Bakterije so zelo drobni organizmi. Po prostornini so njihove celice desettisočkrat manjše od povprečne človeške celice, zato ne preseneča, da bakterije v nas vidijo predvsem bogastvo različnih življenjskih prostorov in možnosti preživetja. Navadno so prisotne na vseh zunanjih in notranjih telesnih površinah – na koži, v ustih in prebavilih ter spolnih organih. Ne mislite, da jih tja zanese po naključju, kajti različne ocene kažejo, da je bakterijskih celic na človeškem telesu in v njem približno desetkrat več kot človeških celic (konkretne številke so različne, vse pa se sučejo blizu 1014, torej sto tisoč milijard). Za raznolike bakterijske združbe, povezane s človekom, se je v zadnjih letih uveljavil izraz človeški mikrobiom.
Raziskave kažejo, da so združbe mikrobov na eni strani zelo raznolike (denimo pri ljudeh z različnih celin ali posameznimi deli telesa), na drugi pa dokaj stalne: bakterijske združbe se na življenjskih območjih, ki jih ponuja človeško telo, ohranjajo z nenehnim deljenjem in s prilagajanjem spremenljivim razmeram.
Zakaj potrebujemo bakterije?
Mikroorganizmi imajo za človeka tudi neposredne koristi, saj denimo sodelujejo pri presnovnih procesih v prebavilih. Drug primer se nanaša na ženski urogenitalni trakt: vagina odrasle ženske ima rahlo kisel pH, da lahko nevtralizira rahlo bazično semensko tekočino – kislost pa zagotovi bakterija iz skupne Lactobacillus (sorodne najdemo tudi v zgornjem delu prebavil in v probiotičnih jogurtih).
Poleg tega obstaja več mehanizmov posredne koristi, med katerimi je ključno načelo kompetitivne izključitve. To pomeni, da neškodljivi mikroorganizmi jemljejo prostor in hranila mikrobom, ki bi pri človeku utegnili povzročiti bolezni. Tako so bakterije Staphylococcus aureus in Streptococcus pneumoniae pogosto prisotne v dihalih, vendar se bolezen (pljučnica) ne razvije, kajti običajna mikroflora omejuje rast patogenega organizma. Podobno se dogaja na koži, ki je ves čas v stiku z najrazličnejšimi mikroorganizmi – pogosto lahko z občutljivimi metodami zaznamo prisotnost gliv (denimo zloglasne kvasovke Candida), vendar se te ne namnožijo, saj morajo tekmovati z bakterijami, ki so dobro prilagojene življenju na koži.
Preučevanje raznolikosti človeškega mikrobioma
Človekov mikrobiom sestavlja več sto različnih bakterijskih vrst, ki vzdržujejo raznolike odnose med seboj in s človeškim gostiteljem. Ker je težko preučevati vse hkrati, mikrobiologi že vse od začetka gojijo posamezne bakterijske vrste in jih nato preučujejo v osami. Ta pristop je v uporabi še zdaj, z njim pa prepoznavamo predvsem dobro preučene povzročitelje bolezni. Toda večine bakterijskih vrst, ki so običajni in koristni predstavniki mikroflore, ne znamo gojiti.
Podrobno smo jih začeli spoznavati šele z napredkom molekularnih metod, s katerimi lahko prepoznamo bakterijske vrste na osnovi zaporedja DNK v njihovem dednem zapisu. V ta namen znanstveniki preučujejo nekatere gene, ki so se ohranili pri vseh bakterijskih vrstah, vendar so ravno dovolj raznoliki, da predstavljajo dober zapis evolucijskega razvoja (in torej sorodnosti) vrst. Tarčni gen lahko umetno pomnožimo in mu določimo nukleotidno zaporedje, ki ga nato z bioinformatskimi metodami primerjamo z bogato knjižnico znanih zaporedij. Tako ugotovimo bakterijsko vrsto (ali vsaj njej sorodne organizme) in sklepamo na njen pomen za zdravje. Ta postopek je primeren za ugotavljanje skrivnostnejših povzročiteljev bolezni in tudi običajnih bakterij, ki živijo v človeškem telesu ali na njem.
Projekt človeški mikrobiom
V zadnjem času so znanstveniki odkrili več sto novih bakterijskih vrst. Da bi sestavili popoln inventar bakterij, povezanih s človeškim telesom, so v ZDA začeli izvajati globalni projekt z imenom Človeški mikrobiom (ang. Human Microbiome Project, HMP). Njegov glavni cilj je raziskati bakterijske združbe iz različnih delov človeškega telesa (koža, usta in nos, prebavila in urogenitalni trakt) ter preučiti vlogo mikrobov pri boleznih in zlasti pri vzdrževanju zdravja. Inventarizacija bakterijskih vrst in njihovih dednih zapisov bo prinesla ogromne količine podatkov, ki bodo javno dostopni in bodo omogočili doslej nesluten vpogled v zapletene odnose in procese v celotnih mikrobnih združbah, kar je bilo s preučevanjem posameznih bakterijskih izolatov nemogoče doseči.
Projekt HMP prehaja v zrelo fazo, znanstveniki pa že objavljajo prve zanimivosti. V temeljni raziskavi so 242 odraslim na 15 do 18 mestih in največ treh časovnih točkah odvzeli material za analizo. Našli so več kot 5100 različnih vrst bakterij, pa tudi arhej, gliv in virusov. Ti podatki bodo omogočili zanimive primerjave med preiskovanimi osebami in mesti vzorčenja ter analize časovnega spreminjanja združb pri posameznih osebah. Tako so ugotovili, da vsak vzorec sline različnih oseb vsebuje sicer zelo raznolike bakterije v primerjavi z nekaterimi drugimi vzorčnimi mesti na telesu, da pa so si združbe v slini pri različnih osebah med seboj presenetljivo podobne. Raziskovalce je presenetila tudi prisotnost majhnega števila patogenih mikroorganizmov na vseh vzorčnih mestih, čeprav osebe niso kazale bolezenskih znakov.
V nedavni raziskavi raznolikosti gliv na 14 mestih na koži pri 10 posameznikih so ugotovili prisotnost več kot 80 rodov gliv, kar je veliko v primerjavi z 18 rodovi, kolikor jih znamo gojiti v laboratoriju. Ugotovili so, da je raznolikost gliv v večji meri odvisna od mesta vzorčenja (dlan, hrbet, uhelj …) kot od osebe, s katere so pridobili vzorec. Na drugi strani sta si glivni združbi leve in desne strani telesa (denimo levo in desno stopalo) bolj podobni, kot so si podobne združbe iz istega dela telesa pri različnih ljudeh.
Človeški mikrobiom – dodatni organ?
Z vlogo mikroorganizmov pri zagotavljanju običajnih funkcij človeškega telesa se vse bolj ukvarjajo tudi zdravniki. Nekateri gredo celo tako daleč, da številčno in presnovno raznoliko črevesno floro označujejo za "dodatni organ"; trdijo, da je treba pri obravnavi človeškega zdravja razumeti simbiotski odnos med človekom in njegovimi mikrobi. To je resda kontroverzen pogled, ki še ni splošno sprejet, nedvomno pa v zadnjem času izredno narašča strokovno zanimanje za mikrobiom in njegovo vlogo pri ohranjanju zdravja.
Vir: www.viva.si
