Dzieci nie muszą dorastać w sterylnym otoczeniu. Naukowcy wyjaśnili „efekt zagrody”

Kontakt z różnorodnymi mikroorganizmami obecnymi w naturalnym środowisku może pomagać w prawidłowym rozwoju układu odpornościowego dziecka. Międzynarodowy zespół badaczy wskazał konkretne bakterie odpowiadające za tak zwany efekt zagrody, dzięki któremu dzieci dorastające w pobliżu gospodarstw rzadziej chorują na astmę, katar sienny oraz niektóre choroby alergiczne.

Ochronne działanie wiejskiego otoczenia obserwowano już od wielu lat. Brakowało jednak dokładnego wyjaśnienia, które drobnoustroje mogą odpowiadać za ten korzystny wpływ i w jaki sposób oddziałują one na ludzki organizm. Najnowsze wyniki, opublikowane w czasopiśmie naukowym „NEJM Evidence”, pozwoliły naukowcom odtworzyć znaczną część tego mechanizmu.

Tajemnica ukryta w kurzu z obory

Badania prowadził międzynarodowy zespół kierowany przez profesora Markusa Egego z Uniwersyteckiego Szpitala LMU w Monachium oraz Instytutu Zapobiegania Astmie i Alergii Helmholtz Munich. Naukowcy przeanalizowali próbki kurzu z materacy ponad tysiąca dzieci mieszkających na terenach wiejskich, a także materiał pobrany z obór.

W podstawowej części badania wykorzystano dane dotyczące 1018 uczniów uczestniczących w niemieckim projekcie GABRIELA. Rezultaty sprawdzono następnie na podstawie niezależnych danych pochodzących między innymi z Francji i Finlandii. Badacze analizowali nie tylko obecność bakterii, lecz również produkowane przez nie związki chemiczne oraz sposób, w jaki reagują na nie komórki układu oddechowego.

W wyniku szczegółowych analiz wyodrębniono dziewięć rodzajów bakterii gram-dodatnich szczególnie związanych z ochronnym działaniem środowiska gospodarstw. Wśród wskazanych mikroorganizmów znalazły się między innymi gatunki Romboutsia timonensis oraz Glutamicibacter arilaitensis.

Bakterie te mogą pochodzić z układu pokarmowego krów. Wraz z naturalnymi odchodami zwierząt przedostają się do środowiska obory, skąd ich mikroskopijne cząsteczki trafiają do powietrza. Następnie są wdychane przez osoby przebywające w pobliżu lub przenoszone na ubraniach do domów.

– Dzieci dorastające na farmach i mające kontakt z większą różnorodnością drobnoustrojów znacznie rzadziej mierzą się z tym problemem – wyjaśnił profesor Markus Ege.

Naturalny trening dla układu odpornościowego

Badacze ustalili, że znaczenie mają nie tylko same bakterie, ale także wytwarzane lub przetwarzane przez nie związki. Wśród nich znalazły się między innymi kynurenina, ksantyna, kwas alfa-linolenowy oraz kwas stearydonowy.

Substancje te są rozpoznawane przez receptory znajdujące się w komórkach ludzkich dróg oddechowych. Szczególną rolę mogą odgrywać receptory AhR oraz PPARγ, które uczestniczą między innymi w regulowaniu procesów zapalnych. Ich odpowiednia aktywacja może pomagać układowi odpornościowemu reagować spokojniej i nie uruchamiać nadmiernej odpowiedzi na nieszkodliwe czynniki, takie jak pyłki roślin.

Astma i choroby alergiczne rozwijają się między innymi wtedy, gdy układ immunologiczny reaguje zbyt gwałtownie na substancje, które dla większości ludzi nie stanowią zagrożenia. Kontakt z różnorodnym środowiskiem mikrobiologicznym we wczesnym okresie życia może działać jak naturalny trening, ucząc organizm odróżniania rzeczywistych zagrożeń od niegroźnych elementów otoczenia.

Wskazane przez naukowców grupy bakterii odpowiadały za około dwie trzecie obserwowanego ochronnego związku pomiędzy dorastaniem na farmie a mniejszą częstością występowania astmy. Według komunikatu LMU mogły również wyjaśniać około połowy efektu ochronnego dotyczącego kataru siennego i atopowego zapalenia skóry.

Nie chodzi o rezygnację z higieny

Wyniki badania nie oznaczają, że należy zrezygnować z mycia rąk, sprzątania domu lub ochrony dzieci przed niebezpiecznymi drobnoustrojami. Higiena nadal ogranicza ryzyko infekcji i pozostaje podstawowym elementem profilaktyki zdrowotnej.

Badania pokazują jednak, że przesadne dążenie do stworzenia całkowicie sterylnego otoczenia nie musi być korzystne. Dzieci potrzebują bezpiecznego kontaktu ze światem zewnętrznym – przyrodą, ziemią, roślinami i różnorodnymi mikroorganizmami naturalnie występującymi w środowisku.

Nie oznacza to również, że rodzice powinni celowo zabierać dzieci do obór albo narażać je na wdychanie dużych ilości pyłu. Naukowcy badają umiarkowaną, naturalną ekspozycję występującą podczas codziennego życia na tradycyjnych gospodarstwach, a nie działanie wysokich stężeń kurzu czy potencjalnie chorobotwórczych drobnoustrojów.

Wcześniejsze badania wielokrotnie wskazywały, że dorastanie w tradycyjnym gospodarstwie, wczesny kontakt ze zwierzętami hodowlanymi oraz większa różnorodność mikroorganizmów mogą być związane z rzadszym występowaniem astmy i alergii. Najnowsze odkrycie pozwoliło znacznie dokładniej wskazać bakterie i procesy biologiczne mogące odpowiadać za tę zależność.

Odkrycie może pomóc także dzieciom z miast

Zrozumienie efektu zagrody może w przyszłości doprowadzić do opracowania nowych metod zapobiegania astmie i chorobom alergicznym. Badacze rozważają możliwość stworzenia terapii naśladujących ochronne działanie wiejskiego środowiska bez konieczności bezpośredniego kontaktu dzieci z oborami.

Mogłyby to być preparaty zawierające bezpieczne związki produkowane przez korzystne bakterie, odpowiednio opracowane inhalatory albo rozwiązania wzbogacające mikrobiom mieszkań. Na obecnym etapie są to jednak perspektywy wymagające dalszych doświadczeń laboratoryjnych oraz badań klinicznych.

Odkrycie jest szczególnie ważne dla mieszkańców dużych miast, gdzie kontakt z różnorodnymi mikroorganizmami środowiskowymi jest zwykle znacznie mniejszy. W przyszłości wiedza zdobyta dzięki badaniom tradycyjnych gospodarstw może pomóc w opracowaniu bezpiecznej profilaktyki dostępnej niezależnie od miejsca zamieszkania.

Naukowcy zrobili tym samym ważny krok w kierunku wyjaśnienia, dlaczego kontakt z naturą może wspierać rozwój dziecięcej odporności. Nie chodzi o pochwałę brudu ani lekceważenie higieny, lecz o zachowanie rozsądnej równowagi pomiędzy ochroną przed chorobami a możliwością naturalnego poznawania otoczenia.