SiNAPSA, sobota, 4. december 2021

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Mikrosplet: povezovanje preko mikrobioma

Tina Tinkara Peternelj

Človek je del narave, tega se menda dobro zaveda vsak od nas. Človek je superorganizem. Temu bi znali pritrditi, četudi se na prvi pogled zdi skoraj malo domišljavo. Kako pa se sliši podatek, da poleg telesnih celic naše telo naseljuje vsaj še tolikšno število mikroorganizmov, in da s te perspektive pravzaprav res delujemo kot mali ekosistem? Še več, naše preživetje in psihofizično zdravje sta v veliki meri odvisna od mikrosveta, ki ga gostimo 1.

Bakterije, glive in alge, navadno so vključeni tudi virusi, so z nami že od nekdaj in jih skupno imenujemo mikrobiota. Pravzaprav so evolucijsko veliko starejši od nas, skozi milijardo let in več so tako uspeli razviti inteligentne mehanizme delovanja, ki jim omogočajo preživetje in razmnoževanje, tako znotraj naših teles kot v ekstremnih okoljih, kot so vulkani ali dno oceanov. Pri človeku najdemo visoke koncentracije mikrobov v prebavnem traktu, sluznicah drugih organov in seveda na koži 1. Vsakega od nas poleg tega obdaja očem neviden oblak bakterij in virusov, s širokim naborom bioloških informacij, ki si jih z druženjem delimo med sabo preko dihanja, potenja in dotikanja. Celica zdravega človeka z mikroorganizmi načeloma ne tekmuje za prostor v telesu, temveč z njimi sodeluje. Skozi evolucijo smo vzpostavili mutualističen oz. obojestransko koristen odnos, kar je pripomoglo k obstanku in napredku človeške vrste. Danes je znano, da človeška mikrobiota prispeva k regulaciji številnih pomembnih procesov v telesu, kot so metabolizem, komunikacija med možgani in črevesjem, delovanje endokrinega sistema, imunski odziv in tudi genska ekspresija. Vse več je dokazov, da je v etiologijo in napredek marsikatere kronične bolezni vključeno porušeno ravnovesje mikrobiote, stanje imenovano disbioza 2. Spoznanja projekta Človeški mikrobiom lahko v marsičem prekašajo ta odmevni projekt Človeški genom, saj se je izkazalo, da so bolezni, s katerimi se spopada sodobni človek, v veliko večji meri pogojene z neuravnovešeno mikrobioto kot pa z mutacijami genov 3.

Črevesje je dom glavnine mikroorganizmov v našem telesu in prebavna cev nam omogoča pomemben stik z zunanjim okoljem. Mikroorganizmi so kritični del te izmenjave 4. Črevesje in možgani, v začetku del iste nevralne cevi, so še danes tesno povezani in ta komunikacijska os je globoko vgrajena v procese za vzdrževanje splošnega ravnovesja organizma (fiziološka homeostaza). Enterični živčni sistem, ki obsega nevronske mreže gastrointestinalnega trakta, lahko deluje avtonomno, ob enem pa interagira s centralnim in perifernim živčevjem. V signalizacijo so vključene številne bakterije preko svojih metabolitov, ki lahko stimulirajo enteroendokrine celice, da sproščajo hormone, sodelujejo pri modulaciji imunskega odziva in neposredno ali posredno vplivajo na možgane ter avtonomno živčevje. Narašča število študij, ki poročajo o znatnem vplivu sestave in vitalnosti človekove mikrobiote na vedênje in razpoloženje, vključno s čustvovanjem in motivacijo 4. Praktično ni področja delovanja, kjer ne bi imeli na nek način prstov vmes tudi mikrobi. Na tem mestu se lahko vprašamo, ali smo tu zaradi njih oz. z njimi ali proti njim?

Slika 1
Slika 1: Signalizacija med možgani in črevesjem poteka ves čas in vključuje tudi mikrobioto. (Vir: Shutterstock)

Dogajanje v celicah znotraj našega telesa je odsev dogajanja v našem življenjskem okolju oz. našega načina življenja, in seveda obratno. Vse bolj očitna so skladanja med uravnoteženo in polnovredno prehrano ter homeostazo črevesne mikrobiote, med zdravjem črevesja in kože ali pa med dogajanjem v prebavnem traktu in psihičnim počutjem 5. Vitalnosti črevesja in imunskega sistema se prekrivata s čustveno stabilnostjo, pozitivno samopodobo in zdravimi medčloveškimi odnosi, kar podpira posameznikovo integracijo v okolje in doprinaša k povezanosti v družbi 6 7. Medtem ko se sestava mikrobiote precej spreminja glede na mesto na/v telesu, pa primerjava med ljudmi pokaže, da imajo npr. naša črevesja in pljuča prisotne do precejšnje mere zelo podobne mikrobiotske združbe 3. Vdihujemo skupni mikrobiom, torej mikrobioto s celotnim genskim bazenom, ki vpliva na naše razpoloženje in vedênje. Na ta način smo še dodatno prepleteni in vpeti v naravo. Seveda ta kolektivnost lahko pride do izraza tudi, ko se stvari rušijo, spreminjajo, ko se znajdemo pred izzivi in se zdi, da je naše zdravje ali celo obstoj širšega ekosistema pred veliko preizkušnjo. Strah in stres sta nalezljiva, kot znata biti tudi upanje in pogum, in še toliko bolj pomembno je spoznanje, da nas mikrobiom povezuje in prinaša priložnost, raje kot pogubo.

Ko se takole spogledujemo z idejo, da vzamemo mikroorganizme za ‘svoje’, spoznavamo, da ta svet šele odkrivamo. V luči dogajanj preteklega leta se poraja marsikatera misel. Kako smo prišli do točke, kjer smo predvsem »antimikrobna« družba, ki ustvarja prepad med nami in mikroorganizmi oz. jih imamo radi samo v jogurtih in kapsulah, ostalo pa je bolj kot ne nadloga, celo sovražnik? Lahko viruse sploh uvrstimo med žive organizme, če se brez pomoči gostitelja ne morejo razmnoževati in so praktično lebdeč genski material v proteinski ovojnici? Vendar ravno zaradi te briljantnosti narave nam je marsikateri virus pomagal obogatiti nabor genov in s tem prispeval k naši raznolikosti in prilagodljivosti. So nekatere bakterije dobre/koristne in druge slabe/škodljive, ali je le-to odvisno od »terena« gostitelja? Je smiselno označevati etos mikroorganizmov, če je interakcija z našimi telesnimi celicami unikatna vsakemu posamezniku in tudi situaciji? Podobna vprašanja lahko spodbudi tudi pogovor o naši psihi, medčloveških odnosih in stanju družbe.

Slika 1
Slika 2: Vsak od nas s svojim bivanjem in delovanjem prispeva k pestrosti in dinamičnosti ekosistema tudi preko svoje mikrobiote. (Vir: Shutterstock)

Ljudi glede na sestavo črevesne mikrobiote uvrstimo v dva ali tri enterotipe, ki obsegajo širok spekter mikroorganizmov. Zastopanost posameznih se lahko spreminja skoraj na dnevni bazi, kot posledica sprememb v prehranjevanju, gibanju, nivoju stresa, bivanjskem okolju in stiku z naravo, higieni, spalnih navadah in socialnih aktivnostih 8. Biodiverziteta in sodelovanje sta ključni tako znotraj telesa kot zunaj. Ravnovesje in komunikacija, dostop do informacij ter sprejetost so zaželeni na ravni celic, tkiv in organov, kot tudi v kontekstu skupnosti ljudi oz. družbe. Če smo že poimenovali naše črevesje »drugi možgani« in zaznavamo »metuljčke v trebuhu«, morda lahko pričnemo premikati paradigmo, da naše zdravje biva le znotraj naših telesnih celic, saj se vse bolj potrjuje, da ima pri tem pomembno vlogo ravno naš mikrobiom. Čas je, da začnemo raziskovati, kako lahko zgradimo zdrav odnos z mikroorganizmi, na mikro in makro ravni, kar nam bo omogočilo ne samo soočanje z izzivi okolja, temveč pravo harmonijo in razcvet.

    ___
  1. Gilbert JA, Blaser MJ, Caporaso JG, Jansson JK, Lynch S v., Knight R. Current understanding of the human microbiome. Nature Medicine. 2018;24(4). doi:10.1038/nm.4517 

  2. Wang B, Yao M, Lv L, Ling Z, Li L. The Human Microbiota in Health and Disease. Engineering. 2017;3(1). doi:10.1016/J.ENG.2017.01.008 

  3. Proctor LM, Creasy HH, Fettweis JM, et al. The Integrative Human Microbiome Project. Nature. 2019;569(7758). doi:10.1038/s41586-019-1238-8 

  4. Cryan JF, O’riordan KJ, Cowan CSM, et al. The microbiota-gut-brain axis. Physiological Reviews. 2019;99(4). doi:10.1152/physrev.00018.2018 

  5. Gentile CL, Weir TL. The gut microbiota at the intersection of diet and human health. Science. 2018;362(6416). doi:10.1126/science.aau5812 

  6. Montiel-Castro AJ, Gonzalez-Cervantes RM, Bravo-Ruiseco G, Pacheco-Lopez G. The microbiota-gut-brain axis: Neurobehavioral correlates, health and sociality. Frontiers in Integrative Neuroscience. 2013;7(OCT). doi:10.3389/fnint.2013.00070 

  7. Zheng D, Liwinski T, Elinav E. Interaction between microbiota and immunity in health and disease. Cell Research. 2020;30(6). doi:10.1038/s41422-020-0332-7 

  8. Clemente JC, Ursell LK, Parfrey LW, Knight R. The impact of the gut microbiota on human health: An integrative view. Cell. 2012;148(6). doi:10.1016/j.cell.2012.01.035 

dr. Tina Tinkara Peternelj
Oddelek za psihologijo
Fakulteta za matematiko, naravoslovje in informacijske tehnologije
Univerza na Primorskem