Povestea Omului – Microbiomul (3)

Da, a venit momentul ultimei postări introductive despre microbiom… Multe ”vorbe” dar discutăm despre 90% din ceea ce suntem noi… Pentru alte detalii vor urma, ceva mai târziu, grupe de postări dedicate…

În urma celor prezentate este destul de clar că oamenii de știință, mulți medici ce au luat la cunoștință despre acest ”detaliu” ar corpului uman, au început să se întrebe și să acționeze pentru a găsi răspunsul la întrebarea: ”Cum putem colabora de aceste microorganisme despre care nu știm exact ce sunt, ce mănâncă, ce cerințe au și să colaborăm efectiv cu ele, transformându-le în ”unelte moleculare”?!?... Sau, întrebări pe această temă…

Și, prima problemă de care s-au lovit acești cercetători a fost identificarea bacteriilor care ne formează microbiomul… Credeți că a fost ușor?!? Vă dau răspunsul: Nu au reușit nici până acum…

Să vedem acum, pe scurt, cât de mult s-au chinuit cercetătorii pentru a ”zgâria” cât de cât acest subiect. Și, în realitate, să știți că este vorba despre un lung, foarte lung drum până la acest adevărat început…

Povestea începe din cele mai vechi timpuri, primele consemnări ”intuitive” fiind cele din China, cu ”supa galbenă” despre care am menționat în postările anterioare… Și poate mai demult, de prin secolul I în scrierile lui Marcus Terentius Varro ce le denumea a fi ”animalcules” sau în scrierile Jain din India secolului VI ce le atribuia denumirea de ”nigodas”…

Au urmat mențiunile intuitive ale lui Avicenna care sugera că tuberculoza este contagioasă, scrierile lui Akshamsaddin (un cercetător turc) denumite ”Maddat ul-Hayat” (Materia vieții) de prin anii 1400, mențiunile lui Girolamo Fracastoro ce descria un mecanism al transmiterii bolilor și altele, dar toate au fost intuitive…

Următorii pași ar fi legați de descoperirea microorganismelor, începând cu anul 1679 când Antoni Van Leeuwenhoek a construit un prim microscop și a deschis drumul percepției reale a acestora…

Dar, adevărata descoperire a microorganismelor începe ”exploziv” de prin anii 1850, odată cu descoperirile lui Louis Pasteur, apoi în 1876 cu ”postulatele” lui Robert Koch, apoi cu descoperirile lui John Hogg (1860), Ernst Haeckel (1866) și tot așa, descoperirile ”înmulțindu-se” considerabil, cu o cadență ce a dus la ansamblul descoperirilor din ziua de azi…

Din punctul meu de vedere, povestea microbiomului începe în 1845, odată cu nașterea lui Ilya Metchnikov care urma să primească premiul Nobel, în 1908, pentru descoperirea fagocitozei, proces ce stă la baza rolului sistemului imunitar.

Și, acest Ilya a descoperit primele ”lucruri” în 1892 când, într-un studiu asupra holerei, a decis să bea o ”supă” de holeră pentru a se infecta și a ”avea material de studiu”. Și, nu a făcut boala. Dar, după mai multe încercări a reușit să îmbolnăvească un coleg ce participa la experiment (care a scăpat cu viață cu greu).

Dar, astfel, a putut studia holera la microscop, Metchnikov a descoperit că în interiorul intestinelor uman se află multe specii de bacterii, unele atacând și distrugând holera, altele susținând și stimulând holera.

De aici a dedus rapid că microbiomul uman, fie și particularizând pe cel din tractul digestiv, este esențial pentru sănătatea individului, un echilibru corect al populațiilor de microbi putând preveni infecțiile, cu toate că lumea științifică a acelor momente declara partea finală a tubului digestiv, colonul, ca fiind un adevărat rezervor de toxine.

În acele vremuri chirurgii eliminau porțiuni întregi de intestin uman la pacienții cu disconfort intestinal și Ilya nu a reușit să convingă lumea științifică și medicală de importanța benefică a bacteriilor din corpul uman.

Un deceniu mai târziu au fost descoperite antibioticele (Alexander Fleming, 1928) și utilizarea lor a devenit imediat din ce în ce mai mare. Același lucru s-a întâmplat, destul de ”corelat” și cu practicarea nașterilor prin cezariană, ajungând în vremurile noastre ca un copil din trei să se nască astfel…

Apoi, dieta devenea și ea din ce în ce mai procesată, riscul de obezitate depășind deja 25%, totul concurând spre un adevărat război împotriva microbiomului uman cu rezultatele sale reflectate în astmă, deficiențe de imunitate, alergii, boli inflamatorii.

Dar, acest microbiom, a fost devastat dar nu învins… Nici măcar nu se poate afirma că există un oarecare control al acestuia după, deja aproape 100 de ani de ”lupte” cu ”reușite” sau ”nereușite” la nivelul umanității…

Din fericire, în vremurile noastre, microbiomul nu mai poate fi neglijat și numai dacă analizăm ponderea faptică a acestuia… De exemplu, numai bacteriile de la nivel intestinal ajung să depășească o greutate de 1,3 kg, aceeași greutate cu a creierului. Deci, putem discuta deja despre un adevărat organ, distinct… Și asta fără a lua în considerare realitatea ce ne ”spune” că microbiomul reprezintă 90% din organismul nostru…

Oamenii au învățat deja că, microbiomul este un organ care ajută la digerarea hranei noastre, care produce vitamine esențiale, hormoni, răspunde la medicamente, controlează nivelul de glucide și de colesterol din sânge și alte nebănuite funcții, reacționând esențial în ceea ce ar fi ”pârghiile” sănătății noastre, de la obezitate și diabet, mergând până și la osteoporoză, implicându-se în aproape orice proces al organismului uman, funcționând aproape ca și un al doilea creier…

Dar acest rol, de al doilea creier, este încă subestimat… Nu voi extinde postarea cu detalii despre om… Dar ar fi interesante unele ”intrigi”…

De exemplu, șoarecii ”colonizați” cu microbul Toxoplasma gondii au pierdut teama de pisici, devenind atrași de pisici… Favorizând dezvoltarea pisicilor care aveau parte de un acces mai ușor la hrană… Deci, un mediu microbian care preia controlul creierului unui individ, fie și în detrimentul acestuia?!?

Pentru om, o simplă subliniere a faptului că tractul digestiv este conectat cu creierul prin numeroase ”punți” fizice și biochimice cred că ar fi de ajuns…

În primul rând, tractul digestiv este fizic legat de creier prin intermediul nervului vag, unul din cei mai importanți nervi, care trimite semnale în ambele direcții, chiar dacă fără această legătură tractul digestiv funcționează fără nici o problemă, independent, la propriu.

În al doilea rând, creierul nostru este format din sute de miliarde de celule (neuroni, celule gliale, etc) care trimit permanent ”instrucțiuni” corpului nostru pentru ca acesta să poată funcționa. Interesant este că tractul nostru digestiv dispune, la propriu, de aproximativ 100 de milioane de neuroni… O cifră semnificativă, fără îndoială…

Ar mai fi și faptul că este deja dovedit că microbiomul este centrul sistemului nostru imunitar, fie și în cazul ”reacțiilor” locale care se vor propaga la nivelul întregului organism, afectând, evident, și creierul.

Și, pentru a finaliza această sumară argumentație despre ”inter-relație”, multe din răspunsurile ”cu neuro-transmițători” au ca punct de plecare tractul digestiv, în special în ceea ce privește serotonina, antidepresivul nostru natural. Da, ați citit bine, 90% din serotonina produsă de organismul uman provine de la nivelul tractului digestiv sau datorită lui, mai puțin de 10% având ca sursă creierul.

Din toate acestea rezultă, evident, că microbiomul influențează și/ sau controlează starea generală a organismului, inclusiv cum gândește, reacționează, etc creierul acelui organism. Să mai amintesc de ”simt ceva aici, în burtă” sau despre ”fluturii din stomac”?!?

Și studiile au relevat că există anumite specii de bacterii care activează și susțin procesele de memorie, reacția la stres (prin controlul direct al nivelului hormonilor de stres) și altele…

În urma acestora, evident, au apărut deja listele cu alimente ce pot acționa ca prebiotice, stimulând creșterea și starea de sănătate a bacteriilor din interiorul tractului nostru digestiv… Printre acestea se ”numără” grâul integral, merele, prazul, ceapa, usturoiul, bananele, asparagusul, mierea de albine, anghinarea, nucile, rădăcinoasele, diverse semințe, fasolea, lintea, năutul, ceaiul verde, vinul roșu și altele, dar toate vegetale…

Ca o paranteză, există ”grupe” umane care consumă și produse animale, cum ar fi laptele fermentat, care contribuie la echilibrul pozitiv al sănătății… Dar doar atât…

O concluzie rapidă, mai ales pentru ”carnivori” este că starea noastră generală de bine nu depinde neapărat de hrănirea noastră ci și de hrănirea microbiomului nostru. Deci, tratarea dezechilibrelor, a afecțiunilor umane, unde sunt incluse și problemele psihice, este necesar să țină cont, întotdeauna, și de hrănirea microbilor noștri.

Credeți că toate acestea sunt ”baliverne” de vegani sau vegetarieni?!? Pot argumenta masivul ”instrumentar” utilizat pentru ca oamenii de știință să afirme așa ceva…

Pentru început ar fi practica ce ”funcționează” în baza ”eșantionării” ADN, aplicând-o la medii microbiene care nu le-au ”crescut” și izolat, pornind de la o formă de eșantionare…

Așadar se prelevează un eșantion și se preia mostra de ADN ”reper”, fără a uita că acel ADN provine de la orice tip de celulă din acel mediu microbian (unde pot fi multe tipuri de microbi). Mostra ce se va obține se va sesiza că este specifică, cum ar fi cea denumită gena ARN 16-a ribozomală.

Aceasta este o genă ce poate fi întâlnită numai la bacterii, nefiind întâlnită la nici o altă formă de viață mai avansată (afară de cazul simbiotic sau parazitar). Ea este astfel un foarte bun biomarker pentru identificarea originii bacteriene deoarece are anumite regiuni în structura acestei gene care sunt cu adevărat conservate în întregul tuturor bacteriilor cunoscute.

Deci, ne vom folosi de acest biomarker ca de o ancoră, o zonă delimitată clar ca un fel de punct de pornire. Și, se fac copii ale acestei regiuni și a celor dintre acești markeri determinându-se zonele denumite ”hipervariabile” care au diverse variații de secvențe. Care variații depind de bacteria de unde provin genele respective și ajută la identificarea clară, acestea devenind adevărate ”amprente digitale”.

Bineînțeles că, acest proces va duce la deducerea unui fel de densitate relativă a acelei bacterii în eșantionul studiat, dar devine o posibilitate de comparare, de delimitare, care ne ajută să știm ce bacterii sunt într-un eșantion și ce aport au ele, de exemplu în sănătate.

Unelte similare s-au ”construit” și în studiul ciupercilor, existând aceeași abundență de specii într-un eșantion prelevat, tehnică ce a fost denumită ”regiunea interspații”, putându-se analiza astfel comunitățile de ciuperci (microscopice, evident).

De aici, uneltele de studiu a microbiomului au evoluat rapid în ultimii ani și acum, în loc de identificarea de biomarker genetic se preia întregul conținut ADN extras și se secvenționează în întregimea lui, reconstruindu-se astfel întregul genom al tuturor microbilor din acel eșantion (în special datorită creșterii capacității de prelucrare de informație digitală din ultima perioadă), tehnică numită ”shotgun metagenomics”.

Deci, în timp ce tehnica biomarkerilor ne spune cine este în eșantion, metagenomica ne spune destul de multe despre genele organismelor și ce sunt ele capabile să facă.

Dar, s-a mers mai departe față de acest pas. S-a procedat, de asemenea, la extragerea de ARN din eșantioane, ce realizează efectiv transcrierea genelor. Astfel se analizează exact ceea ce pentru acea comunitate de microbi este elementul de transcriere al genomului lor, cum reacționează la condițiile curente.

Și analiza acestei acumulări de extract de ARN, tot prin secvenționare (operație denumită meta transcriptonică), va rezulta un fel de status al genelor ce se vor exprima la momentul colectării eșantionului prin organismele din microbiom.

Evident că se poate accesa și mai în profunzime, cu ajutorul următoarei generații de unelte de secvenționare folosindu-se spectrometria de masă. Care este capabilă să identifice mici molecule și astfel să se analizeze acumulările de proteine produse de microbiom pentru a înțelege proteinele pe care acesta le produce și ”manipulează”, fără a uita de enzime și catalizatori/ funcții de catalizare ale microbiomului.

Asociat acestei tehnici este metabolonica (metabolomics) care analizează micile molecule prin intermediul cărora microbii comunică între ei, în realitate cu care comunică celulele între ele. Tehnică ce a dus la descoperirea unui fel de lexicon ce guvernează interacțiunile între gazdele microbiene și gazdele umane. Ar mai fi și foto-spectrometria și altele…

Ei bine, de la acest moment s-a realizat faptul că, utilizarea acestor unelte, în special cele bazate pe ADN, au dezvăluit o nouă lume a bacteriilor de pe planetă... Lumea inițială, a eucariotelor, s-a dovedit a fi imens mai diversă decât își imagina cineva, fiind descoperit, cu ajutorul metodelor moleculare, un număr de noi bacterii ce dublează întregul arbore al vieții bacteriene. Mai mult, sunt evidențe clare că această situație este valabilă și pentru viruși și ciuperci...

Și descoperirile au mers până la a descoperi că organismul uman nu este altceva decât un superorganism compus dintr-un conglomerat de celule microbiene (ce colonizează atât interiorul cât și exteriorul organismului uman) și mamaliene ce au coevoluat în timp...

De altfel, la ceea ce am descris anterior, fie și introductiv, despre evoluția efectivă a omului, nu vi se pare ciudat de asemănător cu studiul microbiomului?!? Markeri de identificare, evoluție, etc?!?

De exemplu, fiecare individ are particularitatea sa, este adevărat, dar s-a ajuns până la a se crea o adevărată hartă a distribuției de densitate microbiene, de exemplu la nivelul pielii. Ei bine, când s-a procedat la realizarea unei hărți similare, de comparație, cu ajutorul spectrometriei, a moleculelor eliberate de acești microbi s-a constatat o diferență majoră față de prezența microbiană și aceste molecule...

În sensul că, în zone în care diversitatea, densitatea microbiană este mică, prezența moleculelor (diversitatea biomoleculară) eliberate de aceștia este deseori foarte mare... Rafinându-se informațiile obținute s-a constatat că acest lucru se datorează și prezenței de biomolecule eliberate de celulele gazdă ca răspuns la biomoleculele microbiene. Descoperindu-se o colaborare strânsă, o simbioză constructivă, de ”autoîntreținere” între celule și microbi...

Similaritate certă cu cercetările privind drumul omului, distribuția genelor proto-umane, humanoide și apoi umane…

Avansând cu studiile la nivelul intestinelor, unde s-au concentrat majoritatea cercetătorilor, știindu-se de mult timp că microbii participă la digestie și fără ei acesta devenind efectiv ineficientă, chiar imposibilă ca manifestare, surprizele au fost și mai mari...

Începând de la gură, care are proprii microbi specifici, mergând de-a lungul tractului digestiv, fiecare zonă este populată de colonii specifice datorită condițiilor diferite ale acestor zone... De exemplu, în stomac pH-ul este foarte scăzut (mediu acid), în tractul gastrointestinal inițial există un mediu cu foarte puțin oxigen, zone cu diferite presiuni selective care determină diferitele tipuri de microbi ce vor popula zona, în tractul final există o zonă de putrefacție/ fermentație, etc...

De aici până la a constata cât de mare este diferența dintre genomul uman, mult inferior, față de cel microbian, în termeni genetici, nu a mai fost decât un pas... Și nu este voie să uităm de faptul că genele sunt active și ne bazăm pe acestea pentru activități cum ar fi digerarea nutrienților și, implicit, a medicamentelor pe care le ingerăm... Pentru informarea și influențarea răspunsului imun al organismului... Fiind vorba despre o importantă parte a fiziologiei noastre, a ceea ce ne face să fim sănătoși sau bolnavi... Și multe chestii prezentate anterior…

În concluzie (de moment), mediile microbiene, oricât am rafina procesul, sunt compuse din mai multe tipuri de microbi decât se poate procesa la momentul actual... Așadar, iată de ce rezultatele particularizate nu vor fi nici pe departe cele reale... Iată de ce, la acest moment, lumea medicală este rezervată față de posibile terapii sau similare… Și nu fiindcă acest lucru nu este adevărat…

Și ar mai fi factorul ”evoluție” cronologică a individului uman…

După cum prezentam anterior, ”colaborarea” noastră directă cu microbiomul începe din a 13-a săptămână de sarcină, moment în care studiile relevă că organismul uman începe să simtă și să răspundă față de acest microbiom.

Începând cu această perioadă, în meconium, apar colonii microbiene clare, distincte, bine delimitate, grupate parcă pe specii comune sau de simbioză, pe grupuri de interacțiune. Ele sunt delimitate de conținutul meconiumului într-un fel de pungi de mucină, limitând astfel ”contaminarea” proprie sau a meconiumului, aceste pungi fiind clar corelate cu un fel de reacții proprii, eventual de un răspuns imun propriu la mediul în care sunt prezente, inclusiv o corelare perfectă cu hormonii de sarcină prezenți în mediul lor.

În concluzie, avem de a face cu un fel de adevărat organism, diferit de cel al fătului, ce nu poate fi delimitat clar, filogenetic, dar care prezintă genomica sa unică care nu poate fi întâlnită la alte specii bacteriene, chiar dacă acestea sunt efectiv înrudite.

Evident, structura acestora sugerează o ”înaltă” adaptare la prezența în intestinul fetal, în uter. Adaptare care va ”exploda” din clipa nașterii, moment din care microbiomul se va dezvolta până ce va ajunge să reprezinte 90% din întregul organism uman la vârste cuprinse între 3 și 7 ani…

Pentru necunoscători, meconiumul este conținutul intestinal al nou-născutului… Este o materie moale, păstoasă, de culoare brun verzuie, compusă din elemente amniotice, grăsimi, secreții ale tubului digestiv și glandelor anexe, elemente ale tractului digestiv și, bineînțeles, bacterii, ce este eliminată de nou-născut în primele 12 ore de la naștere prin defecație (prima sau primele defecații – cu ”posibilități” de 11 – 22% din toate nașterile de eliminare în lichidul amniotic, înainte de naștere).

Dar vine momentul ”trecerii” peste acest moment de dezvoltare proprie de microbiom… Interacțiunile ce vor apare în stadiul de copil vor influența microbiomul în proporții relativ mici, existând un fel de stabilitate ”de acasă”, copilul având o tangență ”de influență” destul de redusă, ușor de corectat de microbiomul existent… Bineînțeles afară de marile invazii, cum ar fi bolile infecțioase majore…

Dar vine momentul pubertății și adolescenței. Din aceste momente, microbiomul poate înregistra schimbări semnificative, în special datorită unor constante ce pot fi oferite de mediul social în care activează individul reper pentru o perioadă mai importantă, mai îndelungată.

De ce am subliniat, perioadă mai îndelungată?!? Pentru că, acum, vine momentul adultului, al căsătoriei, al contactului îndelungat cu o altă persoană, al schimbării constantelor microbiologice ”familiale” și multe alte detalii…

Dar, totodată, este momentul unei adevărate creări de nou simbiot, un simbiot mascul și unul femelă, cu toată experiența ”acumulată” în microbiomurile lor…

Credeți că oamenii de știință bat câmpii?!? Imaginați-vă că întâlniți o femeie perfectă, ținând cont că nu este vorba despre ”femeia perfectă”… Și ea vă provoacă greață imediat ce sunteți în apropierea ei… Sau după ce se petrece orice v-ați imagina cu această femeie perfectă… Credeți că veți continua relația cu ea?!? Poate veți mai rezista odată sau de mai multe ori dar nu cred…

Și, evident, iată că discutăm subtil despre compatibilitatea între două microbiomuri… Și totul se va extinde, evident, și la cei din jur…

Dar, oare, așa este?!?

Dacă vom percepe că, în primul rând, microbii sunt ființe sociale, asemenea oamenilor și/ sau altor viețuitoare, ei comunicând unul cu celălalt, ei utilizând schimbul de informații (fie și doar prin intermediul micromoleculelor chimice specifice), percepând cine și ce se află în vecinătatea lor, în mediul lor și au un răspuns adecvat, vom avea primele concluzii corecte...

Apoi, percepând că noi am declarat război bacteriilor, limitându-le puterea, în loc să acceptăm coexistența cu ele, vom avea un șir de explicații de ce se întâmplă ceea ce percepem în zilele noastre, cu referire la lipsa oricărei șanse a noastră, a oamenilor, în fața bacteriilor…

Celebru este cazul medicului doctor Hamer, ”inițiatorul” noii medicine germanice (NMG) care a subliniat rolul benefic al microbilor, în cea de-a patra lege biologică a sa, și a fost blamat, distrus și ce vă puteți imagina mai rău posibil, pentru asta… Și, prin acest exemplu, iată de ce progresul studiului microbiomului a ”mers” atât de lent cu toate că discutăm despre anii ’70 ai secolului trecut…

Dar au venit anii în care cercetării, medicii au descoperit că este absolut necesar să refacem relațiile noastre cu microbii și să învățăm să îi folosim pentru a preveni și trata dezechilibrele sănătății, de sunt acute sau cronice, eventual pentru a lungi durata vieții.

Astfel că trăim vremuri în care să înțelegem riscurile și beneficiile nașterilor prin cezariană, să restrângem doar la cazurile de necesitate uzul antibioticelor, să adoptăm o dietă prielnică microbiomului de la nivel digestiv, un stil de viață cu același obiectiv, pentru a reface echilibrul care s-a stabilit de-a lungul generațiilor umane cu microbiomul…

Și cred că este total de ajuns cu prezentarea aceasta, de introducere în ceea ce ar fi microbiomul. Cred că mi-am atins obiectivul de a stârni interesul… Cândva voi aprofunda această prezentare detaliind, la maxim și util posibil, tot ceea ce ar fi bine de știut în această direcție…

Așadar, prin extrapolare, de ce nu am considera evoluția omului ca fiind strâns legată de evoluția acestui microbiom?!? De ce nu am percepe un fel de evoluție de stabilitate clară a unui superorganism pe baza acestuia?!? De ce nu am percepe că avem de a face cu un adevărat ”alt” creier?!? Și multe alte întrebări sau fapte…

Acum, în postarea ce va urma, vom reveni la ”povestea omului” din punct de vedere al antropologiei… Și, nu voi trage concluzii deoarece tot acest material este unul completiv pentru ceea ce va urma… Plus că nu poți face demonstrații evolutive atât timp cât creaționiștii nu au șansa vreunui ”cuvânt” în favoarea teoriilor lor… Nu ar fi onest!

Dragoste, Recunoştinţă şi Înţelegere (Namaste)!

Dorin, Merticaru