A következő egy részlet az 1. fejezetből: Félelem egy mikrobiális bolygótólHogyan tesz minket kevésbé biztonságossá a germofób biztonsági kultúra?
Amikor a húgom először megy be egy hotelszobába, magával visz egy doboz fertőtlenítő törlőkendőt, és letöröl minden olyan felületet, ami a közelmúltban akár emberrel is érintkezhetett. Mielőtt ez megtörténik, semmi mást nem csinál. Nem ül le, nem pakol ki. Semmit.
„Miért csinálod ezt?” – kérdeztem tőle.
– Sosem tudhatod, mi vagy ki járt odabent – válaszolta.
Ez mindenhová igaz, gondoltam, de akkor nem erőltettem tovább a dolgot. A húgom kórokozó-függő, és tudtam, hogy semmi más, amit az öccse mondana, nem győzné meg, még akkor sem, ha fertőző betegségek kutatója lennék. De talán téged igen.
A germofóbok tagadásban élnek
A germofóbok (más néven germafóbok) tagadásban élnek, mivel a mikrobák mindenhol jelen vannak, és nem lehet elkerülni őket. Becslések szerint bármikor 6×10^30 baktériumsejt él a Földön. Ez bármilyen mércével mérve hatalmas mennyiségű biomassza, csak a növények után a második, és több mint 30-szorosan meghaladja az összes állatét. A mikrobák az óceán biomasszájának akár 90 százalékát is tehetik ki, 10^30 sejttel, ami 240 milliárd afrikai elefánt súlyának felel meg. Maga a belélegzett levegő jelentős mennyiségű szerves részecskét tartalmaz, amely több mint 1,800 baktériumfajt és több száz gombafajt tartalmaz spórák és gombagomba-töredékek formájában. Egyes mikrobák napokig vagy hetekig is a levegőben maradhatnak, általában por- vagy talajrészecskéken keresztül. A belélegzett levegő puszta sűrűsége azt jelenti, hogy minden szabadban töltött órában több ezer mikrobiális részecskét lélegezünk be. A belépés sem sokban különbözik, mivel a beltéri levegő általában a közvetlen kültéri környezethez kapcsolódik, a szellőzés és a tartózkodás miatti különbségekkel. Szinte lehetetlen teljesen steril helyet találni, legyen az beltéren vagy kültéren, bár egyes helyek piszkosabbak, mint mások.
Ha egy dohos, vízzel szennyezett pincében dolgozol légzésvédő nélkül, a penészes gipszkarton eltávolítása könnyen több százmillió aeroszolos gombaspóra kitesz, amelyek irritálhatják a torkodat, az arcüregeket és a tüdődet. Az ősszel gereblyézett levelek, amelyeket egy ideig figyelmen kívül hagytál, amíg nedves, barna masszává nem váltak, amíg az időjárás végre száraz és meleg nem lett, baktérium- és gombafelhőt szabadíthattak fel, amikor végre rászántad magad a gereblyézésre vagy a fújásra. Később, amikor a függőágyadban pihentél, lehet, hogy egy kis köhögésed volt. Ez a tüdőd volt, ami megpróbált megszabadulni az összes felkavarott és belélegzett mikrobától. De valószínűleg túltetted magad rajta. A tüdő elég jól eltávolítja a legtöbb részecskét, még az élőket is.
Korábban, nyáron, amikor úsztunk egy tóban, abban a pillanatban, hogy vízbe értünk, trilliónyi mikrobának voltunk kitéve. A baktériumok és más egysejtű élőlények már csillagászati mértékben elszaporodtak a meleg, tápanyagban gazdag vízben a nyári szezonra. Még ha azt is hittük, hogy csukva tartjuk a szánkat, nem tartottuk őket teljesen távol. Semmi gond, mondjuk, csak úszom az úszómedencékben, és elkerülöm az összes kórokozót. Az úszómedencék azonban, annak ellenére, hogy antimikrobiális klórt tartalmaznak, mégis tartalmazhatnak székletet. E. cégli és Pseudomonas aeruginosa. A gyerekmedencéről ne is beszéljünk. Azt hitted, az úszópelenkák annyira hatásosak? Hát, nem. A kaki és a vele járó mikrobák mindig utat találnak maguknak.
A tóban és a medencében található összes baktérium nemcsak természetes módon él és szaporodik a vízben. Jelentős részük állatokból, köztük emberekből származik. Trilliónyi baktérium él a bőrünkön, a szánkban és a beleinkben. A medencében nincsenek mikrobák, mert a kémiai kezelések nem működtek, hanem azért vannak benne mikrobák, mert... emberek vannak benne. Mi vagyunk szó szerint csíragyárakMindenütt jelen van rajtunk, bennünk és mindenen, amihez hozzáérünk.
Amikor főiskolára jártam, az egyik helyi diákszövetség pezsgőfürdő-maratont szervezett, ahol a résztvevőket arra biztatták, hogy ameddig csak tudnak, üljenek a pezsgőfürdőben. Néhányan órákig is. A következő napokban sokuknál viszkető, vörös, dudoros kiütések jelentek meg, hólyagokkal a szőrtüszők körül. Nem meglepő módon, hogy a pezsgőfürdőben töltött idő alatt nagy baktériumtenyészetekké váltak, amelyeket a diákszövetségi srácok és a diákszövetségi lányok egymáshoz közel oltottak be. A forró víz, még a kémiailag kezelt sem tudta örökre elnyomni a növekedést, és a baktériumok, valószínűleg a bőrben megtelepedő és kiütéseket okozó baktériumok... Pseudomonas aeruginosa, exponenciálisan nőtt. Nem volt semmilyen baljós külső szennyeződés. Mindennek a forrása Pseudomonaskétségtelenül maguk az emberek voltak.
Emberek mint mikrobiális bioreaktorok
Testünket annyi mikroba kolonizálja, hogy sejtjeink (összesen körülbelül 10 billió) tízszeresen meghaladják a mikrobiális lakóink számát (összesen körülbelül 100 billió). Testünk mikrobiotája hihetetlenül változatos, több ezer baktérium- és gombafajjal, amelyek együttesen 4.4 millió gént expresszálnak, szemben a mi szerény, 21,000 XNUMX génes genomunkkal. Ahogy Alanna Collen tudományos író és ökológus megjegyezte az emberi mikrobiotáról szóló kiváló bevezetőjében 10% emberGenetikailag még csak 10 százalékban sem vagyunk emberek, hanem inkább 0.5 százalék.
Mikor és honnan szerezzük meg ezeket a mikrobákat?
Bárki számára, aki már látott természetes szülést, nyilvánvaló, hogy a baba nem teljesen tiszta környezetben születik. Először is, az anya hüvelye tele van baktériumokkal, túlnyomórészt a következő nemzetségbe tartozókkal: Lactobacillus. Fel lehet ismerni Lactobacillus a joghurttermékek összetevőlistájának áttekintéséből, mivel gyakran fő alkotóelem. Ezért javasolják egyes nyálas szülésznők, hogy kenjék be a hüvelyüket joghurttal, ha úgy gondolják, hogy gombás fertőzést kaphatnak. Tehát a babák ki vannak téve a joghurtbaktériumoknak? Nincs ezzel semmi baj! De ez még nem minden. Egy másik gyakori eset – a vajúdó nők székletet üríthetnek. Az erős alhasi és medencei nyomás miatt a vajúdó nő gyakran elveszíti az önuralmát, és néha mindent kinyomhat. Ennek eredményeként a baba a hüvelyi baktériumok mellett az anya székletbaktériumainak is ki lehet téve. Ha ez a kitettség nem a születéskor történik meg, később a kórházban vagy a háztartásban is megtörténhet, mivel a székletbaktériumok könnyen aeroszolosodnak/levegőben terjednek, és belélegezhetők vagy lenyelhetők. Akárhogy is, minden egészséges babát végül kolonizálni fog... E. coli, Bacteroides, Clostridium, Staphylococcusés Streptococcus fajok, hogy csak néhányat említsünk. Ha az anya szoptat, a baba további laktobacillusoknak és bifidobaktériumoknak is ki van téve.
Amint egy baba elkezd szilárd ételeket enni, a bélmikrobiotája alkalmazkodik az új rost-, cukor-, fehérje- és zsírforrásokhoz, nagyobb diverzitást és egy „felnőttszerűbb” mikrobiomot alkotva. A felnőtt mikrobiom kevésbé dinamikus, mint egy csecsemőé az élet első évében, de a felnőtt mikrobiomot továbbra is felboríthatják az étrend, az általános egészségi állapot, az antibiotikum-expozíció vagy a fertőzések. A 2. fejezetben részletesebben is kifejtem, hogy ezek a változások hogyan zavarhatják meg a mikrobiomot, és hogyan hozhatók összefüggésbe a modern egészségügyi problémákkal. De még ezekkel a zavarokkal is az emberek tele vannak mikrobákkal, és naponta rengeteg további mikrobának vannak kitéve otthon, az iskolában, az irodában, vagy szinte bárhol máshol a Földön.
Ott az otthon, ahol a baktériumok vannak
Amikor a szekvenálási technológiát a háztartások és irodák levegőjének és porának mikrobiális sokféleségének meghatározására is alkalmazták, lenyűgöző eredmények születtek. A beltéri mikrobák lehetnek felületeken vagy bioaeroszolok formájában a levegőben. Nem meglepő módon a beltéri mikrobák és bioaeroszolok fő forrása a helyi kültéri környezet. A bioaeroszolok azonban állatoktól és emberektől is származhatnak légzés, bőrhullás vagy WC-használat révén. A felületeken lévő részecskék bioaeroszolok formájában újra szuszpendálódhatnak a levegőben járás, porszívózás, takarítás, sőt alvás révén is, mivel az ágy tele van elhalt bőrsejtekkel, gombákkal és baktériumokkal.
Minden olyan házban vagy épületben, ahol emberek laknak, bőségesen előfordulnak az emberben megtelepedő baktériumfajok. Valójában a mikrobiális profiljuk alapján meg lehet jósolni, hogy egy otthonban túlnyomórészt férfiak vagy nők élnek-e, mivel a férfiak magasabb százalékos aránya a baktériumok nagyobb bőségével járt együtt. Corynebacterium, Dermabaktériumés Roseburia fajoknál, míg a nőstényeknél a megnövekedett Lactobacillus faj. Azt, hogy egy családban volt-e macska vagy kutya, a 16S rRNA szekvenálással is meg lehet határozni. A kutyák nagyobb baktérium-diverzitást hoznak magukkal, 56 különböző baktériumtípussal, szemben a macskák 24-gyel. A macskák legalább megtisztítják magukat, és sokkal kevesebb időt töltenek egymás hátsójának szaglásával, így talán ez magyarázza a különbséget.
Ami még lenyűgözőbb, hogy ahogy egyre több egyed mikrobiotáját szekvenálták, nyilvánvalóvá vált, hogy minden egyed egyedi mikrobakolóniával rendelkezik, olyan egyedivel, mint egy ujjlenyomat. Bár felnőttkorban többé-kevésbé stabilak, ezeket a különálló mikrobiomokat olyan tényezők megváltoztathatják, mint az étrend, az életkor és a hormonok. Továbbá, a genetikailag rokon és együtt élő egyének általában hasonlóbb mikrobiális társlakókkal is rendelkeznek. Egy tanulmány megállapította, hogy amikor egy család elhagyta az otthont, a mikrobáik néhány napig megmaradtak, majd fokozatosan kimutathatatlan szintre csökkentek. A mikrobiális ujjlenyomat elvesztését a jövőben a törvényszéki tudósok felhasználhatják annak rekonstruálására, hogy mikor hagyta el a gyanúsított az otthonát vagy a rejtekhelyét.
Nem meglepő módon a fürdőszoba a legjobb hely egy otthonban vagy épületben, ahol a felületeken vagy a levegőben lévő mikrobákkal találkozhatunk. Egy fürdőszobában egy olyan egyszerű dolog, mint egy WC-öblítés, milliárdnyi baktériumot tartalmazó bioaeroszolokat hozhat létre, amelyek némelyike órákig a levegőben marad, elég sokáig ahhoz, hogy minden közeli felületre eljutson. A fedél lezárása csökkentheti a baktériumfelhőt, de nem annyira, mint gondolnánk. Még az ismételt öblítés sem tudja teljesen kiküszöbölni a székletbaktériumokkal teli bioaeroszolok keletkezését. Ennek eredményeként, amikor belépünk a mosdóba, baktériumokat fogunk belélegezni, és bármi, amihez hozzáérünk, be lesz borítva velük. Ez nem sok jót ígér a fogkefénknek. Mégis valahogy mégis életben vagyunk.
Az anyánktól és a közvetlen környezetünktől a születés alatt és után kapott mikrobiális kitettségen kívül a bélrendszerünket benépesítő mikrobák legfontosabb forrásait az elfogyasztott ételek határozzák meg. Az anyatejjel táplált újszülötteknél az anyatej egyszerre baktériumforrás és egy olyan étel, amelyet ezek a baktériumok szeretnek. Az anyatejben található egyes baktériumok a bélből származhatnak, és a keringő immunsejtek szállítják az emlőmirigyekbe, a bimbóudvar körüli bőrt benépesítő mikrobák mellett.
Amikor a baba közvetlenül a mellből iszik tejet, néhány szájüregi baktérium is csatlakozik a tejjel kapcsolatos mikrobákhoz a bélrendszerbe vezető úton. Az így átvitt baktériumok típusát az anya étrendje és a táplálás módja (pl. közvetlenül a mellen keresztül vagy közvetve, fejéssel) határozza meg. A csecsemő mikrobiomja megváltozik, amikor szilárd ételeket vezetnek be, amíg 2 és fél éves kor körül többé-kevésbé stabil felnőtt mikrobiomra nem hasonlít. Számos tanulmány eredményei kimutatták, hogy a korai életszakaszok a legkritikusabbak a felnőtt mikrobiom fejlődése szempontjából.
Két óra és öt másodperc a gyomor-bélrendszeri végzetig
Mindannyian ismerünk olyan embereket, akik megszállottan törekszenek arra, hogy az ételüket „tisztán” tartsák. Az elfogyasztott ételnél tovább az asztalon álló, vagy a földre esett ételek kidobása meglehetősen elterjedt gyakorlattá vált az első világban. Kevés heurisztika vagy gyorsított szabály vált népszerűvé ennek eredményeként, mint például a „kétórás szabály” az étel kihagyására, és az „öt másodperces szabály” a padlót ért étel elfogyasztására. Véleményem szerint az öt másodperces szabály a legelőnyösebb abban, hogy segítsen a szülőknek kevésbé bűntudatot érezni, amikor a kisgyermekeik tökéletesen jó ételt dobálnak ki az etetőszékükből a földre. Az én kisgyerekemet nem érdekli az élelmiszer-higiénia, akkor miért is érdekelne? Ugyanez vonatkozik a kétórás szabályra is – néha elfoglaltak vagyunk, és elfelejtjük, hogy a chili egész este a hideg tűzhelyen volt. Ez azt jelenti, hogy akkor is rendben van, ha újra felmelegítjük? Hogyan élte túl bárki is a hűtés előtti időszakot?
Ha élelmiszer-biztonsági tudós vagy mikrobiológus vagy, az a feladatod, hogy azonosítsd az élelmiszer-tárolás és -előkészítés során felmerülő lehetséges veszélyeket, amelyek szennyeződéshez és megbetegedésekhez vezethetnek. Ez főként az ipari és kereskedelmi élelmiszer-termelésre és -előkészítésre vonatkozik. Bárki, aki éttermeket ellenőriz, egyértelművé teszi, hogy sokféle eljárással rendelkeznek, és némelyikük jobb, mint mások. Egyszer egy helyi ellenőr elmondta nekem, hogy mely éttermeket kerüli (de nem állított meg, mert az egyik helyet túlságosan is szeretem). Az ő esetében, és az élelmiszer-mikrobiológusok esetében is, még a szennyeződés lehetősége is problémás. Sokkal kevésbé aggasztó a relatív kockázat, ami annak a valószínűsége, hogy bizonyos gyakorlatok szennyeződéshez és megbetegedésekhez vezetnek. Ezért még a legkisebb kockázat is szabálysértésnek tekinthető. Másképp fogalmazva, még a legkisebb kockázat is, hogy az ellenőrök úgy tűnjenek, mintha nem végeznék a munkájukat, problémát jelenthet számukra.
Az évek során ez a nulla kockázatú gondolkodásmód az ételkészítéssel és -tárolással kapcsolatban bekerült a háztartásokba. A kétórás szabály jó példa erre. A legtöbb ember nem is várna ilyen sokáig, hogy kidobja az ételt. Mégis, a két órára kint hagyott ételekben a kórokozók elszaporodása miatti aggodalom nagy része néhány fontos feltételezés eredménye. Ide tartoznak azok a feltételezések, hogy egy vagy több kórokozó mikroba életképes kolóniájával indulunk, hogy az élelmiszer alacsony só- és tartósítószer-tartalmú, semleges pH-jú, és hogy optimális hőmérsékleten, 80 Fahrenheit-fok (~27°C) felett van. A mikrobiológia órákon használt klasszikus ételmérgezés esete a nagymama, aki krumplisalátát készít a nyári piknikre, kézzel összekeveri, és így beoltja a bőrt megtelepedő baktériumokkal. Staphylococcus aureusAztán egész délután kint van a piknikasztalon (sokkal tovább, mint két órán keresztül), és BUMM, mindenki ételmérgezést kap. Ez minden bizonnyal jó módja annak, hogy növeljük a családi járványkitörés esélyét, de ez a tökéletes vihar, és sok mindennek kellett történnie ebben a forgatókönyvben ahhoz, hogy mindenki megbetegedjen.
A keresztszennyeződés problémát jelenthet, különösen akkor, ha olyasmit készítesz, amit nyersen is elfogyasztasz, ugyanott, ahol a csirkét feldaraboltad. Még a csirkehússal való tisztálkodásnak is megvannak a maga korlátai – a CDC óvatosságra int a főzés előtti mosás ellen, nehogy baktériumokkal teli cseppek gyűljenek össze a mosogató körül. Valójában a legtöbb, megfelelően átfőtt étel biztonságos, és négy óra ésszerű idő arra, hogy a legtöbb ételt szobahőmérsékleten hagyjuk. Mint mindennel, az emberek általában jól vannak, ha használják a józan eszüket, és kitakarítják a konyhában keletkezett rendetlenséget.
A józan ész az öt másodperces szabály értékelésénél is működik. Az öt másodperces szabály kimondja, hogy ha öt másodpercnél hamarabb veszed fel az ételt a padlón, akkor rendben van megenni. Néhány tanulmány és médiajelentés komolyan vette ezt, hogy rámutassanak, hogy a baktériumok valóban rátapadnak az ételre, függetlenül attól, hogy mennyi ideig van a padlón. De mennyire hasznos ez? Akkor fogsz baktériumokat enni, ha az ételed bármivel érintkezik, ami nem steril felülettel érintkezett. Ami még fontosabb, mekkora az esélye annak, hogy az adott ételdarabon lévő baktériumok patogén baktérium- vagy vírustörzsek, vagy elegendő dózist juttatnak el a szervezetbe ahhoz, hogy megbetegedést okozzanak?
Ahogy korábban említettem, a beltéri környezetben élő mikrobák többé-kevésbé utánozzák a kültéri környezet mikrobáit, plusz a lakók mikrobiomját, így valószínű, hogy már lenyeli vagy belélegzi a baktériumok nagy részét. Persze, ha a padlóra ejtett ételdarabot krumplisaláta készítéséhez használja, majd egész nap 100 fokos hőségben hagyja, az nem biztos, hogy a legjobb ötlet. Vagy ha előző nap csirkét vágott, és nem volt hajlandó feltakarítani a padlóra ejtett levet, akkor nagyobb adagot kaphat. Campylobacter jejuni or Salmonella enteriditis mint amivel a tested megszokott lenne. Különben elég csekély az esélye annak, hogy meghalsz vagy akár megbetegszel a földre esett ételtől. Nem nulla, de közelebb van hozzá, mint a legtöbb ember gondolja. Csak ne mondd el senkinek, hogy én mondtam, és ne láss senkit, hogy csinálod.
A rossz baktériumok elmélete
Az „egészséges” mikrobiom fogalma csak néhány évtizede létezik, de a „megölni akaró halálos kórokozó” fogalma már sokkal régebb óta létezik. Ennek a történelmi egyensúlyhiánynak a következtében még mindig sok időt töltünk a kórokozó mikrobákkal, és kevesebbet azzal, hogy hogyan tarthatjuk távol a bajt okozó baktériumokat a normál mikrobiális környezetünkben. Ahogy már említettem, a technológia, amelyet a tudósok a mikrobiális ökológia tanulmányozására használnak, viszonylag új. Ezzel szemben egyetlen betegséget okozó mikroorganizmus izolálásának és tenyésztésének képessége már több mint egy évszázada létezik.
A mikroorganizmusok által okozott betegségek koncepciójának, az úgynevezett csíraelméletnek, számos más, versengő elméletet kellett legyőznie. A legnépszerűbbek közé tartoztak a miazma- és a szennyeződéselméletek. A miazma-elmélet szerint a betegségeket a légkörben lévő mérgező gázok okozzák, amelyek a szerves anyagok rothadásával szabadulnak fel. A nagyon hasonló szennyeződéselmélet az emberi hulladék általi víz- és levegőszennyezésre összpontosított. Bár ezek a modern mércével mérve primitívnek hangzanak, sok mainstream tudós támogatta őket, egészen az 1930-as évekig. Még néhány ma használt kifejezés is ezekből az elméletekből ered, mint például a malária, ami lényegében „rossz levegőt” jelent.
Csak a 19. század végén voltth században Robert Koch bemutatta kritériumait, amelyeket ma Koch posztulátumai, annak bizonyítására, hogy egy betegséget egy specifikus, szűrhető mikroorganizmus okoz. A legtöbb tudományos előrelépéshez hasonlóan Koch sem a semmiből fejlesztette ki ezeket az ötleteket. Mások is hasonlóképpen gondolkodtak. De ő sikert aratott ott, ahol mások kudarcot vallottak, világos magyarázattal arról, hogyan reprodukálja munkáját és alkalmazza azt számos különböző fertőző betegségre. Koch posztulátumai kimondják, hogy képesnek kell lenni arra, hogy egy organizmust izoláljunk egy fertőzött egyedből, tenyésztsük azt kultúrában, visszajuttassuk egy egészséges állatba, majd újra izoláljuk és azonosítsuk a mikrobát, mint az eredetileg izolált és feltételezett kórokozóval azonosat. Ezeket a posztulátumokat a lépfenével végzett munkája alapján alkotta meg, és további adatokat szolgáltatott a tuberkulózissal és a kolerával kapcsolatban.
Bár Koch és mások munkája a betegségeket okozó baktériumok izolálásában robbanásszerű fejlődést indított el a halálos kórokozók azonosításában, más betegségeket okozó ágensek, mint például a vírusok, rejtve és ismeretlenek maradtak. Túl kicsik voltak ahhoz, hogy fénymikroszkóppal láthatóvá váljanak, és nem lehetett őket tenyészteni gazdasejtek nélkül a fertőzéshez. El lehet képzelni a tudósok frusztrációját, amikor olyan betegségeket figyeltek meg, amelyek nyilvánvalóan fertőzőek voltak, de nem tudták izolálni a kórokozót. Tökéletes példa erre az 1918-as spanyolnátha. Sok kutató alig várta, hogy Koch posztulátumait alkalmazva felfedezze a fertőző ágenst az influenzás betegek tüdejében. A helyzetet tovább bonyolítja, hogy a súlyos betegségben szenvedő influenzás betegeknél gyakran alakul ki tüdőgyulladás másodlagos bakteriális fertőzések miatt. Ennek eredményeként kezdetben ezeket az organizmusokat vélték az influenza kórokozóinak. Ami még fontosabb, ugyanazt a mikrobát nem mindig lehetett izolálni az influenzás betegek tüdejéből. Az eredmény egy ellentmondásos bizonyítékok kavalkádja lett, és mire egy vírust azonosítottak az influenza kórokozójaként, a világjárvány már rég véget ért. Az influenzáról és más vírusokról a 3. fejezetben sokkal bővebben fogok beszélni.
Miután a kutatók megértették a betegségek csíraelméletét, számos különböző, betegséget okozó mikroorganizmust izoláltak, és újra bejuttathattak kísérleti állatokba. Egy dolog azonban mégis történt: az állatok hajlamosak voltak ellenállni a további kihívásoknak az aktív immunválasz miatt. Kísérleti állatok felhasználásával a szerzett immunitás mechanizmusait tanulmányozni és alkalmazni lehetett a betegellátás javítására olyan antiszérumok és vakcinák kifejlesztése révén, amelyek megvédik az embereket a fertőzéstől vagy újrafertőződéstől. És ez elvezet a kedvenc témámhoz!
Immunológia 101
1994-ben, az első immunológiai alapképzéses kurzusom után biztos voltam benne, hogy immunológus leszek. Ez több mint huszonöt évvel ezelőtt történt, és azóta tanárként és mentorként sokaknak bemutattam az immunrendszert. Ahogyan én gyakran csinálom, egy klasszikus példával élve, valahogy így hangzik: a forgatókönyv akkor kezdődik, amikor valaki rálép egy szögre. A feleségem 2009-ben rálépett egy kiálló szőnyegszögre, amikor egy nem tökéletes szállodában szálltunk meg, miközben az édesapjával járt Kínában. Nem örült neki, mert attól tartott, hogy a szög behurcolhatta a baktériumot. Clostridium tetani a lába lágy szövetébe. Ha ez megtörténik, és a baktériumok túlélik, és kellő mértékben elszaporodnak, akkor egy kellemetlen, neuromuszkuláris aktivitást fokozó toxint, úgynevezett tetanusz toxint termelnek, ami kontrollálhatatlan izom-összehúzódásokat okoz, leggyakrabban szájzárként jelentkezik.
Mivel immunológus vagyok, valami ilyesmit kérdeztem tőle: „De be van oltva, ugye? A Békehadtestnél voltál. Minden ellen beoltanak.” Elismerte, hogy ez igaz. „Akkor ne aggódj emiatt. Jól leszel” – mondtam magabiztosan.
Magabiztos lehettem, mert megértettem az immunológiai memória fogalmát. Az immunrendszer képes olyan sejteket aktiválni, amelyek minden elképzelhető kórokozóra specifikusak, és miután a fertőzés megszűnt, ezek közül a sejtek közül néhány memóriasejtként marad meg, olyan sejtek, amelyek sokkal gyorsabban és könnyebben aktiválódnak ugyanazzal vagy hasonló kórokozóval történő újrafertőződés esetén. Ez az oltás mögötti alapelv – megpróbáljuk becsapni az immunrendszert, elhitetve vele, hogy a szervezet megfertőződött, kórokozók részeivel vagy egy legyengített kórokozóval, hogy ugyanazt a reakciót és specifikus memóriasejtek fejlődését váltsuk ki, anélkül, hogy komoly primer fertőzés kockázata állna fenn.
Ha a korai gyulladásos válasz nem akadályozza meg a fertőzést, a közeli szövetekben található immunsejtek, az úgynevezett makrofágok érzékelni fogják a problémát. Ezek a sejtek a szöveteinkben várják a veszélyjelzést egy baktériummal való találkozáskor, például C. tetaniAktiválás után a makrofágok nagyon ügyessé válnak a fagocitózisban (azaz a baktériumok bekebelezésében és lebontásában a fagolizoszómáknak nevezett intracelluláris buborékokban), és képesek elpusztítani számos behatoló mikrobát, valamint eltávolítani a fertőzés következtében elpusztult gazdasejteket.
Bizonyos esetekben a korai immunválasz nem lesz elegendő ahhoz, hogy megszabaduljon a kis, de jelentős mennyiségű vírustól. C. tetani vagy a toxin, amelyet akkor termel, miután valaki rálép egy szögre. Ekkor indul be az adaptív immunválasz. Ez körülbelül 4 nappal a fertőzés után kezdődik, és körülbelül 10 napnál éri el a csúcspontját. Az adaptív válasz akkor kezdődik, amikor a dendritikus sejteknek (DC-knek) nevezett szöveti sejtek aktiválódnak ugyanazokkal a jelekkel, amelyek más veleszületett immunsejteket is aktiválnak. A makrofágokhoz hasonlóan a DC-k is fagocitálják és alkotóelemeikre bontják a kórokozókat. Aktiválódásuk után azonban elhagyják a fertőzött szövetet, és egy nyirokcsomóba vándorolnak, ahol közvetlenül kölcsönhatásba lépnek az adaptív immunsejtekkel, az úgynevezett T-sejtekkel.
Mivel a T-sejtek annyira változatosak, egy adott fertőzés során csak néhányuk aktiválódik, és ezek az aktivált sejtek kétségbeesetten osztódnak, hogy több millió klónt hozzanak létre magukból, 4-6 óránként osztódva. Ezt több napon keresztül teszik, hogy hatalmas számú azonos sejtet hozzanak létre (ezért tart idő, mire egy adaptív immunválasz beindul). Az így aktivált T-sejtek közül sok elhagyja a nyirokcsomót, és a fertőzés helyére vándorol, kémiai jeleket követve, akárcsak más immunsejtek.
Ugyanakkor egyes T-sejtek kölcsönhatásba lépnek a nyirokcsomó más sejtjeivel, az úgynevezett B-sejtekkel. A B-sejtek a csontvelőből származnak, és képesek felismerni a felszínükön található receptorokkal rendelkező, a fehérjéken kívüli részeket. A B-sejtek egy oldható formát vagy felszíni receptort választanak ki, amelyet antitesteknek nevezünk. Az antitestek megkötik a kórokozókat vagy fehérjéket, és elősegítik azok elpusztítását, felvételét és lebontását a makrofágok által. Ha egy T-sejt felismeri a kórokozó ugyanazon részét, vagy „antigént”, akkor a T-sejt „segítséget” nyújt a B-sejtnek, hogy a B-sejt még erősebb kötődésű antitesteket tudjon termelni. Más T-sejtek képesek elpusztítani a fertőzött sejteket, megakadályozva a fertőzés terjedését. Ezen folyamatok révén az adaptív immunválasz egy erősen kórokozó-specifikus választ generál, amely sokkal célzottabb, kevésbé káros és jobban szabályozott, mint a korai veleszületett gyulladásos válasz.
Végül, ahogy az adaptív immunválasz elpusztítja a behatoló mikrobákat és az általuk termelt toxinokat, a fertőzés helyén lévő immunsejtek nem kapnak aktiválási jeleket, és elkezdenek „megszüntetni és elállni” jeleket kapni. Ezen sejtek többsége elpusztul, és a makrofágok felszedik és lebontják őket, amelyek eltakarítják a szennyeződést. Végül a szövet meggyógyul, az elhalt bőr- és izomsejtek pótolódnak, és minden visszatér a normális kerékvágásba.
De nem csak ez történik. A nyirokcsomókban és a lépben az aktivált T-sejtek egy része memóriasejtekké válik. A memóriasejtek aktiválódhatnak és sokkal gyorsabban osztódhatnak, ha valaha is újra találkoznak ugyanazzal az antigénnel. Ily módon minden életünk során elszenvedett fertőzésre emlékszünk. Mivel a védőoltások utánozzák ezt a választ, minden valaha kapott oltásra is emlékszünk. Néha ez az emlék kicsit gyengül, és újabb oltást kell kapnunk, különben fogékonyak leszünk egy enyhébb (eredményesebb) fertőzésre, de a memóriasejtektől kapott segítség egy újrafertőzés vagy egy emlékeztető oltás során jobb, mint a nulláról kezdeni. És így tart életben minket az immunrendszer egy potenciálisan halálos baktériumokkal, gombákkal és vírusokkal teli világban.
Ha az immunrendszer ilyen jól támadja a baktériumokat, gombákat és vírusokat, miért nem támadja folyamatosan a körülöttünk, rajtunk és bennünk élő hihetetlenül sok mikrobát? Miért nem robban fel az immunrendszerünk a bőrünkben, tüdőnkben, szánkban és belekben található összes mikroba-észlelő jeltől?
Nem azért teszi ezt, mert az immunrendszernek van egy tulajdonsága is, amit úgy hívnak, hogy immunológiai tolerancia, amelyben az immunmechanizmusok elnyomódnak a szükségtelen járulékos károsodások elkerülése érdekében. Az immun tolerancia nemcsak a saját fehérjéinkre terjed ki, hanem a nem fenyegető mikrobiális környezetünkre is. Az állandó mikrobiális kitettségnek kitett szövetek, mint például a bélrendszerünk, toleranciát indukáló sejtekkel (ún. T-szabályozó sejtekkel) vannak tele, amelyek segítenek az immunrendszernek ellenőrizni önmagát és megelőzni az autoimmun betegségeket.
De néha az immunrendszer nem tolerálja azt, aminek lennie kellene, és az emberek autoimmun betegségeket, allergiákat vagy nem megfelelő reakciót kapnak egy fertőzésre. Érdekes módon ezeknek az állapotoknak az előfordulása a fejlett világban mindenhol növekszik, mert annak ellenére, hogy mikrobák vesznek körül minket, valójában egyre jobbak vagyunk a „tisztaságban”, mint azt gondolnánk.
Csatlakozz a beszélgetéshez:
Megjelent egy Creative Commons Nevezd meg! 4.0 Nemzetközi licenc
Újranyomtatáshoz kérjük, állítsa vissza a kanonikus linket az eredetire. Brownstone Intézet Cikk és szerző.
