•  

    pokaż komentarz

    Ja, człowiek, czy raczej my, ludzki holobiont? "Ja i pchły moje" - mawiał Zagłoba i wcale nie był daleki od prawdy. Bo tak naprawdę nie jesteś sam i nigdy o tym nie zapominaj.

    Każdy człowiek nosi na i w sobie nawet dziesięć razy więcej "obcych" komórek niż swoich własnych. Mało? Gdybyśmy zrzucili z siebie wszystkie bakterie, archeony i grzyby, które na i w nas żyją, odchudzilibyśmy się nawet o 2,5 kg. Mało?

    Tzw. mikrobiom każdego z nas składa się z tysięcy różnych gatunków mikrobów. Każdy człowiek ma swoje własne, specyficzne mikroorganizmy - matki przekazują je noworodkom, kiedy te przechodzą przez ich drogi rodne, a potem chłepcą matczyne mleczko. W kobiecym pokarmie znajdują się wyprodukowane w gruczołach mlekowych skomplikowane wielocukry, których noworodki i niemowlęta nie jedzą - to specjalna pożywka dla ich mikrobiomu.

    Tak więc dzieci urodzone przez cesarskie cięcie i niekarmione kobiecym mlekiem są w dużej mierze pozbawione ochrony matczynego mikrobiomu i siłą rzeczy zasiedlają je mikroby... szpitalne. Brrr.

    Dlatego kobiece mleko jest najdroższym pokarmem świata. To prawdziwa ambrozja w cenie dochodzącej dziś w USA do 4 dol. za uncję (ok. 28 g). Oznacza to, że pokarm, którym opychają się szczęśliwe dzieciaki, jest obecnie przeszło 300 razy droższy niż ropa naftowa.

    Im więcej wiemy o mikroorganizmach zasiedlających nasze ciała, tym lepiej rozumiemy, że bez nich nasze życie byłoby o wiele gorsze. I nie chodzi tylko o wieczne biegunki (mikroby odwalają za nas kawał dobrej roboty w układzie trawiennym). Bez "mikroubranka" bylibyśmy praktycznie nadzy - bezbronni wobec oceanu nieprzyjaznych nam bakterii czy grzybów, które stanowią znaczną część życia na Ziemi. Nasze mikroby są tamą, która broni nas przed zalewem mikrobów szkodliwych. Dlatego w pierwszym zdaniu tego tekstu słowo "obce" zostało wzięte w cudzysłów.

    Szkodliwa zarazkofobia

    Coraz jaśniejsze staje się to, że musimy przestać myśleć o sobie w liczbie pojedynczej. A więc nie "ja", mój umysł, mózg, serce czy ciało, tylko "my" - ja i mój własny mikrobiom.

    Do takiego spojrzenia na człowieczeństwo przekonywali w sierpniu na łamach pisma "PLOS Biology" Seth Bordenstein z Uniwersytetu Vanderbilta w Nashville i Kevin Theis z Uniwersytetu Michigan w Ann Arbor. Ich zdaniem nie tylko ludzie, ale też inne gatunki zwierząt, a także rośliny to biologiczne sieci złożone z gospodarza i milionów niewidocznych mikrobów. Dlatego człowiek to nie tyle biont, czyli istota żywa, ile holobiont. A badając ludzki genom, nie możemy się ograniczać tylko do DNA naszego gatunku, ale musimy też zbadać nasz hologenom, czyli także DNA mikrobów zasiedlających ludzkie ciała.

    Bordenstein i Theis porównują człowieka do dryfującej po oceanie góry lodowej. Jej czubek to gatunek Homo sapiens. To on jest widoczny, ale tak naprawdę jest ledwie jedną dziesiątą góry. Schowana pod lustrem oceanu reszta to nasz mikrobiom.

    Jego poznanie jest obecnie celem wielkiego amerykańskiego naukowego projektu badawczego - Projektu Ludzkiego Mikrobiomu (ang. The Human Microbiome Project).

    Jak piszą Bordenstein i Theis, nasze mikroby wpływają nie tylko na to, jakie choroby łapiemy, a jakich unikamy, ale także na to, jak się rozwijamy, czujemy, zachowujemy, a nawet na nasze kontakty społeczne. Ewolucja biologiczna dotyczy zaś nie poszczególnych gatunków, ale halobiontów. Mutacje zachodzące w genomach naszych mikroorganizmów są dla nas równie ważne jak te zachodzące w naszym własnym DNA.

    - Dlatego badania zwierząt i roślin, które nie biorą pod uwagę wpływu mikrobiomu na nosicieli, są po prostu niepełne - mówi Seth Bordenstein. - A ich wyniki mogą być mylące.

    Takie podejście do sprawy to prawdziwa rewolucja. W XXI w. zaczyna się liczyć nie chemia, ale biologia. W XX w., kiedy dopadła nas jakaś paskudna infekcja bakteryjna, braliśmy antybiotyki, także takie, które zamiast zabijać selektywnie, były jak husaria - niszczyły wszystko, co stało na ich drodze, także nasz własny mikrobiom. Teraz naukowcy myślą o bardziej inteligentnej broni do walki z chorobami. Jedną z nich może być nauczenie naszych własnych mikroorganizmów, jak mają radzić sobie z wrogimi bakteriami, grzybami, wirusami czy pasożytami, z którymi jeszcze radzić sobie nie umieją.

    Przykładem takiego podejścia do chorób może być głośny ostatnio przeszczep... kału. Za jego pomocą osobom, których mikrobiom nie radzi sobie ze wspomaganiem układu trawiennego, podaje się tzw. florę bakteryjną należącą do osób z dobrym mikrobiomem.

    - Zamiast mieć zarazkofobię - mówi Bordenstein - powinniśmy wreszcie zaakceptować to, że żyjemy otoczeni przez ocean mikroorganizmów.

    I musimy się nauczyć, jak świadomie wykorzystać ten fakt.

    •  

      pokaż komentarz

      @MalyBiolog:
      Mikroby w kosmosie
      Okazuje się, że nasz mikrobiom jest nie tylko w nas i na nas, ale także obok nas. Kryminolodzy zastanawiają się, czy nie dałoby się dzięki niemu identyfikować ludzi, jak dziś wykorzystuje się do tego odcisk palca.
      Okazuje się też, że swój specyficzny mikrobiom ma każde mieszkanie.
      Jak pod koniec września w piśmie "PeerJ" poinformowali naukowcy z Uniwersytetu Oregonu w Eugene, każdego z nas otacza specyficzna chmura mikroorganizmów. To miliony "obcych" (naszych, naszych!) komórek, które zostawiamy wszędzie, gdzie jesteśmy, i którymi prawdopodobnie dzielimy się z innymi ludźmi.

      Pocałunek byłby więc po prostu... wymianą mikrobiomu. Jak twierdzą holenderscy uczeni, którzy tworzyli wystawy w muzeum Micropia w Amsterdamie (unikalnym w skali światowej muzeum mikrobów, które działa od października ubiegłego roku), tylko podczas 10 sekund pocałunku wymieniamy się aż 80 mln bakterii!

      Co ciekawe, fizycznie rzecz biorąc, usta osób dających sobie buzi tak naprawdę się nie stykają. Zapobiegają temu oddziaływania międzycząsteczkowe, przez które zbliżające się do siebie atomy obcych ciał, związane we własnych cząsteczkach chemicznych, zaczynają się odpychać. Nie pomoże nawet pocałunek z językiem.

      Zresztą tak naprawdę ciągle nie wiemy, czemu się całujemy.

      - Według jednej hipotezy w ślinie znajdują się metabolity hormonów płciowych, które są dla nas stymulantami seksualnymi - tłumaczy prof. Bogusław Pawłowski, szef Katedry Biologii Człowieka na Uniwersytecie Wrocławskim. - Całując się z języczkiem, wymieniamy się też bakteriami. Może taki pocałunek działa trochę jak szczepionka?

      A może nie jak szczepionka, tylko jak probiotyk?

      Z wagi ludzkiego mikrobiomu zdają sobie sprawę nawet w NASA. Poważnie myśląc o wysłaniu astronautów na inne planety, musimy zadbać o dobrostan ich mikrobiomów. Szkodliwe, bo prujące podwójną helisę DNA promieniowanie kosmiczne, przed którym na Ziemi chronią nas jej atmosfera i magnetosfera, może łatwo - niczym szkorbut w dawnych wyprawach morskich - zniweczyć plany podboju nawet tak bliskiej w sumie planety jak Mars.

      A jeśli już nawet poradzimy sobie z zabezpieczeniem astronautów przed promieniowaniem kosmicznym, to jak dostarczyć im owoce, warzywa czy kwaśny nabiał, z których czerpiemy nie tylko związki odżywcze, ale dzięki którym uzupełniamy także swój mikrobiom? Przecież nie potrafimy na razie budować ogromnych statków kosmicznych, które zabrałyby zapasy świeżych cytrusów. I jak na mikrobiom kosmicznych podróżników wpłyną długa nieważkość, stres oraz zamknięte w kapsule statku środowisko?

      Odpowiedzi m.in. na te pytania ma dostarczyć trwająca aż rok misja w Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, której podjęli się amerykański astronauta Scott Kelly i rosyjski kosmonauta Michaił Kornijenko. W tym celu zbierają oni próbki swoich płynów ustrojowych, a nawet potu. Jak donosi NASA, na razie, czyli w połowie misji, mikroby żyjące na Kellym mają się dobrze.

    •  

      pokaż komentarz

      @MalyBiolog:
      Ludzki zapach śmierci
      O tym, jak mało wiemy jeszcze o mikroświecie, świadczy to, że dopiero od niedawna mikrobiolodzy próbują rozszyfrować, skąd się bierze... zapach śmierci. W sumie zna go każdy, nie trzeba być na wojnie albo natknąć się w lesie na ciało samobójcy czy ofiary gangsterskich porachunków. Wystarczy wyjąć z lodówki nieświeże mięso. Słodkawo-mdły odór śmierci jest nie do zapomnienia. Dlaczego więc ciągle tak mało wiemy o tym, skąd on się bierze? I czy istnieje zapach śmierci unikalny tylko dla ludzi?

      Naukowcy dopiero od dekady próbują go rozbić na czynniki pierwsze - czyli zapachowe związki organiczne produkowane przez mikroorganizmy rozkładające zwłoki.

      W 2010 r. Eva Cuypers, toksykolog sądowy z uniwersytetu w Leuven w Belgii, i jej studentka Elien Rosier zapakowały do słoików próbki tkanek pobranych z poddanych autopsji ciał ludzkich, a także od różnych gatunków zwierząt. Wyniki swojej pracy badaczki opublikowały we wrześniu tego roku w piśmie "PLoS ONE".

      Uczone znalazły w słoikach z próbkami w sumie 452 organiczne związki chemiczne. Wśród nich były estry, z których osiem odróżniało ludzkie i świńskie rozkładające się tkanki od tkanek innych zwierząt. I pięć, które odróżniały ludzki zapach śmierci od zapachu śmierci świńskiej.

      Ciekawe, czy każdy człowiek - z uwagi na swój indywidualny mikrobiom - umierając, pachnie trochę inaczej? Naukowcy pewnie w końcu odpowiedzą i na to pytanie.

      Zagłoba mawiał: "Zginę ja i pchły moje". Jak dziś wiemy, wiele się nie mylił.

      Bakterie w naszej głowie
      Naukowcy niedawno dostarczyli bardzo poważny naukowy dowód na to, że flora jelitowa ma wpływ na nasze zdrowie psychiczne. Skład mikrobiologiczny naszych jelit ma związek z depresją, a nawet autyzmem.

      Najbardziej interesująca jest odpowiedź na pytanie: jak to, do licha, możliwe? Uczeni twierdzą, że najważniejszą rolę odgrywa tu układ odpornościowy oraz nerw błędny. To najdłuższy z nerwów czaszkowych należący do autonomicznego układu nerwowego, który łączy mózg z układem pokarmowym. Bakteryjne produkty przemiany materii mają w ten sposób wpływ na mózg - dowiedziono, że co najmniej dwa rodzaje jelitowych mikrobów produkują ważny dla nas neuroprzekaźnik (sterujący naszym zachowaniem) - cząsteczki kwasu gamma-aminomasłowego (GABA).

      - Wydaje się, że największy wpływ na pracę mózgu mikrobiom wywiera na nas w dzieciństwie - uważa farmakolog John Cryan z University College Cork (Irlandia). Badania, które przeprowadził jego zespół, dowodzą, że myszy urodzone w wyniku cesarskiego cięcia, których jelita zasiedlają inne bakterie niż u młodych urodzonych siłami natury, były wyraźnie bardziej niespokojne i zdradzały objawy depresji. Zdaniem uczonych to, że myszki zostały pozbawione możliwości przejęcia bakterii od matki w trakcie przechodzenia przez jej drogi rodne, mogło wywołać zmiany w ich zdrowiu psychicznym, i to długofalowe.
      Inne badania dowodzą, że myszy cierpiące na rodzaj zaburzeń autystycznych podobny do ludzkiego mają znacznie niższą liczebność powszechnej bakterii jelitowej Bacteroides fragilis niż myszy zdrowe. Zwierzęta były zestresowane i aspołeczne. Karmienie ich B. fragilis cofało wszystkie te objawy!

      Okazuje się też, że myszy z tymi objawami miały wyższy poziom metabolitu bakterii zwanego siarczanem etylofenylu (4EPS) we krwi. A wstrzyknięcie tego związku zdrowym gryzoniom wywołało u nich takie same zaburzenia zachowania.

      Mechanizm działania tego zjawiska nie jest jasny. Karmienie myszy 4EPS wywołuje u nich zaburzenia w zachowaniu, ale tylko wtedy, kiedy ich jelita stają się nieszczelne. Prawdopodobnie pozwala to na przepuszczanie metabolitów bakterii przez ściany jelita do organizmu. Możliwe więc, że niektóre osoby cierpiące na autyzm mogą skorzystać na terapiach opartych np. na podawaniu probiotyków (które nieco uszczelniają nabłonek jelit). Na razie jednak nawet najwięksi entuzjaści tej metody zgodnie twierdzą, że nie wiedzą, w jaki sposób tego dokonać. Istniejące terapie probiotyczne wykazały co najwyżej minimalny wpływ takiego leczenia na zmianę ludzkiego zachowania.