Colorado Ülikooli Inimese mikrobioomi kursus haaras
mind üleni endasse ja peale mahuka loengumaterjali on nüüd minu raamaturiiulil
kursuse juhendaja prof. Rob Knighti, MD Martin Blaseri jt entusiastidest
mikroobiteadlaste raamatud. Teema on lai ja Knighti labori kodulehel https://knightlab.ucsd.edu/wordpress/ on
hulganisti lugemismaterjali ja viiteid.
Praegusel puhastushulluse ajastul on
antibootilised ainesed tablettide, puhastuskuuride, parsiiditõrje, töödeldud toitude jms koostisosana meid
surnuks puhastamas. Enne kui ma räägiksin pikemalt ja põhjalikumalt meie ja meie nähtamatute abiliste ja
toetajate tohutust maailmast ja koostöövõimalustest RemedyWay Isetervendamise
19. märtsi seminaril (Hotell Euroopa konverentsikeskuses - Paadi 5, Tallinn), pakuksin sissejuhatuseks väga hea kokkuvõtte kõige
olulisemast inimese mikrobioloogilisest maailmas: oma ala teadlastest,
uuringutest ja suundadest, mille annab edasi samuti entusiasmiga nakatunud
Michael Pollan oma artiklis:
Minu parimad sõbrad
on mikroobid.
Michael Pollan on tuntud ja tunnustatud
ajakirjandusprofessor California Ülikoolis, kes on kirjutanud toitumisega
seotud raamatuid ja artikleid: A Food Rules: Eaters Manual (eesti k.
Toidureeglid 2011), Omnivores Dilemma, In Defence of Food, Cooked: a Natural History
of Transformation. Pollan oli ka mikrobioomi kursuse näidisõppevahendiks oma
keha mikrobioomi kaardiga.
Ma võin teile öelda
täpse kuupäeva, mil ma hakkasin iseendast mõtlema mitmuses – kui superorganismist, mitte enam lihtsalt
üksikindiviidist. See juhtus 07. märtsil.
Just sel päeval ma avasin oma e-kirjade postkasti ja leidsin sealt
tohutu, arvutit undama paneva mahuga andmestiku, mis tuli Colorado Ülikooli
(Boulderis) juures asuvast BioFrontiers
Institute laborist.
Labor oli analüüsinud minu mikrobioomi – täpsemalt siis geene, mis ei
ole „minu“ geenid, vaid kuulusid mitmele sajale mikroobiliigile, kellega ma oma
keha jagasin. Need bakterid, mida on
siis umbes 100 triljonit (triljon – 1012), elavad (ja surevad) just
praegu minu naha pinnal, minu keelel ja sügaval minu soolestiku soppides. Just
viimases kohas on neid kõige enam ja kaaludes ligikaudu kilogrammi, moodustavad
nad meeletu kogukonna seni kaardistamata
alal. See on nagu läbiuurimata kõrb, mida teadlased alles püüavad hakata
tundma õppima.
Minu mikrobioomi kaardil olid nimetatud sajad
bakteriliigid, mis nimetavad minu keha oma koduks. Numbrid, mida esindasid mikroobide geenid,
muudavad meid lihtsalt vaid kääbusteks. Tuleb välja, et me oleme vaid 10%
inimesed: iga meie keha moodustava inimraku kohta tuleb ca 10 püsivat mikroobi
– (sealhulgas kommensaalid -peamiselt kahjutud priileivasööjad) ja mutualistid
(kellega meil on vastastikused kasulikud sidemed https://et.wikipedia.org/wiki/Mutualism)
ja väga väike hulk patogeene. Me oleme geneetilise materjali kandjad ja sellest
99% on mikroobide oma. Ja välja tuleb midagi sellist, et see „teine genoom“
nagu seda sageli nimetatakse, mõjutab meie tervist sama palju ja arvatavalt
isegi rohkem, kui need geenid, mida me pärime oma vanematelt. Kuna meie päritud geenid on vähem-rohkem
kindlalt paigas, siis oma teist genoomi saame me vormida ja isegi ümber
kujundada.
Justin Sonnenburg, Stanfordi mikrobioloog,
märgib, et me peaksime inimkeha vaatlema kui „keerukat süsteemi, mis on
optimeeritud mikroobidest elanike kasvule ja levikule.“ Korratused meie
sisemises ökosüsteemis – mitmekesisuse hävinemine, või siis „valede“ mikroobide
levimine ja kasv – võib viia meid ülekaaluni ja väga paljude krooniliste
haigusteni ning samuti ka infektsioonideni. Teadlased kasutavad sõna „mikrobioota“ (varem kasutati selle sõna
asemel rohkem „mikrofloora“, mis aga enam ei ole täpne), mis hõlmab endas kõiki
kogukonnas olevaid mikroobe ja „mikrobioomi“,
milleks on siis mikroobide kollektiivi geenid.
Meie organismi püsimikroobid mängivad olulist rolli ja
on kriitilise tähtsusega meie immuunsüsteemi ülesehitamisel, aidates sel
täpselt vahet teha, kes on vaenlane ja kes sõber ning ei lase süsteemil hulluks
minna. Mõned teadlased usuvad, et Lääne ühiskonna häirivalt suur hulk
autoimmuunseid haigusi on tekkinud meie kehade ja „vanade sõprade“ iidsete
sidemete katkemisest. Me oleme lõhkunud oma kooselu mikroobidest sümbiontidega
(Sümbioos (vanakreeka
keelest σύν
"koos" ja βίωσις "elamine") on eri liikidesse
kuuluvate organismide (sümbiontide)
vaheline kooselu).
Need väited tunduvad üsnagi liialdatud ja tegelikult
paljud mikrobioomi uurivad teadlased on väga ettevaatlikud, et mitte teha sama
viga, mida tegid inimgenoomi uurijad 10 aastat tagasi, kui nad väitsid, et on
rajal, mis kohe-kohe ravib terveks paljudest haigustest. Me ootame seda
siiani! Siiski see, kas teise genoomi
tundmaõppimine toob haigustele ravi, sõltub sellest, mida me siiani oleme teada
saanud – meie enesetunnetusest, sellest, kuidas me tervist defineerime ja meie
üleüldisest suhtumisest bakteritesse. Ja nagu märkis hiljuti üks teadlaste
grupp mikroobide ökoloogiat puudutavas artiklis, et inimese tervist tuleb
nüüdsest vaadelda, kui inimesega seotud mikrobioomi kollektiivset omandit — see
on kogukonna, mitte indiviidi ülesanne.
Selline paradigma nihe ei tule sugugi liiga kiiresti, kuna tsivilisatsioonina, oleme teadmatusest
suurema osa sajandist, andnud oma parima, et hävitada inimesega seotud
mikrobioom. Oleme moodustanud bakterite vastu mitmeid ühisrindeid,
kusjuures eelkõige toitumine on see,
mis kahjustab bakterite heaolu. Teadlased kõnelevad nüüd vaesunud „Lääne
ühiskonna mikrobioomist“ ja tõstatavad küsimuse, kas ei tuleks alustada
suuremat „ökoloogia taastamise“ projekti – ja taastada ei tule mitte vihmametsa
ega preeriat, vaid taastada tuleb
normaalne kodune keskkond meie seedetraktis.
Märtsis käis Michael Pollan külastamas seda teadusasutust ja neid teadlasi, kes tema mikrobioomi kaardistasid. Laborit juhib vibalik
siilisoenguga 36 aastane bioloog Rob Knight.
Uus Meremaa päritolu teadlane tuli USAsse esmalt
uurima invasiivseid liike, mis olid suureks probleemiks tema kodumaal. Knight
teenis 24 aastasena Princetoni Ülikoolis välja oma PhD kraadi ökoloogias ja
evolutsioonilises bioloogias. Edasi keskendas ta oma tähelepanu invasiivsetelt
liikidelt nähtamatute kogukondade tegevuse uurimisele. Knight on tuntust kogunud kui briljantne
sekveneerimisandmete analüütik, kes oskab hämmastava täpsusega töötada masinate
ja metoodikaga ning välja sõeluda tohutust infovoost vajalikud andmed, mis
aitavad määrata iga üksiku mikroobi unikaalse geneetilise allkirja. Selline talent on põhjustanud ka selle, et
tema laborisse saadavad oma proovid väga paljud teadlased. Seetõttu võib Knight
nime leida suuremas osas ses vallas tehtud uuringutest. Pollan veetis siin kaks päeva ja nautis mitmeid
eineid koos Rob Knighti ja tema kolleegidega, doktorantide ja kraadiõppuritega
ning oli üsna jahmunud siinsest lauavestlusest. Pollan märgib: "Ma ei usu, et ma oleks kunagi
varasemalt kuulnud õhtusöögilauas vesteldavat nii palju inimese väljaheidetest
ja muust jämesoole sisust. Ma sain kuulda Knighti 16 kuud vana tütrest, kelle
suurem osa mähkmetest annetati teadustööks ja tähelepanelikult läbi uuriti.
Knight märkis, et ta võtab endalt ja elukaaslaselt proove kogu aeg."
Sellise ulatusliku perekondliku uurimuse tulemused on
andnud meile teaduslikud tööd, millest nähtub perekonnas toimiv mikroobide
kogukonna dünaamika. Andmed aitasid näha, et mikroobide kogukond paaril, kes jagavad ühist maja on sarnane. See
omakorda näitab, et indiviidi mikrobioomi kujundab tema elukeskkond. Knight
leidis samuti, et perekonnaga koos elav koer sulandub oma kogukonnaga igaühe
nahale – oletatavasti läbi lakkumise ja paitamise. Üks uuringutest “Moving
Pictures of the Human Microbiome,” (Inimese mikrobioomi liikuvad pildid) annab
ülevaate päev-päevalt liikuva mikroobide kogukonna muutustest igas keha osas.
Knight on teinud animatsiooni, mis näitab iga mikroobide kogukonna –
soolestikus, nahal ja suus paikneva kogukonna -
suurt erinevust ühe inimese osas. St meie suus, nahal ja sooles olev
bakterite kogukond erineb üksteisest kardinaalselt ja iga muudatus neis
kogukondades toimub vaid kitsas vahemikus.
Knight ja tema kollegi laste mähkmetest võetud proovid
näitavad hämmastavaid protsesse beebi soole mikrofloorast – ema kõhus olles on
imik steriilses keskkonnas, peale sündi hakkavad mikroobide kolooniad last järk
järgult katma. Protsess saab alguse pärast sündi, mil imiku eripära rõhutav
mikroobide kogukond võtab koha sisse tema sooltes. Muutused ja kogukondade kasv
tekib seejärel, kui tuleb üleminek tahkele toidule ja rinnast võõrutamisel.
Kolmandaks eluaastaks on lapse sooltes koha sisse võtnud täiskasvanule omane
mikroobide kogukond, mis esialgu sarnaneb tema vanemate omaga.
Uuring beebide ja nende toitumise kohta annab meile
nüüd ülevaate sellest, miks mikroobide kogukond on tervise seisukohast nii
oluline. Varasemalt püüti lahendada müstilist probleemi ema rinnapiimaga. Aastaid olid toitumisteadlased segaduses
asjaolust, et rinnapiim sisaldab teatud komplekssüsivesikuid – oligosahhariide
– mille jaoks imikul ei olnud ensüüme. Evolutsiooniline teooria aga väidab,
et iga ema rinnapiima komponent omab väärtust sündinud lapsele. Vastasel
juhul oleks looduslik valik selle aine,
kui ebavajaliku eemaldanud.
Nüüd tuleb välja, et need oligosahhariidid on siin
selleks, et toita mitte last, vaid ühte kindlat soolestiku bakterit nimega Bifidobacterium
infantis. See bakter on kohandunud ema rinnapiimas olevate
oligosahhariidide lagundamisele ja ümbertöötlemisele. Kui kõik läheb hästi,
siis bifidobacteria paljuneb ja
hakkab domineerima ning koos sellega hoiab imiku tervena. Kuidas? Antud bakter
hoiab ära teiste vähem kasulike või kahjulike bakterite leviku ja arengu ning
mis kõige olulisem – ta kasvatab tervikliku epiteeliumi — soolestiku
limaskesta, millel on täita kriitiline roll kaitsmaks meid infektsioonide ja põletike
eest.
“Ema piim, mis on ainus imetaja toit, mida looduslik valik on
kohandanud, on kogu toitumise Rosetta kiviks“ märgib piima uuriv
toitumisteadlane Bruce German California Ülikoolist. “Ja mida meile ütleb see,
kui looduslik valik on toidu nö loonud – et see ei hoolitse mitte ainult lapse toitmise eest, vaid see toidab ka
lapse soolestiku vajalikke baktereid.”
Kuid kuskohast saab keegi, kes ei ole kunagi maitsnud
rinnapiima, kogu selle kasuliku bifidobacteria kogukonna? Ema piim ei ole mitte steriilne, nagu seda
kunagi arvati: see on mõlemat, nii „prebiootik“
– toit mikroobidele kui ka „probiootik“
– kasulike bakterite populatsioon, mida antakse kehale edasi. Mõned neist
leiavad oma tee ema soolestikust piimanäärmetesse ja sealt edasi imikuni, kes
sööb oma esimesi toidukordi. Ja kuna vähemalt siiani ei ole kunstpiima tootjad
arvestanud neid teadmisi, siis ei ole pudelitoidul olevate laste sooled
optimaalselt vajalike bakteritega täidetud – ei prebiootiliste
oligosahhariidide ega ka probiootiliste bakterite osas.
Enamik mikroobe, mis hõlmavad lapse esimesena, tulevad
loomuliku sünnituse käigus – mis on väga mikroobiderikas protsess. Keisrilõige
on aga üsna steriilne, mille tõttu
vagiina mikroobid sünnitusteedest lapseni ei ulatu. On leitud, et laps, kes
omandab loomuliku sünni kaudu ema vagiina mikroobid on vähem vastuvõtlik
allergiatele, astmale ja autoimmuunhaigustele, kui keisrilapsed, kes puutuvad
esmalt kokku ema nahal oleva mikroobide kogukonnaga ja kelle immuunsüsteem ei
pruugi seetõttu korralikult välja areneda.
Pollan vestles Catherine A. Lozupone´ga – mikrobioloogiga, kes oli Knighti laborist
lahkumas, et seada Colorado Ülikoolis Denveris sisse enda oma. Tema uuris Pollani mikrobioomi ning võrdles seda teistega sh enda omaga. Lozupone oli 2012
aasta Nature´s avaldatud uuringu “Diversity, Stability and Resilience of the
Human Gut Microbiota” peamine autor. Töö püüdis kindlaks määrata „normaalse“
ökosüsteemi tasandit ja seejärel uurida erinevaid faktoreid, mis seda taset
mõjutasid. Kuidas mõjutab meie mikroobe
dieet? Antibiootikumid? Patogeenid? Kuidas kultuurilised traditsioonid?
Tänaseks on parimaks lahenduseks proovide kogunemine erinevatelt kogukondadelt
üle kogu maailma ja teadlased on sellega ka usinalt ametis.
Suurem projekt on momendil „The American Gut Project“,
mis loodab sekveneerida (sekveneerimine - järjestusanalüüs) kümnete tuhandete
ameeriklaste mikroobide kogukondi; see aitab teadlastel leida seosed inimese
elustiili, toitumisharjumuste, tervisliku seisundi ja mikroobide kogukonna
ülesehitus vahel.
Joonis: BF –
Aafrika külalapsed EU – euroopa lapsed
Põliselanike mikroobide kogukond ei paista silma mitte
ainult suurema mitmekesisuse, vaid ka erinevate domineerivate esindajatega.
Ameerika ja Euroopa soolestikud sisaldavad suurel hulgal bakteroide ja firmicute
ning vähesel hulgal prevotella´t. Prevotella domineerib Aafrika
põliselanike ja ameerika indiaanlaste hulgas. (Samas ei ole veel selge, kas
kõrgem või madalam tase ühestki neist on hea või halb). Miks mikroobid on
erinevad? On see toitumise tõttu - põliselanikel märgatavas koguses
täisteraviljad, (mille puhul paistab domineerivat prevotella), kiudaine ja väga vähe liha. (Paljud firmicutes armastavad aminohappeid,
seega neid saab olema palju, kui dieet sisaldab palju valku; bakteroidid metaboliseerivad
süsivesikuid.) Läänes levinud kehvem mitmekesisus võib olla seotud meie
liialdatud antibiootikumide tarvitamise tagajärg (nii tervishoiu süsteemis, kui
ka toitumises), meie dieet, mis koosneb töödeldud toitudest (mis on siis
puhastatud igasugustest bakteritest – nii headest kui pahadest), keskkonna
toksiinid ja tunduvalt väiksem kokkupuude mikroobidega igapäevaelus.
“Põliskogukonnad veedavad palju aega väljas ja on
suuremas kontaktis taimede ja pinnasega,“ märgib Lozupone. Teine teadlane, kes
korjas näidiseid Malawis, ütles mulle, et „Mõnedes kultuurides kasvavad
lapsed kogukondlikena, neid antakse
ühtedest kätest teistesse ja nii nad koguvad rutiinselt suurema
mikrobioloogilise mitmekesisuse.“ Eraldiseisev väike perekond ei pruugi toetada
mikroobide tervist.
Kaks näitajat veel, mis köitis Pollani mikrobioomi
uurinud teadlasi. Esiteks oli talvõrreldes keskmise Lääne elanikuga palju
kõrgem mikrobioloogiline mitmekesisus, mida võib võtta komplimendina, kuigi Pollani nahal paiknev ekstravagantne mitmekesisus pani mõne teadlase kulmu kergitama.
„Mees, kus sa oma kätega oled olnud?“ küsis Jeff Leach , kui ta vaatles proove. Tema naha bakterioloogia
seostus taimede, mulla ja mõningast muret tekitanud loomade soolestiku omaga, mille Pollan paneb aiatöö, komposti tegemise (ma
hoian vihmausse) arvele, samuti kimchi fermenteerimise (hapendamise) ja toorpiimast juustu valmistamisele. Hapendatud toidud on täis mikroobe.
Inimese mikrobioloogiline kogukond on paigas
kolmandaks eluaastaks, mil kõikvõimalikud nišid ja nurgakesed on asustatud. See
ei tähenda, et see kogukond ei võiks hiljem muutuda – võib küll aga mitte enam
nii kergesti. Toitumise muutmine või loomulikult antibiootikumide tarbimine
võib tuua olemasolevas populatsioonis nihkeid ning osad bakterid võivad hakata
vohama ja teised kiduda. Kas uued liigid võiksid omale koha leida? Jah, kuid
ainult juhul kui mingi korratuse – näiteks antibiootikumide - tagajärjel vabaneb pisiavalt ruumi. Samuti
nagu iga valmis ökosüsteem, nii ka meie mikroobide oma, osutab tugevat
vastupanu uute tulijate suhtes.
Enamiku oma mikroobe korjad sa üles oma vanematelt,
kuid teised ümbritsevast keskkonnast. Stanfordi
mikrobioloog Stanley Falkow märgib oma õpilastele: „Maailm on kaetud õhukese fekaalide kihiga.“ Uued
sekveneerimismeetodid on seda kinnitanud: Kas te teadsite, et majas leiduv tolm
sisaldab märkimisväärses koguses fekaalide koostisosi? Või siis see – iga kord,
kui peale WC käimist lasta vett, siis osad koostisosad aurustuvad õhku? Knight´i
labor on sekveneerinud baktereid hambaharjades. Selle uudisega tuldi välja
hommikusöögilauas ja kuigi Pollan ei küsinud üksikasju, sai ta need ikkagi, Knight´i
kolleeg ütles: „Sa peaksid hoidma oma hambaharja vähemalt 1,8 m kaugusel
WC potist.“
Mõned teadlased selles valdkonnas on laenanud mõiste
„ökosüsteemi teenused“, et kataloogida kõik need asjad, mida mikrobioloogiline
kogukond meie heaks teeb. Nende teenuste loetelu on väga muljetavaldav ja tähelepanuväärselt
mitmekülgne. “Vastupanu
sissetungijatele” on üks neist. Meie resistentsed mikroobid teevad palju tööd,
et hoida eemal patogeene ja takistada neil leidmaks kuskil sobivat nišši. See
seletab meile, miks mõned inimesed saavad teatud toidust toidumürgituse aga
teised sama einet tarbinud inimestel ei ole mingeid haiguse sümptomeid.
Seedesüsteemi bakteritel on oma roll selliste
substantside tootmisel nagu: neurotransmitterid (sealhulgas serotoniin);
ensüümid ja vitamiinid (eriti B grupi ja K vitamiinid) ning teised
hädavajalikud toitained (sealhulgas olulised aminohapped ja lühikese ahelaga
rasvhapped); ja veel teisigi
signaalmolekule, et suhelda ja mõjutada ainevahetuse ning immuunsüsteemi. Mõned
neist toodetavatest komponentidest mängivad oma osa meie stressitaseme
reguleerimisel ja isegi temperamendi puhul. Väljend „mõtleme kõhu kaudu“ võib
omada palju suuremat tähendust, kui me arvanud oleme.
Teine meie tervisele kriitilise tähtsusega ökosüsteemi
teenus on mikroobide vahetu suhe immuunsüsteemiga. Michael Fischbach California
Ülikoolist märgib: “Me oleme harjunud
mõtlema, et immuunsüsteem on lihtsalt sirgjooneline. Bakterid on aga see immuunsüsteemi
teine ise, millega tuleb arvestada.
Immuunsüsteemi töö paistab olevat palju rohkem komplitseeritud ja nüansirohkem,
kuna see arvestab meie mutualistide ehk
resistentsete bakteritega, kui iseendaga. Tulevikus me tõenäoliselt ei
nimetagi seda enam immuunsüsteemiks, vaid mikrobioloogiliseks koostoimimise
süsteemiks.“ Immuunsüsteemi ja toimiva mikroobide kogukonna vahelise koostöö
puudumine võibki seletada Lääne ühiskonna plahvatuslikku autoimmuunhaiguste
kasvu.
Miks me ei ole välja arendanud oma enda süsteeme, et
neid eluks hädavajalikke funktsioone täita? Miks me oleme kogu selle töö jätnud
käputäiele mikroobidele? Üks teooria ütleb, et mikroobid arenevad meist palju
kiiremini (mõnedel juhtudel tekib uss generatsioon iga 20 minuti järel), nad suudavad
reageerida keskkonna muudatustele – nii ohtudele, kui võimalustele – palju
kiiremini ja osavamalt, kui meie.
Oivaliselt reaktiivsete ja kohanemisvõimelistena suudavad bakterid
üksteisega vahetada geene ja DNA tükikesi. Selline mitmekülgsus on eriti
teretulnud, kui keskkonda ilmub uus toksiin või toiduallikas. Mikrobioom tuleb
kärmelt välja täpselt õige geeniga, mis on vajalik võitlemiseks – või selle ära
söömiseks. Ühes hiljutises uuringus leidsid teadlased, et Jaapanlaste
seedekulgla levinuim mikroob on omandanud geeni merebakteritelt, mis lubab
Jaapanlastel seedida merevetikaid, mida meie nii hästi ei seedi.
Selline plastilisus aitab meie küllaltki jäigal
genoomil oma haaret laiendada ning annab meile juurdepääsu tohutule
biokeemiliste trikkide maailmale, milleni meil endil ei ole vaja ulatuda. Atlanta Haiguste Kontrolli- ja Ennetuskeskuse
(Centers for Disease Control and Prevention in Atlanta) toitumisteadlane ja epidemioloog Joel Kimmons märgib: “Bakterioloogia
meie seedekulglas jälgib lakkamatult keskkonda ja reageerib sellele. Nemad on
muutuva maailma mikrobioloogiline peegel. Ja kuna nad suudavad areneda nii
kiiresti, siis nad aitavad meie kehadel tulla toime keskkonna
muudatustega.“
Käputäis
mikrobiolooge on alustanud häirekella löömist selles osas, mis puudutab meie
tsivilisatsiooni teadmatusest tulenevat inimmikrobioomi hävitamist ja sellest
tulenevaid tagajärgi. Oluliseimad mikroobidest võivad juba olla välja surnud ja
seda enne veel, kui me oleme leidnud võimaluse neid tundma õppida või aru saada
sellest, mida nad suudaksid meie heaks teha.
Et saada aimu sellest, mida me oleme kaotanud, reisis
New York Ülikooli Venetsueela päritolu mikrobioloog María
Gloria Dominguez-Bello Amazonase
kaugematesse nurkadesse, et korjata näidiseid kütt-korilastelt, kellel on olnud
Lääne tsivilisatsiooni ja –meditsiiniga väga vähe kokkupuuteid. Dominguez-Bello
märgib: “Me tahtsime näha, milline oli inimese mikrobioom enne antibiootikume,
enne töödeldud toitu, enne meditsiinilist sünnitust. Neid proove tuleb kaaluda
kulla kaaluga.“
Üks bakteritest, mis on tavaline mitte-Lääne
inimestel, kuid harv meil, on korgitseri kujuline maos elutsev Helicobacter pylori. Dominguez-Bello’s abikaasa New York Ülikooli arst ja mikrobioloog Martin Blaser on uurinud H. Pylori´t alates 1980 aastate keskpaigast
ning on veendunud, et see on väljasuremisohus bakter ja me võime tema
väljasuremist ühel päeval veel kibedalt kahetseda. Arvestades „puuduliku
mikrobioomi hüpoteesi“, sõltume me Helico Pylori taolistest bakteritest, kes
reguleerivad paljusid meie ainevahetuse ja immuunsüsteemi funktsioone ning
nende bakterite kadumine põhjustab nende süsteemide korratuse. Kadu on kumulatiivne ja Blaser
märgib: “Iga põlvkond saab endaga kaasa järjest vähem mikroobe – Lääne
ühiskonna mikrobioom on järk järgult vaesunud“.
Blaser nimetab H. pylorit „plakatilapseks“ (poster
child on väljend, mida kasutatakse haige või kahjustatud lapse pildi kohta,
mida rahakogumis- ja annetuskampaaniad lisavad oma plakatitele ja sõnumitele)
kaduma läinud bakterite reas ning ütleb, et meditsiin on püüdnud seda bakterit
välja suretada alates 1983 aastast, mil Austraalia teadlased avaldasid, et nimetatud
bakter on süüdi haavandtõves ning samuti seostati H. Pylorit maovähiga. Kuid H. Pylori on oma olemuselt väga keeruka
iseloomuga, kogu mikrobioloogilise spektrumi headus ja kurjus on veeretatud
ühte bakterisse. Teadlased on õppinud, et H. Pylori mängib ka olulist rolli
maohappe reguleerimisel. Eeldatavalt
teeb ta seda selleks, et muuta oma eelistatud elupaik ebasobivaks võistlevatele
sissetungijatele, kuid inimesele võib see olla kasulik. Inimesed ilma H.
Pylorita võivad mitte saada haavandit, kuid nad kannatavad rohkem refluksi all.
Kui refluks jääb välja ravimata, viib see
Barreti metaplaasiani (Barreti söögitoru) ning ka teatud tüüpi söögitoru
vähini, mille juhtumite arv on tohutult kasvanud Läänes ajal, mil H. Pylori on kadunud.
Pärast teatud ajujahti refluksile nõudis Pollani arst, et
ta teeks läbi endoskoopia. Leti, et nagu enamikul ameeriklastel, ei sisalda ka Pollani magu H. Pylorit. Gastroenteroloog oli rahul, kuid peale
vestlust Martin Blaseriga, ei tundunud see enam nii tore, kuna H. Pylori teeb
ka palju head. Mikroob on seotud immuunsüsteemiga ja rahustab reaktsiooni
põletikule viisil, mis teenib meie huve – aitab säilitada rahu – ka meie endi
oma. Rahustav efekt immuunsüsteemile võib selgitada seda, miks neil
kogukondadel, kellel on H. Pylori säilunud, on vähem astmat ja allergiaid. Blaseri
labor on leidnud ka, et H. Pylori mängib
olulist rolli inimese ainevahetuses, kus ta reguleerib isu tekitavat hormooni
greliin. „Kui magu on tühi, toodetakse palju greliini, keemilist signaali ajule,
et ergutada söömist,“ ütleb Blaser ja märgib veel: „Kui on küllalt söödud, siis
maos greliini tootmine lõpetatakse ja inimene tunneb küllastust.“ H. Pylori
kadumine on seotud sellega, et inimesel küllastust ei teki ja see aitab kaasa
ülekaalu tekkele.
Blaser muretseb kõige enam kahjude pärast, mida
tekitavad mikrobioomile antibiootikumid, isegi väga väikestes kogustes – ja see
mõjutab eelkõige immuunsüsteemi ja kehakaalu.“Põllumehed on rohkem, kui 60
aasta vältel läbi viimas suurepärast eksperimenti. Andes loomadele
subterapeutilistes kogustes antibiootikume, et nende kaal tõuseks kiiremini“.
Blaser küsib: “Kas me ei tee sama oma lastega?” Lääne ühiskonna lapsed saavad
enne 18 eluaastat 10-20 antibiootikumi kuuri. Teadlased on leidnud
antibiootikumide jääke lihast, piimast ja pinnaveelt. Kloori kasutatakse
kõikjal alates lehtsalati pesust kuni kätepesuni välja. „See on muidugi
antimikroobne!“ Lisab Blaser: “Ja
loomulikult toob see meile ka kasu, kuid me peame küsima – mida see teeb meie mikrobioomile?“ Keegi ei eita antibiootikumide
kasu tsivilisatsioonile – see on aidanud meil üle saada mitmetest
infektsioonilistest haigustest ja tõstnud meie eluiga. Kuid nagu igas sõjas, toob sõda bakterite vastu kaasa mõned täiesti
ootamatud tagajärjed.
Üks jahmatamapanevaid asjaolusid Pollani mikrobioomi
sekveneerimise juures oli ühekordse antibiootikumi kuuri mõju. Hambaarst
kirjutas välja Amoxilliini kuuri, kui ennetava abinõu suukirurgia puhul.
(ilma antibiootikumideta võib operatsioon olla palju ohtlikum.) Nädala jooksul, Pollani muljet avaldav
mitte-Läänelik mikrobioloogiline
mitmekesisus seedekulglas langes järsult ja hakkas välja nägema nagu Ameerika
keskmine. Prevotella kadus
samuti ja asendus Läänes rohkem levinud bakteroididega
ning toimus ärevustekitav plahvatuslik kasv proteobakterite
osa – hõimkond, mis sisaldab endas patogeense iseloomuga liike nagu E. coli ja
salmonella. See, mis enne tundus üsna tervislik ja mitmekesine seedekulgla,
muutus nüüd mikrobioomi jälgivate mikrobioloogide arvates murettekitavaks
keskkonnaks.
“Sinu E. coli vohamine on lihtsalt jube,” märkis Pollanile Cornelli Ülikooli mikrobioloog Ruth Ley,
kelle uurimisvaldkonnaks on mikrobioomi mõju ülekaalule. “Kui me paneksime sinu
proovi nüüd mikroobivabale hiirele, siis ma vean kihla, et ta saab põletiku.“
No suurepärane. Just oli Pollan hakanud enda mikrobioomist mõtlema kui suurepärasest,
mis sobiks doonorluseks, kui järsku muutus see hiirt haigeks tegevaks. Ta tunis suurt kergendust, kui leidis, et seedekulgla mikroobide kogukond
hakkab taastuma ja sarnanema endisega. Kuigi on olemas uuring, mis näitab, et
kui samale objektile antakse teinegi antibiootikumi kuur, siis taastumine on
ühekordse kuuriga võrreldes väiksem.
Mõned
teadlased, keda Pollan intervjueeris, olid väga mures selles osas, kuidas mõjutab
Lääne dieet seedekulgla mikrobioomi. Osad teadlased on mures toidu
antimikroobse toime pärast; teised muretsevad toidu steriilsuse pärast. Enamik
on nõus sellega, et Lääne dieedi kiudaine vähesus on mikrobioomile kahjulik.
Osad väljendavad oma muret töödeldud toidus olevate lisaainete osas, millest
mitmeid on juba uuritud mikrobioomile avaldava mõju osas. Nature avaldas Stanfordi Ülikooli mikrobioloogi Justin Sonnenburg artikli
“Consumption of hyperhygienic, mass-produced, highly processed and
calorie-dense foods is testing how rapidly the microbiota of individuals in
industrialized countries can adapt.” (Hüperhügieeniliste, ülitöödeldud kaloririkaste
toitude tarbimine ja see kui kiiresti tööstusriikide inimeste mikrobioom suudab
kohanduda). Sonnenburg mainib oma muret, et mitmeid geene on raskem leida, kuna
mikrobioomi mitmekesisus langeb.
Catherine Lozupone Colorado Ülikoolist ja Georgia Ülikooli
immunoloog Andrew Gewirtz
juhtisid minu tähelepanu emulgaatoritele, mis on muutunud töödeldud toitude
tavapäraseks koostisosaks. Emulgaatoriteks on näiteks letsitiin, datem, CMC ja
polüsorbaat 80. Gewirtz´i labor on teinud uuringuid, mis näitavad, et
detergendile (pesuainele) sarnanevad ained võivad kahjustada limaskesta –
soolte seina kaitsekihti – mis viib omakorda lekete ja põletikeni.
Üks lähenemine pakub, et põletik algab soolestiku
mikrofloora korratusega ja seda just suure tähtsusega sooleseinte
limaskestadel. See nn sisemine nahk – mille kogupindala on küllaltki suur –
vahendab meie suhteid välismaailmaga. Meie eluajal läbib seedekulglat 50 tonni
toitu. Mikrofloora hoiab limaskesta tervena:
mõned bakterid nagu näiteks bifidobacteria
ja Lactobacillus plantarum (tavaline
hapendatud aedviljades) on eriti toetavad. Just need ja ka teised soolestiku
bakterid panustavad limaskesta tervisesse teda toites. Erinevalt teistest
organitest, mis saavad oma toitu vereringest, on jämesoole epiteelrakud
kasutamas lühikese ahelaga rasvhappeid, mis on soolebakterite poolt taimse
kiudaine fermenteerimisel tekkivad kõrvalproduktid.
Kui limaskest sooleseintel ei saa piisavalt toitu,
siis see muutub kergemini läbitavaks ja võimaldab valedel bakteritel,
endotoksiinidel – mis on teatud bakterite toksilised jääkained – ja valkudel
tungida läbi seina vereringesse, põhjustades sealjuures immuunsüsteemi reageerimise. See toob endaga
kaasa väikese põletiku, mis mõjutab kogu keha ja võib viia teatud aja jooksul
metaboolse sündroomini ning sellega seotud krooniliste haigusteni.
Pollani esimeseks
reaktsiooniks peale kogu seda infot, oli soov kohe midagi teha, midagi muuta,
toetada oma mikrobioomi tervist. Kuid enamik intervjueeritud
teadlasi olid väga tõrksad andmaks mingeid soovitusi; nad ütlesid, et on veel
liiga vara, nad ei tea veel piisavalt. Teatud osa sellest kõhklusest tuleneb
arusaadavast ettevaatlikkusest. Mikrobioomi uurijad ei taha anda välja liigseid
lubadusi, nii nagu seda omal ajal tegid geneetikud. Nad on mures ka selle üle,
et võivad tahtmatult anda tuge meeletule prebiootikumide ja probiootikumide
müügikampaaniatele, mis on võtnud juba šarlatanluse vormid: probiootikume
pakutakse juba praegu välja imerohuna, ehkki pole üldse veel täpselt teada,
mida need oletatavalt kasulikud bakterid meie jaoks teevad või kuidas nad
teevad seda, mida nad teevad. On uuringuid, mis osundavad, et mõned
probiootikumid võivad olla efektiivsed mitmel moel: moduleerides
immuunsüsteemi; alandades allergilist reaktsiooni, lühendades ja vähendades
külmetuse nähtusid lastel; leevendades kõhulahtisust ja ärritatud soole
sündroomi; parandades limaskesta funktsioneerimist. Probleem on selles, et probiootikumide turg on suuresti reguleerimata,
on võimatu teada mida, kui üldse, sa saad, kui ostad „probiootilise“ toote.
Üks uuring testis 14 turul olevat probiootikumi ja leidis, et ainult üks
sisaldas pakendil lubatud koosluse.
Kui küsiti Jeffrey Gordonilt - teadlaselt, kes on
vaatamas kaugele üle horisondi, a la „tee-ise“ mikrobioomi majandamise
soovitust, märkis ta, et ootab seda päeva: „mil inimesed suudavad kultiveerida
seda imekaunist aeda, mis on nii oluline meie tervisele ja heaolule“ — kuid
selle päeva kättejõudmine vajab palju enam teadust.“ Seega ta keeldus andmast
vastavaid aiandusnippe või toitumisalaseid soovitusi.“Meil tuleks oma ootusi
ohjeldada.“
Paraku oli Pollan. Seega jättis ta teadlastelt soovituste küsimise ja hakkas neilt uurima, mida nad ise on
muutnud nende uute teadmiste ja uurimuste tulemusena. Küsis, kas nad on muutnud oma toitumisharjumusi ja elustiili – enamik
neist oli. Nad olid väga tähelepanelikud ja võtsid vähem antibiootikume
ning ei andnud neid enam kergelt ka lastele. Osad rääkisid, et nad võtavad
lõdvemalt oma kodu puhastamist kemikaalidega, julgustavad lapsi mängima õues
pori ja loomadega. Paljud uurijad olid elimineerinud või oluliselt vähendanud
töödeldud toitude tarbimist, kas siis kiudaine vähesuse või lisaainete
olemasolu tõttu. Üldiselt nad ei panustanud probiootikumide võtmisele, ainult
üksikud kasutasid neid; rohkem tarbiti prebiootikumina toitu, mis toidab häid
baktereid. Osad, nende hulgas ka Justin Sonnenburg, märkisid, et olid lisanud
hapendatud toidud (probiootikumi) oma menüüsse: hapukapsas, kimchi, jogurt.
Need toidud sisaldavad suure hulga probiootilisi baktereid L. plantarum ja bifidobacteria.
Kuna enamik probiootilisi baktereid ei jää alaliselt soolestikku, on tõendeid,
et nad suudavad püsikogukonnale märgi maha jätta ja vahel muudavad püsielanike
geeniekspressiooni – vahel stimuleerivad või rahustavad immuunsüsteemi
vastust.
Kuidas oleks suurendada meie endi ja bakterite
vahelist kokkupuudet? Sonnenburg vastab: „Oleks
põhjust oma dieet muuta räpasemaks.“ Siiski ei ole arukas soovitada
inimestele mitte pesta oma toiduaineid pestitsiide täis maailmas. Sonnenburg
kirjutab: „Mina näen seda kui tulude-kulude analüüsi. Suurem kokkupuude keskkondlike mikroobidega
langetab Läänes levinud haigustesse jäämist, kuid tõuseb ka kokkupuude
patogeenidega. Igal juhul on käesoleval ajal kulude (ehk kahjude) pool tõusmas,
kuna hirmutav antibiootikumidele resistentsete bakterite probleem levib.” Seega
pese oma käsi olukorras, kus on kokkupuude patogeenide või toksiliste
kemikaalidega aga võib-olla mitte siis, kui sa lihtsalt paitad oma koera.
„Toidu vaatevinklist lähtuvalt arvan, et hapendatud toidu söömine on üheks
vastuseks – toidu mittepesemise asemel, kui see just ei tule sinu enda
aiast.
Koos oma mikrobioloogist naise Ericaga peab Sonnenburg
Stanfordis gnotobiootiliste hiirte kolooniat ning jälgib, kuidas nende
mikrofloorale mõjub Lääne dieet. (Kiudaine
eemaldamine vähendab mitmekesisust, kuid see on taastuva mõjuga. ) Ta on
amatöörpagar ja tema juures laboris rääkisime täisteraviljade
kasulikkusest.
Sonnenburg ütleb: “Kiudaine ei ole üksiktoitaine,” selle kohta, miks kiudaine toidulisandid ei
saa olla maagiliseks lahenduseks. „Olemas on sadu erinevaid polüsahhariide
(liitsüsivesikud, seal hulgas kiudaine) taimedes ja erinevad mikroobid
armastavad erinevaid palasid.“ Selleks, et tõsta kiudaine sisaldust, on
toiduainetööstus lisanud sadadele oma toodetele suures koguses polüsahhariidi
nimega inuliin – kuid see on ainult üks (sageli saadud siguri juurest)
paljudest ja seetõttu on kasulik vaid ainult piiratud arvuga mikroobidele. Sonnenburg esitab argumente, mis toetavad erinevaid täisteravilju ja
mitmekesist taimede valikut nii puu- kui ka aedviljade hulgast: “Kõige ohutum
viis oma mikroobide mitmekesisuse tõstmiseks on süüa valikut erinevatest
polüsahhariididest.“
Tema soovitused jooksevad kokku Pittsburghi Ülikooli gastroenteroloogi
Stephen O´Keefe omadega: “Lääne dieedi suureks probleemiks on see, et see ei
toida soolestikku, vaid ainult seedetrakti ülemist osa. Kõik toit on töödeldud
nii, et see kergelt imenduks ja midagi ei jäeta alumisele seedetraktile. Samas
on välja tulnud, et tervise üks aluseid on fermenteerimine, mis toimub
jämesooles.“ Ja fermenteerimisprotsessile kaasaaitamise võtmeks on tarbida
palju taimi koos nendes oleva erinevat tüüpi kiudainega sh resistentset
tärklist (mida on leitud banaanides, kaeras, ubades); lahustuvat kiudainet
(puuviljades, sibulates, juurviljades, pähklites) ja lahustumatut kiudainet
(täisteraviljades eriti kliides ja avokaadodes).“
Koos oma dieediga, mis on täis kiirelt imenduvat
suhkrut ja rasva, toidame me ainult ühte auku ja jätame triljonid ilma nende
lemmiktoidust: liitsüsivesikutest ja fermenteeritavatest kiudainetest.
Sellest lähtepunktist vaadatuna, hakkad nägema toitu
uues valguses ja Pollan hakkasin märkama, kuidas osta ja valmistada toitu nii, et
meeles pidada mikrobioomi – parim on toita fermenteerimist sooltes. Mida vähem
on toit töödeldud, seda rohkem sellest jõuab turvaliselt läbi seedetrakti
mikrofloora aplasse haardesse. Al dente pasta, näiteks toidab meie mikroobe
rohkem, kui pehme pasta; steel-cut
ehk paariks-kolmeks tükiks lõigatud kaeraterad on paremad, kui lapikuks surutud
kaerahelbed; toored või kergelt kuumutatud aedviljad pakuvad bakteritele palju
enam, kui ülekeedetud viljad jne. Siin on toidust mõtlemine kui kaks ühes –
üheaegselt nii vanal, kui ka uuel moel: see näitab, et kõik kalorid ei ole
võrdsed ja see on toidu struktuur ning valmistamise viis, mis loeb sama palju,
kui selle toitaineline sisaldus.
Olles hiljuti omale selgeks teinud mõningad välised
hapendamise saladused — leib ja kimchi ja õlu — teame siiski veel vähe
sellest maagilisest protsessist. Sa sõltud mikroobidest ja nüüd tuleb teha
oma parim, et nende huvid enda omadega ühitada. Seda teed peamiselt neile
meeldivat toitu andes – head „väetist“ pakkudes. Kuid protsessi absoluutset
kontrolli ei maksa loota. See on pigem nagu aiandus, mitte nagu valitsemine.
Edukas aednik on alati teadnud, et ta ei pea olema
maateaduste doktor, et aia elustik hästi toimiks. Sa pead lihtsalt teadma, mis
talle meeldib süüa – põhiliselt orgaanilist materjali – ja kuidas põhiliselt
ühitada oma huvid taimede ja mikroobide omaga. Aednik avastab samuti, et kui
patogeenid ja kahjurid ilmuvad, siis keemilised lahendused „töötavad“ st
lahendatakse probleem kiirelt, kuid
pikas perspektiivis kannatab nii pinnas, kui ka kogu aia üldine tervis. Soov
saavutada absoluutne kontroll viib ettenägematute probleemideni.
Mulle näib, et seal, kus me praegu oleme, on meil
küllaldaselt, kui me omame respekti meie mikrobioomi - elust kihava kogukonna
ees. Me ei tea veel paljut, kuid siiski piisavalt, et hakata nende eest
paremini hoolitsema. Meil on päris hea ettekujutus sellest, mis neile meeldib
ja sellest, mida teevad tugevad kemikaalid. Ehk me teame kõike, mida on vaja
teada ehk teiste sõnadega – alustame
vaikselt ja rahulikult, et hoida korras seda tõrksat sisemist aeda.
