Poglejte, kaj je v vas, preberite na spletu. Poglej, kaj je v tebi - nočni rop. Nos in pljuča

Spremeni velikost pisave:

Ogromen vpliv drobnih mikrobov

ROB VITEZ

Z BRENDANOM BUHLERJEM

TED, logotip TED in TED Books so blagovne znamke družbe TED Conferences, LLC

TED BOOKS in colophon sta registrirani blagovni znamki TED Conferences, LLC

Naslovnica in notranja oprema MGMT. oblikovanje Ilustracije Olivie de Salve Villedieu

Založba CORPUS ®

* * *

Mojima staršema, Alison in Johnu, s hvaležnostjo za njune gene, ideje in mikrobe

Predgovor

Vemo, kdo ste: človek, žival na dveh nogah z neskončnimi možnostmi uma, dedič vsega, kar obstaja, ki še nikoli niste prebrali niti enega uporabniškega sporazuma do konca - samo odkljukajte, kjer je treba. In zdaj se spoznajte, to ste tudi vi: trilijoni drobnih bitij, ki živijo v vaših očeh, ušesih in ogromnih posestvih, imenovanih vaše črevesje. In ta notranji mikrokozmos lahko spremeni vaše razumevanje vaših bolezni, vašega zdravja in vas samih.

Zahvaljujoč novim tehnologijam (mnoge so bile razvite v zadnjih nekaj letih) znanstveniki danes vedo več o mikroskopskih oblikah življenja v nas kot kadar koli prej. In kar se naučimo, je neverjetno. Ti enocelični organizmi – mikrobi – niso le veliko številnejši, kot smo mislili, živijo v nepredstavljivem številu v skoraj vsakem kotičku našega telesa in igrajo veliko pomembnejšo vlogo, kot si lahko predstavljamo: toliko vidikov našega življenja je odvisnih na njih.zdravje in celo naša osebnost.

Skupek mikroskopskih bitij, ki jim naše telo služi kot dom, imenujemo človeška mikrobiota (včasih tudi mikroflora in mikrofavna), celoto njihovih genov pa človeški mikrobiom. In kot se pogosto zgodi pri znanstvenih odkritjih, zaradi novih dejstev o mikrokozmosu ponižamo svoj ego. Astronomija nam je že pojasnila, da naš planet sploh ni središče vesolja, evolucija nas je naučila, da je človek le ena od živalskih vrst. Sestavljanje človeškega mikrobioma nas uči, da v domu našega telesa naš glas preglasi zbor neodvisnih (in soodvisnih) življenjskih oblik s svojimi lastnimi načrti in načrti.

Koliko mikroorganizmov je v nas? Sestavljeni ste iz približno deset bilijonov človeških celic – vendar vaše telo vsebuje približno sto bilijonov mikrobnih celic. To pomeni, da v veliki meri niste vi.

Vendar to ne pomeni, da je človek le posoda za drobna bitja, ki so po naključju prišla v njegovo telo in širila bolezni. Pravzaprav živimo v ravnovesju s celotno skupnostjo mikroorganizmov, ki živijo v nas. Njihova vloga ni omejena le na vlogo pasivnih potnikov – vključeni so v temeljne življenjske procese, vključno s prebavo, imunskimi odzivi in celo vedenjem.

Celota mikrobov v nas predstavlja nekaj podobnega združevanju različnih skupnosti. Različne dele telesa naseljujejo različne skupine vrst, ki imajo specializirane funkcije. Mikrobi, ki živijo v ustih, se razlikujejo od tistih, ki živijo na koži ali v črevesju. Nismo samo posamezniki; vsak od nas je ekosistem.

Raznolikost mikroorganizmov pomaga razložiti tudi takšne individualne značilnosti, ki smo jih včasih pripisovali naključju ali smoli. Zakaj imamo nekateri tako radi komarje? Mene na primer ti mali demončki skoraj ne ugriznejo, medtem ko na mojo prijateljico Amando letijo kot čebele na med. Izkazalo se je, da nekateri od nas res z vidika komarjev okusnejša, glavni razlog za tako selektivno »apetiziranje« pa so razlike v sestavi mikrobnih združb, ki živijo na naši koži (več o tem v 1. poglavju).

In to še ni vse: raznolikost mikrobov, ki živijo na nas in v nas, je neverjetna. Verjetno ste že slišali, da če primerjamo DNK, potem smo vsi ljudje približno enaki: naš genom je 99,99 % enak genomu katere koli druge osebe, na primer vašega soseda. Vendar to ne velja za mikrofloro vašega črevesja: tukaj se lahko ujema le 10% mikrobov.

To lahko pojasni velike razlike med ljudmi – od razlik v teži do različnih alergij, od verjetnosti, da zbolimo, do stopnje tesnobe. Šele začenjamo sistematizirati - in razumeti - ta brezmejni mikrokozmos, vendar so zaključki prvih študij že prepričljivi.

Neskončna raznolikost mikrobnega sveta je še posebej impresivna, če pomislimo, da še pred štiridesetimi leti nismo vedeli, kako številni so enocelični organizmi in kako neverjetno število vrst štejejo. Pred tem so osnovna načela klasifikacije živih organizmov temeljila na knjigi Charlesa Darwina "Izvor vrst", ki je izšla leta 1859. Darwin je narisal drevo evolucije in združil vse organizme glede na skupne fizične lastnosti: kratkokljuni ščinkavci, dolgokljuni ščinkavci itd.; in dolgo časa je to načelo ostalo osnova klasifikacije in taksonomije.

Tradicionalne predstave o življenju so temeljile na tem, kar so ljudje lahko videli v svetu okoli sebe – s prostim očesom ali skozi mikroskop. Večje organizme so delili na rastline, živali in glive. Preostali enocelični organizmi so spadali v dve veliki kategoriji: protisti (praživali) in bakterije. Glede rastlin, živali in gliv smo imeli prav. Toda naše predstave o enoceličnih organizmih so se izkazale za popolnoma napačne.

Ogromen vpliv drobnih mikrobov

ROB VITEZ

Z BRENDANOM BUHLERJEM

TED, logotip TED in TED Books so blagovne znamke družbe TED Conferences, LLC

TED BOOKS in colophon sta registrirani blagovni znamki TED Conferences, LLC

Naslovnica in notranja oprema MGMT. oblikovanje Ilustracije Olivie de Salve Villedieu

Založba CORPUS ®

* * *

Mojima staršema, Alison in Johnu, s hvaležnostjo za njune gene, ideje in mikrobe

Predgovor

Vemo, kdo ste: človek, žival na dveh nogah z neskončnimi možnostmi uma, dedič vsega, kar obstaja, ki še nikoli niste prebrali niti enega uporabniškega sporazuma do konca - samo odkljukajte, kjer je treba. In zdaj se spoznajte, to ste tudi vi: trilijoni drobnih bitij, ki živijo v vaših očeh, ušesih in ogromnih posestvih, imenovanih vaše črevesje. In ta notranji mikrokozmos lahko spremeni vaše razumevanje vaših bolezni, vašega zdravja in vas samih.

Zahvaljujoč novim tehnologijam (mnoge so bile razvite v zadnjih nekaj letih) znanstveniki danes vedo več o mikroskopskih oblikah življenja v nas kot kadar koli prej. In kar se naučimo, je neverjetno. Ti enocelični organizmi – mikrobi – niso le veliko številnejši, kot smo mislili, živijo v nepredstavljivem številu v skoraj vsakem kotičku našega telesa in igrajo veliko pomembnejšo vlogo, kot si lahko predstavljamo: toliko vidikov našega življenja je odvisnih na njih.zdravje in celo naša osebnost.

Skupek mikroskopskih bitij, ki jim naše telo služi kot dom, imenujemo človeška mikrobiota (včasih tudi mikroflora in mikrofavna), celoto njihovih genov pa človeški mikrobiom. In kot se pogosto zgodi pri znanstvenih odkritjih, zaradi novih dejstev o mikrokozmosu ponižamo svoj ego. Astronomija nam je že pojasnila, da naš planet sploh ni središče vesolja, evolucija nas je naučila, da je človek le ena od živalskih vrst. Sestavljanje človeškega mikrobioma nas uči, da v domu našega telesa naš glas preglasi zbor neodvisnih (in soodvisnih) življenjskih oblik s svojimi lastnimi načrti in načrti.

Koliko mikroorganizmov je v nas? Sestavljeni ste iz približno deset bilijonov človeških celic – vendar vaše telo vsebuje približno sto bilijonov mikrobnih celic 1
Opozoriti je treba, da zadnje poročilo Ameriške akademije za mikrobiologijo to razmerje zmanjša na 3:1 predvsem zaradi povečanja števila preštetih človeških celic.

A v vsakem primeru je številčna premoč na strani mikrobov. Glej: http://academy.asm.org/index.php/faq-series/5122humanmicrobiome.

. To pomeni, da v veliki meri niste vi.

Vendar to ne pomeni, da je človek le posoda za drobna bitja, ki so po naključju prišla v njegovo telo in širila bolezni. Pravzaprav živimo v ravnovesju s celotno skupnostjo mikroorganizmov, ki živijo v nas. Njihova vloga ni omejena le na vlogo pasivnih potnikov – vključeni so v temeljne življenjske procese, vključno s prebavo, imunskimi odzivi in celo vedenjem.

Celota mikrobov v nas predstavlja nekaj podobnega združevanju različnih skupnosti. Različne dele telesa naseljujejo različne skupine vrst, ki imajo specializirane funkcije. Mikrobi, ki živijo v ustih, se razlikujejo od tistih, ki živijo na koži ali v črevesju. Nismo samo posamezniki; vsak od nas je ekosistem.

Raznolikost mikroorganizmov pomaga razložiti tudi takšne individualne značilnosti, ki smo jih včasih pripisovali naključju ali smoli. Zakaj imamo nekateri tako radi komarje? Mene na primer ti mali demončki skoraj ne ugriznejo, medtem ko na mojo prijateljico Amando letijo kot čebele na med. Izkazalo se je, da nekateri od nas res z vidika komarjev okusnejša, glavni razlog za tako selektivno »apetiziranje« pa so razlike v sestavi mikrobnih združb, ki živijo na naši koži (več o tem v 1. poglavju).

In to še ni vse: raznolikost mikrobov, ki živijo na nas in v nas, je neverjetna. Verjetno ste že slišali, da če primerjamo DNK, potem smo vsi ljudje približno enaki: naš genom je 99,99 % enak genomu katere koli druge osebe, na primer vašega soseda. Vendar to ne velja za mikrofloro vašega črevesja: tukaj se lahko ujema le 10% mikrobov.

To lahko pojasni velike razlike med ljudmi – od razlik v teži do različnih alergij, od verjetnosti, da zbolimo, do stopnje tesnobe. Šele začenjamo sistematizirati - in razumeti - ta brezmejni mikrokozmos, vendar so zaključki prvih študij že prepričljivi.

Neskončna raznolikost mikrobnega sveta je še posebej impresivna, če pomislimo, da še pred štiridesetimi leti nismo vedeli, kako številni so enocelični organizmi in kako neverjetno število vrst štejejo. Pred tem so osnovna načela klasifikacije živih organizmov temeljila na knjigi Charlesa Darwina "Izvor vrst", ki je izšla leta 1859. 2
Dostopno na spletu: Projekt Gutenberg, www.gutenberg.org/files/1228/1228-h/1228-h.htm.

Darwin je narisal drevo evolucije in združil vse organizme glede na skupne fizične lastnosti: kratkokljuni ščinkavci, dolgokljuni ščinkavci itd.; in dolgo časa je to načelo ostalo osnova klasifikacije in taksonomije.

Tradicionalne predstave o življenju so temeljile na tem, kar so ljudje lahko videli v svetu okoli sebe – s prostim očesom ali skozi mikroskop. Večje organizme so delili na rastline, živali in glive. Preostali enocelični organizmi so spadali v dve veliki kategoriji: protisti (praživali) in bakterije. Glede rastlin, živali in gliv smo imeli prav. Toda naše predstave o enoceličnih organizmih so se izkazale za popolnoma napačne.

Leta 1977 sta ameriška mikrobiologa Carl Woese in George E. Fox predlagala novo različico »drevesa življenja«, ki temelji na primerjavi različnih oblik življenja na celični ravni z uporabo ribosomske ribonukleinske kisline, sorodnice DNK, ki je prisotna v kateri koli celici in sodeluje pri sintezi beljakovin. Slika je bila osupljiva. Woese in Fox sta ugotovila, da so enocelični organizmi bolj raznoliki kot vse rastline in živali skupaj. Kot se je izkazalo, živali, rastline, gobe; vsi ljudje, meduze, gnojni hrošči; vsak pramen alg, katera koli zaplata mahu, vzpenjajoče se kalifornijske sekvoje; vsi lišaji in gozdne glive - vsa živa bitja, ki jih vidimo okoli sebe - so le trije poganjki na koncu ene veje evolucijskega drevesa. Njegovi glavni prebivalci so enocelični organizmi: bakterije, arheje (ki sta jih kot ločeno skupino prva izločila Woese in Fox), kvasovke in nekatere druge življenjske oblike.

Samo v zadnjih nekaj letih je prišlo do preboja v našem razumevanju mikroživljenja v nas, ki ga dolgujemo novim tehnologijam, predvsem napredku sekvenciranja DNK in eksploziji računalniške moči. Danes lahko s postopkom, imenovanim sekvenciranje naslednje generacije, vzamemo vzorce celic iz različnih delov telesa, hitro analiziramo mikrobno DNK, ki jo vsebujejo, primerjamo in združimo z informacijami iz drugih organov, da identificiramo na tisoče vrst mikroorganizmov, ki kličejo naše telo njihov dom.. Na ta način najdemo bakterije, arheje, kvasovke in druge enocelične organizme (zlasti evkarionte), katerih skupni genom je daljši od našega.

No, novi računalniški algoritmi pa močno poenostavijo in olajšajo interpretacijo teh genetskih informacij. Zlasti zdaj lahko naredimo mikrobni zemljevid telesa, ki nam omogoča primerjavo mikrobnih skupnosti v različnih delih telesa in pri različnih ljudeh. Veliko teh informacij prihaja iz projekta Human Microbiome Project ( Projekt človeškega mikrobioma), ki poteka pod okriljem ameriškega nacionalnega inštituta za zdravje ( Ameriški nacionalni inštitut za zdravje, NIH). Študija je stala 170 milijonov dolarjev, v njej pa je sodelovalo več kot 200 znanstvenikov, ki so do danes zbrali in analizirali najmanj 4,5 terabajta podatkov. In to je šele začetek; drugi mednarodni projekti, kot je "Raziskava o sestavi biote človeškega gastrointestinalnega trakta" ( Metagenomika konzorcija človeškega črevesnega trakta, MetaHIT), nenehno dodajanje in analiziranje novih podatkov.

Stroški teh analiz se ves čas znižujejo, zaradi česar lahko vse več ljudi opravi popoln popis mikrobov, ki živijo v njihovih telesih. Pred desetimi leti bi morali za analizo svojega mikrobioma plačati sto milijonov dolarjev. Danes bodo tovrstne informacije stale le sto dolarjev – tako poceni, da bodo zdravniki kmalu naročili takšne študije kot rutinski medicinski postopek.

Toda zakaj zdravnike zanima sestava vašega mikrobioma? Ker se pojavlja vedno več raziskav, ki dokazujejo povezavo med našimi mikrobi in številnimi našimi boleznimi, vključno z debelostjo, artritisom, avtizmom in celo depresijo. In ta povezava posledično takoj odpira nove možnosti zdravljenja.

Kaj ne vpliva na naš mikrobiom - zdravila, prehrana, število spolnih partnerjev, tudi to, ali ste prvi otrok s starši! Ko boste prebrali naslednje strani, boste videli, da so mikroorganizmi globoko vpleteni v skoraj vse vidike našega življenja. Zaradi njih resnično drugače pogledamo na vprašanje: "Kaj pomeni biti človek?"

1. Mikroorganizmi v našem telesu

Torej, poskusimo oceniti, koliko mikrobov živi v nas.

Če računamo po teži, jih je v telesu odraslega v povprečju približno kilogram in pol. Zaradi tega je vaša mikrobiota eden največjih organov, ki se po teži kosa z možgani in je le malo slabši od jeter.

Vemo že, da po absolutnem številu celic mikroorganizmi prekašajo ljudi v razmerju deset proti ena. Kaj če primerjamo našo DNK? Vsak od nas ima približno dvajset tisoč človeških genov. In hkrati nosimo od dva do dvajset milijonov mikrobnih genov. To pomeni, žal, da smo genetsko vsaj 99% mikrobi!

Da ne boste tako užaljeni, poglejte na to z vidika kompleksnosti človeške naprave. Vsaka človeška celica vsebuje veliko več genov kot mikrobna. Gre le za to, da je v vašem telesu toliko mikrobov, da vsota vseh njihovih genov odtehta vaše.

Organizmi, ki živijo v nas in na nas, so zelo raznoliki. Večina (vendar ne vsi) je enoceličnih. Predstavljajo vse tri glavne veje evolucijskega drevesa. V črevesju živijo predstavniki kraljestva arhej - enocelični organizmi, ki nimajo jedra; najpogostejši med njimi so metanogeni, ki obstajajo brez kisika, pomagajo pri prebavi hrane in sproščajo plin metan (imajo jih tudi krave).

Sledijo evkarionti: kožne mikozne glive in kvasovke, ki kolonizirajo nožnico in včasih črevesje. Toda bakterije prevladujejo nad vsemi - na primer Escherichia coli ( Escherichia coli), E. coli, ki jo povezujemo predvsem s prebavnimi motnjami, do katerih pride zaradi slabo opranega zelenja. Vendar so neškodljive in koristne različice te bakterije skoraj vedno prisotne v naši notranjosti.

In vsak dan se zaradi novih tehnologij učimo, da je ta svet še bolj raznolik, kot smo mislili prej. Kot da bi hodili po oceanu z vlečno mrežo z zelo velikimi celicami, potem pa bi po pregledu ulova ugotovili, da se v morju nahajajo samo kiti in orjaški lignji. Zdaj smo odkrili, da je življenje, ki ga imamo v sebi, veliko bolj raznoliko. Na primer, lahko domnevate, da sta kateri koli dve bakteriji v vašem črevesju, ki se vržeta na vaš zadnji sendvič, med seboj zelo podobni, na primer sardoni ali sardele. A v resnici nimata nič več skupnega kot morska kumara (holoturija) in veliki beli morski pes: gre za dve bitji s popolnoma različnim vedenjem, hrano in ekološko vlogo.

Kje se torej nahajajo vsi naši mikrobi in kakšna je njihova vloga? Da bi to izvedeli, se odpravimo na ogled našega telesa.

Usnje

Pravijo, da je Napoleon, ko se je vračal iz vojaškega pohoda, pisal cesarici Jožefini: »Jutri zvečer bom v Parizu. Ne kopaj se." Raje je imel naravni vonj svoje oboževane žene in se je osredotočil. Toda zakaj, ko nekaj časa ostanemo brez mila, deodorantov, pudra in parfuma, začne iz nas tako smrdeti? Predvsem zaradi mikrobov, ki se hranijo z našimi izločki in jih še bolj dišijo.

Znanstveniki še vedno poskušajo, oprostite za besedno igro, izvohati, kakšnemu praktičnemu namenu služi dejavnost bitij, ki živijo na našem največjem organu, koži. Nekaj je gotovo: prispevajo k nastanku našega telesnega vonja, vključno s tistimi sestavinami tega vonja, ki privabljajo komarje. 3
N. O. Verhulst et al., "Sestava mikrobiote človeške kože vpliva na privlačnost za malarične komarje," PloS One 6, št. 12 (2011): e28991.

Kot smo že omenili, žuželke, ki sesajo kri res imajo raje vonjave nekaterih ljudi kot druge, krivi pa so mikrobi. Razgradijo snovi, ki jih koža sprošča, v hlapne spojine, ki so komarjem všeč ali pa tudi ne. Poleg tega imajo različne vrste komarjev najraje različne dele našega telesa. Na primer za Anopheles gambiae, eden glavnih prenašalcev malarije, najprivlačnejši vonj ne pazduhe, temveč vonj rok stopal.

V zvezi s tem se pojavi mamljiva rešitev: če si kožo rok in nog vtrete z antibiotikom, lahko preprečite napad te vrste komarjev, saj z ubijanjem klic ubijete vonj.

Mikrobi, ki živijo na naši koži – tako kot vsi drugi mikrobi – ne obstajajo nujno posebej za našo korist. A kot vestni stanovalci nam res veliko pomagajo: s tem, da živijo na nas, preprečujejo drugim, škodljivim mikrobom, da bi nas okužili. Na različnih predelih kože živijo različni mikrobi, raznolikost – število vrst – pa ni nujno sorazmerna s številom mikrobov, prisotnih na posameznem predelu. Včasih je ravno obratno. Če uporabimo ameriško analogijo, si predstavljajte, da je Vermont (prebivalstvo 600.000) tako etnično raznolik kot Los Angeles (deset milijonov) in Los Angeles, ki postane tako enoetničen kot Vermont. Na čelu in pod rokami imate ogromno mikrobov, a razmeroma malo vrst; in obratno, na rokah (dlaneh in podlakteh) je relativno malo mikrobov, vendar zelo raznolikih 4
E. A. Grice et al., “Topografska in časovna raznolikost mikrobioma človeške kože,” Znanost 324, št. 5931 (29. maj 2009): 1190–92; E. K. Costello et al., »Variacije bakterijske skupnosti v habitatih človeškega telesa v prostoru in času,« Znanost 326, št. 5960 (18. december 2009): 1694–97.

Skupine mikrobov na rokah žensk so bolj raznolike kot skupnosti moških in ta razlika ostaja kljub umivanju rok, kar nakazuje, da je razlog, čeprav še neznan, v bioloških razlikah. 5
F. R. Blattner et al., “Celotno zaporedje genoma Escherichie Coli K-12,” Znanost 277, št. 5331 (5. september 1997): 1453–62.

Poleg tega smo ugotovili, da se mikrobi, ki živijo na vaši levi roki, razlikujejo od tistih, ki živijo na vaši desni. Lahko si drgnete roke, ploskate in se dotikate istih površin z obema rokama – vsaka še vedno razvija ločeno mikrobno skupnost. To dejstvo je navdihnilo profesorja Noaha Firerja z univerze Colorado v Boulderju in jaz, da sva poskušala ponoviti eno najbolj znanih odkritij v splošni biologiji. Nekoč je britanski biolog in antropolog Alfred Russel Wallace skupaj z drugimi znanstveniki, ko je poskušal razložiti distribucijo in porazdelitev organizmov na izoliranih otokih ter razmerje med raznolikostjo vrst in zasedenim ozemljem, razvil kompleksno teorijo biogeografije 6
R. H. MacArthur in E. O. Wilson, Teorija otoške biogeografije. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2001.

Wallace, Darwinov sodobnik, ki je hkrati in neodvisno razvil nauk o naravnem izboru, je preslikal črto, ki poteka skozi sodobno Indonezijo in Malezijo ter ločuje azijsko favno (opice in nosorogi) od avstralske (kakavu in kenguru). S Firerjem sva se spraševala, ali je mogoče na računalniški tipkovnici med tipkama G in H narisati isto "Wallaceovo črto" - ta črta bi teoretično morala ločevati polovice tipkovnice z jasno različnimi mikrobnimi populacijami. Želeli smo tudi videti, ali bo preslednica imela več vrst mikrobov, preprosto zato, ker je veliko daljša od vseh drugih.

Naši rezultati so potrdili obstoj nekakšne "Wallaceove črte", vendar smo ugotovili nekaj veliko bolj presenetljivega: za vsak prst in njegovo ustrezno tipko je značilna približno enaka mikrobna skupnost. Lastnike računalniške miške nam je uspelo določiti tudi do 90-odstotno natančnostjo z uporabo mikrobnega profila dlani. 7
N. Fierer et al., "Forenzična identifikacija z uporabo kožnih bakterijskih skupnosti," 107, št. 14 (6. april 2010): 6477–81.

Mikrobna združba na vaši roki se zelo razlikuje od podobnih združb drugih ljudi (po vrstni pestrosti – povprečno 85 %), kar pomeni, da ima vsak od nas poleg običajnih tudi mikrobne prstne odtise.

Šli smo še dlje in izvedli poskuse, da bi ugotovili, kolikokrat se morate dotakniti predmeta, da pustite razločno mikrobno sled. Ta študija je še vedno premalo popolna, da bi jo lahko uporabili na sodišču. Toda na televiziji so, recimo, sprejeti bolj poenostavljeni standardi dokazov, zato je bila kmalu po tem, ko smo objavili članek na to temo, prikazana še ena epizoda serije "Prizorišče zločina: Miami", kjer je zaplet temeljil na forenzičnem pregledu mikrobni prstni odtis 8
"Prizorišče zločina: Miami": " CSI Miami Sezona 9,« Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_CSI:_Miami_episodes#Season_9:_2010.E2.80.932011.

Medtem se je forenzični mikrobiolog David Carter preselil iz Nebraske na Havaje, da bi tam uredil "reservat za trupla". "Kaj je?" - vprašate Forenziki se pogosto soočajo z nalogo ugotavljanja, pred koliko časa je umrla oseba, katere truplo pregledujejo. V "rezervatu" Carterja so trupla mrtvih, ki so jih darovali sorodniki in različne ustanove, shranjena v različnih pogojih. 9
Za zelo poučen in zabaven uvod v "vrt našega telesa" glej: Mary Roach, Stiff: Nenavadna življenja človeških trupel. New York: W. W. Norton, 2004.

In znanstveniki nenehno analizirajo hitrost njihovega razpada. Hkrati je opaziti presenetljivo kontinuiteto mikrobnih skupnosti. Tako kot se na goli skali najprej pojavijo kolonije lišajev, nato mahovi, trave, plevel, grmičevje in nazadnje drevesa, tudi proces razpadanja poteka v določenem vrstnem redu.

Jessica Metcalfe, podoktorska sodelavka v mojem laboratoriju na Univerzi Colorado v Boulderju, je postavila svoje lastno miniaturno »telesno svetišče« z uporabo štiridesetih mrtvih miši (poginile so v drugih poskusih z zdravili za srce in ožilje in raka). Jessica je ugotovila, da lahko pravilno določi čas smrti v roku treh dni. To je približno enaka napaka kot trenutno uporabljena metoda z insekti. 10
Meagan B. Gallagher, Sonia Sandhu in Robert Kimsey, »Variacije v razvojnem času za geografsko različne populacije navadne zelene muhe, Lucilia sericata (Meigen),« Journal of Forensic Sciences 55, št. 2 (marec 2010): 438–42.

Zakaj potem potrebujemo mikrobiološko metodo?

Odgovor: žuželke morajo še vedno najti truplo, medtem ko so mikroorganizmi vedno tam, kar je lahko koristno v primerih, ko na kraju zločina ni insektov.

Nos in pljuča

Naslednja točka našega ogleda telesa bo nos. Nekatere vrste mikrobov živijo v človeških nosnicah, vključno s Staphylococcus aureus ( zlati stafilokok), ki v bolnišnicah povzroča okužbe s staphom. Tako se zdi, da so zdravi ljudje pogosto »dom« za nevarne mikrobe. Verjamemo, da je v tem primeru lahko razlaga naslednja: druge bakterije, ki živijo v našem nosu, ne dovolijo, da bi Staphylococcus aureus prevzel, bolje rečeno, zavzel nos. Še ena zanimiva ugotovitev: okolje močno vpliva na to, kakšni mikroorganizmi se naselijo v našem nosu. Otroci z bolj raznoliko populacijo nosnih mikrobov, kot so tisti, ki živijo na podeželju v bližini živali, imajo v prihodnosti manj možnosti za razvoj astme in alergij 11
O. S. Von Ehrenstein et al., "Zmanjšano tveganje za seneni nahod in astmo med otroki kmetov," Klinična in eksperimentalna alergija: revija Britanskega združenja za alergijo in klinično imunologijo 30, št. 2 (februar 2000): 187–93; E. von Mutius in D. Vercelli, »Življenje na kmetiji: Učinki na otroško astmo in alergijo,« Nature Reviews Imunologija 10, št. 12 (december 2010): 861–68.

Izkazalo se je, da je brskanje po blatu včasih koristno.

Ko se spustimo v pljuča, običajno najdemo samo mrtve bakterije. 12
E. S. Charlson et al., »Ocenjevanje bakterijskih populacij v pljučih s ponovljeno analizo vzorcev iz zgornjih in spodnjih dihalnih poti,« PloS One 7, št. 9 (2012): e42786; E. S. Charlson et al., “Topografska kontinuiteta bakterijskih populacij v zdravem človeškem dihalnem traktu,”

Notranja površina pljuč, ki je izpostavljena zraku, vsebuje koktajl protimikrobnih peptidov: drobne beljakovine, ki takoj ubijejo bakterije, ki pridejo tja. Vendar pa se v pljučih bolnikov s cistično fibrozo ali virusom humane imunske pomanjkljivosti (HIV) včasih znajdejo nevarni mikroorganizmi, ki prispevajo k razvoju pljučnih bolezni. 13
J. K. Harris et al., “Molekularna identifikacija bakterij v bronhoalveolarni izpiralni tekočini pri otrocih s cistično fibrozo,” Zbornik Nacionalne akademije znanosti Združenih držav Amerike 104, št. 51 (18. december 2007): 20529–33.

Znanstveniki se še vedno prepirajo, ali ima vsak od nas v grlu svojo združbo mikrobov ali pa so tam prisotni samo tisti mikrobi, ki prihajajo iz ust. 14
E. S. Charlson et al., “Topografska kontinuiteta bakterijskih populacij v zdravem človeškem dihalnem traktu,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 184, št. 8 (15. oktober 2011): 957–63.

Znano pa je že, da se klice iz žrela kadilcev razlikujejo od tistih pri nekadilcih, kar verjetno kaže na to, da kajenje škoduje ne le nam samim, temveč tudi bitjem, ki živijo v nas. 15
A. Morris et al., “Primerjava respiratornega mikrobioma pri zdravih nekadilcih in kadilcih,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 187, št. 10 (15. maj 2013): 1067–75.

Usta in želodec

Verjetno ste slišali le za slabe bakterije v ustih – tiste, ki povzročajo bolezni dlesni in zobno gnilobo. Eden od njih, Streptococcus mutans ( Streptococcus mutans), je isto bitje, ki uničuje naše zobe. Pojavilo se je očitno v povezavi z razvojem kmetijstva 16
O. E. Cornejo et al., »Evolucijska in populacijska genomika votline, ki povzroča bakterije Streptococcus Mutans,« Molekularna biologija in evolucija 30, št. 4 (april 2013): 881–93.

Ko je bila prehrana naših prednikov dramatično obogatena z ogljikovimi hidrati, predvsem s sladkorji.

Tako kot podgane, ki smo jih nevede udomačili in se hranijo z našimi odpadki, so se nekatere bakterije naučile živeti v naših telesih. Na srečo je večina »udomačenih« bakterij koristnih – tvorijo biofilm, ki preprečuje »slabe« bakterije. Mikrobi v ustih lahko celo pomagajo pri uravnavanju krvnega tlaka s sproščanjem arterij z dušikovim oksidom (bratranec dušikovega oksida, ki ste ga doživeli, ko ste sedeli na zobozdravniškem stolu).

Druga vrsta, Plautova palica ( Fusobacterium nucleatum), običajno prisoten v ustih zdravega človeka, lahko pa prispeva tudi k razvoju parodontalne bolezni 17
J. Slots, “Prevladujoča gojljiva mikroflora napredovalega parodontitisa,” Scandinavian Journal of Dental Research 85, št. 2 (januar/februar 1977): 114–21.

. F. nucleatum je zanimiv, ker se te bakterije nahajajo v tumorjih debelega črevesa 18
M. Castellarin et al., "Okužba s Fusobacterium Nucleatum je razširjena pri človeškem kolorektalnem karcinomu," Raziskave genoma 22, št. 2 (februar 2012): 299–306; M. R. Rubinstein et al., »Fusobacterium Nucleatum spodbuja kolorektalno karcinogenezo z moduliranjem signalizacije E-kadherina/betakatenina prek njegovega adhezina FadA,« Celični gostitelj in mikrob 14, št. 2 (14. avgust 2013): 195–206; A. D. Kostic et al., "Fusobacterium Nucleatum potencira intestinalno tumorigenezo in modulira tumorsko imunsko mikrookolje," Celični gostitelj in mikrob 14 (2013): 207–15; R. L. Warren et al., "Sočasno pojavljanje anaerobnih bakterij pri kolorektalnem karcinomu," Mikrobiom 1, št. 1 (15. maj 2013): 16; L. Flanagan et al., »Fusobacterium Nucleatum Associates with Stages of Colorectal Neoplasia Development, Colorectal Cancer and Disease Outcome,« European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases: Uradna publikacija Evropskega združenja za klinično mikrobiologijo 33, št. 8 (avgust 2014): 1381–90.

Ne vemo pa še, ali je to vzrok ali posledica: ali F. nucleatum povzroča raka ali pa je preprosto reakcija na pogoje, v katerih se tumor razvije.

Poglej, kaj je v tebi. Kako mikrobi, ki živijo v našem telesu, določajo naše zdravje in našo osebnost