Obsahuji mnohost

Když slyšíte slova „mikrob“ a „bakterie“, co vás napadne jako první? Možná něco jako: „Ti zpropadení malí tvorečci, kteří mi každý rok ukradnou pár dní života tím, že útočí na moje zdraví a donutí mě ležet v posteli a pít heřmánkový čaj – fuj!“

Věděli jste ale, že právě mikroby, včetně bakterií, jsou hlavním důvodem, proč náš imunitní systém vůbec může fungovat? Mikroby jsou ve skutečnosti zásadní pro celou řadu tělesných funkcí – a v lidském těle jich je víc než vlastních tělesných buněk.

V tomto shrnutí se naučíte své mikroby vítat a oceňovat je jako malé pomocníky vašeho těla. Objevíte výjimečnou roli, kterou mikroby sehrály v evoluci, a proč je dobré trávit čas v jejich společnosti – nejen pro nás, ale pro všechny organismy.

Dozvíte se mimo jiné, kolik mikrobů se vejde na hlavičku špendlíku, jak mohou mikroby „zviditelnit“ či naopak „schovat“ rybu a proč některé listy jabloní na podzim nezžloutnou.

Mikroby jsou na Zemi tak dlouho, že je těžké si to vůbec představit. Zkusme se na to podívat jinak: kdybychom existenci Země, dlouhou 4,5 miliardy let, zmenšili na jeden kalendářní rok, lidé by se objevili až v posledních třiceti minutách 31. prosince, zhruba pět dní po vyhynutí dinosaurů. Mikroby se naproti tomu objevily už v březnu. To je opravdu dávno – a po dlouhou dobu byly jedinými živými bytostmi na planetě. Už tehdy ale pracovaly na plné obrátky a formovaly Zemi tak, jak ji známe dnes.

Pojem „mikroby“ ve skutečnosti označuje širokou škálu drobných jednobuněčných organismů, například různé druhy bakterií a hub. Jak jsou malé? Tak malé, že na hlavičku špendlíku by se jich vešel milion. To ale rozhodně neznamená, že jejich role je zanedbatelná.

Mikroby jsou neustále zaměstnány rozkladem nejrůznějších molekul kolem nás. Tím obohacují půdu a pomáhají uzavírat koloběh živin, jako je uhlík a dusík. Sehrály také zásadní roli při vzniku zemské atmosféry. Byly prvními organismy, které využívaly fotosyntézu – proces, při němž organismus využívá energii ze slunečního světla k přeměně oxidu uhličitého a vody na cukr. Mikroby pak tento cukr samy spotřebovávaly a přitom uvolňovaly kyslík, čímž postupně vytvářely naši dnešní atmosféru.

Tím zároveň položily základy uhlíkového cyklu, bez něhož by život nemohl existovat: rostliny pohlcují oxid uhličitý, zvířata rostliny požírají a při dýchání zase oxid uhličitý uvolňují.

Dalším důvodem, proč jsou mikroby tak pozoruhodné, je jejich schopnost přizpůsobit se téměř jakémukoli prostředí. Najdete je v antarktickém ledu, vysoko v oblacích i na okraji podmořských sopek, kde teplota dosahuje až 400 °C. Dokážou to proto, že se vyvíjejí neobyčejně rychle. Vytvářejí fyzická spojení z jedné buňky do druhé, jimiž si mohou předávat úseky DNA a začleňovat je do svého genomu. Mikroby tak mohou sdílet užitečné adaptace se svými sousedy a tyto nové geny pak předávat dál při rozmnožování. Evoluce je u nich proto mnohem rychlejší než pomalý proces přirozeného výběru u větších organismů.

Pokud rádi čtete populárně‑vědecké časopisy, možná jste narazili na tvrzení, že na každou lidskou buňku připadá deset mikrobiálních buněk v našem těle. To je sice nadsázka, ale skutečnost je i tak ohromující: mikroby skutečně tvoří většinu buněk i genů v našem organismu.

V našem těle je přibližně 69 bilionů buněk a více než polovina z nich, asi 39 bilionů, jsou buňky mikrobiální. Lidský genom obsahuje zhruba 20 000 genů, ale pokud započítáme všechny geny mikrobů, které v sobě nosíme, číslo se zvýší asi pětisetnásobně.

Každý jedinec – bez ohledu na druh – má své jedinečné a složité mikrobiální společenství, takzvaný mikrobiom. Každá část těla hostí trochu jinou komunitu a přestože se mikrobiom každého člověka liší, tato společenství mají za úkol vykonávat podobnou sadu funkcí.

Mikrobiom se v mnohém podobá jiným přírodním ekosystémům. V každé komunitě existují určité druhy mikrobů, které v daném prostředí převládají a pomáhají udržovat jeho správné fungování – například vyvažují kyselost v konkrétní části těla. Zdraví a vývoj všech zvířat i lidí tak do značné míry závisí na mikrobech.

To platí obzvlášť pro náš imunitní systém. Mateřské mléko je bohaté na více než 200 různých látek, včetně oligosacharidů lidského mléka, známých jako HMO. Novorozenci však HMO sami strávit nedokážou – slouží především jako potrava pro zvláštního střevního mikroba zvaného B. infantis. Když tento mikrob HMO rozkládá, uvolňuje živiny ve formě proteinů, které už novorozenec využít umí. Patří mezi ně i protizánětlivé bílkoviny, které pokrývají střevní stěnu a pomáhají „seřídit“ náš imunitní systém.

Střevní mikrobi lidí i zvířat plní celou řadu funkcí. U myší například existuje skupina střevních bakterií nazývaná Bacteroides thetaiotaomicron. Tyto mikroby během vývoje aktivují určité geny, aby se krevní cévy ve střevě správně vytvořily a aby se ve střevech usadily takové mikroby, které dokážou rozkládat toxiny a vytvářet potřebné živiny.