מנגנוני ההגנה של מערכת העיכול והחיסון מפני זיהום חיידקי ואיך מופר האיזון הזה

החיידקים החיים במעי מורכבים מכמאה טריליון חיידקים בסך של 500-1000 מינים שונים. הם מהווים את מה שמכונה פלורת המעיים – מיקרוביום, אשר ממלא תפקיד מרכזי בעיכול, סיוע למערכת חיסון, מניעת מחלות מטבוליות, מערכת העצבים ההיקפית, המוח וגוף-נפש ומחלות לב וכלי דם.

הנושא של חיידקים הוא עולם ומלואו ולמדע יש נטייה לקטלג חיידקים לפי טובים רעים/מחוללי מחלות ו'לא מזיקים' (benign). אני באופן אישי לא מתחבר להגדרות האלה כי לחיידק אין קוד גנטי של להרוג או לייצר בלאגן ומחלות. להבנתי, לכל חיידק באשר הוא יש תפקיד אקולוגי של פירוק לרכיבים כאלה ואחרים. והדברים יכולים להשתנות כאשר נחשפים למזהמים תעשייתיים (מים, אוויר, מזון, הדברה, פלסטיק וחומריו הנלווים ותרופות).

E. coli היא משפחה של חיידקים הנמצאים אצל כולנו במעיים וחיים איתם בשלום, אלה מהסוג המכונה benign. ורובם המכריע לא מזיקים (ולא מועילים) ולכן מערכת החיסון לא משמידה אותם אבל בהחלט מפקחת עליהם ומונעת מהם לשגשג ולהתפתח לכאלה. ועדיין קורים מצבים שבהם חיידקי E. coli עשויים לגרום להרעלת מזון, לדלקות בדרכי השתן (UTI) ולזיהומים לאחר ניתוחי מעיים, התכווצויות, חום, דימום מעיים, אי ספיקת כליות ובמקרה הגרוע הם עשויים לחדור למחזור הדם ולייצר אלח דם שמסכן חיים.
השאלה היא מדוע ואצל מי זה קורה?

הדרך שבה המערכת החיסונית האנושית מצליחה לשמור על איזון עדין זה במעי נותרה לא ידועה במלואה. כלומר אחת השאלות היא איך מערכת החיסון יודעת להבדיל בין אלה המועילים והחשובים לאותן מערכות, לאלה המייצרים דלקות שבסופו של דבר מביאות לכל המחלות שהוזכרו מעלה. ומהו החלק במערכת החיסון שמונע את ההתפתחות וההשתנות של ה'לא מזיקים' לפתוגנים.

התשובה כנראה טמונה בין היתר בנוגדנים מסוג (IgA), שידוע שממלאים תפקיד חשוב בזיהוי פתוגן אקסוגני באופן ספציפי מאוד על פי עקרון lock-and-key.
נוגדני IgA הם הנוגדנים הנפוצים ביותר במערכת החיסון האנושית , ומופרשים על ידי תאים מומחים ברקמות ריריות (מעיים, ריאות, דרכי המין והשתן) = כל הפתחים. הם מהווים שני שלישים מהאימונוגלובולינים האנושיים

קבוצת חוקרים מהמחלקה למחקר ביו -רפואי (DBMR) באוניברסיטת ברן ובית החולים האוניברסיטאי לכירורגיה פנימית ורפואה ב- Inselspital הצליחו להראות במודל של עכברים מודל שנוגדני IgA מגבילים במיוחד את כושרם של חיידקי benign באופן ספציפי מאוד. התוצאות פורסמו באוקטובר 21 בג'ורנל Nature.
החוקרים מציינים שעד כה לא ניתן היה לחקור נוגדנים מסוג IgA בצורתם הטבעית במודלים של בעלי חיים. וכאן הם הצליחו לייצר כמות מספקת של נוגדנים מסוג IgA המיועדים בין היתר לחיידקי E. coli, חיידק מעיים טיפוסי. ובניסוי הם ראו שהנוגדנים זיהו וקשרו אבן בניין על קרום החיידק וכך פגעו בניידות החיידקים והפריעו לספיגה של אבני בניין (סוכר) חשובים לחילוף החומרים של החיידקים.
החוקרים מסכמים שבאופן מפתיע, רוב נוגדני IgA המיוצרים על ידי הגוף מכוונים נגד חיידקים שפירים בפלורת המעי. ללא הגנה חיסונית זו, מיקרואורגניזמים אלה עלולים להשפיע גם על הבריאות ולגרום למחלות מעיים.
https://www.unibe.ch/media_news/media_releases/2021/immune_system_keeps_the_intestinal_flora_in_balance

להלן רשימה של רכיבים טבעיים שנמצאו משפרים את רמות ה- IgA ומערכת החיסון.

• פרוביוטיקה [1][2][3][4].
  גם כבודדים: L. reuteri [1][2][3], L. casei [1], Bifidobacterium bifidum [1], B. lactis [1], B. breve [1], L. rhamnosus [1], L. plantarum [1].
• פרהביוטיקה: [1][2][3][4][5][6].
• ויטמין A (בטא קרוטן) [1][2][3].
• חומצת אמינו גלוטמין [1][2][3][4][5].
• פטריות [1][2][3]
• צום מקוטע לסירוגין [1].
• הנקה [1][2][3][4]
• פעילות גופנית [1][2][3][4][5][6]
• טכניקות הרגעה [1][2][3][4]
  לשמוע מוזיקה [1][2][3][4][5].
  מחשבות חיוביות/ הומור [1][2][3][4][5].

להלן דברים שמורידים רמות IgA

• סטרס וחרדות [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10].
  סטרס כרוני – שינוי במיקרוביום – הפחתת מטבוליטים אנדוקנבינואידים – דיכאון – הדרכים למניעה ולשיפור המצב.
• תזונה מערבית/השמנה [1][2].
• עישון [1][2][3].
• חוסר שינה [1].

איזון זה דו כיווני – מצד אחד המיקרוביום מפעיל את מערכת החיסון ומצד שני מערכת החיסון שומרת אל מאזן חיובי של חיידקים טובים, אלא אם היא מופרעת.

נוגדני IgA מהמעיים מגיעים למוח ומונעים דלקות בקרום המוח.

*** תוספת מרץ 24 – מיקרוביום, טריפטופן וקולטני דופמין
חיידקי מעיים ותזונה עשירה בחומצת האמינו טריפטופן יכולים למלא תפקיד מגן מפני E. coli הפתוגני. כך עולה ממחקר שפורסם במרץ 24 בכתב העת Nature בהובלת חוקרים מאוניברסיטת Cornell.
המחקר חשף כיצד חומצת אמינו טריפטופן המפורקת על ידי חיידקי המעי למטבוליטים, שנקשרים לקולטן בתאי אפיתל של המעי, מעוררים מסלול שבסופו של דבר מפחית את הייצור של חלבונים שחיידק ה-E. coli משתמש בהם כדי להצמד לרירית המעי עם ייתכנות לזיהום. בצורה זו הוא מוצא החוצה דרך הצואה.
המחקר מתאר תפקיד שלא היה ידוע בעבר במעיים עבור קולטן DRD2 הידוע בעיקר כקולטן לדופמין (נוירוטרנסמיטר) במערכת העצבים המרכזית וההיקפית.
החוקרים מציינים שמדובר בשני תחומים שונים לחלוטין שהקולטן הזה יכול למלא בהם תפקיד, מה שלא הוערך לפני הממצאים הללו. החוקרים בעצם חושבים ש-DRD2 מאיר במעיים כחיישן מטבוליטים מיקרוביאליים, ואז ההשפעה שלו במורד הזרם היא לסייע בהגנה מפני זיהום.

"קולטן דופמין D2 מעניק התנגדות לקולוניזציה באמצעות מטבוליטים מיקרוביאליים"

במחקר, החוקרים השתמשו בעכברים שהודבקו בחיידק -Citrobacter rodentium, חיידק הדומה מאוד ל-E. coli, מהסיבה שעכברים לא ניזוקים מ-E. coli פתוגניים.
תחילה באמצעות ניסויים, החוקרים זיהו שיש פחות פתוגנים וסמני דלקת לאחר שהאכילו עכברים בתזונה עשירה בטריפטופן. לאחר מכן, כדי להראות שלחיידקי המעי יש השפעה, הם נתנו לעכברים אנטיביוטיקה לדלדול חיידקים במעיים, ומצאו שהעכברים נדבקו ב-C. rodentium למרות אכילת דיאטת טריפטופן, מה שאישר שההגנה שקשורה לטריפטופן תלויה בחיידקי המעיים שמפרקים אותו.

לאחר מכן, באמצעות ספקטרומטריית מסה, הם חיפשו את הזהויות הכימיות של מטבוליטים של טריפטופן בדגימת מעיים, וזיהו שלושה מטבוליטים כאלה שהוגדלו באופן משמעותי כאשר ניתנו להם דיאטת טריפטופן. שוב, בהתבסס על רמות הפתוגנים והדלקת, כאשר שלושת המטבוליטים הללו בלבד הוזנו לעכברים, היה להם אותו אפקט מגן כמו דיאטה עשירה בטריפטופן.

בהמשך החוקרים חיפשו אילו חלבונים (וקולטנים) עשויים להיקשר למטבוליטים של טריפטופן, ומתוך רשימה ארוכה הם זיהו שלושה קולטנים מהמשפחה של קולטני דופמין. ובאמצעות תאי מעי אנושי במעבדה, הם הצליחו לבודד את הקולטן DRD2 לו היתה ההשפעה המגנה.
אחר כך הם ניתחו את המסלול במורד הזרם של DRD2 בתאי אפיתל של המעי האנושי. בסופו של דבר, הם גילו שכאשר מסלול DRD2 הופעל, יכולתו של המארח לייצר חלבון מווסת אקטין נפגעה. החוקרים מסבירים שהן C. rodentium ו-E. coli דורשים אקטין כדי להיצמד לתאי אפיתל המעי, כלומר בלעדיו הם לא יכולים להיצמד ויוצאים עם הצואה.
https://news.cornell.edu/stories/2024/03/tryptophan-diet-gut-bacteria-protect-against-e-coli-infection

המחקר הזה, כמו רבים אחרים מסביר בלי משים מדוע אנטיביטיוקה המשמידה את החיידים הטובים היא יצרנית פתוגנים.

כדי להתעדכן ראשונים מוזמנים להזין דוא"ל למטה