Нашите познания за микробиотата - медицинският подход към болестта може да се промени радикално
Представете си общност от милиарди микроскопични живи същества, в които конкуриращи се и сътрудничещи си видове живеят в невероятно разнообразие. Което прави цялата работа наистина интересна; всичко е в нашето тяло. Микробите живеят на повърхността на кожата ни, в тялото ни, в устната кухина и в червата. Откритието обаче не е ново, но медицинското значение на тази невероятно сложна система едва започва да се признава.
Нарастващата група биолози разглежда човека не само като потомък на яйцеклетка и сперматозоиди, които се обединяват в момента на оплождането, но като част от сложна система. Без изключение всички ние живеем в тясна връзка с милиони други живи същества.
Смята се, че в нашето тяло има 10 пъти повече микроби, отколкото има клетки в нашето тяло. Освен това те са горе-долу различни. Клетките на нашето тяло са приблизително. Те носят 23 000 гена, всички от които сме наследили от родителите си. За разлика от тях, броят на гените от бактериален произход е 3 милиона. Несъмнено повечето от тях са отговорни за развитието на едни и същи свойства. Броят на гените, които не попадат в тази категория и увеличават генетичната сложност на системата, не е пренебрежимо.
Според това възприятие човекът образува органично цяло заедно с бактериите (микробиотата), живеещи в тялото му. Тази връзка е създадена в резултат на хилядолетния процес на съвместно развитие, подравняване (коеволюция). Съжителството се основава на взаимни ползи, в замяна на суровината и защитеното местообитание, бактериите, живеещи в нас, ни доставят важни хранителни вещества, те също имат здравнозащитна роля, те допринасят за общото благосъстояние на гостоприемника. Въпреки това, хомеостазата, балансът е крехък, възможно е под някакво влияние полезните до момента или поне безвредни микроби да се обърнат срещу нас и да причинят различни заболявания в организма - това засега не е ново.
Това, което е изненадващо, е обхватът на въпросните заболявания. Това не са остри инфекции, които клиничната медицина лекува с нови и нови лекарства (нека пренебрегнем антибиотичната резистентност сега). Имаме ефективен арсенал за елиминиране на бактериите, докато знаем много малко за видовете, в които живеем и тяхната роля.
Интересното е, че и нов подход, ролята на микробите е значително по-голяма, отколкото някой би си помислил при хронични заболявания в развитите страни - затлъстяване, диабет, сърдечни заболявания, астма, МС и други неврологични заболявания като аутизъм.
Какъв е животът на бактерията?
Човешката бактериална флора може дори да се разбира като независим орган. Тежи около 1 кг като много от другите ни органи. Той не е „осезаем“ като всеки орган, но може да се разбере като клетките на имунната система, разпръснати из тялото.
Доколкото ни е известно, около 100 големи групи бактерии могат да бъдат изолирани и всяка има повече или по-различен метаболизъм. От тях в чревния тракт на човека са представени четири групи: Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes и Proteobacteria.
Също така във всеки географски регион, подобно на текущата картина на ландшафта, бактериите, живеещи в хората, показват различен модел. Например, малко дете, живеещо в Малави или Венецуела, има много повече бактерии, произвеждащи рибофлавин в червата си, отколкото техните колеги от Северна Америка или Европа. Освен това използването на хранителни вещества в майчиното мляко също е по-ефективно в техния случай. На разположение са няколко гликозидни хидролази за превръщане на гликани в използваеми захари.
Гените, кодиращи горния ензим, обаче не се намират в човешкия геном, те могат да бъдат произведени само от бактерии. И млякото е в изобилие в тези въглехидрати. Това е красив пример за механизма на действие на коеволюцията!
Микробите също играят важна роля в храненето в по-късен живот. Не бихме могли да разградим и използваме много сложни въглехидрати, ако можехме да разчитаме само на собствения си генофонд и ензимите, които те кодират. 10-15% от енергията, използвана от средностатистически възрастен, се осигурява от молекули, получени от и погълнати от бактерии.
Затлъстяване и недохранване
Виждайки приноса на микробите за разграждането на хранителните вещества, възникна въпросът: биха ли могли да играят роля в развитието на заболявания с дефицит или дори затлъстяване? Американско проучване от 2006 г. изследва състава на бактериална общност в чревния тракт на индивиди с нормално тегло и наднормено тегло. В последната членовете на групата Firmicutes присъстват в по-голям брой и по-малко членове на групата Bacteroidetes, отколкото при слаби индивиди. Интересно е също, че тези, които са се отървали от наднорменото си тегло, също са изместили състава на бактериалната общност към тези, които са по-тънки.
Въз основа на резултатите от експерименти с мишки, не става въпрос само за адаптиране към променената среда. Чрез влиянието на производството на хормони, които регулират съхранението и отделянето на мазнини като енергия, се разкрива ролята на бактериите в развитието на телесното тегло. Това може да обясни отдавна познатото явление при животновъдите: телетата наддават по-бързо, когато антибиотиците се смесват в храната.
След като показаха ясна връзка между чревните бактерии и затлъстяването, беше показано и обратното. Проучване с деца в Малави показа, че неадекватно формулираната микробиота води до недохранване.
Окончателните доказателства по това дело бяха предоставени от особените резултати от изследванията на близнаците. При половината двойки близнаци, вероятно хранещи се по подобен начин, единият член е бил адекватно - докато другият е бил недохранван. Предвид горното, не е изненадващо, че микробиотата на такива близнаци е била съвсем различна. В случай на недохранване, синтезът на витамини и разграждането на някои сложни въглехидрати също се инхибират. Когато тези микроби бяха експериментално трансплантирани в лабораторни мишки със стерилен чревен тракт, техният хранителен статус стана подобен на този на донорите. След това е вероятно недохранването да възникне дори при адекватно количествено и качествено хранене, именно поради състава на бактериалната общност, живееща в чревния тракт на индивида.