Seuraava on ote luvusta 1 teoksesta Mikrobien planeetan pelko: Kuinka germofobinen turvallisuuskulttuuri tekee meistä vähemmän turvallisia.
Kun siskoni menee ensimmäistä kertaa hotellihuoneeseen, hän ottaa mukaansa rasian desinfiointipyyhkeitä ja pyyhkii niillä kaikki pinnat, jotka olisivat voineet olla kosketuksissa ihmisen kanssa lähimenneisyydessä. Hän ei tee mitään muuta ennen tätä. Ei istu alas, ei pura tavaroita. Ei mitään.
"Miksi teet niin?" kysyin häneltä.
"Et koskaan tiedä, mitä tai kuka siellä on ollut", hän vastasi.
Se pätee kaikkialla, minne ikinä menetkin, ajattelin, mutta en painottanut asiaa enempää sillä hetkellä. Siskoni on bakteereja pelkäävä, ja tiesin, ettei hän vakuuttuisi mistään muusta, mitä hänen pikkuveljellään saattaisi olla sanottavanaan, vaikka olisinkin tartuntatautitutkija. Mutta ehkä sinä vakuutut.
Germofoobit elävät kieltämisessä
Bakteerifoobit (joita voitaisiin kirjoittaa myös germafobeiksi) elävät kieltämistilassa, koska mikrobeja on kaikkialla, eikä niitä voida välttää. Maapallolla on arviolta 6 × 10^30 bakteerisolua joka hetki. Millä tahansa mittapuulla tämä on valtava määrä biomassaa, toiseksi suurin vain kasvien jälkeen ja yli 30-kertaisesti suurempi kuin kaikkien eläinten biomassa. Mikrobit muodostavat jopa 90 prosenttia valtamerten biomassasta, 10^30 solua, mikä vastaa 240 miljardin afrikkalaisen norsun painoa. Hengittämämme ilma sisältää merkittävän määrän orgaanisia hiukkasia, joihin kuuluu yli 1,800 XNUMX bakteerilajia ja satoja sienilajeja ilmassa itiöiden ja sienirihmastojen muodossa. Jotkut mikrobit voivat pysyä ilmassa päiviä tai viikkoja, yleensä tarttumalla pölyyn tai maaperän hiukkasiin. Hengittämämme ilman valtava tiheys tarkoittaa, että hengitämme tuhansia mikrobihiukkasia jokaista ulkona vietettyä tuntia kohden. Sisälle meneminen ei ole paljon erilaista, koska sisäilma yhdistetään yleensä välittömään ulkoympäristöön, ja eroja esiintyy ilmanvaihdon ja läsnäolon vuoksi. On lähes mahdotonta löytää täysin steriiliä paikkaa, sisä- tai ulkotiloissa, vaikka jotkut paikat ovatkin likaisempia kuin toiset.
Jos työskentelet tunkkaisessa, vesivahingoittumassa kellarissa ilman hengityssuojainta, homeisen kipsilevyn poistaminen voi altistaa sinut helposti sadoille miljoonille sieni-itiöille, jotka ärsyttävät kurkkuasi, poskionteloitasi ja keuhkojasi. Syksyllä haravoimasi lehdet, ne, jotka jätit huomiotta jonkin aikaa, kunnes niistä tuli märkä, ruskea sotku, kunnes sää vihdoin kuivui ja lämpeni, ovat saattaneet vapauttaa bakteeri- ja sienipilven, kun vihdoin pääsit haravoimaan tai puhaltamaan ne. Ja myöhemmin, kun rentoutuit riippumatossasi, sinulla on saattanut olla pieni yskä. Se oli keuhkojesi yritys päästä eroon kaikista niistä mikrobeista, jotka herätit ja hengitit. Mutta luultavasti pääsit siitä yli. Keuhkot ovat melko hyviä poistamaan useimpia hiukkasia, jopa eläviä.
Aikaisemmin kesällä järvessä uimassa ollessa altistui biljoonille mikrobeille heti veteen mennessään. Bakteerit ja muut yksisoluiset organismit olivat jo kukkineet lämpimässä, ravinteikkaassa vedessä tähtitieteellisiä määriä kesäkautta varten. Vaikka luulit pitäväsi suusi kiinni, et pitänyt niitä täysin poissa. Ei hätää, sanot, uin vain uima-altaissa ja välttelen kaikkia noita bakteereja. Silti uima-altaat, vaikka niissä on antimikrobisia määriä klooria, saattavat silti sisältää ulostetta. E. yhtiöli ja Pseudomonas aeruginosa. Älkää edes aloittako lastenaltaasta. Luulitko, että uimavaipat estävät paljon? Öö, et. Kakka ja sen mukana tulevat mikrobit löytävät tiensä.
Kaikki järvessä ja altaassa olevat bakteerit eivät elä ja lisäänny vedessä luonnostaan. Merkittävä osa niistä on peräisin eläimistä, myös ihmisistä. Ihollamme, suussamme ja suolistossamme elää biljoonia bakteereja. Altaassa ei ole mikrobeja, koska kemialliset käsittelyt eivät toimineet, vaan mikrobeja, koska... siinä on ihmisiä. Me olemme kirjaimellisesti bakteereja valmistavia tehtaitaSe on kaikkialla päällämme, sisällämme ja kaikessa, mihin koskemme.
Kun olin yliopistossa, eräs paikallinen veljeskunta järjesti porealtaiden maratonin varainkeruun, jossa osallistujia kannustettiin istumaan porealtaissa niin kauan kuin mahdollista. Jotkut tekivät niin tuntikausia. Seuraavien päivien aikana monille heistä kehittyi kutiavia, punaisia, paukamaisia ihottumia, joiden ympärillä oli rakkuloita karvatuppien ympärillä. Ei ole yllättävää, että koko tuo aika porealtaissa muutti ne suuriksi bakteeriliemiviljelmiksi, joihin veljeskunnan pojat ja tytöt istuttivat lähekkäin. Kuuma vesi, edes kemiallisesti käsitelty, ei pystynyt tukahduttamaan kasvua ikuisesti, ja bakteerit, todennäköisesti ihoa kolonisoivat ja ihottumaa aiheuttavat... Pseudomonas aeruginosa, kasvoi eksponentiaalisesti. Mitään pahaa ulkopuolista saastumista ei ollut. Kaiken sen lähde Pseudomonasepäilemättä olivat ihmiset itse.
Ihmiset mikrobien bioreaktoreina
Kehomme on niin monipuolinen, että solujamme (yhteensä noin 10 biljoonaa) on kymmenkertaisesti enemmän kuin mikrobiasukkaitamme (yhteensä noin 100 biljoonaa). Kehomme mikrobisto on uskomattoman monimuotoinen, ja tuhansia bakteeri- ja sienilajeja ilmentää yhteensä 4.4 miljoonaa geeniä, kun taas oma niukka 21,000 XNUMX geenin genomimme on sellainen. Kuten tiedetoimittaja ja ekologi Alanna Collen totesi erinomaisessa ihmisen mikrobiston johdatusteoksessaan 10 % ihmistäGeneettisesti emme ole edes 10-prosenttisesti ihmisiä, vaan pikemminkin 0.5 prosenttia.
Milloin ja mistä saamme kaikki nuo mikrobit?
Jokaiselle, joka on kokenut luonnollisen synnytyksen, on selvää, ettei vauva synny täysin puhtaassa ympäristössä. Ensinnäkin äidin emätin on täynnä bakteereja, pääasiassa sukuun kuuluvia Lactobacillus. Saatat tunnistaa Lactobacillus jogurttituotteiden ainesosaluettelosta, koska se on usein tärkeä osa. Siksi jotkut rapeakätiset kätilöt kehottavat raskaana olevia naisia hieromaan jogurttia vaginaansa, jos he epäilevät saavansa hiivatulehduksen. Joten vauvat altistuvat jogurttibakteereille? Siinä ei ole mitään väärää! Mutta siinä ei ole kaikki. Toinen yleinen ilmiö – synnyttävät naiset saattavat ulostaa. Voimakkaan alavatsan ja lantion paineen vuoksi synnyttävä nainen alkaa usein menettää kontrollin ja voi joskus työntää kaiken ulos. Ja seurauksena vauva voi altistua äidin ulostebakteereille emättimen bakteerien lisäksi. Jos tämä altistuminen ei tapahdu syntymässä, se voi tapahtua myös myöhemmin sairaalassa tai kotona, koska ulostebakteerit leviävät helposti aerosoliin/ilmaan ja hengitetään tai nieltään. Joka tapauksessa jokainen terve vauva lopulta kolonisoituu... E. coli, Bacteroides, Clostridium, Staphylococcusja Streptococcus lajeja, vain muutamia mainitakseni. Jos äiti imettää, vauva altistuu myös muille laktobasilleille ja bifidobakteereille.
Kun vauva alkaa syödä kiinteitä ruokia, hänen suolistonsa mikrobiota sopeutuu uusiin kuidun, sokerien, proteiinin ja rasvojen lähteisiin monimuotoisemmalla ja "aikuismaisemmalla" mikrobistilla. Aikuisen mikrobiomi on vähemmän dynaaminen kuin vauvalla ensimmäisenä elinvuotenaan, mutta aikuisen mikrobiomia voivat silti häiritä ruokavalion muutokset, yleinen terveydentila, antibioottialtistus tai infektiot. Käsittelen luvussa 2 tarkemmin, miten nämä muutokset voivat häiritä mikrobiomia ja miten ne voivat liittyä nykyaikaisiin terveysongelmiin. Mutta näistä häiriöistä huolimatta ihmiset ovat täynnä mikrobeja ja altistuvat päivittäin valtavalle määrälle muita mikrobeja kotona, koulussa, toimistolla tai melkein missä tahansa muualla maapallolla.
Koti on siellä missä bakteerit ovat
Kun sekvensointitekniikkaa käytettiin myös kotitalouksien ja toimistojen ilman ja pölyn mikrobien monimuotoisuuden määrittämiseen, tulokset olivat kiehtovia. Sisämikrobeja voi olla pinnoilla tai ilmassa bioaerosoleina. Ei ole yllättävää, että sisämikrobien ja bioaerosolien tärkein lähde on paikallinen ulkoympäristö. Bioaerosoleja on kuitenkin peräisin myös eläimistä ja ihmisistä hengityksen, ihosolujen irtoamisen tai wc:n käytön kautta. Pinnoilla olevat hiukkaset voivat leijua ilmassa bioaerosoleina kävellessä, imuroitaessa, siivoaessa ja jopa nukkuessa, koska sänkysi on täynnä kuolleita ihosoluja, sieniä ja bakteereja.
Kaikissa kodeissa tai rakennuksissa, joissa asuu ihmisiä, on runsaasti ihmisiä kolonisoivia bakteereja. Itse asiassa on mahdollista ennustaa, onko kodissa pääasiassa miehiä vai naisia, heidän mikrobiprofiilinsa perusteella, sillä suurempi miesten prosenttiosuus liittyi suurempaan bakteerien runsauteen. Corynebacterium, Dermabakteerija Roseburia lajeja, kun taas naarailla esiintyi lisääntynyttä Lactobacillus laji. Myös se, oliko perheellä kissa vai koira, voitiin määrittää 16S rRNA -sekvensoinnilla. Koirat tuovat mukanaan suuremman bakteerien monimuotoisuuden, sillä niillä on 56 erilaista bakteerityyppiä verrattuna kissojen 24 bakteerityyppiin. Kissat ainakin puhdistavat itsensä ja käyttävät paljon vähemmän aikaa toistensa takapuolten nuuhkimiseen, joten ehkä se selittää eron.
Vielä vaikuttavampaa on se, että kun yhä useampien yksilöiden mikrobistoa sekvensoitiin, kävi ilmeiseksi, että jokaisella yksilöllä on ainutlaatuinen mikrobiyhteisö, yhtä ainutlaatuinen kuin sormenjälki. Vaikka nämä erilliset mikrobiomit pysyvät enemmän tai vähemmän vakaina aikuisuuteen asti, niitä voivat muuttaa esimerkiksi ruokavalio, ikä ja hormonit. Lisäksi geneettisesti sukua olevilla ja yhdessä elävillä yksilöillä on usein myös samankaltaisia mikrobiyhteisöjä. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että kun perhe muutti pois kotoa, heidän mikrobinsa viipyivät elimistössä muutaman päivän ja vähenivät vähitellen havaitsemattomille tasoille. Oikeuslääketieteelliset tutkijat voisivat tulevaisuudessa käyttää tätä mikrobien sormenjäljen menetystä apunaan luodakseen uudelleen aikajanan siitä, milloin epäilty poistui kodistaan tai piilopaikastaan.
Ei ole yllättävää, että kylpyhuone on kodin tai rakennuksen paras paikka kohdata pinnoilla tai ilmassa olevia mikrobeja. Kylpyhuoneessa jo niin yksinkertainen asia kuin wc-pöntön huuhtelu voi tuottaa bioaerosoleja, jotka sisältävät miljardeja bakteereja. Jotkut näistä bakteereista pysyvät ilmassa tuntikausia, riittävän kauan, jotta ne leviävät kaikille lähellä oleville pinnoille. Kannen sulkeminen voi vähentää bakteeripatsasta, mutta ei niin paljon kuin luulisi. Edes toistuva huuhtelu ei voi täysin poistaa ulostebakteerien kyllästämien bioaerosolien muodostumista. Tämän seurauksena vessaan astuessasi hengität bakteereja sisään, ja kaikki, mihin kosket, on niiden peitossa. Tämä ei ennusta hyvää hammasharjallesi. Silti olet jotenkin elossa.
Äideiltämme ja lähiympäristöstämme synnytyksen aikana ja sen jälkeen saamiemme mikrobien lisäksi merkittävimmät suolistoomme asettuvat mikrobien lähteet määräytyvät syömämme ruoan kautta. Vastasyntyneillä, joita imetetään, rintamaito on sekä bakteerien lähde että ravintoa, jota nämä bakteerit rakastavat. Jotkut rintamaidon bakteerit voivat olla peräisin suolistosta ja kulkeutua rintarauhasiin verenkierrossa olevien immuunisolujen mukana, sekä nännipihan ympärillä olevaa ihoa asuttavien mikrobien lisäksi.
Kun vauva juo maitoa suoraan rinnasta, jotkut suun bakteerit liittyvät myös maitoon liittyvien mikrobien joukkoon matkallaan suolistoon. Tällä tavoin siirtyvien bakteerien tyypit määräytyvät äidin ruokavalion ja ruokintatavan mukaan (esim. joko suoraan rinnan kautta tai epäsuorasti pumppaamalla). Imeväisen mikrobiomi muuttuu, kun vauvaan lisätään kiinteitä ruokia, kunnes se alkaa muistuttaa enemmän tai vähemmän vakaata aikuisen mikrobiomia noin 2 ½ vuoden iässä. Lukuisien tutkimusten tulokset ovat osoittaneet, että varhaisen elämän vaiheet ovat kriittisimpiä aikuisen mikrobiomin kehitykselle.
Kaksi tuntia ja viisi sekuntia ruoansulatuskanavan tuhoon
Me kaikki tunnemme ihmisiä, jotka ovat pakkomielteisesti pitäneet ruokansa "puhtaana". Pöydällä syömisen kestäneen ajan ylittäneen ruoan tai lattialle pudonneen ruoan heittäminen pois on tullut melko yleiseksi käytännöksi. Tämän seurauksena on vain vähän heuristiikkoja tai oikotiesääntöjä, kuten "kahden tunnin sääntö" ruoan pois jättämiseen ja "viiden sekunnin sääntö" lattiaa koskettaneen ruoan syömiseen. Mielestäni viiden sekunnin sääntö on hyödyllisin auttamaan vanhempia tuntemaan vähemmän syyllisyyttä, kun heidän taaperonsa heittävät täysin hyvää ruokaa syöttötuoleistaan lattialle. Minun taaperoni ei välitä ruokahygieniasta, joten miksi minun pitäisi? Sama pätee kahden tunnin sääntöön – joskus meillä on kiire ja unohdamme, että chili oli kylmällä liedellä koko illan. Tarkoittaako se, että se on silti ok, jos lämmitämme sen uudelleen? Miten kukaan selvisi ennen jääkaappien käyttöä?
Jos olet elintarviketurvallisuustutkija tai mikrobiologi, tehtäväsi on tunnistaa elintarvikkeiden varastoinnissa ja valmistuksessa mahdollisesti esiintyvät vaarat, jotka voivat johtaa saastumiseen ja sairastumiseen. Tämä koskee pääasiassa teollista ja kaupallista elintarvikkeiden tuotantoa ja valmistusta. Jokainen, joka tarkastaa ravintoloita, huomaa, että niillä on laaja valikoima menettelytapoja ja jotkut niistä ovat parempia kuin toiset. Kerran paikallinen tarkastaja kertoi minulle, mitä ravintoloita hän vältti (ei kuitenkaan estänyt minua, koska pidän yhdestä paikasta liikaa). Hänen tapauksessaan ja elintarvikemikrobiologien tapauksessa jopa saastumisen mahdollisuus on ongelmallinen. Paljon vähemmän huolestuttavaa on suhteellinen riski, joka tarkoittaa todennäköisyyttä, että tietyt käytännöt johtavat saastumiseen ja sairastumiseen. Siksi pienintäkin riskiä voidaan pitää rikkomuksena. Toisin sanoen pieninkin riski siitä, että tarkastajat näyttävät siltä kuin he eivät tekisi työtään, voi olla heille ongelma.
Vuosien varrella tämä riskitön ajattelutapa ruoanlaitossa ja -säilytyksessä on levinnyt kotitalouksiin. Kahden tunnin sääntö on hyvä esimerkki. Useimmat ihmiset eivät edes odottaisi niin kauan heittääkseen ruokaa pois. Silti suuri osa huolesta taudinaiheuttajien kasvusta kahdeksi tunniksi säilytetyssä ruoassa johtuu joistakin tärkeistä oletuksista. Näihin kuuluvat oletukset siitä, että aluksi on olemassa elinkelpoinen yhden tai useamman patogeenisen mikrobin yhdyskunta, että ruoka sisältää vähän suolaa ja säilöntäaineita, sen pH on neutraali ja että sen lämpötila on optimaalinen, yli 80 °C. Klassinen esimerkki ruokamyrkytyksestä mikrobiologian tunneilla on isoäiti, joka valmistaa perunasalaattia kesäpiknikille sekoittaen sen käsillään ja siten tartuttaen siihen ihoa kolonisoivia bakteereja. Staphylococcus aureusSitten se lojuu piknikpöydällä koko iltapäivän (paljon pidempään kuin kaksi tuntia), ja PAM, kaikki saavat ruokamyrkytyksen. Se on varmasti hyvä tapa lisätä perheessä tapahtuvan tartuntariskiä, mutta se on täydellinen myrsky, ja siinä tilanteessa piti tapahtua paljon asioita, jotta kaikki sairastuisivat.
Ristikontaminaatio voi olla ongelma, varsinkin jos valmistat samassa paikassa, jossa juuri leikkasit kanaa, jotain, joka syödään raakana. Jopa puhtaudella kanan kanssa on rajoituksensa – CDC varoittaa pesemästä sitä ennen kypsentämistä, ettei pesualtaan ympärille synny kasa bakteereja täynnä olevia pisaroita. Todellisuudessa useimmat kohtuullisesti kypsennetyt ruoat ovat melko turvallisia, ja neljä tuntia on kohtuullinen aika säilyttää useimpia ruokia huoneenlämmössä. Kuten kaikessa, ihmiset pärjäävät yleensä hyvin, jos he käyttävät maalaisjärkeä ja siivoavat keittiössä tekemänsä sotkut.
Maalaisjärki toimii myös viiden sekunnin säännön arvioinnissa. Viiden sekunnin säännön mukaan jos nostat ruoan lattialle ennen kuin se on ollut viisi sekuntia, se on syötävissä. Joissakin tutkimuksissa ja mediaraporteissa on itse asiassa otettu tämä vakavasti ja osoitettu, että bakteerit tarttuvat ruokaan riippumatta siitä, kuinka kauan se on lattialla. Mutta kuinka hyödyllistä se on? Syöt bakteereja, kun ruokasi koskettaa mitä tahansa, mikä on ollut kosketuksissa epästeriilin pinnan kanssa. Vielä tärkeämpää on, mitkä ovat mahdollisuudet, että ruokapalalla olevat bakteerit ovat patogeeninen bakteerikanta tai virus tai että ne erittävät riittävän annoksen sairauden aiheuttamiseksi?
Kuten aiemmin mainitsin, sisäympäristön mikrobit matkivat enemmän tai vähemmän ulkoympäristön mikrobeja ja niiden asukkaiden mikrobiomeja, joten on todennäköistä, että nielet tai hengität jo sisään suuren osan näistä bakteereista. Toki, jos käytät lattialle pudonnutta ruokapalaa perunasalaatin valmistukseen ja jätät sen sitten ulos 100 asteen kuumuuteen koko päiväksi, se ei ehkä ole paras idea. Tai jos leikkasit kanaa edellisenä päivänä ja kieltäydyit siivoamasta kaikkia lattialle pudonneita mehuja, saatat saada suuremman annoksen... Campylobacter jejuni or Salmonella enteridiitti kuin mihin kehosi tulee tottumaan. Muuten mahdollisuudet sille, että kuolet tai jopa sairastut syödessäsi lattialle pudonnutta ruokaa, ovat melko pienet. Ei nolla, mutta lähempänä sitä kuin useimmat ihmiset tuntuvat ajattelevan. Älä vain kerro kenellekään, että kerroin sinulle, äläkä anna kenenkään nähdä sinun tekevän sitä.
Pahojen bakteerien teoria
Käsite "terveestä" mikrobiomista on ollut olemassa vasta muutaman vuosikymmenen, mutta käsite "tappavasta bakteerista, joka haluaa tappaa meidät" on ollut olemassa paljon pidempään. Tämän historiallisen epätasapainon seurauksena käytämme edelleen paljon aikaa patogeenisiin mikrobeihin ja vähemmän aikaa siihen, miten normaali mikrobiympäristömme voisi pitää ongelmalliset bakteerit loitolla. Kuten olen maininnut, teknologia, jota tiedemiehet käyttävät mikrobiekologian tutkimiseen, on melko uusi. Sitä vastoin kyky eristää ja viljellä yhtä tautia aiheuttavaa mikro-organismia on ollut olemassa yli vuosisadan ajan.
Mikro-organismien aiheuttamien sairauksien käsite, joka tunnetaan nimellä bakteeriteoria, joutui voittamaan useita muita kilpailevia teorioita. Joitakin suosituimpia olivat miasma- ja saastateoriat. Miasmateoria selitti, että sairaudet aiheutuivat ilmakehän myrkyllisistä kaasuista, joita vapautuu orgaanisen aineksen mätänemisestä. Hyvin samankaltainen saastateoria keskittyi veden ja ilman saastumiseen ihmisjätteillä. Vaikka nämä kuulostavat alkeellisilta nykystandardien mukaan, monet valtavirran tiedemiehet kannattivat niitä aina 1930-luvulle asti. Jopa jotkut nykyään käyttämämme termit ovat peräisin näistä teorioista, kuten malaria, joka tarkoittaa pohjimmiltaan "huonoa ilmaa".
Vasta 19. vuoden lopullath luvulla, jolloin Robert Koch esitteli kriteerinsä, jotka nykyään tunnetaan nimellä Kochin postulaatit, osoittamaan, että taudin aiheuttaa tietty, suodatettava mikro-organismi. Kuten useimmat tieteelliset edistysaskeleet, Koch ei kehittänyt näitä ideoita tyhjästä. Toiset ajattelivat samalla tavalla. Mutta hän onnistui siinä, missä toiset epäonnistuivat, selittämällä selkeästi, miten hänen työtään voidaan toistaa ja soveltaa moniin eri tartuntatauteihin. Kochin postulaattien mukaan organismi on kyettävä eristämään tartunnan saaneesta yksilöstä, kasvattamaan sitä viljelmässä, lisäämään se takaisin terveeseen eläimeen ja eristämään uudelleen ja tunnistamaan mikrobi identtiseksi alun perin eristetyn ja epäillyn taudinaiheuttajan kanssa. Hän muotoili nämä postulaatit pernaruton parissa tekemänsä työn perusteella ja tuotti edelleen tukevaa tietoa tuberkuloosista ja kolerasta.
Vaikka Kochin ja muiden työ tauteja aiheuttavien bakteerien eristämisessä käynnisti räjähdysmäisen kasvun tappavien bakteerien tunnistamisessa, muut tautia aiheuttavat tekijät, kuten virukset, pysyivät piilossa ja tuntemattomina. Ne olivat liian pieniä valomikroskooppien visualisoimiseksi, eikä niitä voitu kasvattaa viljelmässä ilman isäntäsoluja tartuttamaan. Voi kuvitella tiedemiesten turhautumisen, kun he havaitsivat selvästi tarttuvia tauteja, mutta eivät kyenneet eristämään aiheuttajaa. Täydellinen esimerkki on vuoden 1918 espanjantauti. Monet tutkijat halusivat kovasti soveltaa Kochin postulaatteja löytääkseen tartunnanaiheuttajan influenssapotilaiden keuhkoista. Asiaa mutkistaa se, että vakavasti sairaat influenssapotilaat saavat usein keuhkokuumeen toissijaisten bakteeri-infektioiden vuoksi. Tämän seurauksena näiden organismien uskottiin alun perin aiheuttavan influenssaa. Mikä tärkeintä, samaa mikrobia ei aina voitu eristää influenssapotilaiden keuhkoista. Tuloksena oli sekamelska ristiriitaisia todisteita, ja siihen mennessä, kun virus tunnistettiin influenssan aiheuttajaksi, pandemia oli jo kauan sitten ohi. Käsittelen influenssaa ja muita viruksia paljon enemmän luvussa 3.
Kun tutkijat ymmärsivät tautien bakteeriteorian, he pystyivät eristämään monia erilaisia tauteja aiheuttavia mikro-organismeja ja lisäämään niitä takaisin koe-eläimiin. Yksi asia kuitenkin oli se, että eläimet osoittautuivat vastustuskykyisiksi uusille altistuksille aktiivisen immuunivasteen ansiosta. Käyttämällä koe-eläimiä hankitun immuniteetin mekanismeja voitiin tutkia ja soveltaa potilaiden hoidon parantamiseen kehittämällä antiseerumeja ja rokotteita, jotka suojaavat ihmisiä infektiolta tai uudelleeninfektiolta. Ja se tuo minut suosikkiaiheeseeni!
Immunologian perusteet
Kävelin ulos ensimmäiseltä immunologian kandidaatin tutkinnoltani vuonna 1994 varmana siitä, että minusta tulisi immunologi. Siitä on yli 2009 vuotta, ja siitä lähtien olen esitellyt immuunijärjestelmää monille muille opettajana ja mentorina. Tapani, jolla olen usein tehnyt sen, klassista esimerkkiä käyttäen, menee suurin piirtein näin: tilanne alkaa, kun joku astuu naulan päälle. Vaimoni astui ulkonevan maton naulan päälle vuonna XNUMX, kun olimme yöpymässä vähemmän täydellisessä hotellissa ollessamme vierailulla hänen isänsä luona Kiinassa. Hän ei ollut siitä iloinen, koska hän oli huolissaan siitä, että kynsi olisi saattanut tuoda bakteerin sisään. Clostridium tetani jalkansa pehmytkudokseen. Jos näin tapahtuisi ja bakteerit selviäisivät hengissä ja lisääntyisivät riittävälle tasolle, se tuottaisi ikävää hermo-lihastoimintaa lisäävää myrkkyä, tetanustoksiinia, joka aiheuttaisi hallitsemattomia lihassupistuksia, useimmiten leukalukkona.
Koska olen immunologi, kysyin häneltä jotakin tyyliin: ”Mutta sinä olet rokotettu, eikö niin? Olit Peace Corpsissa. He rokottavat sinut kaikkeen.” Hän myönsi, että se oli totta. ”Älä sitten huoli siitä. Pärjäät kyllä”, sanoin luottavaisesti.
Saatoin olla luottavainen, koska ymmärsin immunologisen muistin käsitteen. Immuunijärjestelmä kykenee aktivoimaan soluja, jotka ovat spesifisiä kaikille mahdollisille taudinaiheuttajille, ja kun infektio on parantunut, osa näistä soluista jää muistisoluiksi, soluiksi, jotka aktivoituvat paljon nopeammin ja helpommin, kun ne saavat uuden tartunnan samalla tai samankaltaisella taudinaiheuttajalla. Tämä on koko rokotuksen periaate – yritämme huijata immuunijärjestelmää luulemaan, että keho on saanut tartunnan käyttämällä taudinaiheuttajien osia tai heikennettyä taudinaiheuttajaa saman reaktion ja spesifisten muistisolujen kehittymisen stimuloimiseksi ilman vakavan primaaritartunnan riskiä.
Jos varhainen tulehdusreaktio ei estä infektiota, lähellä olevat kudokset, immuunisolut, makrofagit, aistivat ongelman. Nämä solut roikkuvat kudoksissamme odottaen vaarasignaalia kohtaamisesta bakteerien, kuten C. tetaniAktivoituttuaan makrofagit osaavat fagosytoosia (eli nielevät ja hajottavat bakteereja solunsisäisissä kupuissa, joita kutsutaan fagolysosomeiksi), ja ne pystyvät tappamaan monia tunkeutuvia mikrobeja ja poistamaan infektion seurauksena kuolevia isäntäsoluja.
Joissakin tapauksissa varhainen immuunivaste ei riitä poistamaan pientä mutta merkittävää määrää C. tetani tai toksiini, jota se tuottaa ihmisen astuttua naulan päälle. Tällöin adaptiivinen immuunivaste käynnistyy. Tämä alkaa noin neljä päivää infektion jälkeen ja on huipussaan noin 4 päivässä. Adaptiivinen vaste alkaa, kun kudoksessa olevat solut, dendriittisolut (DC), aktivoituvat samoilla signaaleilla, jotka aktivoivat muita synnynnäisiä immuunisoluja. Makrofagien tavoin DC:t fagosytoivat ja hajottavat taudinaiheuttajat osiinsa. Aktivoituttuaan ne kuitenkin poistuvat tartunnan saaneesta kudoksesta ja siirtyvät imusolmukkeeseen, jossa ne ovat suoraan vuorovaikutuksessa adaptiivisten immuunisolujen, T-solujen, kanssa.
Koska T-solut ovat niin monimuotoisia, vain harvat niistä aktivoituvat tietyn infektion aikana, ja nämä aktivoituneet solut jakautuvat vimmatusti tuottaen miljoonia klooneja itsestään, jakautuen 4–6 tunnin välein. Ne tekevät tätä useiden päivien ajan tuottaakseen valtavan määrän identtisiä soluja (siksi adaptiivisen immuunivasteen käynnistyminen vie aikaa). Monet tällä tavoin aktivoituneista T-soluista poistuvat imusolmukkeesta ja siirtyvät infektiokohtaan seuraten kemiallisia signaaleja aivan kuten muutkin immuunisolut.
Samaan aikaan jotkut T-solut ovat vuorovaikutuksessa muiden imusolmukkeessa olevien solujen, B-solujen, kanssa. B-solut ovat peräisin luuytimestä ja voivat tunnistaa proteiinien osia pinnallaan olevien reseptorien ulkopuolella. B-solut erittävät liukoisen muodon eli pintareseptorinsa, jota kutsumme vasta-aineiksi. Vasta-aineet sitovat taudinaiheuttajia tai proteiineja ja edistävät niiden tappamista, imeytymistä ja hajottamista makrofagien toimesta. Jos T-solu tunnistaa saman osan taudinaiheuttajasta eli "antigeenin", T-solu tarjoaa "apua" B-solulle, jotta B-solu voi tuottaa vielä vahvempia sitoutumisvasta-aineita. Muut T-solut voivat tappaa tartunnan saaneita soluja estäen infektion leviämisen. Näiden prosessien kautta adaptiivinen immuunivaste tuottaa erittäin taudinaiheuttajaspesifisen vasteen, joka on paljon kohdennetumpi, vähemmän vahingollinen ja paremmin säädelty kuin varhainen synnynnäinen tulehdusvaste.
Lopulta, kun adaptiivinen immuunivaste poistaa tunkeutuvat mikrobit ja niiden tuottamat toksiinit, infektiokohdan immuunisolut lakkaavat saamasta aktivaatiosignaaleja ja alkavat saada "lopeta ja pidättäydy" -signaaleja. Suurin osa näistä soluista kuolee, ja makrofagit siivoavat ne ja hajottavat ne. Lopulta kudos paranee, kuolleet ihosolut ja lihassolut korvautuvat ja asiat palautuvat normaaliksi.
Mutta siinä ei ole kaikki, mitä tapahtuu. Imusolmukkeissa ja pernassa osa aktivoituneista T-soluista muuttuu muistisoluiksi. Muistisolut voivat aktivoitua ja jakautua paljon nopeammin, jos ne joskus kohtaavat saman antigeenin uudelleen. Tällä tavoin meillä on muisti jokaisesta elämämme aikana saamastamme infektiosta. Koska rokotteet matkivat tätä vastetta, meillä on myös muisti jokaisesta koskaan saamastamme rokotuksesta. Joskus tämä muisti heikkenee hieman, ja meidän on saatava uusi rokote, tai meistä tulee alttiita lievälle/lievemmälle infektiolle, mutta muistisolujen tarjoama apu uudelleeninfektion tai tehosterokotuksen aikana on parempi kuin aloittaa alusta. Ja näin immuunijärjestelmä pitää meidät hengissä maailmassa, joka on täynnä mahdollisesti tappavia bakteereja, sieniä ja viruksia.
Jos immuunijärjestelmä on niin hyvä hyökkäämään bakteereja, sieniä ja viruksia vastaan, miksi se ei aina hyökkää ympärillämme, päällämme ja sisällämme elävien mikrobien naurettavaa määrää vastaan? Miksi immuunijärjestelmämme ei räjähdä kaikista ihomme, keuhkojemme, suumme ja suolistomme mikrobien havaitsemissignaaleista?
Se ei tee niin, koska immuunijärjestelmällä on myös ominaisuus nimeltä immunologinen toleranssi, jossa immuunimekanismeja tukahdutetaan tarpeettomien sivuvaurioiden välttämiseksi. Immuunitoleranssi ei ulotu pelkästään omiin proteiineihimme, vaan se ulottuu myös vaarattomaan mikrobiympäristöömme. Kudokset, jotka altistuvat jatkuvasti mikrobille, kuten suolistossamme, ovat täynnä toleranssia aiheuttavia soluja (ns. T-säätelysoluja), jotka auttavat immuunijärjestelmää hillitsemään itseään ja ehkäisemään autoimmuunisairauksia.
Mutta joskus immuunijärjestelmä ei siedä sitä, mitä sen pitäisi olla, ja ihmiset saavat autoimmuunisairauksia tai allergioita, tai heillä on epäasianmukainen reaktio infektioon. On mielenkiintoista, että näiden sairauksien esiintyvyys on lisääntymässä kaikkialla kehittyneissä maissa, koska mikrobien ympäröimänä olemme itse asiassa parempia "puhtaina" kuin tajuammekaan.
Tulla mukaan keskusteluun:
Julkaistu nimellä Creative Commons Attribution 4.0 - kansainvälinen lisenssi
Uusintapainoksia varten aseta kanoninen linkki takaisin alkuperäiseen. Brownstonen instituutti Artikkeli ja kirjoittaja.
