ما کی هستیم؟
میکرب های ساکن در بدن ما و اکولوژی بیماری های انسان
آغاز دوباره بیماری های گذشته به بشریت
-2006Martin J Blaser1
همانطور که انسان تکامل پیدا می کند بیماری هایش هم پیشرفت می کنند آنهایی که نادر بودند رایج می شوند برخی ناپدید شده وگونه های جدید ظهور میکنند.
خیلی از این تغییرات پس از تحولات مهم در تمدن بشر و اکولوژی صورت گرفته است پس می توانیم بگوییم که بیماری ها در پاسخ به پیشرفت بشریت موفق می شوند وشکست می خورند
فرضیه من برای توضیح ظاهر شدن وناپدید شدن بعضی از این بیماری ها –هم بیماری های عفونی وهم مزمن –این است که تغییر در محیط زیست انسان منجر به تغییر در میکرب های ساکن در بدن ما می شود این به نوبه خود بر فیزیولوژی ودر نهایت بر سلامت بدن ما اثر می گذارد
ابداع کشاورزی در حدود ده هزار سال پیش منجر به افزایش عظیمی در جمعیت انسان شد .
بازندگی در نزدیکی حیوانات اهلی و آنهایی که انگل مواد غذایی انسان هستند انسان در برار سرخک،سل،طاعون وبیماری های زئونوز-Zoonose- دیگر حساس شد در قرون وسطی ، شهرنشینی یکی از عوامل اصلی تسهیل گسترش یرسینیا پستیس از طریق شهرهای شلوغ اروپا بود مرگ سیاه متعاقبا حدود30% جمعیت این قاره را کشت.
بهبود بهداشت در قرن نوزدهم در نهایت باعث کاهش شیوع طاعون، وبا ، اسهال خونی ، مرگ ومیر جنین ، عفونت های دوران کودکی وسایر دشمنان باستان شد
انقلاب کشاورزی بعد از جنگ جهانی دوم قحطی وبیماری های در ارتباط با آن مثل Pellagra-کمبود ویتامین نیاسین –را حداقل در جهان صنعتی کم کرد .
در قرن نوزدهم وبیستم انقلاب صنعتی وعلمی به انسان ها ابزارهای جدیدی برای کنترک بیماری های عفونی داد که باعث بهبود در بهداشت،آنتی بیتیک ها و واکسن ها شد .در حال حاضر آبله ریشه کن شده است ، فلج اطفال در آستانه انقراض است وبسیاری از بیماری های عفونی دیگر در حال کاهش هستند .اما صنعتی شدن ممکن است باعث افزایش بیماری های جدید شود.
بیماری های مزمن مثل آلرژی،آسم،بیماری های عروق کرونر قلب وسرطان عوارض اصلی در کشورهای توسعه یافته هستند
ترکیبات سمی ساخته انسان برسیستم عصبی،ایمنی وباروری ما اثر می گذارند.پیش بینی میشود که ،همانطور که انسان به اثر پست مدرن حرکت میکند بیماری های مختلف برجسته می شوند برای بعضی مثل ایدز علت واضح است در این مورد یک عامل میکربی جدید وارد جامعه می شود که هیچ ایمنی ای در برار آن وجود ندارد وانتشارش از طریق راههای قدیمی وجدید انتقال،یعنی فعالیت جنسی وسرنگ مشترک است برای بسیاری دیگر از بیماری های پست مدرن اتیولوژی مبهم تر است با این حال مسلم است که تغییر در میکروبیوتای بومی ما نقش مهمی در ظهور آنها داشته است.
لین دیدگاه تشابه دارد بافرضیه بهداشت که کاهش قرار گرفتن در معرض پاتوژنها وانگل ها در اوایل زندگی از طریق بهبود بهداشت ،واکسن و آنتی بیتیک ممکن است تا حدی مسئول افزایش شیوع اختلالات خود ایمنی وآلرژی در سال های بعد باشد.
عدم وجود ارگانیسم های بیماری زا ومهاجم ممکن است باعث شود که سیستم ایمنی پاسخ ایمنی اش را تغییر دهد .
با این حال دیدگاه من در جهات زیر متفاوت است:
آنچه بهداشت را تشکیل می دهد مکانیسم هایی است که باعث بیماری می شوند که ممکن است متابولیک، فیزیولوژیک و ایمونولوژیک باشند در واقع باکتری ها خودشان نمی خواهند بیماری زا باشند ولی برای حفظ زندگیشان در برابر انتخاب طبیعی اثراتی بر ما می گذارند که نهایتا باعث بیماری ما می شود.فرضیه من برای توضیح این بیماری ها بر میکرب های بومی-ساکن در بدن ما،هم زیست با ما-متمرکز شده است. اگرچه استدلال من سیستم های بیولوژیکی متنوعی را در بر می گیرد برای سهولت درک آن اینجا روی انسان ها تمرکز می کنیم .بسیاری از سلول های بدن ما انسانی نیستند بلکه میکربی هستند ونسبت آنها به سلول های بدن ما ده به یک است. علاوه بر متعدد بودن ، میکرب های بدن ما بسیار متنوع هستند بیش از هزار گونه باکتریایی در nichهای مختلف بدن ما وجود دارند این باعث مطرح شدن این سوال می شود که : ما کی هستیم ؟
نوزادان در بدو تولد اساسا استریل هستند با این حال از لحظه ای که از کانال تولد عبور می کنند واولین نفس را می کشند با میکرب هایی که جوامع بزرگسالان را تشکیل می دهند کلنیزه می شوند . تعداد زیادی از جمعیت باکتریایی در دستگاه گوارش ، روی پوست ، در قسمت فوقانی دستگاه تنفس و در داخل واژن هستند . اگرچه این جمعیتها بسیار پایدار هستند ،آنها هنوز در معرض اختلال های محیطی هستند که با پیامد های مهمی برای تقریبا تمام علکردهای بدن ما ودر نتیجه سلامت ما همراه هستند.
تئوری من مبتنی است برشش اصل ساده و بیهی که در زیر توضیح داده شده است:
اول:وجود میکروبیوتای بومی باستانی است یعنی میکرب ها در همه حیواناتی که حداقل به پیچیدگی Annelidها یا همان کرم خاکی باشند وجود دارند . این شواهدی برای تکامل همراه جانداران و باکتری ها را در بیش ازهشتصد میلیون سال است . میکروبیوتایی که در سایت های خاصی از بدن ما ساکن هستند بسیار شبیه به میکروبیوتای سایر پستانداران هستند که این نشاندهنده اجداد مشترک ماست . به طور مشابه ساختار جمعیت بشر(که با مهاجرت وجفت گیری طی هزاران سال تحت تاثیر قرار گرفته ) و جمعیت میکروبیوتای بومی نشاندهنده تداخلPhylogenies است که شواهدی از میراث مشترک برای بیش از پانصد هزار سال است.به طور مشابه ساختار جمعیت بشر هم -که با مهاجرت وجفت گیری در طول زمان تحت تاثیر قرار گرفته -و جمع یت میکروبیوتای بومی نشاندهنده این است که انسانهایی که هم نژاد هستند - مثلا آلمانی ها وایرانی ها که هردو آریایی هستند- میکروبیوتای شبیه تری دارند ودر نتیجه دارای اجداد مشترکی هستند پس به وسیله میکروبیوتای بومی می توانیم به نوعی تاریخ را هم بازسازی کنیم!
دوم:از ابتدای میکرب شناسی بالینی پی بردند که میکرب های حفاظت شده یا خانواده های میکربی در nich های خاص بدن ما کلنیزه شده اند. برای مثال :استافیلوکوکوس روی پوست،E.coliدر روده بزرگ ولاکتوباسیلوس ها در واژن کلنیزه شده اند هرچند که ممکن است بین دو فرد میکرب ها متفاوت باشند ولی از جهاتی بهم شبیه هم هستند تکنیک های مولکولی وژنومیک در طبقه بندی برای این ایده بیشتر قابل تایید وتعمیم هستند ونشان می دهد که تغییرات زیادی در شاخه ،جنس وگونه هر سایت مورد مطالعه یافت می شود .سایت های حفاظت شده خاصی برای میکرب ها وجود دارد که در nichهای اکولوژیکی بدن ما تعریف می شود .
سوم : این حفاظت اتفاقی نیست بلکه ناشی از انتخاب های مداوم در طول تکامل موجودات است اکثرگونه هایی که در میکروبیوتای ما یافت شده اند به نظر می رسد میکرب هایی باشند که اجباری یک میزبان خاص هستند در واقع مرگ میزبانشان به معنی مرگ خودشان است مگر اینکه بتوانند در میزبان دیگری ساکن شوند!
این نیازمندی شدید ، بیماری زایی در زمان کوتاه یا شدت در انتقال را انتخاب می کند –مثل مواردی که میکرب پاتوژن است- یا اینکه ارگانیسمی است که زمان طوانی در بدن پایدار می ماند . به طور خلاصه هر موجود زنده ای که میزبان خود را مختل می کند یا می کشد نیاز دارد که سریعا یک میزبان جدید پیدا کند تا از موفقیت تولید مثلی خود مطمئن شود .
در مقابل ارگانیسم های بومی بدن ما کمتر اختلال ایجاد می کنند هرچند متودشان برای انتقال به یک میزبان جدید کم تر کارامد است . در مورد بعدی انتخاب طبیعی میکربی را که حداقل هزینه کم تری برای میزبان داشته باشد یا حداکثر باعث افزایش شایستگی تولید مثلی در خود میزبان شود انتخاب می کند . بهینه میانکنش میکرب و میزبان در جهت افزایش شایستگی میزبان در طول سالهای جوانی وکمک به تجزیه زودتر میزبان پس از مرگ می باشد! در کل میکرب های فلور نرمال بدن ما به دنبال این نیستند که به بدن فرد دیگری وارد شوند .
چهارم: انتخاب میکربی برپایه شایستگی میزبان وجمعیتش است وقتی انسان در گروه های کوچک ایزوله زندگی می کند-همانطور که در تاریخ بوده است- انقراض گروه باعث از دست رفتن همه ژن های میکربی آن گروه هم می شود . در نتیجه تکامل آن گروه از جمعیت های میکربی را انتخاب می کند که در نگهداری وافزایش شایستگی فرد ، میزبان وکل گروه عمل کند . این نکته در انتخاب گروهی که هدف اصلی ژن می باشد ، فرد یا گروه بسته به هر نوعی،تعمیمی از مفاهیم داروینی است .
شواهد این تکامل همراه چنین است : میکرب ها متابولیت های لازم را تولید می کنند مانند منا کویینون (ویتامین K2)که به تکوین و متابولیسم آن ها ،با تاثیر بر ذخیره چربی ،کمک می کند . آنها را در برابر پاتوژن های اگزوژن محافظت میکند . در کل فعالیت های مفید آنها برمتابولیک، فیزیولوژی وعملکردهای ایمونولوژی بدن ما اثر بسزایی دارد .
پنجم : باتغییر اکولوژی انسانی ، جمعیت های میکربی هم تغییر می کند . در قرن گذشته شرایط انسانی به خصوص در کشورهای پیشرفته دچار تغییرات شدیدی شده است که بر انتقال وتعادل جمعیت میکربی اثر دارد .
سزارین ، انتقال پیش از تولد میکرب ها را از فلور نرمال واژن به نوزاد محدود کرد . جایگزینی شیر مادر با شیر خشک باعث تغییر لاکتو باسیل های روده ای شد. آب تصفیه شده باعث کاهش مواجهه با ارگانیسم های مدفوعی شد ، البته اثرات خوب بسیاری هم داشت .