În 1976, un pediatru pe nume John Gerrard a remarcat un tipar ciudat al bolilor locuitorilor din Saskatoon, orașul canadian care i‑a fost casă vreme de douăzeci de ani. Populația albă a localității era mai predispusă la afecțiuni alergice precum astmul, eczemele și urticaria, în comparație cu comunitățile de indieni indigene, care erau afectate mai frecvent de bacterii, virusuri și tenii. Gerrard s‑a întrebat dacă aceste tendințe sunt conectate cumva, dacă bolile alergice „sunt prețul plătit de unii membri ai comunității albe pentru relativa lor libertate față de bolile cauzate de virusuri, bacterii și [viermi]”. În 1989, de cealaltă parte a Atlanticului, epidemiologul David Strachan a ajuns la o concluzie similară după ce a studiat 17 000 de copii britanici. Cu cât aveau mai mulți frați și surori mai mari, cu atât mai puțin probabil era să dezvolte alergii la fân.
„Aceste observații… pot fi explicate dacă bolile alergice ar fi prevenite prin infectarea în fragedă pruncie, transmise prin contacte neigienice cu frații și surorile mai mari”, scria Strachan într‑un studiu intitulat aliterativ „Hay fever, hygiene, and household size”/ „Febra fânului, igiena și dimensiunile familiei” (n. t.). Cuvântul din mijloc a fost crucial. În cele din urmă i‑a dat nume ideii: ipoteza igienei.
Ipoteza, cum a fost formulată la origine, susține că minorii din țările dezvoltate nu mai sunt expuși pleiadei de boli infecțioase pe care le‑ar fi contractat pe vremuri, deci cresc cu sisteme imunitare neexperimentate și iritabile. Pe termen scurt sunt mai sănătoși, dar lansează reacții imunitare exagerate la declanșatori inofensivi, precum polenul. Conceptul conturează un schimb deloc de invidiat între bolile infecțioase și cele alergice, ca și cum am fi meniți să suferim ori de unele, ori de celelalte. Versiuni ulterioare ale ipotezei igienei au mutat accentul de pe patogeni către microbii binevoitori care ne educă sistemele imunitare sau către speciile din mediu care pândesc în noroaie și în praf și chiar pe paraziții care provoacă infecții de lungă durată, dar tolerabile. Toți aceștia au fost numiți „vechi prieteni”. Ei au făcut parte din viețile noastre de‑a lungul istoriei evolutive a omului, însă arealul lor s‑a redus masiv în ultima vreme.
Dispariția „vechilor prieteni” nu a fost cauzată numai de curățenia personală mai strictă, cum eronat ne dă impresia însuși cuvântul „igienă”. La mijloc mai sunt și variatele caracteristici ale urbanizării: familii mai mici, mutarea din noroaiele rurale în betoanele urbane, preferința pentru apă și alimente salubrizate, o distanță tot mai mare față de animalele de tot felul – domestice, de companie etc. Toate aceste schimbări au fost sistematic legate de creșterea riscului apariției de boli alergice și imunitare, și toate reduc gama microbilor la care suntem expuși. Un singur câine poate avea un impact uriaș. Susan Lynch a analizat praful din 16 locuințe și a descoperit că ele erau „deșerturi microbiene” în cazurile care nu găzduiau și un animal cu blană. Cele cu pisici erau mult mai bogate în microbi, iar cele cu câini încă și mai și. Se pare că cel mai bun prieten al omului este, de fapt, aprodul care deschide ușa mai vechilor prieteni ai omului.
Câinii aduc în casă microbii de afară, oferindu‑ne o varietate mai mare de specii care să ne populeze microbiomurile în curs de dezvoltare. Lynch a hrănit câțiva cobai cu microbi aduși de câini, descoperind că rozătoarele au devenit mai puțin sensibile la diverși alergeni. Hrana expusă la praf a sporit și numărul celor peste o sută de specii bacteriene din intestinele cobailor, din care cel puțin una îi proteja pe șoareci de alergeni. Cam asta‑i esența ipotezei igienei și a numeroaselor sale variante: expunerea la o gamă largă de microbi poate să modifice microbiomul și să suprime inflamațiile alergice – cel puțin la cobai.
Dar animalele de companie nu sunt cea mai importantă sursă de vechi prieteni microbieni. Această onoare revine mamelor noastre. La ieșirea din pântece, bebelușii sunt colonizați de microbii vaginali ai mamelor – un „cadou” care creează lanțuri de transmitere cu anvergură peste generații. Dar și această situație se schimbă. Aproximativ un sfert dintre bebelușii din Marea Britanie și o treime dintre cei americani se nasc acum prin cezariană, de multe ori la alegerea mamei. Maria Gloria Dominguez‑Bello a descoperit că, dacă bebelușii se nasc printr‑o tăietură în abdomenul mamei, microbii lor de pornire provin de pe pielea mamei și din mediul spitalicesc, în loc de vagin. Nu este clar ce reprezintă pe termen lung aceste diferențe, dar la fel cum primii coloniști ai unei insule influențează speciile care în cele din urmă se vor stabili pe ea, primii microbi ai unui copil ar putea avea efect pe termen lung. Așa s‑ar putea explica de ce copiii născuți prin cezariană au șanse mai mari să dezvolte ulterior alergii, astm, boală celiacă și obezitate. „Sistemul imunitar al bebelușului este naiv la naștere și, indiferent ce vede prima oară, așa va începe educația lui”, spune Dominguez‑Bello. „Sistemul lor imunitar poate fi compromis dacă începe să recunoască pe cine nu trebuie în locul tipilor buni prezenți în mod normal. Diferența ar putea să‑i marcheze pentru restul vieții lor.”
Toate aceste probleme sunt exacerbate de hrănirea cu biberonul. După cum am văzut, laptele mamei construiește ecosistemul bebelușului. Livrează mai mulți coloniști microbieni pentru intestinele copilului și OLU‑uri – acele zaharuri din lapte care hrănesc microbii – destinați hrănirii companionilor coadaptați ca B. infantis. Astfel de abilități pot suprascrie orice diferențe inițiale cauzate de nașterea prin cezariană, dar dacă „optezi pentru cezariană și biberon, spun sigur că [bebelușul tău] va avea o traiectorie diferită”, declară expertul David Mills. Odată ce suntem înțărcați și trecuți pe hrană solidă, acea traiectorie poate devia încă și mai departe de una normală dacă nu reușim să ne hrănim microbii prieteni cu alimente potrivite. Grăsimile saturate hrănesc microbii inflamatori. La fel fac și doi aditivi alimentari comuni, CMC și P80, folosiți la prelungirea vieții la raft a înghețatei, a deserturilor înghețate și a altor alimente procesate; totodată, aceștia suprimă microbii antiinflamatori.
Fibrele alimentare au efecte opuse. „Fibră” este un termen generic care descrie diverșii carbohidrați complecși produși de plante și care pot fi digerați de microbii noștri. Fibrele au fost frecvent recomandate de medici încă de când Denis Burkitt, un chirurg misionar irlandez, a remarcat că țăranii ugandezi consumă de până la șapte ori mai multe fibre decât occidentalul tipic. Fecalele lor sunt de cinci ori mai grele, dar trec prin intestine de două ori mai repede. În anii 1970, Burkitt a început să propovăduiască ideea că o astfel de dietă bogată în fibre ar fi motivul pentru care ugandezii cad rareori pradă diabetului, bolilor cardiovasculare, cancerului la colon și altor maladii întâlnite frecvent în lumea dezvoltată. Diferența vine fără doar și poate și din faptul că bună parte a afecțiunilor cronice sunt mai frecvente la bătrânețe, iar occidentalii au o speranță de viață mai mare. Indiferent de asta, Burkitt era pe calea cea bună. „America e o națiune constipată”, spunea el foarte direct. „Dacă ai scaune puține, vei avea spitale pline.”
Nu prea putea să spună, totuși, de ce. Privea fibrele ca pe „mături ale colonului”, care curățau intestinele de substanțe cancerigene și de alte toxine. Nu se gândea la microbi. În prezent, știm că bacteriile care descompun fibre produc compuși numiți acizi grași cu lanț scurt (AGLS); aceștia declanșează un influx de celule antiinflamatoare care pot calma un sistem imunitar furios. Fără fibre, ne setăm imunostatele la niveluri ridicate, predispunându‑ne la boli inflamatorii. Pentru a înrăutăți lucrurile, în absența fibrelor, bacteriile înfometate reacționează devorând orice altceva găsesc în cale – inclusiv mucusul care acoperă intestinele. Pe măsură ce stratul de mucus se subțiază, bacteriile ajung mai aproape de pereții intestinali, unde pot antrena reacții ale celulelor imunitare de dedesubt. Și fără influența calmantă a AGLS, reacțiile în cauză pot lua ușor proporții extreme.
De asemenea, penuria de fibre restructurează microbiomul intestinal. Cum am văzut, fibrele sunt atât de complexe încât creează slujbe pentru o gamă vastă de microbi cu enzimele digestive potrivite. Dacă aceste posturi rămân neocupate o perioadă mai lungă, baza de candidați se reduce. Erica Sonnenburg, soția și colega lui Justin, a demonstrat asta supunând un lot de cobai la o dietă săracă în fibre vreme de câteva luni. Diversitatea florei lor intestinale s‑a redus substanțial. Și‑a revenit când rozătoarele au consumat fibre din nou, dar nu pe deplin; multe specii au dispărut și nu au mai reapărut niciodată. După împerechere, acești cobai au produs pui cu microbiomuri ușor sărăcite. Iar dacă și puii consumau puține fibre, și mai mulți microbi dispăreau. Pe măsură ce generațiile se succedau, din ce în ce mai mulți vechi prieteni rupeau legăturile. Asta ar putea explica de ce occidentalii au o diversitate de microbi intestinali mult mai redusă în comparație cu țăranii din Burkina Faso, Malawi și Venezuela. Noi nu numai că mâncăm mai puține fibre, dar și cele pe care le mai consumăm sunt procesate excesiv. De pildă, măcinatul prin care transformăm grâul în făină distruge o mare parte a fibrelor din boabe. Cum spun cei doi Sonnenberg, ne „înfometăm sinele microbian”.
***
Dacă nu era suficient de grav că eliminăm căile prin care microbii pot ajunge la noi, apoi că îi înfometăm pe cei care răzbesc, îi mai și asaltăm pe supraviețuitorii rămași cu cel mai mare perturbator dintre toți – antibioticele. Microbii înșiși le folosesc în luptele dintre ei încă de când există. Oamenii au descoperit prima oară acest arsenal mortal în 1928 – din întâmplare. Întors în laboratorul său dintr-un concediu la țară, chimistul britanic Alexander Fleming a remarcat că o parte din culturile bacteriene pe care le lăsase pe mese fuseseră acoperite de mucegai și a răzuit o bucățică din „groapa comună” a bacteriilor moarte. Din acel fragment de mucegai, Fleming a izolat o substanță pe care a numit-o penicilină. Doisprezece ani mai târziu, Howard Florey și Ernst Chain au dezvoltat o metodă de producere în masă a penicilinei, făcând din obscura substanță derivată din fungi salvatoarea a nenumărate vieți de soldați aliați în cel de-al Doilea Război Mondial. Așa a început era modernă a antibioticelor. În ritm accelerat, cercetătorii au dezvoltat una după alta noi clase de antibiotice, zdrobind sub o talpă farmaceutică multe boli mortale.
Dar antibioticele sunt arme de șoc-și-groază. Ucid bacteriile pe care nu le vrem, dar și pe cele pe care le-am vrea – e ca și cum ai bombarda un oraș pentru a scăpa de un șobolan. Nici nu mai e nevoie să vedem șobolanul pentru a începe masacrul: multe antibiotice sunt prescrise inutil ca tratament al unor infecții virale pe care n-au nicio șansă să le contracareze. Medicamentele sunt folosite atât de discreționar încât, în orice zi, între 1% și 3% din lumea dezvoltată înghite un antibiotic oarecare. O estimare sugerează că, în Statele Unite, un copil obișnuit este supus la aproape trei cure cu antibiotice până la împlinirea vârstei de doi ani, și la zece cure până la zece ani. Între timp, alte studii au arătat că până și o cură de scurtă durată cu antibiotice poate schimba microbiomul uman. Unele specii dispar temporar. Diversitatea de ansamblu se reduce. Odată ce oprim tratamentul, comunitățile noastre revin într-o stare asemănătoare – dar nu identică – celei avute anterior. Ca în experimentul cu fibre al lui Sonnenburg, fiecare lovitură lasă o urmă în ecosistem. Cu cât mai multe lovituri, cu atât mai adânci devin urmele.
Ironic, aceste pagube colaterale aștern calea altor îmbolnăviri. Amintiți-vă că un microbiom bogat și prosper acționează ca o barieră pentru patogenii invazivi. Dacă vechii prieteni dispar, va dispărea și bariera. În absența lor, specii mai periculoase ar putea exploata nutrimentele nemâncate și posturile ecologice rămase libere. Salmonella, care cauzează toxiinfecții alimentare și febra tifoidă, este un astfel de oportunist. Clostridium difficile, care cauzează diareea severă, este un altul. Aceste specii înfloresc și umplu golurile lăsate de un microbiom redus, ospătându-se cu poftă din rămășițele care în mod normal ar fi fost mâncate de concurenții lor acum absenți. Este motivul pentru care C. difficile afectează cu precădere oamenii care au luat antibiotice și pentru care majoritatea infecțiilor apar în spitale, în aziluri de bătrâni sau în alte facilități ale sistemului de asigurare a sănătății. Unii le numesc boli făcute de om, asociate cu înseși instituțiile menite a ne ține sănătoși. Este consecința nedorită a abordării nediscriminante în uciderea microbilor, asemănătoare scăldării în pesticide a buruienilor din grădină, cu speranța că în locul lor vor crește flori; adesea nu vor crește decât și mai multe buruieni.
Chiar și dozele mici de antibiotice pot să aibă consecințe neprevăzute. În 2012, Martin Blaser le-a administrat antibiotic unor cobai tineri, în doze prea slabe pentru a trata vreo boală. În pofida acestui aspect, medicamentul a schimbat flora microbiană a rozătoarelor în favoarea comunităților mai pricepute la captarea energiei din hrană. Cobaii s-au îngrășat. În continuare, echipa lui Blaser a tratat cu doze mici de penicilină pui de cobai fie abia născuți, fie abia înțărcați, constatând că primul grup a început să se îngrașe după ce nu a mai consumat medicamentul. Microbiomurile lor s-au normalizat, dar au continuat să se îngrașe, iar când cercetătorii au transplantat respectivele comunități microbiene pe cobai sterili, și aceștia s-au îngrășat. Ceea ce ne spune două lucruri importante. În primul rând, la începutul vieții există o perioadă critică în care antibioticele pot avea efecte deosebit de puternice. În al doilea rând, efectele în cauză depind de schimbările produse în microbiom, dar persistă și după ce microbiomul revine la o stare aproape normală. Al doilea aspect este mai important; primul este cunoscut de multă vreme. Fermierii au făcut fără să vrea același experiment începând cu anii 1950, îngrășându-și animalele cu doze mici de antibiotic. Indiferent de tipul medicamentului sau de specie, rezultatul este întotdeauna același: animalele cresc mai repede și sunt mai grase. Toată lumea știa că acești „promotori de creștere” funcționează, dar nimeni nu avea idee de ce. Experimentele lui Blaser sugerează o posibilă explicație: antibioticele perturbă microbiomul, ceea ce duce la creșterea în greutate.
Blaser a afirmat în repetate rânduri că abuzul de antibiotice „alimentează creșterea substanțială a afecțiunilor precum obezitatea”, fără a mai menționa și alte epidemii moderne. Așa să fie? Efectele constatate în experimentele sale sunt relativ slabe: cobaii tratați cu antibiotic au luat în greutate, dar numai cu 10% mai mult; echivalentul unui adult de 70 de kilograme care ia în greutate 7 kilograme – sau două unități pe indicele masei corporale (IMC). De asemenea, este de la sine înțeles că șoarecii nu sunt oameni, iar studiile făcute pe oameni sunt și mai îndoielnice în ceea ce privește legătura dintre antibiotice și obezitate. Un studiu realizat chiar de Blaser a arătat că bebelușii tratați cu antibiotice nu sunt mai predispuși să devină supraponderali până la 7 ani. Și până și studiile pe animale sunt inconsecvente: în alte experimente pe cobai, cercetătorii au arătat că, în doze mari, unele antibiotice administrate timpuriu opresc, de fapt, creșterea sau reduc grăsimea corporală.
La fel de plauzibil este faptul că expunerea timpurie la antibiotice poate să crească riscul apariției de alergii, astm și boli autoimune, prin alterarea microbiomului într-o perioadă critică – dar, la fel ca în cazul obezității, riscurile sunt încă neclare. Beneficiile antibioticelor sunt mult mai clare. Cum zicea Barry Marshall, laureat al Premiului Nobel, „nu am ucis pe nimeni dându-i antibiotice, dar sunt mulți cei care au murit pentru că nu le-au primit”. Înainte de antibiotice, oamenii mureau în număr alarmant de mare din cauza unor zgârieturi, mușcături, pneumonii sau la naștere. După antibiotice, astfel de evenimente potențial letale au devenit controlabile. Viața de zi cu zi a devenit mai sigură. Iar procedurile medicale care ar fi implicat riscuri de infecții mortale au devenit fezabile sau comune: chirurgia plastică, cezarienele, orice fel de intervenții chirurgicale pe organe bogate în bacterii, precum stomacul și intestinele, tratamentele care suprimă sistemul imunitar, precum chimioterapia în cancer și transplanturile de organe, orice tratament care presupune catetere, stenturi sau implanturi, precum dializa, pontajele coronariene sau protezele de șold. Mare parte a medicinei moderne este construită pe fundația asigurată de antibiotice, fundație care acum începe să se fărâmițeze. Ne-am folosit de aceste medicamente atât de discreționar, încât multe bacterii au învățat să le reziste, iar unele tulpini aproape invincibile sunt deja indiferente la orice medicament cu care le-am bombarda. În același timp, am eșuat lamentabil să creăm medicamente noi, care să le înlocuiască pe cele care devin perimate. Intrăm cu repeziciune într-o terifiantă eră postantibiotice.
Problema cu antibioticele nu e atât uzul, cât abuzul, dar ambele ne perturbă microbiomul și deschid calea bacteriilor rezistente la ele. Soluția nu este demonizarea acestor medicamente, ci utilizarea lor judicioasă, în situații în care chiar sunt necesare și cu deplina cunoaștere a riscurilor și a beneficiilor. „Până în acest moment, am privit antibioticele ca fiind exclusiv pozitive. Un medic ar putea să spună: probabil că nu te va ajuta, dar rău n-are ce să-ți facă”, afirmă Blaser. „Dar, odată ce știi că-ți poate face rău, va trebui să refaci calculele.” Pentru Rob Knight, astfel de calcule au devenit limpezi după ce fiica sa a contractat o infecție cu Staphylococcus. „M-am gândit așa: pe de o parte, infecția asta, care poate fi mortală și acum îi cauzează dureri foarte mari, va dispărea”, povestește el. „Pe de altă parte, la opt ani ar putea fi mai grasă cu o unitate IMC. În general încercăm să nu-i dăm antibiotice, dar când acestea funcționează sunt uluitoare.”
Același gen de decizie se aplică și altor perturbatori microbieni. Măsurile corespunzătoare de salubritate au fost o realizare indubitabil pozitivă pentru sănătatea publică și ne-au ferit de multe boli infecțioase. Numai că am împins-o prea departe. „Curățenia a ajuns să fie nu doar apropiată unei calități divine, ci o religie în sine”, afirma Theodor Rosebury. „Am devenit o națiune de nevrotici îmbăiați, frecați și deodorizați.” A scris asta în 1969. Situația e acum mult mai gravă. O căutare după termenul „antibacterian” pe pagina web a unui anumit magazin important scoate la iveală șervețele umede, săpunuri, șampoane, periuțe de dinți, perii de păr, detergenți, veselă, lenjerii de pat – chiar și ciorapi. Triclosanul, o substanță antibacteriană, a ajuns prezent în extrem de multe produse de larg consum, între care paste de dinți, cosmetice, deodorante, ustensile de bucătărie, jucării, haine și materiale de construcție. Am făcut cuvântul „curat” să însemne o lume fără microbi, fără să ne dăm seama ce consecințe ar avea o astfel de lume. Masacrăm microbi de prea multă vreme și am creat o lume ostilă față de cei de care avem nevoie.
[…]
Și nu vorbim aici doar despre bolile umane. Multe animale din grădini zoologice se îmbolnăvesc din motive necunoscute. Gheparzii suferă de gastrite cauzate de echivalentul animal al H. pylori. Saguinii – maimuțe mici și adorabile – suferă de ceva specific lor, numit „boala pierderii saguine”. Să fie și acestea afecțiuni disbiotice? Suferă animalele de probleme ale microbiomului cauzate de diete neobișnuite, medii artificiale salubrizate excesiv, tratamente medicale nefamiliare sau capricii ale programelor de înmulțire în captivitate? Dacă animalele își pierd microbii nativi, cum se vor descurca ele dacă vor fi vreodată repuse în libertate? Vor mai avea bacteriile digestive potrivite? Va fi calibrat adecvat sistemul lor imunitar pentru a face față bolilor în absența medicului veterinar? Și, din moment ce știm că microbii le influențează comportamentul, vor fi ele suficient de pregătite să supraviețuiască într‑o lume plină de prădători?
Este vremea potrivită formulării de nenumărate astfel de întrebări. Planeta noastră a intrat în antropocen – o nouă eră geologică, în care prezența omului influențează schimbarea globală a climei, pierderi de habitate virgine și un declin drastic al diversității vieții. Microbii nu fac excepție. Fie în recifurile de corali, fie în intestinele omului, perturbăm relațiile dintre microbi și gazdele lor, adesea separând specii care fuseseră împreună de milioane de ani. Cercetători ca Gordon și Blaser încearcă din răsputeri să înțeleagă, și poate și să evite, destrămarea acestor parteneriate foarte vechi. Dar alții sunt mai interesați de cum s-au format ele. 
Fragmentul de mai sus face parte din capitolul 5 al cărții Cuprind mulțimi. Miliardele microbi din noi și modul în care ne modelează viața, de Ed Yong. © Copyright Publica, 2017, pentru ediția în limba română.
Nu uita să descoperi ce alte surpize zilnice am pregătit în advent calendarul Publica!
