Člověk jako ekosystém

Život má ohromnou sílu. Dokáže obsadit téměř všechna prostředí, nejrůznější formy života najdeme v pouštích, v ledovcích Antarktidy, na dně oceánů poblíž „černých kuřáků“, v žule 5 km pod povrchem země, v horkých gejzírech Yellowstonu, ale také třeba v jaderných reaktorech (radiorezistentní bakterie Deinococcus radiodurans). Druhou fascinující vlastností života je silná provázanost jednotlivých organismů, které spoluutvářejí síť života. Obě tyto vlastnosti si můžeme dobře uvědomit při pohledu na náš mikrobiom – tisíce druhů bakterií, prvoků, plísní a virů osidlujících společně naše tělo, jeho útroby i povrch.

V poslední době věnují odborníci stále větší pozornost mikroorganismům osidlujícím naše tlusté střevo, dutinu ústní, vagínu i další tělní dutiny stejně jako celý jeho povrch. Nedávné studie zrevidovaly a poopravily dřívější nepřesné odhady počtů bakteriálních, ale i lidských buněk (Vesmír 95, 266, 2016/5). Celkový počet bakterií žijících takto společně s námi se pohybuje kolem 38 bilionů a představuje asi tisíc bakteriálních druhů. [1] Jejich počet je podobný počtu všech našich vlastních buněk, jichž je kolem 30 bilionů. Navíc je důležité si uvědomit, že z hlediska počtu tvoří většinu lidských buněk červené krvinky (25 bilionů), tedy buňky bez buněčného jádra, s celkovou hmotností asi 2,5 kg. Naproti tomu všechny naše mikroorganismy, jejichž hmotnost je po nedávné revizi zhruba 0,2 kg, [1] nesou vlastní genetickou výbavu, tedy vlastní geny, které mohou mít vliv na fenotyp hostitele. Těchto cizích genů tak nese naše tělo asi o dva řády více než genů vlastních (1000 druhů bakterií × 4000 genů průměrné bakterie = 4 miliony genů bakterií oproti přibližně 20 000 genům lidským, kódujícím proteiny), třebaže značná část bakteriálních genů si bude vzájemně dosti podobná nebo půjde dokonce často o geny totožné.

Mluvíme-li o mikrobech v lidském těle, je důležité se shodnout na správném používání termínů, jako je mikrobiota, mikrobiom a mikrobiální metagenom. O určité projasnění definic se pokusila loňská práce velkého týmu vědců zabývajících se těmito otázkami. [2] Termínem mikrobiota bychom podle nich měli označovat mikroorganismy různého typu, jako jsou bakterie, archea, ale i různá mikrobiální eukaryota (prvoci, plísně). Pojmem mikrobiom, který je širší, by se měla označovat charakteristická komunita mikroorganismů osidlujících konkrétní místo (střevo nebo obecně tělo člověka) a vše, co s jejich existencí souvisí (tedy zejména jejich metabolity). Patří sem i genomy těchto mikroorganismů, a také viry, které je napadají. Mikrobiální metagenom je soubor všech genů těchto organismů, zatímco lidský metagenom je lidský genom plus genom všech našich mikroorganismů. Protože více než 90 % mikrobiální komunity lidského střeva tvoří bakterie, z nichž většinu zatím není možné klasickými mikrobiologickými metodami kultivovat, používají se ke studiu mikrobiomu moderní metody metagenomiky, jimiž získáváme informaci o druhovém složení díky sekvencím mikrobiální DNA.