Industrijalizacija mijenja crijevnu floru do razine bakterijske DNK

Dvije studije objavljene paralelno u časopisu Cell pokazuju da industrijalizacija nije samo stvar tvornica i gradova — ona mijenja sastav crijevne flore do razine DNK pojedinačnih bakterija.

Istraživači s Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Kielu i Sveučilišne bolnice Schleswig-Holstein analizirali su uzorke prikupljene kroz globalnu inicijativu Global Microbiome Conservancy (GMbC), osnovanu prije deset godina s ciljem prikupljanja i očuvanja raznolikosti ljudskog crijevnog mikrobioma diljem svijeta. Uzorke su prikupili iz populacija različitog stupnja industrijalizacije, a potom sekvencirali više od 10.000 bakterijskih sojeva iz preko 450 grupa vrsta.

Rezultat je jasan: industrijalizirani način života dovodi do drastičnog osiromašenja i homogeneizacije bakterijske raznolikosti u crijevima. To konkretno znači da osoba iz Kiela u Njemačkoj i osoba iz Kuala Lumpura u Maleziji imaju vrlo sličan sastav bakterijskih vrsta — unatoč tome što žive tisućama kilometara daleko, jedu potpuno različito i imaju različito genetsko naslijeđe.

Što nestaje kada nestaje raznolikost

Istraživači su zatim provjerili kako ta homogenizacija utječe na mreže bakterija koje surađuju u crijevima. Pokazalo se da su u industrijaliziranim populacijama te mreže koncentrirane oko manjeg broja ključnih vrsta, s manje funkcionalnih rezervi. Ako se te središnje vrste izgube, nema zamjene koja bi održala metaboličku stabilnost zajednice.

U uzorcima ljudi iz visoko industrijaliziranih društava znanstvenici su zabilježili i povišene razine upalnih markera — molekularnih potpisa povezanih sa stresnim odgovorom u crijevima, uključujući pojačan imunološki odgovor u sluznici. Profesor Philip Rosenstiel, koautor prve studije, tumači to kao znak da izmijenjeni mikrobiom može snažno utjecati na fiziologiju domaćina i potencijalno pridonijeti razvoju bolesti.

Bakterije same mijenjaju svoj genom

Druga studija otišla je korak dalje. Istraživači su usporedili deset odabranih bakterijskih vrsta iz mikrobioma neindustrijaliziranih i industrijaliziranih populacija te otkrili da industrijalizirani način života dovodi do većeg bakterijskog genoma i veće genomske plastičnosti. Drugim riječima, bakterije češće razmjenjuju gene horizontalnim prijenosom, što im omogućuje brzo stjecanje novih funkcija i prilagodbu na promjene.

Zabilježene su i brojne mutacije povezane s industrijalizacijom, uključujući promjene u proteinima koji sudjeluju u odgovoru na stres i metabolizmu. Doktor Malte Rühlemann iz Groussinova laboratorija opisuje to kao evolutivni odgovor bakterija na novi okoliš koji im je stvorio čovjek.

Ovo nije prvi put da znanost upozorava na cijenu civilizacijskog napretka za našu unutarnju floru. Ranija istraživanja već su povezivala siromašenje mikrobioma s porastom kroničnih upalnih bolesti, alergija i metaboličkih poremećaja u razvijenim zemljama. Kielski tim sada je prvi put sustavno pokazao da se te promjene ne zaustavljaju na razini zajednice — one sežu do pojedinačnih genoma.

Pitanje koje istraživači nisu postavili

Ostaje, međutim, pitanje koje studije ne obrađuju: ako je industrijalizirani mikrobiom osiromašen i skloniji upalama, koliko je od toga posljedica same industrije, a koliko prehrambenog sustava koji je s njom došao — prerađene hrane, aditiva, pesticida i svega što danas završava na tanjuru prosječnog potrošača u razvijenom svijetu?

Naši znanstvenici mogli bi tu granicu dodatno ispitati na domaćim populacijama, gdje se tradicionalna prehrana još nije posve povukla pred industrijskom. To je pitanje od javnozdravstvenog interesa, ali i pitanje prehrambene autonomije — koliko sami odlučujemo što će završiti u našim crijevima, a koliko o tome odlučuje globalni lanac proizvodnje hrane.

Kielski tim namjerava proširiti GMbC kohortu na nove zemlje i dalje istraživati mehanizme kojima industrijalizacija remeti mikrobiom. No sami autori priznaju da je ključno pitanje mikrobiologije — što uopće čini zdrav mikrobiom — još bez odgovora. A bez tog odgovora svaka preporuka ostaje nagađanje.