Bélrendszerünk első kolonizálói: csecsemők bélflórájának kialakulását vizsgálták

A születés után a steril anyaméhből olyan környezetbe jutunk, ahol hemzsegnek a baktériumok. Az újszülöttek bélrendszerébe kerülő mikroorganizmusok rövid időn belül egy igen gazdag közösséget, baktériumflórát hoznak létre. E folyamat felderítése nagyon fontos ahhoz, hogy megtudjuk, hogyan "viselkednek" a baktériumok egészséges emberben, és hogyan egyes betegségek kialakulásakor.

Az ember bélrendszerében élő baktériumok száma a trilliót is eléri. Többségük hasznos a szervezetünknek (segítenek kivonni bizonyos tápanyagokat a megemésztett táplálékból, közreműködnek az immunrendszer fejlődésében). Ám bizonyos esetekben betegségeket - bélrendszeri gyulladásokat, vastagbélrákot - is előidézhetnek, sőt az asztma, a reumás ízületi gyulladás és akár az autizmus kialakulásával is összefügghet jelenlétük. Palmer és munkatársai (Stanford University) a PLoS Biology című folyóiratban olyan részletes és összehasonlító vizsgálatsorozatról számoltak be a közelmúltban, amely az emberi bélrendszerben újonnan megtelepedő baktériumokkal foglalkozik.

A kutatók 14 gyermek bélbaktérium-flórájának kialakulását és annak mikrobiális összetételét vizsgálták, székletminták felhasználásával (a székletünkben ugyanis megjelennek azok a baktériumok, amelyek a bélrendszerünkben találhatók). Az első vizsgált mintát a születés utáni első székletből vették, ezt követően 25 további mintát vettek a csecsemőktől, egészen egyéves korukig. A vizsgálatokat a DNS-microarray technika felhasználásával végezték, amely a baktériumok DNS-ének vizsgálatával egyaránt alkalmas a mintákban levő baktériumok mennyiségi és minőségi vizsgálatára. Így szükségtelenné vált a baktériumok tenyésztése, amely igen gyakran nehézségekbe ütközik, ugyanis nagy részük nem tenyészthető laboratóriumi körülmények között.

A csecsemők bélrendszerében a 22 ismert baktériumtörzsből csak háromnak a képviselői fordultak elő nagy mennyiségben. Ezek a Bacteroidetes és a Proteobacteria csoport tagjai, valamint a Gram-pozitív baktériumok. (Az utóbbi csoportba tartozó baktériumok egy festési eljárásról kapták nevüket: a sejtfaluk megfesthető kristályibolya festékkel, míg a Gram-negatív baktériumoké nem - a Bacteroidetes és a Proteobacteria törzsek tagjai Gram-negatívok).

Gram-pozitív baktériumok

Az egészséges felnőttek bélflórájával foglalkozó korábbi vizsgálatok azt mutatták ki, hogy a bélbaktériumoknak csak egy kis része tartozik a proteobaktériumok közé, tehát ezek száma a gyerekkortól a felnőttkorig csökken. Mivel a proteobaktériumok fakultatív anaerob szervezetek (vagyis oxigén jelenlétében és hiányában egyaránt képesek nőni), ők lehetnek az újszülöttek bélflórájának legkorábbi tagjai, és ők teremtik meg azt a redukáló (oxigénmentes) környezetet, amelyre az ezután megtelepedő ún. obligát anaerob baktériumoknak (amelyek csak oxigén hiányában maradnak életben) szükségük van.

Azon kívül, hogy a csecsemők és a felnőttek bélflóráját alkotó baktériumtörzsek különböző arányban vannak jelen a bélrendszerükben, más különbségeket is találtak a kutatók. A csecsemők életének első néhány hónapjában a bélbaktériumok közösségének összetétele nagyon gyorsan változott: egyes fajok csak ideiglenesen jelentek meg, aztán végleg eltűntek, mások pedig hetekig vagy hónapokig folyamatosan jelen voltak. A különböző babák bélflórájának összetétele nem mutatott szignifikáns (statisztikaliag is kimutatható) hasonlóságot a többi babáéval, és a baktériumok megjelenésében időbeli mintázatot sem ismertek fel a kutatók. Az a két csecsemő, akiknek a bélflórája leginkább hasonlított egymáshoz, ikertestvérek voltak - ők amellett hogy azonos a genetikai hátterük, ugyanabban a környezetben is élnek. Azonban mikrobiális profiljuk (a bélrendszerükben élő baktériumközösség faji összetétele) nem hasonlított jobban a saját szüleik profiljára, mint más csecsemők szüleinek profiljára, ami arra utal, hogy a bélflóra kialakulásában a környezetnek nagyobb szerepe van, mint a genetikának.

Ahhoz, hogy meg tudják állapítani, honnan származnak a bélrendszer korai kolonizálói, Palmer és munkatársai két lényeges forrást vizsgáltak meg: az anyai hüvely baktériumflóráját, valamint az anyatejet. A hüvelyflórában nagy számban előforduló tejsavbaktériumok nem voltak gyakoriak a székletmintákban (csak egy csecsemő baktériummintája volt hasonló az édesanyja hüvelyi baktériummintájához, de csak a születés utáni első napon), tehát úgy tűnik, hogy a természetes úton történő szülés nincs komoly hatással az újszülöttek bélflórájára. A vizsgálatban részt vevő babák mindegyike anyatejen nevelkedett, de a bélflórájuk nem mutatott hasonlóságot az anyatej mikrobiológiai profiljával sem - meglepő módon a Bifidobacteria csoportba tartozó baktériumok a vártnál jóval kisebb számban voltak jelen a mintákban, holott eddig az volt az általánosan elfogadott nézet, hogy e baktériumok nagy számban megtalálhatók az anyatejjel táplált gyermekek bélrendszerében, és számukra igen hasznosak.

Annak ellenére, hogy a bél korai mikrobiótája valószínűleg véletlenszerűen alakul ki (a vizsgálatok során nem sikerült semmilyen szabályszerűséget felismerni), a gyermekek bélflórája egyéves korukra minden esetben hasonlóvá válik a felnőttekéhez - ennek a változásnak a kezdete sok esetben egybeesik azzal az időponttal, amikor a gyermekek szilárd ételt is fogyasztanak már az anyatejen kívül. (Azonban egyéves korban még nem találhatók a szervezetben ún. metanogén archaeák, amelyek a felnőtt szervezetben nagy számban előfordulnak, és a baktériumok által termelt hidrogént hasznosítják.)

A Palmer és kollégái által használt módszer alkalmazható lenne különböző gyerekcsoportok összehasonlító vizsgálatára. A fejlett országokban sokkal gyakrabban fordulnak elő a bélrendszer krónikus gyulladásos megbetegedései, mint a fejlődő országokban, ez összefüggésben lehet a közegészségügyi és higiéniás viszonyokkal, ugyanis ha az immunrendszer kevesebb baktériummal találkozik, nem alakulnak ki megfelelően a fertőzésekre adandó immunválaszok.

Ezek a veszélyeztetett gyerekpopulációkra is kiterjesztett vizsgálatok remélhetőleg arra is választ adnak majd, hogy miként okozhatnak a bélflóra egyes tagjai betegségeket, és a bélrendszerben élő baktériumok egyes képviselőinek eltűnése (például egy antibiotikum-kezelés következtében) okozhat-e immunrendszeri rendellenességeket.