Mali, Mali Svet

Nevidljivi su. Ima ih svuda. I vladaju ovom planetom.

Mali, Mali Svet Odeljenje za mikrobiologiju, Biocentar, Univerzitet u Bazelu / Photo Researchers, Inc

Udahnite. Osećate kako vazduh prolazi kroz vaše nozdrve i ulazi u nos. Dijafragma vam se skuplja i uvlači vazduh duboko u grudi. Kiseonik struji u sitne šupljine u vašim plućima i putuje do kapilara, snabdevajući energijom svaku ćeliju u vašem telu. Živi ste.

(Pogledajte galeriju fotografija)

Ali isto tako je živ i vazduh koji ste upravo udahnuli. Kada udišemo, naše nozdrve zadržavaju milione nevidljivih čestica: prašine, polena, morske pene, vulkanskog pepela i biljnih spora. A te čestice, s druge strane, pružaju utočište nebrojenom mnoštvu bakterija i virusa. Neki od njih mogu da izazovu alergije ili astmu. Mnogo ređe udišemo patogene koji su prenosioci raznih bolesti, kao što su teški akutni respiratorni sindrom (SARS) tuberkuloza ili grip.

U proteklih 15 godina proveo sam mnogo vremena uzimajući uzorke za analizu iz ljudskih noseva, svinjskih njuški, ptičjih kljunova i nozdrva primata, tragajući za tim prenosiocima pre nego što izazovu neku opaku epidemiju. Na kraju svega došao sam do zaključka da je vazduh više medijum za epidemije nego sredstvo za održavanje života. Ali slobodno dišite. Većina mikroorganizama u vazduhu je bezopasno ili vrlo malo štetno, dok su nam neki skoro sasvim sigurno korisni. A istini za volju, mi znamo tako malo o njima.

Za bakterije, koje čine dobar deo ukupnog života na zemlji, saznali smo tek kada je Antoni van Levenhuk počeo da isprobava svoje mikroskope na uzorcima barske vode i pljuvačke, pre nekih 350 godina. A virusi, mnogo manji od bakterija ( o virusima se ne govori kao o živim bićima zbog njihove strukture, a postoje i nesuglasice u vezi sa svrstavanjem virusa u mikroorganizme, ali to ovde ne otežava praćenje teksta, prim.ur. NG Srbija), ali brojniji od svih drugih oblika života zajedno, otkriveni su tek pre nešto više od jednog veka, kada su ljudi već vozili automobile. A tek u poslednjih nekoliko decenija shvatili smo koliko su mikroorganizmi svuda prisutni, od vrha oblaka pa do kilometrima duboko pod zemljom. I tek smo počeli da shvatamo koliki je njihov značaj za naše zdravlje i za zdravlje cele planete. Hvalimo se kako smo istražili gotovo svaki kutak na planeti, ali iza našeg sveta postoji još jedan svet u senci – svet mikroorganizama. A oni su ti koji vladaju svetom.

UZROK NAŠEG RANIJEG NEZNANJA o brojnosti mikroorganizama na planeti u najvećoj meri proističe iz nemogućnosti da većinu mikrorganizama uzgajamo u laboratorijama. Nove tehnike sekvenciranja DNK omogućile su nam da proučavamo čitave populacije u određenoj sredini, bez potrebe da ih gajimo u Petrijevim posudama. Tako su, na primer, 2006. godine naučnici iz Nacionalne laboratorije „Lorens Berkli” objavili da su uzorci vazduha, uzeti u San Antoniju i Ostinu u Teksasu, sadržavali najmanje 1.800 različitih vrsta vazdušnih bakterija, što znači da ih u vazduhu ima isto koliko i na zemlji. Među njima bilo je bakterija iz pokošenog sena, iz kanalizacije, iz toplih izvora i ljudskih usta, kao i neobično česta bakterija iz stare oljuskane farbe.

Mnogi vazdušni mikroorganizmi ne potiču iz daleka, ali neki prelaze ogromne razdaljine. Prašina iz pustinja u Kini prelazi preko Pacifika do Severne Amerike i dalje na istok do Evrope, da bi na kraju obišla celu Zemljinu kuglu. Takvi oblaci prašine sadrže u sebi bakterije i viruse iz svog matičnog okruženja, plus mikroorganizme koje usput pokupe iz dima od zapaljenog smeća ili iz magle nad okeanima preko kojih prelaze. Udahnete vazduh i pokupite mikroorganizme iz celog sveta.

Iznad vazduha koji udišemo, u gornjoj atmosferi, takođe ima mikroorganizama koji lebde i po 36 kilometara iznad Zemljine površine. Verujem da mogu da idu i više, mada bi teško mogli da opstanu duže vreme toliko daleko od vode i hranljivih materija. Ali već nešto niže, ne samo da opstaju već se i množe. Postoji dokaz da uprkos visokom stepenu ultraljubičastog zračenja, koje bi ubilo većinu bakterija, neke od njih metabolizuju i možda se čak i razmnožavaju u oblacima. U stvari, možda čak učestvuju i u formiranju snežnih pahuljica kojima je potreban nukleator, neka sitna čestica, oko koje će se kristalizovati. Brent Krisner i njegove kolege sa Državnog univerziteta u Luizijani dokazali su 2008. godine da su mikroorganizmi najefikasniji nukleatori leda koji se mogu naći u snegu. Da, istina je – sneg je doslovno živ.

Mikroorganizmi ne samo što naseljavaju vazduh, oni su ga i stvorili, barem onaj deo od kojeg mi zavisimo. Kada je život na Zemlji započet, u atmosferi nije bilo značajnije količine kiseonika. Kiseonik je nusproizvod fotosinteze, a za izum tog procesa pre dve i po milijarde godina možemo da zahvalimo cijanobakterijama. Ove bakterije su neposredno odgovorne za stvaranje polovine kiseonika na Zemlji svake godine, a posredno za veći deo druge polovine. Pre više stotina miliona godina praistorijske forme cijanobakterija uselile su se u ćelije koje su evoluirale u biljke. Kad su se jednom uselile u te preteče biljaka, evoluirale su u hloroplaste, fotosintetičke mašine za proizvodnju kiseonika u biljnim ćelijama. Tako cijanobakterije i njihovi davni rođaci hloroplasti zajedno obavljaju najveći deo fotosinteze na našoj planeti.

VRATIMO SE NOSU. Svi ti vazdušni mikroorganizmi koje nehotice udišete samo su u prolazu. Ali zato vaši nosni kanali pružaju utočište brojnoj i složenoj populaciji stalnih naseljenika. Većinu bakterija u vašim nozdrvama čine pripadnici tri roda: Corynebacterium, Propionibacterium i Staphylococcus. Njihova zajednica samo je jedna od mnogih koje čine ljudski mikrobiom – ceo genetski komplet bakterija i drugih organizama koji žive na vašoj koži, vašim nepcima, vašim zubima, vašem genitalnom traktu, i naročito u vašim crevima.

Sve u svemu, mikrooranizmi u vašem telu brojčano nadmašuju vaše sopstvene ćelije u odnosu deset prema jedan i mogu biti teški koliko i vaš mozak, ako ne i više – oko 1.350 grama kod prosečne odrasle osobe. Svako od nas je ujedno i organizam i jedan gusto naseljeni ekosistem, sa različitim staništima i vrstama koje se međusobno razlikuju baš kao životinje iz pustinje i džungle. Čak i mikrobi naseljeni u desnima oko vaših zuba mogu jako da variraju, što nas navodi na to, kako kaže Dejvid Relman sa Univerziteta Stanford, da je „svaki naš zub, u stvari, po jedno ostrvo, poput hridi koje štrče iz mora”.

U većini slučajeva mikrobi koji nastanjuju naše telo su ili dobročinitelji ili nenametljivi podstanari. Oni nam pomažu da svarimo hranu i apsorbujemo hranljive sastojke. Oni proizvode vitalne vitamine i antiinflamatorne proteine koje naši geni ne mogu da proizvedu. Oni treniraju naš imuni sistem za borbu protiv infektivnih uljeza. Bakterije koje žive na našoj koži luče jednu vrstu prirodnog losiona i tako sprečavaju stvaranje pukotina kroz koje bi patogeni prodrli u organizam.

Prvu dozu ovih mikrobskih saradnika dobijamo kad prolazimo kroz vaginalni kanal naše majke, u kome se bakterijska populacija dramatično menja tokom trudnoće. Na primer, Lactobacillus johnsonii, koja inače živi u crevima i pomaže nam da svarimo mleko, vremenom se jako namnoži u vagini. Beba je izložena ovim bakterijama, verovatno, da bi mogla lakše da vari mleko koje će sisati iz majčinih grudi.

U našem telu žive i neki prilično ćudljivi stanari. Trećina nas u svojim nozdrvama ima stalno naseljenu bakteriju Staphylococcus aureus, koja je inače dobroćudna, ali može da postane virulentna. Kontrolu nad njom obično vrše ostali stanari naših nozdrva. Ali S. aureus može da postane zla, naročito kada promeni sredinu. Na koži, na primer, može da napravi svašta, od obične bubuljice do infekcije opasne po život. Pod određenim okolnostima pojedine bakterije se udružuju u zajednički front i napadaju i inficiraju sve živo oko sebe, od novih tkiva do intravenoznih katetera i druge bolničke opreme. Kad se otme kontroli, S. aureus može da izazove smrtonosne infekcije, kao što su toksični šok sindrom ili nekrotizirajući Fasciitis – bolest od koje truli meso.

Ono zbog čega su ove bakterije posebno opasne jeste njihova otpornost na antibiotike, ta čuda moderne medicine koja su od sredine prošlog veka spasila milione života. Što više znamo o našim mikrobiomima, to bolje uviđamo koliko je lako da se dobronamerni i korisni mikroorganizmi nađu na liniji vatre između antibiotika i njihovog pravog cilja. Nekih 10 do 40 odsto dece koja koriste antibiotike širokog spektra dobijaju dijareju zbog toga što su tim dejstvom uznemireni i njihovi mikrobiomi u crevima.

Široka upotreba antibiotika u ranoj fazi života može imati i veće posledice. Već poodavno se zna da bakterija Helicobacter pylori izaziva čir kod pojedinih ljudi, ali uglavnom je koristan jer reguliše imune ćelije u želucu. Martin Blejzer, mikrobiolog sa Njujorškog univerziteta, koji H. pylori proučava već decenijama, primećuje da sve manje odraslih ljudi ima u sebi ove mikroorganizme, delimično i zbog učestalog uzimanja velikih doza antibiotika u detinjstvu. Moguće je, smatra Blejzer, da je smanjeno prisustvo ove bakterije povezano sa sve češćom pojavom astme kod američke omladine.

Da li to znači da našu astmatičnu decu treba da lečimo obilatom dozom H. pylorija? To često nije tako jednostavno. Što više saznajemo o odnosu između nas i naših mikroorganizama, i o njihovim složenim međusobnim odnosima, sve više posmatramo mikrobiom na način na koji ekolozi već odavno posmatraju ekosistem: ne kao prost zbir raznih vrsta, već kao jednu dinamičnu sredinu koju određuju brojni međusobni odnosi njenih članova. Zato je potrebno više opreza sa uzimanjem antibiotika i postupno uvođenje probiotske terapije, što ne znači da telo treba odjednom nakljukati ovim ili onim mikroorganizmima, već ravnomerno osvežiti celu populaciju kako bismo poboljšali svoje zdravlje. „Znamo kako da poremetimo mikrobsku zajednicu”, kaže Katarina Lemon, istraživač mikroorganizama sa Forsajtovog instituta u Kembridžu, Masačusets, i kliničar u Bostonskoj dečjoj bolnici. „Ono što treba da naučimo jeste kako da je vratimo u zdravo stanje.”

Ovakvo gledanje na mikroorganizme, kao na saputnike o kojima treba da brinemo radi našeg dobra, daleko je od viđenja na mom svakodnevnom poslu, gde ih posmatramo kao ubice koje treba proganjati i potamaniti pre nego što se prošire. Naravno, oba viđenja su ispravna. Nikada ne smemo zanemariti opasnost od infektivnih patogena. Dok nastavljamo da istražujemo svet mikroorganizama, naš strah od ovih nevidljivih bića oko nas i u nama treba da ublažimo poštovanjem zbog onog što smo naučili o njima, kao i uzbuđenjem zbog onoga što tek treba da otkrijemo.

 



bonus video
ostavite komentar
Inicijalizacija u toku...
Pogledajte šta vas očekuje u majskom izdanju časopisa National Geographic Srbija.