微生物相：組成、機能、およびそれが見つかる場所 - 生物学 - 2025

人間の正常な微生物相は、病気を引き起こすことなく、標準的な方法で身体に生息する一連の微生物です。今日、細菌叢という用語は不適切と見なされています。

分類学上、微生物叢は、細菌、古細菌、真核生物からウイルスまで、非常に多様な生物で構成されています。微生物群集は、体のさまざまな領域で大きく異なります。言い換えれば、口の中の微生物の組成は、腸で見られるものと一致していません。

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バクテリア、そして微生物全般について考えるとき、私たちは体内にこれらの実体が存在することについての悲惨な感情を呼び起こす傾向があります。さまざまな細菌が深刻な病気を引き起こすことは事実ですが、この概念を一般化することは正しくありません。

私たちの体の微生物は不可欠であり、私たちの生物との相互主義的および共生的関係を確立します。私たちの微生物相は、直接的にも間接的にも私たちの生理機能に大きな影響を与え、多くの代謝機能に貢献し、病原体から私たちを守り、免疫系を教育します。

さまざまな要因が人間の微生物相の構成に影響を与えます。最も顕著なものには、乳幼児と成人の両方での食事、出生方法、抗生物質の使用、特定の病状、宿主の遺伝子型などがあります。

現在、高度で迅速なシーケンス技術を使用して微生物相を特徴付けることができる一連の新しい分子法があります。最も広く使用されているのは、16SリボソームRNAをコードする遺伝子で、データベースと比較されます。

微生物相とは何ですか？

微生物相は、定義された環境に存在する微生物の集合として定義されます。この場合、人体に関連する微生物。この用語はLederbergとMcCrayによって提案され、人間の健康に対するこれらの生物学的エンティティの結果と利点を強調しました。

非常によく似た用語があります：マイクロバイオーム。文献では、微生物叢と微生物叢はしばしば互換性のある概念です。ただし、正確に説明したい場合は、マイクロバイオームは微生物とその遺伝子のカタログです。

関連用語は、細菌の「フローラ」、ミクロフローラ、または腸内フローラです。どちらも数十年にわたって使用されており、特に医学文献および科学文献に関連性がありました。

ただし、植物相は特定の地域に生息する植物に関連するラテン語の花に由来する用語であるため、1900年にさかのぼるこの用語は不適切です。また、人体に生息する一連のマイクロプラントについては言及されていないため、この用語は放棄し、場合によっては微生物叢または微生物叢に置き換える必要があります。

正常な微生物叢の構成

数

微生物相は、各人の体に生息する複数の微生物で構成されています。数値的には、主に胃腸管にあるこれらの共生生物が10から100兆（宿主細胞の数を超える）存在します。

微生物相の構成に影響を与える要因

微生物相は赤ちゃんの誕生から形成され始め、その体は微生物のコロニー形成のための新しい環境を表しています。このコロニー形成は、出産の方法、つまり自然分娩または帝王切開に依存します（後者は微生物叢に大きく影響します）。

乳児が成長して発達するにつれて、最初の植民地に応じて、微生物叢の多様性は直線的に増加します。これは、母乳の授乳、特定の食品の消費、病気の発症など、さまざまな要因によって変化します。

現在の研究は、食事が各個人に存在する微生物相のタイプを決定するのに役立つ最も重要な要因であることを示しています。

分類

分類学的には、これらの微生物は真核生物、細菌、古細菌という生命の3つのドメインに属しています。

これらの生物の同一性は、個人、個人の身体領域、およびそれらが住んでいる地理的領域の間で大きく変動します。次のセクションでは、各身体領域の典型的な微生物相の分類学的アイデンティティについて詳しく説明します。

それで、私たちは本当に人間ですか？

さて、私たちの体に生息する生物の莫大な多様性を知っているので、私たちは自分自身が誰であるか、そして本当に自分自身を個人と見なすことができるかどうかを自分自身に問う必要があります。

私たちが90％の微生物細胞と99％の微生物の遺伝子で構成されているため、より適切な見方は、超生物またはホロビオントと考えることです。

どこにありますか？

私たちの体は微生物の豊富な集合体であり、各構造はそれらの発達のための潜在的なニッチを提供します。これらの相互関係は通常、サイト固有であり、特定の微生物のセットが体の特定の領域にコロニーを形成します。最も重要な地域は次のとおりです。

腸内細菌叢

人体によって提供されるニッチの中で、最も研究されているのは、その微生物叢に関して、消化管であることに疑いの余地はありません。

数千の種が成虫個体の腸内で発見され、バクテロイデス門、ファーミキューテス門、放線菌、プロテオバクテリア、およびヴェルコミクロビアが優占しています。

このコロニー形成は、消化管全体で異なります。ラクトバチラ科、エリシオペロチス科および腸内細菌科は、小腸で優勢であり、バクテロイデス属、クロストリジウム属、ビフィズス菌属が豊富です。

結腸で最も一般的な生息地は、バクテロイデス科、プレボテル科、リケネル科、ラクノスピラ科およびルミノコッカス科です。

腸全体の細菌ファミリーにおけるこの違いは、腸全体に存在する生理学的な違いを反映しています。

小腸では、細菌の増殖は酸素濃度、抗菌ペプチドの存在、およびpH値によって制限されますが、結腸では細菌の負荷が高くなります。

さらに、微生物と宿主との間の栄養吸収の競合を避けるために、小腸には細菌の制限があります。

糞便では、検出された主なものは細菌ドメインに属しますが、古細菌（メタノバクテリア目）や真核生物（サッカロミセス目）の代表的なものもあります。

口腔内細菌叢

口腔と隣接する延長部は、歯の表面、舌の表面、および他の角質化された構造と非角質化された構造を含む、特定のタイプの微生物に適した収容領域を表しています。

口腔の基本的な成分は唾液です。この液体1ミリリットルで、最大1億個の細菌細胞を見つけることができます。これらのうち、約300種が特定されていますが、別の360種には特定の分類学的アイデンティティが割り当てられていません。

口腔を支配する門はフィルミキューテスであり、プロテオバクテリア、バクテロイデス、アクチノバクテリア、スピロヘータ、フソバクテリアが続く。

古細菌の多様性に関して、メタノブレビバクター属は、口腔から複数の機会に分離されています。

研究は、古細菌の存在が歯周病の発症に関連していることを明らかにします。したがって、ゲストとの共生関係を確立する上でのこれらの生物の役割はまだ明確ではありません。

口腔内の支配的な真菌はカンジダ属に属します。古細菌種と同様に、それらは複数の疾患の発症に関連しています。空洞の他の一般的な属は、クラドスポリウム、オーレオバシジウム、サッカロミセス目、アスペルギルスおよびフザリウムです。

最後に、口の中で最も一般的なウイルスはヘルペスウイルスです。人口の90％がそれらを所有していると推定されています。

泌尿生殖器の微生物相

女性の泌尿生殖器

膣内に生息する微生物は、相互に関連するタイプの細かくバランスの取れた関係にあり、その成長に適した無酸素環境と引き換えに、宿主を保護し、栄養素を交換します。

生殖年齢の女性では、膣にかなりの量の乳酸やその他の抗菌物質が含まれており、微生物叢の成長を制限します。この環境は、乳酸菌、特にLactobacillus spp。の存在により維持されています。

実際、この属に属する細菌は1892年以来、膣の健康に欠かせない住民と見なされてきました。

乳酸菌に加えて、膣は属の微生物の存在によって特徴付けられます：Staphylococcus、Ureaplasma、Corynebacterium、Streptococcus、Peptostreptococcus、Gardnerella、Bacteroides、Mycoplasma、Enterococcus、Escherichia、Veillonella、Bifidobandida、および真菌。

女性が年を取り、ホルモンのレベルが変動すると、微生物叢が変化します。

男性の泌尿生殖器

女性の泌尿生殖器と比較して、男性の微生物相はほとんど研究されておらず、それほど詳細には知られていません。

ペニスで報告されている属のいくつかには、とりわけ、Staphylococus epidermidis、Corynebacterium spp。、Lactobacillus spp。、その他が含まれます。

肺の微生物相

肺は微生物叢の研究にとって非常に興味深い器官でした。ただし、この問題についての研究は非常に限られており、サンプルの採取が困難なことと相まってます。以前は無菌領域と見なされていましたが、今日ではこのビジョンが変更されています。

Streptococcus属の存在が確認されており、一部のサンプルではHaemophilus、Rothia、Prevotella、Veillonella、およびFusobacteriumがあります。

皮膚の微生物相

人間の最大の器官は皮膚であり、非常に多様な微生物で覆われており、誕生の瞬間から微生物がコロニーを形成しています。

皮膚の居住者と見なされる約200の細菌属が確認されています。これらの種のほとんどは3つの門、つまり放線菌、ファーミキューテス、プロテオバクテリアに属しています。

皮膚の微生物相の構成は、皮膚の種類、習慣、宿主の遺伝学と密接に関連しており、非常に多様です。

ほとんどの微生物は皮膚分泌物を食べているため、非常に密接な関係を形成しています。

特徴

消化とビタミン産生

微生物相は人体の一連の機能を果たし、消化の改善におけるその役割を強調しています。

結腸の端に生息する細菌は、小腸で効​​率的に代謝できない多糖類の開裂に関連しており、栄養素の吸収を増加させます。

また、さまざまな細菌が宿主に吸収される必須ビタミンを生産できることも示されています。この例は、科学者に最もよく知られている生物の1つである大腸菌です。

病原体に対する競争と保護

競争とは、2つ以上の種が共通の資源をめぐって競合する拮抗的な相互作用として定義されます。

私たちの体内に潜む無害な微生物の範囲は、常に病原体と競合しており、ほとんどの場合、それらは微生物をなんとか排除しています-生態学では競合排除の原理として知られているおかげです。

彼らはこれらの潜在的な病原体による感染に対する防御の第一線を確立すると考えられています。

微生物相はどのように研究されていますか？

微生物叢の研究は、1680年の初めのアントニーファンリーウェンフックの時代にさかのぼります。この研究者は、口腔と糞便に生息するさまざまな微生物を比較して研究し、両方の領域に大きな違いがあることに注目しました。

この研究者は彼の実験計画に健康な人と病気の人の比較も含めたので、違いは体の領域を超えました。このようにして、彼はなんとか人間の健康における微生物の重要性を示すことができました。

歴史的に、微生物叢の研究には、複数の作物の生成における時間とエネルギーの投資が含まれていました。

現在、この方法論は、微生物の遺伝子配列の分析を可能にする分子的アプローチに置き換えられています（一般に、使用される分子マーカーは16Sおよび18SリボソームRNAの遺伝子です）。

これらのシーケンスを分析することにより、種に到達するまで、分類群（真核生物、細菌、または古細菌）をさまざまな分類レベルに割り当てることができます。

メタゲノミクスという用語は、もともと総DNAの特性評価に使用されていましたが、現在では、16SリボソームDNA遺伝子などの遺伝マーカーの研究を指すためにより正確に使用されています。

微生物叢で不均衡が発生するとどうなりますか？

人体に生息するすべての生物の明確で正確な概要はありませんが、その存在量と組成の変化は、消化障害から不安行動の発達まで、健康に影響を与えることが知られています。

現在、健康な微生物叢の回復に焦点を当てた治療は、いくつかの障害に苦しむ患者で管理されています。

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