Первоначальное приобретение микробиоты - Initial acquisition of microbiota

Иллюстрация, показывающая отдельные внутренние и внешние источники передачи микробов от матери.

В первоначальное приобретение микробиоты это формирование организм с микробиота сразу до и после рождение. Микробиота (также называемая Флора) все микроорганизмы включая бактерии, археи и грибы которые колонизируют организм. В микробиом является другим термином для микробиоты или может относиться к собранным геномы.

Многие из этих микроорганизмов взаимодействуют с хозяином полезными способами и часто играют важную роль в таких процессах, как пищеварение и иммунитет.[1] Микробиом динамичен: он меняется от человека к человеку с течением времени и может находиться под влиянием как эндогенных, так и экзогенных сил.[2]

Обильные исследования беспозвоночных [3][4][5] показал, что эндосимбионты может быть передается вертикально к ооцитам или передается извне во время откладки яиц.[6] Исследования по приобретению микробных сообществ у позвоночных относительно редки, но также предполагают, что может происходить вертикальная передача.[7][8]

В людях

Ранние гипотезы предполагали, что человеческие дети рождаются бесплодными и что любое присутствие бактерий в организме матка будет вредно для плода.[7] Некоторые считали, что и матка, и материнское молоко стерильны, и что бактерии не попадают в кишечник младенца до тех пор, пока не будет предоставлена ​​дополнительная пища.[9] В 1900 году французский педиатр Генри Тиссье изолировал Бифидобактерии из стула здоровых младенцев, находящихся на грудном вскармливании.[10][11] Он пришел к выводу, что грудное молоко не является стерильным, и предположил, что диарея, вызванная дисбалансом кишечная флора можно вылечить, добавив в пищу Бифидобактерии.[12] Однако Тиссье по-прежнему утверждал, что матка стерильна и младенцы не контактировали с бактериями до тех пор, пока не попали в родовые пути.[11]

За последние несколько десятилетий исследования перинатального приобретения микробиоты у людей расширились в результате развития Технология секвенирования ДНК.[7] Бактерии обнаружены в пуповинной крови,[13] амниотическая жидкость,[14] и плодные оболочки[15] здоровых доношенных детей. В меконий, первое испражнение переваренной амниотической жидкости в кишечнике младенца, также содержит разнообразное сообщество микробов.[13] Эти микробные сообщества состоят из видов, обычно встречающихся во рту и кишечнике, которые могут передаваться в матку через кровоток, и во влагалище, которое может подниматься вверх через шейку матки.[7][13]

У позвоночных, кроме человека

В одном эксперименте беременным мышам давали корм, содержащий генетически маркированный Enterococcus faecium.[16] Было обнаружено, что меконий доношенного потомства, доставленный этими мышами через стерильное кесарево сечение, содержит меченые E. faecium, в то время как щенки от контрольных мышей, получавших не привитую пищу, не содержали E. faecium. Эти данные подтверждают возможность вертикальной передачи микробов у млекопитающих.

Большинство исследований вертикальной передачи у позвоночных, не являющихся млекопитающими, сосредоточено на патогенах сельскохозяйственных животных (например, курицы, рыбы).[7][17][18] Неизвестно, включают ли эти виды комменсальную флору в яйца.

У беспозвоночных

Морские губки являются хозяином многих видов губчатых микробов, которые встречаются в нескольких линиях губок.[19] Эти микробы обнаруживаются в разных популяциях без перекрывающихся ареалов, но не встречаются в непосредственном окружении губок. В результате считается, что симбионты были созданы в результате колонизации до того, как губки диверсифицировались, и поддерживаются посредством вертикальной (и, в меньшей степени, горизонтальной) передачи.[20] Подтверждено присутствие микроорганизмов как в ооцитах, так и в зародышах губок.[20][21]

Многие насекомые зависят от микробных симбионтов в получении аминокислот и других питательных веществ, недоступных из их основного источника пищи.[7] Микробиота может передаваться потомству через бактериоциты связанные с яичниками или развивающимся эмбрионом,[5][22][23] кормлением личинок обогащенной микробами пищей,[24] или путем смазывания яиц средой, содержащей микробы, во время откладки яиц.[25][26]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хармон, Кэтрин (16 декабря 2009 г.). «Ошибки внутри: что происходит, когда исчезают поддерживающие наше здоровье микробы?». Scientific American.
  2. ^ Мундасад, Смита (13 июня 2012 г.). «Проект« Микробиом человека »раскрывает самую большую карту микробов». Новости BBC.
  3. ^ 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. ЧВК  7172608. PMID  18640072.
  4. ^ Дуглас, A.E. (1989). «Симбиоз мицетоцитов у насекомых». Биологические обзоры. 64 (4): 409–434. Дои:10.1111 / j.1469-185X.1989.tb00682.x. PMID  2696562.
  5. ^ а б Бюхнер, П. (1965). Эндосимбиоз животных с растительными микроорганизмами. Нью-Йорк: Interscience Publishers. ISBN  978-0470115176.
  6. ^ Салем, Хасан (апрель 2015 г.). «Вне тела: внеклеточное измерение передачи мутуалистических бактерий в насекомых». Труды Королевского общества B: биологические науки. 282 (1804): 20142957. Дои:10.1098 / rspb.2014.2957. ЧВК  4375872. PMID  25740892.
  7. ^ а б c d е ж Funkhouser, L.J .; Борденштейн, С. (2013). «Мама знает лучше: универсальность передачи микробов от матери». PLoS Biol. 11 (8): e1001631. Дои:10.1371 / journal.pbio.1001631. ЧВК  3747981. PMID  23976878.
  8. ^ Гантуа, Инне; Дукатель, Ричард; Пасманс, Франк; и другие. (2009). «Механизмы заражения яиц Salmonella Enteritidis». Обзор микробиологии FEMS. 33 (4): 718–738. Дои:10.1111 / j.1574-6976.2008.00161.x. PMID  19207743.
  9. ^ Кендалл, A.I .; Day, A.A .; Уокер, А. (1926). "Химия кишечных бактерий младенцев, находящихся на искусственном вскармливании: исследования бактериального метаболизма". Журнал инфекционных болезней. 38 (3): 205–210. Дои:10.1093 / infdis / 38.3.205.
  10. ^ Weiss, J.E .; 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.
  11. ^ а б Тиссье, Х. (1900). Recherches sur la flore кишечника дез nourrissons (état normal et patologique). Тезис. Париж: Дж. Карре и К. Науд.
  12. ^ Тиссье, Х. (1906). Лечение кишечных инфекций по методу flore bactérienne de l’intestin. CR de la Société de Biologie. 60: 359-361.
  13. ^ а б c Jiménez, E .; и другие. (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. PMID  16187156.
  14. ^ Bearfield, C; Давенпорт, E.S .; и другие. (2002). «Возможная связь между инфекцией микроорганизмов околоплодных вод и микрофлорой во рту». Британский журнал акушерства и гинекологии. 109 (5): 527–533. Дои:10.1016 / с1470-0328 (02) 01349-6.
  15. ^ Steel, J.H .; Malatos, S .; Kennea, N .; и другие. (2005). «Бактерии и воспалительные клетки плодных оболочек не всегда вызывают преждевременные роды». Педиатрические исследования. 57 (3): 404–411. Дои:10.1203 / 01.pdr.0000153869.96337.90.
  16. ^ Jiménez, E .; Marin, M.L .; Martin, R .; и другие. (Апрель 2008 г.). «Неужели меконий от здоровых новорожденных действительно бесплоден?». Исследования в области микробиологии. 159 (3): 187–193. Дои:10.1016 / j.resmic.2007.12.007. PMID  18281199.
  17. ^ Gantois, I .; Ducatelle, R .; Pasmans, F .; и другие. (2009). «Механизмы заражения яиц Salmonella Enteritidis». Обзор микробиологии FEMS. 33 (4): 718–738. Дои:10.1111 / j.1574-6976.2008.00161.x. PMID  19207743.
  18. ^ Brock, J.A .; Буллис, Р. (2001). «Профилактика и борьба с гаметами и эмбрионами рыб и морских креветок». Аквакультура. 197 (1–4): 137–159. Дои:10.1016 / s0044-8486 (01) 00585-3.
  19. ^ Уилкинсон, C.R. (1984). «Происхождение бактериальных симбиозов у ​​морских губок». Труды Лондонского королевского общества. 220 (1221): 509–517. Дои:10.1098 / rspb.1984.0017.
  20. ^ а б Schmitt, S .; Angermeier, H .; Schiller, R .; и другие. (2008). «Исследование молекулярного микробного разнообразия стадий размножения губок и понимание механизмов вертикальной передачи микробных симбионтов». Прикладная и экологическая микробиология. 74 (24): 7694–7708. Дои:10.1128 / aem.00878-08. ЧВК  2607154. PMID  18820053.
  21. ^ Schmitt, S .; Weisz, J.B .; Lindquist, N .; Хентшель, У. (2007). «Вертикальная передача филогенетически сложного микробного консорциума в живородящей губке Ircinia felix». Прикладная и экологическая микробиология. 73 (7): 2067–2078. Дои:10.1128 / aem.01944-06. ЧВК  1855684. PMID  17277226.
  22. ^ Koga, R .; Meng, X.Y .; Tsuchida, T .; Фукацу, Т. (2012). «Клеточный механизм избирательной вертикальной передачи симбионта облигатного насекомого на границе раздела бактериоцит-эмбрион». Труды Национальной академии наук США. 109 (20): E1230 – E1237. Дои:10.1073 / pnas.1119212109. ЧВК  3356617. PMID  22517738.
  23. ^ Sacchi, L .; Григоло, А .; Лаудани, У; и другие. (1985). «Поведение симбионтов во время оогенеза и ранних стадий развития у немецкого таракана Blatella germanica (Blattodea)». Журнал патологии беспозвоночных. 46 (2): 139–152. Дои:10.1016/0022-2011(85)90142-9. PMID  3930614.
  24. ^ Attardo, G.M .; Lohs, C .; Heddi, A .; и другие. (2008). «Анализ структуры и функции молочных желез у Glossina morsitans: производство молочного белка, популяции симбионтов и плодовитость». Журнал физиологии насекомых. 54 (8): 1236–1242. Дои:10.1016 / j.jinsphys.2008.06.008. ЧВК  2613686. PMID  18647605.
  25. ^ Prado, S.S .; Цукки, Т. Д. (2012). «Взаимодействие между хозяином и симбионтом для потенциальной борьбы с вредителями-гетероптеранами». Психея. 2012: 1–9. Дои:10.1155/2012/269473.
  26. ^ Goettler, W .; Kaltenpoth, M .; Hernzner, G .; Стром, Э. (2007). «Морфология и ультраструктура органа культивирования бактерий: усиковые железы самок европейских волков, Philanthus triangulum (Hymenoptera, Crabronidae)». Строение и развитие членистоногих. 36: 1–9. Дои:10.1016 / j.asd.2006.08.003. PMID  18089083.