חיידקים ונגיפים וגם שאר היצורונים המקיפים אותנו מכל עבר, משפיעים על חיינו מכל מיני כיוונים. בבלוג אספר על אלה המוזכרים מדי פעם בחדשות וגם לחדשות מדעיות הקשורות בהם. כמו כן אשתף אתכם גם בתמונות ודיווחים על יצורים גדולים יותר, שבהם אצפה בטבע. בלוג זה גם יהווה ארכיון לחומרים שכתבתי בעבר ורלוונטיים לנושא.

5.4.08

אם אין אני לי - חיידקים לי

בגופנו חיים כ-1013 מיקרואורגניזמים, רובם חיידקים. היכן הם מסתתרים, מהי תועלתם, מתי הם הופכים למסוכנים והאם יוגורט עם חיידקים פרוביוטיים בריא יותר?

אם תהיתם אי-פעם ממה בנוי גופנו: גוף האדם מורכב מטריליונים של תאים, ליתר דיוק סדר גודל של 1013 תאים. אך מלבד תאים אלה, הצטרפו לגופנו מאז הגיח לעולם כ-1013 תאים נוספים. תאים אלה, כולם של מיקרואורגניזמים (רובם חיידקים - ואליהם בעיקר נתייחס כאן; מיעוטם פטריות ופרוטיסטים) - קיימים בגוף ביחס של 1:1 - תא אורח לכל תא מארח! (וזאת מבלי להזכיר את 50 "צאצאי החיידקים", בממוצע, המתאכסנים בכל אחד מתאי גופנו - המיטוכונדריונים). מפאת גודלם (התא החיידקי קטן מאוד יחסית לתא איקריוטי), מהווים אורחים אלה רק 1-0.5 אחוזים ממסת הגוף.

היכן מסתתרים כל האורחים האלה? הם אינם מתארחים בכל תא בנפרד (אינם חודרים לתאים), אלא מאכלסים אזורים אחדים בגופנו. המסה העיקרית של אורחינו מרוכזת במערכת העיכול שלנו - במעיים הדקים והגסים (1013). מסות קטנות יותר מאכלסות את חלל הפה והאף (1010), העור (1012), ובנשים גם את הלדן (הנרתיק) (107).

כיצד הגיעו אלינו? עובּר הנמצא ברחם הוא סטרילי (חסר מיקרואורגניזמים) לחלוטין. את ראשוני המיקרואורגניזמים הוא "רוכש" מאמו כבר בעת המעבר בתעלת הלידה - אז מתחילים להתאכלס בחיידקים העור וחלל הפה והאף. בהמשך, מערכת העיכול מתאכלסת בחיידקים שונים המגיעים עם המזון והשתייה. החיידקים משתנים בהרכבם ומתרבים במקומות חיותם בהתאם לתנאי הסביבה שגופנו מספק להם. תנאים אלה כוללים את המזון שאנו אוכלים ואת מצבנו ההורמונלי - ולכן הם שונים בין אנשים שונים ובין אותם אנשים בתקופות שונות בחייהם.

חיידקים אינם מאכלסים את איברינו הפנימיים, ואלה נשארים סטריליים כל עוד אנחנו בריאים. גם דמנו סטרילי ככלל, אך כל פציעה, ולו קלה (למשל בזמן צחצוח שיניים), גורמת לחדירת חיידקים אליו. חיידקים אלה מאותרים ומושמדים בתוך שעות אחדות על-ידי הלויקוציטים, תאי הדם הלבנים.

איך נגדיר את האורחים הללו? מאחר שהם חיים איתנו ובתוכנו, ברור שהם סימביונטים (מהמילה סימביוזה - חיים ביחד) ורובם אנדוסימביונטים (ביוונית, אנדו=תוכִי). קיים ויכוח מתמשך בין החוקרים האם מדובר בסימביוזה קומנסלית (קומנסליזם - שבה סימביונט אחד נהנה ואילו האחר אינו ניזוק; commensalism בלטינית של ימי הביניים פירושו "ביחד ליד השולחן"), או שמא בסימביוזה הדדית (שבה שני הצדדים מרוויחים מהשותפות).

כדי לענות על השאלה בוצעה סדרת ניסויים בבעלי-חיים נקיים מחיידקים (לרוב בעכברים ובחולדות - ראו מסגרת). בניסויים הראשונים פיתחו בעלי-חיים אלה תופעות של מחסור בוויטמינים, ובעיקר ויטמין K, ואף מתו בשל כך. אחר-כך התברר שחלק מחיידקי המעיים הם הספקים הבלעדיים של ויטמין זה. כמו כן התברר שהם מייצרים ומפרישים גם את ויטמין B12. חיידקי חומצת החלב מספקים ויטמינים אחרים מקבוצת ה-B. תוספת מלאכותית של ויטמינים למזון פתרה את הבעיה, ונוצר הרושם שהחיות גדלות ומתפתחות באופן תקין. אך ברגע שהוצאו החיות מהתנאים הסטריליים ונחשפו לאוויר העולם (ולמיקרואורגניזמים הנלווים אליו), הן לא שרדו מעבר לשעות אחדות (וראו אחת הסיבות האפשריות בהמשך).

אם כך, מסתבר שחיידקים אלה הכרחיים ממש לקיומנו, וחשיבותם מתבטאת בכמה תחומים.

חיות נקיות מחיידקים
כדי להימנע מהזיהום בתעלת הלידה, חיות נקיות מחיידקים מוצאות מהרחם בתנאים סטריליים לחלוטין באמצעות ניתוח קיסרי. לאחר מכן הן מוחזקות בתא אטוּם, שבו האוויר חודר דרך מסננים שאינם עבירים למיקרואורגניזמים מכל סוג, והאוכל והמים מעוקרים. אפשר להחדיר לחיות אלה בצורה מבוקרת מינים מסוימים (או שילוב של מינים) של חיידקים, ובכך לנסות להכיר את תרומתם הספציפית של חיידקים לחיות אלה. חיות שידוע בדיוק אילו חיידקים יש בהן מכונות חיות גנוטוביוטיות (gnotobiotic animals).


מתקן לגידול בעלי-חיים נקיים מחיידקים

הפלורה הטבעית ומערכת העיכול
חיידקי המעיים תורמים לנו, מלבד ויטמינים, חומרי מזון נוספים (חומצות שומן מסוימות). הם גם מסייעים לנו לעכל מזונות מסוימים. בעזרתם, מתייעלת גם הספיגה של יוני ברזל, סידן ומגנזיום ממערכת העיכול לדם.

לחיידקים ולהפרשותיהם השפעה חשובה ביותר על התפתחות הדפנות של מערכת העיכול: הם משפיעים על ההתפתחות וההתמיינות של תאי האפיתל המצפים את דופן המעי, שלה תפקיד חשוב בפעילות המערכת. בחיות נקיות מחיידקים כמות תאי האפיתל קטנה בצורה משמעותית, והתפקוד יורד בהתאם.

"חיסרון" של חיידקי הפלורה הטבעית הוא צריכת האנרגיה שלהם - הם בעצם "מבזבזים" אנרגיה שיכלה לשמש את המאכסן. אם משווים את צריכת המזון של חיות "רגילות" וחיות נקיות מחיידקים, הרי שהאחרונות צורכות פחות מזון. משום כך, במשקים חקלאיים משתמשים בכמויות אדירות של חומרים אנטיביוטיים כדי לחסוך חלק מהמזון שצורכות חיות המשק. (על בעיית העמידות הנגרמת כתוצאה מכך, ראו "אנטי אנטיביוטיקה", "גליליאו" 7).

הפלורה הטבעית ומערכת החיסון
החיידקים "מאמנים" את מערכת החיסון שלנו ומכשירים אותה לקראת ההתמודדות עם העולם האמיתי, הגדוש מיקרואורגניזמים. הרקמות החיסוניות של מערכת העיכול (galt - gut associated lymphoid tissues) מפותחות מאוד ומכילות מאגר גדול של תאים. בחיות נקיות מחיידקים, רקמות אלה מנוונות ואינן מתפקדות כראוי. גירוי של רקמות חיסוניות אלה על-ידי אנטיגנים מסוימים, שבחיות רגילות מביא ליצירת נוגדנים מופרשים (IgA), מביא בחיות חסרות חיידקים ליצירת נוגדנים אלרגניים (IgE), הגורמים לשחרור של חומרים פרמקולוגיים מתאי הפיטום (mast cells). חומרים אלה גורמים לתופעות המוכרות לנו כאלרגיה: שיעול, נזלת, פריחה, קוצר נשימה, ובמקרים קיצוניים אף מוות (מה שכנראה מתרחש בחלק מהחיות הנקיות מחיידקים עם חשיפתן הפתאומית לסביבה).

הכנסת חיידקים מהפלורה הטבעית לחיות הנקיות מהחיידקים לפני הגירוי יכולה להחזיר את המצב לתקנו, אך זאת רק אם החיות הנקיות מחיידקים הן צעירות מאוד. ממצאים אלה ואחרים גרמו לחוקרים לשער, שתופעות האלרגיה המוכרות לנו בכ-10% מהאוכלוסייה נובעות מחשיפת חֵסר בילדות המוקדמת לחיידקי סביבה מסוימים (למשל Mycobacterium vaccae), והם אף הציעו לחסן בחיידקים אלה את כלל האוכלוסייה.

עצם נוכחותם של חיידקי הפלורה הטבעית בכל פתחי גופנו מקשה על חיידקים גורמי מחלות לאכלס את המערכת ולגרום לנו למחלות. כדי להדביק ולגרום למחלת מעיים בעכברים "רגילים", דרושים לפחות 106 חיידקי Salmonella. כדי לגרום לאותה מחלה בעכברים חסרי חיידקים, יספיקו 10 חיידקי סלמונלה! חלק מחיידקי הפלורה הטבעית מפרישים חומרים (המכונים בקטריוצינים - bacteriocins) המעכבים גידול של חיידקים פתוגניים מסוימים.

החיידקים השוכנים על עורנו
אם נרצה להכיר את החיידקים המאכלסים את עורנו, נשתמש בסבון ידיים רגיל. ניקח צלחת גידול ובה מצע עשיר לגידול חיידקים. נחלק את הצלחת לשני אזורים; ניגע בקצות אצבעותינו באזור האחד, ולאחר שטיפת ידיים יסודית בסבון ובמים, ניגע באזור האחר. לאחר הדגרה בטמפרטורת החדר במשך יומיים-שלושה, נוכל לראות שבכל אזור יש מושבות חיידקים שונות: באזור שנגענו בו לפני רחיצת הידיים צמחו מושבות של חיידקי סביבה שאספנו כשנגענו בחפצים שונים. הרחצה במים ובסבון סילקה מעל עורנו את חיידקי הסביבה שאספנו ואת השכבה השומנית המופרשת מעורנו, וחשפה את החיידקים הסימביונטיים שלנו - ואלה הצמיחו מושבות באזור האחר.


מימין: חיידקי הסביבה שהצטברו על אצבעותיו של המחבר. משמאל: חיידקי העור לאחר שנחשפו מתחת לשכבה השומנית ולחיידקי הסביבה הודות לשטיפה במים ובסבון

חיידקי העור והפרשותיהם הם התורמים לחלק ניכר מהריחות המאפיינים אותנו, בעיקר כשאנו שוכחים איך נראית מקלחת, או להחליף גרביים...

הפלורה הטבעית של הלדן (הנרתיק)
דוגמה חשובה לאפקט המגן של חיידקי הפלורה הטבעית היא חיידקי הנרתיק. עד גיל הפוריות, וגם אחריו, אוכלוסיית החיידקים בנרתיק מעורבת ודומה לאוכלוסיות חיידקים אחרות בגוף האשה. אך פעילות האסטרוגנים בגיל הפוריות גורמת להפרשה של הרב-סוכר גליקוגן. חיידקי חומצת החלב שבנרתיק מתסיסים את הגליקוגן ומפרישים חומצות אורגניות המורידות את ה-pH באזור. ה-pH הנמוך אינו מאפשר לחיידקים אחרים, מלבד חיידקי חומצת החלב, להתקיים בנרתיק. כך נמנעים זיהומים של הנרתיק בחיידקים המגיעים מבחוץ (למשל בזמן יחסי מין) או ממערכת העיכול דרך הפתח הסמוך, פי הטבעת.

חשיבות המיקום של הפלורה הטבעית
חשוב להדגיש, שחיידקי הפלורה הטבעית הם אכן חיידקים המועילים לנו (או אינם מזיקים) כל עוד הם נמצאים במקומם ואינם חודרים למקומות אחרים בגוף, ושהמצב בגוף הוא יציב ואינו משתנה על-ידי גורמים חיצוניים. פציעת דופנות מערכת העיכול על-ידי חפץ זר שחדר למערכת יכולה לגרום לכניסת חיידקים למערכת הדם ולהתפתחות של אלח-דם מסכן חיים ו/או מחלות נוספות.

גם חיידקים החיים על העור, החודרים בעת פציעה או הזרקה בלא חיטוי מתאים, יכולים לגרום לזיהום מקומי או לאלח דם.

טיפול אנטיביוטי נרחב, בזמן מחלה שגורם חיידק כלשהו, פוגע גם בחלק מחיידקי הפלורה הטבעית ולפיכך עלול לפגוע גם במאכסן. חיידקי Clostridium difficille, למשל, הם חלק מהפלורה הטבעית. כאשר מתחריהם נפגעים, הם עלולים לשגשג ולהגדיל את כמותם היחסית, ולגרום למחלת מעיים חמורה המכונה Pseudomembranous colitis, שיכולה להיות קטלנית.

Escherichia coli, החיידק המפורסם של מערכת העיכול (המהווה סמן לזיהום צואתי), עלול לעבור ממערכת העיכול אל מערכת השתן ולגרום לדלקת לא-נעימה.

גם חלק מהסטרפטוקוקים, הנמצאים בין חיידקי הפה שלנו, עלולים לגרום נזקים כבדים כאשר הם חודרים אל הדם בעקבות טיפול שיניים חודרני (טיפול שורש או עקירה מסובכת). עם הדם מגיעים הסטרפטוקוקים לאיברים פנימיים, ועלולים לגרום למחלות חמורות בלב (בעיקר באנשים ששסתומי הלב שלהם פגועים) ובמוח. לכן יש שממליצים לקבל, לפני טיפולים כאלה, טיפול אנטיביוטי מונע, שימנע מחיידקים אלה להגיע לאיברים פנימיים.

הפלורה הטבעית ופרויקט המיקרוביום
במאי 2006 הושלם פרויקט קביעת רצף הנוקלאוטידים של הגנום האנושי. בסריקה מדוקדקת של תכולת הגנום התגלו 223 גנים זרים - כולם ממקור חיידקי! נראה שגנים אלה מקורם בחיידקים שהתארחו בגופם של אבות-אבותינו.

אך האם באמת הושלם הפרויקט? מה עם הגנום של כל האורחים הקבועים שלנו - גם לו יש תרומה חשובה לביולוגיה שלנו. המיקרוביולוג חתן פרס נובל המנוח ג'ושוע לדרברג (Lederberg), שהלך לעולמו בתחילת פברואר האחרון, כינה את כלל האורחים האלה בשם microbiome.

ואכן, בדצמבר 2007 הכריז ה-NIH על פרויקט המיקרובַּיום, שלביצועו הוקצו 115 מיליון דולר לחמש השנים הקרובות. בשלב ראשון ייקבע רצף הגנום של 600 מיני חיידקים מוכרים מהפלורה הטבעית. וזוהי רק ההתחלה...

פרוביוטיקה
בעשור האחרון אנו עדים למתקפה פרסומית, בעיקר בענף מוצרי החלב, המעודדת אותנו לצרוך מוצרים (בעיקר יוגורטים) המכילים חיידקים פרוביוטיים. מהי פרוביוטיקה? מיהם החיידקים הפרוביוטיים, והאם הם באמת מסוגלים לתרום לבריאותנו?

פרוביוטיקה (משמעות השם ביוונית - למען החיים) היא מונח המציין מגוון של חיידקים שנהוג להוסיפם כתוסף מזון ליוגורטים השונים. מדובר בעיקר על שלושה מינים מהסוג Lactobacillus: L. rhamnosus, L. acidophilus ו-L. casei. ובשני מינים מהסוג Bifidobacterium: B. bifidum ו-B.longum, שמקורם בחיידקי הפלורה הטבעית שבמעי. (מין אחד, L. acidophilus, מאכלס גם את הנרתיק). חלקם נמצאים ביוגורט באופן טבעי (הם אלה המתסיסים את סוכר החלב, הלקטוז, לחומצות אורגניות).

אין ויכוח על כך שבמצבי מחלה שונים - בעיקר במערכת העיכול, אך גם בנרתיק - טיפול בחיידקים פרוביוטיים חיים, ולפעמים אפילו מתים, הניתנים דרך הפה, תורם בצורה משמעותית להחלמה (ראו כתבתה של מרית סלוין ב"הארץ"). גם לאחר טיפול אנטיביוטי, הפוגע בפלורה הטבעית, אפשר לשקם באמצעותם את הפלורה הטבעית.

אך הטענה העיקרית המועלית כנגד מתקפת הפרסום הזאת, שהגיעה לאחרונה אף לבית-המשפט, היא האשליה שמנסים המפרסמים למכור לצרכנים, שצריכה יומיומית של מוצרי החלב המועשרים בחיידקים עשויה לתרום לבריאותו של אדם בריא ולמנוע ממנו מחלות.

כמות החיידקים הפרוביוטיים הניתנת למטופלים במחלות של דרכי העיכול גדולה עשרות מונים מכמות החיידקים הנמצאת ביוגורט (אם באופן טבעי ואם כתוספת מלאכותית).

כמות החיידקים הפרוביוטיים המוספים לגביע יוגורט (כ-1010) היא זניחה יחסית לכמות החיידקים שבמערכת העיכול (1014). כאשר יש צורך רפואי לטפל בחיידקים פרוביוטיים, משתמשים בכמות המקבילה לכמות החיידקים המוספים ל-150-100 גביעי יוגורט.

נסכם שחיידקים פרוביוטיים הם תרופה טובה למחלות מעיים ואחרות מסוימות, אך כשהם מוספים לגביע יוגורט, אין הם שונים בהרבה מחיידקי היוגורט המקוריים.

ולסיכום
1014 החיידקים המאכלסים את גופנו משפיעים רבות על בריאותו ותפקודו. גוף האדם הוא ביתם. יש הרואים בשילוב של תאי הגוף ותאי החיידקים המתאכסנים בו ישות ביולוגית אחת, המתפקדת בהרמוניה. בלעדיהם, לא נשרוד.

לקריאה נוספת
Human Microbiome Project - באתר ה-NIH:

החיידקים הפרוביוטיים באמת נלחמים בדלקת, בתנאי שאוכלים כמאה גביעי יוגורט ביום - מרית סלוין, "הארץ", פברואר 2004:

תביעה קשה לעיכול: אקטימל ויופלה לא תורמים למערכת החיסונית: - נעמה סיקולר - מאתר YNET, אוגוסט 2007.

פורסם במקור ב"גליליאו" גיליון 116, אפריל 2008. עודכן (מספרי החיידקים בגוף האדם) - 2016. 

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה