Człowiek – to brzmi dumnie. Jako jeden z nielicznych gatunków na Ziemi – a być może nawet jedyny – jesteśmy świadomi swego własnego istnienia. I pewnie dlatego przywykliśmy mówić o naszym, ludzkim organizmie, naszym DNA, naszych enzymach. Nasze komórki określają naszą tożsamość, mnożą się, chorują lub umierają. Niemal cała współczesna medycyna zajmuje się kondycją tak właśnie rozumianego człowieka. Niemal, bo jednak powoli nasze myślenie o własnym organizmie zaczyna się zmieniać.
Nie możemy dłużej ignorować faktu, że same bakterie żyjące w nas i na nas są dziesięciokrotnie liczniejsze niż nasze komórki i że te mikroskopijne stworzenia potrafią nawet manipulować naszymi genami. Coraz częściej więc naukowcy zaczynają traktować Homo sapiens nie jak osobny gatunek, lecz raczej jak spółkę, w której udziały mają także setki odmian mikrobów, pierwotniaków, a nawet robaków.
Obcy w DNA
Ślady tego aliansu można odnaleźć bardzo głęboko – w naszym genomie, który od lat uważany jest za kwintesencję tożsamości danej osoby. Sekwencja DNA służy do ustalania ojcostwa i wykrywania sprawców zbrodni; ciągle odkrywane są nowe geny, które określają skłonność danej osoby do zachorowania na raka czy Alzheimera. Tym bardziej szokująco może brzmieć wiadomość, że trzy procent naszego genomu stanowią wirusy. A konkretniej – materiał genetyczny retrowirusów, które potrafią „wklejać” swój kod do naszego DNA, by zmusić komórki do produkcji nowych wirusów. Ta strategia nie zawsze jest skuteczna, ale jeśli mikrob trafi do komórek rozrodczych, jego geny mogą przenieść się na kolejne pokolenia gospodarza.
Wbudowane w nasz genom wirusy są oczywiście nieaktywne – inaczej nie bylibyśmy w stanie normalnie funkcjonować. Jednak pojawiają się dowody na to, że przynajmniej niektóre wirusowe geny mogą się uaktywniać, np. w czasie życia płodowego. Ich funkcja pozostaje zagadką, ale przecież wiadomo, że ewolucja często pozbywa się niepotrzebnych fragmentów kodu genetycznego. Skoro wirusowe „dziedzictwo” przetrwało w nas do dziś, to niewykluczone, że jednak jest dla nas z jakichś powodów ważne. Ślady dawnych infekcji mają też wartość historyczną. Dzięki nim wiemy przykładowo, że w przeszłości mieliśmy już do czynienia z mikrobem podobnym do HIV: 30 mln lat temu naszych pra-pra-przodków zaatakował wirus HERV-K i do dziś mamy w swoim DNA od 30 do 50 kopii jego genomu.
Mieliśmy jednak i tak więcej szczęścia niż inne ssaki naczelne. Przed 3–4 mln lat przodkowie goryli i szympansów ledwie uszli z życiem z epidemii wywołanej przez śmiercionośnego retrowirusa. Mikrob nie tylko zdziesiątkował pramałpy, ale prawdopodobnie doprowadził także do przekazania wadliwych genów ich potomkom. Być może właśnie ta genetyczna katastrofa sprawiła, że nasi najbliższi biologiczni krewni zostali w tyle w ewolucyjnym wyścigu.
Twoja druga wątroba
„Ludzie rozpaczają, gdy umiera człowiek, ale nikt nie płacze nad miliardami bakterii jelitowych, które umierają wraz z nim” – mówi prof. John Mc- Carthy ze Stanford University, twórca pojęcia „sztuczna inteligencja”. To stwierdzenie może się wydawać niedorzeczne w dobie antybiotyków, wszechobecnych środków dezynfekujących i przedstawiania bakterii (zwłaszcza w reklamach) jako obrzydliwych, krwiożerczych potworów. Jednak pozbycie się wszystkich mikrobów z naszego organizmu skończyłoby się dla nas fatalnie. Przedsmak tej katastrofy czują osoby, które zostały poddane intensywnej antybiotykoterapii: w ich jelitach natychmiast pojawiają się gatunki chorobotwórcze, w tym grzyby, prowadzące do przewlekłych i nieprzyjemnych infekcji.
Jednak rola bakterii w naszym organizmie nie ogranicza się tylko do blokowania dostępu patogenom. Każdy człowiek „gości” w sobie i na sobie od 10 do 100 bilionów mikrobów. Uczeni szacują, że zsumowane genomy wszystkich tych bakterii zawierają stukrotnie więcej genów niż ludzkie DNA. „W sensie genetycznym jesteśmy bardziej bakteriami niż ludźmi” – podsumowuje prof. Jeffrey Gordon z Washington University. I nie ma w tym przesady, ponieważ wiele bakteryjnych genów pracuje także dla nas. Są odpowiedzialne m.in. za syntezę niektórych witamin i trawienie pokarmu znajdującego się w jelitach. Bakterie pozwalają nam na uzyskiwanie energii, np. z włókien roślinnych zawierających węglowodany ksylozę i arabinozę. Co więcej, potrafią też wpływać na nasze geny! Naukowcy podejrzewają wręcz, że skład naszego wewnętrznego „zoo” może decydować o tym, czy mamy skłonności do nadmiernego magazynowania tłuszczu.
Dlatego pojawiają się głosy, że bakterie jelitowe powinny być traktowane jak… osobny narząd. Ich łączna waga sięga kilograma, a aktywność metaboliczna dorównuje wątrobie, uważanej – przynajmniej do niedawna – za największą fabrykę chemiczną organizmu. Odkrycia te dają pozornie prostą receptę na zwalczanie wielu chorób lub zapobieganie im: wystarczy dostarczyć pacjentowi „dobrych” bakterii… Ale problem polega na tym, że nikt jeszcze nie wie, które są tymi dobrymi ani jaka ich ilość jest dla nas dobra. W naszym organizmie może żyć od kilkuset do ponad tysiąca różnych gatunków mikrobów. Większość z nich nie została jeszcze zbadana przez naukowców. Sytuację komplikuje fakt, że flora bakteryjna wygląda różnie u poszczególnych osób. Jej „trzon” powstaje w ciągu pierwszych dwóch lat życia, ale potem może się zmieniać zależnie od diety, przyjmowanych leków czy wieku. Dopóki uczeni nie poznają tego mikrozwierzyńca, trudno będzie opracować skuteczną i bezpieczną „bakterioterapię”.
Pierwotniaki niemile widziane
Z własnymi bakteriami jesteśmy tak zżyci, że nasz układ odpornościowy nauczył się tolerancji wobec nich i nie atakuje każdego mikroba, który pojawi się w naszych jelitach czy na skórze. Podobnie wygląda to w przypadku niektórych grzybów, np. zamieszkującego nasze pęcherzyki płucne Pneumocystis jiroveci. Może on co prawda wywoływać groźne zapalenie płuc, ale tylko u osób z poważnie osłabionym układem odpornościowym (np. u chorych na AIDS). U pozostałych nie wyrządza żadnej szkody. Badania wykazały, że podobne grzyby mają w swych płucach niemal wszystkie ssaki. Znacznie rzadziej zdarza się pokojowa koegzystencja naszego organizmu z pierwotniakami (według najnowszych klasyfikacji zwanych protistami zwierzęcymi). Takim wyjątkiem mogą być pełzaki czerwonki (Entamoeba dispar), które u 90 proc. zainfekowanych – a mówimy tu o 50 mln mieszkańców Ziemi rocznie – nie wywołują żadnych objawów. Tylko w szczególnych warunkach mogą nagle zmienić swe nawyki i zaatakować nabłonek jelit, prowadząc do wyniszczającej biegunki.
Znacznie poważniej wyglądają skutki wtargnięcia do organizmu toksoplazmy (Toxoplasma gondii). Na razie martwią się tym głównie przyszłe matki, ponieważ infekcja w czasie ciąży może doprowadzić do uszkodzenia rozwijającego się dziecka. Źródłem zakażenia jest przede wszystkim surowe mięso i kontakt z zainfekowanymi osobami (kocie odchody, wbrew powszechnej opinii, nie są aż tak groźne). Tego pierwotniaka może jednak mieć w swoim organizmie praktycznie każdy człowiek. „Niewykluczone, że to, co teraz nazywamy starzeniem się, jest skutkiem zakażenia toksoplazmą” – pisze prof. Roger Knutson w książce „Przerażająca fauna”. Toksoplazma atakuje bowiem przede wszystkim komórki nerwowe w mózgu i siatkówce oka. Może się tam ukrywać przez dziesięciolecia, stopniowo dokonując coraz większych zniszczeń.
Robaku, wróć!
Wojna z pasożytami może być jednak bardziej korzystna dla naszego zdrowia, niż bylibyśmy skłonni przypuszczać. Stworzeniom, które żyją w nas, nie opłaca się bowiem stawanie do otwartej walki z układem odpornościowym. W toku ewolucji wykształciły więc różne sposoby na jego oszukiwanie i „uspokajanie”. W rezultacie stworzenia takie jak tasiemce, glisty czy owsiki są miniaturowymi fabrykami substancji o bardzo specyficznym działaniu przeciwzapalnym. Prawdopodobnie przy ich pomocy moglibyśmy skutecznie leczyć wiele chorób, nękających dziś mieszkańców krajów rozwiniętych. Sęk bowiem w tym, że choroby te są prawdopodobnie spowodowane… niedoborem pasożytów!
Postęp higieny oraz nowe metody produkcji i przechowywania żywności sprawiły, że z naszych organizmów zniknęły po prostu nie tylko groźne dla zdrowia tasiemce i glisty, ale też ich mniej szkodliwi krewni, którzy spokojnie żyli z nami od tysiącleci. W rezultacie układ odpornościowy został pozbawiony „hamulców”, a my zaczęliśmy cierpieć z powodu jego nadgorliwości. Warto zauważyć, że objawy np. astmy to typowe reakcje obronne przeciw inwazji pasożytów: zwężenie oskrzeli zapobiega przedostaniu się robaka w głąb ciała, gęsty śluz ma go unieruchomić, a silny kaszel – wyrzucić na zewnątrz. Pozbawieni robaków ludzie reagują w ten sposób na zupełnie nieszkodliwe substancje, takie jak pyłki roślinne. „To kolejne potwierdzenie tzw. hipotezy higienicznej, która zakłada, że schorzenia alergiczne są wynikiem nadmiernej dbałości współczesnych ludzi o czystość” – mówi prof. Joel Weinstock z Tufts-New England Medical Center. Na alergiach zresztą sprawa się nie kończy – to samo zjawisko może być odpowiedzialne za wiele chorób autoimmunologicznych. Pierwsze terapie z wykorzystaniem żywych robaków (najczęściej świńskich, bo te nie mogą osiąść w naszym organizmie na stałe) zaczynają już wchodzić do praktyki klinicznej.
Pasożyt do bicia
Współczesna cywilizacja pozwoliła nam na pokonanie wielu chorób i chwała jej za to. Problem polega na tym, że wynalazki takie jak antybiotyki czy pasteryzacja niszczą wszystko, co popadnie: patogeny i naturalną florę bakteryjną, chorobotwórcze robaki i te, które nikomu nie przeszkadzały. Stopniowo pozbawiamy nasz organizm jego naturalnych „partnerów sparringowych”, na których układ odpornościowy mógł ćwiczyć swoją skuteczność – i nie dajemy mu prawie nic w zamian. Prawie, bo na szczęście w europejskiej diecie nadal obecne są produkty kiszone czy sfermentowane pochodne mleka, takie jak jogurt czy kefir.
Jednak chodzi tu o coś więcej niż tylko o choroby. Pasożyty są naszymi partnerami także w ewolucji. Od setek milionów lat trwa „wyścig zbrojeń” między tymi, którzy podjadają, a tymi, którzy są podjadani – i korzystają na tym obie strony, wytwarzając coraz to nowsze przystosowania. Niewykluczone, że pasożyty są silniejszym bodźcem ewolucyjnym niż zmiany środowiska zewnętrznego, które wszak zachodzą dość powoli. Co się stanie z Homo sapiens, gdy zabraknie mu tego napędu? Tego nie wie nikt. Skoro jednak jesteśmy pierwszym i jedynym gatunkiem na Ziemi świadomym tego, że nasze istnienie zależy także od bakterii i robaków, to być może powinniśmy je umieścić na liście gatunków chronionych – niezależnie od obrzydzenia, jakie w nas wzbudzają.