إذا لم يكن لدي أنا، لدي البكتيريا

تعيش حوالي 14^10 خلية في الكائنات الحية الدقيقة في الجسم، معظمها من البكتيريا. أين يختبئون وما فائدتهم ومتى يصبحون خطيرين وهل الزبادي الذي يحتوي على بكتيريا البروبيوتيك أكثر صحة؟

درور بار نير

إذا كنت قد تساءلت يومًا مما يتكون جسمنا: يتكون جسم الإنسان من تريليونات الخلايا، وبشكل أكثر دقة يصل حجمها إلى 13^10 خلية. ولكن بصرف النظر عن هذه الخلايا، انضمت حوالي 14^10 خلية أخرى إلى أجسامنا منذ ظهورها إلى العالم. هذه الخلايا، وجميع الكائنات الحية الدقيقة (معظمها بكتيريا - وسنشير إليها بشكل رئيسي هنا؛ والأقلية منها هي الفطريات والطلائعيات) - موجودة في الجسم بنسبة حوالي 10 خلايا ضيفة لكل خلية من خلايانا! (وهذا دون ذكر 50 "سلالة من البكتيريا"، في المتوسط، والتي تتواجد في كل خلية من خلايا الجسم - الميتوكوندريا). نظرًا لحجمهم (الخلية البكتيرية صغيرة جدًا مقارنة بالخلية حقيقية النواة)، فإن هؤلاء الضيوف يشكلون 2-1 بالمائة فقط من كتلة الجسم.

أين يختبئ كل هؤلاء الضيوف؟ ولا يتم استضافتها في كل خلية على حدة (لا تخترق الخلايا)، ولكنها تسكن عدة مناطق في الجسم. تتركز الكتلة الرئيسية لضيوفنا في الجهاز الهضمي لدينا - في الأمعاء الدقيقة والغليظة (حوالي 14^10). كتل أصغر تسكن الفم والأنف (10^10)، والجلد (12^10)، وفي النساء أيضًا المهبل (7^10).

كيف وصلوا إلينا؟ يكون الجنين في الرحم عقيمًا تمامًا (يفتقر إلى الكائنات الحية الدقيقة). إنه "يكتسب" الكائنات الحية الدقيقة الأولى من والدته بالفعل أثناء مروره عبر قناة الولادة - ثم تبدأ البكتيريا في ملء الجلد والفم والأنف. وفي وقت لاحق، يمتلئ الجهاز الهضمي بالعديد من البكتيريا التي تأتي مع الطعام والشراب. وتتغير البكتيريا في تركيبتها وتتكاثر في أماكن معيشتها حسب الظروف البيئية التي توفرها لها أجسامنا. تشمل هذه الحالات الطعام الذي نتناوله وحالتنا الهرمونية، وبالتالي فهي تختلف بين الأشخاص المختلفين وبين نفس الأشخاص في أوقات مختلفة من حياتهم.

لا تسكن البكتيريا أعضائنا الداخلية، وتظل هذه الأعضاء عقيمة طالما أننا بصحة جيدة. كما أن دمنا معقم بشكل عام، لكن أي إصابة، حتى ولو كانت طفيفة (على سبيل المثال، أثناء تنظيف الأسنان)، تتسبب في دخول البكتيريا إليه. يتم الكشف عن هذه البكتيريا وتدميرها في غضون ساعات قليلة بواسطة الكريات البيض، خلايا الدم البيضاء.

مسألة تعريف

كيف سنحدد هؤلاء الضيوف؟ وبما أنهم يعيشون معنا وداخلنا، فمن الواضح أنهم متكافلون (من كلمة تكافل - يعيشون معًا) ومعظمهم متتعايشون داخليًا (باليونانية إندو = ببغاء). هناك جدل مستمر بين الباحثين حول ما إذا كان هذا تكافلًا تكافليًا (التكافلية - حيث يستفيد أحد المتكافلين بينما لا يتضرر الآخر؛ التكافلية في اللاتينية في العصور الوسطى تعني "معًا على الطاولة")، أو تكافل متبادل (حيث يستفيد كلا الطرفين من الشراكة).

حيوانات خالية من البكتيريا

لتجنب العدوى في قناة الولادة، يتم إخراج الحيوانات الخالية من البكتيريا من الرحم تحت ظروف معقمة تمامًا عن طريق العملية القيصرية. ثم يتم الاحتفاظ بها في غرفة مغلقة، حيث يخترق الهواء من خلال مرشحات غير منفذة للكائنات الحية الدقيقة من أي نوع، ويتم تعقيم الطعام والماء. من الممكن حقن أنواع معينة (أو مجموعة من الأنواع) من البكتيريا في هذه الحيوانات بطريقة خاضعة للرقابة، وبالتالي محاولة معرفة المساهمة المحددة لهذه البكتيريا في الحيوانات. تسمى الحيوانات التي تعرف بالضبط نوع البكتيريا الموجودة بها بالحيوانات الحيوية.

للإجابة على هذا السؤال، تم إجراء سلسلة من التجارب على حيوانات خالية من البكتيريا (معظمها الفئران والجرذان - انظر الإطار). وفي التجارب الأولى، ظهرت على هذه الحيوانات أعراض نقص الفيتامينات، وخاصة فيتامين ك، بل وماتت نتيجة لذلك. وتبين فيما بعد أن بعض البكتيريا المعوية هي المورد الحصري لهذا الفيتامين. وتبين أيضًا أنها تنتج وتفرز فيتامين ب 12. توفر بكتيريا حمض اللاكتيك فيتامينات أخرى من المجموعة ب. أدت إضافة الفيتامينات الاصطناعية إلى الطعام إلى حل المشكلة، ونشأ الانطباع بأن الحيوانات كانت تنمو وتتطور بشكل طبيعي. ولكن بمجرد إخراج الحيوانات من الظروف المعقمة وتعريضها لهواء العالم (والكائنات الحية الدقيقة المصاحبة لها)، لم تتمكن من البقاء على قيد الحياة لأكثر من بضع ساعات (انظر أحد الأسباب المحتملة أدناه).

إذا كان الأمر كذلك، فقد اتضح أن هذه البكتيريا ضرورية للغاية لوجودنا، ويتم التعبير عن أهميتها في عدة مجالات.

النباتات الطبيعية والجهاز الهضمي

تساهم البكتيريا المعوية في تزويدنا، إلى جانب الفيتامينات، بمواد مغذية إضافية (بعض الأحماض الدهنية). كما أنها تساعدنا على هضم بعض الأطعمة. وبمساعدتهم، يتم أيضًا تحسين امتصاص أيونات الحديد والكالسيوم والمغنيسيوم من الجهاز الهضمي إلى الدم.

للبكتيريا وإفرازاتها تأثير مهم جدًا على تطور جدران الجهاز الهضمي: فهي تؤثر على تطور وتمايز الخلايا الظهارية المبطنة لجدار الأمعاء، والتي تلعب دورًا مهمًا في نشاط الجهاز. في الحيوانات الخالية من البكتيريا، يتم تقليل كمية الخلايا الظهارية بشكل كبير، وتتناقص الوظيفة وفقًا لذلك.

"عيب" البكتيريا الموجودة في النباتات الطبيعية هو استهلاكها للطاقة - فهي في الواقع "تهدر" الطاقة التي يمكن أن يستخدمها المضيف. إذا قارنت استهلاك الغذاء بين الحيوانات "العادية" والحيوانات الخالية من البكتيريا، فإن الأخيرة تستهلك كميات أقل من الطعام. ولهذا السبب يتم استخدام كميات هائلة من المضادات الحيوية في المزارع لحفظ جزء من الغذاء الذي تستهلكه حيوانات المزرعة. (حول مشكلة المقاومة الناتجة نتيجة لذلك، انظر "المضادات الحيوية"، "جاليليو" 7).

النباتات الطبيعية والجهاز المناعي

تقوم البكتيريا "بتدريب" جهاز المناعة لدينا وإعداده للتعامل مع العالم الحقيقي المليء بالكائنات الحية الدقيقة. الأنسجة المناعية في الجهاز الهضمي (الأنسجة اللمفاوية المرتبطة بالأمعاء) متطورة للغاية وتحتوي على مجموعة كبيرة من الخلايا. وفي الحيوانات الخالية من البكتيريا، تتدهور هذه الأنسجة ولا تعمل بشكل صحيح. تحفيز هذه الأنسجة المناعية بواسطة مستضدات معينة، والذي يؤدي في الحيوانات الطبيعية إلى تكوين أجسام مضادة مُفرزة (IgA)، وفي الحيوانات التي تعاني من نقص البكتيريا يؤدي إلى تكوين أجسام مضادة مسببة للحساسية (IgE)، والتي تسبب إطلاق مواد دوائية من السارية الخلايا. تسبب هذه المواد أعراضًا تُعرف لدينا بالحساسية: السعال، وسيلان الأنف، والطفح الجلدي، وضيق التنفس، وفي الحالات القصوى حتى الموت (والذي يحدث على الأرجح في بعض الحيوانات الخالية من البكتيريا عند تعرضها المفاجئ للبيئة).

البكتيريا التي تعيش على بشرتنا

إذا أردنا التعرف على البكتيريا التي تعيش في بشرتنا، فسنستخدم صابون اليد العادي. سوف نأخذ صفيحة نمو تحتوي على ركيزة غنية لنمو البكتيريا. سنقوم بتقسيم الطبق إلى منطقتين؛ سوف نلمس منطقة واحدة بأطراف أصابعنا، وبعد غسل أيدينا جيدًا بالماء والصابون، سنلمس المنطقة الأخرى. بعد الحضانة في درجة حرارة الغرفة لمدة يومين إلى ثلاثة أيام، يمكننا أن نرى أن كل منطقة بها مستعمرات بكتيرية مختلفة: المنطقة التي لمسناها قبل غسل أيدينا نمت مستعمرات من البكتيريا البيئية التي جمعناها عندما لمسنا أشياء مختلفة. الاستحمام بالماء والصابون أزال من بشرتنا البكتيريا البيئية التي جمعناها والطبقة الدهنية التي أفرزتها بشرتنا، مما يكشف عن البكتيريا التكافلية لدينا - وهذه المستعمرات نمت في المنطقة الأخرى.

تساهم بكتيريا الجلد وإفرازاتها في جزء كبير من الروائح التي تميزنا، خاصة عندما ننسى كيف يبدو الاستحمام، أو تغيير الجوارب.

إن إدخال البكتيريا من النباتات الطبيعية إلى الحيوانات الخالية من البكتيريا قبل التحفيز يمكن أن يعيد الوضع إلى طبيعته، ولكن هذا لا يحدث إلا إذا كانت الحيوانات الخالية من البكتيريا صغيرة جدًا. هذه النتائج وغيرها قادت الباحثين إلى افتراض أن أعراض الحساسية المعروفة لدى حوالي 10% من السكان تنتج عن عدم التعرض الكافي في مرحلة الطفولة المبكرة لبعض البكتيريا البيئية (على سبيل المثال، المتفطرة اللقاحية)، بل واقترحوا تطعيم جميع السكان باللقاحات. هذه البكتيريا.

إن وجود بكتيريا النباتات الطبيعية في جميع فتحات جسمنا يجعل من الصعب على البكتيريا المسببة للأمراض أن تملأ النظام وتسبب لنا الأمراض. لإصابة وتسبب أمراض معوية في الفئران "الطبيعية"، هناك حاجة إلى ما لا يقل عن 106 بكتيريا السالمونيلا. ولإحداث نفس المرض في الفئران الخالية من البكتيريا، ستكون 10 بكتيريا سالمونيلا كافية! تفرز بعض البكتيريا الموجودة في النباتات الطبيعية مواد (تسمى البكتريوسينات) تمنع نمو بعض البكتيريا المسببة للأمراض.

النباتات الطبيعية في المهبل

من الأمثلة المهمة على التأثير الوقائي للبكتيريا الموجودة في النباتات الطبيعية البكتيريا المهبلية. حتى سن الإنجاب، وحتى بعد ذلك، تكون التجمعات البكتيرية في المهبل مختلطة ومشابهة للتجمعات البكتيرية الأخرى في جسم المرأة. لكن نشاط هرمون الاستروجين خلال سن الخصوبة يسبب إفراز الجليكوجين متعدد السكاريد. تقوم بكتيريا حمض اللاكتيك الموجودة في المهبل بتخمير الجليكوجين وتفرز الأحماض العضوية التي تخفض درجة الحموضة في المنطقة. لا يسمح انخفاض الرقم الهيدروجيني للبكتيريا غير بكتيريا حمض اللاكتيك بالتواجد في المهبل. وبهذه الطريقة، يتم تجنب التهابات المهبل بالبكتيريا التي تأتي من الخارج (على سبيل المثال أثناء ممارسة الجنس) أو من الجهاز الهضمي من خلال الفتحة القريبة، فتحة الشرج.

أهمية موقع النباتات الطبيعية

ومن المهم التأكيد على أن بكتيريا الفلورا الطبيعية هي بالفعل بكتيريا تفيدنا (أو ليست ضارة) طالما أنها في مكانها ولا تخترق أجزاء أخرى من الجسم، وأن الحالة في الجسم جيدة. مستقرة ولا تتغير بعوامل خارجية. يمكن أن تؤدي إصابة جدران الجهاز الهضمي بواسطة جسم غريب دخل إلى النظام إلى دخول البكتيريا إلى نظام الدم وتطور تعفن الدم الذي يهدد الحياة و/أو أمراض أخرى.

حتى البكتيريا التي تعيش على الجلد، والتي تخترق الجلد أثناء الإصابة أو الحقن دون التطهير المناسب، يمكن أن تسبب عدوى موضعية أو تعفن الدم.

العلاج المكثف بالمضادات الحيوية، أثناء المرض الذي تسببه بعض البكتيريا، يضر أيضًا ببعض البكتيريا الموجودة في النباتات الطبيعية وبالتالي قد يضر الملجأ أيضًا. على سبيل المثال، تعد بكتيريا المطثية العسيرة جزءًا من النباتات الطبيعية. عندما يتعرض منافسوها للأذى، فإنها قد تزدهر وتزيد غزارتها النسبية، مما يسبب مرضًا معويًا خطيرًا يعرف باسم التهاب القولون الغشائي الكاذب، والذي يمكن أن يكون مميتًا.

الإشريكية القولونية، وهي بكتيريا الجهاز الهضمي الشهيرة (والتي تعد علامة على الإصابة بالعدوى البرازية)، قد تنتقل من الجهاز الهضمي إلى الجهاز البولي وتسبب التهابًا مزعجًا.

حتى بعض المكورات العقدية، والتي هي من بين بكتيريا الفم لدينا، يمكن أن تسبب أضرارًا جسيمة عندما تدخل الدم بعد علاج الأسنان الغزوي (علاج قناة الجذر أو الخلع المعقد). مع الدم، تصل المكورات العقدية إلى الأعضاء الداخلية، ويمكن أن تسبب أمراضًا خطيرة في القلب (خاصة عند الأشخاص الذين تضررت صمامات القلب لديهم) والدماغ. ولهذا السبب يوصي البعض بتلقي العلاج الوقائي بالمضادات الحيوية قبل هذه العلاجات، والذي سيمنع هذه البكتيريا من الوصول إلى الأعضاء الداخلية.

النباتات الطبيعية ومشروع الميكروبيوم

في مايو 2006، تم الانتهاء من مشروع تحديد تسلسل النيوكليوتيدات للجينوم البشري. كشف الفحص الدقيق لمحتوى الجينوم عن 223 جينًا أجنبيًا - جميعها من أصل بكتيري! ويبدو أن هذه الجينات تنشأ من البكتيريا التي كانت موجودة في أجساد أسلافنا.

ولكن هل تم الانتهاء من المشروع حقا؟ ماذا عن الجينوم لجميع ضيوفنا الدائمين - فهو أيضًا يقدم مساهمة مهمة في علم الأحياء لدينا. وقد أطلق عالم الأحياء الدقيقة الراحل جوشوا ليدربيرج، الحائز على جائزة نوبل، والذي وافته المنية في بداية فبراير الماضي، على كل هؤلاء الضيوف اسم الميكروبيوم.

في الواقع، في ديسمبر 2007، أعلنت المعاهد الوطنية للصحة عن مشروع الميكروبيوم، والذي تم تخصيص 115 مليون دولار لتنفيذه على مدى السنوات الخمس المقبلة. في الخطوة الأولى، سيتم تحديد تسلسل الجينوم لـ 600 نوع بكتيري معروف من النباتات الطبيعية. وهذه ليست سوى البداية…


شهدنا في العقد الماضي هجومًا إعلانيًا، خاصة في صناعة الألبان، مما شجعنا على استهلاك المنتجات (الزبادي بشكل أساسي) التي تحتوي على بكتيريا البروبيوتيك. ما هو البروبيوتيك؟ من هي بكتيريا البروبيوتيك، وهل هي قادرة حقًا على المساهمة في صحتنا؟

البروبيوتيك (معنى الاسم باللغة اليونانية - من أجل الحياة) هو مصطلح يشير إلى مجموعة متنوعة من البكتيريا التي تضاف عادة كمضافات غذائية لمختلف أنواع الزبادي. هذه هي ثلاثة أنواع رئيسية من جنس Lactobacillus: L. rhamnosus، L. acidophilus وL. حالة. وفي نوعين من جنس Bifidobacterium: B. bifidum وB. Longum، والتي تنشأ من بكتيريا النباتات الطبيعية في الأمعاء. (أحد الأنواع، L. acidophilus، يسكن أيضًا المهبل). بعضها موجود في الزبادي بشكل طبيعي (وهي التي تخمر سكر الحليب، اللاكتوز، إلى أحماض عضوية).

ليس هناك جدل حول أنه في الحالات المرضية المختلفة - بشكل رئيسي في الجهاز الهضمي، ولكن أيضًا في المهبل - فإن العلاج بالبكتيريا الحية، وأحيانًا الميتة، التي تُعطى عن طريق الفم تساهم بشكل كبير في الشفاء (انظر مقالة ماريت سالفين في "هآرتس"). حتى بعد العلاج بالمضادات الحيوية، التي تضر بالنباتات الطبيعية، من الممكن استخدامها لاستعادة النباتات الطبيعية.

لكن الحجة الرئيسية التي أثيرت ضد هذا الهجوم الإعلاني، والتي وصلت إلى المحكمة مؤخرًا، هي الوهم بأن المعلنين يحاولون البيع للمستهلكين، وأن الاستهلاك اليومي لمنتجات الألبان الغنية بالبكتيريا قد يساهم في صحة الشخص السليم ويمنع حدوثه. له من الأمراض.

إن كمية بكتيريا البروبيوتيك التي تعطى للمرضى الذين يعانون من أمراض الجهاز الهضمي أكبر بعشرات المرات من كمية البكتيريا الموجودة في الزبادي (سواء بشكل طبيعي أو كمكمل صناعي).

كمية بكتيريا البروبيوتيك المضافة إلى كوب من الزبادي (حوالي 10^10) لا تذكر مقارنة بكمية البكتيريا الموجودة في الجهاز الهضمي (14^10). عندما تكون هناك حاجة طبية لعلاج بكتيريا البروبيوتيك، استخدم كمية تعادل كمية البكتيريا المضافة إلى 150-100 كوب من الزبادي.

سنستنتج أن بكتيريا البروبيوتيك علاج جيد لبعض الأمراض المعوية وغيرها، ولكن عند إضافتها إلى كوب الزبادي فإنها لا تختلف كثيرًا عن بكتيريا الزبادي الأصلية.

وفي الختام

14^10 تؤثر البكتيريا التي تعيش في الجسم بشكل كبير على صحته ووظيفته. جسم الإنسان هو موطنهم. ويعتبر البعض أن اتحاد خلايا الجسم وخلايا البكتيريا التي تتواجد فيه هو كيان بيولوجي واحد، يعمل بتناغم. وبدونهم لن نتمكن من البقاء.

يقوم الدكتور درور بار نير بتدريس علم الأحياء الدقيقة وبيولوجيا الخلية في الجامعة المفتوحة.