Najlepsi przyjaciele człowieka

Nie sposób oddzielić fermentacji i cywilizacji" - powiedział amerykański pisarz John Ciardi. 12 tys. lat temu pierwsze grupy ludzi porzuciły koczowniczy tryb życia, założyły osady, zajęły się rolnictwem... i odkryły proces warzenia piwa. U zarania cywilizacji człowiek (wtedy jeszcze nieświadomie) wykorzystał mikroorganizmy dla własnej korzyści.

Od tamtej chwili drożdże i inne drobnoustroje wiernie służą ludzkości. Ciężko byłoby sobie wyobrazić świat bez ich pomocy. Zabrakłoby nie tylko alkoholu, ale też m.in. octu, serów, jogurtów, chleba, masła, salami, kiszonek, kawy, sosu sojowego... A przecież na produkcji żywności się nie kończy: mikroorganizmy w oczyszczalniach ścieków uzdatniają wodę, w fabrykach chemicznych produkują związki niezbędne dla przemysłu, a na polach pomagają zwalczać szkodniki.

Ogromny jest też wkład drobnoustrojów w nasze zdrowie: nie tylko syntetyzują antybiotyki, ale też - dzięki modyfikacjom genetycznym - produkują ratujące życie związki, np. insulinę czy hormony. Nawet organizmy szkodliwe zdołaliśmy obłaskawić tak, że dziś - w szczepionkach - chronią nas przed atakiem bardziej zjadliwych pobratymców.

Najgłębsza - wręcz intymna - relacja to jednak związek z mikroorganizmami żyjącymi wewnątrz nas.

Raj dla mikrobów

Ludzie są domem dla setek gatunków mikroorganizmów (głównie bakterii, nielicznych grzybów, a także mało poznanych wirusów). Liczba bakterii zamieszkujących ciało jest dziesięciokrotnie większa niż liczba budujących to ciało komórek. Przeliczając to na masę, przeciętny dorosły nosi w sobie ponad kilogram drobnoustrojów. Pierwsze bakterie, pochodzące z dróg rodnych matki, kolonizują ciało dziecka w chwili narodzin. Mikroby towarzyszą nam więc od kołyski aż po grób - a nawet w grobie, bowiem to nasze własne bakterie rozpoczynają rozkład ciała.

Znaczna ilość bakterii przebywa stale w jamie ustnej. Olbrzymia liczba substancji odżywczych i wilgotne otoczenie czynią z ust doskonałe mieszkanie dla drobnoustrojów. Równie korzystne, wilgotne i ciepłe otoczenie bakterie znajdują w jamie nosowej, gardle i w drogach rodnych u kobiet. Na tym tle sucha skóra wydaje się niegościnnym miejscem, ale i tu bakterie potrafią sobie poradzić - ich duże ilości można znaleźć w pobliżu mieszków włosowych, gruczołów potowych i w miejscach, gdzie skóra najczęściej pozostaje wilgotna: pod pachami, w pachwinach i na stopach. Wszystkie ustępują jednak przed prawdziwym bakteryjnym rajem: jelitem grubym.

Próchnica, paradontoza, nieświeży oddech - wszystko to wina mieszkających w ustach bakterii. Także mikroorganizmy na skórze uprzykrzają nam życie, zamieniając bezwonne składniki potu w niemiło pachnące związki i wywołując trądzik. Sama myśl o ryzyku noszenia przy sobie kilograma potencjalnie zakaźnych mikroorganizmów nie jest przyjemna. Czemu więc nie próbować pozbyć się naszych mikroskopijnych towarzyszy?

Bo są niezbędni: nie tylko korzystają z dostarczanego przez nas schronienia i pokarmu, ale odpłacają nam za te usługi.

Dobroczyńcy

Zamieszkujące ludzkie ciało bakterie (niegroźne dla zdrowych) stanowią pierwszą barierę przed innymi, chorobotwórczymi organizmami. Nie tylko dosłownie "zajmują całe wolne miejsce", ale i aktywnie wydzielają substancje hamujące wzrost szkodliwych drobnoustrojów. Bakterie z rodzaju Lactobacillus w drogach rodnych kobiet produkują kwas mlekowy, zakwaszając środowisko tak bardzo, że nie mogą w nim żyć potencjalnie szkodliwe drożdżaki.

Jak istotna jest ta niewidzialna ochrona, doceniamy dopiero, gdy bakterie znikają. U osób używających antybiotyków o szerokim spektrum działania (zabijających przy okazji naturalnych mieszkańców naszego ciała) łatwo pojawiają się grzybice i nietypowe infekcje bakteryjne.

Bakterie zamieszkujące przewód pokarmowy wzbogacają naszą dietę, np. syntetyzując witaminę K i niektóre witaminy z grupy B. Fermentując nietrawiony przez ludzi błonnik, bakterie jelitowe produkują szczególnie ważny składnik: krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, niezbędne komórkom wyściełającym jelito do prawidłowego wzrostu i funkcjonowania.

Kolejną funkcją mikroorganizmów w przewodzie pokarmowym jest usuwanie z pokarmu niektórych związków wywołujących raka (choć, niestety, same też potrafią czasem wytwarzać groźne dla zdrowia składniki). Ponadto bakterie mogą częściowo wpływać na to, ile i jakich substancji ze strawionego pokarmu będziemy wchłaniać - prawdopodobnie więc od rodzaju bakterii zamieszkujących jelita zależeć będą nasze tendencje do tycia lub, przeciwnie, pozostawania szczupłym mimo obżarstwa.

Drobnoustroje kolonizujące nasze ciało spełniają jeszcze jedną ważną funkcję. Przez swoją nieustanną obecność wpływają znacząco na rozwój naszego układu odpornościowego. Z jednej strony - uczą go reagowania na zagrożenia, pobudzają rozwój i stymulują do zwalczania patogenów. Z drugiej zaś - zapobiegają jego niepotrzebnej aktywacji i powodują powstawanie tolerancji wobec "nieszkodliwych" czynników.

Gdy higiena szkodzi

Na rodzaj i ilość zamieszkujących nas drobnoustrojów wpływa olbrzymia ilość czynników. Wraz z wiekiem, zmianami hormonalnymi, rozwojem ciała, zmianami miejsca zamieszkania, stylu życia i diety - zmieniają się też one. Zupełnie inne mikroby mieszkać będą w ustach noworodka, inne - gdy pojawią się zęby, a jeszcze inne - gdy zęby zostaną zastąpione protezami.

Znaczące zmiany zachodzą także w skali całego społeczeństwa. W państwach rozwiniętych, których mieszkańcy obsesyjnie dbają o higienę, dezynfekując i czyszcząc każdą możliwą powierzchnię, bakteriom coraz trudniej kolonizować nasze organizmy. Część typowych drobnoustrojów wypierana jest przez nowe, które lepiej radzą sobie z kolonizowaniem ludzi w zmienionych, superhigienicznych warunkach. W krajach Zachodu rośnie liczba zaburzeń immunologicznych, takich jak alergie, nieswoiste zapalenia jelit, stwardnienie rozsiane lub cukrzyca. Według tzw. hipotezy higieny rosnąca zapadalność na te choroby (a łączy je nieprawidłowa reakcja układu odpornościowego, atakującego nieszkodliwe czynniki lub własne komórki) jest wynikiem braku wystarczającego kontaktu układu odpornościowego we wczesnym dzieciństwie z zamieszkującymi nasze ciało bakteriami lub - być może - kontakt z niewłaściwymi gatunkami, na skutek przesadnie higienicznego trybu życia.

Żywe kultury

Są też mikroorganizmy, które wywołują korzystne efekty w ciele gospodarza. To probiotyki (gr. pro bios - dla życia), które można spotkać najczęściej w jogurtach i przetworach mlecznych, reklamowanych jako "wzmacniające odporność" i "poprawiające trawienie". Ale nie każdy produkt "zawierający żywe kultury bakterii" to probiotyk - nie każda bowiem bakteria wywoła dobroczynny efekt. W przypadku probiotyków w składzie produktu powinna się znaleźć informacja "zawiera bakterie probiotyczne". Dziś najczęściej są to bakterie z rodzaju Lactobacillus lub Bifidobacterium, choć można spotkać też np. probiotyczne drożdże.

Naukowcy wciąż dyskutują, w jakim stopniu probiotyki pomagają. Dyskusja, nieraz zażarta, wkroczyła nawet do sądów, orzekających o prawdziwości reklam. Nie budzi wątpliwości fakt, że probiotyki mogą zapobiegać biegunkom. Liczne dowody sugerują także, że wzmacniają odporność na infekcje. Bardziej wątpliwe jest ich działanie przeciwalergiczne, zapobiegające próchnicy, hamujące przewlekłe zapalenia lub leczące zakażenia dróg moczowo-płciowych. Najsłabiej dowiedzione (lub zgoła niedowiedzione) pozostają efekty takie jak obniżanie poziomu cholesterolu we krwi, zapobieganie nowotworom, wspomaganie wzrostu, zapobieganie otyłości, spowalnianie starzenia lub łagodzenie zaburzeń psychicznych.

Między naukowcami nie ma zgody co do potencjalnego ryzyka spożywania probiotyków, zwłaszcza w przypadku osób ciężko chorych i z obniżoną odpornością. Na razie pozostaje więc stosować się do złotej zasady: "używać, ale z umiarem" - probiotyki mogą wzmocnić odporność i poprawić trawienie, nie należy jednak traktować ich jako panaceum na - nomen omen - trawiące nas problemy.

***

Nauce nadal daleko do dokładnego zrozumienia roli bakterii w naszym ciele. Nawet w przypadku tej najbardziej znanej - pałeczki okrężnicy (Escherichia coli), jednej z lokatorek naszych jelit - co chwila dokonywane są nowe odkrycia. O ile mniej wiemy o pozostałych bakteriach jelitowych i jak wielu jeszcze nie odkryliśmy!

Sytuację tę zmieni zapewne trwający właśnie Projekt Ludzkiego Mikrobiomu - przedsięwzięcie większe nawet niż wcześniejszy projekt odczytania ludzkiego genomu. Uczestniczący w nim naukowcy chcą zidentyfikować wszystkie mikroorganizmy zamieszkujące ludzkie ciało.

Dziś najbardziej optymistyczne analizy szacują, że poznaliśmy jak do tej pory zaledwie 30 proc. zamieszkujących je bakterii.

JAKUB KWIECIŃSKI jest doktorantem Zakładu Reumatologii i Badań nad Zapaleniem na Uniwersytecie w Göteborgu.