מיקרוביוטת המעיים – תעודת זהות

הם נמצאים בתוכנו, עלינו, הם חלק מאיתנו... מיקרובים! מיקרובים הם אורגניזמים כל כך קטנים שאיננו יכולים לראותם בעינינו. בתוך גופנו ועליו יש לנו בקירוב אותה כמות מיקרובים כמו תאים אנושיים. מיקרובים אִכְלְסוּ בני אדם במשך מיליוני שנים, והתפתחנו יחד. במהלך הקשר הארוך, נעשינו תלויים זה בזה: אנו מציעים למיקרובים מזון ומקום לחיות בו, ובתמורה הם עובדים עבורנו. כיום אנו רק מתחילים להבין את ההשפעות הרבות שיש למיקרובים עלינו, וישנן דוגמאות מפתיעות: הם מסייעים לנו לעכל מזון; לְאַמֵּן את מערכת החיסון שלנו; להגן עלינו מפני זיהומים; לווסת את תיאבוננו, ואפילו להשפיע על רגשותינו. מרבית המיקרובים בגופנו חיים במעיים, שהם אחד הממשקים הגדולים ביותר בינינו – המארחים – לבין המיקרובים. את אוסף המיקרובים הכולל שחי במעיים שלנו אנו מכנים מיקרוביוטת מעיים.

המיקרובים במעיים אינם זהים זה לזה. עד כה, חוקרים זיהו יותר מ-2,000 מִינֵי מיקרובים שחיים בתוך הגוף האנושי, או עליו. כל אדם שונה במספר המינים שחיים במיקרוביוטת המעיים שלו ובשכיחותם, מה שהופך את המיקרוביוטה של כל אדם לייחודית.

כיצד מתפתחת מיקורביוטת המעיים? ישנם מעט סוגי מיקרובים שחיים בתוך עֻבָּרִים או עליהם, לפני שהם נולדים. בדרך כלל, תינוקות אנושיים פוגשים מיקרובים בפעם הראשונה בלידתם, וממשיכים לאסוף מיקרובים חדשים כשהם גדלים. המיקרוביוטה של ילדים נראית שונה מזו של מבוגרים, ומספר המינים גַּדֵּל באופן יציב עד לבגרות (איור 1). אפילו בקרב מבוגרים, הרכב המיקרוביוטה עדיין יכול להשתנות, והוא תלוי בגֶנים שלנו; בסביבה שבה אנו חיים ובמזון שאנו אוכלים.

מהי מיקרוביוטת מעיים בריאה?

אנו יודעים שמיקרוביוטת מעיים בריאה היא חשובה. אך, מהי מיקרוביוטה בריאה? מורכב מאוד להשיב על השאלה הזו, אף על פי שמדענים רבים עובדים קשה כדי לענות עליה. מספר המינים השונים של מיקרובים, והשכיחויות היחסיות של המינים האלה, משתנים בין אנשים ואפילו בתוך אותו האדם על פני הזמן. נוסף על כך שינויים גופניים עשויים להפוך חלק ממִינֵי המיקרוביוטה ממאכלסים בלתי מזיקים לפולשים מזיקים. כתוצאה מכך, בכל פעם שמשהו משתנה במעיים, מאות דברים אחרים משתנים גם כן, מה שמקשה מאוד על מדענים להבין אֵילוּ מהשינויים האלה הם בעלי חשיבות.

אחת הדרכים שבהן מדענים חוקרים את התפקוד של מערכת מורכבת שכזו, היא שימוש בעכברים שמגודלים בתנאים נקיים במיוחד, כך שאין להם מיקרוביוטה כלל, אך הם עדיין בריאים. מדענים נותנים לעכברים האלה חלק ממיקרוביוטת מעיים שבודדו מאנשים בריאים או חולים. אם רק העכברים שניתנה להם מיקרוביוטה ''חולה'' מפתחים את המחלה, הדבר מלמד שהמחלה נגרמת מהמיקרוביוטה, מאחר שהיא ההבדל היחיד בין העכברים. במרבית המקרים איננו מבינים עדיין את מנגנון יצירת המחלה מהמיקרוביוטה.

כיצד מיקרוביוטת המעיים יכולה לשמור עלינו בריאים?

במקרים מסוימים, יש לנו הסברים לאופן שבו המיקרוביוטה משפיעה עלינו. אחד מהם הוא האינטראקציה של המיקרוביוטה עם מערכת החיסון. מערכת החיסון במעיים צריכה למנוע ממיקרובים מסוכנים לגרום למחלות, אך עליה גם לא להגיב בעודף למיקרוביוטה תקינה. מצב זה מושג על ידי איזון בין אותות מפעילים ומפסיקים של מערכת החיסון. אם האיזון מופרע ונוצרים בעיקר אותות מפעילים, עלולה להיגרם מחלה. מדענים גילו שחומר הפסולת שמשתחרר על ידי המיקרוביוטה, שנקרא חומצה בּוּטִירִית, יכול להורות למערכת החיסון ליצור אותות מפסיקים נוספים. באופן זה המיקרוביוטה מסייעת לשמור על האיזון, ומוֹנעת ממערכת החיסון להגיב בעודף [1].

מקרה שני שלגביו יש לנו הבנה מסוימת של האופן שבו מיקרוביוטה משפיעה עלינו, הוא התפקיד של מיקרוביוטה במניעת זיהומים במעיים. אם אתם אוכלים מזון או שותים מים שמכילים מיקרובים שעשויים לגרום לכם לחלות (סַלְמוֹנֶלָה היא דוגמה למיקרוב כזה, שייתכן ששמעתם עליו), במקרים רבים תישארו בריאים, לעיתים קרובות בשל פעילותה של מיקרוביוטת המעיים שלכם. מיקרוביוטת המעיים נלחמת ישירות בפולשים באמצעות יצירת חומרים שיכולים לפגוע בהם, על ידי גירוי מערכת החיסון שלכם להגבּרת עמידותכם לחיידקים מזיקים, ועל ידי צריכת כל המזון הַזָּמִין, כך ששום דבר לא יישאר עבור הפולשים [2].

מקרה שלישי שבו אנו מבינים את הַשְׁפָּעַת המיקרוביוטה על בריאותנו, הוא תפקידה ביצירת אנרגיה מהמזון שלנו. האם אי פעם שמעתם על המונח ''סיבים תזונתיים''? סיבים תזונתיים מצויים בשפע בפירות ובירקות, ומכילים אנרגיה רבה. אך האנרגיה הזו לא יכולה לשמש את גופנו מאחר שאין לנו את המנגנון המתאים לנצלהּ. אולם, למיקרוביוטת המעיים יש את המנגנון הזה, והמיקרובים יכולים לעכל סיבים תזונתיים ולשחרר חלק מהאנרגיה לשימושנו. באופן הזה, המיקרוביוטה שלנו מייצרת 10% מהאנרגיה הכוללת שאנו משתמשים בה בכל יום [3]. זהו גורם חשוב להישרדות אם אין מספיק מזון, אולם אם יש יותר מדי מזון סביבנו, התהליך הזה עלול לתרום להשמנת יתר.

דרכים לביצוע מניפוּלציוֹת על מיקרוביוטת המעיים

מיקרוביוטת מעיים בריאה חשובה עבור חלק מהתפקודים העיקריים בגופנו. אך אפילו אם המיקרוביוטה שלנו בריאה, אירועים כמו פלישת חיידקים מסוכנים או שימוש באנטיביוטיקה יכולים לשנותה באופן דרמטי. במקרים מסוימים, השינויים האלה במיקרוביוטת המעיים עשויים לגרום למחלות.

בעשורים האחרונים, התגלו דרכים לסייע לנו לשמור על מיקרוביוטה בריאה או לתמרן את הרכּב המיקרוביוטה. ישנן התערבויות רבות שמסייעות לקדם מיקרובים מועילים מסוימים, ולדכא את המיקרובים המסוכנים. נפרט לגבי שלוש התערבויות שכאלה (ראו גם איור 2).

פְּרֵבִּיּוֹטִיקוֹת

למיקרובים שונים העדפות מזון שונות. דרך אחת לתמיכה במיקרובים מועילים היא לסייע להם לגדול על ידי כך שמספקים להם מזונות שהם הכי אוהבים [4]. החומרים התזונתיים המועדפים האלה נקראים פְּרֵבִּיּוֹטִיקוֹת. לדוגמה, חלק מהמינים של חיידקים מועילים אוהבים לאכול סוגים מסוימים של סיבים תזונתיים. דרך אחת לחשוב על כך היא לְדַמּוֹת מרוץ מכוניות, שבו משתתפות מכוניות שונות שזקוקות לסוגי דלק שונים. אכילת פרביוטיקות היא כמו אספקת דלק רק למכוניות שאתם רוצים שיזכו (החיידקים המועילים), ואי-אספקת דלק למכוניות האחרות.

השתלת צואה

דרך אחרת לשנות את המיקרוביוטה היא העברה של מיקרוביוטת מעיים מאדם בריא (התורם) לאדם חולה (המקבל). זה נקרא השתלת צואה, וניתן לְדַמּוֹת זאת להחלפת קבוצת כדורגל שאינה משחקת טוב, בקבוצה אחרת. השתלת צואה מתבצעת על ידי לקיחת מיקרוביוטת המעיים מצוֹאת התורם, והשתלתה בתוך המעיים של המקבל, או על ידי בליעת גלולה או דרך צינור שמוכנס מהאף או מהחלחולת. למרות שזה לא נשמע מושך, עבור מחלה אחת, נראה שהשתלות צואה פועלות היטב – זיהומי קְלוֹסְטְרִידִיוֹם דִּיפִיצִילֶה חוזרים. קלוסטרידיום דיפיצילה הוא מיקרוב שיכול לשגשג אם מיקרוביוטת המעיים מופרעת, ולגרום למחלה חמורה ביותר. ניתן להרוג אותו באמצעות אנטיביוטיקה, אך עמידוּתו לאנטיביוטיקה היא שכיחה, ולעיתים קרובות המחלה חוזרת כשהמטופלים מפסיקים ליטול את האנטיביוטיקה. השתלות צואה מְרַפְּאוֹת 80-90% מהאנשים שסובלים מהמחלה הזו, ובדרך כלל הן בטוחות, אך לעיתים קרובות הן משפיעות על מיקרוביוטת המעיים של המקבלים באופן בלתי צפוי.

הנדסת מיקרוביוטה מדויקת

מחקר עכשווי מתמקד בשינויים ממוקדים יותר של המיקרוביוטה, במטרה להימנע מחלק מההשפעות הבלתי צפויות של השתלות צואה. אחת האפשרויות היא חיסון אוֹרָאלִי כנגד מיקרובים בלתי רצויים מסוימים. כמו מרבית החיסונים האחרים, חיסון אוראלי מנחה את מערכת החיסון לייצר חלבונים שנקראים נוגדנים, אשר נצמדים למיקרובים המיועדים. הנוגדנים מדביקים את המיקרובים האלה יחד לגושים גדולים, אשר קל יותר לשטוף מחוץ למעיים [5]. כדי לסייע בתהליך הזה, אפשר להשתמש בתכסיס אחר: מיקרוב שדומה מאוד למיקרוב שבו החיסון מתמקד, אך אינו מזיק, יכול להינתן בתור חיסון. המיקרוב הזה נקרא מתחרה נִישָׁה. מתחרה הנישה מקשה עוד יותר על חייו של המיקרוב הבעייתי מאחר שהוא מתחרה איתו על מזון ועל מרחב מחיה. דַּמּוּ זאת למשחק כיסאות מוזיקליים: מערכת החיסון שומרת על המיקרובים המיועדים במרחק, ומי שמהיר יותר ומסתגל טוב יותר, יכול לתפוס את מקומם. האסטרטגיה הזו מראה תוצאות מבטיחות, והמחקר נמצא בתהליך להרחבת השימושים בה.

מסר להמשך

אנו רק מתחילים להבין את הדרכים שבהן מיקרוביוטת המעיים משפיעה על בריאותנו ועל רווחתנו, אך כבר יודעים שיש לה השפעה חזקה, ושישנן דרכים חכמות להשפיע עליה. הֲבָנַת התפקיד של מיקרוביוטת המעיים היא תחום מחקר פעיל מאוד. בזמן שקבוצות מסוימות ברחבי העולם פועלות להגדיר אֵילוּ מאפיינים יוצרים מיקרוביוטה ''בריאה'' או ''חולה'', אחרות ממשיכות לפתח שיטות ליצירת שינויים מדויקים במיקרוביוטה. המחקר הזה ישפוך אור על הקשרים המורכבים שבין בני אדם למיקרובים, ויוביל לדרכים מיטביות לשיפור הבריאות ואיכות החיים של אנשים רבים.

מילון מונחים

מיקרובים (Microbes): ↑ כל היצורים החיים שאינם נראים בעין בלתי מזוינת. הם נמצאים במרבית המקומות על פני כדור הארץ, ומבצעים תפקודים חשובים בסביבה ועבור בריאותנו, אך חלקם גורמים למחלות.

מיקרוביוטת מעיים (Gut Microbiota): ↑ קהילה של מיקרובים שחיים במערכת העיכול שלנו, אחת מחברות המיקרובים הדחוסות ביותר על פני כדור הארץ.

פרביוטיקה (Prebiotics): ↑ רכיבי מזון שמזינים במיוחד חברים מועילים של מיקרוביוטת המעיים, במטרה לקדמם על פני אחרים.

השתלת צואה (Fecal Microbial Transplant): ↑ העברה של מיקרוביוטת מעיים בצואה של אדם בריא לאדם עם מיקרוביוטת מעיים חולה. השיטה הזו משמשת כיום לטיפול בזיהומי קלוסטרידיום דיפיצילה חוזרים.

חיסון אוראלי (Oral Vaccination): ↑ אימון מערכת החיסון לתגובה כנגד מיקרובים ספציפיים על ידי בליעת מיקרובים שהומתו, או חלקים ממיקרובים.

מתחרי נישה (Niche Competitors): ↑ חברים בקהילה ביולוגית שזקוקים לאותם המשאבים (חיים באותה הנישה האקולוגית), ונמצאים בתחרות ישירה ביניהם.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.