Mokslas ir IT

2020.11.24 20:32

Nuo gimimo iki mirties mus valdo akimi nematomi organizmai – bakterijos: turi įtakos psichikai, fizinei formai ir net vėžio gydymo efektyvumui

Patricija Kilminavičienė, LRT.lt2020.11.24 20:32

Žmogus savo organizme turi trilijonus bakterijų – manoma, kad jų yra net 10 kartų daugiau negu žmogaus ląstelių. Dauguma žino, kad organizmo mikrobiomas yra labai svarbus fizinei sveikatai, tačiau tikėtina, kad šie plika akimi nematomi organizmai gali turėti įtakos net ir elgsenai bei vėžio gydymo efektyvumui.

Dr. Jurgita Skiecevičienė, Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Virškinimo sistemos tyrimų instituto (VSTI) vyriausioji mokslo darbuotoja, per „Thermo Fisher Scientific“ organizuotą „Mokslo dieną“ pasakojo, kad pagrindiniai žmogaus mikrobiomo tyrimai prasidėjo visai neseniai – vos prieš gerą dešimtmetį. Buvo įvykdyta daugybė tarptautinių projektų, padėjusių suprasti, kas vyksta žmonių organizmuose, kaip bakterijos susijusios su tam tikromis ligomis ir kaip jos gali paveikti savijautą.

Net kraujas turi savo mikrobiomą

Kaip įvardijo mokslininkė, kiekvienos žmogaus kūno dalies mikrobiomas skiriasi.

„Skirtingos kūno dalys pagal mikrobiomą yra labai nutolusios viena nuo kitos. Tačiau, jeigu pažvelgiame į funkcijas, kurias bakterijos atlieka mūsų organizme, nepaisant to, kad jos yra labai skirtingos, jų funkcijos skirtingose organizmo vietose panašios. Tai parodo, kad joms būdingi bendri mechanizmai“, – konferencijoje aiškino J. Skiecevičienė.

Pasak jos, tyrimai parodė, kad organizme apskritai nėra sterilios terpės. Anksčiau buvo manoma, kad kraujyje arba DNR bakterijų gali atsirasti tik tuo atveju, kai kyla kokia nors infekcija.

„Analizuojame skirtingas ligas, tarkim, kepenų cirozę ir skrandžio vėžį. Matome, kad pagal kraujo mikrobiomą asmenys kontrolinėje grupėje ženkliai skiriasi nuo sergančių asmenų. Tai nėra labai nauja, bet yra keletas publikacijų, kurios parodo DNR molekulių cirkuliaciją ir jų sąsają su skirtingomis kraujo vietomis“, – aiškino mokslininkė ir pridūrė, kad vienas amerikiečių tyrimas nustatė, jog cirkuliuojančios bakterijos yra necharakterizuotos, o tai reiškia naują terpę tolimesniems tyrimams.

Mikrobiomas yra labai jautrus bet kokiems pokyčiams. Tai, kokios bakterijos gyvens virškinamajame trakte, nulemia pH, tulžies rūgštis, imunoglobulinai ir antibakterinių molekulių kiekis.

Gali turėti įtakos elgsenai

Bakterijos turi didelę įtaką visai organizmo veiklai. Kaip aiškino J. Skiecevičienė, dauguma žino, kad bakterijos turi įtakos metabolizmui, virškinimo funkcijai bei psichinei sveikatai. Iki šiol dauguma duomenų buvo renkama iš gyvūnų modelių. Pastebėta, jog pelės, neturinčios bakterijų, nejaučia baimės, nesiorientuoja erdvėje.

Kai kurie tyrimai taip pat rodo ir sąsają tarp mikrobiomo pokyčių ir neurodegeneracinių ligų, tokių kaip Alzheimerio, Parkinsono ligos.

Mokslininkė atkreipė dėmesį, kad bakterijos gamina net žmogaus organizmui būdingus neurotransmiterius.

„Tai iškelia prielaidą, kad bakterijos galėtų netgi turėti įtakos mūsų elgsenai ir tokiu būdu galbūt paveikti ją taip, kaip joms yra naudingiau“, – kalbėjo J. Skiecevičienė.

Anot jos, pagrindiniai mikrobiomo selekcijos veiksniai yra daugumai gerai žinomi – jie priklauso nuo gyvenimo būdo, mitybos, higienos, vartojamų vaistų. Mikrobiomo selekcijai įtakos turi ir genetika.

Motinos mikrobiomas turi įtakos naujagimio sveikatai

Naujagimio mikrobiomui pirmiausia įtakos turi tai, kaip jis gimsta, ir tai, kuo yra maitinamas. „Iki šiol mažai buvo žiūrima į tai, kaip motinos organizmas daro įtaką naujagimio mikrobiomui, kol jis dar yra mamos pilve“, – aiškino mokslininkė. Pasirodo, pačios motinos mikrobiomas pastojus drastiškai pasikeičia.

Ji pasakojo, kad mokslininkai pamėgino persodinti besilaukiančių moterų išmatų sterilioms pelėms ir nustatė, kad pelėms padidėjo riebalų kiekis, sumažėjo jautrumas insulinui ir padaugėjo uždegiminių citokinų. Tai parodo, kad tarp šeimininko ir bakterijų vyksta tam tikra simbiozė, kuri padeda prisitaikyti organizmui.

„Motinos mikrobiomas taip pat prisideda prie įgimtos vaiko imuninės sistemos vystymosi. Sterilioms pelėms nėštumo metu persodinus mikrobiomą, gimusiuose peliukuose buvo pastebimas tam tikrų T ląstelių profilis, palyginus su kontrolinėmis pelėmis. <...> Organizmas yra ruošiamas antikūnų atakai, kuri jį ištiks, kai jis iškeliaus į pasaulį“, – teigė J. Skiecevičienė. Mokslininkė atkreipė dėmesį, kad ir nėštumo metu vartojami antibiotikai turi didelę įtaką gimusių naujagimių polinkiui sirgti autoimuninės kilmės ligomis. Tai tyrėjai taip pat įrodė atlikę tyrimą su pelėmis.

Tyrimai su pelėmis taip pat parodė, kad vaikų mikrobiomui turi įtakos ir motinos patiriamas stresas nėštumo metu. Pastebėta, kad pasikeičia pats mikrobiomo profilis, ką tik gimusios pelės turi ir daugiau streso hormonų. Negana to, vaiko mikrobiomui įtakos turi net ir tai, kaip motina maitinosi nėštumo metu.

Daug reikšmės turi tai, kaip vaikas gims

Vienas iš lemiamų veiksnių, nuo kurių priklauso naujo žmogaus mikrobiomas, yra gimimo būdas. Vaikų, gimusių natūraliu būdu, ir tų, kurie gimė atlikus cezario pjūvio operaciją, mikrobiomai yra labai skirtingi.

„Pastarųjų metų tyrimai parodė, kad cezario pjūvio operacijos metu gimę naujagimiai yra apsėjami ligoninės aplinkos mikrobiomu, o natūraliais lytiniais takais gimę naujagimiai apsėjami išangės mikrobiomu. Prieš metus išėjo studija, kuri tarsi pažvelgia, kuo tai svarbu. Cezario pjūvio metu gimę naujagimiai siejami su autoimuninėmis ligomis, didesne alergijų rizika. Mokslininkai pamatė, kad jie turi ženkliai mažiau bakterijų, kurios išskiria lipopolisacharidus, todėl tarsi nevyksta imuninės sistemos aktyvacija“, – aiškino J. Skiecevičienė.

Mokslininkų manymu, tai yra labai svarbu paruošiant naujagimio imuninę sistemą tolimesniam gyvenimui ir mikrobiomo susiformavimui.

Pagal mikrobiomą galima nustatyti žmogaus amžių

Kaip tikino J. Skiecevičienė, suaugusio žmogaus mikrobiomas galiausiai pasidaro daugmaž stabilus. Prieš dešimtmetį mokslininkai pamėgino nustatyti, ar yra bakterijų rūšių mikrobiome, kurios išlieka stabilios. Jie nustatė, kad visus žmones galima sugrupuoti į atskirus tipus.

„Tai yra stabilūs, baziniai mikrobiomo žymenys. Remiantis tuo, galima netgi pasakyti, koks yra žmogaus amžius, tik su daugmaž 4 metų paklaida“, – teigė mokslininkė.

Bet kokie gyvenimo pokyčiai turi įtakos ir mikrobiomo kaitai. Pagrindinis veiksnys yra mityba. Kūdikystėje bakterijų įvairovė vystosi tol, kol vaikas pradedamas maitinti kietu maistu. Vėliau jau žmogus pasiekia stabilesnę fazę, nebent imasi keisti mitybą, pavyzdžiui, staiga ima maitintis gyvūninės kilmės riebalų turtingu maistu, o vėliau vėl drastiškai keičia tai, ką kasdien valgo.

Sumažėjus maisto įvairovei, dėl tam tikrų ligų ar negebėjimo fiziškai savimi pasirūpinti žmogaus mikrobiomas dar kartą pasikeičia.

„Mokslininkai palygino žmogaus ir 33 kitų žinduolių mikrobiomą. Jie pamatė, kad pagal mitybos būdą mes susiskirstome į mėsėdžius, žolėdžius ir visaėdžius, bet jeigu pažvelgiame į funkcijas, ką tos bakterijos atlieka, tai visgi to skirtumo kaip ir nebelieka. Tai parodo, kad tos bakterijos, nepaisant to, jog yra labai skirtingos, atlieka panašias funkcijas“, – konferencijoje aiškino J. Skiecevičienė.

Drastiškas antibiotikų poveikis

Antibiotikai turi drastiškiausią poveikį mikrobiomui, jam atsikurti po vaistų kurso reikia maždaug 6–9 mėnesių. Pakartotinis antibiotikų vartojimas gali turėti dar stipresnį poveikį – gali būti ilgesnis grįžimas į pirminę fazę arba gali imti kurtis visiškai naujas mikrobiomas.

Mikrobiomui turi įtakos ir kitų vaistų vartojimas. Pastebėta, kad vaistai turi įtakos bakterijų fiziologijai, daugėja pažeistų ląstelių.

„Šiandien jau yra daugybė vaistų, kurie siejami su geresniais arba blogesniais mikrobiomo pokyčiais. Pradėjus vartoti metforminą, vieną iš vaistų, skirtų antrojo tipo diabeto gydymui, pasikeičia apie 80 bakterijų dažnumas. Persodinus tų žmonių mikrobiomą sterilioms pelėms, buvo nustatytas jautrumo insulinui padidėjimas ir pasikeitė tam tikros bakterijų funkcijos“, – konferencijoje kalbėjo J. Skiecevičienė.

Bakterijos turi įtakos ir vėžio gydymo efektyvumui

Gydant vėžį šiandien itin aktuali yra imunoterapija. Pasak mokslininkės, jos efektyvumas labai glaudžiai susijęs su mikrobiomu. Tyrėjai nusprendė palyginti žmones, turėjusius atsaką į imunoterapiją, su tais, kurie jo neturėjo. Paaiškėjo, kad jie turėjo visiškai skirtingą mikrobiomą.

Mokslininkai aiškinosi, ar imunoterapijai galėtų turėti įtakos kai kurių bakterijų arba išmatų persodinimas. Tam nustatyti vėlgi buvo pasitelktos pelės. Buvo pastebėta, kad, esant tam tikrų bakterijų perkėlimui, imunoterapijos efektyvumas padidėjo – daugėjo imuninių ląstelių, netgi mažėjo naviko dydis.

„Tik šiais metais išėjo studija, kuri pažvelgė, kas ten vyksta. Buvo nustatyta, kad naviko aplinkoje padaugėja tam tikrų bakterijų, tarp jų ir bifidobakterijų. Bet svarbus ne pačių bakterijų buvimas, o jų išskiriamas metabolitas inozinas, jis dėl padidėjusio žarnyno pralaidumo patenka į sistemą ir tokiu būdu pritraukia T ląsteles. <...> Šios įgytos žinios parodo, kad ateityje bus vystomos naujos terapijos kombinuojant mikrobiomą ir imunoterapiją“, – aiškino mokslininkė.

Didesnė fizinė ištvermė – bakterijų nuopelnas

Mikrobiomas gali turėti įtakos net ir žmogaus fizinei sveikatai. Viename iš tyrimų buvo tiriami Bostono bėgikai – jie buvo stebimi prieš maratoną ir praėjus tam tikram laikui po jo.

„Buvo nustatyta, kad po maratono jų išmatose padaugėjo veilonelos bakterijų. Perkėlus bakterijų pelėms buvo pastebėta, kad jų fizinis krūvis padidėjo net 13 proc. Pažvelgę detaliau mokslininkai nustatė, kad fizinio krūvio metu išsiskiriantį laktatą bakterijos panaudoja gamindamos trumpos grandinės riebiąsias rūgštis – propionatą, kuris ir padeda padidinti fizinį krūvį, palaikydamas širdies darbą, deguonies metabolizmą, mažindamas raumenų uždegimą“, – dėstė J. Skiecevičienė.

Pasirodo, net ir gyvenamoji aplinka turi įtakos žmogaus mikrobiomui. Mokslininkai yra pastebėję, kad kartu gyvenantys žmonės turi panašų mikrobiomą. Vieno tyrimo metu buvo nustatyta, kad kartu gyvenantys dvyniai turi panašesnę bakterijų bendruomenę savo organizme negu atskirai gyvenantys dvyniai.

Mokslininkai taip pat atkreipė dėmesį, kad monozigotiniai, vadinamieji identiški, dvyniai turi panašesnes mikrobiomas negu dizigotiniai. Paaiškėjo, kad tam tikros bakterijos gali būti paveldimos. Visgi, šiuo metu manoma, kad genetikos įtaka mikrobiomui nėra didelė.