Pochwała mikrobioty. O społeczności, która w dobrej wierze wtrąca się do ludzkich spraw

Czy się to komuś podoba, czy nie nasz organizm nie jest samodzielny, ale w dużej mierze zależny od bakterii, grzybów czy nawet wirusów. W świetle coraz dokładniejszych badań okazało się bowiem, że nasze ciało nie może polegać tylko na własnych komórkach. Żyjemy, bo miliony lat temu zawarliśmy sojusz z mikroorganizmami – obecnie podejrzewa się, że ich komórek może być nawet więcej, niż naszych. Ta społeczność jest uważana za nasz dodatkowy narząd, ciało jest dla niej domem. A gdyby przyszło nam do głowy je z tego domu wygonić? Cóż, nie przeżylibyśmy.

To, co mikroskopijne, wpływa na to, co duże

Mikrobiota oznacza wszystkie mikroorganizmy, które w nas i na nas bytują. Istnieje także określenie mikrobiom. Dlaczego tych pojęć używa się wymiennie?

Prawda jest taka, że nie powinno się tego robić, ponieważ oznaczają one co innego. Mikrobiom (podobnie do słowa genom) odnosi się bowiem głównie do materiału genetycznego mikroorganizmów, czyli zbioru genów obecnych w tej społeczności. Często w pracach anglojęzycznych uczeni posługują się wyłącznie tym terminem, dlatego zadomowiło się także u nas i słowo „mikrobiota” wyparło (co ciekawe, wcześniej to ono wyparło frazę „flora bakteryjna” – wciąż jeszcze stosują ją jednak niektórzy lekarze). Mikrobiom jest określeniem powszechniejszym także dlatego, że obecnie naukowców interesuje przede wszystkim to, co robią w naszym ciele geny tych organizmów, niż to jakie gatunki nas zamieszkują (choć to także jest ważne).

Badania nad ludzką mikrobiotą rozwinęły się z raczkującej dziedziny do kwitnącego dziś obszaru badań, z ponad 1,7 mld dol. budżetem tylko w ciągu ostatniej dekady. Dzięki tym analizom zmieniło się także pojęcie tego, czym jest pojedynczy organizm. Dziś przyjmuje się, że wszystkie eukarionty (komórki mające jądro) są tzw. metaorganizmami i należy je rozpatrywać wraz z ich mikrobiotą jako nierozerwalną całość.

Badania te skupiają się jednak głównie na tym, co nasi sojusznicy robią dla naszego zdrowia. Skoro jesteśmy w połowie komórkami „obcymi”, muszą one mieć na nie ogromny wpływ. Nie są pasażerami na gapę – aktywnie regulują działanie naszego organizmu.

Większość bytujących w nas mikroorganizmów nie czyni nam krzywdy, a nawet nas chroni. Ma to jednak swoją cenę – mikroby wtrącają się do naszych spraw. Mogą decydować o tym, czy jesteśmy podatni na choroby i jak szybko dochodzimy po nich do zdrowia. Do tego wpływają na nasz sen, reprodukcję i zachowanie. Naukowcy wciąż odkrywają nowe funkcje, jakie pełni mikrobiota w ludzkim rozwoju i funkcjonowaniu.

Badania skupiają się głównie na tej rezydującej w jelitach – tam mieszka znacząca większość naszych współlokatorów. To bardzo oblegane miejsce, gdzie konkurencja o swój własny kawałek podłogi przypomina ten naszym rynku mieszkaniowym.

Dlaczego akurat jelita? Ponieważ to idealne środowisko – o niskiej zawartości tlenu, z dużą ilością niewchłoniętego pożywienia. Większość tamtejszych lokatorów to beztlenowce. Poza tym to, co zjedliśmy, pozostaje w jelicie grubym przez wiele dni, dając drobnoustrojom dużo czasu na mnożenie się. Jelito grube jest wypełnione złożonymi włóknami roślinnymi i węglowodanami, których ludzki organizm nie jest w stanie sam strawić. Mikroorganizmy fermentują te resztki, aby wytwarzać energię i składniki odżywcze dla siebie, produkując jednocześnie przydatne nam witaminy i krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, które odżywiają komórki wyściółki jelit i pomagają utrzymać ich zdrowe środowisko.

Bakterie jelitowe pomagają również metabolizować żółć. Wątroba przesyła ją do jelita cienkiego, aby pomóc w trawieniu tłuszczów. Kiedy to nastąpi, bakterie i ich enzymy pomagają ją rozłożyć, dzięki czemu kwasy żółciowe mogą zostać ponownie wchłonięte i poddane recyklingowi przez wątrobę. Nazywa się to krążeniem jelitowo-wątrobowym.

Gdyby ten proces ustał, organizm nie byłby w stanie przetwarzać kwasów żółciowych, a wątroba nie miałaby ich wystarczająco dużo, aby produkować nową żółć. Układ pokarmowy nie otrzymywałby więc składnika potrzebnego do trawienia i wchłaniania tłuszczów. A resztki cholesterolu, jednego ze składników żółci, gromadziłyby się we krwi.

To, co daje odporność, niejedno ma źródło

O mikrobiocie dużo się mówi w kontekście odporności. Naukowcy stoją na stanowisku, że jelita to nasz kolejny układ immunologiczny – nawet nie drugi, ale ten najważniejszy. Po pierwsze dlatego, że zawiera dużo więcej komórek odpornościowych niż pozostałe narządy wchodzące w skład tego układu, takie jak grasica czy śledziona. Po drugie, w jelicie dochodzi do najbliższego kontaktu z tym, co zjadamy i z czym się spotykamy w środowisku, w tym również z bakteriami.

Komórki układu immunologicznego od zawartości w jelicie oddziela zaledwie jedna warstwa nabłonka, który jeszcze jest fizjologicznie przepuszczalny, ponieważ to, co jemy, musi przeniknąć do krwi. Dodatkowo część komórek układu immunologicznego znajdującego się w jelicie – tzw. komórki dendrytyczne – swoimi wypustkami wychodzi do środka jelita i ma bezpośredni kontakt z tym, co się w nim znajduje. Można zatem powiedzieć, że nasz układ odpornościowy styka się bezpośrednio ze środowiskiem zewnętrznym głównie w jelicie.

Najważniejszym graczem odpowiedzialnym za to, że nasz układ immunologiczny będzie działał prawidłowo, są zatem właśnie bakterie, które zasiedlają przewód pokarmowy i jelita. Już same z siebie tworzą one ochronną warstwę, bo jest ich w jelicie grubym bardzo dużo – w sumie ok. 1,5 kg. Ich działanie polega także na nauce niedojrzałego układu odporności dziecka odróżniania tego, co mu zagraża od tego, co powinien tolerować. Gdyby nie bakterie jelitowe, nie umielibyśmy rozpoznać, co jest naszym wrogiem, a co nie jest. I na wszystko reagowalibyśmy alergicznie lub wszystko staralibyśmy się zniszczyć jak bakterie patogenne.

Skąd nasze jelita wiedzą, które bakterie są dobre, a które złe? To kwestia odpowiednich receptorów na powierzchni komórek odpornościowych, które rozpoznają wzorce molekularne bakterii. Bakterie patogenne mają inne wzorce, dzięki temu komórki rozpoznają, że ta bakteria jest inna niż ta, która powinna nas zasiedlać. Przyjaciela – dobre bakterie – się toleruje i żyje z nim w symbiozie. Obecność wroga natomiast powoduje wszczęcie alarmu i pobudza układ odpornościowy.

Odporność noworodka najpierw musi się nauczyć odróżniać patogeny od rzeczy niegroźnych, potem odpowiednio na nie reagować, tak by odpowiedź immunologiczna była adekwatna do zagrożenia, a na koniec stworzyć komórki pamięci immunologicznej, które zapamiętują, jak wygląda wróg, by w razie potrzeby zacząć szybko działać.

Stan zapalny jest ważną funkcją układu odpornościowego, ale może on działać nieprawidłowo, stając się nadreaktywny. Przewlekły stan zapalny jest cechą chorób autoimmunologicznych i może mieć znaczenie przypadku innych, w tym nowotworów. Bakterie jelitowe nie tylko poprzez swoją obecność, ale również wytwarzane przez nie krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe wydają się hamować tego typu reakcje zapalne.

Lista schorzeń, które mogą nękać ludzi z powodu nieprawidłowego lub ubogiego mikrobiomu jelitowego, stale się wydłuża wraz z kolejnymi badaniami. Są na niej infekcje, nieswoiste zapalenia jelit, a nawet miażdżyca. Mówi się o wpływie mikrobioty jelit na alergie, zaburzenia depresyjno-lękowe, autyzm, reumatoidalne zapalenie stawów czy raka jelita grubego. Mikrobiom jelitowy jest więc obecnie gorącym tematem w środowisku medycznym. Zasiedlające nas mikroorganizmy zdają się maczać palce w różnych układach naszego organizmu. Części z tych powiązań jeszcze nie odkryto.

Jedno jest pewne – powinniśmy myśleć o swojej mikrobiocie jelitowej jak o ogrodzie. Kiedy jest on zdrowy i rośliny w nim kwitną, my też będziemy dobrze się w nim czuć. Jeśli jednak gleba jest zubożona lub zanieczyszczona, albo jeśli szkodniki lub chwasty atakują pożyteczne rośliny, może to zakłócić cały ekosystem. Dlatego tak dużą wagę mikrobiolodzy przypisują temu, jak żyjemy, co jemy czy stosujemy używki i jaki mamy styl życia. To, jak się „prowadzimy”, przekłada się bowiem na dobrostan naszych bakterii. A poprzez nie – także na nasz.