Pierwsze spojrzenie na mikroby współczesnych łowców zbieraczy

Nie chodzi o to, że jest dziwne lub niezwykłe. WEIRD jest akronimem od Western, Educated, Industrialized, Rich, and Democratic [zachodnie, wykształcone, bogate i demokratyczne. MK]. Znaczy to, że naukowcy na ogół analizowali mikroby wolontariuszy z najbogatszych części świata. Tylko niewiele badań patrzyło na to, co dzieje się poza Zachodem, w miejscach takich jak Burkina Faso, Wenezuela, Bangladesz i Malawi.

Ma to znaczenie, ponieważ otrzymujemy bardzo wypaczony obraz ludzkiego mikrobiomu – oparty na niereprezentatywnym odłamie ludzkości. Ma to także znaczenie, ponieważ naukowcy szybko zdają sobie sprawę z tego, że wiele aspektów nowoczesnego życia – od antybiotyków do cięcia cesarskiego i tłustej żywności – może zmienić nasze mikroby i stworzyć ich społeczności, które wiązano z otyłością, alergiami, cukrzycą i innymi. Badacze szukają możliwości zmieniania flory bakteryjnej na zdrowszą.  

Jak jednak możemy to zrobić, skoro nie wiemy właściwie, jak wyglądają mikroby ludzi, którzy nigdy nie mieli kontaktu z zachodnim stylem życia? Te społeczności niekoniecznie są zdrowsze od naszych, ale mówią nam o ogromnej różnorodności bakterii, które wpływają na nasze życie. Jak pisałem w NOVA w zeszłym roku, “jesteśmy jak ci obrońcy przyrody, którzy próbują odtworzyć las, a jedyne, co kiedykolwiek widzieli, to pustynię”.

Sytuacja jednak zmienia się. Stephanie Schnorr z Instytutu Maxa Plancka Antropologii Ewolucyjnej i jej zespół międzynarodowych naukowców opublikował po raz pierwszy mikrobiomy współczesnych łowców-zbieraczy – 27 ludzi z plemienia Hadza z Tanzanii.  

Hadza nie uprawiają ziemi i nie hodują zwierząt. Cała ich żywność pochodzi ze zbieractwa i łowiectwa, a ich pokarm składa się z bulw, owoców, listowia, miodu i mięsa zarówno dużych, jak małych zwierząt. Dostarczają nam największego zbliżenia (choć nie dokładnej repliki) do życia naszych przodków jakieś 10 tysięcy lat temu. Dlatego też ich mikrobiomy są interesujące.

Zespół odkrył, że społeczności bakteryjne w jelitach Hadza były znacznie bardziej zróżnicowane niż u 16 Włochów, których zbadano w tym samym czasie. Nie jest to zaskakujące – ten sam wzór widać u dosłownie każdej populacji wiejskiej, którą ktokolwiek badał jak dotąd.

Schnorr pokazała jednak, że mężczyźni i kobiety Hadza mają nieco inny zestaw mikrobów jelitowych i to jest nowość. Te różnice mogą odzwierciedlać ich różne style życia. Mężczyźni spędzają dni na podróżowaniu w poszukiwaniu zwierzyny i miodu, podczas gdy kobiety pozostają w głównym obozie i zbierają rośliny i bulwy. Wszyscy dzielą się, ale każdy pogryza również w ciągu dnia to, co ma pod ręką. Tak więc kobiety Hadza mają wyższą proporcję grup mikrobów takich jak Treponema, które potrafią rozkładać twarde włókna znajdujące się w roślinach.

Co dziwne, Hadza nie mają bifidobakterii – grupy bakterii, które stanowią do 10 procent populacji bakteryjnej jelit na Zachodzie, na ogół uważanej za “zdrową”. Jest to główna grupa mikrobów u niemowląt i wydają się odżywiać specjalnymi cukrami w mleku matki. W miarę dorastania przestają być dominujące, ale nadal istnieją, być może dlatego, że nadal spożywamy produkty mleczne. Daje się zrozumieć, dlaczego Hadza, którzy nie jedzą produktów mlecznych i nie hodują zwierząt domowych, nie mają tych wszechobecnych w innych społecznościach mikrobów.

Mają jednak wysokie poziomy innych gatunków mikrobów, które normalnie uważamy za oportunistyczne – bakterie, które na ogół są nieszkodliwe, ale przy osłabionym układzie odpornościowym mogą powodować poważne choroby. Na przykład grupa Treponema zawiera także gatunki, które powodują syfilis i frambezję, ale u Hadza nie znaleziono ani śladu tych chorób. “Kiedy widzimy te bakterie w populacjach zachodnich, mogą one być sygnałem ostrzegawczym – mówi Amanda Henry, która prowadzi nowe badanie. - Hadza jednak mają ich mnóstwo i doskonale dają sobie radę”.

Kilka tych tak zwanych oportunistów jest także specjalistami w rozkładaniu włókien, jest więc możliwe, że polegają na nich, żeby wydobyć więcej wartości odżywczych z pokarmu. Niemniej ich społeczności różnią się nieco od społeczności wiejskich Afrykanów z Burkina Faso, którzy także jedzą w większości rośliny, może więc być coś specjalnego w diecie Hadza, co powoduje inną kadrę rozkładających włókna mikrobów.

Dla Henry te wyniki pokazują, jak trzeba być ostrożnym i nie romantyzować stylu życia Hadza jako stylu przodków, a więc zdrowszego. Często podaje się ich jako inspirację dla diety „paleo”. Henry mówi jednak: „Żyją oni na dużym obszarze, gdzie są pastoraliści i rolnicy. Odwiedzają ich turyści i antropolodzy. Nadal zajmują się zbieractwem, ale są współczesnymi ludźmi i nie reprezentują stanu naszych przodków”. Jedzą miejscowe rośliny i zwierzęta, piją miejscową wodę i mają kontakt z miejscową glebą. Ich mikrobiomy po prostu przystosowały się do ich zakątka świata.

Z tym badaniem jest jeden problem: zespół przechowywał próbki kału Hadza w alkoholu, co mogło poważnie wpłynąć na proporcje różnych gatunków znajdujących się w tych próbkach. To może wyjaśnić, dlaczego próbki zarówno Hadza, jak Włochów były zdominowane przez grupę firmicutes – związaną z otyłością we wcześniej robionych badaniach. Maria Gloria Dominguez-Bello z New York University już wcześniej natknęła się na ten problem i musiała powtórzyć wiele pracy, żeby to poprawić. Badała mikrobiomy łowców-zbieraczy w Wenezueli (badanie jeszcze nieopublikowane) oraz wiejskie dzieci w Meksyku i żadna z tych grup nie miała dominacji firmicutes.

“Wnioski o stosunkowych proporcjach bakterii prawdopodobnie nie są zasadne – mówi Rob Knight, naukowiec badający mikrobiomy z ekspertyzą w sprawach technicznych. – Niestety, nie ma jeszcze opublikowanego odnośnika do tego; pracujemy nad nim”. Nie jest jasne, czy ten problem dotyczy innych wniosków z tego badania, jak na przykład braku bifidobakterii.

Cecil Lewis Jr z University of Oklahoma mówi: “Z fascynacją czekam na porównanie ich danych z przyszłymi badaniami mikrobiomu wśród innych łowców-zbieraczy”. Nie będzie musiał czekać długo. On sam oraz Dominguez-Bello badają mikrobiomy Amerindian, odpowiednio z Peru i Wenezueli.

Tymczasem Knight i Dominguez-Bello pracują nad innym projektem sekwencjonowania mikrobiomów u Hadza, kierowanym przez Jeffa Leacha z Human Food Project. Jak dotąd zebrali 500 próbek z ciał Hadza, ale także z ich żywności i środowiska. Zbierali także próbki przez cały rok, co ma znaczenie, ponieważ dieta Hadza zmienia się radykalnie w mokrym i w suchym sezonie. Podczas deszczowych miesięcy jedzą więcej roślin, a podczas suchych więcej mięsa.

“Oczekujemy interesujących odkryć, jak wolno żyjący ludzie nabywają mikroby z olbrzymiej metaspołeczności mikrobowej – roślin, zwierząt, wody itd. – to jest, Afryki wschodniej” – mówi Leach. “Hadza dosłownie polują na tę samą zwierzynę (bez megafauny), zbierają te same rośliny i są pokryci tą samą glebą, krwią i odchodami, które prawdopodobnie charakteryzowały dużą część ewolucji homininów.  Stanowią wyjątkową możliwość przetestowania pewnych ciekawych hipotez”.  

Odnośnik: Schnorr, Candela, Rampelli, Centanni, Consolandi, Basaglia, Turroni, Biagi, Peano, Severgnini, Fiori, Gotti, De Bellis, Luiselli, Brigidi, Mabulla, Marlowe, Henry & Crittenden. 2014. Gut microbiome of the Hadza hunter-gatherers. Nature Communications http://dx.doi.org/10.1038/ncomms4654

First look at the microbes of modern hunter gatherers

Not Exactly Rocket Science, 15 kwietnia 2014

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska