Előfizetés a lapra

Friss cikkek

2015/05/05

Emberek - élőflórával

baktérium, biológia, ember, gén, orvosi, sejt

Az emberi test körülbelül 10 a tizenharmadikon-tizennegyediken darab sejtből épül fel, azonban rajta vagy benne 10 a tizennegyediken-tizenötödiken darab mikroorganizmus él. Ezt a számbeli fölényt látva már sejthetjük, hogy ezeknek az élőlényeknek óriási hatása lehet ránk, vagy ha a „túlerő” szempontjából nézzük, akkor azt is mondhatnánk, hogy nekünk, embereknek óriási hatásunk van a mikrobiótánkra. Az igazság az, hogy szükségünk van a velünk élő mikroorganizmusokra és azok is jól járnak velünk. A humán mikroflóra nagy részét a baktériumok teszik ki, kisebb mértékben vannak jelen a gombák és más eukarióta egysejtűek. Most elsősorban az emberi testet otthonosan belakó baktériumokról lesz szó.

A velünk élő baktériumok a bőrünket és a nyálkahártyák felületét kolonizálják, többségük ártalmatlan, sok közülük pedig nélkülözhetetlen az egészséges élethez, de vannak persze kórokozók is. Életünk során állandó kapcsolatban vagyunk a baktériumokkal, folyamatosan érintkezünk velük, így összességében nagyon sokszínű mikrobióta alakul ki rajtunk és bennünk, ez a közösség összességében több mint 1000 fajból állhat. Hogy milyen és mennyi baktérium él a szervezetünkben, az folyamatosan változik és sok tényezőtől függ. Az anyaméhben még steril környezetben élünk, aztán szülés közben megkezdődik a kolonizáció, majd az anyatejjel és a környezetünkkel érintkezve kialakul a normál flóránk. Hogy mit jelent a normál flóra, azt nem könnyű meghatározni, hiszen ez más lehet különböző földrajzi területeken, de egy populáción belül egyedenként is változhat többek között genetikától, viselkedési formáktól, szokásoktól függően. A mikroorganizmusok és a szervezetünk közötti kapcsolatban állandóan zajlik az élet. Sok olyan baktérium is velünk él, amely potenciális patogén, tehát csak akkor válik veszélyessé, amikor az immunrendszerünk nem megfelelő módon működik.

Ezerszer több gén

Az emberrel együtt élő baktériumok hosszú idő óta érdeklik a tudományt, hiszen ezek egészséghez és főleg betegségekhez való kapcsolata régóta ismert. A XIX. századtól a mikrobiológusok fő eszköze a vizsgálatok során a baktériumok tenyésztése, az élő kultúrák tanulmányozása. A gond ezzel az, hogy a baktériumok nagy többségét (biztosan több mint 90%-át) nem sikerül mesterséges körülmények között tenyészteni, és ennek hiányában nehéz megtudni róluk, hogy milyen tulajdonságokkal rendelkeznek vagy mi a szerepük egy adott élőhelyen. Az új technológiák más élettudományokhoz hasonlóan itt is új perspektívákat adnak. A megjelenő tulajdonságokat (fenotípus) ugyanis elsősorban a gének határozzák meg, és ezt a genetikai állományt (genotípust) vizsgálva sok, eddig rejtett vagy nehezen vizsgálható információra bukkanhatunk. Ahhoz, hogy egy baktérium vagy egy egész közösség DNS-ben hordozott tulajdonságait vizsgáljuk, nem szükséges az adott szervezeteket tenyészteni, tehát egy nagy korlátozó tényezőt sikerül így kiküszöbölni.

Staphylococcus epidermidis

Egy közösség genetikai információjának az összességét metagenomnak hívjuk, amely egy óriási adathalom. Ehhez a nagy mennyiségű adathoz az utóbbi években egyre tökéletesedő újgenerációs DNS-szekvenáló berendezésekkel juthatunk hozzá. Erre a technológiai alapra támaszkodva sok különböző célt szolgáló metagenom-projekt indult, többek között a Humán Mikrobiom Projekt, amelyet az USA-ban indítottak több intézet részvételével 2008-ban. A kutatók célja itt a teljes mikroflórában a bakteriális genetikai állomány feltárása, és ezek értékelése, tanulmányozása. A kutatás során 2,3 terabájt adatot nyertek összesen 300 amerikai személytől vett, 15 különböző testterületről származó 690 minta feldolgozásával. A humán mikroflóra baktériumai összességében ezerszer több gént hordoznak, mint az emberi szervezet. Ezek a gének olyan molekulákat kódolnak, amelyek meghatározzák a testünkön velünk élő baktériumok tulajdonságait és képességeit, így a gének ismeretében közelebb kerülhetünk a mik­­roflóra pontos funkciójának felderítéséhez, valamint ahhoz, hogy milyen mechanizmusokon keresztül fejtik ki hatásukat. Természetesen a kutatások célja legtöbbször nem a puszta megismerést szolgálja, minél pontosabb információk vannak a birtokunkban a humán mikrobiótáról, annál hatékonyabban tudunk beavatkozni, ha gyógyítani vagy megelőzni szeretnénk valamilyen rendellenességet.

Mivel szolgálhatunk a baktériumoknak?

Vannak a testünknek a baktériumok által kimondottan kedvelt területei, ahol optimálisak a feltételek számukra. Szinte bármilyen körülményhez tud alkalmazkodni valamilyen baktériumcsoport, de az állandó pH, hőmérsékleti és ozmotikus viszonyok kedveznek az elszaporodásuknak, az egyik legfontosabb tényező pedig a hozzáférhető tápanyagforrás.

 Testünk nagyon sokféle élőhelyet kínál a mikroorganizmusoknak, a bőr száraz felületét a dehidratáltságot jól tűrő, vastag sejtfalú csoport, az úgynevezett Gram-pozitív baktériumok kedvelik, mint például a potenciális kórokozó Staphylococcus aureus, a tüdőben a szigorúan aerob Mic­o­bac­te­ri­um tuberculosis, a vékonybélben az obligát anaerob Clostri­di­u­mok és Bacteroidesek élnek például. Normál esetben, egészséges embernél csak a testünk külvilággal érintkező felületén élnek baktériumok, persze ide sorolandó a tápcsatorna, a légutak és húgyivar-rendszer járatainak külső felszíne is. Ebben a cikkben megpróbáljuk összefoglalni a testünk különböző területein élő normál (egészséges) mik­ro­fló­ra sajátosságait.

 Szeretnénk itt megjegyezni, hogy nehéz megmondani, mit értsünk normál flóra alatt, hiszen opportunista patogén fajok is tagjai a normálnak mondott flórának. A szőrtüszőkben élő Pro­pioni­bac­te­ri­um acnes például egészséges állapotban ártalmatlan, és feltételezések szerint segíthet a kórokozók elleni harcban, azonban pattanásokhoz és bizonyos esetekben akár súlyos gyulladásokhoz is vezethet, de számos ilyen faj van testünk minden területén. Nehezíti a normál flóra behatárolását a testünkön megjelenő baktériumok és arányaik állandó változása és a személyek közötti óriási variabilitás is.

A bőrünkre mennek

Az ember bőrét szokás a szervezet első védelmi vonalaként is emlegetni, ez a szervünk mintegy 2 négyzetméternyi felületet biztosít a baktériumoknak és gombáknak. DNS-alapú elemzésekből kiderül, hogy a bőrön élő baktériumok több mint 60%-át a Corynebacteria-, a Propionibacteria- és a Staphylococci-cso­por­tok­ba tartozó fajok teszik ki. A bőrünk három különböző habitatra osztható, vannak száraz területek, mint például a tenyerek, faggyús területek, mint a fejbőr és nedves területek, ahol bőrünk verejtékmirigyekben gazdag. Ezek olyan jellegzetességek, amelyek nagyban meghatározzák a domináns baktériumcsoportokat, amelyek összetétele azért változik.

 Érdemes kezet mosni, de a szappanra lehet, hogy nem fertőtlenítő szerként kell néznünk. Kontroll

b) vizes kézmosás,

c) szappanos kézmosás

Bőrünk normál mikroflórája nemcsak az egészséges állapot megőrzéséért felelős, hanem a testszag kialakulásáért is, ebből a szempontból kiemelt helyek a hónaljak és a lábfejek. A kellemetlen testszagok elleni szereket és kozmetikumokat szinte mindenki használja, ezeknek a készítményeknek hatásuk van a mik­ro­fló­ránkra is, sokszor direkt ezt célozzák. Ma talán kevesen próbálkoznának a saját testszagukkal hó­dí­tani, pedig az emberekre jellemző a szaguk, csakúgy, mint az azt nagyrészt meghatározó bőrbaktérium-profiljuk is. A baktériumok a testünkre kiválasztott anyagokon tartják fent magukat és ennek a folyamatnak lehetnek kellemetlen szagú végtermékei is. A hónaljak különleges területek, mert itt többféle mirigy is megtalálható, ezek váladékai pedig rendkívül változatos étrendet biztosítanak az itteni mikrobaközösségnek. Ezen mirigyek váladéka tartalmaz többek között tejsavat, szervetlen ionokat, fehérjéket, aminosavakat, li­pi­de­ket és vitaminokat is. Ha meggondoljuk, hogy a bőséges tápanyagellátás mellett a hónaljaknál a megfelelő nedves környezet is biztosított, nem csodálkozhatunk, ha itt akár

1 millió baktériumot is találunk négyzetcentiméterenként. A faggyú és verejtékmirigyek váladékai szagtalanok, ezekből a bakteriális anyagcsere hatására keletkeznek rövid, elágazó láncú zsírsavak, szulfanilalkoholok és szte­roid­szár­ma­zé­kok, amelyek felelősek a kellemetlen szagokért. Minden bőrterületen más a különböző mirigyek eloszlása, és az ott kialakuló baktériumközösség a hónalj esetében elsősorban a Co­­ry­ne­bacte­rium-fajokat teszi felelőssé a szagokért.

 Teljesen más eset a lábszag, bakteriális szempontból is, hiszen itt főleg verejtékmirigyek vannak, amelyek ami­no­sa­v­tartalmából alakítja ki elsősorban a Sta­phy­lo­coccus epidermidis a bűzös izo­va­le­ri­án­savat. Persze az egyediség nem valósulhatna meg, ha az illékony elegyben az izovaleriánsav mellett az ecetsav-, vajsav- és izovajsav-arányokat nem állítaná be mindenki a maga szokásai és mik­ro­fló­rá­ja szerint.

 A bőrünk azért is különleges hely, mert az emberek ennek az élőhelynek a baktériumflórájára a legkényesebbek. Kétségtelen, hogy a bőrünk fontos az egészségünk megóvása érdekében, de ez nem azt jelenti, hogy minden itt élő baktériumtól feltétlenül meg kéne szabadulnunk, sőt. Meg kell barátkoznunk a ténnyel, hogy rengeteg baktérium él a bőrünkön is és ebben semmi kóros nincsen, persze a megfelelő higiénia ettől még fontos, de nem kell átlendülni a ló túlsó oldalára sem.

Együtt élünk és születünk

Egészséges embernél a belső szerveken nem telepednek meg baktériumok, és így van ez az urogenitális rendszer (húgy­-ivar­rendszer) esetében is, a nyálkahártyákon azonban itt is vannak lakók. Jellegzetes és nagyon fontos funkcióval bíró mikroflórája van a hüvelynek. A szájüregben szintén felbukkanó tej­sav­bak­té­riu­mok csoportja (bár nem ugyanazok a fajok) itt a fertőzések elleni harcot segítik savas anyagcseretermékeikkel. A Lactobacillus-fajok (főleg L. acidophilus, L. crispatus, L. iners, L. gas­se­ri és L. jensenii) természetes lakói a hüvelynek, és elsősorban az általuk termelt tejsav hatására alakul ki a vagina pH 4-5 közötti kémhatása, de szintén előfordulnak itt Streptococcusok és Eschericia coli is. A pubertáskor előtt és a menopauza után a hüvely mikroflóráját jellemzően ez a két baktérium uralja, itt is megfigyelhető tehát a közösség időbeli változása.

 Az E. coli nagyon elterjedt baktérium, sokféle élőhelyen előfordul, számos esetben fertőzéseket okozhat, van amikor nagyon súlyosakat is (például a 2011-es németországi vérzéses bélgyulladást oko­zó E. coli-járvány során), de vannak teljesen ártalmatlan típusai is. A sokféle E. coli között betegségek okozásához szükséges arzenáljuk alapján is különbséget lehet tenni.

 A hüvely esetében se lehet egyértelműen kijelenteni, hogy mely csoportok alkotják a normál flórát, hiszen a tejsavbaktériumok mellett számos egyéb baktériumcsoportot (Atopobium, Co­ry­ne­bac­te­­­­rium, Anaerococcus, Peptoniphilus, Pre­­­vo­­tella, Gardnerella, Sneathia, Eg­ger­thel­la, Mobiluncus és Finegoldia) sikerült már kimutatni innen, sőt teljesen egészséges nőknél is előfordulhat, hogy Lacto­bacillus-fajok helyett ezek közül a csoportok közül kerülnek ki a domináns közösségalkotók. Hogy milyen funkció az, amivel segítik az egészséges állapot fenntartását, az kérdéses, de kutatások alapján a tejsav nem csak a savas környezet kialakítása miatt lehet fontos, és ezt a szerepet esetleg más anyagcseretermékek is betölthetik. Vannak baktériumok, amelyek hidrogénperoxidot vagy egyéb antimikrobiális anyagot termelnek, esetleg az immunrendszer modulálásával fejtik ki hatásukat. Nagyon fontos szerepe a hüvelyi mikrobaközösségnek, hogy szülés közben innen indul meg az újszülött kolonizálása, szóval a mikroflóránk velünk kölcsönhatásban fejlődik és alakul az életünk során.

 A normál mikroflóra sokszor úgy segíti az egészséges állapot megőrzését, hogy tagjai versenyt nyernek a kórokozókkal szemben egy élőhelyen belül, így a patogének nem tudnak elszaporodni. Szerepük ennél azonban sokkal összetettebb lehet, s hogy mi mindenre lehet hatással a velünk élő baktériumközösség, az talán a bélflóra esetében a legizgalmasabb.

 TÓTH ÁKOS

 (Következik két hét múlva: Baktériumok ­– élő emberrel)

427
2015/04/30

Az eltűnt Fok-folyó nyomában

Balaton, folyó, földtudomány, geográfia, Siófok, , történelem

Siófok csupán 300 éve létezik. A Balaton medrében egy kis szigeten, egy homokturzáson keletkezett, eleinte neve sem volt a településnek. Az 1700-as évek végén először Fok-Sió, majd az 1790-es évektől Sió-Fok volt a neve. A mai városközpont az ősi Fok-folyó tölcsértorkolatában fekszik. A terület beépítésére akkor kerülhetett sor, amikor ez a torkolat feltöltődött, a Balaton vízállása pedig emberi beavatkozás folytán drasztikusan lecsökkent

426
2015/04/29

Magasabb helyről jött vélemény

lélektan, lélektani lelemények, pszichológia, társadalomtudomány, vélemény

E rovatban legutóbb arról volt szó, hogy milyen különös hatása van az emberek gondolkodására annak, hogy északot a térképek felső részén szokták ábrázolni, és így ez az égtáj összekapcsolódik a „fent” fogalmával. Folytassuk még egy kicsit a „fent” helymeghatározás lélektanának vizsgálatát – ezúttal azonban kicsit más szempontból.

425
2015/04/29

Fehérjefizika

A hét kutatója, biofizika, biológia, fehérje, interjú, orvosbiológia

Ha annak idején a gimnazista Dér Bandit valaki megkérdezte, mi akarsz lenni, bizonyára azt válaszolta: fizikus. Akkor aligha gondolhatott arra, hogy kutatói pályája két tudományág, a fizika és a biológia házasságával teljesedik ki. Az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biológiai Intézete biomolekuláris elektronika csoportjának vezetője végzős fizikushallgatóként került az intézménybe. Dér András időközben megtanulta a biológiát, beleásta magát a fehérjekutatás rejtelmeibe, olyannyira sikeresen, hogy az e területen elért eredményeiért és a hazai bioelektronikai oktatás megteremtéséért Akadémiai Díjban részesült.

424
2015/04/28

Kályhásság - a salzburgi kapcsolat

cserépkályha, kályha, magyar, mezőváros, OTKA, régészet, történelem

Az egykori település, Decs-Ete a Dunántúl keleti felén található, a Sárközben, a Báta vízfolyása öblében. A kora Árpád-kortól létező falu a XVI. század elején bekövetkező pusztulásakor virágzó mezőváros volt.

423
2015/04/28

Gyulladás fertőzés nélkül?

baktériumok, biológia, fertőzés, gyulladás, NET-ózis, orvosbiológia, vérmérgezés

Ron Richarchds, az ausztráliai Newcastle-ben élő középkorú férfi igazán szerencsésnek mondhatja magát, legalábbis biztosan közel volt az őrangyala, amikor néhány hónappal ezelőtt éppen az egyik legkiválóbb ausztrál sürgősségi-baleseti kórház szomszédságában ütötte el egy 60 km/h sebességgel hajtó autós. Számos töréssel, belső sérüléssel szállították az osztályra, ahol nem sokkal később a szíve is leállt, ám a nagyszerű orvosi csapatmunkának köszönhetően sikerült újraéleszteni és stabilizálni állapotát… Egy rövid ideig.

422
2015/04/23

Szabályozás és kódolás

agy, biológia, hippokampusz, idegrendszer, idegsejt, orvosbiológia, OTKA, pszichológia

Az élőlényeknek bonyolult, gyakran változó, veszélyekkel teli környezetben kell életben maradniuk. Az állatvilág evolúciója során kifejlődő agy teszi képessé gazdáját arra, hogy megértse környezetét, annak veszélyeit és lehetőségeit előre lássa és így hatékonyabban éljen túl fajtársainál és ellenségeinél.

421
2015/04/21

A nyomfosszíliáktól a geotermikus energiákig

A hét kutatója, fosszília, geológia, interjú, nyomfosszília, Pannon-tó

A Pannon-tavi üledékek Magyarország geológiai múltjának egy különösen izgalmas időszakáról mesélnek. Persze csak azoknak, akik ki tudják olvasni a rétegsorokból. Mint például Babinszki Edit, aki a Magyar Földtani és Geofizikai Intézet tudományos főmunkatársa. Vizsgálatai az új tudományos eredményeken kívül az energiahordozókról is nagyon értékes információkat nyújtanak hazánknak. A kutatás mellett elismert tudományos újságíró és ismeretterjesztő filmes. Vele beszélgetünk.

420
2015/04/17

A világ első mikrobiológiai állatkertje

Amszterdam, biológia, Micropia, mikrobiológia, múzeum

2014 szeptemberében Maxima királynő vezette a Micropia – a világ első mikroorganizmusokkal kapcsolatos múzeuma – megnyitó ceremóniáját Amszterdamban. A különleges múzeumot az Artis Royal Zoo közvetlen szomszédságában alakították ki 12 év előkészület után. A tervezésben és kivitelezésben több kutatóintézet, egyetem, vállalat vett részt. A szerepet vállaló mikrobiológusok, múzeológusok, világítástechnikusok, belsőépítészek, kiállításszervezők és mikroszkópos fotózással foglalkozó szakemberek elé különleges kihívást állított a feladat: élő mikroorganizmusokat látványosan és egyben biztonságosan bemutatni úgy, hogy a mikroorganizmusok életben tartásához ne legyen szükség nagyszámú alkalmazottra.

419
2015/04/16

Alkonyfény-iránytű

A fény nemzetközi éve, élettelen természettudomány, fény, navigáció, OTKA, polarizáció, viking

A Fény Nemzetközi Éve alkalmából cikksorozatban mutatjuk be a viking hajósok által vélhetően használt navigációs eljárásoknak az ELTE Környezetoptika Laboratóriumában is eredményesen kutatott fizikai hátterét. Ismertetjük lehetséges navigációs eszközeiket, különös tekintettel a rejtélyes napkőre, és az égbolt polarizációs mintázatán alapuló feltételezett eljárás lépéseire.