Jak nasze pupile poprawiają twój układ immunologiczny?

Zdjęcie: Alamy / BBC

Odkąd Amisze po raz pierwszy wyemigrowali z Europy Środkowej do Ameryki Północnej w XVIII wieku, stali się znani ze swojego wyjątkowego stylu życia. Dziś polegają na tych samych praktykach hodowli bydła mlecznego i transportu konnego, które były stosowane przez ich przodków przez wieki.

Amisze od dziesięcioleci przyciągają uwagę hollywoodzkich scenarzystów, dokumentalistów i socjologów. Ale w ciągu ostatnich 10 lat ich sposób życia stał się coraz bardziej interesujący również dla świata medycyny, ponieważ wydają się oni przeciwstawiać jednemu szczególnie niepokojącemu współczesnemu trendowi. Podczas gdy wskaźniki chorób związanych z odpornością, które zaczynają się w dzieciństwie, takich jak astma, egzema i alergie, gwałtownie wzrosły od lat 60-tych, nie miało to miejsca w przypadku Amiszów.

Powodem tego jest odkrywczy wgląd w to, jak działają nasze układy odpornościowe - i przemożne sposoby, w jakie zwierzęta w naszym życiu wpływają na nie.

Różnorodna społeczność

Aby spróbować zrozumieć, dlaczego Amisze mają niższe wskaźniki niektórych chorób immunologicznych, grupa naukowców spędziła czas w 2012 roku ze społecznością Amiszów w stanie Indiana oraz z inną społecznością rolniczą znaną jako Huteryci w Południowej Dakocie. W obu przypadkach pobrano próbki krwi od 30 dzieci i szczegółowo zbadano ich układ odpornościowy.

Istnieje wiele podobieństw między tymi dwiema grupami. Podobnie jak Amisze, Huteryci również żyją z ziemi, mają europejskie pochodzenie, są minimalnie narażeni na zanieczyszczenie powietrza i przestrzegają diety ubogiej w przetworzoną żywność. Jednak ich wskaźniki astmy i alergii dziecięcych są od czterech do sześciu razy wyższe niż wśród Amiszów.

Jedną z różnic między tymi dwoma społecznościami jest taka, że podczas gdy Huteryci w pełni przyjęli uprzemysłowione technologie rolnicze, Amisze tego nie zrobili, co oznacza, że od najmłodszych lat żyją w bliskim kontakcie ze zwierzętami i mnóstwem drobnoustrojów, które one przenoszą.

"Jeśli spojrzeć na zdjęcia lotnicze z drona osad Amiszów i porównać je ze społecznościami Huterytów, Amisze żyją na farmie ze zwierzętami, podczas gdy Huterzy mieszkają w małych wioskach, a farma może być oddalona o kilka mil" - mówi Fergus Shanahan, emerytowany profesor medycyny na University College Cork w Irlandii.

"..... Alergie dziecka zaczynają się między 7, a 9 rokiem życia wydaje się zmniejszać proporcjonalnie do liczby zwierząt domowych, które były obecne w domu we wczesnych latach ich życia, co nazwano ‘efektem mini-farmy’".

W 2016 roku zespół naukowców z USA i Niemiec opublikował przełomowe badanie, w którym stwierdzono, że dzieci amiszów mają niższe ryzyko alergii ze względu na sposób, w jaki ich środowisko kształtuje ich układ odpornościowy. W szczególności naukowcy odkryli, że dzieci amiszów w ich badaniu miały bardziej precyzyjnie dostrojone tak zwane regulatorowe limfocyty T niż te pochodzące ze środowisk Huterytów. Komórki te pomagają tłumić nietypowe reakcje immunologiczne.

Życie w bliskim kontakcie ze zwierzętami może pomóc wytrenować nasz układ immunologiczny przez ekspozycję na szeroką gamę bakterii. Zdjęcie: Getty Images

Kiedy naukowcy przeskanowali próbki kurzu pobrane z domów dzieci amiszów i huterytów w poszukiwaniu śladów bakterii, znaleźli wyraźne dowody na to, że dzieci amiszów były narażone na więcej drobnoustrojów, prawdopodobnie pochodzących od zwierząt, wśród których żyły.

Na całym świecie inni naukowcy dokonali podobnych odkryć. Grupa immunologów donosi, że dzieci dorastające na farmach alpejskich, gdzie krowy zazwyczaj śpią w pobliżu swoich właścicieli, wydają się być chronione przed astmą, katarem siennym i egzemą. Inne badania wykazały, że ryzyko alergii u dzieci w wieku od siedmiu do dziewięciu lat wydaje się zmniejszać proporcjonalnie do liczby zwierząt domowych, które były obecne w domu we wczesnych latach ich życia, co nazwano "efektem mini-farmy".

"Nie jest to uniwersalne lekarstwo na wszystko i za każdym razem, gdy prowadzę wykład na ten temat, ktoś mówi: "Cóż, dorastałem na farmie i mam alergie", ale wiemy, że jeśli dorastasz fizycznie w interakcji ze zwierzętami hodowlanymi, masz około 50% zmniejszenie prawdopodobieństwa zachorowania na astmę lub alergie" - mówi Jack Gilbert, profesor na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego, który był zaangażowany w badanie Amishy, a także współzałożyciel American Gut Project - obywatelskiego projektu naukowego badającego, w jaki sposób nasz styl życia wpływa na nasz mikrobiom. "Nawet jeśli po prostu dorastasz z psem w domu, masz 13-14% redukcję ryzyka" – mówi.

Zwierzęta chronione

Od kiedy pierwsze badania nad społecznościami Amiszów zostały opublikowane, ochronny wpływ interakcji ze zwierzętami w dzieciństwie były przedmiotem fascynacji, a „New York Times” opublikował nawet artykuł z pytaniem, czy zwierzęta domowe są nowym "probiotykiem".

Więc co to oznacza? Być może nie jest to zaskakujące, biorąc pod uwagę skłonności ludzi do dotykania, zamiłowanie do głaskania i pieszczenia naszych zwierząt. Kiedy żyjemy ze zwierzętami, wykazano, że drobnoustroje z ich futra i łap trafiają na naszą skórę - przynajmniej tymczasowo.

To zjawisko skierowało naukowców do sugestii czy „mikrobiomy” mogłby być kolonizowane przez robaki, znajdujące się na ciele na pupili. Jest to zbiór ogromnych kolonii drobnoustrojów, które żyją na naszej skórze, w naszych ustach, a przede wszystkim w jelitach, w których znajduje się znaczna koncentracja komórek odpornościowych naszego organizmu. Według Nasii Safdar, profesora chorób zakaźnych na Uniwersytecie Wisconsin w USA, koncepcja ta przyciągnęła zainteresowanie branży karmy dla zwierząt domowych. Pomysł polegałby na opracowaniu produktów sprzedawanych jako promujące wzrost pożytecznych bakterii u kotów i psów, które następnie mogłyby zostać przeniesione na ich właścicieli.

"Ten punkt widzenia był atrakcyjny dla ludzi, ponieważ większość z nas interesuje kondycja ludzkiego organizmu" - mówi Safdar. "Jaką więc rolę może w tym odegrać zwierzę?" - pyta.

Safdar mówi, że rozważa przeprowadzenie badania, które obejmowałoby pobieranie próbek kału zarówno od zwierząt domowych, jak i ich ludzkich właścicieli, gdy przychodzą na powtarzające się wizyty weterynaryjne, aby sprawdzić, czy ich jelita z czasem stają się bardziej podobne pod względem mikrobiologicznym. Chce również sprawdzić, czy może zidentyfikować podobne gatunki bakterii, które mogłyby przynieść korzyści zdrowotne.

Inni uważają jednak, że pomysł włączenia do nasze układu immunologicznego mikrobiomów psów, kotów lub jakichkolwiek innych mikrobów zwierząt innych niż ludzkich jest wątpliwy. "Nie ma na to żadnych dowodów" - mówi Gilbert. "Tak naprawdę nie stwierdzamy długotrwałej akumulacji psich bakterii na naszej skórze, w naszych ustach czy w naszych jelitach. One tak naprawdę się nie trzymają".

W odpowiedzi na to Safdar mówi, że nadal uważa badanie za bardzo wartościowe i  stwierdza za prawdopodobne, że drobnoustroje jelitowe mogą być przenoszone ze zwierząt domowych na ich właścicieli i odwrotnie. "Jest to warte przestudiowania i nie zostało jeszcze dokładnie zbadane" - mówi.

Gilbert uważa, że zwierzęta domowe odgrywają inną, ale równie istotną rolę. Jego teoria głosi, że ponieważ nasi dalecy przodkowie udomowili różne gatunki, nasze układy odpornościowe ewoluowały, aby być stymulowane przez mikroby, które przenoszą. Drobnoustroje te nie przebywają z nami na stałe, ale nasze komórki odpornościowe rozpoznają znajome sygnały, gdy przez nie przechodzą, co następnie utrzymuje prawidłowy rozwój układu odpornościowego.

"Przez wiele tysiącleci ludzki układ odpornościowy przyzwyczaił się do bakterii psich, końskich i krowich" - mówi Gilbert. "Kiedy więc widzi te rzeczy, uruchamia korzystny rozwój odporności. Wie, co robić".

Badania wykazały również, że ludzie, którzy mieszkają w tym samym gospodarstwie domowym co zwierzę domowe, mają bardziej podobne do siebie mikrobiomy jelitowe, a Gilbert sugeruje, że zwierzę prawdopodobnie działa jako nośnik pomagający przenosić ludzkie mikroby między właścicielami. Jednocześnie regularna ekspozycja na własne mikroby zwierzęcia będzie również stymulować jego układ odpornościowy do większej aktywności i lepszego zarządzania populacjami bakterii w jego własnym mikrobiomie jelitowym i skórnym, utrzymując patogeny na zewnątrz i stymulując wzrost pożytecznych bakterii.

Starożytne mikroby

To dobra wiadomość dla miłośników zwierząt, ponieważ badania nadal sugerują, że mieszkanie ze zwierzętami domowymi przez całe życie może być dobre dla naszego układu odpornościowego.

Po przeczytaniu badań na temat Amiszów i Huterytów, Shanahan został zainspirowany do przeprowadzenia własnych badań na temat irlandzkich wędrowców, zmarginalizowanej populacji, która zazwyczaj żyje w ograniczonych przestrzeniach wśród wielu zwierząt - od psów i kotów po fretki i konie.

Shanahan zsekwencjonował ich mikrobiomy jelitowe i porównał je z mikrobiomami Irlandczyków prowadzących obecnie bardziej nowoczesny styl życia, a także z mikrobiomami zsekwencjonowanymi z rdzennych populacji na Fidżi, Madagaskarze, w Mongolii, Peru, czy Tanzanii, które nadal prowadzą styl życia podobny do naszych przodków łowców-zbieraczy. Odkrył, że mikrobiom irlandzkich podróżników był bardziej podobny do grup tubylczych. Powiedział, że ich mikrobiom był również podobny do mikrobiomu ludzi ze świata przedindustrialnego, który inne grupy naukowe były w stanie badać, zbierając starożytne próbki kału zachowane w jaskiniach.

„Irlandzcy podróżnicy zachowali w sobie starożytne mikrobiomy” - mówi Shanahan. "Jest to o wiele bardziej podobne do tego, co można zobaczyć w plemionach w Tanzanii, które nadal żyją jak myśliwi-zbieracze lub mongolscy jeźdźcy, którzy mieszkają w jurtach, blisko swoich zwierząt".

Shanahan uważa, że może to wyjaśniać niskie wskaźniki chorób autoimmunologicznych w irlandzkich populacjach podróżnych: schorzenia takie jak nieswoiste zapalenie jelit, choroba Leśniowskiego-Crohna, wrzodziejące zapalenie jelita grubego, stwardnienie rozsiane i inne choroby, takie jak astma i alergie, stały się coraz bardziej powszechne w ostatnich dziesięcioleciach.

"Nie oznacza to, że ich zdrowie jest dobre" - mówi Shanahan. "Irlandzcy podróżnicy umierają znacznie wcześniej niż osiadła społeczność. Ale umierają z powodu alkoholizmu, samobójstw i wypadków, napędzanych biedą oraz marginalizacją, czy erozją ich kultury. Ale idź do irlandzkiego reumatologa i zapytaj, czy kiedykolwiek widział podróżnika z toczniem układowym [chorobą autoimmunologiczną], a on zaprzeczy".

Teraz naukowcy chcą sprawdzić, czy wprowadzenie zwierząt z powrotem do naszego życia na różne sposoby może być korzystne dla naszego zdrowia w ciągu całego życia. Naukowcy z University of Arizona w USA zbadali, czy oddanie niechcianych psów starszym dorosłym może pomóc poprawić ich zdrowie fizyczne i psychiczne poprzez wzmocnienie ich układu odpornościowego. Wyniki badań przeprowadzonych przez włoską grupę badawczą, która stworzyła farmę edukacyjną, na której dzieci z domów bez zwierząt domowych mogły pod nadzorem regularnie głaskać konie, sugerują, że mikrobiom jelitowy dzieci zaczął wytwarzać więcej korzystnych metabolitów.

Gilbert twierdzi, że jest prawdopodobne, że może to być sposób na poprawę odporności u dzieci. "Jeśli jesteś narażony na więcej rodzajów bakterii, będziesz stymulować swój układ odpornościowy na bardziej zróżnicowane sposoby, co może poprawić jego zdolność do radzenia sobie z drobnoustrojami na skórze i w jelitach" - mówi. "Ale nie jesteś kolonizowany przez bakterie zwierzęce, to się nie dzieje".

Naukowcy podkreślają, że posiadanie zwierząt domowych przez całe życie może również ułatwiać więcej interakcji drobnoustrojów z układem odpornościowym na inne sposoby. 

Na przykład, posiadanie psa zwiększa prawdopodobieństwo regularnych spacerów, zauważa Liam O'Mahoney, profesor immunologii w APC Microbiome Ireland, centrum badawczym zajmującym się mikrobiomem na University College Cork.

"Jeśli masz zwierzaka, wychodzisz z domu i spacerujesz po parku" - mówi O'Mahoney. "A robiąc to, jesteś również narażony na mikroby z parku, z gleby, zewsząd mogą być one przydatne".