Prin comparaţie, în cele mai multe părţi ale corpului tău, sistemul imunitar nu este deloc tolerant. De exemplu, când te-ai tăiat şi bacteriile îţi invadează ţesuturile moi, sistemul imunitar reacţionează cu violenţă şi furie maxime. Apariţia unei bacterii sub pielea sau în carnea ta este inacceptabilă şi trebuie ucisă imediat, indiferent de cost. În jurul mucoaselor tale, acest lucru nu este posibil. Imaginează-ţi cum ar fi dacă sistemul tău imunitar ar ataca fiecare bacterie nepoftită aflată pe o aşchie de lemn cu aceeaşi furie cu care a atacat bacteriile în scenariul cuiului ruginit.
Nu ar fi prea grozav dacă organismul tău ar reacţiona violent la fiecare minuscul fir de praf pe care îl inhalezi. Nu, sistemul imunitar al Regatului Mlăştinos nu poate fi la fel de agresiv cum este sistemul imunitar din alte părţi ale corpului, pentru că ar putea distruge locurile destinate schimbului de gaze şi de resurse, ceea ce ţi-ar face viaţa mizerabilă sau ar putea chiar să te ucidă (iar asta chiar li se întâmplă multor oameni care suferă de boli autoimune sau alergii, dar despre toate acestea vom vorbi ceva mai târziu). În ceea ce priveşte mucoasele, sistemul imunitar trebuie să înveţe să se poarte mai grijuliu, iar atunci când este provocat, să acţioneze doar într-o manieră localizată. Dar, în acelaşi timp, mucoasele sunt regiunile cele mai vulnerabile din întregul corp, aşa că sistemul imunitar nu-şi poate permite aici să fie incompetent sau prea relaxat. Într-adevăr, o chestiune dificilă.
Prima măsură de prevenire a unei invazii este să creezi un loc oribil şi mortal pentru microorganismele nedorite. Pentru aceasta, mucoasele se folosesc de mai multe sisteme defensive distincte.
Dacă pielea este ca un vast deşert şi un zid aproape impenetrabil care protejează graniţele continentului de carne, mucoasele sunt asemenea unei mlaştini pline de capcane letale şi patrulată încontinuu de apărători. Mai uşor de penetrat decât deşertul şi zidul de graniţă ale pielii, dar totuşi nu prea uşor. Bun. Aşadar, ce sunt mucoasele şi cum te protejează ele?
Prima linie de apărare folosită de Regatul Mlăştinos este chiar mlaştina. Stratul de mucus. Mucusul este o substanţă alunecoasă şi vâscoasă, care se comportă oarecum asemenea unul gel apos. Îţi este familiar sub forma chestiei slinoase din nas, care devine şi mai vizibilă şi mai scârboasă atunci când eşti răcit – de fapt se găseşte peste tot în interiorul tău – în intestine, plămâni, sistemul respirator, gură, interiorul pleoapelor.
Îţi căptuşeşte toate suprafeţele canalelor din interior care interacţionează cu exteriorul. Mucusul este produs încontinuu de către celulele caliciforme, care nu sunt importante pentru povestea sistemului imunitar, dar care au un aspect destul de amuzant. Imaginează-ţi-le ca pe nişte ciudaţi viermi striviţi, nevoiţi să vomite încontinuu pentru a produce stratul de mucus.
Acest mucus slinos are mai multe roluri – la modul cel mai simplu, poate fi privit doar ca o barieră dificil de traversat pentru invadatorii care încearcă să ajungă la celulele pe care le acoperă. Imaginează-ţi cum ar fi să înoţi într-o piscină umplută cu nămol. Şi mai imaginează-ţi că trebuie să te scufunzi până jos de tot, numai că piscina are o adâncime de 100 de metri (te rog să mă ierţi pentru această imagine mentală). Iar mucusul nu este doar o barieră lipicioasă, ci conţine o serie de surprize neplăcute, asemenea celor din Regatul Deşertului: săruri, enzime agresive care pot dizolva suprafaţa microbilor şi substanţe speciale care pot sechestra nutrienţii esenţiali de care au nevoie bacteriile pentru a supravieţui, astfel încât acestea să moară de inaniţie cufundate în stratul de mucus.
În cele mai multe locuri, mucusul tău este plin de anticorpi letali IgA. Aşadar partea slinoasă a mlaştinii nu este o regiune prea primitoare. Dar ea nu te protejează doar de invadatori externi, ci îţi protejează şi corpul de el însuşi. De exemplu, te-ai întrebat vreodată cum este posibil să ai în interiorul tău un sac literalmente plin cu acid? Ei bine, mucoasa din interiorul stomacului tău acţionează ca o barieră care ţine acidul la distanţă şi-ţi protejează celulele care alcătuiesc peretele stomacului.
Dar mucusul nu este doar o mâzgă statică – el se deplasează. O reţea amplă de cili fini, organite minuscule care arată ca nişte fire de păr, acoperă membrana celulelor speciale care formează primul strat al membranei mucoase: celulele epiteliale. Într-un fel, aceste celule sunt echivalentul celulelor pielii tale. Sunt celule care se situează exact la graniţa membranelor tale mucoase, doar că sunt acoperite de mâzgă. Ele sunt celulele „pielii tale interne“.
În unele locuri există un singur strat de celule situat între mâzgă şi interiorul corpului tău. Celulele epiteliale nu se bucură de luxul celulelor din piele, unde sute de celule sunt stratificate unele peste altele. Prin urmare celulele epiteliale nu sunt pradă uşoară. Deşi strict vorbind nu fac parte din sistemul imunitar, ele joacă un rol esenţial în apărarea ta pentru că sunt extrem de eficiente în a activa sistemul imunitar şi a chema ajutoare folosindu-se de citokine. Ţi le poţi imagina ca pe nişte miliţii cetăţeneşti, care nu ar putea face faţă pe cont propriu armatei inamice, dar care contribuie în mod util la sistemul defensiv în caz de invazie.
Una dintre sarcinile lor este să pună în mişcare mâzga cu ajutorul cililor care le acoperă membranele. Unele microorganisme se ajută de cili pentru a se deplasa, în timp ce celulele tale epiteliale îşi „mişcă“ cilii la unison pentru a muta mâzga de deasupra lor. Direcţia în care este deplasată mâzga depinde de locaţia celulelor. În tractul respirator, în nas şi în plămâni, mâzga este deplasată direct către exterior prin gură sau nas, sau, pe o cale mai ocolită, este înghiţită şi ajunge în stomac.
De-a lungul vieţii noastre, înghiţim o cantitate destul de mare din această mâzgă şi, oricât ar părea de scârbos, este un sistem foarte eficient. Până la urmă, stomacul tău este un ocean de acid în care majoritatea patogenilor nu pot supravieţui. Iar în ceea ce priveşte intestinele tale, direcţia în care este deplasată mâzga ar trebui să ne fie clară – dinspre stomac către anus, pe unde ar trebui să iasă la un moment dat toate lucrurile care îţi intră pe gură.
Dar Regatul Mlăştinos al Mucoaselor nu este în realitate un singur regat – este mai curând o alianţă a mai multor regate, diferite unul de celălalt, dar care colaborează în vederea atingerii unui scop comun. Ceea ce are sens. Regatul Deşertic al Pielii poate varia în grosime între talpa piciorului şi partea inferioară a spatelui tău, dar sarcina sa este mai mult sau mai puţin aceeaşi peste tot. Prin comparaţie, mucoasa din plămânii tăi are altă sarcină decât cea din intestine, care la rândul său are cu totul altă sarcină decât mucoasa din tractul reproducător al femeii. Iar în funcţie de specializarea fiecărui regat, sistemul imunitar care îl protejează funcţionează în mod diferit. Înainte să ne îndreptăm atenţia către următorul mare duşman al nostru, virusul, hai să aruncăm o privire la ciudatul regat reprezentat de intestinele tale şi la modul în care le faci faţă miilor de miliarde de bacterii care trăiesc acolo.
25. Straniul şi remarcabilul sistem imunitar al intestinelor
Intestinele sunt un loc foarte special pentru sistemul tău imunitar, deoarece aici trebuie să fie administrate o serie de provocări complicate, cu scopul de a menţine corpul sănătos şi în bună stare de funcţionare.
Imaginează-ţi din nou intestinele ca pe un tub lung care trece prin tine şi conţine o parte din lumea exterioară înăuntrul tău. La marginea acestei lumi exterioare, pe mucoasa intestinală, se află microbiota, alcătuită din treizeci până la patruzeci de mii de miliarde de bacterii care fac parte din peste 1.000 de specii diferite, dar şi din zeci de mii de specii distincte de virusuri (marea majoritate a virusurilor din intestinele tale vor doar să vâneze bacteriile care se află acolo şi nu sunt interesate de tine).
Sunt multe aspecte legate de funcţionarea sistemului imunitar şi de interacţiunile acestuia cu microbiota intestinală pe care încă nu le înţelegem. Ştim că multe boli şi disfuncţii sunt asociate cu dezechilibre ale acestor interacţiuni, dar mai este nevoie de multe studii până să putem înţelege pe deplin toate aceste relaţii. E foarte probabil ca anii următori să dezvăluie o mulţime de lucruri fascinante.43
În acest capitol vom explora succint cum este posibil să coexistăm alături de atâţia oaspeţi. În primul rând, sistemul imunitar al intestinelor tale este un sistem semiînchis, care nu se amestecă prea mult cu sistemul imunitar din restul corpului tău. El este, într-un fel, cam ca Elveţia, care este înconjurată de ţări ale Uniunii Europene. Desigur, este şi ea parte din Europa, dar până la un anumit punct îşi vede de treaba ei şi este practic independentă. Iar Regatul Mlăştinos al intestinelor tale seamănă puţin cu Elveţia, pentru că trebuie să facă o mulţime de lucruri într-o manieră diferită.
Cea mai mare provocare căreia trebuie să-i facă faţă este aceea că perimetrul defensiv al intestinelor tale este permanent încălcat. Atacurile se succed aproape continuu şi sistemul imunitar al intestinelor trebuie să reacţioneze permanent şi să separe prietenii de duşmani, în măsură mult mai mare decât în orice altă parte a corpului tău. Şi asta pentru că, aşa cum îţi poţi închipui, intestinele tale sunt un loc aglomerat. Pe lângă miile de miliarde de organisme care alcătuiesc microbiomul tău intestinal, aici ajung şi toate lucrurile pe care le bagi în gură.
Înainte să poată deveni parte din tine şi din celulele tale, hrana trebuie să fie mărunţită de către dinţi şi saturată şi procesată de salivă. Saliva conţine mai multe substanţe chimice care contribuie la descompunerea hranei, aşa că digestia începe practic imediat ce ai început să mănânci. Acest lucru are logică deoarece, odată ce hrana este introdusă în sistemul tău digestiv, ai la dispoziţie un interval limitat de timp pentru a extrage din ea cât mai multe resurse, aşa că e bine să începi cât poţi de repede. După ce bucăţile de hrană mărunţită sunt înghiţite, ele vor petrece câteva momente în oceanul de acid din stomacul tău. Iar asta nu ajută doar la digestie prin descompunerea cărnii tari şi a fibrelor vegetale, dar aici mor şi multe microorganisme cărora nu le place să se cufunde în acid, ceea ce uşurează enorm sarcina sistemului tău imunitar.
După stomac, călătoria continuă prin intestinele tale, care au o lungime cuprinsă între trei şi şapte metri şi constituie partea cea mai lungă a tractului digestiv. Aici sunt absorbiţi peste 90% dintre nutrienţii de care ai nevoie. Şi tot aici o mulţime de bacterii prietenoase de care ai nevoie pentru a supravieţui contribuie la descompunerea hranei şi ajută corpul tău să extragă şi mai mulţi nutrienţi. Dar acestea nu sunt bacterii obişnuite. Cu milioane de ani în urmă, strămoşii tăi au făcut un pact fragil cu un grup de specii microbiene: oamenii le-au oferit un tunel lung şi cald în care să trăiască şi un flux continuu de chestii cu care se pot hrăni, iar în schimb aceste bacterii descompun carbohidraţii pe care noi nu-i putem digera şi produc anumite vitamine pe care nu le putem sintetiza pe cont propriu. Bacteriile care alcătuiesc microbiomul sunt un fel de chiriaşi, iar aceste resurse sunt chiria pe care trebuie să o plătească.
Aceste bacterii se numesc comensale, ceea ce provine din latină şi înseamnă ceva de genul „împreună la aceeaşi masă“. Asemenea hoardelor barbare din Regatul Deşertic al Pielii, bacteriile comensale sunt prietenii tăi. Pactul funcţionează cel mai bine dacă ele nu-ţi fac rău, iar sistemul tău imunitar nu le omoară. Prin urmare, ca totul să fie plăcut şi paşnic, bacteriile din intestinele tale trăiesc deasupra stratului de mucus al intestinelor, tot aşa cum bacteriile din piele trăiesc deasupra stratului de celule ale pielii. Atâta timp cât bacteriile respectă această linie de demarcaţie şi nu încearcă să se cufunde mai adânc şi să ajungă la celulele epiteliale, totul e în regulă. Dar, desigur, lucrurile nu sunt chiar atât de simple.
În realitate, bacteriile nu sunt chiar prietenii tăi şi habar n-au de vreun pact, şi în general nu respectă nimic. Datorită suprafeţei uriaşe a intestinelor tale şi numărului imens de bacterii, în fiecare moment al vieţii tale există o gaşcă de bacterii comensale care cutreieră mai adânc în interiorul corpului tău. Iar asta reprezintă o problemă, deoarece dacă ţi-ar ajunge în sânge şi ar intra cu adevărat în interiorul tău, ar putea provoca daune oribile sau te-ar putea chiar ucide. Prin urmare, mucoasa intestinelor tale este alcătuită în aşa fel încât să prevină astfel de situaţii.
Pe scurt, ea este alcătuită din trei straturi: mai întâi un strat de mucus plin de anticorpi, defensine (le-am mai întâlnit când discutam despre piele, sunt acele minuscule care pot ucide microorganisme) şi alte proteine care ucid sau lezează bacteriile. În intestin, acest strat trebuie să fie destul de subţire şi oarecum poros, pentru că toţi nutrienţii din hrană trebuie să ajungă în interior, şi dacă primul strat de protecţie ar fi prea bun, ai muri de foame.
Sub stratul de mucus, celulele epiteliale intestinale formează adevărata barieră dintre interior şi exterior. La fel ca în plămâni, stratul de celule epiteliale care-ţi protejează interiorul are grosimea unei singure celule. Pentru a fi ceva mai eficiente în apărarea interiorului tău, celulele epiteliale intestinale sunt extrem de bine conectate unele cu celelalte. Există proteine specializate care le fac să adere strâns una la alta, astfel încât să formeze un zid de apărare cât mai bun. Sistemul tău imunitar ţine această regiune sub observaţie şi se înfurie în mod special atunci când vreun microorganism încearcă să se ataşeze de celulele epiteliale.
Aşa ceva se întâmplă în mod constant, în fiecare secundă a vieţii tale – o gaşcă de bacterii comensale îţi penetrează zidul de apărare. Din acest motiv, dedesubtul zidului epitelial se află al treilea strat al mucoasei intestinale, numit lamina propria, care găzduieşte cea mai mare parte a sistemului imunitar al intestinelor. În lamina propria, chiar dedesubtul suprafeţei, macrofage, celule B şi celule Dendritice specializate sunt pregătite să întâmpine oaspeţii nedoriţi.
Sistemul tău imunitar intestinal nu prea îşi doreşte să producă inflamaţie dacă nu este neapărat nevoie, deoarece inflamaţia înseamnă o cantitate mare de fluid suplimentar în intestine, lucru pe care îl vei experimenta sub formă de diaree. Diareea nu înseamnă doar un scaun apos, ci şi lezarea stratului de celule extrem de sensibil şi de subţire care absoarbe nutrienţii din hrană. În plus, diareea poate produce rapid deshidratarea unui pacient până la un nivel periculos.
Deşi cei mai mulţi oameni nu realizează, diareea este în continuare un ucigaş agresiv, responsabil de moartea a aproape jumătate de milion de copii în fiecare an. Prin urmare, atunci când am început să evoluăm, cu milioane de ani în urmă, corpurile şi sistemele noastre imunitare au învăţat să ia foarte în serios inflamaţia intestinală.
În consecinţă, macrofagele care-ţi păzesc intestinele au două proprietăţi: în primul rând, sunt cu adevărat experte în înghiţirea bacteriilor. Iar în al doilea rând, ele nu eliberează citokine care cheamă în ajutor neutrofilele, provocând astfel inflamaţia. Ele sunt mai curând asemenea unor ucigaşi tăcuţi, care înfulecă fără probleme bacteriile care depăşesc graniţa, dar fără să facă prea mult caz din asta.
Celulele dendritice din intestinele tale au şi ele un comportament mai special. Multe dintre ele se află chiar sub stratul de celule epiteliale şi îşi introduc braţele lor lungi între acestea, ajungând astfel până la nivelul mucusului intestinal. În acest mod ele pot verifica permanent dacă există bacterii suficient de obraznice încât să-şi părăsească culoarul şi să se aventureze în profunzimea peretelui intestinal.
Iar aici avem de-a face cu un mister al imunologiei care promite un premiu Nobel persoanei care-l va rezolva într-o zi: de unde ştiu celulele dendritice dacă bacteriile pe care le detectează în intestin sunt patogeni periculoşi sau bacterii comensale inofensive? Ei bine, deocamdată habar n-avem, dar ştim că atunci când celulele dendritice dau peste bacterii comensale, ele ordonă sistemului imunitar să se relaxeze şi să nu-i pese prea mult de antigenele acestora.
Dar se mai întâmplă şi alte lucruri. În jurul intestinelor tale, anumite categorii speciale de celule B nu produc nimic altceva decât cantităţi mari de anticorpi IgA, anticorpi care funcţionează extrem de bine în stratul de mucus.
Anticorpii IgA sunt construiţi în mod special pentru acest tip de mediu – ei pot fi transportaţi direct prin bariera celulelor epiteliale, astfel încât să se adune în mucoasa intestinală.
În plus, anticorpii IgA nu activează sistemul complement şi nu declanşează inflamaţia, ambele calităţi fiind foarte importante aici în intestine. Anticorpii IgA sunt însă foarte buni la altceva: cu cei patru cleşti îndreptaţi în direcţii diferite, ei sunt experţi în a agăţa simultan două bacterii diferite, îngrămădindu-le astfel unele în altele.
Aşadar, o mulţime de IgA pot genera grămezi uriaşe de bacterii neajutorate, care sunt apoi eliminate din corpul tău odată cu materia fecală. În total, cam 30% din materia ta fecală constă din bacterii –, iar multe dintre acestea au fost adunate şi îngrămădite de Anticorpii IgA (e destul de tulburător faptul că în jur de 50% dintre ele sunt încă vii atunci când le elimini). Fără să facă prea mult zgomot, sistemul imunitar al intestinelor tale se asigură că vizitatorii din exteriorul şi din interiorul tău sunt ţinuţi sub control. Aşadar, cu aceste mecanisme şi celule specializate, sistemul imunitar îţi curăţă mucusul de bacteriile prietenoase mult prea ambiţioase, dar se asigură şi că nu provoacă daune reacţionând excesiv. Sistemul tău imunitar intestinal este realmente o forţă de menţinere a păcii.
Toate aceste mecanisme nu sunt însă o idee prea grozavă atunci când apar invadatori adevăraţi, cum ar fi bacterii patogene care pot supravieţui cumva agresivului ocean de acid din stomac, ajungând astfel în tractul intestinal. Pentru a prinde aceşti inamici periculoşi cât de repede posibil, intestinele tale posedă un tip special de ganglioni limfatici numiţi plăcile lui Peyer, care sunt integraţi direct în intestinele tale. Celulele M (aceleaşi celule pe care le-am întâlnit când ţi-am vizitat amigdalele) ajung direct în intestine şi culeg probe din lucrurile care ar putea prezenta interes pentru sistemul tău imunitar. Într-un fel, ele sunt asemenea unor celule ascensor, care adună pasagerii şi îi transferă direct într-o placă a lui Peyer, unde celulele imune adaptative verifică tot ce se întâmplă în intestinele tale. În acest fel, intestinele se bucură de o examinare imună superrapidă, care monitorizează continuu şi extrem de atent populaţia de bacterii din mucoasa ta intestinală.
Bine, destul despre bacterii şi despre modul în care interacţionează cu corpul tău. A sosit momentul să faci cunoştinţă cu unul dintre cei mai frecvenţi invadatori cu care trebuie să te confrunţi de-a lungul vieţii tale. Un inamic care nu numai că îţi invadează corpul, ci merge chiar mai departe şi îţi infectează direct celulele, ascunzându-se astfel de celulele imune pentru a-şi putea face treaba murdară. Aceasta este o strategie atât de inteligentă şi de periculoasă, încât sistemul imunitar a trebuit să pună la punct cu totul alte abordări şi tipuri de arme pentru a o combate.
Vino deci să explorăm probabil cel mai sinistru inamic al nostru, virusul!
43. Aceasta este o notă de subsol despre transplantul fecal şi despre soldaţii germani care au mâncat fecale de cămilă în timpul celui de-Al Doilea Război Mondial. Se ştie că microbiota intestinală şi starea ei de sănătate determină în mare măsură cât de sănătos şi de rezistent eşti. În consecinţă, în ultimii ani, aşa-numitul transplant fecal a intrat în arsenalul medicinei moderne. Iar asta înseamnă chiar ceea ce crezi că înseamnă – materie fecală de la o persoană sănătoasă, care conţine o doză benefică a microbiotei intestinale a acesteia, se administrează unui pacient sub forma unei pilule speciale. Sau, dacă chiar vrei să ştii, printr-un tub lung prin care materia fecală introdusă în gât ajunge să picure în stomacul tău. Nu este o procedură complet lipsită de riscuri, dar este foarte eficientă împotriva infecţiilor cu Clostridium difficile, o bacterie agresivă care se află cam peste tot şi care e posibil să existe într-un număr redus şi în intestinele tale. În anumite cazuri, ca de exemplu atunci când un pacient trebuie să ia doze mari de antibiotice care îi ucid mare parte din bacteriile intestinale, Clostridium poate să preia controlul şi să devină un agent patogen care îţi provoacă diaree, vomă sau, în cazul cel mai rău, o inflamaţie cronică a intestinelor. Aceste bacterii sunt extrem de rezistente şi robuste, iar în ziua de azi unele dintre ele au căpătat rezistenţă la multe antibiotice, ceea ce le îngreunează eliminarea. Unul dintre motivele pentru care Clostridium difficile poate deveni o problemă este o microbiotă deja vulnerabilă. S-a arătat că transplantul de materie fecală are o probabilitate ridicată de a restaura echilibrul natural al microbiotei, astfel încât pacienţii să poată elimina invadatorii fără altă intervenţie. Aceasta este principiul aflat la baza transplantului de fecale, dar nu este o idee cu adevărat nouă. Există dovezi că acum câteva mii de ani oamenii mâncau fecale de animale pentru a se trata de boli sau de alte probleme asociate cu stomacul sau intestinele. Iar asta ne aduce la Al Doilea Război Mondial şi la eşecul trupelor germane de a cuceri Nordul Africii. Pe lângă probleme cum ar fi minele de teren sau chiar înfrângerile, o problemă uriaşă cu care se confruntau trupele germane a fost dizenteria, o inflamaţie cronică asociată cu crampe oribile, ameţeală, diaree şi deshidratare (deşertul chiar nu este cel mai bun loc în care să pierzi multă apă) şi care poate fi mortală. Problema era pur şi simplu că soldaţii nu erau adaptaţi la unii dintre microbii locali şi nu prea era nimic de făcut, deoarece toate acestea se întâmplau înainte de epoca antibioticelor. Şi totuşi, o echipă de cercetători din domeniul medicinei, trimisă să caute o metodă de a-i ajuta pe soldaţii aflaţi în suferinţă, a descoperit ceva interesant. Localnicii care se îmbolnăveau, în loc să moară de dizenterie, strângeau materia fecală de cămilă şi o mâncau. Şi, spre uluirea observatorilor, de regulă boala dispărea în mai puţin de o zi. Localnicii habar n-aveau de ce funcţiona treaba asta, dar ştiau că merge şi că se practica de generaţii. Medicii germani au examinat fecalele de cămilă şi au găsit Bacillus subtilis, nişte bacterii care elimină alte bacterii, printre care şi pe cele care provoacă dizenterie. Au cultivat în cantităţi mari Bacillus subtilis şi le-au administrat soldaţilor bolnavi şi celor aflaţi pe moarte, reuşind astfel să mai reducă din problemele cu care se confrunta armata germană. Deşi a fost un eveniment major din punct de vedere ştiinţific, această descoperire n-a împiedicat campania din nordul Africii să devină un dezastru absolut.