Zawsze uważano, że spośród wszystkich organizmów żywych to człowiek jest tym, który skolonizował kulę ziemską. Tymczasem naukowcy coraz częściej dochodzą do przekonania, że światem rządzą mikroby. Bakterie i wirusy opanowały nie tylko każdy zakamarek naszej planety, ale również ciało człowieka. Nie jesteśmy jednostkami, lecz masą żyjącej w nas i na nas flory bakteryjnej...Najpierw Bóg stworzył bakterię
O dominacji mikroorganizmów świadczy nie tylko ich wszechobecność, ale również fakt, że w procesie wyłaniania się życia na kuli ziemskiej to one były pierwsze. Wiek Ziemi szacuje się na 4,6 miliarda lat. Mikroby pojawiły się około 3,5 miliarda lat temu, a cała reszta życia, czyli rośliny i zwierzęta, to zaledwie ostatnie 500 milionów lat historii. Oznacza to, że przez 3 miliardy lat naszą planetę zamieszkiwały jedynie mikroorganizmy. Ślady ich obecności odnajdujemy wszędzie. W wodach kopalnianych, na skałach, gdzie żywią się substancjami mineralnymi, a nawet w mocno zasolonym środowisku wodnym, w którym nikt nie spodziewa się życia.
I tak np. akwen Morza Martwego opanowała bakteria Haloarcula Marismortui. Co więcej, sól pozwoliła przetrwać mikrobom ćwierć miliarda lat. Tak było w przypadku bakterii odkrytych w kryształach solnych przez biologa Russela Vreelanda w 2000 roku w Nowym Meksyku. Wiek niektórych mikroorganizmów wyizolowanych z kryształów oceniono nawet na 419 milionów lat, a więc były one starsze niż dinozaury. Niektórzy badacze podają jednak odkrycie w wątpliwość. Twierdzą, że bakteria za bardzo podobna jest do występujących obecnie i utrzymują, że Vreeland tak naprawdę ożywił współczesny szczep mikrobów.
Dlatego dziś za najstarszą przywróconą do życia bakterię uważa się tę odkrytą w przewodzie pokarmowym pszczoły zatopionej w bursztynie. Jej wiek szacuje się na 20 do 40 milionów lat. Słone środowisko w toku ewolucji polubiły również wirusy. Przyjmuje się, że w oceanach jest ich nawet 15 razy więcej niż bakterii. W łyżeczce słonej wody znajduje się około 10 milionów wirusów.
O tym, że mikroorganizmy potrafią przetrwać w najbardziej ekstremalnych warunkach, świadczy przypadkowe odkrycie, którego dokonano w 1956 roku w stanie Oregon. Grupa naukowców badała, czy promieniowanie gamma może być wykorzystywane jako metoda sterylizacji konserw. Okazało się, że zawartość spożywcza części konserw się zepsuła, co oznaczało, że mimo zabójczego naświetlenia jakieś organizmy w nich przetrwały. W ten sposób odkryto bakterię Deinococcus radiodurans, którą żartobliwie nazywa się również Conan the Bacterium.
Ponadto ciągle prowadzone są badania nad ustaleniem ewentualnej obecności mikroorganizmów w podróżujących po kosmosie meteorach. Potwierdzenie tej hipotezy pozwoliłoby udzielić wielu cennych informacji o życiu na innych planetach.
Kolonizacja ludzkiego ciała
Mikroby nie tylko skolonizowały Ziemię na wszystkich szerokościach geograficznych, ale również ciało człowieka. Nie żyjemy sami, naszą skórę i wnętrzności zamieszkują niezliczone rzesze mikroorganizmów. Przyjmuje się, że liczba komórek, z których składa się nasze ciało, wynosi 10 bilionów. Liczba ta robi wrażenie, ale to i tak nic w porównaniu z komórkami bakterii znajdujących się w nas, których jest 10 razy tyle. Najwięcej jest ich w jelitach. Gdyby zważyć występujące w nich mikroby, dałoby to wynik od 2 do 3 kg. Nasi mali lokatorzy mają zdecydowaną przewagę liczebną nad człowiekiem. Ludzie zasiedlają całą Ziemię w liczbie ponad 7 miliardów przedstawicieli. Tymczasem miliardy bakterii przypadają zaledwie na 1 milimetr kwadratowy jelit.
Mikroby są potrzebne dla prawidłowego funkcjonowania naszego organizmu. Pośród wszystkich bakterii zasiedlających nasze ciała patogeny są w zdecydowanej mniejszości. Proces kolonizacji ludzkiego organizmu przez mikroby rozpoczyna się podczas porodu, gdy noworodek przeciska się przez drogi rodne matki. Wtedy zasiedlają go bakterie jelitowe kluczowe dla wykształcenia odporności organizmu. Zdaniem badaczy dzieci, które przyszły na świat przez cesarskie cięcie, tracą szansę na stworzenie zbalansowanej flory bakteryjnej jelit.
Nastrój w jelitach
Okazuje się, że właśnie bakterie w jelitach stanowią główne centrum dowodzenia układu odpornościowego, ale również znacząco wpływają na nasze zdrowie psychiczne. Naukowcy ustalili, że popularną chorobę cywilizacyjną, jaką jest depresja, może wywołać brak równowagi mikrobiotycznej jelit. Bo to właśnie w nich produkowane jest aż 90 procent serotoniny, popularnie nazywanej hormonem szczęścia.
Tam też powstaje dopamina odpowiedzialna za dobre samopoczucie oraz kwas gamma-aminomasłowy, którego brak ogranicza naszą zdolność wyrażania myśli i pamiętania słów. Komunikacja między mózgiem a jelitami odbywa się za pomocą nerwu błędnego. Co ciekawe, aż 90 procent sygnałów płynie w kierunku mózgu, a nie odwrotnie. Oznacza to, że częściej jelita mają coś ważnego do przekazania mózgowi niż mózg jelitom.
O tym, jak istotna dla psychiki jest równowaga mikrobiotyczna w jelitach, przekonali się naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego, którzy przeprowadzili doświadczenie na grupie 40 kobiet w wieku od 18 do 40 lat. Najpierw zbadali florę bakteryjną jelit uczestniczek eksperymentu, a następnie poddali panie serii bodźców wizualnych i sprawdzali aktywność mózgu przy użyciu rezonansu magnetycznego. Zauważono, że u wszystkich kobiet, które reagowały na pokazywane obrazy niepokojem lub strachem, występował w nadmiarze jeden rodzaj bakterii w jelitach – Prevotella. U pań, u których reakcje były łagodne, stwierdzono zwiększoną obecność bakterii Bacteroides. Doświadczenie udowodniło, że istnieje silny związek pomiędzy stanem flory bakteryjnej jelit a psychiką.
Przeszczepy flory bakteryjnej
Do podobnych ustaleń prowadzi również eksperyment przeprowadzony na myszach. Badacze wyhodowali gryzonie pozbawione flory bakteryjnej jelit. Zwierzęta te zachowywały się nerwowo, były strachliwe i wykazywały cechy autystyczne. W następnej fazie doświadczenia wszczepiono im bakterie z jelit zdrowych myszy. Efekty zabiegu zaskoczyły naukowców. Gryzonie po przeszczepie zaczęły zachowywać się normalnie, przestały być depresyjne i zanikły u nich zachowania autystyczne.
Dlatego przeszczep bakterii jelitowych stosuje się obecnie również w leczeniu ludzi. Dzieje się tak w przypadkach skrajnego wycieńczenia organizmu na skutek np. nadużywania antybiotyków, ponieważ niektóre rodzaje bakterii w kontakcie z antybiotykiem uruchamiają mechanizm obronny i zaczynają wydzielać toksyny. To może prowadzić nawet do uszkodzenia jelit. Wielu pacjentów po przeszczepie bakterii nie tylko odzyskuje zdrowie w jelitach, ale także obserwuje u siebie zanik stanów depresyjnych, poprawę koncentracji, pamięci i ogólną poprawę nastroju.
Z kolei badania przeprowadzone na kobietach, którym podawano jogurt ze specjalnie wyselekcjonowanymi szczepami bakterii, wykazały jeszcze jedną ciekawą rzecz. Po poddaniu ich testom rezonansem magnetycznym okazało się, że u wszystkich tych pań zaobserwowano aktywność w nowych obszarach mózgu, co oznacza, że bakterie z jelit doprowadziły do uruchomienia dodatkowych neuronów.
Wielkie znaczenie dla medycyny ma także eksperyment przeprowadzony z udziałem dzieci autystycznych. Zadania podjęli się naukowcy z Arizona State University w 2016 roku, którzy przeszczepili florę bakteryjną jelit od zdrowych dawców osiemnaściorgu nieletnim pacjentom. Efekty okazały się bardzo pozytywne. U większości ustąpiły kłopoty jelitowe, które są częstą bolączką dzieci cierpiących na autyzm.
Co jeszcze ciekawsze, objawy zaburzeń psychicznych również uległy znacznemu złagodzeniu i to średnio o 47 procent. Naukowcy obawiali się jednak, że efekty będą krótkotrwałe, dlatego po dwóch latach przebadali tę samą grupę dzieci. Okazało się, że przeszczepiona flora bakteryjna na dobre zadomowiła się w jelitach małych pacjentów, a ostre symptomy autyzmu nie powróciły.
Błyskawiczna ekspansja
Rola mikroflory w naszych organizmach była długo niedoceniana. Dopiero od niedawna nauka poważnie zabrała się za badania na tym polu i naukowcy co chwila dokonują odkryć o kluczowym znaczeniu. I tak np. w 2014 roku dr Gregor Reid z Kanady zauważył, że flora bakteryjna w tkance gruczołów mlekowych była inna u kobiet chorych na raka piersi od tej u zdrowych pań. To skłoniło go do sformułowania wniosku, że niektóre rodzaje bakterii mogą mieć właściwości karcinogenne.
Inny zespół badaczy – tym razem z Chicago – sprawdził, jak szybko bakterie kolonizują dany obszar. Testowano kilka rodzin w trakcie przeprowadzki. Najpierw przez 6 tygodni pobierano próbki flory bakteryjnej z ich stóp, dłoni oraz pomieszczeń, które do tej pory zamieszkiwali. Po przeprowadzce pobrano materiał testowy z ich nowych mieszkań. Okazało się, że bakterie, które do tej pory tworzyły ich mikroekosystem, w ciągu zaledwie 24 godzin skolonizowały ich nowe otoczenie. Jedna rodzina w trakcie przeprowadzki spędziła noc w pokoju hotelowym, który został opanowany przez ich bakterie po zaledwie trzech godzinach.
Świat nauki nie ma wątpliwości, że mikroby stanowią potężną siłę w świecie organizmów żywych, a ich rola jest nie do przecenienia. Od nich zależy nawet stan naszego ducha. Dlatego lekarze zalecają częste przebywanie w towarzystwie ludzi pogodnych. Wtedy powiedzenie „zarażać dobrym nastrojem” nabiera dosłownego znaczenia. Możliwe, iż tak naprawdę zarażamy się ich zdrowymi bakteriami, które zapewniają nam równowagę, również tę psychiczną.
Emilia Sadaj
Kalejdoskop
