הם מזינים אותנו, עוזרים לנו להיערך למחלות ומלווים אותנו מרגע לידתנו. טריליוני החיידקים החיים על גופנו ובתוכו אינם סתם טפילים – רבים מהם אורחים רצויים ומועילים
כשיהודית רביץ שרה "לא טוב היות האדם לבדו" היא לא ידעה עד כמה היא צודקת. האדם אף פעם לא נמצא לבד, כי בתוכו חיים טריליוני חיידקים שחייו קשורים בהם וחייהם קשורים בו. למעשה, גופנו הוא בית גידול פורה לאינספור יצורים מיקרוסקופיים שמרכיבים יחד מערכת אקולוגית מסובכת שמתקיימת עליו ובתוכו. למערכת המורכבת הזאת קוראים המיקרוביוטה האנושית והיא חלק בלתי נפרד מאיתנו.
המערכת הזו מורכבת מטריליוני תאים הכוללים חיידקים, נגיפים ופטריות, שמאכלסים את כל חללי גופנו החשופים לסביבה החיצונית, ובהם מערכת הנשימה, הפה, הקיבה, המעיים, מערכת השתן, איברי הרבייה והעור. המיקרוביוטה האנושית מתחילה להיווצר מיד לאחר הלידה ומתעצבת בהדרגה לאורך כל חייו של האדם. החיידקים והחומר הגנטי שלהם, שמכונים יחד "מיקרוביום", חיים איתנו יחד במערכת יחסים סימביוטית שמשפיעה על התפתחותנו, בריאותנו ואף על ההתנהגות שלנו. בסך הכול המיקרוביום הייחודי של כל אדם מורכב מכמה מאות סוגי חיידקים.
למרות החשיבות העצומה של המיקרוביוטה לחיינו, רק בשנים האחרונות אנו מתחילים להבין לעומק את מערכת היחסים המורכבת הזאת. נכון שידענו על קיומם כבר שנים רבות, אבל קשה מאוד לחקור חיידקים מפונקים שלא מוכנים לגדול בתנאי מעבדה. רק אחרי שפיצחנו את את הקוד הגנטי של תאינו בפרויקט הגנום האנושי רכשנו מספיק כלים כדי לפתוח בפרויקט המיקרוביום האנושי ולהתחיל לחקור את הגנום השני שלנו – הצופן הגנטי של החיידקים החיים בתוכנו.
חברים מלידה
אחד הגורמים המשפיעים ביותר על הרכב החיידקים שלנו כבר כתינוקות הוא הרכב החיידקים של הורינו. תינוק אמנם נולד סטרילי מחיידקים, אבל כבר במסעו בתעלת הלידה הוא קולט מאמו חיידקים שאחר כך מתיישבים במעיים שלו. יש כמה וכמה גורמים שמשפיעים על התעצבות אוכלוסיות החיידקים שלנו, כולל צורת הלידה, היגיינה, תזונה ושימוש באנטיביוטיקה.
מחקר שהשווה את אוכלוסיות החיידקים של תינוקות שנולדו בלידה רגילה לעומת אלה שנולדו בניתוח קיסרי מצא שהחיידקים הראשונים שמאכלסים את גופו של התינוק קשורים מאוד לדרך הלידה. תינוקות שנולדו בלידה רגילה הכילו בעיקר חיידקים שהגיעו מהמיקרוביוטה הנרתיקית של האם, ואילו אלו שנולדו בניתוח קיסרי הושפעו הרבה יותר מאוכלוסיית החיידקים העורית של אמם.
גורם משמעותי שני הוא חלב האם, שלא רק מכיל מספר רב של חיידקים שעוברים לתינוק, אלא גם מספק לחיידקים אנרגיה חיונית להתפתחותם. חלב אם עבר במהלך האבולוציה התאמות ושינויים כדי להגיע לנוסחה שאמורה להתאים בצורה כמעט מושלמת להתפתחות התינוק, ולכן חוקרים הופתעו לגלות שחלק ניכר ממנו מורכב מסוכרים מורכבים בשם אוליגוסכרידים שהתינוק כלל אינו יכול לעכל. הממצא הזה עורר תהיה שמא הסוכרים האלה לא נועדו כלל לתינוק עצמו, אלא דווקא לחיידקים שלו.
מתברר שבמעי התינוק קיימת אוכלוסייה של חיידקים בשם Bifidobacteria שמסוגלים לפרק את הסוכרים המורכבים ולנצל אותם לצרכיהם. בתמורה הם משחררים חומצות שומן שמסייעות לתאי המעי של התינוק. בנוסף הם מעודדים את התאים הללו להפריש חלבונים מיוחדים שיוצרים חציצה בינם לבין חלל המעי וכך מונעים מחיידקים מזיקים לחדור משם לרקמות הגוף.
האוכלוסייה מתחילה להיווצר כבר בעת הלידה. חיידקים במעיים (צילום צבוע במיקרוסקופ אלקטרונים) | צילום: Science Photo Library
חיידקים משמינים
מגיל 18 חודשים והלאה התזונה הופכת להיות הרכיב העיקרי שמשפיע על הרכב החיידקים שבגופנו. בהדרגה, עד גיל שלוש בערך, הרכב החיידקים שלנו מתעצב ומתקבע באופן ייחודי לכל אדם. עם זאת, גם בהמשך הוא נתון לשינויים, ואחד הגורמים שמשפיעים מאוד על המיקרוביום שלנו הוא המזון שאנחנו צורכים.
אחת העדויות לכך היא ההשפעה של דיאטה על הרכב החיידקים שלנו. חוקרים ממכון ויצמן למדע גילו שאוכלוסיות חיידקים בעכבר משתנות בהתאם לסוג התזונה שהוא מקבל. למשל כשצרך תזונה משמינה, מינים מסוימים של חיידקים התרבו על חשבון אחרים ועברו כמה חודשים עד שאוכלוסיית החיידקים חזרה למצב שקדם להשמנה.
למעשה, מערכת היחסים עם המיקרוביוטה שלנו מורכבת אפילו יותר: לא רק התזונה שלנו משפיעה על החיידקים אלא גם הם משפיעים עליה. חיידקי המעיים למשל יכולים לפרק פחמימות שהאדם אינו מפרק בעצמו, וכך הם תורמים לניצול יעיל יותר של המזון שלנו. גם הנטייה שלנו להשמנה תלויה בהרכב החיידקים שמתאכסנים בגופנו. נמצא למשל שאנשים שסובלים מהשמנת יתר מתאפיינים במיקרוביום לא מגוון יחסית.
חוקרים מפינלנד בדקו אם יש קשר בין טיפול באנטיביוטיקה בגיל צעיר, שמטבעו פוגע באוכלוסיית החיידקים בגוף, לבין הנטייה להשמנה. הם עקבו לשם כך אחרי 11 אלף תינוקות מיום היוולדם ועד גיל שנתיים. ממצאי המחקר שלהם הראו שאכן מסת הגוף של תינוקות שטופלו באנטיביוטיקה לפני גיל שישה חודשים, או בתדירות גבוהה במהלך הינקות, הייתה גבוהה מהממוצע. החוקרים משערים שהטיפול האנטיביוטי שינה את הרכב החיידקים במיקרוביוטה של הילדים, וכך תרם בעקיפין לנטייה שלהם להשמין.
אין זה אומר כמובן שהורים לא צריכים לטפל בילדים שלהם באנטיביוטיקה – כשילד חולה צריך לטפל בו. עם זאת, זה בהחלט מדגיש את ההשפעה הדרמטית של שימוש יתר בתרופות על הרכב החיידקים בגוף שלנו. האנטיביוטיקה לא יודעת להבדיל בין חיידקים מועילים לבין אלה שמזיקים לנו, וקוטלת בלי הבחנה גם את אלה שחיוניים לנו.
יחסי אהבה שנאה
העובדה שמערכת החיסון שלנו התפתחה לתת מענה לחיידקים וגורמים עוינים אחרים המנסים לתקוף את גופנו אינה חדשה למדע, אבל מתברר שגם היא תלויה במיקרוביוטה כדי להתפתח כראוי ולתפקד. במחקרים נמצא שלעכברי מעבדה "סטריליים", שלא הכילו חיידקים בכלל, הייתה מערכת חיסון פחות מפותחת מזו של עכברים שגדלו בתנאים רגילים.
קיימת מערכת יחסים הדוקה של החלפת מסרים בין החיידקים שחיים בגופנו לבין מערכת החיסון, וכאשר הדו-שיח הזה משתבש עלולים להופיע כשלים חיסוניים, מחלות זיהומיות, מחלות אוטואימוניות (מחלות שבהן הגוף תוקף את עצמו), סרטן, מחלות נוירולוגיות ותופעות של הזדקנות.
בשנים האחרונות מנסים להבין לעומק איך המיקרוביום משפיע על התפתחות מערכת החיסון ופעילותה השוטפת, ואיך היא בתורה מעצבת את אוכלוסיות החיידקים שבגופנו. חוקרים מארה"ב גילו שחיידקים יכולים למשל לשנות את אופן ביטוי הגנים בתאי הגוף שלנו. כשהשוו בין עכברים רגילים לעכברים סטריליים התברר להם שביטוי הגנים בתאי המעי של כל קבוצה היה שונה בתכלית. כלומר עצם נוכחות החיידקים במעי השפיעה על הצורה שבה הקוד הגנטי שלנו יתבטא בתאינו, ולכן איך הגוף יתפקד.
נמצא שמיד לאחר הלידה ביטוי הגנים בתאי המעי עבר שינוי דרמטי כשהתאים באו במגע עם חיידקי המעיים. השינוי הזה היה תלוי בין השאר ביכולת של תאי מערכת החיסון לקלוט את נוכחותם של החיידקים. לחיידקים הייתה השפעה גדולה על מגוון רב של תהליכים, ובכלל זה על חילוף החומרים התזונתיים, התפתחות רקמות, תפקוד מערכת החיסון ופעילות אנטי-חיידקית.
שודר בערוץ לוגי בשיתוף עם מכון דוידסון לחינוך מדעי
שני צדדים למטבע
שני גורמים עיקריים אחראים על עיצוב המיקרוביוטה שלנו: תזונה וגנטיקה. אף שלתזונה יש כנראה השפעה דרמטית על הרכב החיידקים שלנו, מחקרים מהעשור האחרון מדגישים את התפקיד החשוב של הגנטיקה בעיצוב אוכלוסיות החיידקים בגופנו.
כדי לחקור את השפעת הגנטיקה השוו מדענים מהולנד, בלגיה ופינלנד את הרכב המיקרוביום של תאומים זהים, שהם כמובן בעלי הרכב גנטי זהה. הם גילו שהרכב החיידקים של התאומים היה הרבה יותר דומה מזה של אנשים שאינם קרובי משפחה. הממצא הזה מצביע שהגנים שלנו שותפים כנראה לקביעה אילו אוכלוסיות חיידקים יחיו בתוכנו.
כדי לשלול את האפשרות שהסיבה לדמיון בהרכב החיידקים היא סביבת המגורים ואורח החיים הדומה של התאומים בילדותם, השוו חוקרים את מידת הדמיון בהרכב המיקרוביום של תאומים זהים לתאומים לא זהים. עדיין, הדמיון גדול יותר אצל תאומים זהים. זה כבר מוכיח בבירור שהגנים משחקים כאן תפקיד חשוב.
החיידקים שלנו הם חלק בלתי נפרד ממי שאנחנו, ובדיוק כמו שאנחנו צריכים אותם הם צריכים אותנו. אבל למרות האמצעים הטכנולוגיים והמידע יש עדיין הרבה שאלות פתוחות בנושא ועוד הרבה מה לגלות על שותפי הגורל הזעירים שלנו שמלווים אותנו מיום הולדתנו ועד יומנו האחרון.
