Penjelasan Mikrobiota Manusia, Hewan dan Tumbuhan

Mikrobiota merupakan seluruh mikroba yang hidup di tubuh manusia, hewan, tumbuhan dan berperan dalam mengatur proses fisiologis dan biologis.

Mikrobiota termasuk bakteri, virus, arkea, protista dan fungi (jamur). Mikrobiota sangat penting untuk homeostasis kekebalan, hormonal dan metabolisme inang mereka.

Inang mikrobiota (mikrobiom) yang tergantung pada inang atau organisme tempat parasit tumbuh dan makan

1. Mikrobiota pada manusia

Mikrobiota manusia termasuk bakteri, jamur, archaea dan virus. Hewan mikro yang hidup di tubuh manusia tidak termasuk. Mikrobioma manusia mengacu pada genomnya (merupakan informasi genetik dari satu set DNA komplit dari suatu organisme, gen termasuk di dalamnya).

Manusia dijajah oleh banyak mikroorganisme; perkiraan secara tradisional adalah bahwa manusia hidup dengan sel non-manusia sepuluh kali lebih banyak daripada sel manusia; perkiraan terbaru telah menurunkan ini menjadi 3: 1 dan bahkan menjadi sekitar 1: 1.

Apa peran mikrobiota pada manusia?

Mikrobiota memainkan peran mendasar pada induksi, pelatihan dan fungsi sistem kekebalan tubuh inang. Sebagai imbalannya, sistem kekebalan tubuh sebagian besar telah berevolusi sebagai sarana untuk mempertahankan hubungan simbiosis tuan rumah dengan mikroba yang sangat beragam dan berkembang ini.

Makhluk mikroskopis — termasuk bakteri, jamur, dan virus — dapat membuat Anda sakit. Tetapi yang mungkin tidak Anda sadari adalah bahwa triliunan mikroba hidup di dalam dan di tubuh Anda saat ini. Sebagian besar tidak membahayakan Anda sama sekali. Bahkan, mereka membantu Anda mencerna makanan, melindungi terhadap infeksi dan bahkan menjaga kesehatan reproduksi Anda. Kita cenderung fokus menghancurkan mikroba jahat. Tetapi merawat yang baik mungkin lebih penting.

Anda mungkin terkejut mengetahui bahwa mikroba Anda benar-benar melebihi jumlah sel Anda sendiri dengan 10 banding 1. “Perkiraan saat ini adalah bahwa manusia memiliki 10 triliun sel manusia dan sekitar 100 triliun sel bakteri,” kata Dr. Martin J. Blaser di New York University School of Medicine.

2. Mikrobiota pada binatang / hewan

Amfibi

Amfibi memiliki mikrobiota di kulitnya. Beberapa spesies dapat membawa jamur bernama Batrachochytrium dendrobatidis, yang pada yang lain dapat menyebabkan infeksi mematikan Chytridiomycosis tergantung pada mikrobiomnya, melawan kolonisasi patogen atau menghambat pertumbuhannya dengan peptida kulit antimikroba.

Mamalia

Pada mamalia, herbivora seperti sapi bergantung pada mikrobiome rumen mereka untuk mengubah selulosa menjadi protein, asam lemak rantai pendek, dan gas. Metode kultur tidak dapat memberikan informasi tentang semua mikroorganisme yang ada.

Studi metagenomik komparatif menghasilkan hasil yang mengejutkan bahwa sapi individu memiliki struktur komunitas yang sangat berbeda, memprediksi fenotipe, dan potensi metabolisme, meskipun mereka diberi makan diet yang identik, ditempatkan bersama, dan tampaknya identik secara fungsional dalam pemanfaatan dinding sel tanaman. sumber daya.

Tikus

Tikus telah menjadi mamalia yang paling banyak dipelajari tentang mikrobioma mereka. Mikrobiota usus telah dipelajari dalam kaitannya dengan penyakit alergi saluran napas, obesitas, penyakit pencernaan dan diabetes. Pergeseran mikrobiota perinatal melalui antibiotik dosis rendah dapat memiliki efek jangka panjang pada kerentanan masa depan terhadap penyakit saluran napas alergi.

Frekuensi himpunan bagian tertentu dari mikroba telah dikaitkan dengan keparahan penyakit. Kehadiran mikroba spesifik di awal kehidupan pascanatal, menginstruksikan respons imun di masa depan.

Pada tikus gnotobiotik, ditemukan bakteri usus tertentu untuk mentransmisikan fenotipe tertentu ke tikus bebas kuman penerima, yang mempromosikan akumulasi sel T pengatur kolon, dan strain yang memodulasi adipositas tikus dan konsentrasi metabolit cecal. Pendekatan kombinatorial ini memungkinkan pemahaman tingkat sistem kontribusi mikroba untuk biologi manusia. Tetapi juga jaringan mucoide lain seperti paru-paru dan vagina telah dipelajari sehubungan dengan penyakit seperti asma, alergi dan vaginosis.

Serangga

Serangga memiliki mikrobioma sendiri. Misalnya, semut pemotong daun membentuk koloni besar di bawah tanah yang memanen ratusan kilogram daun setiap tahun dan tidak dapat mencerna selulosa di daun secara langsung. Mereka memelihara kebun jamur sebagai sumber makanan utama koloni.

Sementara jamur itu sendiri tidak mencerna selulosa, komunitas mikroba yang mengandung keanekaragaman bakteri melakukannya. Analisis genom populasi mikroba mengungkapkan banyak gen dengan peran dalam pencernaan selulosa. Profil enzim yang merendahkan karbohidrat dari mikrobioma ini mirip dengan rumen sapi, tetapi komposisi spesiesnya hampir seluruhnya berbeda.

Lalat buah

Mikrobiota usus lalat buah dapat memengaruhi penampilan ususnya, dengan memengaruhi laju pembaruan epitel, jarak seluler, dan komposisi berbagai jenis sel dalam epitel. Ketika ngengat Spodoptera exigua terinfeksi dengan gen terkait kekebalan baculovirus diturunkan regulasi dan jumlah mikrobiota usus meningkat. Dalam usus dipteran, sel-sel enteroendokrin merasakan metabolit yang diturunkan mikrobiota usus dan mengkoordinasikan antibakteri.

3. Mikrobiota pada tanaman

Tanaman adalah inang yang menarik bagi mikroorganisme karena memberikan berbagai nutrisi. Mikroorganisme pada tanaman dapat berupa epifit (ditemukan pada tanaman) atau endofit (ditemukan di dalam jaringan tanaman). Oomycetes dan jamur, melalui evolusi konvergen, mengembangkan morfologi yang sama dan menempati ceruk ekologis yang serupa. Mereka mengembangkan hifa, struktur seperti benang yang menembus sel inang. Dalam situasi mutualistik, tanaman sering menukar gula heksosa dengan fosfat anorganik dari simbion jamur. Diperkirakan bahwa asosiasi yang sangat kuno telah membantu tanaman ketika mereka pertama kali menjajah tanah.

Bakteri pemacu pertumbuhan tanaman (PGPB: Plant Growth-Promoting Rhizobacteria) memberi tanaman layanan penting seperti fiksasi nitrogen, pelarutan mineral seperti fosfor, sintesis hormon tanaman, peningkatan penyerapan mineral secara langsung, dan perlindungan dari patogen.

PGPB dapat melindungi tanaman dari patogen dengan bersaing dengan patogen untuk relung ekologi atau substrat, menghasilkan alelokimia penghambat, atau menginduksi resistensi sistemik pada tanaman inang terhadap patogen.

Mikrobiota dan Pelayanan Kesehatan Manusia

Walaupun mikrobioma memiliki pengaruh baik untuk tubuh, adanya faktor eksternal seperti pola diet, penggunaan antibiotik yang tidak rasional, dan infeksi dapat mempengaruhi komposisi mikrobioma
yang disebut sebagai disbiosis.

Perubahan komposisi mikrobioma berhubungan dengan penyakit tidak menular (PTM) dalam bahasa Inggris disebut sebagai NCD: noncommunicable disease and conditions.

Penggunaan mikrobioma untuk penatalaksanaan penyakit PTM akan membuat pelayanan kesehatan menjadi lebih baik. PTM dapat berkembang menjadi penyakit sistemik yang berawal dari penyakit di
jaringan atau organ. Manifestasinya dapat berupa penyakit alergi, autoimun, inflamasi, metabolik, serta gangguan saraf yang mempengaruhi perilaku dan degeneratif.

Individu yang mengalami PTM membutuhkan penatalaksanaan secara intensif, obat, dan asuhan kesehatan yang memenuhi standar. Selain itu,
pasien PTM sering berakhir pada kematian yang cepat (premature death). PTM dianggap sebagai penyakit masyarakat yang tinggal di negara Barat
namun, saat ini telah menjadi masalah global.

Faktor risiko yang disebutkan ialah:

Konsumsi alkohol secara bebas.
Konsumsi narkoba secara bebas.
Kurangnya melakukan aktivitas fisik
Konsumsi garam dan gula berlebihan.
Merokok.

Pelayanan kesehatan memiliki 2 tantangan

Tantangan pertama adalah peningkatan PTM, seperti asma, alergi makanan, obesitas, diabetes, autisme, dan penyakit alzheimer. Peningkatan
PTM tidak hanya di negara berkembang, tetapi juga di negara maju secara global. Penanganan PTM membutuhkan jangka waktu panjang,
sehingga dapat menurunkan kualitas hidup.

Tantangan kedua adalah terjadinya resistensi obat akibat penggunaan antibiotik yang tidak rasional.
Salah satu solusi dalam penanganan masalah tersebut adalah menggunakan mikrobioma.