תַקצִיר
המעיים הם ביתם של מיליוני אורגניזמים מיקרוסקופיים, שיחד נקראים מִיקְרוֹבִּיּוֹטָה של המעי. מַרבית האורגניזמים האלה חיים בשלום עם שאר תאי גופינו, מסייעים לנו לקבל אנרגיה ממזון, ומְספקים לנו חומרי מזון חיוניים שאיננו יכולים לייצר בעצמנו. התאים שמרפּדים את פני השטח של המעיים שומרים על המיקרואורגניזמים האלה מופרדים משאר הגוף, כמו 'החומה הגדולה' של ממלכתנו. בחלק הפנימי של החומה הגדולה הזו, גיבוריה של מערכת החיסון שומרים ומגינים עלינו. אולם, איך מערכת החיסון יכולה להבדיל בין התאים שלנו לבין המיקרואורגניזמים של המעיים? או בין מיקרואורגניזמים מועילים לבין כאלה שגורמים למחלות? זהו סיפור מדהים, מלא סודות. במאמר זה, נסביר כיצד המעיים מדריכים את מערכת החיסון לזהוֹת אויבים, וכיצד היבטים מסוימים של חיים מודרניים עלולים להפריע לתהליך זה.
המעיים והמיקרוביוטה – חברוּת עתיקה
היֹה היו... מעיים: צינור ארוך בתוך הגוף, הנמשך מהפֶּה עד לישבן, וכולל את הבטן ואת המעי הדק והמעי הגס. אלה הם חלק מהאיברים העתיקים ביותר באבוֹלוּציה שלנו, והם מומחים בסיפוק מזון ומים לשאר תאי הגוף. אולם, אפילו 'מומחי ההזנה' האלה אינם יכולים לייצר את כל חומרי המזון והאנרגיה שחיות זקוקות להם כדי לשרוד. במהלך האבולוציה, מיקרואורגניזמים הֵחֵלּוּ לִחיות במעיים של חיות. המעיים סיפקו עבורם בית מושלם: חם, מלא במזון, ומוגן מפני העולם החיצון. גם החיות הרוויחו מאִכלוּס המיקרואורגניזמים האלה, כיוון שחיידקים יכולים לסייע בפירוק מזון ולייצר חומרי מזון שהמעיים של החיות אינם יכולים לספּק [1]. הקבוצה השלמה של מיקרואורגניזמים שחיים במעיים נקראת מִיקְרוֹבִּיּוֹטָה של המעיים. החברוּת בין המעיים והמיקרוביוטה של המעיים מסייעת לבני אדם להישאר בריאים.
תאי החיסון שלנו: גיבורי-העל של הגוף
כשאנו אוכלים ושותים, החומרים שנכנסים למעיים עלולים להכניס עימם גם אויבים פוטנציאליים, כמו למשל חיידקים ונגיפים מחוללי מחלות. תאי מערכת החיסון מגינים עלינו מפני פולשים על ידי לחימה בזיהומים (איור 1) [2]. אולם, חשוב שתאים חיסוניים לא יתקפו תאים ידידותיים. אחרת, מערכת החיסון תהרוג את התאים שלנו ואת בני בריתנו, מיקרוביוטת המעיים. יֶדַע זה הוא כוח-העל האמיתי של תאי מערכת החיסון, משהו שהם יכולים לרכוש רק על ידי מאמץ, לימוד ואימון.
- איור 1 - המיקרוביוטה ותאי המעיים.
- (A) המיקרוביוטה (microbiota) של המעיים יכולה להכיל נגיפים (Viruses), חיידקים (Bacteria), ואפילו תולעים (Warms). חלק מהמיקרואורגניזמים האלה הם חברים שלנו (בלבן, The good), וחלקם מסוכנים (באדום, The bad). (B) תאי המעיים (gut's cells) מגינים על עצמם באמצעות שכבה של ריר מגן (Protective mucus). הם יוצרים 'חומה גדולה' שמפרידה בין שתי ממלכות: המיקרוביוטה והחלק הפנימי של הגוף. (C) הגיבורים של מערכת החיסון (immune heroes) מגינים על הגוף: גרנולוציטים (לוחמי הקו הראשון – Granolucytes fighters), פגוציטים (שומרי הסף והמורים של לימפוציטים – Phagocyte gatekeepers), ולימפוציטים (הגנרלים שמבחינים בין אויבים לחברים – Lymphocyte generals). בבועת הדיבור: עִצרו! זה חבר.
מערכת החיסון היא כמו צבא גדול שבּו הרבה חיילים מתמחים. יש לה לוחמים, שנקראים גְּרָנוּלוֹצִיטִים. הם קו ההגנה הראשון שלנו, מהירים וחמושים בעוצמה עם גְּרָנוּלוֹת (מבנים גרגיריים) שהם מחזיקים בתוכם עד שהם מזהים אויבים. גרנולוציטים אינם חיים במשך זמן רב, וזקוקים להכשרה מועטה מאחר שהם נולדים מוכנים לתקוף את האויב. הגרנולות הרעילוֹת שהם משחררים תוקפות כל דבר סביבם, ולכן הם גם עלולים להזיק לתאים ידידותיים. לאחר מכן, ישנם שומרי הסף, המכונים פָגוֹצִיטִים, שיכולים לרסֵּק אורגניזמים פולשים. הם חשובים לזיהוי אם מיקרואורגניזם הוא טוב או רע. כאשר הם עשו זאת, הפגוציטים מתריעים לשאר תאי מערכת החיסון, ומלמדים אותם לזהוֹת את המיקרואורגניזמים הרעים.
המפקדים העליונים של צבא מערכת החיסון מכונים לִימְפוֹצִיטִים. גֶּנֶרָלֵי לימפוציטים מקבלים הכשרה מהפגוציטים שומרי הסף, במטרה ללמוד כיצד לְתָאֵם את הצבא. חלק מהלימפוציטים נעשים מומחים בזיהוי אויבים מסוימים, ומסייעים להאיץ את המתקפה. לימפוציטים אחרים לומדים לזהוֹת חברים ולשלוח הודעה לעצור את תקיפת חיילי מערכת החיסון. הודות ללימפוציטים, מערכת החיסון יכולה ללמוד מהמאבק הראשון עם מיקרואורגניזם מידבק, ולהגיב מהר יותר כנגד אותו הפולש בפעם הבאה שיתקוף. תכונה זו מכונה זיכרון חיסוני, וזו הסיבה לכך שחיסונים חשובים כל כך. חלק מהאויבים עוצמתיים ביותר, ולכן איננו רוצים שמערכת החיסון תתמודד בקרבות האלה ללא הכשרה ראויה. לְאַחַר שֶׁאֻמְּנוּ, התאים חמושים ומוכנים להגן עלינו כנגד אויבים שעדיין לא פגשנו. זו הבעיה שאיתה התמודדנו בשנת 2020, כאשר אנשים רבים נדבקו בנגיף חדש, נגיף הקורונה. לא היינו מוכנים לכך. זה האופן שבו חיסונים יכולים לסייע – על ידי אימון הלימפוציטים. סיום המלחמה הזו קָרֵב ובא!
יום לימודים במעיים
המעיים, על המיקרואורגניזמים השונים שמאכלסים אותם, הם בית הספר הטוב ביותר לאימון מערכת החיסון. הַתָּאִים שמרפּדים את המעיים שומרים על המיקרואורגניזמים מופרדים משאר הגוף, אך הם גם מגינים על עצמם על ידי כיסוי פני השטח שלהם עם ריר מגן דביק. מהמקום הבטוח של 'החומה הגדולה' הזו של המעיים, גיבורי מערכת החיסון לומדים את המיקרוביוטה [3]. לעיתים, תאי המעיים מראים לתאי מערכת החיסון חלק מהמיקרואורגניזמים שחיים מצידה האחר של 'החומה הגדולה'. פעמים אחרות, תאי מערכת החיסון שולחים את זרועותיהם דרך החומה כדי לחקור את המיקרואורגניזמים שנכלאו בריר (איור 2A). באופן זה תאים חיסוניים נעשים חכמים יותר, חזקים יותר, ומוכנים להילחם כנגד כל סכנה. אומנם איננו רואים זאת או חשים בכך, אך תמיד ישנוֹ מאבק שעומד להתחיל כשמערכת החיסון מזהה מיקרואורגניזם ב'חומה הגדולה'. אולם, מַרבית המיקרואורגניזמים במעיים הם טובים, והלימפוציטים הגנרלים יודעים זאת, לכן הם מרגיעים את הלוחמים. נוסף על כך כל עוד המיקרוביוטה ושאר הגוף נותרים מופרדים על ידי 'החומה הגדולה', שורר שלום בתוך המעיים.
- איור 2 - במעיים מתרחשים סיפורים מדהימים.
- (A) פגוציטים שומרי סף יכולים לזהות חיידקים 'טובים' על ידי המולקולות 'שומרות השלום' שאותם חיידקים מייצרים. (B) לימפוציטים גנרלים יכולים להרגיע את הלוחמים אם המיקרואורגניזם הוא ידידותי. (C) תכשירים אנטיביוטיים מסייעים להרוג חיידקים מחוללי מחלות, אולם הם עלולים להרוג גם חיידקים 'טובים'. (D) תאי המעיים יוצרים מחסום במטרה לשמור על מיקרואורגניזמים מחוץ לגוף. (E) תאי מערכת החיסון מתגייסים להצלה כאשר המחסום נפרץ. (F) לרוע המזל, חלק מההיבטים של החיים המודרניים עלולים לגרום לתאים חיסוניים להילחם כנגד התאים של הגוף עצמו.
מקרא בועות הדיבור בקומיקס (משמאל לימין):
(A): מי נמצא שם? – הי, אנחנו כאן לסייע – ברוקולי, נחמד! – אם אתה ידידותי, אוּכַל לעכל אותך ולייצר כמה ויטמינים.
(B): הירגעו! 'החומה הגדולה' מוגנת היום. רק חיידקים ידידותיים עוברים דרכהּ.
(C): אנטיביוטיקה, שוב! אמרתי לך, הפעם זה רציני – זה הורג אותי.
(D): אני תקוע! – נחלץ לעזרתך – לא... תולעים! הי, תא מעיים! יַצֵּר קצת ריר, בוא נסגור את הפער.
(E): החומה נפלה! כל הלוחמים, הַתקיפו! עכשיו! – מוכנה ללחימה. אעצור את הנגיף הזה, ויהי מה! – בּוּם – אני באה!
(F): זה נראה מוזר. מה עליי לעשות? – אני לא בטוח. ישנתי במהלך השיעור הזה... התקפה! – אלה הם תאי השריר שלנו. היזהר! – מתנצל, מאוחר מדי.
כיצד תאי מערכת החיסון מבחינים בין תאי גוף ומיקרואורגניזמים 'טובים' לבין מיקרואורגניזמים 'רעים'? תאי הגוף קלים לזיהוי מאחר שכולם 'לובשים' את אותן המולקולות על פני השטח שלהם, באותו האופן שבו שחקני קבוצת כדורגל לובשים מדים באותו הצבע. המולקולות הללו שונות מאוד מאלה שעל פני השטח של מיקרואורגניזמים. הגרנולוציטים הלוחמים והפגוציטים שומרי הסף יכולים לאתֵּר את המולקולות המסוימות שעל מיקרואורגניזמים. אולם, למיקרואורגניזמים ה'טובים' וה'רעים' יש מולקולות דומות מאוד על פני השטח שלהם, ולכן די קשה להבחין בין 'החבר'ה הטובים' ל'חבר'ה הרעים' בתוך המיקרוביוטה. באופן מדהים, מערכת החיסון יכולה להבחין בין המיקרואורגניזמים האלה מאחר שחלק מהחיידקים ה'טובים' במיקרוביוטה מייצרים מולקולות המשמשות בתור מֶסֶר של שלום בתוך מערכת החיסון. מולקולות אלה הן האופן שבו מיקרואורגניזמים אומרים: ''שלום לך חבר, אני כאן כדי לסייע!'' (איור 2). המעיים מלאים בהודעות סודיות כמו זו, ומדענים עמלים במטרה לגלות את כולן.
מחלות מודרניות: חולשתם של גיבורי-העל
לעיתים, דברים אינם פועלים כשׁוּרה, והמעיים עלולים להזדהם. לפני שנים, תנאים תברואתיים היו גרועים מהיום: הבתים לא היו נקיים באותה המידה, ולעיתים קרובות מזון ומים הכילו מיקרואורגניזמים מחוללי מחלות. כפועל יוצא, אנשים חלו לעיתים תכופות יותר מבליעת מיקרואורגניזמים 'רעים'. בכל פעם שחלו והתאוששו, מערכת החיסון של אותם אנשים נעשתה מאומנת יותר בלחימה כנגד מיקרואורגניזמים. אפילו כאשר אנשים נדבקו על ידי מיקרואורגניזמים שהתנגדו ללחימה בהם, כמו למשל תולעים, מערכת החיסון למדה במקום זאת לתקן את הנזק שהתולעים גרמו [4]. אם כן, בדרך כזו או אחרת, אנשים יכלו להתאושש מהר יותר מהידבקויות עתידיות.
כיום, אֹרַח החיים שלנו שונה מאוד, והמדע פתר בעיות רבות שעימן האנושות התמודדה בעבר. יש לנו תכשירים אנטיביוטיים אשר הורגים את האויבים שמדביקים אותנו. בתינו, מזונותינו והמים שלנו נקיים יותר, והסבירוּת שיגרמו לנו לחלות נמוכה יותר. יחד, השינויים האלה משנים את הסביבה של המעיים, את המיקרוביוטה, ואת מערכת החיסון. כעת, לאויבים מסוכנים יש פחות הזדמנויות להדביק אותנו בהשוואה להזדמנויות שהיו להם בעבר. אולם, זה גם קצת 'משעמם' עבור מערכת החיסון, מה שיוצר בעיה חדשה ובעלת חשיבוּת. אומנם המיקרוביוטה שלנו מכילה פחות אויבים, אך גם פחות סוגי חיידקים 'טובים'. כשאנו נוטלים תכשירים אנטיביוטיים, החיידקים 'הטובים' שלנו נהרגים עם החיידקים גורמי המחלות. עֵקֶב אכילת מזונות שונים מאלה שאבותינו הקדמונים צרכו, אנו גם משנים את מה שהמיקרוביוטה שלנו אוכלת. כל השינויים האלה מוליכים שולל את גיבורי מערכת החיסון שלנו, על ידי התערבות בהכשרה שלהם.
שילוב של כל השינויים הקטנים האלה באורח החיים יִיצר תאים חיסוניים משועממים ומבולבלים, שאינם מועילים ואף גורמים נזק: הם מתחילים להילחם ואינם יודעים מתי להפסיק. לעיתים, הם אפילו תוקפים את תאי הגוף עצמו. גיבורי-העל שאינם מספיק מאומנים, נעשים רשעים. מצב דברים זה הוביל לסוגים חדשים של מחלות, לרבות אלרגיות; מחלות מעי דלקתיות; דלקת מפרקים; פּסוֹריאזיס, סוכרת; השְׁמנת יתר; דיכאון; מחלות לב וכלי דם, ואפילו סרטן. באופן מעניין, כאשר מדענים החלו לחקור את המחלות ה'מודרניות' הללו, הם גילו כי רבות מהן קשורות לגיבורי מערכת החיסון ולמחנה האימונים שלהם, המעיים [5]. מחלות מודרניות אלה הן מורכבות מאוד, מאחר שאפילו בקֶרֶב קבוצות אנשים שחולקים את אותו אורח החיים, לא כולם נהיים חולים. הסיבה לכך היא שאנשים נבדלים זה מזה לא רק בתכונות כמו צבע שיער או גובה, אלא גם באופן שבו הַתָּאִים שלהם פועלים.
מסקנות
העולם משתנה, עבורנו ועבור המיקרוביוטה של המעיים. אולם, אל דאגה! ישנם דברים מסוימים שתוכלו לעשות כדי לדאוג לכך שמיקרוביוטת המעיים תמשיך לאמֵּן את מערכת החיסון שלכם ביעילות. חיידקים 'רעים' אוהבים מאוד ממתקים, לכן, כאשר אתם יכולים, השתדלו להחליף מזונות סוכריים בפירות ובירקות. מזונות טבעיים, לא מעובדים, יסייעו אף הם לחיידקים ה'טובים' שלכם לגדול ולהגן עליכם. היזהרו מתכשירים אנטיביוטיים! טְלוּ אותם רק כאשר הרופא שלכם ממליץ לכם על כך. שִׁטפו את ידיכם לפני האוכל, אך אל תהיו כפייתיים בנוגע לניקיון – זה מספיק כדי להימנע מרוב ההידבקויות. אם תעשו את הדברים האלה, לא תהיה סיבה לדאגה – תוכלו לסמוך על גיבורי-העל של מערכת החיסון שלכם. וזִכרו, כמו מערכת החיסון, לכולנו יש יכולות להפוך לגיבורי-על, וחולשות שעלולות להפוך אותנו לרשעים. המַּאֲמצים שאנו עושים במטרה ללמוד ולהשתפר הם אלה שמייצרים את ההבדל. כמה נפלא העולם יוכל להיות אם כולנו נִלמד מתשתית ההכשרה של המעיים!
מילון מונחים
מעיים (Gut): ↑ האזור בגוף שמעורב בעיבוד מזון. מורכב מצינור ארוך שיוצא מהפֶּה ומוביל אל פי הטבעת, ומאיברים המשתפים פעולה עבור מטרה זו.
מיקרוביוטה (Microbiota): ↑ חֶבְרָה של מיקרואורגניזמים מועילים הנמצאים בגוף, כמו למשל נגיפים, חיידקים ופטריות.
מערכת חיסון (Immune System): ↑ קבוצת תאים המְּשמרת את בריאות הגוף על ידי כך שהיא מגינה עלינו מפני הידבקויות.
גרנולוציטים (Granulocytes): ↑ קו ההגנה הראשון של מערכת החיסון. תאים אלה הם הלוחמים המהירים ביותר, חמושים בעוצמה בגרנוּלוֹת (גרגירים) רעילוֹת במטרה לתקוף את האויבים המזהמים.
פגוציטים (Phagocytes): ↑ תאים אלה הם המורים של מערכת החיסון. ביכולתם לחסֵּל אורגניזמים פולשים וללמד את שאר תאי מערכת החיסון לזהוֹת את המיקרואורגניזמים ה'רעים'.
לימפוציטים (Lymphocytes): ↑ אלה הם הגנרלים של צבא מערכת החיסון. הם מאומנים על ידי הפגוציטים שומרי הסף לזכור את כל המיקרואורגניזמים ולתאם את תגובת מערכת החיסון.
זיכרון חיסוני (Immunological Memory): ↑ היכולת של לימפוציטים לזהוֹת את כל התאים והמיקרואורגניזמים שהם פגשו בעבר, ולזכור אותם. כך הלימפוציטים נעשים טובים יותר בהגנה על הגוף.
תכשירים אנטיביוטיים (Antibiotics): ↑ תרופות המשמשות להילחם בזיהומים שנגרמים על ידי חיידקים.
הצהרת ניגוד אינטרסים
המחברים מצהירים כל המחקר נערך בהעדר כי קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
תודות
אנו רוצים להודות ל-Alba Bosquet Agudoול-Shani Naomi Austin-Williams על סקירה ביקורתית של כתב היד הזה.
מקורות
[1] ↑ Da Silva, G., and Domingues, S. 2017. We are never alone: living with the human microbiota. Front. Young Minds. 5:35. doi: 10.3389/frym.2017.00035
[2] ↑ Lundy, S. 2018. The immune system, in sickness & in health—part 1: microbes and vaccines. Front. Young Minds 6:49. doi: 10.3389/frym.2018.00049
[3] ↑ Yilmaz, B., Carvalho, J., and Marialva, M. 2019. The intestinal universe—full of gut heroes who need sidekicks. Front. Young Minds 7:111. doi: 10.3389/frym.2019.00111
[4] ↑ Tunnessen, N., and Hsieh, M. 2018. Eating worms to treat autoimmune diseases?. Front. Young Minds 6:32. doi: 10.3389/frym.2018.00032
[5] ↑ Lima-Ojeda, J., Rupprecht, R., and Baghai, T. 2019. Happy gut bacteria, happy brain: the microbiota-gut-brain axis. Front. Young Minds 7:15. doi: 10.3389/frym.2019.00015