Každý z nás má v sebe ZOO, ktorú tvoria baktérie

My potrebujeme ich a oni potrebujú nás. Bez nich by sme neprežili. Vitajte v tajuplnom svete mikróbov, ktorých domovom sme my, ľudia.

Baktérie obývajú každé zákutie nášho tela. Sú vo vnútornom povlaku čriev na pokožke, v každom milimetri našich úst, dokonca aj na povrchu očí. A sú ich miliardy. Aby sme boli presní, 100 biliónov.

Alebo inak – na každú bunku tela pripadá 10 baktérií. Takže sa v podstate dá povedať, že sme z 90 % baktériami. Z toho vyplýva, že ľudské telo je skôr ekosystém ako individualita. Tieto baktérie však nie sú invazívni príživníci. Hoci nám je od detstva vštepované, aby sme si baktérie predstavovali ako ohavných votrelcov, ktorí prinášajú Kniha choroby a rozklad, naši bakteriálni nájomníci sú pre nás v skutočnosti prospešní. Bez nich by sme neboli schopní tráviť jedlo či bojovať s infekciami a nedokázali by sme ani prežiť. Svoj nájom v našom tele totiž splácajú vykonávaním dôležitých biologických funkcií, ktoré zaručujú, že my – ich domov – prežijeme. My potrebujeme ich a oni potrebujú nás. Vitajte v mikrobióme –v nepreskúmanom zvláštnom svete, ktorý dá zabrať vašim predsudkom.

Hoci biológovia dlho vedeli o tom, že sme domovom užitočných mikróbov, až donedávna sme o nich vedeli veľmi málo: koľko druhov mikróbov žije v našom tele, čo je náplňou ich práce a ako sa líšia v telách rôznych ľudí.

Až dnes sa tejto téme dostávame pod kožu a začíname si uvedomovať, akú úlohu hrajú baktérie v našom živote.

V roku 2013 sme boli svedkamiprvého pokusu o zmapovanie našich baktérií. Human Microbiome Project (HMP) je iniciatíva, ktorá stála 153 miliónov dolárov a trvala od roku 2008 do roku 2013. Bolo to desaťročie po tom, ako biológovia zmapovali genetický terén človeka v Projekte ľudského genómu. Hoci to bol bezpochyby míľnik v histórii vedy, vedci sa pozreli len na časť z toho, čo z nás robí ľudí.

„Útroby nášho tela boli doteraz tak trochu čiernou skrinkou,” hovorí Dr. Martin Blaser, mikrobiológ a riaditeľ Human Microbiome Project na Newyorskej univerzite. „Zaznamenali sme obrovský pokrok v bunkovej biológii, imunológii fyziológii, napriek tomu sme niektorým veciam dlhé roky nerozumeli. Až teraz začíname chápať, prečo v našom tele nosíme také veľké množstvo organizmov.”

Počiatočné výsledky HMP sú len náčrtom, ale dôsledky sú ohromujúce. v mikrobiálnom genóme je viac ako 8 miliónov génov kódujúcich proteíny, zatiaľ čo v ľudskom genóme ich je 22 000. Ľudské telo považuje za domov asi 10 000 bakterálnych druhov a každý z nás má v tele približne 1 000 rozličných druhov baktérii.

Ešte stále nerozumieme, prečo je telo každého človeka unikátne svojím zložením baktérií, ale zdá sa, že čím viac druhov baktérií naše telo má, tým je zdravšie. Jednoducho povedané, čím je ekosystém rôznorodejší, tým je zdravší.

Celková hmotnosť mikróbov v našom tele sa pohybuje okolo 2 kg. „Preto zvyknem mikrobióm prirovnávať k orgánom nášho tela. Bez mikróbov by sme totiž nemohli prežiť,”
Dr. Cecil Lewis

ĽUDSKÉ BYDLISKO

Ľudské telo je akýmsi bydliskom divokej zveri a naše choroby sú formou ekologickej katastrofy. Ak je telo zdravé a panuje v ňom rôznorodosť, jeho drobní prospešní obyvatelia udržiavajú votrelcov mimo tela. Tretina subjektov zúčastňujúcich sa projektu HMP mala v tele zlatého stafylokoka, ktorý je zodpovedný za antibiotikám odolnú baktériu MRSA.

Každý, kto sa HMP zúčastnil, bol zdravý, čo môže znamenať, že baktérie spôsobujúce choroby v tele dominujú iba za určitých podmienok. „Ľudské telo je ako preľudnené mesto. Sú v ňom rôzne záujmové skupiny a pri ich stretoch môže dochádzať k stratám.”

Vyzerá to tak, že naši mikrobiálni obyvatelia sú kľúčom k „moderným“ chorobám ako astma, ekzémy či alergie, ktoré boli v dobách našich starých rodičov ojedinelé. Imunológovia majú už dlho podozrenie, že naše prehnané reakcie na zdanlivo neškodné látky, ako sú peľ či mačacie chlpy, môžu byť spôsobené precitliveným imunitným systémom.

Argumentujú tým, že napríklad Západoeurópani vyrastajú v príliš čistých podmienkach. Na rozdiel od našich predkov nie sme dostatočne vystavení všadeprítomnému množstvu nečistôt. Výsledkom je, že naše telá reagujú prehnane. Mnohé z takýchto ochorení sú preto považované za “autoimunitné” – telo akoby napádalo samé seba.

Naša vlastná komunita mikróbov hrá pri takýchto ochoreniach dôležitú úlohu. Testy vykonáné na myšiach túto teóriu podporujú. Zistilo sa, že myši, ktoré boli vychované tak, aby nemali žiadne mikróby, mali nadmerne vysoké množstvo vražedných T-lymfocytov. Tie v tele slúžia ako časť imunitného systému, ktorá ničí votrelecké vírusy a mikróby.

U týchto myší však spôsobovali zápaly a keď myši dosiahli dospelosť, zvyčajne trpeli syndrómom dráždivého čreva a astmou. Ich telá teda nielenže napádali samé seba, ale neboli schopné bojovať ani s cudzími infekciami.

Dnes už máme dôkazy, že rovnaké je to aj u ľudí. Napríklad ľudia s Crohnovou chorobou (autoimunitné ochorenie čriev) majúzväčša o 25 % menej mikrobiálnych génov v porovnaní so zdravýmiľuďmi.

MEŠŤANIA VS. VIDIEČANIA

Celková hmotnosť mikróbov v našom tele sa pohybuje okolo 2 kg. „Preto zvyknem mikrobióm prirovnávať k orgánom nášho tela. Bez mikróbov by sme totiž nemohli prežiť,” hovorí Dr. Cecil Lewis z Oklahomskej univerzity. „Sú akýmsi filtrom vplyvov vonkajšieho sveta.”

Ako však vyzerá taký zdravý filter? Skupina mikrobiológov porovnávala ľudí žijúcich rozdielnym spôsobom života v rôznych krajinách. Výsledky ich výskumu sú veľmi zaujímavé – mikrobióm ľudí žijúcich v mestách sa viac podobá obyvateľom miest na opačnom konci zemegule ako ich susedom na vidieku.

Tieto výsledky vnukli Lewisovi myšlienku pozrieť sa na mumifikované ľudské pozostatky z dávnej minulosti. Analyzoval vzorky 8 000 rokov starých pozostatkov z USA, 1 600 rokov staré pozostatky z Čile, 1 400 rokov staré pozostatky zo severného Mexika a 5 300 rokov starého „ľadového muža” Ötziho z Álp.

Lewis narazil na jeden zaujímavý rozdiel: moderné kozmopolitné obyvateľstvo je na rozdiel od svojich predkov ochudobnené o špirálovité baktérie spirochéty. Vedci sa domnievajú, že boli mimoriadne užitočné – pomáhali ľuďom rozkladať vlákninu. „Je tento fakt dôležitý?” pýta sa Lewis. „Môže neprítomnosť spirochét vysvetľovať dnešné choroby? Môžeme ich v budúcnosti zaradiť medzi probiotiká?”

Lepšie porozumenie mikrobiálnemu ekosystému človeka bude viesť k výživovým doplnkom, probiotikám a tabletkám, ktoré v tele človeka vytvoria ideálnu zostavu mikróbov. Lewis si však myslí, že zmena životného štýlu a jedálneho lístka bude nevyhnutná.

Napríklad ak sa prospešné mikróby živia určitým druhom cukru, môžeme zvýšiť populáciu tohto druhu veľmi jednoducho – zvolení správnej stravy s vyšším obsahom cukru.

BUDÚCNOSŤ

„Vo všeobecnosti je jednoduchšie chorobám predchádzať, ako ich liečiť,” hovorí Blaser, ktorého vlastný výskum ukazuje, že mikrobióm môže ovplyvniť napríklad obezitu. „Vieme, že obdobie vývinu plodu je veľmi dôležité, teraz však zisťujeme, že rozhodujúcim obdobím pre formovanie mikrobiómu sú prvé mesiace po pôrode.

V tomto období sa vytvárajú základy zdravia na celý život.” Pokročilé moderné technológie dokážu podľa mikrobiómu bábätka predpokladať detskú cukrovku, astmu a dokonca aj Parkinsonovu chorobu či utizmus.

Ďalšia fáza projektu HMP bude analyzovať naše mikróby a bude sa snažiť prísť na to, čo je náplňou ich práce. Zatiaľ sa zdá, že mikróby vypĺňajú metabolické medzery
v našom vlastnom genóme a každý deň sa tak zapájajú do dôležitých funkcií našich buniek.

Tu sa to však nekončí. Naše telá sú okrem baktérií aj domovom húb, prvokov a veľkého množstva vírusov, ktoré ovplyvňujú DNA a hrajú dôležitú úlohu v evolúcii.