Pałeczki bakterii na czarnym tle

Co nam szkodzi – bakterie, wirusy, grzyby

Czas czytania w minutach: 5

Jesień przyszła. Przeziębień coraz więcej, grypa nas dopada, katar, kaszel – a i COVID nie odpuszcza. Dziś porozmawiamy o tym, co nam szkodzi: o rozmaitych patogenach, które wywołują choroby. Zastanawiałeś się kiedyś, czym się różnią bakterie od wirusów i co z tym wszystkim wspólnego mają grzyby? Pozwól, że wyjaśnię!

Bakterie

Zacznijmy więc od bakterii. Są to jednokomórkowe organizmy, po raz pierwszy odkryte przez Antoniego van Leeuwenhoeka w 1676 roku. Ten holenderski naukowiec zajmował się również samodzielną konstrukcją mikroskopów. Odkrył, opisał, po czym… Przez następne sto lat nikt nie był w stanie tego odkrycia potwierdzić. Wynikało to głównie z ograniczeń ówczesnych mikroskopów. Choć te konstruowane przez van Leeuwenhoeka były najlepsze na świecie, nawet dla nich bakterie były na granicy możliwości. Dlatego też bakteriologia zaczęła się na poważnie rozwijać dopiero w XIX wieku. Wtedy też udało się powiązać bakterie z takimi chorobami, jak cholera, wąglik czy gruźlica. A co wyróżnia bakterie spośród innych patogenów?

Przede wszystkim trzeba zauważyć, że komórki bakterii w wielu aspektach różnią się od komórek ludzkich. Ich biomaszyneria jest inaczej skonstruowana, co oznacza, że stosunkowo łatwo jest opracować lekarstwa, które będą działały na bakterie, nie czyniąc jednocześnie krzywdy pacjentowi1Temat antybiotykoodporności zostawimy sobie na inną okazję. Nie mają jądra komórkowego, ich układy odpowiedzialne za syntezę białek są inaczej skonstruowane… Różnic jest dużo. Ale w jaki sposób bakterie nam szkodzą?

Najczęściej szkodzą nam nie same bakterie, ale toksyny, które te bakterie produkują. Czasem chodzi o toksyny, które bakterie po prostu z siebie wydzielają. Czasem toksyny pozostają w bakteriach i zaczynają nam szkodzić dopiero wtedy, gdy bakteria się rozpadnie. Bywa jednak też tak, że to nasz układ odpornościowy, próbując zwalczyć obcych najeźdźców, wywołuje szereg objawów. Przykładem choroby, w której to nasze ciało nam szkodzi, jest gruźlica. Trzeba jednak pamiętać, że nie wszystkie bakterie nam szkodzą.

Wręcz przeciwnie, w ludzkim organizmie zamieszkuje więcej komórek bakteryjnych, niż ludzkich. Pełnią one ważne funkcje przede wszystkim w układzie pokarmowym, pomagając w trawieniu pożywienia. Ale nie tylko: wpływają również na odporność. Dlatego też często przyjmując antybiotyki, dostaje się również tzw. “osłonę”. Są to albo probiotyki – preparaty zawierające kultury bakterii – albo lekarstwa takie, jak nystatyna. To drugie to dlatego, że wybicie bakterii sprawia, że ich niszę łatwo przejmują…

Grzyby

Nystatyna zaś jest lekiem przeciwgrzybiczym. Wprawdzie grzyby znacznie częściej atakują rośliny niż zwierzęta, ale nawet ludzkich grzybów nauka zna ponad 300. Dobra wiadomość jest taka, że bardzo często infekcje grzybicze mają miejsce na powierzchni organizmu, na przykład na skórze. Grzyby po prostu dużo gorzej od bakterii znoszą wyższe temperatury, które panują wewnątrz nas. Dużo lepiej się czują w relatywnym chłodzie.

Zła wiadomość jest taka, że jak nas już grzyby skolonizują, to znacznie trudniej jest się ich pozbyć niż bakterii. A to dlatego, że grzyby – wbrew temu, co się nam może wydawać – są dużo bardziej podobne do ludzi od strony biochemii. Wprawdzie te grzyby, które wywołują choroby ludzi, są najczęściej mikroorganizmami, ale wciąż stoją znacznie “wyżej” na drabinie ewolucyjnego rozwoju niż bakterie. Mają jądro komórkowe, wiele innych rozwiązań też przypomina te znajdowane w komórkach ludzkich… W związku z tym środki, które szybko i łatwo pozbędą się grzybów, najczęściej równie szybko i łatwo pozbędą sie nas. A w sumie, to jeszcze łatwiej – jeśli kolonia grzyba straci 90% komórek, to się łatwo odbuduje. Jeśli któryś z naszych organów straci 90% komórek, to w większości wypadków z człowieka zostają doczesne szczątki.

W przypadku grzybów podobnie jak przy bakteriach, częstą przyczyną problemów są toksyny przez nie uwalniane. Co istotne, mykotoksyny, bo o nich mowa, potrafią też działać wolniej i z mniej spektakularnymi efektami. Oznacza to, że osoby, które są przewlekle narażone na grzyby, czy to w powietrzu, czy w pożywieniu, niekoniecznie wykażą silne objawy od razu, ale za to będą miały zwiększoną szansę zachorowania na nowotwory. Tyle dobrego, że grzyby niezbyt często przenoszą się drogą kropelkową. W tym natomiast bardzo dobre są…

Wirusy

Jeśli chodzi o wirusy, to w ogóle jest pewien problem z tym, jak je należy zaklasyfikować: czy są żywe, czy też nie. W przeciwieństwie do bakterii i grzybów, wirusy “luzem” nie są w stanie zrobić nic. Są po prostu fragmentami kodu genetycznego zamkniętego w otoczce białkowej. Poza organizmem swojego nosiciela są absolutnie bezczynne. Ale gdy się już do tego organizmu dostaną…

Zachowują się jak automaty, którymi pod pewnymi względami są. Po prostu przyłączają się do takiej komórki, którą białka na ich powierzchni są w stanie rozpoznać. Następnie wstrzykują do niej swoją zawartość, w tym kod genetyczny. Kod ten zawiera instrukcje pozwalające na wytworzenie kolejnych wirusów. Cały aparat syntetyczny biednej komórki zostaje przejęty i służy do replikacji najeźdźcy. A gdy komórka nie daje już rady dalej funkcjonować i się rozpada, uwolnione wirusy powtarzają tę samą procedurę z innymi komórkami. To też sprawia, że walka z wirusem jest trudna: tym, co trzeba zwalczyć, są nasze własne komórki, które zostały przez wirusa przejęte. Jest to szczególnie istotne w przypadku takich wirusów, jak HIV, który infekuje właśnie komórki odpornościowe. Te same, które w normalnych warunkach służyłyby do zwalczania patogenów.

Jeśli dodać do tego szybkość, z jaką wirusy mutują, oraz ich generalną różnorodność, jasnym się staje, dlaczego tak trudno jest zaprojektować leki przeciwwirusowe. Rzecz jasna, trochę ich istnieje – jak choćby preparaty z acyklowirem w maściach na opryszczkę. Jest ich jednak niewiele i na ogół są bardzo specyficzne. Dlatego szczególnie w wypadku wirusów zdecydowanie łatwiej jest zapobiegać, niż leczyć, a więc postawić na szczepionki. Opcja alternatywna, stosowana głównie przy w miarę łagodnych chorobach, to wzmocnić układ odpornościowy oraz leczyć objawowo, czekając, aż organizm pacjenta sam sobie poradzi.

W szczególności nie ma żadnego sensu stosowanie antybiotyków przy infekcjach wirusowych, do których zalicza się zdecydowana większość przeziębień czy grypa2ale już nie angina, która jest bakteryjna. W większości wypadków układ odpornościowy jest w stanie zniszczyć wirusa. Czasem jednak obraca się to przeciwko nam. Dlaczego? No cóż, w przypadku słynnej grypy – hiszpanki, częstą przyczyną zgonu młodych, zdrowych i silnych ludzi był właśnie ich własny układ odpornościowy, który dostawał szału i przesadzał z reakcją. Ale przynajmniej można mieć nadzieję, że układ odpornościowy coś zrobi. Nie tak, jak w przypadku bardziej egzotycznego patogenu, którym są…

Priony

Pod tą tajemniczą nazwą kryją się białka, które przybrały niewłaściwy kształt. Normalnie są nieszkodliwe3Prawdopodobnie pełnią w organizmie jakieś funkcje, choć jakie – nie wiadomo. Natomiast gdy źle sie uformują… O tym, że struktura białka definiuje jego właściwości, mogliście już u nas kiedyś przeczytać. Większość białek, jeśli przybierze niewłaściwy kształt, po prostu nie działa. Niektóre dodatkowo zaczynają się odkładać w miejscach, w których nie powinny, wywołując tym dodatkowe problemy. Ale priony mają pewną bardzo szczególną właściwość. Potrafią zmuszać inne cząsteczki białka do zmiany kształtu na ten niewłaściwy.

Konsekwencje są dość oczywiste. Każda następna źle ukształtowana cząsteczka będzie zmieniała kształt kolejnych, i tak dalej, i tak dalej. A każda kolejna źle ukształtowana cząsteczka to kolejna, która nie pełni swojej funkcji. A że poprawnie ukształtowane białka prionowe występują głównie w mózgu, to też i choroby prionowe dotykają głównie mózgu. I stąd mamy chorobę szalonych krów oraz jej ludzki odpowiednik – chorobę Creutzfeldta-Jacoba.

Niestety, aktualny stan jest taki, że wszystkie choroby prionowe są nieuleczalne i śmiertelne. Znów problemem jest pozbycie się białek, które mają niewłaściwy kształt, a jednocześnie zachowanie tych właściwych. Jest to jeszcze trudniejsze niż na przykład selektywna eliminacja grzybów, ponieważ poza kształtem białka nie różnią się niczym, a co za tym idzie, bardzo łatwo jest przypadkiem “trafić” w nieszkodliwe białko, pogarszając sytuację pacjenta. Na szczęście po pierwsze, te choroby są jednak rzadkie, a po drugie, są pierwsze obiecujące wyniki dotyczące możliwych szczepionek. A skoro o tym mowa, to niedawno mogliście u nas przeczytać o pierwszej w historii szczepionce na chorobę wywoływaną przez…

Pasożyty

A konkretniej przez zarodźca malarii i cały szereg innych pasożytów, czy to pierwotniaków, czy innych robaków. Tu znowu spośród bardziej znanych chorób poza malarią mamy toksoplazmozę, ale też wiele zakażeń pokarmowych. Poza rotawirusami właśnie pasożyty są częstą przyczyną choroby wywoływanej przez picie nieprzegotowanej wody. Innym znanym przykładem jest tasiemczyca.

W wypadku pasożytów samym czynnikiem chorobotwórczym mogą być toksyny, ale może być nim też same mikroorganizmy, a czasem nawet po prostu żarłoczność pasożyta. Przykładem tego ostatniego jest właśnie tasiemczyca – za część objawów odpowiada fakt, że tasiemce mają bardzo duże zapotrzebowanie na witaminę B12. Wyjadają ją więc z układu pokarmowego zanim człowiek jest w stanie ją wchłonąć, a co za tym, idzie organizm ludzki cierpi na jej niedobór.

Ze względu na szerokie spektrum możliwych pasożytów, również leczenie wymaga konkretnego dostosowania. Zupełnie inaczej leczy się malarię, a inaczej makroskopowe pasożyty takie jak tasiemce. I w zależności od tego, gdzie znajduje się nasz cel, łatwiej lub trudniej jest go “dopaść”. Znacznie łatwiej jest wyczyścić z pasożytów układ pokarmowy, niż pozbyć się zarodźców malarii schowanych we krwi czy w wątrobie.

Tematu patogenów, nawet tych stricte biologicznych, oczywiście nie wyczerpałem, ale rzut oka na tę listę powinien wystarczyć, żeby wyjaśnić, dlaczego farmaceutyka to taki wielki biznes. I dlatego też następnym razem porozmawiamy sobie o procesie opracowywania nowych leków.

Źródła:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4561393/

https://www.nature.com/articles/nbt1000_it24

https://www.sciencedirect.com/topics/immunology-and-microbiology/pathogenic-fungi

https://cen.acs.org/pharmaceuticals/drug-discovery/antiviral-drug-development-covid-19/99/i19

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306452205002599?via%3Dihub

https://www.nature.com/articles/nrd1824

0 0 votes
Oceń artykuł
Powiadom mnie!
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments