEnM..74.7694S . дои : 10.1128/aem.00878-08 . ПМК 2607154 . ПМИД 18820053 .
- ^ Шмитт, С.; Вайс, Дж.Б.; Линдквист, Н.; Хентшель, У. (2007). «Вертикальная передача филогенетически сложного микробного консорциума у живородящей губки Ircinia felix» . Прикладная и экологическая микробиология . 73 (7): 2067–2078. Бибкод : 2007ApEnM..73.2067S . дои : 10.1128/aem.01944-06 . ПМЦ 1855684 . ПМИД 17277226 .
- ^ Кога, Р.; Мэн, XY; Цучида, Т.; Фукацу, Т. (2012). «Клеточный механизм избирательной вертикальной передачи облигатного симбионта насекомых на границе раздела бактериоцитов и эмбрионов» . Труды Национальной академии наук США . 109 (20): Е1230–Е1237. дои : 10.1073/pnas.1119212109 . ПМК 3356617 . ПМИД 22517738 .
- ^ Сакки, Л.; Григоло, А.; Лаудани, У; и др. (1985). «Поведение симбионтов во время оогенеза и ранних стадий развития немецкого таракана Blatella germanica (Blattodea)». Журнал патологии беспозвоночных . 46 (2): 139–152. дои : 10.1016/0022-2011(85)90142-9 . ПМИД 3930614 .
- ^ Аттардо, генеральный менеджер; Лос, К.; Хедди, А.; и др. (2008). «Анализ структуры и функции молочных желез Glossina morsitans: производство молочного белка, популяции симбионтов и плодовитость» . Журнал физиологии насекомых . 54 (8): 1236–1242. дои : 10.1016/j.jinsphys.2008.06.008 . ПМК 2613686 . ПМИД 18647605 .
- ^ Прадо, СС; Зукки, ТД (2012). «Взаимодействие хозяина и симбионта для потенциальной борьбы с полужесткокрылыми вредителями» . Психика: журнал энтомологии . 2012 : 1–9. дои : 10.1155/2012/269473 .
- ^ Геттлер, В.; Кальтенпот, М.; Хернцнер, Г.; Стром, Э. (2007). «Морфология и ультраструктура органа культивирования бактерий: усиковые железы самок европейского пчелиного волка Philanthus triangulum (Hymenoptera, Crabronidae)». Строение и развитие членистоногих . 36 (1): 1–9. дои : 10.1016/j.asd.2006.08.003 . ПМИД 18089083 .
- ^ Гао, Хан; Цуй, Чунлай; Ван, Лили; Джейкобс-Лорена, Марсело; Ван, Сибао (01 февраля 2020 г.). «Микробиота комаров и значение для борьбы с болезнями» . Тенденции в паразитологии . 36 (2): 98–111. дои : 10.1016/j.pt.2019.12.001 . ISSN 1471-4922 . ПМЦ 9827750 . ПМИД 31866183 . S2CID 209445843 .