Człowiek na ba(k)terie. Jak czerpać energię i zdrowie z jelit - ebook

WSTĘP

Miałam 14 lat, gdy po raz pierwszy przeczytałam Wojnę światów Herberta George’a Wellsa. To były początki mojej fascynacji science fiction, która została mi do dziś.

Powieść zrobiła na mnie piorunujące wrażenie. Gatunek ludzki zaatakowany przez Marsjan, nie ma nic do powiedzenia. Nie mamy szans na przetrwanie, przegrywamy z obcymi wojnę. Do czasu, gdy na pomoc przychodzi nam niezwykły wybawiciel. Nie są nim wcale zdobycze technologii – te wszystkie rakiety, pociski, pola ochronne itd., znane z dzisiejszych filmów. Nie jest to nawet żaden nadczłowiek – superbohater gotowy poświęcić wszystko dla dobra ludzkości. Marsjan wykańczają niewidoczne gołym okiem mikroby. Ziemskie bakterie, do których człowiek przywykł, a dla najeźdźców okazały się zabójcze.

Może to wtedy po raz pierwszy popatrzyłam na otaczający mnie świat inaczej? Zawsze byłam blisko przyrody i było dla mnie naturalne, że z tą dziedziną nauki zwiążę swoją przyszłość. Na studiach silnie pociągała mnie botanika, ale ostatecznie zdecydowałam się na mikrobiologię.

Świat, którego nie widać, był i nadal jest dla mnie fascynujący. Bo jak tu się nie fascynować? Bierzesz kroplę czystej wody, w której – wydawałoby się – nic nie ma. Kładziesz ją na szkiełko, patrzysz przez mikroskop, a tam tętni życie! Maleńkie organizmy spieszą się, załatwiają swoje sprawy, rozmnażają się, kłócą o miejsce do życia. A nawet toczą ze sobą śmiertelne pojedynki. I jak każdy z nas – w końcu giną. Jedne żyją samotnie, inne tylko w koloniach. Potrafią się zwoływać i ze sobą rozmawiać.

Na zajęciach z mikrobiologii naprawdę zrozumiałam, że ten świat nie jest tylko nasz.

^(*) ^(*) ^(*)

Przyzwyczailiśmy się stawiać człowieka na samym szczycie ziemskiego życia. Wszak to my rządzimy światem, bo po prostu mamy rozum. Jesteśmy świadomi tego, co wokół nas się dzieje, rozumiemy nieuchronność śmierci, umiemy przewidywać i wyciągać wnioski. Inne gatunki tego nie potrafią. Czyżby? Przecież lawinowo przybywa badań, które dowodzą, jak inteligentne są zwierzęta. I coraz więcej mówi się też o inteligencji roślin.

Porzucając jednak ten bardzo ciekawy wątek, tak naprawdę Ziemią rządzą mikroorganizmy, a nie my. Były od samego początku rozwoju życia na tej planecie. Były tu zawsze. Także wtedy, gdy człowiek dopiero stawiał pierwsze kroki. To my musieliśmy nauczyć się z nimi współistnieć, tak by nie spotkał nas los Marsjan z Wojny światów.

Przez setki tysięcy lat płaciliśmy za życie z drobnoustrojami pewną cenę. Na początku XX wieku choroby zakaźne zabijały miliony ludzi rocznie. Oczywiście, człowiek nie był wobec tych patogennych mikrobów bezbronny – natura wyposażyła nas w systemy całkiem niezłej obrony przed drobnoustrojami. Gdyby tak nie było, nie przetrwalibyśmy. Jednak koniec końców to mikroby trzymały nas w szachu.

Układ sił zmienił się zasadniczo, gdy w piątek, 28 września 1928 r. szkocki bakteriolog Alexander Fleming zszedł do swojej pracowni w Szpitalu Świętej Marii w Londynie. Panował tam spory bałagan. Niektóre z szalek, na których rosły chorobotwórcze gronkowce, zostały zanieczyszczone panoszącą się w powietrzu pleśnią. Dla naukowca to zazwyczaj praca wyrzucona do kosza. Tym razem jednak Fleming, zamiast pozbyć się hodowli, przyjrzał się jej uważnie. Pleśń na gronkowcu rozwijała się świetnie, a między grzybem a bakteriami była wyraźna przerwa. Wyglądało to tak, jakby kolonie gronkowca dosłownie rozpuściły się pod wpływem rozwoju pleśni.

Fleming był naukowcem, wyczuł, że to coś niezwykłego. Zwłaszcza że kilka lat wcześniej odkrył lizozym – naturalną bakteriobójczą substancję znajdującą się m.in. w ludzkich łzach.

Rok później uczony wyizolował z hodowli pędzlaka (Penicillium notatum) związek, który zabijał gronkowce – penicylinę. Ten pierwszy na świecie antybiotyk zrewolucjonizował medycynę drugiej połowy XX wieku, zaś groźne choroby wirusowe (ale też bakteryjne) zostały opanowane dzięki szczepieniom.

Antybiotyki ocaliły setki milionów istnień, ale – jak się okazało – miało to swoją cenę. Antybiotyki nie działają wybiórczo, zabijają zarówno te „złe”, patogenne drobnoustroje, jak i te zupełnie nieszkodliwe. A tych nieszkodliwych drobnoustrojów jest znacznie więcej niż złych. I nie możemy się ich zupełnie pozbyć, bo sami zginiemy.

Kiedyś nikt nie zdawał sobie z tego sprawy. Wiedziano oczywiście, że na i w ciele człowieka bytują różne mikroorganizmy, ale nie zawracano sobie nimi zbytnio głowy. Nikt też specjalnie nie badał związku ludzi z zamieszkującymi nas mikrobami. To był czas walki z chorobotwórczymi bakteriami. I czas naszego zwycięstwa.

Przez długie lata takie też było powszechne przekonanie o mikroorganizmach – można je krótko streścić w haśle: „Bakterie twój wróg!”. Wszak to m.in. poprawa higieny pozwoliła ludziom wydłużyć średnią życia. Poza tym, tradycyjnymi metodami hodowli izolowano i namnażano nie tak wiele drobnoustrojów. Nie przypuszczano nawet, że patrząc na laboratoryjną szalkę, widzimy czubek góry lodowej.

^(*) ^(*) ^(*)

Nauka szła do przodu, rozwinęła się nowa jej gałąź – genetyka. Momentem jej triumfu było odczytanie ludzkiego genomu w 2000 r., nazwane przez ówczesnego prezydenta USA Billa Clintona „odczytaniem księgi życia”. Ale w tej „księdze” zapisane jest nie tylko nasze życie. Odbijają się w niej także miliony lat naszej ewolucji z mikrobami. Stąd pojawił się pomysł, by stworzyć projekt podobny do Projektu Ludzkiego Genomu, ale tym razem skupiający się na genetycznym poznaniu naszych drobnoustrojów. Human Microbiome Project (HMP) był inicjatywą badawczą Narodowych Instytutów Zdrowia Stanów Zjednoczonych (NIH) w celu lepszego zrozumienia mikrobiomu związanego z ludzkim zdrowiem i rozwojem chorób.

Jego pierwszy etap rozpoczęto w 2008 r. Był on pięcioletnim projektem skupiającym się na identyfikacji i scharakteryzowaniu ludzkiej mikrobioty. Druga faza, znana jako Integrative Human Microbiome Project (IHMP), została uruchomiona w 2014 r. I tym razem starano się wyjaśnić rolę, jaką drobnoustroje odgrywają w naszym ciele. Do końca 2017 r. badacze HMP opublikowali ponad 650 artykułów naukowych na temat wyników programu, które były cytowane ponad 70 tys. razy. To pokazuje, jakie zainteresowanie wzbudzają te badania.

Nowoczesna genetyka pozwoliła dowieść, że ludzki organizm jest wypełniony po brzegi genami drobnoustrojów. Nie można tych mikrobów i wirusów zobaczyć, bo nie dają się hodować tradycyjnymi metodami. Ale możemy wyizolować ich DNA, dzięki czemu wiemy, że mamy w sobie gigantyczne „obce” mikrożycie. Tylko czy ono jest rzeczywiście obce?

Te biliony nienaszych komórek są z nami jednak ściśle związane. Cały ten świat nazywany jest dziś mikrobiotą i mikrobiomem. Wszystkie bakterie, wirusy i grzyby, które zamieszkują nasze ciało, cały czas coś z nami i w nas robią. Co konkretnie? To jest pytanie, na które choć w części próbuje odpowiedzieć ta książka. I cała współczesna medycyna.

Ludzki mikrobiom jest tak ważny dla naszego zdrowia, że prestiżowy magazyn „Nature” nazwał go „Bohaterem roku 2015”. Bohaterem zbiorowym. Nie ma w tej chwili szanującego się ośrodka badawczego na świecie, który by nie sprawdzał, do czego jest zdolny nasz mikrobiom.

^(*) ^(*) ^(*)

Najwięcej drobnoustrojów zasiedla nasze jelita, a zwłaszcza jelito grube. Uczeni uważają, że to najbogatszy ekosystem na Ziemi! Jest w nas, a nie w Puszczy Amazońskiej. Wiadomo, że nasze bakterie uczestniczą w procesie trawienia, produkują też cenne dla nas związki, jak np. pewne witaminy. Lista zadań, które im przypisujemy, nieustannie się wydłuża. Na tyle, że niektórzy mikrobiolodzy posuwają się do stwierdzenia, że człowiek nie do końca decyduje o tym, kim jest i co robi. Jesteśmy tym, czym mikrobiom chce, żebyśmy byli.

To mogą być przesadzone oceny, ale prawdą jest, że w naszym ciele nie ma sterylnego narządu. Nie tylko jelita, ale też skóra, wątroba, jama ustna, nerki, oczy, płuca mają swój unikalny zestaw drobnoustrojów. To bogate, niewidoczne gołym okiem życie nie może być dla nas obojętne. Na pewno nie jest.

Większość bytujących w nas mikroorganizmów nie czyni nam krzywdy, a nawet chroni nas przez atakiem wroga. Ale jednocześnie „wtrącają się” one do naszych spraw. Jelita są jak wielka metropolia, którą zamieszkują tysiące gatunków bakterii, wirusów i grzybów. Którzy jej mieszkańcy odpowiadają za nasz dobrostan? Jakie mechanizmy za tym stoją? Co się dzieje w tej mikrospołeczności, że sprzyja rozwojowi chorób? Kto jest czarnym charakterem i powinien być pozbawiony wpływów? Kto z kim trzyma i dlaczego? To pytania, które wciąż czekają na odpowiedź, choć wiele już wiadomo. Niemal w każdym tygodniu pojawiają się kolejne badania, która pozwalają coraz pewniej odpowiadać na te pytania.

Nasza mikrobiota (jelit, skóry, jamy ustnej itd.), jeśli jest prawidłowa, stanowi silną tarczę chroniącą nasze zdrowie. Ale jeśli nasze bakterie „chorują”, choruje też nasze ciało. I to jest zasada najważniejsza – nie da się oddzielić naszego ciała od relacji z zamieszkującymi nas drobnoustrojami. Jesteśmy jak matrioszka – jedna lalka w drugiej.

Myśląc o zdrowym stylu życia, musimy mieć na uwadze także to, co dobre dla naszych najbliższych mikroprzyjaciół. Bo to przecież są nasi przyjaciele! Towarzyszą nam od początku. Chronią przed patogenami, uczą nasz układ odpornościowy, jak reagować na zagrożenia, produkują substancje, które mają wpływ na nasz nastrój, karmią komórki naszych jelit wytwarzanymi przez siebie związkami... Bez dobrej mikrobioty nie uda nam się zachować zdrowia, oprzeć chorobom cywilizacyjnym, poradzić sobie z coraz większym stresem, dożyć stu lat... ani nawet schudnąć.

^(*) ^(*) ^(*)

Prowadzone obecnie badania nad ludzkim mikrobiomem mają ukazać nam całą jego złożoność. Wciąż jeszcze jesteśmy na etapie poznawania. Jednocześnie zaczyna się już etap wykorzystania tej wiedzy, jaką gromadzimy.

Poznanie mechanizmów naszych relacji z mikroorganizmami, może się okazać kluczem do medycyny przyszłości, w tym tej spersonalizowanej, czyli dostosowanej do każdego człowieka. Każdy z nas ma inną mikrobiotę, nawet jeśli wykazuje ona pewne podobieństwa w danym społeczeństwie czy nawet rodzinie. Jeśli od tych drobnoustrojów tyle zależy, może one same w sobie będą kiedyś lekiem?

Już dziś coraz śmielej mówi się o „zarządzaniu mikrobiomem”, jako recepcie na zdrowsze życie. Coraz częściej słychać, również wśród lekarzy, o konieczności powrotu do natury i mobilizowania naszych własnych sił (w tym sił drobnoustrojów) do walki z chorobami cywilizacyjnymi. Magiczna „pigułka na wszystko” powoli przestaje być tak nęcąca.

To nie znaczy, że klasyczna medycyna, antybiotyki czy szczepienia, wszystkie wspaniałe zdobycze medycyny przestaną mieć znaczenie. Będą nadal niezbędne, ale chodzi o to, by nie zapominać, że nawet najbardziej zaawansowana medycyna nie może oderwać (przynajmniej na razie) człowieka od reguł przyrody, cyklów dobowych, potrzeby snu, jedzenia i ruchu.

Mój redakcyjny kolega Tomasz Ulanowski, w jednym z tekstów o mikrobiocie jelit napisał: „»Ja i pchły moje« – mawiał Zagłoba i wcale nie był daleki od prawdy. Bo tak naprawdę nie jesteś sam i nigdy o tym nie zapominaj”.

Ma rację. Choć Zagłoba uważał, że to jego pchły, a jest raczej odwrotnie – to my należymy do tych „pcheł” i musimy zrobić wszystko, by pozostać z nimi w przyjaźni. Wiele można w tej kwestii zrobić, poprawić. Liczą się drobne nawyki, które w sumie mogą znacząco poprawić nasze zdrowie.

W tej książce o roli mikrobioty opowiadają specjaliści zajmujący się schorzeniami układu pokarmowego, odpornościowego, neurologicznego, skóry, jamy ustnej i chorobami zakaźnymi. Znaczenie mikrobiomu przedstawiają neonatolog, pediatra, immunolog i dietetyk.

Nic nie robimy bez udziału naszych mikroprzyjaciół. Człowiek tak naprawdę jest maszyną na bakterie. I to jest fascynujące.

Margit KossobudzkaNASI EKSPERCI

DIETETYCZKA

mgr Hanna Stolińska-Fiedorowicz

DERMATOLOG

dr hab. n. med. Wioletta Barańska-Rybak, profesor nadzwyczajny w Klinice Dermatologii, Wenerologii i Alergologii Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego

dr Leszek Blicharz z Kliniki Dermatologicznej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego

dr n. med. Joanna Czuwara z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego

dr n. med. Andrzej Szmurło z kliniki Novaderm w Warszawie

FARMAKOLOG

dr hab. n. farm. Wirginia Krzyściak z Wydziału Farmaceutycznego Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego

GASTROENTEROLOG

dr n. med. Anna Pietrzak z Kliniki Gastroenterologii Onkologicznej Centrum Onkologii – Instytutu M. Skłodowskiej-Curie, Kliniki Gastroenterologii, Hepatologii i Onkologii Klinicznej CMKP w Warszawie

GINEKOLOG

dr n. med. Katarzyna Skórzewska

IMMUNOLOG

prof. dr hab. n. med. Bożena Cukrowska, kierownik Pracowni Immunologii Instytutu „Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka”

dr n. med. Paweł Grzesiowski, kierownik Ośrodka Badań i Przeszczepiania Mikrobioty Jelitowej w Warszawie

PEDIATRA

dr hab. n. med. Jan Mazela z Katedry Neonatologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu

prof. dr hab. n. med. Hanna Szajewska, kierownik Kliniki Pediatrii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, członek Grupy Roboczej ds. Probiotyków Europejskiego Towarzystwa Gastroenterologii, Hepatologii i Żywienia Dzieci

PSYCHODIETETYK

mgr Agata Ziemnicka z Centrum Dietetyki i Psychoterapii „Równowaga” w Warszawie

PSYCHOLOG

dr hab. Aneta Brzezicka, prof. SWPS Uniwersytetu Humanistyczno-Społecznego, kierownik Katedry Psychofizjologii Procesów Poznawczych Instytutu Neuronauki Poznawczej i BehawioralnejRozdział 1

TY TO NIE TYLKO TY

Wiedzą, kiedy pierwszy raz się całowaliśmy, czy jako dzieci chodziliśmy na basen i jak często korzystamy ze zmywarki. Biliony bakterii, grzybów i wirusów – 2 kg mieszkańców, których każdy z nas wszędzie ze sobą nosi. Nie ma czynności, którą wykonujesz bez ich udziału. A wszystko, co robisz, ma wpływ na ich kondycję.

Różnisz się więc od innych ludzi nie tylko wyglądem, ale całym wewnętrznym kosmosem, na jaki codziennie pracujesz.

NIESTERYLNY NOWORODEK

– Kluczowy jest poród, ale znaczenie ma także to, czy matka w ciąży brała antybiotyki i ile przytyła. Ciekawie robi się też, gdy dziecko zaczyna wkładać rączkę do buzi. A ta rączka ma co? Ma wszystko – o naszych pierwszych kontaktach z mikrobami opowiada dr hab. n. med. Jan Mazela, pediatra i neonatolog z Katedry Neonatologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu.

Początek życia to też początek więzi z bakteriami, które zasiedlają nasze jelita przez całe życie. Ten start ma kluczowe znaczenie, ale właściwie dlaczego?

Dr hab. n. med. Jan Mazela: – Musi mieć, skoro według danych naukowych modelowy organizm człowieka – ważącego 70 kg, w wieku 20–30 lat i o wzroście 170 cm – składa się z około 30 bilionów komórek oraz... 39 bilionów bakterii, których masa szacowana jest na 2–3 kg.

Mikroorganizmy jelitowe odgrywają istotną rolę w zdrowiu człowieka. Są jednymi z pierwszych antygenów, czyli obcych białek, z którymi układ odpornościowy ma kontakt. Mają zatem kluczowe znaczenie dla rozwoju naszej odporności.