микроорганизмите

От незапомнени времена човек е живял заедно с безброй микроорганизми, особено бактерии. Някои са подобни на тези, които причиняват туберкулоза, вредни за хората, други, като млечнокиселите бактерии, са полезни. Бактериите играят важна роля за поддържането на оптималната екосистема на нашата планета Земя. Ако бактериите не изпълняваха своите „екологични“ функции, животът на планетата Земя не би бил възможен, защото микробите позволяват на многоклетъчните организми, включително хората, да оцелеят. Микробите обаче са важни за хората не само като част от екосистемата на Земята, но също така са важни показатели за здравословното състояние на всяко човешко същество на Земята.

Знаете ли, че в човешкото тяло има десет пъти повече микроорганизми от човешките клетки? Например за всеки квадратен сантиметър кожа има повече от 500 вида бактерии. Понастоящем експертите използват термина за микробна колонизация на човешкото тяло микробиом. Какво всъщност е микробиом? Това го прави уникален общност всички микроорганизми на човешкото тяло, включително бактерии, дрожди, вируси, протозои и акари (т.нар. микрофлора) и техните гени а геноми. Смята се, че се състои от трилиони индивиди/организми, чиято съвкупна генетична информация, т.нар. метагеном, Това е 150 пъти повече от генетичната информация на хората. Докато човек геном съдържа 25 000 функционални гена, повече от няколко милиона микроорганизми.

Знаете ли, че човешкият микробиом е важен орган и т.нар „Вторият геном“ на човека?

Парадоксално, но именно микробиомът е много по-универсален и пластичен в сравнение с човешкия геном. Благодарение на това той "спечели" името "вторият човешки геном“. Според последните резултати, получени при изпълнението на международни изследвания под „Проектът за човешки микробиом“(Skr. HMP; З.уман Ммикробиом Project), микробиомът играе важна роля за осигуряване на здравословен и качествен човешки живот и е един от най-важните властите човешкото тяло. Точно както хората се различават помежду си по пръстови отпечатъци, те се различават и по състава на микробиома. Означава, че всеки има своя уникален микробиом, чието значение при идентифицирането му може да се сравни с пръстови отпечатъци или структурата на ДНК.

Кой първи използва термина микробиом?

Американският молекулярен биолог и носител на Нобелова награда за медицина Джошуа Ледерберг е първият, който използва техническия термин "човешки микробиом" през 2001 г. Този важен учен нарече екологичната общност на коменсални (съжителстващи), симбиотични и патогенни микроби, т.е. j. микробна микрофлора, която обитава петте части на човешкото тяло, а именно носната лигавица, устната кухина, кожата, храносмилателния и пикочния тракт. Всеки от тях се характеризира със специфичен микроклимат. Съставът на микробиома в тялото е отчасти генетично обусловен и се променя през целия живот. Въпреки факта, че микробиомът се наследява, респ. има връзка между микробиома и човешкия генотип, но допълнително се влияе от редица други фактори, като вид раждане, кърмене, хранене, възраст, околна среда и т.н. Ако бебе се роди чрез цезарово сечение, това означава, че то е изчерпано от „добрите“ бактерии, които би могло да получи от майката при преминаване на родовия канал. Подобна ситуация се случва, когато бебето не е кърмено, тъй като изкуственото хранене не може да замести бактериалната микрофлора на майката, съдържаща се в коластрата на майката и кърмата.

Какво е дисбиоза?

Микробиомът е много важен за хората, защото влияе основно на тяхното здраве, развитие, правилното функциониране на физиологичните процеси, имунитета и т.н. Непатогенните и патогенни бактериални щамове на телесния микробиом могат да бъдат или в равновесие, или в дисбаланс. Например, ако има промяна в състава на чревния микробиом, т.е. j. дисбиоза, респ. микробен дисбаланс между добри и вредни микроби, патогенните видове микроорганизми започват да се размножават и се развиват типичните симптоми на няколко заболявания. Токсичните патогени, отделящи токсични вещества, като микотоксини, които преминават през отслабената чревна стена и достигат до различните органи чрез кръвта, са много опасни за червата. Някои от тях могат да действат като канцерогени, други намаляват цялостния имунитет. Не е за вярване, че човекът е най-чувствителен към микробната дисхармония мозък. Микробиомът комуникира с човешкия мозък през оста на червата и мозъка и по този начин влияе на неговото настроение и психика. Дисбиозата е отговорна за широк спектър от човешки здравословни проблеми, от диабет, затлъстяване до тревожност и депресия. В края на краищата древният лекар Хипократ забелязал, че „Всички заболявания започват в червата“.

Въпреки факта, че обществото традиционно разглежда бактериите (разбира се патогенните) само като причина за различни болести и някак не се интересува от непатогенните, днес никой от експертите не смята за преувеличено да каже, че уникална микробна общност, отваря нови възможности не само в лечението, но и в превенцията на няколко заболявания. Никой друг орган в човешкото тяло не влияе на толкова голям брой разнообразни процеси като микробиома. Следователно, лечението на което и да е заболяване, без да се отчита състоянието на микробиома на пациента, не е достатъчно ефективно.

Съставът на чревната микрофлора засяга имунната система на човека

Въпреки че основната функция на тънките черва е да смила и абсорбира храната, след като тя напусне стомаха, червата е и най-голямата имунни органи човешкото тяло. Следователно е необходимо да се осигури правилната функция на червата чрез поддържане на правилния, балансиран състав на чревния микробиом, който обикновено се състои от повече от 500 бактериални вида и тежи невероятни един и половина килограма. Какви са основните функции на чревната имунна система? Това е главно т.нар бариера и антимикробна роля на имунната система, осигуряваща защита срещу проникването на нежелани патогенни микроорганизми от повърхността във вътрешността на организма. Способността на чревната микрофлора да произвежда антимикробни токсиканти, които убиват нашественици/патогени и потенциални патогени също е значителна. Следователно връзката между микробиома и имунната система е много важна за човешкото здраве. Бактериите, с които хората живеят в симбиоза, модулират имунната система, като изпращат сигнали до чревната имунна система дали и как са в състояние да контролират локално или системно възпаление и дали не позволяват появата на алергии в тялото.

Какви са другите функции на чревната микрофлора?

Чревната микрофлора засяга подвижността на чревните стени и техния кръвен поток, както и движението на всички вещества, които проникват от червата в кръвта или дори в мозъка. Освен това чревният микробиом произвежда рядък витамин К, който допринася за съсирването на кръвта, както и витамини от група В, които са необходими за правилното функциониране на целия организъм. В допълнение към аминокиселините, които изграждат основните градивни елементи на протеините, чревната микрофлора е отговорна за производството на хормони, които регулират съхранението на мазнини. Това е невероятно, но повечето ендорфини (наречени хормони на щастието) се произвеждат в червата, които влияят на дейността нерви а мозък. Невропептидите, които също са продукти на чревния микробиом, са част от механизмите, по които микробиомът действа върху човешкия мозък. Според скорошни изследвания чревните микроби оказват голямо влияние върху хората екстрасенс и настроението на човека.

Какво се случва с чревния имунитет, ако микробиомът е нарушен?

Чревният микробиом често се нарушава от гнилостни бактерии от лоша храна, но също и от инфекции, промени в хранителните навици, нарушения на изпразването, липса на диетични фибри, стрес, алкохол, тютюнопушене, хормонална контрацепция, химиотерапия и лъчетерапия и някои лекарства, напр. антибиотици. Те също могат да бъдат преувеличени хигиенни мерки за предотвратяване на замърсяване на храните, което, като същевременно предотвратява инфекциозни заболявания, от друга страна, отслабва имунната система, която практически няма какво да стимулира. Доказано е, че съставът на микробиома се влияе от метаболизма/обработката на определена храна, което може да повлияе неблагоприятно не само на имунитета, но и на съхранението на мазнини и стомашно-чревните проблеми. Още по-сериозни са последиците от дестабилизирането на чревната флора чрез лош начин на живот, който се превръща в съучастник, отговорен за човешките заболявания от диабет тип 2, сърдечно-съдови заболявания, рак, артрит, появата на депресия и аутизъм при децата. Често тези сериозни диагнози имат обща черта, а именно хронично възпаление в организма, което стои „зад“ дисхармонията на микробиома на човешкото тяло.

Какво е от полза за чревния микробиом?

Лечение на чревна дисбиоза

В момента лечението на медиирани от дисбиоза заболявания на храносмилателния тракт с помощта на фекална микробна трансплантация (FMT). FMT е сравнително нов метод, разработен от експерти в Австралия. По същество това означава трансплантация на микробиом на здрав човек чрез пренасяне на изпражненията в червата на пациент. Доказано е, че този метод е безопасен и много ефективен при лечението на повтарящи се възпаления на червата, причинени от клостридии, т.нар. рефрактерен клостридиален колит, при които антибиотичното лечение се проваля. От 1989 г. FMT се използва и за лечение на т.нар. язвен колит, като има предвид, че степента на успех на лечението е около 50%.

Лечението с FMT протича в няколко стъпки. В първия се търси подходящ донор или повече донори. (Пациентът най-често избира член на семейството). Донорът трябва да се подложи на тестове за изключване на инфекциозни заболявания, подобни на даряването на кръв. Оказа се, че лечението, при което изпражненията се прилагат от няколко донори, т.нар "Pooled" е по-ефективен от трансплантацията на фекални изпражнения, получена от един донор. Ако донорът отговаря на необходимите критерии, той ще внесе проба на изпражненията в амбулаторията, която е специално обработена в присадка и или замразена, или приложена директно върху пациента. При лечението на клостридиален колит, т.е. j. Възпаление на стената на дебелото черво, причинено от бактерията Clostridium difficile, обикновено се дава през тръба през носа към тънките черва, т.нар. назо-йеюнална сонда. И при лечението на улцерозен колит, т.е. j. Болест, която причинява възпаление, подуване и болка във вътрешната лигавица на дебелото черво или ректума, се прилага директно върху червата с помощта на колоноскоп или ректални клизми. В опитите да се използва FMT и при лечението на болестта на Crohn, т.е. j. неспецифично чревно възпаление, не са получени ясни резултати и следователно лечението на болестта на Crohn все още не може да се счита за достатъчно ефективно с този метод.

През 20-ти век учените откриват и изследват нов човешки орган - микробиома, който за разлика от мозъка, сърцето, белите дробове и други анатомични структури не се състои от човешки клетки, разположени в тъкани, а от трилиони микроорганизми, предимно бактерии. Качествено и количествено балансиран микробиом е вид център за контрол на човешкото здраве, който взема решение за доброто му здраве. Ключът за поддържане на добро здраве обаче е в нечии ръце, защото това е правилният начин на живот на човек, който „отключва вратата“ към контролния център и осигурява хомеостазата на човешката микрофлора.

Автор: проф. RNDr. Ева Миадокова, д-р. за редакцията на Science within Reach, Катедра по генетика, Факултет по природни науки, Университет Коменски в Братислава

Снимка: от архива на проф. RNDr. Ева Миадокова, д-р.