Përmbajtje:

Kuintiliona mikrobe në një person përcaktojnë thelbin tonë
Kuintiliona mikrobe në një person përcaktojnë thelbin tonë

Video: Kuintiliona mikrobe në një person përcaktojnë thelbin tonë

Video: Kuintiliona mikrobe në një person përcaktojnë thelbin tonë
Video: Прохождение The Last of Us (Одни из нас) part 1 #1 Начало пути 2024, Marsh
Anonim

Sa më shumë shkencëtarët studiojnë mikrobet që jetojnë në trupin e njeriut, aq më shumë mësojnë për ndikimin e fuqishëm të këtyre thërrimeve në pamjen, sjelljen tonë, madje edhe në mënyrën e të menduarit dhe të ndjesisë.

A varen vërtet nga shëndeti dhe mirëqenia jonë viruset, bakteret, kërpudhat njëqelizore dhe organizmat e tjerë që jetojnë në mushkëri dhe zorrë, lëkurë dhe kokërdhok? A nuk është shumë e çuditshme të besosh se krijesat mikroskopike që ne mbajmë në vetvete dhe mbi veten tonë, në shumë mënyra përcaktojnë vetë thelbin tonë?

Ndikimi i mikrobiomës - ky është emri i këtij mini-kopshti zoologjik - mund të jetë thelbësor tashmë në fazat e hershme të zhvillimit.

Një nga studimet, rezultatet e të cilit u publikuan vitin e kaluar, tregon se edhe një cilësi në dukje e lindur si temperamenti i një foshnje mund të varet nga fakti nëse shumica e baktereve në zorrët e tij i përkasin të njëjtës gjini: sa më shumë bifidobaktere, aq më i gëzuar është fëmija..

Përfundimet e arritura nga Anna-Katariina Aatsinki dhe kolegët e saj në Universitetin e Turkut në Finlandë bazohen në analizën e mostrave të jashtëqitjes nga 301 foshnja. Ata fëmijë që kishin më shumë bifidobaktere në dy muaj kishin më shumë gjasa të shfaqnin "emocione pozitive", siç përcaktuan studiuesit, në gjashtë muaj.

Studimi i mikrobiomës filloi relativisht kohët e fundit - në fakt, vetëm 15 vjet më parë. Kjo do të thotë se shumica e kërkimeve të bëra deri më sot kanë qenë paraprake dhe modeste në shtrirje, duke përfshirë vetëm dhjetëra minj ose njerëz. Shkencëtarët kanë gjetur një marrëdhënie të caktuar midis gjendjes së mikrobiomës dhe sëmundjeve të ndryshme, por ende nuk kanë qenë në gjendje të identifikojnë marrëdhënie të qarta shkak-pasojë midis banorëve të veçantë të një "bote të brendshme" të dendur të populluar të një personi dhe shëndetit të tij.

Edhe numri i këtyre banorëve është i mahnitshëm: sot besohet se rreth 38 kuintilionë (1012) mikrobe jetojnë në trupin e një të riu të zakonshëm - kjo është edhe më shumë se qelizat e tyre njerëzore. Nëse mësojmë të kuptojmë se si ta disponojmë këtë - pasurinë tonë -, perspektiva magjepsëse do të hapen para nesh.

Sipas optimistëve, në të ardhmen e afërt do të bëhet e zakonshme injektimi i një personi me komplekse të shëndetshme mikrobesh në formën e prebiotikëve (komponime që veprojnë si një substrat mbi të cilin mund të shumohen bakteret e dobishme), probiotikë (vetë këto baktere) ose me fekale. transplantimi (transplantimi i një mikrobiome të pasur të zorrëve nga donatorët) - në mënyrë që ai të ndjehet i shëndetshëm.

Kur njerëzit flasin për mikrobiomën, nënkuptojnë kryesisht banorët e traktit gastrointestinal, të cilët përbëjnë 90 për qind të mikroorganizmave tanë. Megjithatë, organet e tjera janë të mbushura me jetë: mikrobet mbushin çdo pjesë të trupit që është në kontakt me botën e jashtme: sytë, veshët, hundën, gojën, anusin, sistemin gjenitourinar. Përveç kësaj, mikrobet janë të pranishme në çdo pjesë të lëkurës, veçanërisht në sqetull, perineum, midis gishtërinjve dhe në kërthizë.

Dhe ja çfarë është vërtet e mahnitshme: secili prej nesh ka një grup unik mikrobesh që askush tjetër nuk i ka. Sot, sipas Rob Knight i Qendrës për Inovacionin e Mikrobiomeve në Universitetin e Kalifornisë (San Diego), tashmë mund të argumentohet se gjasat e dy njerëzve me të njëjtin grup speciesh në mikrobiome po i afrohen zeros. Unike e mikrobiomës mund të shfrytëzohet në mjekësi ligjore, tha Knight. "Kushdo që prek një objekt gjurmohet nga 'gjurma e gishtit' e mikrobiomit që lihet në lëkurën e një personi," shpjegon ai. Epo, një ditë, hetuesit, duke kërkuar prova, do të fillojnë të mbledhin mostra të mikrobeve që jetojnë në lëkurë, ashtu siç bëjnë sot për gjurmët e gishtërinjve.

Në këtë artikull, ne do të ndajmë disa nga zbulimet e rëndësishme të bëra nga shkencëtarët që kanë studiuar mikrobiomën dhe se si ai ndikon tek ne nga foshnjëria deri në pleqëri.

Foshnjëria

Fetusi në mitër është praktikisht steril. Duke u shtrydhur nëpër kanalin e lindjes, ai takohet me një mori bakteresh. Gjatë lindjes normale, foshnja “lahet” nga mikrobet që jetojnë në vaginë; përveç kësaj, mbi të futen bakteret e zorrëve të nënës. Këto mikrobe menjëherë fillojnë të banojnë në zorrët e veta, duke hyrë në një lloj komunikimi me sistemin imunitar në zhvillim. Pra, tashmë në fazat më të hershme të ekzistencës së tij, mikrobioma përgatit sistemin imunitar që të funksionojë siç duhet në të ardhmen.

Nëse foshnja lind me prerje cezariane, nuk ka kontakt me bakteret e nënës dhe mikroorganizma të tjerë kolonizojnë zorrët e tij - nga lëkura e nënës dhe nga qumështi i gjirit, nga duart e një infermiereje, madje edhe nga liri spitalor. Një mikrobiom i tillë i huaj mund të komplikojë të gjithë jetën e ardhshme të një personi.

Në vitin 2018, Paul Wilms nga Qendra për Mjekësinë e Sistemeve në Universitetin e Luksemburgut publikoi rezultatet e një studimi të 13 foshnjave të lindura në mënyrë natyrale dhe 18 foshnjave të lindura me kirurgji. Wilms dhe kolegët analizuan jashtëqitjen e të porsalindurve dhe nënave të tyre, si dhe tamponët vaginale të grave në lindje. "Cezarianët" kishin dukshëm më pak baktere që prodhojnë lipopolisakaride dhe në këtë mënyrë stimulojnë zhvillimin e sistemit imunitar. Kanë mbetur pak mikrobe të tilla për të paktën pesë ditë pas lindjes - kjo, sipas Wilms, është e mjaftueshme për të çuar në pasoja afatgjata për imunitetin.

Pas ca kohësh, zakonisht në ditëlindjen e parë, mikrobiomat e fëmijëve në të dy grupet fitojnë ngjashmëri. Megjithatë, sipas Wilms, ndryshimi i vërejtur në ditët e para të jetës do të thotë se në trupin e foshnjave të lindura me prerje cezariane, imunizimi parësor mund të mos kalojë, gjatë të cilit qelizat imune mësojnë t'i përgjigjen saktë ndikimeve të jashtme. Kjo ndoshta shpjegon pse këta fëmijë kanë më shumë gjasa të zhvillojnë një sërë problemesh që lidhen me funksionimin e sistemit imunitar, duke përfshirë alergjitë, inflamacionin dhe obezitetin. Sipas Wilms-it, në të ardhmen, ndoshta, “Cezarianëve” do t’u jepen probiotikë, të krijuar mbi bazën e shtameve të baktereve të nënës, për të populluar sistemin e tyre tretës me mikrobe të dobishme.

Fëmijëria

Alergjitë ushqimore janë bërë aq të zakonshme sa që disa shkolla kanë vendosur kufizime për ushqimin që fëmijët mund të marrin nga shtëpia (për shembull, nuk lejohen të sjellin bare kikiriku ose sanduiçe me reçel) në mënyrë që disa shokë të klasës të mos zhvillojnë alergji. reaksion. Në Shtetet e Bashkuara, 5.6 milionë fëmijë vuajnë nga alergjitë ushqimore, domethënë, ka të paktën dy deri në tre fëmijë të tillë në çdo klasë.

Përmenden një sërë arsyesh që mund të çojnë në përhapjen e alergjive, duke përfshirë rritjen e numrit të foshnjave të lindura me prerje cezariane dhe përdorimin e tepruar të antibiotikëve që mund të shkatërrojnë bakteret që na mbrojnë. Katherine Nagler dhe kolegët e saj në Universitetin e Çikagos vendosën të testojnë nëse përhapja e alergjive ushqimore tek fëmijët lidhet me përbërjen e mikrobiomës së tyre. Vitin e kaluar, ata publikuan rezultatet e një studimi që përfshinte tetë fëmijë gjashtë muajsh, gjysma e të cilëve ishin alergjikë ndaj qumështit të lopës. Doli se mikrobiomat e përfaqësuesve të dy grupeve janë mjaft të ndryshme: në zorrët e foshnjave të shëndetshme kishte baktere tipike për zhvillimin e duhur të fëmijëve të moshës së tyre, dhe bakteret që janë më karakteristike për të rriturit u gjetën tek ata që vuanin nga sëmundja e lopës. alergjitë ndaj qumështit.

Në fëmijët alergjikë, tha Nagler, tranzicioni zakonisht i ngadaltë nga mikrobioma e fëmijërisë tek i rrituri "ndodhi në një shkallë jonormale".

Nagler dhe kolegët e saj transplantuan (duke përdorur transplante fekale) bakteret e zorrëve të foshnjave "të tyre" te minjtë, të lindur me prerje cezariane dhe të rritur në kushte sterile, domethënë plotësisht pa mikrobe. Doli se vetëm minjtë e transplantuar nga foshnjat e shëndetshme nuk shfaqën një reaksion alergjik ndaj qumështit të lopës. Të tjerë, si donatorët e tyre, janë bërë alergjikë.

Studimet e mëtejshme treguan se rolin kryesor në mbrojtjen e grupit të parë të minjve, me sa duket, e luajtën bakteret e një specie, të gjetur vetëm tek fëmijët: Anaerostipes caccae nga grupi Clostridia. Clostridia gjithashtu parandalon alergjitë e kikirikut, zbuluan Nagler dhe kolegët e saj në një studim.

Image
Image

Nagler, president dhe bashkëthemelues i startup-it farmaceutik me bazë në Çikago, ClostraBio, shpreson të testojë potencialin terapeutik të Anaerostipes caccae te minjtë laboratorikë dhe më pas te njerëzit alergjikë. Detyra e parë ishte gjetja e një vendi në zorrët ku mund të zbarkohej një grup bakteresh të dobishme. Edhe në një mikrobiomë të pashëndetshme, thotë Nagler, të gjitha kamaret tashmë janë mbushur; në mënyrë që Clostridia të zërë rrënjë në një vend të ri, ju duhet të dëboni banorët e mëparshëm. Prandaj, ClostraBio ka krijuar një ilaç që pastron një vend të caktuar në mikrobiomën. Nagler dhe kolegët e tij ua “përshkruajnë” atë minjve dhe më pas u injektojnë disa lloje të Clostridia, si dhe fibra dietike që nxisin riprodhimin e mikrobeve. Nagler shpreson të fillojë provat klinike njerëzore të Clostridia brenda dy viteve të ardhshme dhe përfundimisht të krijojë një ilaç për fëmijët me alergji ushqimore.

Mikrobet e zorrëve mund të shoqërohen edhe me sëmundje të tjera tek fëmijët, duke përfshirë diabetin e tipit I. Në Australi, shkencëtarët analizuan mostrat e jashtëqitjes nga 93 fëmijë, të afërmit e të cilëve vuanin nga diabeti, dhe zbuluan se ata prej tyre që më pas zhvilluan sëmundjen kishin nivele të rritura të enterovirusit A në jashtëqitjen e tyre. Megjithatë, një nga eksperimentuesit, W. Ian Lipkin nga Meilmanovskaya Shkolla e Shëndetit Publik në Universitetin e Kolumbisë, paralajmëron kolegët që të mos nxjerrin përfundime të shpejta se shkaqet e disa sëmundjeve janë vetëm për shkak të dallimeve në mikrobiomën. "Gjithçka që dimë me siguri," thotë ai, "është se disa mikrobe janë të lidhura disi me sëmundje të caktuara."

Megjithatë, Lipkin është entuziast për të ardhmen e shkencës së mikrobiomës. Sipas parashikimit të tij, gjatë pesëdhjetë viteve të ardhshme, shkencëtarët do të zbulojnë mekanizmin e efektit të mikrobiomës në trup dhe do të fillojnë provat klinike te njerëzit për të demonstruar se si mund të përmirësohet shëndeti duke "redaktuar" mikrobiomën.

Rinia

Shumë adoleshentë kanë një predispozitë ndaj akneve – dhe duket se ekziston një fenomen i quajtur “mikrobioma dhjamore”. Lëkura e djemve është veçanërisht mikpritëse ndaj dy llojeve të baktereve Cutibacterium acnes që lidhen me aknet. Shumica e shtameve të këtij bakteri janë të sigurta apo edhe të dobishme sepse pengojnë rritjen e mikrobeve patogjene; në fakt, ky bakter është një komponent kryesor i mikrobiomës normale të fytyrës dhe qafës.

Megjithatë, një lloj i keq mund të bëjë shumë dëm: prania e tij, sipas Amanda Nelson, dermatologe në Kolegjin e Mjekësisë në Universitetin e Pensilvanisë, është një nga parakushtet për zhvillimin e inflamacionit. Ndër arsyet e tjera të zhvillimit të sëmundjes, shkencëtarët e quajnë sebumin (i prodhuar nga gjëndrat dhjamore për të hidratuar lëkurën), i cili shërben si një terren mbarështues për aknet C., gjëndrat e flokëve dhe prirjen për inflamacion. Gjithçka funksionon së bashku, dhe sipas Nelson, ne ende nuk e dimë se cila është më e rëndësishme.

Studiuesit në Shkollën e Mjekësisë të Universitetit të Uashingtonit ekzaminuan mikrobiomën e gjëndrave dhjamore dhe zbuluan se i vetmi trajtim afatgjatë i akneve, isotretinoin (i njohur me emra të ndryshëm tregtarë), punon pjesërisht duke ndryshuar mikrobiomën e lëkurës, duke rritur diversitetin e përgjithshëm të mikrobet, ndër të cilat janë më të vështira për të zënë rrënjë shtamet e dëmshme.

Tani që shkencëtarët kanë mësuar se izotretinoina funksionon duke ndryshuar përbërjen e mikrobiomës, ata mund të përpiqen të krijojnë ilaçe të tjera me të njëjtin efekt, por shpresojmë se më të sigurta - në fund të fundit, izotretinoina mund të çojë në defekte të lindjes tek fëmijët nëse nënat e kanë marrë ilaçin gjatë gjatë shtatzënisë.

Pjekuria

Po sikur të mund të bëni më shumë me stërvitjet tuaja thjesht duke huazuar mikrobet e zorrëve të një atleti? Kjo pyetje është bërë nga shkencëtarët e Universitetit të Harvardit. Për dy javë, ata mblodhën mostra ditore të jashtëqitjes nga 15 vrapues që morën pjesë në Maratonën e Bostonit 2015 - duke filluar një javë para garës dhe duke përfunduar një javë më vonë - dhe i krahasuan me mostrat e jashtëqitjes të mbledhura nga dhjetë persona në grupin e kontrollit gjithashtu mbi dy. javë.nuk kandidon. Studiuesit zbuluan se disa ditë pas maratonës, mostrat e marra nga vrapuesit përmbanin dukshëm më shumë baktere Veillonella atypica sesa ato nga grupi i kontrollit.

“Ky zbulim shpjegon shumë, sepse Veilonella ka një metabolizëm unik: burimi i saj i preferuar i energjisë është laktat, kripa e acidit laktik,” thotë Aleksandar Kostić i Qendrës Kërkimore të Diabetit Joslin dhe Shkollës Mjekësore të Harvardit. "Dhe ne menduam: ndoshta Veilonella dekompozon laktatin e muskujve në trupin e atletit?" Dhe, nëse është vërtet kështu, a është e mundur që, duke i prezantuar llojet e tij njerëzve larg sporteve profesionale, të rritet qëndrueshmëria e tyre?

Më pas shkencëtarët trajtuan minjtë laboratorikë: Veilonella, e izoluar nga feçet e njërit prej vrapuesve, iu injektua 16 minjsh me një mikrobiom normal të testuar për patogjenë. Subjektet më pas u vendosën në një rutine dhe u detyruan të vrapojnë derisa të lodheshin. E njëjta gjë u bë me 16 minj kontrolli; vetëm atyre u janë injektuar baktere që nuk konsumojnë laktat. Siç doli, minjtë e "infektuar" me Veilonella vrapuan shumë më gjatë se kafshët e kontrollit, që do të thotë, studiuesit besojnë se mikrobioma mund të luajë një rol kritik në ruajtjen e performancës.

Sipas Kostich, ky eksperiment është "një shembull i mrekullueshëm i asaj që na jep simbioza". Veilonella lulëzon kur një person, bartësi i saj, si rezultat i aktivitetit fizik prodhon laktat, me të cilin ushqehet dhe, nga ana tjetër, përfiton nga personi duke e kthyer laktatin në propionat, i cili ndikon në performancën e strehuesit, sepse, ndër të tjera, rrit frekuencën e kontraktimeve të zemrës dhe përmirëson metabolizmin e oksigjenit, dhe gjithashtu, ndoshta, parandalon zhvillimin e inflamacionit në muskuj.

"Kjo lloj marrëdhënie duket se qëndron në themelin e shumicës së ndërveprimeve midis njerëzve dhe mikrobiomës," shpjegon Kostich. "Në fund të fundit, marrëdhënia mes tyre është aq e dobishme reciproke."

Mikrobioma mund të jetë gjithashtu përgjegjëse për tiparet më pak të këndshme të natyrës njerëzore, duke përfshirë gjendjet mendore si ankthi dhe depresioni. Në vitin 2016, shkencëtarët nga Universiteti Kombëtar i Irlandës në Kork publikuan rezultatet e një studimi të ndikimit të mikrobiomës në zhvillimin e depresionit. Studiuesit ndanë 28 minj laboratori në dy grupe. Grupi eksperimental mori transplantime të mikroflorës së zorrëve nga tre burra që vuanin nga depresioni i rëndë, dhe grupi i kontrollit - nga tre burra të shëndetshëm.

Doli se mikrobioma e zorrëve të njerëzve që vuanin nga depresioni u zhyt në depresion dhe minjtë. Krahasuar me kafshët e kontrollit, ata treguan një humbje të interesit për aktivitetet që sjellin kënaqësi (te minjtë kjo përcaktohet nga sa shpesh duan të pinë ujë të ëmbël) dhe ankth në rritje, i shprehur në dëshirën e tyre për të shmangur zona të hapura ose të panjohura të laboratorit. labirint.

Duke pasur parasysh ndryshimin e madh midis minjve dhe njerëzve, studiuesit vërejnë se studimi i tyre ofron prova të reja që mikrobioma e zorrëve mund të luajë një rol në depresion. Herët a vonë, thonë ata, mund të vijë dita kur depresioni dhe çrregullime të tjera të ngjashme do të luftohen, duke përfshirë shënjestrimin e baktereve të caktuara në trupin e njeriut.

Image
Image

pleqëria

Mikrobioma është elastike dhe e lëngshme në të njëjtën kohë. Struktura e saj unike është formuar kryesisht në moshën katër vjeçare dhe vetëm faktorë shumë të rëndësishëm mund të ndikojnë vërtet në të - për shembull, një ndryshim në dietë, intensiteti i aktivitetit fizik ose koha e kaluar jashtë, lëvizja në një vendbanim të ri, përdorimi të antibiotikëve dhe disa ilaçeve të tjera. Megjithatë, në njëfarë kuptimi, mikrobioma është në fluks të vazhdueshëm, duke ndryshuar në mënyrë delikate me çdo vakt. Tek të rriturit, këto ndryshime janë aq të parashikueshme saqë mosha juaj mund të përcaktohet përafërsisht vetëm duke u njohur me grupin e baktereve që jetojnë në zorrët.

Kjo teknikë, e njohur si "përcaktimi i moshës nga ora mikrobiomike e plakjes", kërkon ndihmën e inteligjencës artificiale, si në një eksperiment të kryer së fundmi nga startup-i Insilico Medicine me bazë në Hong Kong. Shkencëtarët kanë mbledhur informacion mbi mikrobiomet e 1165 njerëzve nga Evropa, Azia dhe Amerika e Veriut. Një e treta e tyre ishin 20-30 vjeç, një e treta tjetër - 40-50, dhe e fundit - 60-90 vjeç.

Shkencëtarët, duke shënuar moshën e bartësve të tyre, ia nënshtruan të dhënat për 90 për qind të mikrobiomave në "interpretim kompjuterik" dhe më pas aplikuan modelet e identifikuara nga inteligjenca artificiale në mikrobiomet e dhjetë për qind të mbetur të njerëzve, mosha e të cilëve nuk ishte e shënuar. Është e mundur të përcaktohet mosha e tyre me një gabim prej vetëm katër vjetësh.

Çfarë do të thotë të "redaktosh" mikrobiomën tënde dhe të jetosh në paqe? Mjerisht, edhe entuziastët më të mëdhenj të shkencës së mikrobiomës thonë se është e vështirë të nxirren përfundime të sakta për marrëdhënien e deritanishme midis mikrobiomës dhe shëndetit të njeriut dhe këmbëngulin se duhet treguar shumë kujdes në kalimin në trajtimin me graftet bakteriale.

Shumë prej tyre tani janë të inatosur për potencialin që mikrobiota të përdoret si ilaç, thotë Paul Wilms nga Universiteti i Luksemburgut, duke vënë në dukje se kompanitë farmaceutike po zhvillojnë probiotikë të rinj për të balancuar mikrobiomën.

"Para se të mund ta bëjmë atë siç duhet dhe me inteligjencë," thotë Wilms, "ne duhet të kuptojmë në detaje se çfarë është një mikrobiom i shëndetshëm dhe saktësisht se si ndikon në trupin e njeriut. Mendoj se jemi ende shumë larg kësaj”.

Mikrobet brenda nesh

  • zorra e trashë - 38 kuintilion
  • pllakë - 1 kuintilion
  • lëkura - 180 miliardë
  • pështymë - 100 miliardë
  • zorra e vogël - 40 miliardë
  • stomaku - 9 milion

Shihni mikrobiomën

Të gjitha imazhet në këtë artikull janë marrë nga Martin Eggerly duke përdorur një mikroskop elektronik skanues: mostrat janë tharë, atomet e arit janë spërkatur mbi to dhe janë vendosur në një dhomë vakum. Gjatësia e valës së rrezes elektronike të mikroskopit është më e shkurtër se drita e dukshme, kështu që rrezja "vë në pah" objektet më të vogla, por jashtë spektrit të ngjyrave. Mikrobet e ngjyrosura egërsisht, ngjyra e të cilave dihet, në këto ngjyra, në raste të tjera ai zgjidhte një gamë të ndryshme që të dalloheshin mikrobet dhe veçoritë e tyre karakteristike.

Recommended: