(Previous)….(Cuprins)…..(Next)

… …

Participarea „Micro” la viața „Macro” biomului (Ep. 4)

Detalii reale despre simbiotul uman

(English)

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

Ca o paranteză, ar fi bine să fac o precizare: „Microbiologia este studiul microorganismelor, care includ bacterii, viruși, ciuperci și protozoare.”

Este o știință relativ tânără, cu o istorie care datează de doar câteva secole.

Cred că ați ajuns la concluzia că microbiomul nu este format numai din bacterii, nu-i așa?!?

Povestea începe din cele mai vechi timpuri, primele consemnări ”intuitive” fiind cele din China, cu ”supa galbenă” despre care am menționat anterior…

Apoi ar fi „scrierile” lui Aristotel și studentul lui, Teophrastus (sec. IV î.Hr.).

Ei sunt primii „oameni de știință” care au menționat și descris cerea ce ei au denumit a fi „mici animale din apă”, denumite și „viermi”, care trăiesc în apă, sol, alimente, carne și plante.

Și, în acele vremuri, chiar dacă au constatat că sunt invizibile cu ochiul liber, au „reușit” să le observe cu ajutorul lupei, observațiile lor fiind, în esență, corecte.

Ar urma, tot în Antichitate, 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 mare greutate).

Dar, astfel, a putut studia holera la microscop, și 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 „în timp” (după anii ‘50), destul de “corelat” și cu practicarea „crescândă” (fie și prin efectul creșterii demografice împreună cu ceea ce ar fi „creșterea calității serviciilor medicale) a 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% (în special în zonele „Vestice”), totul concurând spre un adevărat război împotriva microbiomului uman cu rezultatele sale reflectate în astmă, deficiențe de imunitate, alergii, boli inflamatorii (bineînțeles, și în legătură cu „problemele de mediu natural”).

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, chiar și numai dacă analizăm ponderea faptică a acestuia…

Termenul de microbiom a fost folosit pentru prima dată în 1980, de către microbiologul american Thomas Cavalier-Smith. El a folosit acest termen pentru a descrie colecția de microorganisme care trăiesc într-un anumit habitat.

Apoi, abia în anii 1990, au fost dezvoltate noi tehnici de secvențiere a ADN-ului, care au permis cercetătorilor să studieze microbiomul uman în detaliu, urmând „Proiectul Microbiomului Uman” de care am amintit anterior.

Oricum ar fi, cercetările privind microbiomul uman sunt în curs de desfășurare. Oamenii de știință încearcă să înțeleagă mai bine rolul microbiomului în sănătatea și bolile umane.

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… Că este un alt fel de creier, că este o glandă, că este aproape orice altceva.

Și asta fără a lua în considerare realitatea ce ne ”spune” că microbiomul reprezintă 90% din organismul nostru (scuze pentru continua repetiție a acestei informații, dar chiar aceasta este realitatea)…

Oamenii au învățat deja că, microbiomul este un organ care ajută la digerarea hranei noastre, care produce vitamine esențiale, hormoni (fie și „un fel de …”), 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…

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 (comportamentului) unui individ, fie și în detrimentul acestuia, prin „anularea” percepțiilor ce fac individul să supraviețuiască?!?

Să mai amintesc de ciuperca Ophiocordyceps care invadează organismul furnicilor (a câtorva specii) li ajunge să preia controlul creierului furnicii, izolând-o (prin abandonarea cuibului) și, ulterior, ucigând-o pentru a se putea dezvolta până la următoarea înmulțire prin spori?!?

Revenind la 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 (nu neapărat „din om”)…

Și ceea ce ar fi „șirul” acestor „constatări” ar putea continua, ar putea fi particularizat din ce în ce mai mult.

Oricum ar fi cred că, deja, aveți o imagine clară despre ceea ce reprezintă microbiomul uman, eventual cu posibilitatea de a extinde percepțiile Dumneavoastră pe ansamblul întregii manifestări a vieții.

Dar nu acesta este scopul meu, cel puțin acum! Ideea de bază este de a vă da detalii despre ceea ce ar fi „simbiotul” uman.

Va mai urma un astfel de „episod informativ” și, ulterior, vom trece la un fel de concluzii ce vor „atrage” „lansarea” materialelor despre organismul uman, individualizat sau ca ansamblu, cu drumul lui de la celebra „maimuță” la „primata” care este el acum.

Până atunci…

Pace, dragoste, înțelegere și recunoștință

Merticaru Dorin Nicolae

(Previous)….(Cuprins)…..(Next)

… …