Koniec z wychowaniem w przesadnej czystości? Naukowcy potwierdzają „efekt zagrody”

Rosnąca fala alergii, astmy oraz atopowego zapalenia skóry u dzieci to jeden z największych problemów w krajach uprzemysłowionych. Zakładno, że układ odpornościowy pozbawiony kontaktu z drobnoustrojami w dzieciństwie, zaczyna traktować niegroźne pyłki czy sierść zwierząt jako zagrożenie. Zauważono, że dzieci mające codzienny kontakt ze zwierzętami hodowlanymi, chorują znacznie rzadziej, co określano jako tzw. efekt zagrody.

Brakowało jednak dowodu, który jednoznacznie wskazałby przyczynę. Zespół naukowców z Uniwersytetu Ludwika Maksymiliana oraz Instytutu Zapobiegania Astmie i Alergii Helmholtz w Monachium, postanowił rozwikłać tę zagadkę. Udało się.

Sprzymierzeńcy z obory

Kluczem do sukcesu okazała się wnikliwa analiza mikrobiomu z próbek pobranych ze środowisk, w których na co dzień przebywały badane dzieci. Naukowcy przeanalizowali kurz z materacy ponad tysiąca uczniów z wiejskich terenów południowej Japonii i Niemiec oraz próbki powietrza z kilkudziesięciu obór.

Wyniki, opublikowane właśnie na łamach czasopisma „NEJM Evidence”, okazały się zaskakująco jednoznaczne. Zidentyfikowano dziewięć gatunków bakterii gram-dodatnich (w tym m.in. Romboutsia timonensis oraz Glutamicibacter arilaitensis), które odgrywają decydującą rolę w stymulacji dziecięcego układu immunologicznego.

Mikrobiologiczny ślad prowadzi do… obory. Pożyteczne bakterie żyją w układzie pokarmowym krów, skąd wraz z obornikiem trafiają do powietrza w oborach. Dzieci przebywające w pobliżu wdychają je, a także przenoszą na ubraniach do domów.

W próbkach powietrza z obór te dziewięć gatunków stanowiło aż 25 procent wszystkich mikroorganizmów, podczas gdy w kurzu z dziecięcych materacy ich udział wynosił około 6 procent. Ta stała, umiarkowana ekspozycja okazuje się optymalnym treningiem dla układu odpornościowego. „Efekt zagrody” został tym samym naukowo potwierdzony.

Mikrobiom wycisza stany zapalne

Odkrycie konkretnych gatunków to tylko połowa sukcesu. Sama korelacja nie dowodzi jeszcze przyczynowości. Niemieckim badaczom jako pierwszym udało się jednak odtworzyć pełny łańcuch przyczynowo-skutkowy: od zwierząt, przez powietrze, po reakcję w ludzkim organizmie.

Odpowiedź na pytanie, jak te konkretne bakterie chronią nas przed chorobą, leży w biochemii. Metabolity mikroorganizmów, po znalezieniu się w drogach oddechowych dzieci, łączą się z ludzkim receptorem AhR (Aryl hydrocarbon Receptor, receptor węglowodorów arylowych). Działa on jak komórkowy włącznik.

Gdy dostanie sygnał w postaci umiarkowanej dawki bakteryjnych metabolitów, uruchamia w organizmie silną kaskadę sygnałów przeciwzapalnych. To właśnie ta reakcja zapobiega nadmiernej odpowiedzi immunologicznej, jaką jest atak astmy czy wysypka alergiczna.

Naukowcy podkreślają, że kluczowe jest tu słowo „umiarkowanej”. Zbyt silna aktywacja receptora AhR mogłaby być szkodliwa, jednak naturalna inhalacja mikroskopijnych ilości bakteryjnych cząsteczek w wiejskim środowisku, wywołuje dokładnie taki efekt, jakiego potrzebuje rozwijający się organizm dziecka.

Czy będziemy przyjmować „szczepionkę z obory”?

Naukowcy oszacowali, że odkryte gatunki bakterii odpowiadają aż za dwie trzecie efektu ochronnego przed astmą oraz połowę ochrony przed alergią na pyłki i atopowym zapaleniem skóry. To liczby, obok których świat medycyny nie może przejść obojętnie. Udowodnienie tego mechanizmu daje nadzieję na stworzenie zupełnie nowych form terapii, które potencjalnie mogą uratować zdrowie tym, którzy nie mieli szans na dzieciństwo na wsi.

Oczywiście naukowcy nie zachęcają przesiadywania w oborach, ani do rezygnacji z zasad higieny. Wyniki badań stanowią jednak fundament dla nowych strategii profilaktyki. W przyszłości mogą to być np. specjalne preparaty wzbogacające mikrobiom domowy lub bezpieczne inhalatory na bazie bakteryjnych metabolitów.

Ale zanim to nastąpi, naukowców czeka seria doświadczeń mająca na celu szczegółowe poznanie każdego etapu tej niezwykłej interakcji. Jedno jest pewne: po raz kolejny przekonujemy się, że rozwiązanie problemów nowoczesności leży w kontakcie z naturą.

Źródło: NEJM Evidence

Nasza autorka

Magdalena Rudzka

Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.