DIJELI | ISPIS | POŠALJI E-POŠTOM
Slijedi odlomak iz 1. poglavlja Strah od mikrobnog planetaKako nas germofobna sigurnosna kultura čini manje sigurnima.
Kad moja sestra prvi put uđe u hotelsku sobu, sa sobom ponese kutiju dezinfekcijskih maramica i obriše svaku površinu koja je u posljednje vrijeme mogla doći u kontakt s ljudskim bićem. Ne radi ništa drugo prije nego što se to dogodi. Nema sjedanja, nema raspakiranja. Ništa.
„Zašto to radiš?“ upitao sam je.
„Nikad ne znaš što ili tko je bio unutra“, odgovorila je.
To vrijedi gdje god da krenete, pomislio sam, ali tada nisam dalje inzistirao. Moja sestra je germofob i znao sam da je ništa drugo što bi njezin mlađi brat mogao reći ne bi uvjerilo, čak i da sam istraživač zaraznih bolesti. Ali možda hoćete.
Germofobi žive u poricanju
Germofobi (što bi se moglo nazvati i germafobi) žive u poricanju jer su mikrobi posvuda i ne mogu se izbjeći. Procjenjuje se da na Zemlji u bilo kojem trenutku postoji 6×10^30 bakterijskih stanica. Po svim standardima, to je ogromna količina biomase, druga po veličini nakon biljaka, a premašuje onu kod svih životinja za više od 30 puta. Mikrobi čine do 90 posto biomase oceana, s 10^30 stanica, što je ekvivalentno težini 240 milijardi afričkih slonova. Sam zrak koji udišete sadrži značajnu količinu organskih čestica koje uključuju preko 1,800 vrsta bakterija i stotine vrsta gljivica u zraku u obliku spora i hifalnih fragmenata. Neki mikrobi mogu ostati u zraku danima do tjednima, obično se noseći na česticama prašine ili tla. Sama gustoća zraka koji udišemo znači da udišemo tisuće mikrobnih čestica za svaki sat proveden vani. Ulazak unutra nije puno drugačiji, jer se unutarnji zrak općenito povezuje s neposrednim vanjskim okruženjem, s razlikama zbog ventilacije i popunjenosti. Gotovo je nemoguće pronaći bilo koje mjesto, u zatvorenom ili na otvorenom, koje je potpuno sterilno, iako su neka mjesta prljavija od drugih.
Ako radite u pljesnivom, vodom oštećenom podrumu bez zaštitne maske, uklanjanje pljesnive suhozida moglo bi vas vrlo lako izložiti stotinama milijuna aerosoliziranih gljivičnih spora, što bi vam iritiralo grlo, sinuse i pluća. Lišće koje ste grabljali u jesen, ono koje ste neko vrijeme ignorirali dok nije postalo mokra, smeđa masa dok vrijeme konačno nije postalo suho i toplo, moglo je osloboditi oblak bakterija i gljivica kada ste ih konačno počeli grabljati ili puhati. A kasnije, dok ste se opuštali u svojoj visećoj mreži, možda ste imali lagani kašalj. To su vaša pluća pokušavala riješiti se svih onih mikroba koje ste uzburkali i udahnuli. Ali vjerojatno ste to preboljeli. Pluća su prilično dobra u uklanjanju većine čestica, čak i živih.
Ranije, ljeti, kada biste plivali u jezeru, bili ste izloženi bilijunima mikroba čim biste dodirnuli vodu. Bakterije i drugi jednostanični organizmi već su se razmnožili u toploj, hranjivim tvarima bogatoj vodi do astronomskih razina za ljetnu sezonu. Čak i ako ste mislili da ste držali usta zatvorena, niste ih potpuno spriječili. Nema problema, kažete, jednostavno ću plivati u bazenima i izbjegavati sve te klice. Pa ipak, bazeni, unatoč tome što sadrže antimikrobne razine klora, i dalje mogu sadržavati fekalne tvari. E. coli i Pseudomonas aeruginosa. Nemoj me ni počinjati o dječjem bazenu. Misliš li da pelene za plivanje puno toga sprječavaju? Hm, ne. Kakica i mikrobi koji dolaze s njom, nađu način.
Sve te bakterije u jezeru i bazenu ne žive i ne razmnožavaju se prirodno u vodi. Značajna količina potječe od životinja, uključujući ljude. Na koži, ustima i crijevima imamo trilijune bakterija. Bazen nema mikroba jer kemijski tretmani nisu djelovali, ima ih jer... u njemu ima ljudi, Mi smo doslovno tvornice klicaTo je posvuda po nama, u nama i na svemu čega se dotaknemo.
Kad sam bio na fakultetu, jedno lokalno bratstvo organiziralo je maraton prikupljanja sredstava za jacuzzi, gdje su sudionici bili sponzorirani da sjede u jacuzzijima što je dulje moguće. Neki su to činili satima. U sljedećih nekoliko dana, mnogi od njih razvili su svrbežne, crvene, kvrgave osipe s mjehurićima oko folikula dlake. Nije iznenađujuće da ih je svo to vrijeme u jacuzzijima pretvorilo u velike bakterijske kulture, koje su inokulirali muškarci iz bratstva i djevojke iz sestrinstva u neposrednoj blizini. Vruća voda, čak i kemijski tretirana, nije mogla zauvijek suzbiti rast, a bakterije, vjerojatno one koje koloniziraju kožu i izazivaju osip Pseudomonas aeruginosa, rasla je eksponencijalno. Nije bilo nikakve zlokobne vanjske kontaminacije. Izvor svega toga Pseudomonas, bez sumnje, bili su to sami ljudi.
Ljudi kao mikrobni bioreaktori
Naša tijela kolonizira toliko mnogo mikroba da su naše stanice (ukupno oko 10 bilijuna) brojčano nadmašene našim mikrobnim stanovnicima deset puta (ukupno oko 100 bilijuna). Mikrobiota naših tijela nevjerojatno je raznolika, s tisućama vrsta bakterija i gljivica koje zajedno eksprimiraju 4.4 milijuna gena, u usporedbi s našim oskudnim genomom od 21,000 XNUMX gena. Kao što je znanstvena spisateljica i ekologinja Alanna Collen primijetila u svom izvrsnom uvodu u ljudsku mikrobiotu 10% ljudi, genetski nismo ni 10 posto ljudi, zapravo smo više kao 0.5 posto.
Kada i gdje dobivamo sve te mikrobe?
Za svakoga tko je svjedočio prirodnom porodu, očito je da se beba ne rađa u potpuno čistom okruženju. Prije svega, majčina vagina je puna bakterija, pretežno iz roda Lactobacillus. Mogli biste prepoznati Lactobacillus od pregleda popisa sastojaka jogurta, jer je često glavna komponenta. Zato neke hrskave primalje savjetuju trudnicama da utrljavaju jogurt na vaginu ako misle da bi mogle dobiti gljivičnu infekciju. Dakle, bebe su izložene bakterijama jogurta? Nema ništa loše u tome! Ali to nije sve. Još jedna česta pojava - žene tijekom poroda mogu defekirati. Zbog intenzivnog pritiska na donji dio trbuha i zdjelicu, žena tijekom poroda često počinje gubiti kontrolu i ponekad može sve istisnuti. Kao rezultat toga, beba može biti izložena majčinim fekalnim bakterijama, osim vaginalnim bakterijama. Ako se ova izloženost ne dogodi pri porodu, može se dogoditi i kasnije u bolnici ili kućanstvu, jer se fekalne bakterije lako aerosoliziraju/prenose zrakom te udišu ili gutaju. U svakom slučaju, svaka zdrava beba će na kraju biti kolonizirana od strane E. coli, bakterijama, Clostridium, Staphylococcusi Streptococcus vrste, da spomenemo samo neke. Ako majka doji, beba će također biti izložena dodatnim laktobacilima i bifidobakterijama.
Nakon što beba počne jesti krutu hranu, njezina crijevna mikrobiota prilagodit će se novim izvorima vlakana, šećera, proteina i masti s povećanom raznolikošću i mikrobiomom „sličnijim odrasloj dobi“. Mikrobiom odraslih je manje dinamičan kao dojenče u prvoj godini života, ali mikrobiom odraslih i dalje može biti poremećen promjenama u prehrani, općem zdravlju, izloženosti antibioticima ili infekciji. U 2. poglavlju detaljnije ću objasniti kako te promjene mogu poremetiti mikrobiome i kako se mogu povezati s modernim zdravstvenim problemima. Ali čak i uz te poremećaje, ljudi su preopterećeni mikrobima i svakodnevno su izloženi ogromnom broju dodatnih mikroba kod kuće, u školi, uredu ili gotovo bilo gdje drugdje na Zemlji.
Dom je tamo gdje su klice
Kada je tehnologija sekvenciranja korištena i za određivanje mikrobne raznolikosti u zraku i prašini kućanstava i ureda, rezultati su bili fascinantni. Mikrobi u zatvorenom prostoru mogu biti na površinama ili u zraku kao bioaerosoli. Nije iznenađujuće da je glavni izvor mikroba i bioaerosola u zatvorenom prostoru lokalni vanjski okoliš. Međutim, bioaerosoli također dolaze od životinja i ljudi koji borave u zatvorenom prostoru, zbog disanja, odbacivanja stanica kože ili korištenja WC-a. Čestice na površinama mogu se resuspendirati u zraku kao bioaerosoli hodanjem, usisavanjem, čišćenjem, pa čak i spavanjem, budući da je vaš krevet pun mrtvih stanica kože, gljivica i bakterija.
U svakom domu ili zgradi u kojoj žive ljudi, obiluje vrsta bakterija koje koloniziraju ljude. Zapravo, moguće je predvidjeti je li dom pretežno naseljen muškarcima ili ženama na temelju njihovog mikrobnog profila, budući da su veći postoci muškaraca bili povezani s većom količinom bakterija. Corynebczcterium, Dermabacteri Roseburia vrsta, dok su ženke bile povezane s povećanim Lactobacillus vrsta. Je li obitelj imala mačku ili psa također se moglo utvrditi sekvenciranjem 16S rRNA. Psi donose veću raznolikost bakterija, s 56 različitih vrsta bakterija u usporedbi s 24 od mačaka. Mačke se barem same čiste i provode puno manje vremena njuškajući jedna drugoj stražnjice, pa možda to objašnjava razliku.
Još impresivnije jest to da je, kako je sekvenciran mikrobiota više pojedinaca, postalo očito da svaka jedinka posjeduje jedinstvenu koloniju mikroba, jedinstvenu poput otiska prsta. Iako su manje-više stabilni tijekom odrasle dobi, ovi različiti mikrobiomi mogu se mijenjati čimbenicima poput prehrane, dobi i hormona. Nadalje, genetski povezane osobe koje žive u zajednici također imaju tendenciju imati sličnije mikrobne sustanare. Jedna je studija utvrdila da kada obitelj napusti dom, njihovi mikrobi ostaju nekoliko dana, postupno se smanjujući na nedetektabilne razine. Ovaj gubitak mikrobnog otiska prsta mogli bi u budućnosti koristiti forenzičari kako bi pomogli u ponovnom određivanju vremenske linije kada je osumnjičenik napustio svoj dom ili skrovište.
Nije iznenađujuće da je kupaonica najbolje mjesto u domu ili zgradi za susret s mikrobima na površinama ili u zraku. U kupaonici, nešto tako jednostavno kao što je ispiranje WC školjke može stvoriti bioaerosole koji sadrže milijarde bakterija, od kojih neke ostaju u zraku satima, dovoljno dugo da putuju do svake obližnje površine. Zatvaranje poklopca može smanjiti bakterijski oblak, ali ne toliko koliko biste možda pomislili. Čak ni ponovljeno ispiranje ne može u potpunosti eliminirati stvaranje bioaerosola opterećenih fekalnim bakterijama. Kao rezultat toga, kada uđete u kupaonicu, udahnut ćete bakterije i sve što dodirnete bit će prekriveno njima. To ne sluti na dobro za vašu četkicu za zube. Pa ipak, nekako ste još uvijek živi.
Osim izloženosti mikrobima koje primamo od majki i iz neposredne okoline tijekom i nakon rođenja, najistaknutiji izvori mikroba koji koloniziraju naša crijeva određeni su hranom koju jedemo. Kod novorođenčadi koja se doje, majčino mlijeko je i izvor bakterija i hrana koju će te bakterije voljeti. Neke bakterije u majčinom mlijeku mogu potjecati iz crijeva i prenositi se u mliječne žlijezde cirkulirajućim imunološkim stanicama, uz mikrobe koji koloniziraju kožu oko areole.
Također, kada beba pije mlijeko izravno iz dojke, neke oralne bakterije također se pridružuju mikrobima povezanim s mlijekom na njihovom putu do crijeva. Vrste bakterija koje se na ovaj način prenose određene su majčinom prehranom i načinom hranjenja (npr. izravno kroz dojku ili neizravno putem izdajanja). Mikrobiom dojenčeta mijenja se kada se uvodi kruta hrana, sve dok ne počne nalikovati manje-više stabilnom mikrobiomu odraslih oko 2 i pol godine života. Rezultati brojnih studija pokazali su da su faze ranog života najvažnije za razvoj mikrobioma odraslih.
Dva sata i pet sekundi do gastrointestinalne propasti
Svi znamo ljude koji su opsjednuti idejom da im hrana bude „čista“. Bacanje bilo koje hrane koja stoji na stolu dulje nego što je potrebno za jelo ili bilo čega što padne na pod postalo je prilično uobičajena praksa u prvom svijetu. Postoji nekoliko heuristika ili pravila prečaca koja su kao rezultat toga postala popularna, poput „pravila dva sata“ za ostavljanje hrane i „pravila pet sekundi“ za jedenje hrane koja je dotaknula pod. Po mom mišljenju, pravilo pet sekundi je najkorisnije jer pomaže roditeljima da se osjećaju manje krivima kada njihova mala djeca bacaju sasvim dobru hranu iz svojih visokih stolica na pod. Mog malog djeteta nije briga za higijenu hrane, pa zašto bih i mene? Isto vrijedi i za pravilo dva sata - ponekad se zaokupimo i zaboravimo da je čili bio na hladnom štednjaku cijelu večer. Znači li to da je i dalje u redu ako ga ponovno zagrijemo? Kako je itko preživio prije hlađenja?
Ako ste znanstvenik za sigurnost hrane ili mikrobiolog, vaš je posao identificirati potencijalne opasnosti u skladištenju i pripremi hrane koje bi mogle dovesti do kontaminacije i bolesti. To se uglavnom odnosi na industrijsku i komercijalnu proizvodnju i pripremu hrane. Svima koji pregledavaju restorane jasno je da imaju širok raspon postupaka, a neki od njih su bolji od drugih. Jednom mi je lokalna inspektorica rekla koje restorane izbjegava (iako me nije zaustavila jer mi se jedno od mjesta previše sviđa). U njezinom slučaju, i u slučaju mikrobiologa hrane, čak je i mogućnost kontaminacije problematična. Mnogo manje zabrinjavajući je relativni rizik, odnosno vjerojatnost da će određene prakse dovesti do kontaminacije i bolesti. Stoga se čak i najmanji rizik može smatrati prekršajem. Drugim riječima, čak i najmanji rizik da inspektori izgledaju kao da ne rade svoj posao mogao bi im biti problem.
Tijekom godina, ovo razmišljanje o nultom riziku u vezi s pripremom i skladištenjem hrane ušlo je u kućanstva. Pravilo dva sata dobar je primjer. Većina ljudi ne bi ni čekala toliko dugo da baci hranu. Pa ipak, velik dio zabrinutosti zbog rasta patogena u hrani ostavljenoj dva sata rezultat je nekih važnih pretpostavki. To uključuje pretpostavke da počinjete s održivom kolonijom jednog ili više patogenih mikroba, da hrana sadrži male količine soli i konzervansa, neutralan pH te da se nalazi na optimalnim temperaturama iznad 80 stupnjeva Fahrenheita (~27°C). Klasičan slučaj trovanja hranom koji se koristi na satovima mikrobiologije je baka koja pravi krumpir salatu za ljetni piknik, rukama je miješa i tako je inokulira s tvarima koje koloniziraju kožu. Staphylococcus aureusZatim stoji na stolu za piknik cijelo poslijepodne (puno dulje od dva sata) i BAM, svi dobiju trovanje hranom. To je svakako dobar način za povećanje šanse za obiteljsku epidemiju, ali to je savršena oluja i mnogo se toga moralo dogoditi u tom scenariju kako bi se svi razboljeli.
Unakrsna kontaminacija može biti problem, posebno ako pripremate nešto što će se jesti sirovo na istom mjestu gdje ste upravo rezali piletinu. Čak i čistoća piletine ima svoja ograničenja – CDC upozorava da je ne perete prije kuhanja, kako ne biste stvorili hrpu kapljica prepunih bakterija oko sudopera. U stvarnosti, većina hrane koja je razumno kuhana prilično je sigurna, a četiri sata je razumno vrijeme da se većina hrane ostavi na sobnoj temperaturi. Kao i sa svime, ljudi su obično dobro ako koriste zdrav razum i očiste nered koji naprave u kuhinji.
Zdrav razum također funkcionira za procjenu pravila pet sekundi. Pravilo pet sekundi kaže da ako pokupite hranu prije nego što prođe pet sekundi na podu, u redu je jesti. Neke studije i medijski izvještaji su to shvatili ozbiljno kako bi istaknuli da se bakterije doista lijepe za vašu hranu bez obzira na to koliko dugo je na podu. Ali koliko je to korisno? Bakterije ćete pojesti kada vaša hrana dodirne bilo što što je došlo u kontakt s nesterilnom površinom. Što je još važnije, kolike su šanse da će bakterije na tom komadu hrane biti patogeni soj bakterija ili virusa ili da će isporučiti dovoljnu dozu da izazovu bolest?
Kao što sam ranije spomenuo, mikrobi u zatvorenom prostoru više-manje oponašaju one u vanjskom okruženju, plus mikrobiome njegovih stanovnika, pa postoji vjerojatnost da već gutate ili udišete velik dio tih bakterija. Naravno, ako taj komad hrane koji vam je pao na pod upotrijebite za pripremu krumpir salate, a zatim ga ostavite na 100 stupnjeva cijela dana, to možda nije najbolja ideja. Ili, ako ste dan prije narezali piletinu i odbili počistiti sve sokove koji su pali na pod, mogli biste dobiti veću dozu... Campylobacter jejuni or Salmonelni enteriditis nego što će vašem tijelu biti ugodno. Inače, šanse da ćete umrijeti ili se čak razboljeti od jedenja hrane koja je pala na pod prilično su male. Nisu nule, ali bliže tome nego što većina ljudi misli. Samo nemojte nikome reći da sam vam rekao i ne dopustite nikome da vas vidi kako to radite.
Teorija loših klica
Koncept „zdravog“ mikrobioma postoji tek nekoliko desetljeća, ali koncept „smrtonosne klice koja nas želi ubiti“ postoji mnogo dulje. Kao posljedica te povijesne neravnoteže, još uvijek provodimo puno vremena na patogenim mikrobima, a manje vremena na tome kako bi naše normalno mikrobno okruženje moglo spriječiti ulazak problematičnih bakterija. Kao što sam već spomenuo, tehnologija koju znanstvenici koriste za proučavanje mikrobne ekologije prilično je nova. Nasuprot tome, sposobnost izolacije i kultiviranja jednog mikroorganizma koji uzrokuje bolest postoji već više od stoljeća.
Koncept bolesti uzrokovane mikroorganizmima, poznat kao teorija klica, morao je prevladati nekoliko drugih konkurentskih teorija. Neke od najpopularnijih bile su teorije miazme i prljavštine. Teorija miazme objašnjavala je da bolesti uzrokuju otrovni plinovi u atmosferi, koji se oslobađaju truljenjem organske tvari. Vrlo slična teorija prljavštine usredotočila se na kontaminaciju vode i zraka ljudskim otpadom. Iako ove teorije zvuče primitivno prema modernim standardima, mnogi vodeći znanstvenici zagovarali su ih, čak i sve do 1930-ih. Čak i neki termini koje danas koristimo imaju podrijetlo u tim teorijama, poput malarije, što u biti znači 'loš zrak'.
Tek krajem 19.th stoljeću kada je Robert Koch predstavio svoje kriterije, danas poznate kao Kochovi postulati, za demonstraciju da bolest uzrokuje specifičan, filtrirajući mikroorganizam. Kao i većina znanstvenih dostignuća, Koch nije razvio ove ideje od nule. Drugi su razmišljali u istom smjeru. Ali on je uspio tamo gdje drugi nisu uspjeli svojim jasnim objašnjenjem kako reproducirati njegov rad i primijeniti ga na mnoge različite zarazne bolesti. Kochovi postulati navode da morate biti u stanju izolirati organizam iz zaražene osobe, uzgojiti ga u kulturi, ponovno ga uvesti u zdravu životinju te ponovno izolirati i identificirati mikrob kao identičan izvorno izoliranom i sumnjivom uzročniku. Ove je postulate oblikovao na temelju svog rada s antraksom, a dodatno je generirao potkrepljujuće podatke o tuberkulozi i koleri.
Iako je rad Kocha i drugih na izolaciji bakterija koje uzrokuju bolesti izazvao eksploziju u identifikaciji smrtonosnih klica, drugi uzročnici bolesti poput virusa ostali su skriveni i nepoznati. Bili su premaleni da bi se vizualizirali svjetlosnim mikroskopima i nisu se mogli uzgajati u kulturi bez stanica domaćina koje bi ih zarazile. Može se zamisliti frustracija znanstvenika kada su uočili bolesti koje su očito bile zarazne, ali nisu uspjeli izolirati uzročnika. Savršen primjer je španjolska gripa iz 1918. Mnogi istraživači bili su željni primijeniti Kochove postulate kako bi otkrili uzročnika iz pluća pacijenata s gripom. Da stvar bude još složenija, pacijenti s gripom s teškom bolešću često razvijaju upalu pluća zbog sekundarnih bakterijskih infekcija. Kao rezultat toga, u početku se vjerovalo da su ti organizmi uzročnici gripe. Što je još važnije, isti mikrob nije se uvijek mogao izolirati iz pluća pacijenata s gripom. Rezultat je bio vrući kaos kontradiktornih dokaza i do trenutka kada je virus identificiran kao uzročnik gripe, pandemija je odavno završila. O gripi i drugim virusima puno ću više govoriti u 3. poglavlju.
Nakon što su istraživači shvatili teoriju klica o bolestima, mogli su izolirati mnoge različite mikroorganizme koji uzrokuju bolesti i ponovno ih uvesti u pokusne životinje. No, jedna stvar koja se dogodila bila je da su životinje, zbog aktivnog imunološkog odgovora, bile otporne na daljnje izazove. Korištenjem pokusnih životinja, mehanizmi stečenog imuniteta mogli su se proučavati i primjenjivati za poboljšanje skrbi za pacijente razvojem antiseruma i cjepiva koja štite ljude od infekcije ili ponovne infekcije. A to me dovodi do moje omiljene teme!
Imunologija 101
Izašao sam s tog svog prvog preddiplomskog predavanja iz imunologije 1994. godine uvjeren da ću biti imunolog. To je bilo prije više od dvadeset pet godina i od tada sam mnogima drugima kao učitelj i mentor predstavio imunološki sustav. Način na koji sam to često radio, koristeći klasičan primjer, ide otprilike ovako: scenarij počinje kada netko stane na čavao. Moja supruga je 2009. godine stala na izbočeni čavao s tepiha dok smo boravili u ne baš savršenom hotelu dok smo bili u posjetu njezinom ocu u Kini. Nije bila sretna zbog toga jer se brinula da je čavao možda unio bakteriju. Clostridium tetani u meko tkivo njezina stopala. Ako bi se to dogodilo i bakterije preživjele da se razmnože do dovoljne razine, proizvele bi gadan toksin koji pojačava neuromuskularnu aktivnost, nazvan tetanusni toksin, a koji bi uzrokovao nekontrolirane mišićne kontrakcije, najčešće manifestirane kao trzanje čeljusti.
Budući da sam imunologinja, pitala sam je nešto poput: „Ali cijepljena si, zar ne? Bila si u Mirovnim snagama. Cijepe te protiv svega.“ Priznala je da je to istina. „Onda se ne brini. Bit ćeš dobro“, rekla sam samouvjereno.
Mogao sam biti samouvjeren jer sam razumio koncept imunološke memorije. Imunološki sustav sposoban je aktivirati stanice specifične za svaki zamislivi patogen, a nakon što se infekcija izliječi, neke od tih stanica ostaju kao memorijske stanice, stanice koje se puno brže i lakše aktiviraju nakon ponovne infekcije istim ili sličnim virusom. To je cijeli princip cijepljenja - pokušavamo prevariti imunološki sustav da pomisli da je tijelo zaraženo koristeći dijelove patogena ili oslabljeni patogen kako bismo potaknuli istu reakciju i razvoj specifičnih memorijskih stanica, bez rizika od ozbiljne primarne infekcije.
Ako rani upalni odgovor ne spriječi infekciju, imunološke stanice koje se nalaze u obližnjem tkivu, zvane makrofagi, osjetit će problem. Te se stanice zadržavaju u našim tkivima čekajući signal opasnosti od susreta s bakterijama poput C. tetanijaNakon što se aktiviraju, makrofagi postaju vrlo vješti u fagocitozi (tj. gutanju i razgradnji klica u unutarstaničnim mjehurićima zvanim fagolizosomi) te su sposobni ubiti mnoge invazivne mikrobe i ukloniti stanice domaćina koje uginu kao posljedica infekcije.
U nekim slučajevima, rani imunološki odgovor neće biti dovoljan da se riješi male, ali značajne količine C. tetanija ili toksin koji proizvodi nakon što osoba stane na čavao. Tada se aktivira adaptivni imunološki odgovor. Počinje otprilike 4 dana nakon infekcije i doseže vrhunac otprilike 10 dana. Adaptivni odgovor započinje kada se stanice koje žive u tkivu, zvane dendritične stanice (DC), aktiviraju istim signalima koji aktiviraju druge urođene imunološke stanice. Poput makrofaga, DC fagocitiraju i razgrađuju patogene na njihove sastavne dijelove. Međutim, nakon što se aktiviraju, napuštaju zaraženo tkivo i migriraju u limfni čvor, gdje izravno stupaju u interakciju s adaptivnim imunološkim stanicama zvanim T stanice.
Budući da su T-stanice toliko raznolike, samo se nekoliko njih aktivira tijekom bilo koje infekcije, a te aktivirane stanice se frenetično dijele kako bi proizvele milijune svojih klonova, dijeleći se svakih 4-6 sati. To čine nekoliko dana kako bi generirale ogroman broj identičnih stanica (zato je potrebno vrijeme da se pokrene adaptivni imunološki odgovor). Mnoge T-stanice koje se na ovaj način aktiviraju napuštaju limfni čvor i migriraju na mjesto infekcije, slijedeći kemijske signale baš kao i druge imunološke stanice.
Istovremeno, neke T stanice međusobno djeluju s drugim stanicama u limfnom čvoru koje se nazivaju B stanice. B stanice potječu iz koštane srži i mogu prepoznati dijelove proteina izvan tkiva s receptorima na svojoj površini. B stanice luče topljivi oblik ili svoj površinski receptor koji nazivamo antitijelima. Antitijela vežu patogene ili proteine i potiču njihovo ubijanje, unos i razgradnju od strane makrofaga. Ako T stanica prepozna isti dio patogena ili "antigen", tada T stanica pruža "pomoć" B stanici tako da B stanica može stvoriti još jača antitijela koja se vežu. Druge T stanice mogu ubiti zaražene stanice, sprječavajući širenje infekcije. Kroz ove procese, adaptivni imunološki odgovor generira visoko specifičan odgovor na patogen koji je mnogo ciljaniji, manje štetan i reguliraniji od ranog urođenog upalnog odgovora.
Na kraju, kako se adaptivni imunološki odgovor uklanja s napadačkih mikroba i toksina koje oni proizvode, imunološke stanice na mjestu infekcije prestaju primati signale aktivacije i počinju primati signale "prestanka i odustajanja". Većina tih stanica umire, a makrofagi ih skupljaju i razgrađuju te čiste nered. Na kraju, tkivo zacjeljuje, mrtve stanice kože i mišića se zamjenjuju i stvari se vraćaju u normalu.
Ali to nije sve što se događa. U limfnim čvorovima i slezeni, neke od aktiviranih T stanica postaju memorijske stanice. Memorijske stanice mogu se aktivirati i dijeliti mnogo brže ako ikada ponovno vide isti antigen. Na taj način imamo sjećanje na svaku infekciju koju smo imali tijekom života. Budući da cjepiva oponašaju ovaj odgovor, imamo i sjećanje na svako cijepljenje koje smo ikada primili. Ponekad to sjećanje malo oslabi i trebamo primiti još jednu dozu, inače bismo postali osjetljivi na blažu (težu) infekciju, ali pomoć koju dobivamo od memorijskih stanica tijekom ponovne infekcije ili od docjepljivanja bolja je od početka. I tako nas imunološki sustav održava na životu u svijetu punom potencijalno smrtonosnih bakterija, gljivica i virusa.
Ako je imunološki sustav tako dobar u napadanju bakterija, gljivica i virusa, zašto ne napada uvijek smiješan broj mikroba koji žive oko nas, na nama i u nama? Zašto naš imunološki sustav ne eksplodira od svih signala detekcije mikroba u našoj koži, plućima, ustima i crijevima?
To ne čini jer imunološki sustav također ima svojstvo koje se zove imunološka tolerancija, u kojem se imunološki mehanizmi potiskuju kako bi se izbjegla nepotrebna kolateralna šteta. Imunološka tolerancija ne proteže se samo na naše vlastite proteine, već se proteže i na naše mikrobno okruženje koje nam ne prijeti. Tkiva koja su stalno izložena mikrobima, poput naših crijeva, prepuna su stanica koje induciraju toleranciju (nazvane T regulatorne stanice) i koje pomažu imunološkom sustavu da se kontrolira i spriječi autoimune bolesti.
No ponekad imunološki sustav ne tolerira ono što bi trebao biti, pa ljudi dobiju autoimune bolesti ili alergije ili imaju neprimjeren odgovor na infekciju. Zanimljivo je da se učestalost ovih stanja povećava posvuda u razvijenom svijetu, jer unatoč tome što smo okruženi mikrobima, zapravo smo sve bolji u održavanju „čistoće“ nego što mislimo.
-
Steve Templeton, viši znanstvenik na Brownstone institutu, izvanredni je profesor mikrobiologije i imunologije na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Indiana - Terre Haute. Njegova istraživanja usmjerena su na imunološke odgovore na oportunističke gljivične patogene. Također je bio član Odbora za integritet javnog zdravstva guvernera Rona DeSantisa i bio je koautor dokumenta "Pitanja za komisiju za COVID-19", dokumenta dostavljenog članovima kongresnog odbora usmjerenog na odgovor na pandemiju.
Pogledaj sve postove
