Nasze bakterie rozmawiają. My dopiero uczymy się ich słuchać
- Dr Ozimek
- Artykuł, Uncategorized
Przez wiele lat uczyliśmy się medycyny w przekonaniu, że człowiek jest samodzielnym organizmem, którego zdrowie zależy przede wszystkim od własnych komórek, genów i narządów.
Dzisiaj wiemy, że ten obraz był niepełny. Każdy z nas jest bowiem domem dla bilionów mikroorganizmów tworzących niezwykle złożony ekosystem – mikrobiom.
Nie są to jedynie bierni pasażerowie naszego organizmu.
Coraz więcej badań pokazuje, że uczestniczą w regulacji odporności, metabolizmu, gospodarki hormonalnej, funkcjonowania osi jelito–mózg, a nawet wpływają na odpowiedź organizmu na leki.
Bez nich nie bylibyśmy tym, kim jesteśmy.
Paradoks polega na tym, że mimo ogromnego zainteresowania mikrobiomem, nadal znamy jedynie niewielki fragment tego niezwykłego świata. To trochę tak, jakbyśmy próbowali opisać całą Ziemię, mając do dyspozycji mapę jednego kontynentu. Przez lata większość badań prowadzono w populacjach Europy Zachodniej i Ameryki Północnej. Tymczasem ogromna część mieszkańców naszej planety żyje w zupełnie innych warunkach środowiskowych, żywieniowych i kulturowych, a ich mikrobiomy mogą wyglądać całkowicie inaczej.
To właśnie dlatego z ogromnym zainteresowaniem śledzę projekt Global Microbiome Conservancy, którego celem jest poznanie i zachowanie różnorodności ludzkiego mikrobiomu na całym świecie. Naukowcy podróżują do odległych regionów Azji, Afryki czy Ameryki Południowej, pobierając próbki od społeczności, których styl życia wciąż przypomina warunki, w jakich człowiek ewoluował przez tysiące lat.
Nie chodzi jedynie o naukową ciekawość.
Wraz z urbanizacją, globalizacją, antybiotykoterapią oraz dominacją żywności ultraprzetworzonej świat mikroorganizmów zmienia się szybciej niż kiedykolwiek wcześniej.
Być może bezpowrotnie tracimy gatunki bakterii, których biologicznego znaczenia jeszcze nawet nie zdążyliśmy poznać.
Jednym z najbardziej fascynujących odkryć ostatnich lat jest fakt, że bakterie nie funkcjonują w izolacji.
One nieustannie się ze sobą komunikują.
Wymieniają informacje genetyczne, przekazują sobie zdolność wykorzystywania nowych składników odżywczych, adaptują się do obecności antybiotyków i wspólnie reagują na zmiany zachodzące w środowisku gospodarza.
To biologiczna sieć komunikacyjna o skali, której dopiero zaczynamy być świadomi.
Co więcej, ta rozmowa zmienia się wraz z naszym stylem życia.
Im bardziej uprzemysłowione środowisko, tym mniejsza różnorodność mikrobiologiczna i większa liczba sygnałów związanych z przewlekłym stanem zapalnym.
Nie oznacza to oczywiście, że nowoczesność sama w sobie jest zła.
Dzięki niej żyjemy dłużej, skuteczniej leczymy zakażenia i ograniczyliśmy śmiertelność wielu chorób. Jednak każda korzyść biologiczna ma swoją cenę. Coraz częściej zadajemy sobie pytanie, czy część tej ceny nie jest płacona właśnie przez nasz mikrobiom.
Szczególnie interesujące jest to, że naukowcy odchodzą od poszukiwania jednego „idealnego” mikrobiomu. Dzisiaj wiemy, że taki wzorzec prawdopodobnie nie istnieje. Mikrobiom mieszkańca Tanzanii będzie różnił się od mikrobiomu mieszkańca Tokio, Warszawy czy Limy, a wszystkie te osoby mogą pozostawać całkowicie zdrowe.
To niezwykle ważna lekcja dla współczesnej medycyny.
Oznacza to również, że musimy zachować ostrożność wobec komercyjnych testów mikrobiomu oraz prostych interpretacji ich wyników. Kolorowy raport nie zastąpi dokładnego wywiadu, badania pacjenta ani wiedzy klinicznej.
W wielu przypadkach nauka nadal nie potrafi jednoznacznie odpowiedzieć, czy obserwowane zmiany mikrobioty są przyczyną choroby, czy jedynie jej konsekwencją.
Jako lekarz obserwuję ogromny wzrost zainteresowania mikrobiomem.
Niestety, równolegle rośnie liczba uproszczeń. Internet pełen jest obietnic „naprawy jelit”, „odbudowy mikrobiomu” czy „cudownych probiotyków”. Tymczasem rzeczywistość okazuje się znacznie bardziej złożona. Większość interwencji wymaga jeszcze solidnych badań klinicznych, a skuteczność wielu popularnych preparatów pozostaje ograniczona lub zależy od bardzo konkretnych wskazań.
Nie oznacza to jednak, że jesteśmy bezradni. Wręcz przeciwnie.
Coraz więcej dowodów wskazuje, że największy wpływ na mikrobiom mają codzienne decyzje podejmowane przez lata, a nie pojedynczy suplement.
Dieta bogata w naturalne źródła błonnika, różnorodność produktów roślinnych, odpowiednia aktywność fizyczna, sen, kontakt z naturą oraz racjonalne stosowanie antybiotyków należą do najlepiej udokumentowanych sposobów wspierania różnorodności mikrobiologicznej.
W mojej praktyce klinicznej coraz częściej postrzegam mikrobiom jako jeden z elementów większej układanki.
Nie wyjaśnia wszystkiego, ale pomaga lepiej zrozumieć pacjenta.
Dotyczy to nie tylko chorób przewodu pokarmowego, ale również przewlekłych stanów zapalnych, zaburzeń metabolicznych, chorób autoimmunologicznych czy – jak sugerują najnowsze badania – niektórych schorzeń neurologicznych i psychiatrycznych. Jednocześnie nie wolno zapominać, że na skład mikrobiomu wpływają także infekcje pasożytnicze, przebyte zakażenia, stosowane leki, środowisko życia i uwarunkowania społeczne.
Mikrobiom jest częścią całego biologicznego krajobrazu człowieka, a nie odrębnym narządem, który można analizować w oderwaniu od reszty organizmu.
Im dłużej zajmuję się medycyną, tym bardziej utwierdzam się w przekonaniu, że przyszłość nie będzie należała do coraz węższych specjalizacji, lecz do integracji wiedzy. Immunologia, mikrobiologia, parazytologia, neurologia, endokrynologia i medycyna stylu życia coraz częściej opisują te same zjawiska z różnych perspektyw. Mikrobiom wydaje się jednym z miejsc, w których wszystkie te dziedziny spotykają się ze sobą.
Być może największym odkryciem XXI wieku nie okaże się kolejny lek ani nowa technologia diagnostyczna.
Być może będzie nim zrozumienie, że człowiek nigdy nie był samotnym organizmem.
Od początku swojej ewolucji stanowiliśmy superorganizm – żyjący w nieustannym dialogu z bilionami mikroorganizmów.
Nasze bakterie rozmawiają od milionów lat.
My dopiero zaczynamy rozumieć ich język.
Bibliografia (APA 7)
1.Arrieta, M. C., Stiemsma, L. T., Amenyogbe, N., Brown, E. M., & Finlay, B. B. (2014). The intestinal microbiome in early life: Health and disease. Frontiers in Immunology, 5, 427.
2.Belkaid, Y., & Harrison, O. J. (2017). Homeostatic immunity and the microbiota. Immunity, 46(4), 562–576.
3.Cho, I., & Blaser, M. J. (2012). The human microbiome: At the interface of health and disease. Nature Reviews Genetics, 13(4), 260–270.
4.Cryan, J. F., O’Riordan, K. J., Cowan, C. S. M., et al. (2019). The microbiota–gut–brain axis. Physiological Reviews, 99(4), 1877–2013.
5.Davenport, E. R., Sanders, J. G., Song, S. J., Amato, K. R., Clark, A. G., & Knight, R. (2017). The human microbiome in evolution. BMC Biology, 15, 127.
6.Falony, G., Joossens, M., Vieira-Silva, S., et al. (2016). Population-level analysis of gut microbiome variation. Science, 352(6285), 560–564.
7.Faith, J. J., Guruge, J. L., Charbonneau, M., et al. (2013). The long-term stability of the human gut microbiota. Science, 341(6141), 1237439.
8.Gilbert, J. A., Quinn, R. A., Debelius, J., et al. (2016). Microbiome-wide association studies link dynamic microbial consortia to disease. Nature, 535(7610), 94–103.
9.Gilbert, J. A., Blaser, M. J., Caporaso, J. G., et al. (2018). Current understanding of the human microbiome. Nature Medicine, 24(4), 392–400.
10.Goodrich, J. K., Waters, J. L., Poole, A. C., et al. (2014). Human genetics shape the gut microbiome. Cell, 159(4), 789–799.
11.Human Microbiome Project Consortium. (2012). Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature, 486(7402), 207–214.
12.Integrative HMP (iHMP) Research Network Consortium. (2019). The integrative Human Microbiome Project. Nature, 569(7758), 641–648.
13.Kho, Z. Y., & Lal, S. K. (2018). The human gut microbiome – A potential controller of wellness and disease. Frontiers in Microbiology, 9, 1835.
14.Lynch, S. V., & Pedersen, O. (2016). The human intestinal microbiome in health and disease. The New England Journal of Medicine, 375(24), 2369–2379.
15.Marchesi, J. R., Adams, D. H., Fava, F., et al. (2016). The gut microbiota and host health: A new clinical frontier. Gut, 65(2), 330–339.
16.Nicholson, J. K., Holmes, E., Kinross, J., et al. (2012). Host–gut microbiota metabolic interactions. Science, 336(6086), 1262–1267.
17.Pasolli, E., Asnicar, F., Manara, S., et al. (2019). Extensive unexplored human microbiome diversity revealed by over 150,000 genomes. Cell, 176(3), 649–662.e20.
18.Poyet, M., Groussin, M., Gibbons, S. M., et al. (2019). A library of human gut bacterial isolates paired with longitudinal multiomics data enables mechanistic microbiome research. Nature Medicine, 25(9), 1442–1452.
19.Poyet, M., et al. (2021). Horizontal gene transfer shapes the evolution of the human gut microbiome. Cell, 184, 2743–2759.
20.Qin, J., Li, R., Raes, J., et al. (2010). A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature, 464(7285), 59–65.
21.Rinninella, E., Raoul, P., Cintoni, M., et al. (2019). What is the healthy gut microbiota? Microorganisms, 7(1), 14.
22.Sonnenburg, E. D., & Sonnenburg, J. L. (2019). The ancestral and industrialized gut microbiota and implications for human health. Science, 366(6464), eaaw9255.
23.Sonnenburg, E. D., Smits, S. A., Tikhonov, M., et al. (2016). Diet-induced extinctions in the gut microbiota compound over generations. Nature, 529(7585), 212–215.
24.Turnbaugh, P. J., Ley, R. E., Hamady, M., et al. (2007). The human microbiome project. Nature, 449(7164), 804–810.
25.Valdes, A. M., Walter, J., Segal, E., & Spector, T. D. (2018). Role of the gut microbiota in nutrition and health. BMJ, 361, k2179.
26.Vangay, P., Johnson, A. J., Ward, T. L., et al. (2018). US immigration westernizes the human gut microbiome. Cell, 175(4), 962–972.e10.
27.Walter, J., Armet, A. M., Finlay, B. B., & Shanahan, F. (2020). Establishing or exaggerating causality for the gut microbiome. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 17(6), 353–364.
28.Wastyk, H. C., Fragiadakis, G. K., Perelman, D., et al. (2021). Gut microbiota-targeted diets modulate human immune status. Cell, 184(16), 4137–4153.e14.
29.Yatsunenko, T., Rey, F. E., Manary, M. J., et al. (2012). Human gut microbiome viewed across age and geography. Nature, 486(7402), 222–227.
30.Zmora, N., Suez, J., Elinav, E. (2019). You are what you eat: Diet, health and the gut microbiota. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 16(1), 35–56.