Secretele microbilor

Imaginea în culori artificiale captată de un microscop electronic evidențiază lanțuri delicate de streptococi într-o probă de laborator. MARTIN OEGGERLI

Sunt invizibili. Sunt peste tot. Ei conduc lumea.

 

Text: Nathan Wolfe

Inspiră. Simte aerul cum îți pătrunde în nări. Diafragma ți se contractă, aerul e tras adânc în piept. Oxigenul se revarsă în cavitățile minuscule din plămâni și ajunge în capilare, ca să-ți energizeze fiecare celulă din corp. Semn că ești viu.

Vie e și gura de aer pe care ai inspirat-o. Când inspirăm, captăm în nări milioane de particule invizibile: praf, polen, picături fine de apă de mare, cenuși vulcanice, spori de plante. La rândul lor, particulele găzduiesc o comunitate activă de bacterii și virusuri. Unele dintre ele pot provoca alergii sau o criză de astm. Altele, mult mai rare, sunt patogenii inhalați din aer care cauzează ei înșiși boli ca SARS, tuberculoza și gripa.

De 15 ani, tot îndes bețișoare cu vată în nasuri de om, râturi de porc, ciocuri de păsări și boturi de primate, ca să depistez semne ale unor astfel de agenți înainte să provoace pandemii letale. Prin urmare, am ajuns să consider aerul mai degrabă mediu pentru următoarea pandemie, decât un combustibil al vieții. Dar respirați ușurați: cei mai mulți microbi din aer ne dăunează prea puțin sau deloc, iar unii ne sunt, aproape sigur, benefici. Adevărul e că știm despre ei încă destul de puțin.

Despre bacteriile care constituie o mare parte din biomasa Pământului am aflat de-abia acum 350 de ani, când Antoni van Leeuwenhoek a pus la microscop mostre de apă din iazuri și salivă. Virusurile – mult mai mici decât bacteriile, dar cu mult mai numeroase decât toate celelalte forme de viață la un loc – au fost descoperite cu de-abia un secol și ceva în urmă, când pe străzi circulau deja automobilele. Și doar în ultimele decenii am ajuns să ne dăm seama că microbii se află peste tot, că prosperă din vârful norilor până la adâncimi de kilometri sub suprafața Terrei. De-abia am început să le înțelegem rolul vital în sănătatea noastră și a Pământului. Ne mândrim că am explorat aproape toate locurile de pe planetă, dar în spatele lumii noastre se află lumea nevăzută a microbilor – care, adesea, o conduce pe a noastră.

IGNORANȚA NOASTRA DIN TRECUT cu privire la abundența de microbi pe Terra se trăgea în primul rând din faptul că pe cele mai multe microorganisme nu le puteam cultiva în laborator. Mai recent, am reușit, prin tehnicile de secvențiere a ADN-ului, să studiem populații întregi într-un mediu controlat, fără să fie nevoie să le creștem în vase Petri. În 2006, de pildă, oamenii de știință de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley au anunțat că în mostrele de aer colectate din San Antonio și Austin, Texas, s-au găsit cel puțin 1.800 de specii distincte de bacterii aeropurtate, ceea ce face aerul aproape la fel de bogat în microorganisme ca solul. Erau bacterii din câmpuri cu fân, din stații de epurare a apei, din izvoare termale și din gingii de om, plus bacteria, surprinzător de răspândită, întâlnită în vopseaua scorojită.

Majoritatea microbilor aeropurtați nu vin de prea departe, dar unii călătoresc pe distanțe enorme. Praful din deșerturile Chinei zboară peste Pacific până în America de Nord, apoi spre est până în Europa și ajunge să facă ocolul lumii. Astfel de nori de praf poartă bacterii și virusuri din solurile de origine, precum și alți microbi adunați din fumul gunoaielor arse sau din ceața de deasupra oceanelor traversate. Într-o gură de aer ai inhalat întreaga lume.

Deasupra aerului pe care-l respirăm, atmosfera superioară conține și ea microbi, care plutesc până la 36 km deasupra Pământului. Cred că ar putea ajunge și mai sus, deși e greu de crezut că ar supraviețui mult fără apă și nutrienți. La altitudini mai joase, supraviețuiesc și chiar prosperă. Există dovezi că, în ciuda cantității mari de ultraviolete care ar ucide cele mai multe bacterii, unele metabolizează și, poate, chiar se reproduc în nori. De fapt, e posibil să aibă un rol în formarea fulgilor de zăpadă, care nu se pot forma decât în jurul unui nucleu de cristalizare  – o particulă minusculă. În 2008, Brent Christner, de la Louisiana State University, a demonstrat, împreună cu colegii lui, că microorganismele sunt cele mai eficiente nuclee generatoare prezente în zăpadă. Ați înțeles bine – zăpada e vie, la propriu.

Microbii nu sunt simpli locatari ai aerului, ei l-au și creat – cel puțin, partea de aer de care depindem cel mai mult. La începuturile vieții pe Pământ, atmosfera conținea extrem de puțin oxigen. Oxigenul e un produs rezidual al fotosintezei, iar inventarea procesului respectiv, acum circa 2,5 miliarde de ani, o datorăm cianobacteriilor. Ele sunt direct responsabile de până la jumătate din oxigenul generat anual pe planetă, iar la o mare parte din restul contribuie indirect. Cu sute de milioane de ani în urmă, unele forme primitive de cianobacterii au intrat în celulele din a căror evoluție aveau să apară plantele. Odată încorporate în aceste plante timpurii, au evoluat în cloroplaste, bateriile solare producătoare de oxigen din celulele vegetale. Împreună, cianobacteriile de sine stătătoare și verii lor de mult pierduți, cloroplastele din plante, efectuează aproape toată fotosinteza de pe planeta noastră.

 

DAR SA NE ÎNTOARCEM LA NASUL DUMNEAVOASTRĂ. Mai țineți minte microbii aeropurtați pe care, fără să vă dați seama, i-ați inhalat? Aceia sunt doar în trecere. Căile voastre nazale adăpostesc și ele o populație numeroasă și complexă de locatari permanenți. Majoritatea bacteriilor din nările noastre fac parte din trei genuri: Corynebacterium, Propionibacterium și Staphylococcus. Sunt doar o comunitate printre multele care compun microbiomul uman – întreaga gamă genetică de bacterii și alte organisme care trăiesc pe piele, gingii și dinți, în canalul reproductiv și în special în intestinele tale.

Adunați, microbii din corpul uman sunt de zece ori mai numeroși decât celulele și cântăresc cel puțin cât creierul – în medie 1.350 g la un adult. Așadar, suntem în același timp organisme și ecosisteme dens populate, cu habitate ale căror specii diferă între ele așa cum diferă animalele din junglă de cele din deșert. Chiar și microbii gingiilor dintre dinți variază enorm, ceea ce sugerează – cum spune David Relman, de la Universitatea Stanford – că „fiecare dinte e o insulă, o stâncă izolată de ape“.

Cei mai mulți microbi din corpul nostru sunt benefici sau trăiesc în noi gratis, fără să ne deranjeze. Ne ajută să ne digerăm hrana și să absorbim nutrienții. Generează vitamine esențiale și proteine antiinflamatoare, pe care genele noastre nu le pot produce, ne antrenează sistemul imunitar pentru combaterea intrușilor infecțioși. Bacteriile de pe piele secretă un fel de emolient natural, care împiedică apariția de crăpături prin care s-ar strecura agenții patogeni.

Prima doză de complici microbieni ne-o primim la trecerea prin vaginul mamei, a cărui populație bacteriană se schimbă radical în timpul sarcinii. De exemplu, Lactobacillus johnsonii, care de obicei trăiește în intestine și ne ajută să digerăm laptele, devine mai abundentă în vagin; astfel, nou-născutul e expus la ea, ceea ce probabil îl pregătește pentru digerarea laptelui mamei.

Corpurile noastre adăpostesc și unii chiriași dubioși. Cam o treime dintre noi avem permanent în nări Staphylococcus aureus, o bacterie de obicei benignă, care poate deveni virulentă. De obicei, pare să fie ținută la respect de concurența din partea altor membri ai comunității din nări. Dar S. aureus poate deveni infam, mai ales când se aventurează în alte medii. În piele poate provoca orice, de la câte un coș ocazional, la infecții cu potențial fatal. În unele condiții, bacteriile individuale formează o peliculă care acționează ca un front unit, invadând țesuturi noi și chiar infectând catetere intravenoase și alte echipamente spitalicești. Tulpinile de S. aureus rezistente la antibiotice pot cauza infecții letale, ca sindromul șocului toxic sau fasceita necrozantă – boala care consumă carnea.

Astfel de tulpini sunt periculoase tocmai fiindcă sunt rezistente la antibiotice, aceste minuni ale medicinei moderne care au salvat milioane de vieți, începând cu mijlocul secolului trecut. Cu cât aflăm mai multe despre microfaună însă, cu atât mai mult ne dăm seama cât este de ușor ca microbii benefici să fie prinși în focul încrucișat dintre antibiotic și ținta vizată. Între 10 și 40% dintre copiii cărora li s-au administrat antibiotice cu spectru larg dezvoltă diaree asociată cu antibioticele, fiindcă le-au fost afectați microbii din intestine.

În timp, administrarea frecventă de antibiotice din primii ani de viață poate avea efecte și mai grave. Se știe de mult că Helicobacter pylori, un microb din stomac, provoacă ulcere unor persoane, dar majorității oamenilor le servește funcția utilă de reglare a celulelor imunitare din stomac. Martin Blaser, microbiolog de la Universitatea New York, care a studiat H. pylori zeci de ani, observă că tot mai puțini adulți au microbul respectiv, în parte din cauza dozelor mari și repetate de antibiotice din copilărie. Blaser crede că există o legătură între prezența mai scăzută a bacteriei și înmulțirea cazurilor de astm printre tinerii americani.

Asta înseamnă că ar trebui să tratăm copiii care respiră greu cu o doză sănătoasă de H. pylori? De cele mai multe ori, nu e atât de simplu. Pe măsură ce aflăm mai multe despre relațiile dintre noi și microbii noștri – și despre propriile lor interacțiuni complexe –, oamenii de știință încep să vadă lumea microbiologică din perspectiva consacrată a ecologului față de ecosistem: nu ca pe o colecție de specii, ci ca pe un mediu dinamic, definit de multitudinea de interacțiuni dintre componenți. Concluzia ar fi că antibioticele trebuie utilizate cu mai multă grijă și că trebuie încurajate mai mult tratamentele probiotice specifice, care nu se limitează la a spori temporar cantitatea dintr-un tip anume de microb, ci susține întreaga populație microbiană, pentru o viață mai sănătoasă. „Cum să dezechilibrăm comunitatea deja știm – spune Katherine Lemon, cercetător în microbiologie la Institutul Forsyth, din Cambridge, Massachusetts, și clinician la Spitalul pentru Copii din Boston. Acum trebuie să învățăm cum s-o îngrijim până revine la starea normală de sănătate.“

 

 

Perspectiva aceasta asupra relației noastre cu microbii – organisme cu care ne împărțim corpul și care trebuie îngrijite și gospodărite pentru binele nostru – e foarte îndepărtată de abordarea pe care o implică slujba mea, conform căreia sunt ucigași care trebuie vânați și eradicați până nu se răspândesc. Firește, ambele perspective sunt valide. Nu trebuie să ne lăsăm garda jos față de amenințarea agenților patogeni infecțioși. Dar, pe măsură ce explorăm lumea microbiană, teama de ființele invizibile din jur și dinăuntrul nostru trebuie temperată de respectul pentru lucrurile pe care le aflăm despre ele și de un val de interes pentru ceea ce ne rămâne de descoperit.



Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*