W naszym wnętrzu roi się od komórek

W naszym wnętrzu roi się od komórek (fot. Shutterstock)

"Wyobraźcie sobie wielką imprezę, na której drzwi stoją otworem dla wszystkich. Tak wygląda życie w ludzkim organizmie"

W naszym wnętrzu roi się od komórek. Krew pulsuje; związki chemiczne krążą i podlegają fluktuacjom; warunki zmieniają się z ruchem, temperaturą, tym, co myślimy i czujemy, a także z wiekiem i z powodu choroby. A nasza niewidzialna maszyneria wciąż wykonuje polecenia wydawane przez niezawodny kod genetyczny. Matt Richtel w książce "Niewidzialna obrona" tłumaczy, jak działa ludzki organizm.

Festiwal życia*

Wśród miliardów komórek zaludniających ten Festiwal Życia kluczą liczni dozorcy i pracownicy fizyczni, pochłaniając różnego rodzaju pozostałości i pomagając w odbudowie i naprawie rusztowań po zdarzającym się od czasu do czasu uszkodzeniu czy przerwaniu tkanki. Stanowią oni część układu immunologicznego. Podobnie jak wartownicy i szpiedzy, którzy krążą wśród komórek i wychwytują sygnały, ocierając się o inne komórki, zbierają dane, przemykając obok nich - pasywni, ale żarliwi. Czy rosnąca tu nowa tkanka nie jest rakowata? Czy ten narząd nie jest uszkodzony? Czy komórki nie wypluwają z siebie związków chemicznych prowokujących stres, bezsenność, przymus? 
 
Ponadto układ immunologiczny wypatruje niepożądanych gości, najeźdźców. Czy organizmu nie nawiedził jakiś patogen - wirus, bakteria albo pasożyt - może to jakiś nicpoń wpuszczony do naszego wnętrza wraz z wdychanym powietrzem albo taki, który wszedł przez małą rankę na skórze bądź wykorzystał do tego celu niewidoczne odchody niedokładnie zmyte w łazience, albo może złapaliśmy coś w metrze i wprowadziliśmy to, wycierając nos wierzchem dłoni? Te patogeny w przeciwieństwie do zdrowych komórek naszego ciała nie lubią przebywać w określonym miejscu. Są tak zbudowane, żeby przekraczać granice, wpychać się do dziewiczej tkanki, pożerać, rozprzestrzeniać się i replikować. 

Leukocyty atakujące wirusa (fot. Shutterstock)
Leukocyty atakujące wirusa (fot. Shutterstock)

Patogen, kiedy już znajdzie się w środku, miesza się z innymi komórkami, rozmnaża się, tworzy kolonię. Opanowuje obrzeża imprezy, po czym się rozprzestrzenia. W tym momencie wybrane komórki układu odpornościowego, stojące na pierwszej linii obrony, podejrzewają już, że grozi nam niebezpieczeństwo. To neutrofile, a także komórki NK (natural killers - naturalni zabójcy) i komórki dendrytyczne. Są one członkami jednostki straży pożarnej. Rezultatem ich działań są puchnięcie, ból, gorączka. Nazywamy to stanem zapalnym.Na Festiwalu Życia doszło do bójki przy barze, ale to jeszcze nie wojna na wielką skalę - sytuacja została względnie opanowana i układ immunologiczny zamierza zrobić wszystko, żeby tak zostało. 
 
W następnej kolejności możliwych jest jednak wiele różnych scenariuszy. I tak na przykład, gdy komórki układu odpornościowego pojawiają się w coraz większej liczbie i niszczą infekcję, zapalenie się nasila. Niektóre komórki immunologiczne w trakcie tego procesu ulegają samozniszczeniu. Inne odczepiają cząstki zakaźne i przenoszą je do centrum obronnego zwanego węzłem chłonnym, gdzie są one prezentowane do oceny. Cząstkami zakaźnymi zajmują się tam wspólnie całe chmary migrujących obrońców, limfocytów T i B. To najbardziej zaawansowane formacje bojowe układu odpornościowego; w rzeczy samej są to dwie najskuteczniejsze struktury biologiczne na świecie. To, co czyni limfocyty T i B tak niezwykłymi, jest ich wyjątkowa swoistość. Każdy z miliardów tychże limfocytów krążących w naszym organizmie został przystosowany przez kaprys genetyki do rozpoznania ściśle określonej infekcji. 
 
Kiedy limfocyt T albo B znajdzie swojego złego koleżkę, swego infekcyjnego sobowtóra, korzystając z informacji dostarczonych przez reakcję wrodzoną, nieswoistą, jest w stanie uruchomić potężną machinę obronną, ściągając zastępy obrońców wyszkolonych specjalnie do wyeliminowania tego konkretnego antygenu. Eksplozje! Implozje! Gazy toksyczne! Dobrzy pożerają złych! Brzmi nieźle, nieprawdaż? Ale nie tak szybko. 
 
Utrzymywanie porządku na Festiwalu Życia jest samo w sobie najeżone niebezpieczeństwami. Stan zapalny nie jest dla doświadczającej go osoby niczym zabawnym i może stanowić zagrożenie dla chorego. Odpowiedzi immunologicznej często towarzyszą zmęczenie, gorączka, dreszcze, ból i różne inne dolegliwości. W przypadku milionów ludzi nadmierna, zbyt nasilona reakcja odpornościowa przeradza się w chroniczną chorobę. Dlatego właśnie w normalnych okolicznościach, jeżeli nie dzieje się nic nadzwyczajnego, układ immunologiczny ma za zadanie przede wszystkim utrzymywanie ładu i porządku, zapewnienie pokoju. Nadmierne użycie siły kończy się źle. (...) 

Wirus HPV (fot. Shutterstock)
Wirus HPV (fot. Shutterstock)

Nieproszeni goście 
 
Noworodkowi, już na izbie porodowej, robi się zastrzyk. Igła przebija skórę, pierwszą linię naszego systemu obronnego. Zagrożenie nie musi nawet przedostawać się przez barierkę ochronną - nie przez usta lub nos. Wślizguje się przez dach. Stal atakuje tkankę. Wedle wszelkiego prawdopodobieństwa nie powinna być skażona bakteriami. Niemniej ta inwazja powoduje miejscową reakcję, szerzy prawdziwą panikę wśród komórek. 
 
Kilka miesięcy później, malec może zostać zadrapany przez domowego kota, a kot może przenosić zarazki. Podobnie jak komar, który przysiada na łóżeczku, po czym dziurawi skórę niemowlęcia. Znów następuje mobilizacja, najbardziej zaawansowany system obronny w znanym nam świecie z hukiem wkracza do akcji. Albo, jeżeli rzecz dzieje się w kraju rozwijającym się, matka może dać dziecku łyk wody. Zapewne jest w niej jakiś pasożyt, jakiś 
robal. Zejdzie on aż do jelit, usadowi się tam i zacznie żerować. To scenariusze najprostsze.  
 
Można sobie wyobrazić niekończący się łańcuch innych okoliczności, zwłaszcza gdy chodzi 
o panteon intrygantów, "osobników" mających niecne zamiary, pragnących zrobić sobie z nas pożywienie. Pozwólcie, że przedstawię wam te czarne charaktery i wyzwania, jakie nam rzucają. Są to typy bardzo zróżnicowane i przybywają masowo, tysiącami, co najmniej. Przybierają najróżniejsze kształty i dysponują swoim własnym arsenałem broni i planów taktycznych. 
 
Chcąc wyobrazić sobie ich rozmaitość, przywołuję w pamięci scenę z pierwszych Gwiezdnych wojen, która kończy się konfrontacją Hana Solo z łowcą nagród w kantynie Mos Eisley. Zgromadzone tam towarzystwo składa się z nikczemnych, dziwacznych postaci: grający na instrumentach dętych muzycy, którzy wyglądają, jakby ich potężne, baniaste mózgi nie miały żadnej osłony; przypominający goryla przybysz z kosmosu ze stożkowatymi rogami; łowca nagród z kolczastą, zieloną głową i tym podobni osobnicy. To seryjni mordercy i terroryści-samobójcy - wirusy Ebola, gronkowce, wirusy ptasiej grypy, wirusy lub bakterie wywołujące zapalenie płuc, krętki blade powodujące kiłę, wirusy ospy, wirusy polio i tak dalej. 
 
Wszystkie te organizmy, jako grupa znane pod nazwą "patogeny", to czynniki chorobotwórcze. Korci, żeby za patogeny uznać wirusy i bakterie. I rzeczywiście część z nich jest patogenami, ale bynajmniej nie wszystkie. W naszych ciałach mieszkają miliardy bakterii, nie czyniąc nam żadnej szkody. De facto wyliczenia, które miałem okazję widzieć, pokazują, że przypuszczalnie zaledwie jeden procent wywołuje choroby. Jest wielce prawdopodobne, że nawet w tej chwili nosicie w sobie nowotwór, ale jest on zasadniczo niegroźny. Jak w każdej interesującej historii, tak i tu trudno oddzielić to, co dobre, od tego, co złe lub obojętne. Jednak te obce ciała, które są niebezpieczne, jeżeli nie zdoła się ich powstrzymać, nie będą brały zakładników. 

fot. Shutterstock
fot. Shutterstock

Zacznijmy od bakterii. Prawdopodobnie są one jedną z najwcześniejszych form życia, powstałą 3,5 miliarda lat temu. Przetrwanie umożliwił im fakt, że są w stanie rozwijać się samodzielnie, o ile mają źródło pożywienia. W tym sensie można je nazwać jednostkami autonomicznymi. Są małe. W ludzkiej komórce mieści się kilka tysięcy bakterii. Mimo że tak maleńkie, mogą być nie tylko po prostu śmiertelne, lecz także na tyle zabójcze, żeby zmieniać bieg dziejów, kształtować kulturę, pisać na nowo historię.  
 
W XIV wieku czarna śmierć zabiła co najmniej 30 procent ludności Europy. Czarną śmierć, czyli dżumę, wywołuje jeden z najbardziej śmiercionośnych patogenów znanych człowiekowi, przenoszona przez pchły bakteria Yersinia pestis, nazwana tak na cześć Alexandra Yersina, naukowca, który odkrył ją w 1894 roku - co pokazuje, że trzeba uważać na to, co się odkrywa. A oto parę innych rodzajów bakterii, którym nie chcielibyśmy służyć jako pożywka: E. coli, salmonella, laseczki tężca, gronkowce czy krętki kiły. 
 
Następna grupa to wirusy. Przy bakteriach, choć są one naprawdę małe, wirusy wydają się liliputkami. W jednej bakterii można by zmieścić kilka tysięcy wirusów. Do najpaskudniejszych należą wirusy Ebola, grypy, wścieklizny, ospy. Problemem dla wirusów jest to, że w zasadzie mogą powielać się i rozwijać dopiero wtedy, kiedy zaatakują komórkę i przejmą zawarty w niej mechanizm replikacyjny. Istnieje pewna teoria o pochodzeniu wirusów, pozwalająca wyjaśnić ich naturę. Możliwe, że najpierw pojawiły się bakterie, a nieco potem bardziej złożone zespoły komórek. Następnie krok po kroku niektóre bakterie pozbyły się części swojego materiału genetycznego poprzez przypadkowe mutacje i ewolucję, a powstałe w ten sposób mniej skomplikowane organizmy znalazły metodę infekowania komórek, w tym komórek ssaków, i żywienia się nimi. Tak powstały wirusy. Inna teoria sugeruje, że wirusy oddzieliły się od naszych komórek i ewoluowały, że to człowiecze odpady, które jakimś sposobem doszły do tego, jak żyć na nasz koszt w naszym wnętrzu. 
 
Zapewne najbardziej znanym wirusem w naszych czasach jest HIV, ludzki wirus upośledzenia odporności. Należy on do wirusów specjalnej kategorii, zwanych retrowirusami. Organizmy te mają zdolność opanowywania komórek, a następnie integrowania się z naszym DNA. Łączą się z nami, wbudowują się w nas. Wyobraźcie sobie, jak kłopotliwe musi być dla układu immunologicznego odróżnienie obcego od siebie samego. I jeszcze jedna ciekawostka: około ośmiu procent naszego materiału genetycznego zostało stworzone z retrowirusów. Oznacza to, że spletliśmy się z tymi wirusami i stały się one częścią nas do tego stopnia, że 
są nie tylko pomocne, lecz wręcz niezbędne. Przykładem jest łożysko, które prawdopodobnie ewoluowało z retrowirusa; umożliwia ono przekazywanie materiału między matką a dzieckiem i wspólne korzystanie z tegoż materiału. 
 
Na koniec pasożyty. Pasożyty są znacznie bardziej złożoną formą życia niż bakterie, zwłaszcza większe spośród tych szkodliwych, chorobotwórczych organizmów. 
Nazywa się je pasożytami eukariotycznymi, co jest wymyślnym terminem określającym organizmy, które nie rozwinęły się na tyle, aby stać się roślinami lub zwierzętami. Niektóre z nich to robaki. "Maleńkie drzazgi w drzewie życia", jak nazwał je w rozmowie ze mną Eric Delwart, wirusolog molekularny z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco. Są czasami śmiertelnie niebezpieczne, czego przykładem mogą być sporozoity zarodźców malarii, świdrowce wywołujące śpiączkę czy ogoniastki jelitowe stanowiące ogromne zagrożenie w miejscach o nieodpowiednich warunkach sanitarnych. Pasożyty potrafią być tak śmiercionośne, że mogą, podobnie jak to było w przypadku czarnej śmierci, kształtować historię ludzkości, robiąc użytek ze swego ludobójczego potencjału. Taka jest malaria - wywołujące ją pasożyty dzielą się szybko we krwi, opanowując praktycznie cały układ krążenia. 

Bakteria, wirus, pasożyt. Tych nieproszonych gości wpychających się na Festiwal Życia łączą pewne istotne cechy wspólne. 

Wirus opryszczki (fot. Shutterstock)
Wirus opryszczki (fot. Shutterstock)

Walka
 
Najgłupsze z tych organizmów tak gorliwie się powielają i tak przesadnie wykorzystują nasze ciała, żerując na nas i replikując się, że w końcu nas zabijają - co jest równoznaczne z zabiciem żywiciela. Z ich perspektywy idealną sytuacją byłoby zainfekowanie nas, a potem zmuszanie nas do dzielenia się nimi z innymi osobami, tak aby mogły bez końca przeskakiwać z jednego człowieka na drugiego. Jeżeli tego nie robią, najzwyczajniej rozmnażają się bez umiaru, aż wreszcie nas wykańczają. I siebie też. "Są głupie, zapędzają się w ślepą uliczkę i mordują nas wszystkich", powiedział pewien immunolog. 
 
Inną cechą wspólną jest ich ruchliwość. Krążą po organizmie i pokonują bariery z większą łatwością niż inne komórki. De facto komórki są z reguły w pełni zadowolone, mogąc pozostawać w swoim regionie, w swoim narządzie, w swoim obszarze Festiwalu Życia. 
Patogeny natomiast przedzierają się przez bariery. Bakterie na przykład mają małe ogonki, tak zwane wici, motorki, dzięki którym mogą gwałtownie przyspieszać. Połknięta z jedzeniem salmonella wykorzystuje ten napędowy ogonek, aby przebić się przez nabłonek 
jelita i dalej w głąb organizmu. Budowa predysponuje ją do ataku. (...) 
 
Jak to zatem możliwe, że pojedynczy ludzki organizm jest przygotowany na rozprawę z tak wieloma zagrożeniami, łącznie z tymi, które być może jeszcze w ogóle nie istnieją? Pomyślcie tylko! Nasz układ immunologiczny musi poradzić sobie z całym mnóstwem szybkich jak błyskawica mutacji rozmnażających się patogenów - albo z białkowymi formami życia z kosmosu. Zawiłość tej łamigłówki uwypuklają kolejne proste liczby. Mamy ograniczoną liczbę genów. W latach siedemdziesiątych XX wieku uważano, że w genomie człowieka jest ich około 100 tysięcy.  

Od tamtych czasów nauka mocno poszła do przodu i wiemy dziś, że ta liczba jest w rzeczywistości dużo mniejsza: mamy tylko od 19 do 20 tysięcy genów. Jak więc mamy się bronić?  

- Bóg miał dwie możliwości - powiedział prowadzący Jasona onkolog. - Mógł zmienić nas w trzymetrowe pryszcze albo dać nam siłę do walki z 1012 przeróżnych patogenów. - To bilion potencjalnych wrogów. 
 
Dlaczego pryszcze? Dlatego że pryszcze są wypełnione białymi krwinkami, czyli komórkami układu odpornościowego. Krótko mówiąc, moglibyśmy być gigantycznym układem immunologicznym i niczym więcej albo mieć jakąś tajemną moc, która umożliwiałaby posiadanie wszystkich atrybutów istoty ludzkiej - mózgu, serca, narządów wewnętrznych, kończyn - a jednocześnie pozwalałaby w magiczny sposób zwalczać niezliczone mnóstwo patogenów. 

Książka Matta Richtela ukazała się nakładem Wydawnictwa MUZA SA (mat. prasowe)
Książka Matta Richtela ukazała się nakładem Wydawnictwa MUZA SA (mat. prasowe)

*Fragmenty książki "Niewidzialna obrona" Matta Richtela, tłumaczenie - Jolanta Sawicka. Możesz ją kupić TUTAJ>>>

Matt Richtel jest absolwentem wydziału dziennikarstwa na Uniwersytecie Columbia oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Od 2000 roku pracuje jako report "New York Timesa". W 2010 roku otrzymał nagrodę Pulitzera. Mieszka w San Francisco z żoną, dwójką dzieci, psem i kotem.

Polub Weekend Gazeta.pl na Facebooku

Komentarze (8)
Zaloguj się
  • zmxncb

    Oceniono 8 razy 6

    Dla kogoś, kto choć liznął ze zrozumieniem teorię ewolucji, te wszystkie opowieści o zachowaniu pasożytów i układu odpornościowego są oczywiste i banalne. Szkoda, że nasza edukacja zamiast uczyć tych oczywistości, utwierdza nas w naszym narcystycznym przekonaniu, że jesteśmy dziećmi bogów, a nie krewnymi grzyba na ścianie.
    Co do możliwości pana Bozi Nieistniejącego w zakresie naszej kreacji, od dawna jestem przekonany, że zrobienie nas na bazie krzemu, byłoby lepszym pomysłem od ulepienia nas z rozlazłych węglowych białek. Cóż, każdy ma takiego kreatora, na jakiego zasłużył.

  • astrum-on-line

    Oceniono 2 razy 2

    Szanowny autorze czy tłumaczu, najprawdopodobniej i ty i ja i każdy z nas ma w jelicie grubym bakterie E. Coli i świetnie z nimi żyje...

  • michmaj

    0

    To tych patogenów jest tylko 1012 czy bilion? Nie rozumiem. Aha, kopiuj i wklej i formatowanie się rozjechało... cenię dobre dziennikarstwo.

  • awitold4

    Oceniono 5 razy -3

    Straszna xenofobia z tego wyłazi. Przecież refjudżes wellkom, a tu jakieś systemy obronne chroniące przed inwazją z zewnątrz

Aby ocenić zaloguj się lub zarejestrujX