Cât din noi este, de fapt, uman? Lumea INVIZIBILĂ care trăiește în corpul tău și te controlează

O analiză extinsă, publicată în revista științifică Gut Microbes, prezintă microbiomul uman ca fiind „un ecosistem dinamic, alcătuit din trilioane de bacterii, virusuri, fungi și arhee”, a cărui activitate „merge de la procesarea mâncării și sinteza vitaminelor până la construirea sistemului imunitar și controlul metabolismului”. Studiul concluzionează că microbiomul trebuie considerat un „partener esențial” al biologiei umane, nu o simplă colecție pasivă de microorganisme.

Legătura cu această lume microbiană este una de tip reciproc. Microbii primesc de la gazdă un mediu de trai și substanțe nutritive, iar în schimb organismul obține capacități metabolice pe care celulele sale nu le posedă.

Parteneri activi în funcționarea organismului

Un exemplu evident se găsește chiar în digestie. Omul dispune de enzime pentru a descompune alimentele, dar nu poate digera singur toate componentele. O parte a mâncării ajunge în intestinul gros fără a fi fost prelucrată, iar acolo bacteriile o transformă.

Acestea descompun fibrele și alți carbohidrați pe care organismul nu îi poate procesa, generând acizi grași cu lanț scurt – substanțe prin care microbiota influențează direct organismul. Printre ei: acetatul, propionatul și butiratul, implicați în numeroase procese biologice.

Butiratul, de pildă, alimentează celulele care căptușesc colonul, menține integritatea barierei intestinale și participă la reglarea răspunsului imunitar.

Acești acizi acționează și ca semnale chimice, legându-se de receptorii celulelor umane și modificându-le activitatea. Astfel, bacteriile intervin direct în controlul metabolismului și în mecanismele de apărare.

Completează capacitățile celulelor umane

Legătura cu lumea microbiană nu se oprește la digestie. Bacteriile transformă și alte substanțe din intestin, conferindu-le proprietăți biologice pe care celulele umane nu le au.

Un exemplu sunt acizii biliari. Produși de ficat și eliberați în intestin pentru digestia grăsimilor, aceștia sunt transformați de bacterii în acizi biliari secundari. O parte sunt reabsorbiți prin peretele intestinal, ajung în sânge și sunt transportați la ficat.

La fel ca acizii grași cu lanț scurt, și compușii aceștia funcționează ca mesageri chimici, contribuind la reglarea grăsimilor și glucozei, precum și la controlul imunitar.

Comunicarea funcționează în ambele sensuri

Schimbul nu merge numai dinspre microbii către noi. Organismul trimite semnale la care bacteriile răspund: hormoni, citokine – molecule ale sistemului imunitar – și alți compuși.

Adrenalina și noradrenalina, eliberate în stres, oferă un exemplu surprinzător: unele bacterii reacționează la prezența lor, schimbându-și activitatea.

„Interacțiunile complexe mediate de molecule, bazate pe schimbul bidirecțional de informații dintre microorganisme și celulele umane, contribuie la apărarea împotriva bolilor și la menținerea sănătății”, arată cercetătorii de la Universitatea Tianjin din China într-un studiu publicat în npj Biofilms and Microbiomes.

Comunicarea este deci bidirecțională: microbii influențează organismul, iar semnalele celulelor umane influențează la rândul lor microorganismele.

Cele două direcții nu sunt cunoscute la fel de bine. Deși cercetarea microbiomului este relativ recentă, mecanismele prin care moleculele microbiene acționează asupra celulelor umane sunt mai bine studiate, în timp ce modul în care moleculele umane reglează microorganismele este încă puțin cunoscut.

Cât din noi este, de fapt, uman?

Dimensiunile lumii microscopice sunt greu de imaginat. Specialiști din Germania, China, Taiwan, Iran și Egipt oferă o perspectivă surprinzătoare: „Numărul celulelor microbiene este aproximativ egal cu cel al celulelor umane”, arată cercetătorii, vorbind despre o interdependență profundă între organism și microorganismele pe care le găzduiește.

Estimările indică aproximativ 38 de trilioane de bacterii și 30 de trilioane de celule umane la un adult. Raportul este numeric foarte apropiat de 1 la 1.

Deși sunt numeroase, bacteriile sunt mult mai mici decât celulele umane și cântăresc împreună circa 200 de grame, calculează cercetătorii de la Institutul Weizmann din Israel.

Privit strict numeric, spectacolul este total: în corp și la suprafața lui trăiesc aproximativ atâtea bacterii câte celule umane alcătuiesc organismul.

Microbiomul nu se află doar în intestin

Deși microbiomul intestinal este cel mai studiat, microbii trăiesc în și pe corp, colonizând pielea, cavitatea orală, tractul respirator și sistemul urogenital. Fiecare mediu găzduiește microorganisme adaptate local, astfel că microbiomul diferă de la o zonă la alta.

Numai în intestin au fost identificate peste 4.500 de specii de bacterii, potrivit cercetătorilor de la Universitatea Cambridge.

Pielea oferă un exemplu clar. Staphylococcus epidermidis, o bacterie obișnuită la suprafață, produce substanțe antibacteriene și stimulează celulele pielii să producă molecule de apărare, contribuind la apărarea naturală și limitând dezvoltarea microbilor dăunători.

Printre aceștia se numără Staphylococcus aureus, a cărui înmulțire excesivă este frecventă în dermatita atopică, contribuind la deteriorarea barierei pielii și alimentând boala.

Un ecosistem care se schimbă odată cu noi

Microbiomul nu stă nemișcat. Compoziția sa se schimbă odată cu vârsta și este influențată de alimentație, mediu, stil de viață și medicamente.

Alimentația influențează în special microbiomul intestinal. O dietă bogată în fibre favorizează bacteriile fermentatoare, în timp ce alimentația occidentală, bogată în grăsimi și zaharuri rafinate, reduce diversitatea microorganismelor. Pierderea tipurilor de bacterii înseamnă pierderea unor funcții utile.

Și medicamentele modifică acest ecosistem. Antibioticele combat bacteriile patogene, dar afectează și pe cele benefice. În funcție de tratament, microbiomul suferă schimbări importante, iar refacerea necesită timp.

Până la refacere, organismul rămâne mai vulnerabil la infecții, spun cercetătorii.

Când echilibrul se pierde

Specialiștii numesc disbioză perturbarea echilibrului bacterian: reducerea diversității, pierderea microbilor utili sau proliferarea celor potențial dăunători.

Studiile au asociat astfel de modificări cu numeroase afecțiuni: gastrointestinale, metabolice, cardiovasculare, autoimune, neurologice sau oncologice.

Relația dintre disbioză și boli este complexă: în unele cazuri dezechilibrul contribuie la boală, în altele boala sau tratamentul modifică microbiomul, iar cele două procese se pot întreține.

Microbiomul poate schimba răspunsul la medicamente

Relația cu microbii intestinali contează și la medicamente. După administrarea orală, unele substanțe sunt transformate chimic de enzimele bacteriene, fiindu-le modificată activitatea.

Microbiomul influențează astfel absorbția, metabolizarea și eficiența medicamentelor, contribuind la diferențele de răspuns între persoane.

„Diferențele dintre persoane în compoziția și conținutul genetic al microbiomului contribuie semnificativ la variațiile în expunerea la medicamente, eficiența tratamentului și reacțiile adverse”, arată cercetătorii.

Această relație este studiată și în medicina de precizie, care își propune adaptarea prevenției și tratamentului la particularitățile fiecărui pacient.

Poate fi modificat microbiomul pentru a trata o boală?

Cercetătorii explorează și direcția inversă: dacă anumite modificări ale microbiomului participă la boli, poate intervenția asupra comunității microbiene să ajute la tratarea lor?

Unele strategii, precum probioticele și prebioticele, sunt deja folosite, iar altele, precum microorganismele concepute în scop terapeutic, sunt încă în…