Germophobia Therapy: Reality Check Edition

להלן קטע מתוך פרק 1 של פחד מכוכב לכת מיקרוביאלי: כיצד תרבות בטיחות גרמופובית הופכת אותנו לפחות בטוחים.

כשאחותי נכנסת לחדר במלון בפעם הראשונה, היא לוקחת איתה מיכל של מגבונים מחטאים, ומנגבת כל משטח שיכול היה להעלות על הדעת לבוא במגע עם בן אדם בעבר הקרוב. היא לא עושה שום דבר אחר לפני שזה קורה. בלי לשבת, בלי לפרוק. שום דבר.

"למה אתה עושה את זה?" שאלתי אותה.

"אתה אף פעם לא יודע מה ומי היה שם," היא ענתה.

זה נכון לכל מקום שאתה הולך, חשבתי, אבל לא לחצתי על זה יותר באותו זמן. אחותי היא גרמופובית, וידעתי שהיא לא תשתכנע מכל דבר אחר שאחיה הקטן יצטרך לומר, גם אם אהיה חוקר מחלות זיהומיות. אבל אולי כן.

גרמופובים חיים בהכחשה

גרמופובים (שאפשר גם לאייתם גרמפובים) חיים בהכחשה כי חיידקים נמצאים בכל מקום, ואי אפשר להימנע מהם. ישנם כ-6×10^30 תאים חיידקיים על פני כדור הארץ בכל זמן נתון. לפי כל קנה מידה, מדובר בכמות עצומה של ביומסה, שניה רק ​​לצמחים, ועולה על זה של כל בעלי החיים ביותר מפי 30. חיידקים מהווים עד 90 אחוז מהביומסה של האוקיינוס, עם 10^30 תאים, שווה ערך למשקל של 240 מיליארד פילים אפריקאים. עצם האוויר שאתה נושם מכיל כמות משמעותית של חומר חלקיקי אורגני הכולל למעלה מ-1,800 מינים של חיידקים ומאות מיני פטריות הנישאות באוויר בצורה של נבגים ושברי היפל. חיידקים מסוימים יכולים להישאר באוויר במשך ימים עד שבועות, בדרך כלל על ידי טרמפ על אבק או חלקיקי אדמה. הצפיפות העצומה באוויר שאנו נושמים פירושה שאנו שואפים אלפי חלקיקים מיקרוביאליים על כל שעה שאנו מבלים בחוץ. הכניסה פנימה אינה שונה בהרבה, שכן אוויר פנימי מקושר בדרך כלל לסביבה החיצונית המיידית, עם הבדלים הנובעים מאוורור ותפוסה. כמעט בלתי אפשרי למצוא מקום, פנימי או חיצוני, שהוא סטרילי לחלוטין, למרות שמקומות מסוימים מלוכלכים יותר מאחרים.

אם אתה עובד במרתף מעופש פגום במים ללא מכונת הנשמה מגינה, הפשטת קיר גבס עבש עלולה לחשוף אותך למאות מיליוני נבגי פטריות מוארסו בקלות רבה, ולעצבן את הגרון, הסינוסים והריאות שלך. העלים שגרפתם בסתיו, אלה שהתעלמתם מהם זמן מה עד שהפכו לבלגן רטוב וחום עד שמזג האוויר הפך לבסוף יבש וחמים, יכלו לשחרר ענן של חיידקים ופטריות כשהגעתם סוף סוף לגרוף או לנשוף. אוֹתָם. ומאוחר יותר, כשהתרגעת בערסל שלך, אולי היה לך שיעול קטן. אלו היו הריאות שלך שניסו להיפטר מכל החיידקים האלה שעוררת ושאפת. אבל כנראה התגברת על זה. הריאות די טובות בפינוי רוב החלקיקים, אפילו חיים.

מוקדם יותר, בקיץ, כשהלכת לשחות באגם, נחשפת לטריליוני חיידקים ברגע שפגעת במים. חיידקים ואורגניזמים חד-תאיים אחרים כבר פרחו במים החמים והעשירים בחומרי מזון לרמות אסטרונומיות לעונת הקיץ. גם אם חשבת שסגרת את הפה שלך, לא החזקת אותם לגמרי. אין בעיה, אתה אומר, אני פשוט אשחה בבריכות שחייה ואמנע מכל החיידקים האלה. עם זאת בריכות שחייה, למרות שהן מכילות רמות אנטי-מיקרוביאליות של כלור, עדיין עשויות להכיל צואה E. coלי ו פסאודומונס אירוגינוזה. אל תתחיל אפילו עם בריכת הילדים. חשבתם שחיתולי שחייה עוצרים הרבה? אממ, לא. קקי, והחיידקים שמגיעים איתו, מוצאים דרך.

כל החיידקים האלה באגם ובבריכה לא רק חיים ומתרבים באופן טבעי במים. כמות משמעותית מקורה בבעלי חיים, כולל בני אדם. אנו אוגרים טריליוני חיידקים על העור שלנו, בפה שלנו ובמעיים. בבריכה אין חיידקים כי הטיפולים הכימיים לא עבדו, יש בה חיידקים כי יש בו אנשים. אנחנו ממש מפעלי חיידקים. זה נמצא על כולנו, בתוכנו, ועל כל מה שאנחנו נוגעים בו.

כשהייתי בקולג', אחווה מקומית אחת ערכה התרמה למרתון ג'קוזי, שבו המשתתפים קיבלו חסות לשבת בג'קוזי זמן רב ככל האפשר. חלקם עשו זאת במשך שעות. בימים הקרובים, רבים מהם פיתחו פריחות מגרדות, אדומות וגבשושיות עם שלפוחיות סביב זקיקי השיער. באופן לא מפתיע, כל הזמן הזה בג'קוזי הפך אותם לתרביות מרק חיידקים גדולות, שחוסנו על ידי בחורי אחווה ובנות חברות בסמיכות. המים החמים, אפילו מטופלים כימית, לא יכלו לדכא את הגדילה לנצח, והחיידקים, ככל הנראה מתנחלים בעור ופריחה. aeruginosa Pseudomonas, גדל באופן אקספוננציאלי. לא היה שום זיהום מבחוץ. המקור לכל זה Pseudomonas, ללא ספק, היו האנשים עצמם.

בני אדם כביוריאקטורים מיקרוביאליים

הגוף שלנו מיושב על ידי כל כך הרבה חיידקים עד שהתאים שלנו (בערך 10 טריליון בסך הכל) עולים על מספר התושבים המיקרוביאליים שלנו בפקטור של עשרה (בערך 100 טריליון בסך הכל). המיקרוביוטה של ​​גופנו מגוונת להפליא, עם אלפי מינים של חיידקים ופטריות המבטאים ביחד 4.4 מיליון גנים, בהשוואה לגנום הדל שלנו בן 21,000 הגנים. כפי שסופרת המדע והאקולוגית אלנה קולן ציינה בפריימר המצוין שלה למיקרוביוטה האנושית 10% אנושי, מבחינה גנטית אנחנו אפילו לא 10 אחוז בני אדם, זה בעצם יותר כמו 0.5 אחוז.

מתי ואיפה אנחנו משיגים את כל החיידקים האלה?

לכל מי שהיה עד ללידה טבעית, ברור שהתינוק לא נולד בסביבה נקייה לחלוטין. קודם כל, הנרתיק של האם עמוס בחיידקים, בעיקר מהסוג לקטובצילוס אתה עלול לזהות לקטובצילוס מהסתכלות על רשימת המרכיבים של מוצרי יוגורט, מכיוון שהיא לרוב מרכיב מרכזי. זו הסיבה שכמה מיילדות פריכות אומרות לנשים בהריון למרוח יוגורט על הנרתיק שלהן אם הן חושבות שהן עלולות לקבל זיהום בשמרים. אז, תינוקות נחשפים לחיידקי יוגורט? אין בזה שום דבר רע! אבל זה לא הכל. תופעה שכיחה נוספת - נשים בלידה עשויות לעשות צרכים. בגלל לחץ עז של הבטן התחתונה והאגן, אישה בלידה מתחילה לאבד שליטה ולפעמים יכולה לדחוף הכל החוצה. וכתוצאה מכך, התינוק עלול להיחשף לחיידקי הצואה של האם בנוסף לחיידקי הנרתיק. אם חשיפה זו לא מתרחשת בלידה, היא עלולה להתרחש גם מאוחר יותר בבית החולים או במשק הבית, מכיוון שחיידקי צואה מועברים בקלות לאוויר/נישאים באוויר, נשאפים או נבלעים. כך או כך, כל תינוק בריאות בסופו של דבר יושבת על ידי החיידק, Bacteroides, Clostridium, סטפילוקוקוס, ו סטרפטוקוקוס מינים, רק כדי להזכיר כמה. אם אמא מניקה, התינוק ייחשף גם ללקטובצילים וביפידובקטריה נוספים.

ברגע שתינוק מתחיל לאכול מזון מוצק, המיקרוביוטה של ​​המעיים שלו תסתגל למקורות החדשים של סיבים, סוכרים, חלבונים ושומנים עם גיוון מוגבר ומיקרוביום יותר "דומה למבוגרים". המיקרוביום הבוגר הוא פחות דינמי כתינוק בשנה הראשונה לחייו, אבל מיקרוביום מבוגרים עדיין יכול להיות מופרע על ידי שינויים בתזונה, בריאות כללית, חשיפה לאנטיביוטיקה או זיהום. אני אפרט יותר בפרק 2 על האופן שבו שינויים אלה יכולים לשבש מיקרוביומים וכיצד הם יכולים להיות קשורים לבעיות בריאות מודרניות. אבל אפילו עם השיבושים האלה, אנשים עמוסים בחיידקים, ונחשפים מדי יום למספרים עצומים של חיידקים נוספים בבית, בבית הספר, במשרד, או כמעט בכל מקום אחר על פני כדור הארץ.

הבית הוא המקום שבו נמצאים החיידקים

כאשר נעשה שימוש גם בטכנולוגיית רצף לקביעת המגוון החיידקי באוויר ובאבק של משקי בית ומשרדים, התוצאות היו מרתקות. חיידקים פנימיים יכולים להיות על משטחים או באוויר בתור ביו-אירוסול. באופן לא מפתיע, המקור העיקרי לחיידקים וביו-אירוסולים בתוך הבית הוא הסביבה החיצונית המקומית. עם זאת, ביו-אירוסולים מגיעים גם מבעלי חיים ומבני אדם, עקב נשימה, נשירה של תאי עור או שימוש בשירותים. חלקיקים על משטחים יכולים להיות מורחקים באוויר כביוארוסולים על ידי הליכה, שאיבת אבק, ניקוי ואפילו שינה, מכיוון שהמיטה שלך מלאה בתאי עור מתים, פטריות וחיידקים.

בכל בית או בניין עם דיירים אנושיים, יש בשפע מינים של חיידקים מתיישבת. למעשה, ניתן לחזות אם בית תפוס בעיקר על ידי גברים או נקבות לפי הפרופיל המיקרוביאלי שלהם, שכן אחוזים גבוהים יותר של זכרים היו קשורים לשפע רב יותר של Corynebacterium, דרמבקטר, ו רוזבוריה מינים, בעוד נקבות היו קשורות עם מוגבר לקטובצילוס מִין. ניתן לקבוע אם למשפחה יש חתול או כלב גם על ידי רצף rRNA של 16S. כלבים מביאים מגוון גבוה יותר של חיידקים, עם 56 סוגים שונים של חיידקים לעומת 24 מחתולים. חתולים לפחות מנקים את עצמם, ומבזבזים הרבה פחות זמן בהרחת הקצוות האחוריים של זה, אז אולי זה מסביר את ההבדל.

מה שעוד יותר מרשים הוא שככל שהמיקרוביוטה של ​​פרטים נוספים נרקמה, התברר שלכל פרט יש מושבה ייחודית של חיידקים, ייחודית כמו טביעת אצבע. למרות שהם פחות או יותר יציבים במהלך הבגרות, המיקרוביומים הנבדלים הללו יכולים להשתנות על ידי גורמים כמו תזונה, גיל והורמונים. יתר על כן, אנשים הקשורים גנטית וחיים משותפים נוטים להיות בעלי חיים משותפים מיקרוביאליים דומים יותר. מחקר אחד קבע שכאשר משפחה עזבה את הבית, החיידקים שלהם נשארו במשך כמה ימים, וירדו בהדרגה לרמות בלתי ניתנות לזיהוי. אובדן זה של טביעת אצבע מיקרוביאלית יוכל לשמש בעתיד מדעני זיהוי פלילי כדי לעזור לשחזר ציר זמן של מתי חשוד פינה את ביתו או מחבואו.

באופן לא מפתיע, חדר האמבטיה הוא המקום הטוב ביותר בבית או בבניין לפגוש חיידקים על משטחים או באוויר. בחדר אמבטיה, משהו פשוט כמו שטיפה בשירותים יכול ליצור ביוארוסולים המכילים מיליארדי חיידקים, חלקם נשארים באוויר במשך שעות, מספיק זמן כדי לנסוע לכל משטח סמוך. סגירת המכסה יכולה להפחית את פלומת החיידקים, אבל לא כמו שאתה עשוי לחשוב. אפילו שטיפה חוזרת ונשנית לא יכולה לחסל לחלוטין את היווצרותם של ביוארוסולים עמוסי חיידקים בצואה. כתוצאה מכך, כאשר אתה נכנס לשירותים, אתה הולך לשאוף חיידקים, וכל דבר שאתה נוגע בו יהיה מכוסה בו. זה לא מבשר טובות עבור מברשת השיניים שלך. אבל איכשהו, אתה עדיין חי.

מלבד חשיפות מיקרוביאליות שאנו מקבלים מהאימהות שלנו ומהסביבה הקרובה שלנו במהלך הלידה ואחריה, המקורות הבולטים ביותר של חיידקים שמתיישבים במעיים שלנו נקבעים על ידי המזון שאנו אוכלים. אצל תינוקות שזה עתה נולדו יונקים, חלב אם הוא גם מקור לחיידקים וגם מזון שחיידקים אלה יאהבו. חלק מהחיידקים בחלב אם עשויים להגיע מהמעיים ומועברים לבלוטות החלב על ידי תאי חיסון במחזור, בנוסף לחיידקים שמתיישבים בעור סביב העטרה.

כמו כן, כאשר התינוק שותה חלב ישירות מהשד, חלק מחיידקי הפה מצטרפים גם לחיידקים הקשורים לחלב במסעם אל המעיים. סוגי החיידקים המועברים בדרך זו נקבעים על פי תזונת האם ואופן האכלה (למשל ישירות דרך השד או בעקיפין באמצעות שאיבה). המיקרוביום של התינוק משתנה עם הכנסת מזון מוצק, עד שהוא מתחיל להידמות למיקרוביום מבוגר יציב פחות או יותר בסביבות גיל שנתיים וחצי. תוצאות מחקרים רבים הראו ששלבי החיים המוקדמים הם הקריטיים ביותר להתפתחות מיקרוביום מבוגרים.

שעתיים וחמש שניות לאבדון מערכת העיכול

כולנו מכירים אנשים אובססיביים לרעיון לשמור על האוכל שלהם "נקי". לזרוק כל מזון שיושב על השולחן יותר מהזמן שלוקח לאכול ארוחה או כל דבר שנפל על הרצפה הפכו לשיטות נפוצות למדי בעולם הראשון. יש מעט כללי היוריסטיקה או קיצורי דרך שהפכו פופולריים כתוצאה מכך, כמו "כלל השעתיים" להשארת אוכל, ו"כלל חמש השניות" לאכילת מזון שנגע ברצפה. לדעתי כלל חמש השניות הוא המועיל ביותר כדי לעזור להורים להרגיש פחות אשמים כאשר הפעוטות שלהם זורקים אוכל טוב לחלוטין מהכיסאות הגבוהים שלהם לרצפה. הפעוט שלי לא מקפיד על היגיינת מזון, אז למה לי? כנ"ל לגבי חוק השעתיים - לפעמים אנחנו עסוקים ושוכחים שהצ'ילי היה על הכיריים הקרות כל הערב. האם זה אומר שזה עדיין בסדר אם נחמם אותו שוב? איך מישהו שרד לפני הקירור?

אם אתה מדען בטיחות מזון או מיקרוביולוג, התפקיד שלך הוא לזהות סיכונים פוטנציאליים באחסון והכנת מזון שעלולים להוביל לזיהום ומחלות. זה בעיקר לייצור והכנת מזון תעשייתי ומסחרי. ברור מכל מי שבודק מסעדות שיש להם מגוון רחב של נהלים וחלקם טובים יותר מאחרים. פעם אחת אמרה לי מפקחת מקומית מאילו מסעדות היא נמנעה (אבל זה לא הפריע לי, כי אני אוהב יותר מדי את אחד המקומות). במקרה שלה, ובמקרה של מיקרוביולוגים מזון, אפילו הפוטנציאל לזיהום בעייתי. מדאיג הרבה פחות הוא הסיכון היחסי, שהוא הסבירות ששיטות עבודה מסוימות יובילו לזיהום ומחלות. לכן, אפילו הסיכון הקל ביותר עשוי להיחשב כהפרה. במילים אחרות, אפילו הסיכון הקל ביותר של פקחים שיראו כאילו הם לא עושים את העבודה שלהם יכול להוות בעיה עבורם.

במהלך השנים, החשיבה האפסית הזו לגבי הכנת מזון ואחסון הפכה אותה למשק הבית. חוק השעתיים הוא דוגמה טובה. רוב האנשים אפילו לא היו מחכים כל כך הרבה זמן כדי לזרוק אוכל. עם זאת, חלק ניכר מהדאגה מהצמיחה של פתוגנים במזון שנותר בחוץ במשך שעתיים היא תוצאה של כמה הנחות עיקריות. זה כולל הנחות שאתה מתחיל עם מושבה בת קיימא של חיידק פתוגני אחד או יותר, שהמזון מכיל כמויות נמוכות של מלח וחומרים משמרים, pH ניטרלי, ושהוא יושב בטמפרטורות אופטימליות מעל 80 מעלות פרנהייט (~27 מעלות צלזיוס) . המקרה הקלאסי של הרעלת מזון בשימוש בשיעורי מיקרוביולוגיה הוא סבתא מכינה סלט תפוחי אדמה לפיקניק הקיץ, משתמשת בידיה כדי לערבב אותו ובכך מחסנת אותו בהתיישבות העור Staphylococcus aureus. ואז זה יושב על שולחן הפיקניק כל אחר הצהריים (הרבה יותר משעתיים), ובאם, כולם מקבלים הרעלת מזון. זו בהחלט דרך טובה להגדיל את הסיכויים להתפרצות משפחתית, אבל זו הסערה המושלמת, והרבה דברים היו צריכים לקרות בתרחיש הזה כדי לגרום לכולם להיות חולים.

זיהום צולב יכול להוות בעיה, במיוחד אם אתה מכין משהו שיאכל גולמי באותו מקום שבו אתה פשוט חתך עוף. אפילו להיות נקי עם עוף יש מגבלות - ה-CDC מזהיר מלשטוף אותו לפני שאתה מבשל אותו, שמא תיצור חבורה של טיפות עמוסות חיידקים סביב הכיור שלך. במציאות, רוב האוכל מבושל בצורה סבירה הוא בטוח למדי, וארבע שעות הן זמן סביר להשאיר את רוב האוכל בטמפרטורת החדר. כמו בכל דבר, אנשים בדרך כלל בסדר אם הם משתמשים בשכל הישר ומנקים את הבלגן שהם עושים במטבח.

השכל הישר פועל גם להערכת כלל חמש השניות. כלל חמש השניות קובע שאם אתה מרים אוכל לפני חמש שניות על הרצפה, זה בסדר לאכול. כמה מחקרים ודיווחים בתקשורת למעשה לקחו את זה ברצינות כדי להצביע על כך שחיידקים אכן נדבקים למזון שלך לא משנה כמה זמן הוא על הרצפה. אבל כמה זה שימושי? אתה תאכל חיידקים כאשר האוכל שלך נוגע בכל דבר שבא במגע עם משטח לא סטרילי. חשוב מכך, מה הסיכויים שהחיידקים על פיסת המזון הזו יהיו זן פתוגני של חיידקים או וירוסים או יספקו מינון מספיק כדי לגרום למחלה?

כפי שציינתי קודם, החיידקים בסביבה פנימית פחות או יותר מחקים את אלה של הסביבה החיצונית בתוספת המיקרוביום של תושביה, כך שרוב הסיכויים שכבר בולעים או שואפים חלק גדול מהחיידק הזה. בטח, אם אתה משתמש בחתיכת האוכל שנפלה על הרצפה כדי להכין סלט תפוחי אדמה, ואז משאירים אותו בחוץ בחום של 100 מעלות כל היום, זה אולי לא הרעיון הטוב ביותר. לחלופין, אם חתכת עוף יום קודם וסירבת לנקות את כל המיצים שנפלו על הרצפה, ייתכן שתקבל מנה גדולה יותר של jejuni קמפילובקטר or סלמונלה אנרידיטיס ממה שהגוף שלך ירגיש בנוח איתו. אחרת, הסיכוי שאתה הולך למות או אפילו לחלות מאכילת מזון שנפל על הרצפה הוא די נמוך. לא אפס, אבל יותר קרוב לזה ממה שנדמה שרוב האנשים חושבים. רק אל תספר לאף אחד שאמרתי לך, ואל תיתן לאף אחד לראות אותך עושה את זה.

התיאוריה של חיידקים רעים

המושג של מיקרוביום "בריא" קיים רק כמה עשורים, אבל המושג של "החיידק הקטלני שרוצה להרוג אותנו" קיים הרבה יותר. כתוצאה מחוסר האיזון ההיסטורי הזה, אנחנו עדיין מבלים זמן רב על חיידקים פתוגניים ופחות זמן על האופן שבו הסביבה המיקרוביאלית הרגילה שלנו עשויה להרחיק באגים שגורמים לבעיות. כפי שדיברתי, הטכנולוגיה שבה משתמשים מדענים כדי לחקור אקולוגיה מיקרוביאלית היא חדשה למדי. לעומת זאת, היכולת לבודד ולטפח מיקרואורגניזם אחד הגורם למחלה קיימת כבר יותר ממאה שנה.

הרעיון של מחלה הנגרמת על ידי מיקרואורגניזמים, המכונה תורת הנבטים, נאלץ להתגבר על כמה תיאוריות מתחרות אחרות. כמה מהפופולריות ביותר היו תיאוריות המיאזמה והזוהמה. תיאוריית המיאסמה הסבירה שמחלות נגרמות על ידי גזים מזיקים באטמוספירה, המשתחררים על ידי ריקבון של חומר אורגני. תיאוריית הזוהמה הדומה מאוד התמקדה בזיהום מים ואוויר על ידי פסולת אנושית. למרות שאלו נשמעים פרימיטיביים בסטנדרטים מודרניים, הם זכו לדגול על ידי מדענים מיינסטרים רבים, אפילו עד שנות ה-1930. אפילו מונחים מסוימים שאנו משתמשים בהם כיום מקורם בתיאוריות אלו, כמו מלריה, שמשמעותה בעצם 'אוויר רע'.

זה היה רק ​​בסוף ה-19^th המאה שרוברט קוך הציג את הקריטריונים שלו, המכונה כיום ההנחות של קוך, להדגמה שמחלה נגרמת על ידי מיקרואורגניזם ספציפי שניתן לסינון. כמו רוב ההתקדמות המדעית, קוך לא פיתח את הרעיונות האלה מאפס. אחרים חשבו באותם קווים. אבל הוא הצליח היכן שאחרים נכשלו עם ההסבר הברור שלו כיצד לשחזר את עבודתו וליישם אותה על מחלות זיהומיות רבות ושונות. ההנחות של קוך קובעות שעליכם להיות מסוגלים לבודד אורגניזם מפרט נגוע, לגדל אותו בתרבית, להחדיר אותו מחדש לחיה בריאה, ולבודד מחדש ולזהות את החיידק הזהה לגורם המבודד והחשוד המקורי. הוא יצר את ההנחות הללו בהתבסס על עבודתו עם אנתרקס, ועוד הפיק נתונים תומכים עם שחפת וכולרה.

למרות שהעבודה שנעשתה על ידי קוך ואחרים בבידוד חיידקים גורמי מחלות עוררה פיצוץ בזיהוי חיידקים קטלני, גורמים גורמי מחלות אחרים כמו וירוסים נותרו חבויים ולא ידועים. הם היו קטנים מכדי להמחיש אותם במיקרוסקופי אור, ולא ניתן היה לגדל אותם בתרבית ללא תאים מארח להדבקה. אפשר לדמיין את התסכול של המדענים כשהם צפו במחלות שכמובן היו מדבקות, אבל לא הצליחו לבודד את האורגניזם הגורם. דוגמה מושלמת היא השפעת הספרדית של 1918. חוקרים רבים היו להוטים ליישם את ההנחות של קוך כדי לגלות את הגורם המדבק מריאותיהם של חולי שפעת. כדי לסבך את העניינים, חולי שפעת עם מחלה קשה מפתחים לעיתים קרובות דלקת ריאות עקב זיהומים חיידקיים משניים. כתוצאה מכך, אורגניזמים אלה האמינו בתחילה כאורגניזמים גורמים לשפעת. חשוב מכך, לא תמיד ניתן היה לבודד את אותו חיידק מהריאות של חולי שפעת. התוצאה הייתה בלגן לוהט של עדויות סותרות, ועד שווירוס זוהה כגורם הגורם לשפעת, המגיפה הסתיימה מזמן. אני אעסוק הרבה יותר בשפעת ובנגיפים אחרים בפרק 3.

ברגע שהחוקרים הבינו את תיאוריית הנבטים של מחלות, הם יכלו לבודד מיקרואורגניזמים רבים ושונים שגורמי מחלות ולהחדיר אותם מחדש לתוך חיות ניסוי. אבל דבר אחד שקרה הוא שבעלי חיים נטו להיות עמידים בפני אתגרים נוספים, עקב תגובה חיסונית פעילה. על ידי שימוש בחיות ניסוי, ניתן היה לחקור וליישם את המנגנונים של חסינות נרכשת כדי לשפר את הטיפול בחולים באמצעות פיתוח אנטי-סראים וחיסונים המגנים על אנשים מפני זיהום או זיהום מחדש. וזה מביא אותי לנושא האהוב עליי!

אימונולוגיה 101

יצאתי מהשיעור הראשון שלי באימונולוגיה ב-1994, בטוח שאני הולך להיות אימונולוג. זה היה לפני יותר מעשרים וחמש שנים, ומאז הצגתי את המערכת החיסונית לרבים אחרים כמורה ומנטור. הדרך שבה עשיתי זאת לעתים קרובות, באמצעות דוגמה קלאסית, היא בערך כך: התרחיש מתחיל כאשר מישהו דורך על מסמר. אשתי דרכה על מסמר שטיח בולט בשנת 2009 כאשר התארחנו במלון פחות ממושלם בזמן ביקור עם אביה בסין. היא לא הייתה מרוצה מזה כי היא חששה שהציפורן עשויה להכניס את החיידק קלוסטרידיום טטני לתוך הרקמה הרכה של כף רגלה. אם זה קרה, והחיידקים ישרדו כדי להתרבות לרמות מספיקות, זה היה מייצר רעלן מגביר פעילות נוירו-שרירית שנקרא רעלן טטנוס שיגרום להתכווצויות שרירים בלתי נשלטות, המוצגות לרוב בתור נעילה.

בהיותי אימונולוג, שאלתי אותה משהו כמו, "אבל את מחוסנת, נכון? היית בחיל השלום. מחסנים אותך לכל דבר". היא הודתה שזה נכון. "אז אל תדאג בקשר לזה. אתה תהיה בסדר," אמרתי בביטחון.

יכולתי להיות בטוח כי הבנתי את הרעיון של זיכרון אימונולוגי. מערכת החיסון מסוגלת להפעיל תאים הספציפיים לכל פתוגן אפשרי, ולאחר שהזיהום נוקה, חלק מאותם תאים נשארים כתאי זיכרון, תאים המופעלים במהירות ובקלות הרבה יותר עם הדבקה חוזרת באותו או דומה. חרק. זה כל העיקרון מאחורי החיסון - אנחנו מנסים לרמות את מערכת החיסון לחשוב שהגוף נדבק באמצעות חלקים של פתוגנים או פתוגן מוחלש כדי לעורר את אותה תגובה והתפתחות של תאי זיכרון ספציפיים, ללא סיכון לזיהום ראשוני רציני.

אם התגובה הדלקתית המוקדמת לא מונעת זיהום, תאי חיסון סמוכים תושבי הרקמה הנקראים מקרופאגים יחושו בעיות. תאים אלו מסתובבים ברקמות שלנו ומחכים לאות סכנה ממפגש עם חיידקים כמו סי טטני. לאחר הפעלתם, מקרופאגים הופכים מיומנים מאוד בפאגוציטוזה (כלומר בולעת חיידקים ומבזה בבועות תוך-תאיות הנקראות פאגוליזוזומים), ומסוגלים להרוג חיידקים פולשים רבים ולהסיר תאי מארח שמתים כתוצאה מהזיהום.

במקרים מסוימים, התגובה החיסונית המוקדמת לא תספיק כדי להיפטר מהכמות הקטנה אך המשמעותית של סי טטני או הרעלן שהוא מייצר לאחר שאדם דורך על מסמר. זה הזמן שבו התגובה החיסונית האדפטיבית מתחילה. זה מתחיל כ-4 ימים לאחר ההדבקה ומגיע לשיא בערך 10 ימים. התגובה ההסתגלותית מתחילה כאשר תאים תושבי רקמה הנקראים תאים דנדריטים (DCs) מופעלים עם אותם אותות המפעילים תאי חיסון מולדים אחרים. כמו מקרופאגים, DCs phagocytose ומפרקים פתוגנים לחלקים המרכיבים שלהם. עם זאת, ברגע שהם מופעלים, הם עוזבים את הרקמה הנגועה ונודדים לבלוטת לימפה, שם הם מקיימים אינטראקציה ישירה עם תאי חיסון אדפטיביים הנקראים תאי T.

מכיוון שתאי T כה מגוונים, רק מעטים מופעלים במהלך כל זיהום נתון, והתאים המופעלים הללו מתחלקים בטירוף כדי לייצר מיליוני שיבוטים של עצמם, המתחלקים כל 4-6 שעות. הם עושים זאת במשך מספר ימים על מנת ליצור מספר עצום של תאים זהים (לכן לוקח לתגובה חיסונית אדפטיבית זמן להתחיל). רבים מתאי ה-T המופעלים בדרך זו עוזבים את בלוטת הלימפה ונודדים לאתר של זיהום, בעקבות אותות כימיים בדיוק כמו תאי חיסון אחרים.

במקביל, חלק מתאי T מקיימים אינטראקציה עם תאים אחרים בבלוטת הלימפה הנקראים תאי B. תאי B מגיעים ממח העצם ויכולים לזהות חלקים של חלבונים שמחוץ להם עם קולטנים על פני השטח שלהם. תאי B מפרישים צורה מסיס או קולטן פני השטח שלהם שאנו מכנים נוגדנים. נוגדנים קושרים פתוגנים או חלבונים ומקדמים את הרג, ספיגתם ופירוקם על ידי מקרופאגים. אם תא T מזהה את אותו חלק של הפתוגן, או "אנטיגן", אז תא ה-T מספק "עזרה" לתא B כך שתא B יכול ליצור נוגדנים קושרים חזקים עוד יותר. תאי T אחרים יכולים להרוג תאים נגועים, ולמנוע התפשטות של זיהום. באמצעות תהליכים אלה, התגובה החיסונית האדפטיבית יוצרת תגובה ספציפית לפתוגן שהיא הרבה יותר ממוקדת, פחות מזיקה ומווסתת יותר מהתגובה הדלקתית המולדת המוקדמת.

בסופו של דבר, כאשר החיידקים הפולשים והרעלים שהם מייצרים מתנקים על ידי התגובה החיסונית האדפטיבית, תאי החיסון במקום הזיהום מפסיקים לקבל אותות הפעלה ומתחילים לקבל אותות "חדול והפסק". רוב התאים האלה מתים ונאספים ומתכלים על ידי מקרופאגים שמנקים את הבלגן. בסופו של דבר, הרקמה נרפאת, עור מת ותאי שריר מוחלפים, והדברים חוזרים לקדמותם.

אבל זה לא כל מה שקורה. בבלוטות הלימפה ובטחול חלק מתאי ה-T המופעלים הופכים לתאי זיכרון. ניתן להפעיל תאי זיכרון ולהתחלק הרבה יותר מהר אם הם יראו שוב את אותו אנטיגן. בדרך זו יש לנו זיכרון של כל זיהום שעברנו במהלך חיינו. מאז חיסונים מחקים תגובה זו; יש לנו גם זיכרון של כל חיסון שהיה לנו אי פעם. לפעמים הזיכרון הזה דועך מעט, ואנחנו צריכים לקבל זריקה נוספת, או שנהיה רגישים לזיהום קל(ר), אבל העזרה שאנו מקבלים מתאי זיכרון במהלך זיהום חוזר או מחיסון מאיץ עדיפה על התחלת מאפס. . וכך המערכת החיסונית שומרת אותנו בחיים בעולם מלא בחיידקים, פטריות ווירוסים שעלולים להיות קטלניים.

אם המערכת החיסונית כל כך טובה בלתקוף חיידקים, פטריות ווירוסים, מדוע היא לא תמיד תוקפת את המספר המגוחך של החיידקים החיים סביבנו, עלינו ובתוכנו? מדוע המערכת החיסונית שלנו לא מתפוצצת מכל אותות זיהוי החיידקים בעור, בריאות, פה ובמעיים שלנו?

זה לא עושה את זה כי למערכת החיסון יש גם תכונה שנקראת סובלנות אימונולוגית, שבו מנגנוני חיסון מדוכאים על מנת למנוע נזק נלווה מיותר. סובלנות חיסונית אינה מתרחבת רק לחלבונים העצמיים שלנו, היא מתרחבת גם לסביבה המיקרוביאלית הלא מאיימת שלנו. רקמות שיש להן חשיפה מיקרוביאלית מתמדת, כמו במעיים שלנו, עמוסות בתאים מעוררי סובלנות (הנקראים תאי וויסות T) שעוזרים למערכת החיסון לבדוק את עצמה ולמנוע מחלות אוטואימוניות.

אבל לפעמים המערכת החיסונית לא סובלנית למה שהיא צריכה להיות, ואנשים אכן סובלים ממחלות אוטואימוניות, או אלרגיות, או שיש להם תגובה לא הולמת לזיהום. מעניין לציין ששכיחותם של מצבים אלו עולה בכל מקום בעולם המפותח, מכיוון שלמרות היותנו מוקפים בחיידקים, אנו למעשה משתפרים בלהיות "נקיים" ממה שאנו מבינים.