MIKROBIOTA: KOMPOSISI, FUNGSI DAN TEMPAT DITEMUKANNYA - BIOLOGI - 2025

The mikrobiota yang normal manusia adalah himpunan mikroorganisme yang mendiami tubuh dengan cara yang standar, tanpa menyebabkan penyakit. Saat ini istilah flora bakteri dianggap tidak tepat.

Secara taksonomi, mikrobiota terdiri dari organisme yang sangat beragam, mulai dari bakteri, archaea dan eukariota hingga virus. Komunitas mikroba sangat bervariasi di berbagai area tubuh. Dengan kata lain, komposisi mikroba di mulut tidak sesuai dengan yang terdapat di usus.

Sumber: pixabay.com

Ketika kita memikirkan tentang bakteri - dan mikroorganisme secara umum - kita cenderung membangkitkan perasaan merendahkan tentang keberadaan entitas ini dalam tubuh kita. Meski benar bahwa berbagai bakteri menyebabkan penyakit yang serius, menggeneralisasi konsepsi ini tidaklah tepat.

Mikroorganisme dalam tubuh kita sangat diperlukan dan membangun hubungan mutualistik dan komensal dengan organisme kita. Mikrobiota kita secara signifikan memengaruhi fisiologi kita - baik secara langsung maupun tidak langsung -, berkontribusi pada sejumlah fungsi metabolisme, melindungi kita dari patogen, mendidik sistem kekebalan, di antara fungsi lainnya.

Faktor yang berbeda mempengaruhi komposisi mikrobiota manusia. Di antara yang paling menonjol adalah diet - baik di masa kanak-kanak dan dewasa -, cara lahir, penggunaan antibiotik, kondisi medis tertentu, genotipe inang, dan lain-lain.

Saat ini, ada serangkaian metode molekuler baru yang memungkinkan karakterisasi mikrobiota menggunakan teknik sekuensing canggih dan cepat. Gen yang paling banyak digunakan adalah gen yang mengkode RNA ribosom 16S dan dibandingkan dengan database.

Apa itu mikrobiota?

Mikrobiota didefinisikan sebagai kumpulan mikroorganisme yang ada di lingkungan yang ditentukan. Dalam hal ini, mikroorganisme berhubungan dengan tubuh manusia. Istilah tersebut dikemukakan oleh Lederberg dan McCray, yang menekankan konsekuensi dan manfaat entitas biologis tersebut bagi kesehatan manusia.

Ada istilah yang sangat mirip: mikrobioma. Dalam literatur, mikrobioma dan mikrobiota seringkali merupakan konsep yang dapat dipertukarkan. Namun, jika kita ingin lebih tepatnya, mikrobioma adalah katalog mikroba bersama dengan gennya.

Istilah terkait adalah "flora" bakteri, mikroflora atau flora usus. Keduanya digunakan selama beberapa dekade dan sangat relevan dalam literatur medis dan ilmiah.

Namun, istilah yang berasal dari tahun 1900 ini tidak tepat, karena flora adalah istilah yang berasal dari bahasa Latin bunga, yang diasosiasikan dengan tanaman yang menghuni wilayah tertentu. Dan karena tidak ada referensi untuk kumpulan mikroplan yang menghuni tubuh manusia, istilah tersebut harus ditinggalkan dan diganti dengan mikrobiota, atau mikrobioma sebagaimana kasusnya.

Komposisi mikrobiota normal

Jumlah

Mikrobiota terdiri dari beberapa mikroorganisme yang menghuni tubuh setiap orang. Secara numerik terdapat antara 10 dan 100 triliun (melebihi jumlah sel inang) dari organisme simbiosis ini, yang sebagian besar terletak di saluran pencernaan.

Faktor yang mempengaruhi komposisi mikrobiota

Mikrobiota mulai terbentuk sejak bayi lahir, dimana tubuhnya merepresentasikan lingkungan baru untuk kolonisasi mikroba. Kolonisasi ini bergantung pada cara kelahiran - yaitu, persalinan alami atau operasi caesar (yang terakhir secara signifikan mempengaruhi mikrobiota).

Saat bayi tumbuh dan berkembang, keanekaragaman mikrobiota meningkat secara linier, tergantung pada penjajah pertama. Ini akan berubah tergantung pada berbagai faktor, seperti ASI, konsumsi makanan tertentu, perkembangan penyakit, dan lain-lain.

Penelitian terkini menunjukkan bahwa pola makan merupakan faktor terpenting yang membantu menentukan jenis mikrobiota yang akan ada pada setiap individu.

Taksonomi

Secara taksonomi, mikroorganisme ini termasuk dalam tiga domain kehidupan: eukariota, bakteri, dan archaea.

Identitas organisme ini sangat bervariasi antara individu, wilayah tubuh individu, dan wilayah geografis tempat mereka tinggal. Pada bagian selanjutnya kami akan menjelaskan secara lebih rinci identitas taksonomi tipikal mikrobiota di setiap wilayah tubuh.

Jadi apakah kita benar-benar manusia?

Sekarang, mengetahui keanekaragaman organisme yang sangat besar yang menghuni tubuh kita, kita harus bertanya pada diri sendiri siapa kita dan apakah kita benar-benar dapat menganggap diri kita sebagai individu.

Pandangan yang lebih memadai adalah menganggap diri kita superorganisme atau holobiont, karena kita terdiri dari 90% sel mikroba dan 99% gen dari mikroba.

Di mana letaknya?

Tubuh kita adalah kumpulan mikroorganisme yang kaya, di mana setiap struktur menyediakan ceruk potensial untuk perkembangannya. Hubungan mutualistik ini biasanya bersifat spesifik lokasi, di mana kumpulan mikroorganisme tertentu membentuk koloni di wilayah tubuh tertentu. Wilayah terpenting adalah:

Mikrobiota usus

Di dalam relung yang disediakan oleh tubuh manusia, tidak ada keraguan bahwa yang paling baik dipelajari - dalam hal mikrobiotanya - adalah saluran pencernaan.

Ribuan spesies ditemukan di usus individu dewasa, didominasi oleh filum Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria dan Verrucomicrobia.

Kolonisasi ini bervariasi di seluruh saluran pencernaan. Lactobacillaceae, Erysiopelotrichaceae dan Enterobacteriaceae mendominasi di usus halus, kaya dengan genera Bacteroides spp., Clostridium spp., Bifidobacterium spp.

Di usus besar penghuni yang paling umum adalah Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachnospiraceae dan Ruminococcaceae.

Perbedaan keluarga bakteri di seluruh usus ini mencerminkan perbedaan fisiologis yang ada di seluruh usus.

Di usus halus, pertumbuhan bakteri dibatasi oleh konsentrasi oksigen, keberadaan peptida antimikroba dan nilai pH, sedangkan di usus besar beban bakteri lebih tinggi.

Selain itu, terdapat pembatasan bakteri di usus halus untuk menghindari persaingan dalam penyerapan nutrisi antara mikroorganisme dan inang.

Dalam tinja, yang utama terdeteksi milik domain bakteri, meskipun ada juga perwakilan dari archaea (ordo Methanobacteriales) dan eukariota (ordo Saccharomycetales.)

Mikrobiota oral

Rongga mulut dan ekstensi yang berdekatan mewakili daerah perumahan yang sesuai untuk jenis mikroorganisme tertentu, termasuk permukaan gigi, permukaan lidah, dan struktur keratin dan non-keratin lainnya.

Komponen mendasar dari rongga mulut adalah air liur. Dalam satu mililiter cairan ini kita bisa menemukan hingga 100 juta sel bakteri. Dari jumlah tersebut, sekitar 300 spesies telah diidentifikasi, sementara 360 lainnya belum diberi identitas taksonomi tertentu.

Filum yang mendominasi rongga mulut adalah Firmicutes, diikuti oleh Proteobacteria, Bacteroides, Actinobacteria, Spirochaetes dan Fusobacteria.

Mengenai keragaman archaea, genus Methanobrevibacter telah diisolasi beberapa kali dari rongga mulut.

Studi mengungkapkan bahwa keberadaan archaea terkait dengan perkembangan penyakit periodontal. Dengan demikian, peran organisme ini dalam membangun hubungan komensal dengan tamu masih belum jelas.

Jamur dominan di rongga mulut termasuk ke dalam genus Candida. Seperti spesies archaea, mereka telah dikaitkan dengan perkembangan berbagai penyakit. Genera umum lainnya di rongga adalah: Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus, dan Fusarium.

Terakhir, virus yang paling umum di mulut adalah virus herpes. Diperkirakan 90% dari populasi memilikinya.

Mikrobiota urogenital

Saluran urogenital wanita

Mikroba yang hidup di dalam vagina berada dalam asosiasi yang baik dan seimbang dari tipe mutualistik, melindungi inangnya dan bertukar nutrisi, dengan imbalan lingkungan anoksik yang sesuai untuk pertumbuhan mereka.

Pada wanita usia subur, vagina mengandung banyak asam laktat dan zat antimikroba lainnya, yang membatasi pertumbuhan mikrobiota. Lingkungan ini terjaga berkat keberadaan bakteri penghasil asam laktat, khususnya Lactobacillus spp.

Faktanya, bakteri yang termasuk dalam genus ini telah dianggap sejak 1892 sebagai penghuni yang sangat diperlukan untuk kesehatan vagina.

Selain Lactobacillus, vagina ditandai dengan adanya mikroorganisme dari genera: Staphylococcus, Ureaplasma, Corynebacterium, Streptococcus, Peptostreptococcus, Gardnerella, Bacteroides, Mycoplasma, Enterococcus, Escherichia, Veillonella, Bifidobandida, dan fungusida.

Ketika wanita semakin tua dan tingkat hormonal berfluktuasi, mikrobiota berubah.

Saluran urogenital pria

Dibandingkan dengan saluran urogenital wanita, mikrobiota jantan hanya sedikit dipelajari dan tidak diketahui secara detail.

Beberapa genera yang telah dilaporkan pada penis antara lain Staphylococus epidermidis, Corynebacterium spp., Lactobacillus spp., Dan lain-lain.

Mikrobiota paru-paru

Paru-paru telah menjadi organ yang sangat menarik untuk mempelajari mikrobiota mereka. Namun, studi tentang subjek tersebut sangat terbatas - ditambah dengan kesulitan dalam mengambil sampel. Meskipun sebelumnya dianggap daerah steril, kini penglihatan tersebut telah dimodifikasi.

Keberadaan genera Streptococcus telah ditemukan, dan pada beberapa sampel Haemophilus, Rothia, Prevotella, Veillonella dan Fusobacterium.

Mikrobiota kulit

Organ terbesar manusia adalah kulit, yang ditutupi oleh berbagai macam mikroorganisme dan dijajah oleh mereka sejak lahir.

Sekitar 200 genera bakteri telah diidentifikasi yang dianggap sebagai penghuni kulit. Sebagian besar spesies ini tergolong dalam tiga filum, yaitu: Actinobacteria, Firmicutes dan Proteobacteria.

Komposisi mikrobiota kulit terkait erat dengan jenis kulit, kebiasaan, dan genetika inang, menjadikannya sangat bervariasi.

Kebanyakan mikroba memakan sekresi kulit, sehingga mereka membentuk hubungan yang sangat erat.

fitur

Pencernaan dan produksi vitamin

Mikrobiota memenuhi serangkaian fungsi dalam tubuh manusia, menyoroti perannya dalam meningkatkan pencernaan.

Bakteri yang hidup di ujung usus besar terkait dengan pembelahan polisakarida yang tidak dapat dimetabolisme secara efisien di usus kecil, yang meningkatkan penyerapan nutrisi.

Juga telah dibuktikan bahwa bakteri yang berbeda mampu menghasilkan vitamin esensial yang akan diserap oleh inang. Contohnya adalah salah satu organisme yang paling dikenal oleh para ilmuwan: E. coli.

Persaingan dan perlindungan terhadap patogen

Persaingan didefinisikan sebagai interaksi antagonis yang melibatkan dua atau lebih spesies yang bersaing untuk sumber daya bersama.

Spektrum mikroorganisme tidak berbahaya yang kita simpan di dalam tubuh kita terus bersaing dengan patogen dan dalam banyak kasus mereka berhasil menggantikannya - berkat apa yang dalam ekologi dikenal sebagai prinsip pengecualian kompetitif.

Mereka diyakini membangun garis pertahanan pertama melawan infeksi oleh patogen potensial ini.

Bagaimana mikrobiota dipelajari?

Penelitian tentang mikrobiota dimulai pada masa Antonie van Leewenhoek, pada awal tahun 1680. Peneliti ini mempelajari secara komparatif berbagai mikroorganisme yang menghuni area mulut dan tinja, mencatat perbedaan yang signifikan di kedua area.

Perbedaan melampaui wilayah tubuh, karena peneliti ini juga memasukkan perbandingan antara individu yang sehat dan yang sakit dalam desain eksperimentalnya. Dengan cara ini, ia berhasil menunjukkan pentingnya mikroorganisme bagi kesehatan manusia.

Secara historis, studi tentang mikrobiota melibatkan investasi waktu dan energi dalam menghasilkan banyak tanaman.

Saat ini, metodologi ini telah digantikan oleh pendekatan molekuler yang memungkinkan dilakukannya analisis sekuens genetik mikroorganisme (umumnya penanda molekuler yang digunakan adalah gen untuk RNA ribosom 16S dan 18S).

Dengan menganalisis urutan ini, takson (eukariota, bakteri, atau archaea) dapat ditetapkan ke tingkat taksonomi yang berbeda, sampai kita mencapai spesies tersebut.

Istilah metagenomik awalnya digunakan untuk karakterisasi DNA total, dan saat ini lebih tepat digunakan untuk merujuk pada studi tentang penanda genetik, seperti gen DNA ribosom 16S.

Apa yang terjadi ketika ketidakseimbangan terjadi pada mikrobiota?

Meskipun tidak ada garis besar yang jelas dan tepat dari semua organisme yang menghuni tubuh manusia, diketahui bahwa perubahan kelimpahan dan komposisinya mempengaruhi kesehatan, dari gangguan pencernaan hingga perkembangan perilaku cemas.

Saat ini, perawatan yang difokuskan pada pemulihan mikrobiota yang sehat dikelola pada pasien yang menderita beberapa kelainan.

Referensi

1. Donaldson, GP, Lee, SM, & Mazmanian, SK (2016). Biogeografi usus mikrobiota bakteri. Ulasan alam. Mikrobiologi, 14 (1), 20-32.
2. Lloyd-Price, J., Abu-Ali, G., & Huttenhower, C. (2016). Mikrobioma manusia yang sehat. Pengobatan genom, 8 (1), 51.
3. Marchesi, JR (Ed.). (2014). Mikrobiota dan mikrobioma manusia. CABI.
4. Marchesi, JR, & Ravel, J. (2015). Kosakata penelitian mikrobioma: proposal. Microbiome, 3, 31.
5. Mimee, M., Citorik, RJ, & Lu, TK (2016). Terapi mikrobioma - Kemajuan dan tantangan. Ulasan pengiriman obat lanjutan, 105 (Pt A), 44-54.
6. Mohajeri, MH, Brummer, R., Rastall, RA, Weersma, RK, Harmsen, H., Faas, M., & Eggersdorfer, M. (2018). Peran mikrobioma untuk kesehatan manusia: dari sains dasar hingga aplikasi klinis. Jurnal nutrisi Eropa, 57 (Suppl 1), 1–14.
7. Thursby, E., & Juge, N. (2017). Pengantar mikrobiota usus manusia. Jurnal Biokimia, 474 (11), 1823-1836.
8. Ursell, LK, Metcalf, JL, Parfrey, LW, & Knight, R. (2012). Mendefinisikan mikrobioma manusia. Ulasan nutrisi, 70 Suppl 1 (Suppl 1), S38 - S44.