Mikroorganizmi in človek

Obstaja približno 30.000 formalno imenovanih vrst bakterij, ki so bile v laboratorijih izolirane kot čiste kulture in za katere je bila raziskana fiziologija. Ampak to je le ena kapljica v deževju. Ko dodate še vrsto, ki ni uradno imenovana, je število verjetno bližje milijardi. Toda ne pozabite, da govorimo le o vrstah bakterij, ne pa o posameznih bakterijah. Če pomislite, da je v vsaki od teh vrst trilijoni in bilijoni posameznih bakterij (no, vsaj v večini primerov), potem začnejo številke postajati zares zanimive. Dejansko naj bi bilo število bakterij na zemlji 5.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. To je pet milijonov bilijonov bilijonov ali 5 x 10 na 30. potenco.

Ocenjuje se, da med vsemi temi bakterijami le približno 10.000 mikrobnih vrst sodeluje s človeškim ekosistemom. Poleg tega le približno 500 do 1.000 teh vrst živi v človeškem črevesju. Za razliko od bakterijskih vrst kot celote raziskovalci računajo, da so pri zdravih odraslih identificirali med 81 in 99 odstotki vseh mikroorganizmskih rodov.

Čeprav je večina bakterij neškodljivih ali pogosto koristnih, so nekatere patogene, saj manj kot sto vrst povzroča nalezljive bolezni pri ljudeh. Pravzaprav je velik del bakterij v človeškem ekosistemu koristen. Flora v črevesju človeka omogoča prebavo. V tleh bakterije poganjajo proces razgradnje. Če bakterij ne bi bilo, bi naš ekosistem propadel.

Ko gre za bakterije, so znanstveniki šele pred kratkim začeli kvantificirati mikrobiom in ugotovili, da ga naseljuje vsaj 38 bilijonov bakterij. Mogoče je bolj zanimivo, da bakterije niso najbolj razširjeni mikrobi, ki živijo v naših telesih in na njih. Virusov je mnogo več.

Virusi

Ocenjuje se, da obstaja 10 virusov za vsako bakterijo na Zemlji. Ocenjeno je, da na zemlji obstaja 10 nonilijonov (10 na 31. potenco) posameznih virusov. To je ena za vsako zvezdo v vesolju pa še 100 milijonov krat več. Če bi jih vse postavili v vrsto, bi bila ta črta dolga 10 milijonov svetlobnih let! Povedano bolj zemeljsko, ocenjujemo, da se vsak dan iz zemeljske atmosfere na vsak kvadratni meter površine našega planeta odloži več kot 700 milijonov virusov, predvsem morskega izvora. Kot v National Geographic piše Katherine Wu, „Virusi se infiltrirajo v vse vidike našega naravnega sveta, ki se penijo v morski vodi, plujejo po ozračju, in se skrivajo v majhnih drobcih zemlje. Na splošno veljajo za neživa bitja, se ti patogeni lahko ponovijo le s pomočjo gostitelja in so sposobni ugrabiti organizme z vseh vej drevesa življenja - vključno z množico človeških celic.

»Kljub temu pa naša vrsta večino časa uspe živeti v tem, z virusi napolnjenem svetu, razmeroma brez bolezni. Razlog je manj povezan z odpornostjo človeškega telesa na bolezni kot s samimi biološkimi muhami virusov, pravi Sara Sawyer, virologinja in ekologinja bolezni z univerze Colorado Boulder. Ti patogeni so izredno izbirčni glede celic, ki jih okužijo, in le neskončno majhen delež virusov, ki nas obkrožajo, dejansko ogroža ljudi. "

Torej, koliko teh virusov komunicira z ljudmi?

Biologi ocenjujejo, da trenutno v vašem telesu in znotraj njega živi 380 bilijonov virusov - 10-krat več od števila bakterij. Nekateri lahko povzročijo bolezni, vendar mnogi preprosto sobivajo z vami. Skupaj so znani kot človeški virome. Toda ogromno teh virusov ni tistih nevarnih, o katerih pogosto slišite, na primer tistih, ki povzročajo gripo ali prehlad ali COVID-19. Pravzaprav mnogi od teh virusov okužijo škodljive bakterije, ki živijo v vas in na vaši koži, ter vas tako zaščitijo z njihovim uničenjem.

Vsega skupaj je od milijonov in milijonov različnih vrst virusov na svetu znano, da samo približno 200 virusov povzroča bolezni pri ljudeh.

In potem je tu še DNK

Torej, kaj smo se doslej naučili?

• Virusi in bakterije obstajajo v številu, ki je večje, kot si lahko štejemo - ali si celo predstavljamo.

• Obstajajo povsod okoli nas v vsem, česar se dotaknemo, hodimo, se okopamo in dihamo.

- So neizogibni .

- Velika večina je popolnoma brezbrižna do našega obstoja in nima nič skupnega z nami.

- Kljub temu so mnogi koristni za naš obstoj.

- Škodljiv je le neskončno majhen odstotek.

In če vse to ni dovolj, da bi prestrašili naše germofobične bralce, bi moralo biti dogovor o tem, o čemer bomo razpravljali.

Bakterije in ljudje že tisočletja izmenjujejo DNK

Približno 8–10 odstotkov človeške DNK izvira iz virusnega DNK, vstavljenega v naše genome v daljni preteklosti, v mnogih primerih v genom naših predčloveških prednikov pred milijoni let (ali ko je Bog ustvaril zemeljska bitja, če imate to raje). Večina teh virusnih genov izvira iz retrovirusov, virusov RNK, ki v naše genome vstavijo kopije lastnih genov, ko okužijo celice.

Človeške celice predstavljajo le 43% celotnega števila celic v telesu. Ostali so mikroskopski kolonisti. Z drugimi besedami, več kot polovica vašega telesa ni človek.

DNK virusa

Ko nas virusi okužijo, lahko v našo DNK vdelajo majhne koščke svojega genskega materiala. Čeprav se ta material redko vključuje, se v človeški genom dogaja že od zore človeštva. Kot rezultat tega tekočega procesa virusni genski material predstavlja skoraj 10 odstotkov sodobnega človeškega genoma. Sčasoma je velika večina virusnih napadalcev, ki naseljujejo naš genom, mutirala do te mere, da ne vodijo več do aktivnih okužb. Niso pa povsem v mirovanju.

Včasih lahko ta zaporedja virusnih genov prispevajo k nastanku bolezni, kot sta rak in Alzheimerjeva bolezen. Svoje gostitelje lahko naredijo tudi dovzetne za okužbe z drugimi virusi. Znanstveniki pa so ugotovili številne primere, ko virusni avtoštoparji svojim človeškim gostiteljem prinašajo ključne koristi - od zaščite pred boleznimi do oblikovanja pomembnih vidikov človeškega razvoja, kot je sposobnost prebave škroba.

DNK bakterij

Mitohondriji so ločeni mali organeli, ki se nahajajo v vsaki celici vašega telesa. Njihova glavna naloga je oskrba celice, v kateri prebivajo, z energijo. V bistvu gre za majhne tovarne energije ATP. Poleg tega igrajo vlogo tudi v drugih celičnih procesih, kot so signalizacija, celična diferenciacija in celična smrt, pa tudi nadzor celičnega cikla in rasti celic. Poenostavljeno rečeno, niti ena celica v vašem telesu ne bi bila živa brez mitohondrijev in bakterijske DNK, ki bi jih upravljala.

In kaj ima to skupnega z bakterijami? Izkazalo se je, da genomi znotraj vaših mitohondrijev niso enaki DNK v celičnem jedru (DNK, ki ste jo podedovali po materi in očetu). Dejansko se mitohondrijska DNA močno razlikuje, kar kaže na znatno podobnost z bakterijskimi genomi. Teorija pravi, da je nekje v preteklosti »sklenjen dogovor«. Živalske celice so se dogovorile, da bodo bakterije "vključile" v svojo celično strukturo - za zagotovitev varnega doma bakterijam - v zameno, da bi bakterije opravljale številna pomembna dela, potrebna za vzdrževanje teh celic. Je to kul ali kaj?

Dejansko je mitohondrij gledano skozi lečo genoma, ki ga vsebuje, nesporno bakterijskega porekla, ki izvira iz bakterijske vrste α-proteobakterije (Alphaproteobacteria). Člani razreda Alphaproteobacteria so zelo raznoliki in imajo le nekaj skupnih lastnosti. Edina stvar, ki jo imajo skupaj z našimi mitohondriji, je zdaj izumrli skupni prednik, protomitohondion.

Zaključek

Kar zadeva bakterije in viruse, smo precej v scenariju "ne moremo živeti z njimi, ne moremo živeti brez njih". Da, majhno število nas lahko razboli in celo ubije. Toda potem lahko majhno število izboljša naše zdravje in kakovost življenja. Poleg tega nekateri niso le koristni, ampak so nujni za naš obstoj. Brez njih preprosto ne bi bili več živi - in komaj smo omenili talne bakterije in viruse, ki so bistveni za rast naše hrane.

Za namene naše razprave pa je najpomembneje, da se jim ne moremo izogniti ali vseh pobiti. Najti moramo način sožitja - braniti se pred škodljivimi, hkrati pa spodbujati in negovati koristne. Zdaj, če smo jasni, to še ne pomeni, da vam ni treba več zmanjšati stikov z ljudmi, ki so zelo nalezljivi, ali da si po odhodu v kopalnico nehate umivati ​​roke. Še vedno velja zdrava pamet.

To samo pomeni, da je v resničnem svetu biti germofob, razen če imate OCD ali podobno, preprosto nevzdržen položaj. Ni se mogoče izogniti vsem bakterijam in virusom; preprosto ni mogoče. Tudi če bi se do konca življenja zaprli v sobo brez mikrobov, bi vseeno s seboj v svoj prostor vnesli bilijone in bilijone virusov in bakterij - vključno z mikrobiomom, viromom in vašim DNK. Z drugimi besedami: zaščititi se morate pred negativci in živeti z dejstvom, da boste do konca življenja potopljeni v morje mikrobnih entitet (večina nevtralnih ali celo koristnih), ne glede na to, kaj naredi.

Avotor: Jon Barron

Prevod: N. Kolarevič junij 2021