Comments: 0

Ce este microbiomul?

Un microbiom este o comunitate de microorganisme precum bacteriile, archaeele, ciupercile, virusii care locuiesc intr-un ecosistem sau organism. Oamenii de stiinta au cercetat mai multe arii, inclusiv corpul uman, solurile si sedimentele Pamantului, oceanele si noile cai navigabile, atmosfera si chiar mediile extreme, precum orificiile hidrotermale si lacurile subglaciare, iar concluzia a fost ca microorganismele domina celelalte forme de viata. Ei folosesc, de asemenea, termenul de microbiom si cand se refera la toate genele asociate cu acele forme de viață.

Constituenții microbiomului au mai multe lucruri în comun. Ei sunt numerosi si diferiti, variind de la un loc la altul si chiar de la o persoana la alta. In acelasi timp, ei sunt si foarte dinamici, modificandu-se ca raspuns la factori precum dieta sau clima. Un aspect important este ca sunt interconectate cu gazda lor, intr-o relatie de a darui si a primi, care este adesea benefica, chiar esențiala, atat pentru gazda, cat si pentru microorganismele lor rezidente.

Cercetatorii abia au inceput sa studieze in mod sistematic microbiomul. Ei încearca sa inteleaga ce face un microbiom sanatos, ce microbi sunt prezenti si ce fac acesti microbi, precum si modul in care se modifica microbiomii in timp, cum asemenea comunitati raman in echilibru si modul in care modificarile microbiomului influenteaza sanatatea umana sau a mediului. Cercetarea microbiomului este foarte importanta pentru explorarea spatiului si stiinta planetara. Ințelegerea microorganismelor existente pe Pamant, in special a celor din medii extreme, ne poate ajuta sa intelegem potentialul unor forme de viata alternative si sa cautam viata pe alte planete. De asemenea, ele ne pot ajuta sa colonizam alte planete indepartate, prin crearea de medii similare Pamantului, medii in care oamenii sa poata trai.

Unde există microbiomul?

Microbiomul uman

Microbiomul pielii

Exista asemanari extraordinare, dar si deosebiri intre speciile bacteriene care predomina in diferite zone ale corpului uman. Culorile reprezintă diferite feluri si familii de bacterii. (Credit: Darryl Leja, NHGRI)

Microbiomul uman este o comunitate de trilioane de microbi care traiesc in si pe corpul uman. Se compune din aproximativ o mie de specii diferite de bacterii care locuiesc in gura, intestine, vagin si pe piele. Acesti microbi si genele pe care le exprima, ne fac sa fim un “superorganism”compus din celule umane si microbiene. (Se estimeaza ca microbiomul unei persoane poate include pana la 8.000.000 de gene care se adauga la 20.000 pana la 25.000 estimate ca ar contine genomul nostru). In functie de diferitele zone ale corpului, microbiomul variaza foarte mult. Studiile arata ca diferentele dintre intestinul unei persoane și microbii orali sunt asemanatoare cu diferentele dintre microbii gasiti in sol si oceane.

Incepem sa preluam microbi din mediu inca de la nastere. Acest proces continua in urmatorii trei ani de viața, pana cand am dezvoltat un microbiom matur. Rezultatele nu sunt intamplatoare: microbiomul uman este compus din tipuri specifice de microorganisme care se completeaza reciproc si cu gazda lor, indeplinind functii esentiale pentru viata. De exemplu, unele bacterii intestinale sintetizează vitamine și neurochimicale; altele ajuta digestia si intaresc sistemul imunitar; unele pot chiar ghida modul in care creierul se dezvolta. Desi microbiomul tuturor este asemanator, acesta variaza de la o persoana la alta. Oamenii de stiinta inca incearca sa explice modul in care apare aceasta diversitate microbiana, ea putand fi generata de factori precum dieta, mediul inconjurator, genetica gazdei si expunerea la microbi la inceputul vietii.

Cercetatorii continua sa studieze identitatile si activitatile pasagerilor nostri microbieni si conexiunile dintre microbiomul uman, sanatatea si boala. Scopul lor final este sa inteleaga ce constituie un ecosistem microbian uman sanatos si apoi sa dezvolte modalitati de a-l mentine sanatos si de a-l repara atunci cand este necesar.

Inca din 2005 au fost infiintate cel putin opt programe pentru studierea microbiomului uman, inclusiv Proiectul US Microbiome Human, Canadian Microbiome Initiative, MetaHIT (UE și China) și Human Metagenome Consortium din Japonia.

Microbiomul Pamantului

Solurile si sedimentele Pamantului gazduiesc, de asemenea, comunitati microbiene. Diversitatea acestor habitate subterane este extrem de ridicata, estimarile recensamantului microbian al solului depasind 40.000 de specii pe gram. Cercetătorii au descoperit ca, in sol, microbii sunt esentiali pentru sustinerea vietii plantelor, mediind absorbtia si intrarea substantelor nutritive in lanțul trofic, ciclul de carbon si azot, descompunerea poluatilor si multe altele. Cu toate acestea, cantitatea de informatii despre microbiomul solului este mult mai mica in comparatie cu cea despre microbiomul uman, din cauza vastitatii si complexitatii sale. O mana de oameni la nivel mondial sunt in curs de a analiza microbiomul solului, cum ar fi cei din Proiectul Microbiom al Pamantului, TerraGenome, Proiectul brazilian Microbiom, Initiativa China Soil Microbiome, EcoFINDERS si MicroBlitz. Telul lor este de a descoperi modul in care comunitatile microbiene reactioneaza la conditiile de mediu, cum ar fi secetele si de a gestiona aceste comunitati pentru a imbunatati randamentul, continutul nutritional sau, de exemplu, capacitatea plantelor de stocare a carbonului.

Soil

Microbiomul Oceanului

Oceanele acopera aproximativ 70% din planeta, dar abia acum incepem sa le cunoastem locuitorii microbieni si ce fac ei pentru noi si pentru planeta. Impreuna, organismele extrem de mici sau „nanoplanctonul” care efectueaza aceste servicii esentiale formeaza „nanobiomul”. Acesti microbi mici sunt foarte specializati si optimizati pentru mediul lor, unde furnizează blocuri energetice si chimice pentru o categorie mai mare de forme de viata. De asemenea, produc jumatate din oxigenul pe care il respiram si recicleaza aproximativ aceeași proporție de dioxid de carbon din atmosfera. Mai mult, elimina cea mai mare parte a metanului din oceanele lumii. Croaziere de cercetare, cum ar fi Oceanele Tara și Expediția Globală de Eantionare a Oceanelor, au inceput prelevare de probe, sa imparta pe categorii si sa analizeze microbiomul oceanului, de la apele de suprafata luminate de soare, care sunt miscate de vant la apele intunecate si adanci, relativ neperturbate. Oamenii de stiinta incearca sa inteleaga modul in care microbiomul oceanului isi mentine echilibrul într-o astfel de gama larga de conditii.

Microbiomul atmosferic

Chiar si atmosfera are un microbiom, desi este dificil de prelevat si studiat. Ceea ce este clar este ca microbii din atmosfera sunt peste tot, variaza de la un loc la altul si pot ramane suspendati saptamani intregi. Atmosfera transporta acești microbi, fie liber, fie atasati de particule precum praful, pe tot globul, fenomen care poate avea impact asupra agriculturii, bolilor infectioase, sanatatii umane, norilor, precipitațiilor si sursei de apa.

Care este legatura dintre microbiom, sanatate si boala?

Pe masura ce cercetatorii incep sa descopere din ce este constituit un microbiom sanatos, ei inteleg, de asemenea, cum dezechilibrele din comunitatile microbiene pot provoca boli – si cum sa restabileasca echilibrul ca mijloc de tratament. Exista asocieri puternice intre microbiomul intestinal uman si afectiuni, inclusiv obezitate, diabet de tip 2, ciroza, artrita reumatoida si boli inflamatorii intestinale. Cercetatorii au restaurat deja microbiomul „normal” al intestinului uman folosind transplanturi fecale pentru a vindeca infectiile recurente cu bacteria Clostridium difficile. Cercetatorii inca exploreaza si alte conexiuni intre microbiomul intestinal si tulburari, inclusiv anxietatea, depresia și autismul. Un obiectiv major al cercetarii microbiomilor este de a muta cercetarea microbiomului de la corelatie la cauzalitate si de a descoperi mecanismele prin care microbii influenteaza sanatatea si bolile.

Care este legatura dintre microbiom si spatiu?

Chiar si oamenii de stiinta care exploreaza spatiul sunt interesati de microbiom. Cand ne gandim la cat de esentiali sunt microbii pentru viata pe Pamant, atunci totul devine clar. Daca dorim sa colonizam o alta planeta, intelegand modul in care microbii fac Pamantul planeta locuibila, asta ne-ar permite sa cream mai multe medii asemanatoare Pamantului pe alte planete – medii necesare pentru a sustine viata umana. Totodata, cercetatorii studiaza daca microorganismele ne-ar putea ajuta sa recoltam minerale esentiale din roci martiene sau sa sintetizam materiale pentru a construi sau inlocui echipamente in locuri indepartate. NASA are, de asemenea, un program pentru a studia microbiomul unui astronaut, evalueaza impactul calatoriilor spatiale asupra sanatatii umane. In concluzie, oamenii de stiinta care sunt in cautare de planete locuibile si de viata extraterestra, studiaza microbii pentru a ii ghida in cautarea lor. Comunitatile microbiene din cele mai extreme medii ale Pamantului ii ajută sa inteleaga conditiile necesare pentru a sustine viata si ce tipuri de biosemnaturi sa caute pe alte planete.

Textul este tradus de Gabriela Gagniuc și ilustrează campania Apollo ’44 a Asocia’iei Anima Mundi. Articolul în engleză elaborat de Kavli Foundation îl găsiți aici.

Sursa imaginii aici.

Poți sprijini campania “Apollo 44” inițiată de Asociația Anima Mundi,  devenind ambasador al ei, înscriindu-te în Anima Mundi, donând ritmic o sumă de bani sau cumpărând produse ambasador ale respectului față de viață.

 


“Cunoaşterea este putere. Informaţia înseamnă eliberare.” Kofi Annan

Implică-te!

Devino ambasador

Vezi mai mult

Donează

Vezi mai mult

Înscrie-te în Anima Mundi

Vezi mai mult

Leave a Comment