Otac psihoanalize Sigmund Freud je u eseju "A Difficulty in the Path of Psychoanalysis" (1917.) iznio stav da je narcisistička iluzija o ljudskoj posebnosti iz temelja poljuljana trima ključnim znanstvenim otkrićima: prvo nam je Kopernik razbio zabludu o tome da smo središte svemira, pokazujući kako je Zemlja samo mali kamen u orbiti oko Sunca; potom je Charles Darwin dokazao da ljudi nisu kreirani božanskom intervencijom, već dijele zajedničko podrijetlo s drugim živim bićima, a i sâm Freud je konačno doprinio trećem udarcu na ljudski ego kada je utvrdio da nismo čak ni autoritativni gospodari vlastitih misli, nego značajan dio naših razmišljanja i postupaka proizlazi iz podsvjesnih i nesvjesnih procesa.

Otkriće nevidljivog svijeta

Unatoč tome, čovječanstvo je još neko vrijeme pokušavalo održati sliku o svojoj veličini i posebnosti, ali tada nam se dogodio dolazak mikrobiološke revolucije: upoznavanje s mikrokozmosom bakterija, virusa, gljivica i drugih mikroba koje je pred nas stavilo još jedno ogledalo u kojem smo uvidjeli koliko smo – premda fizički naizgled veliki – zapravo vrlo maleni. Jer tko zna gdje bismo bili (i bismo li uopće postojali?) bez tih „mikroskopskih mališana“ koje niti ne vidimo golim okom?

Sve je počelo još prije nekih 350 godina, u 17. stoljeću, kada smo zahvaljujući nizozemskom trgovcu tkaninama i hobističkom optičaru po imenu Antonie van Leeuwenhoek prvi put uspjeli zaviriti u svijet koji nam je dotad bio skriven. Njegov izum, jednostavni mikroskop za kojega je svojeručno brusio kvalitetne leće kako bi mogao bolje proučavati kvalitetu tkanina kojima je trgovao, otkrio mu je fascinantna bića koja je pronašao u kapljicama bunarske i barske vode i na zubnom plaku. Nazvao ih je animalcule, „životinjice“ i bio je njima fasciniran: „Nikada ništa ljepše nije dotad palo pred moje oči“, napisao je. Leeuwenhooekov mikroskop, ta prva „vrata u mikrokozmos“, bio je tek početak proučavanja mikroba; znanstvena je zajednica tek u 19. stoljeću shvatila pravu važnost i značaj mikroorganizama.

Dobro i zlo u svijetu mikroba

Danas je jasno da su nam mikroorganizmi neizbježni pratitelji, a premda ih povezujemo s bolestima, mikrobi nam najčešće uopće nisu neprijatelji. Štoviše, bez njih bismo teško preživjeli. Naš imunitet, probava, pa čak i naše mentalno zdravlje usko su povezani s mikroorganizmima koji naseljavaju različite dijelove ljudskog tijela, uključujući kožu, usta, crijeva, dišne i reproduktivne organe.

Taj skup svih mikroorganizama, uključujući bakterije, viruse, gljivice, arheje i protiste, koji prirodno naseljavaju različite dijelove ljudskog tijela i imaju ključnu ulogu u održavanju zdravlja i ravnoteže organizma nazivamo skupnim imenom ljudski mikrobiom. On se sastoji od milijardi mikroorganizama koji igraju ključnu ulogu u pravilnom funkcioniranju našeg organizma i očuvanju zdravlja – od metabolizma do regulacije imunološkog sustava.

Znači li to da je mikrobiom u simbiozi s čovjekom? Da, znači.

Ta simbioza podrazumijeva uzajamno koristan odnos: mikroorganizmi u mikrobiomu dobivaju hranjive tvari i povoljno okruženje za rast, dok ljudski organizam od njih dobiva niz koristi. Primjerice, bakterije u crijevima pomažu u probavi hrane, sintezi vitamina (poput vitamina K i nekih vitamina B kompleksa), štite od patogenih mikroorganizama te reguliraju imunološki sustav. Ova simbioza je toliko važna da disbalans u mikrobiomu može dovesti do značajnih zdravstvenih problema, uključujući probavne smetnje, upale, pa čak i poremećaja raspoloženja i psihe, te neravnoteže u funkcioniranju imunološkog sustava.

Virusi u našim genima

Posebna vrsta evolucijske, prethistorijske simbioze ljudi s mikrobima ujedno je i najdublje usađena u naš organizam. Naime, sâma ljudska DNK je u značajnom dijelu građena od ulomaka (fragmenata) RNK drevnih virusa koji su se u naše gene integrirali u pradavnim fazama evolucije. Ti se fragmenti nazivaju endogenim retrovirusima (ERV) i čine značajan dio od skoro 8% ukupnog ljudskog genoma.

Čak ni po tome nismo jedinstveni u životinjskom svijetu, jer su ERV-ovi prisutni u genetskom materijalu svih kralježnjaka, uključujući ptice, gmazove, ribe i sisavce. Svaka životinjska vrsta u svoju DNK ima „ugrađen“ jedinstven set ERV-ova koji odražavaju njezinu evolucijsku povijest i specifične retrovirusne infekcije koje su pretrpjeli njihovi preci.

Retrovirusi postaju dio genoma viših životinjskih vrsta tako što zaraze životinju, ulaze u njenu stanicu, unoseći svoj genetski materijal u DNK domaćina korištenjem enzima zvanog reverzna transkriptaza i na taj način se razmnožavaju. Ako retrovirus zarazi spolne stanice (spermij ili jajnu stanicu), virusni segmenti mogu postati trajni dio genoma koji se tako prenosi na potomke kroz daljnje generacije.

Tijekom desetaka milijuna godina su mnogi od ovih virusnih genoma mutirali i postali neaktivni, ali njihovi fragmenti ostali su integrirani u našoj DNK. Većina endogenih retrovirusa dakle više nema nikakvu funkciju i smatraju se „genetskim fosilima“, svojevrsnim „povijesnim zapisima“ o infekcijama koje su naši pradavni preci preboljeli prije više milijuna godina.

Ipak, kod nekih vrsta (uključujući miševe, primate i ljude), određeni ERV-ovi postali su funkcionalni geni koji igraju važnu ulogu u regulaciji gena, npr. u razvoju placente (posteljice) i regulaciji imunološkog sustava i drugih fizioloških procesa. U određenim uvjetima ERV-ovi mogu postati ponovno aktivni i povezuje ih se s bolestima poput raka ili autoimunih poremećaja.

ERV-ovi pružaju fascinantan uvid u našu evolucijsku povijest i interakcije s virusima koji su zarazili naše pretke prije desetke milijuna godina. Njihovo proučavanje također pomaže razumjeti kako virusi utječu na evoluciju genoma i funkciju organizma.

Mikrobi i oblikovanje društva

Kako vidimo, mikrobi koje možemo pronaći na i u našem tijelu nisu uvijek u miroljubivoj simbiozi s našim organizmom: neki od njih su poznati kao uzročnici najrazornijih pandemija u povijesti. Justinijanova kuga je, primjerice, u 6. stoljeću u samo dvije godine (541. i 542.) doslovce prepolovila populaciju Bizantskog carstva time što je usmrtila oko 50% stanovništva, a pandemija kuge u srednjem vijeku (tzv. Crna smrt) je u samo 4 godine (od 1347. do 1351.) poharala Europu koja je tada izgubila trećinu svojeg stanovništva, oko 50 milijuna ljudi.

Mikrobi nas nisu dakle oblikovali samo individualno, djelujući na naša tijela i zdravlje, već su nerijetko utjecali na ljudska društva u cijelosti. Mnogo je povijesnih svjedočanstava o značajnom utjecaju bolesti na ljudske zajednice – od malih naselja i velikih država, sve do svjetski značajnih civilizacija. Mnoge epidemije utjecale su na tijek ratova, migracija i trgovine. Kuga je, primjerice, pridonijela promjenama u gospodarstvu srednjovjekovne Europe, prisiljavajući države da traže nova gospodarska i društvena rješenja prilagođavajući se nedostatku radne snage.

Ove „nevidljive vojske“ mikroorganizama su često bile moćnije od najjačih vojnika i odlučivale su sudbine cijelih naroda. Bakterije i virusi su doslovce preokretali svjetske poretke i oblikovali povijest. Uostalom, i nedavna pandemija COVID-19 nas je ponovno podsjetila koliko lako jedan mikrob može poremetiti čitav svijet i iz temelja protresti privredne, društvene i ekonomske sustave.

Mikroorganizmi su ključni i za naše prehrambene navike. Na primjer, proces fermentacije kojega obavljaju mikrobi poput kvasca i bakterija, omogućio nam je proizvodnju kruha, vina, piva, ukiseljenog povrća, čaja, suhomesnatih proizvoda, sireva i jogurta. Ovi su proizvodi postali sastavni dio prehrane i kulturne tradicije diljem svijeta. Fermentirani proizvodi nisu samo ukusni – oni su lakše probavljivi i zdravstveno korisni, što nas ponovno vraća na važnost mikroba u našem životu.

Utjecaj mikroba na naš planet

Mikrobi su – ako ćemo se vratiti na početna promišljanja o tome kako čovjek ipak nije centar svemira – presudno važni i za uravnoteženo funkcioniranje cijeloga planeta.

Bez bakterija koje obavljaju fotosintezu i proizvode kisik, život na Zemlji bio bi nezamisliv: iako proces fotosinteze „po refleksu“ vežemo uz drveće i kopnene biljke, činjenica je da planktonske bakterije u oceanima proizvode otprilike polovicu ukupnog atmosferskog kisika, opskrbljujući kisikom kopnene organizme. A kako industrijalizacija i masovna plantažna poljoprivreda progresivno smanjuje masu tropskih kišnih šuma, udio planktonskih fotosintetskih mikroorganizama u globalnoj produkciji kisika postaje sve značajniji. Osim toga, bakterije koje razgrađuju organski otpad i vraćaju hranjive tvari u tlo omogućuju biljkama da rastu, podržavajući cijele prehrambene lance.

Čak i u ekstremnim uvjetima – duboko pod vodom, u vrelim gejzirima ili u ledenim arktičkim uvjetima – mikrobi opstaju i prilagođavaju se, pokazujući svoju nevjerojatnu otpornost i prilagodljivost. Mikrobi su ključni „graditelji ekosustava“ i, koliko god nama bili nevidljivi, igraju središnju ulogu u održavanju ravnoteže u prirodi.

Mikrobi, medicina, znanost i inovacije

Otkrivanje mikroba omogućilo je ogroman napredak u medicini. Razvoj cjepiva, antibiotika i sterilizacije bio je moguć samo zahvaljujući razumijevanju mikrobiologije. Ove inovacije spasili su milijune života i produžili očekivano trajanje života diljem svijeta. No, s velikim moćima dolaze i novi izazovi – otpornost na antibiotike danas predstavlja ozbiljnu prijetnju jer bakterije prilagođavanjem postaju otporne na lijekove koje smo nekoć smatrali pouzdanim.

Mikrobi nam dakle mogu biti i prijatelji i neprijatelji, no najviše koristi od njih imamo ukoliko ih gledamo kao – učitelje. S razvojem znanosti otkrili smo da mikrobi nisu samo uzročnici bolesti nego i naši suputnici na putovanju kroz evoluciju. Suputnici su nam u najdoslovnijem smislu te riječi, jer bez njih ne bismo mogli ni probavljati hranu, ni održavati zdravlje, ni udisati zrak. Naši mikroskopski „kompanjoni“ oblikovali su našu prošlost: evoluciju, povijest, kulturu, medicinu, znanost i cijele civilizacije, a još su uvijek tu, služeći nam kao nevidljivi čuvari ekološke ravnoteže i života na Zemlji.

Promatrajući i učeći o mikroorganizmima, premda i dalje samosvjesno vjerujemo u vlastitu veličinu i posebnost, trebali bismo prihvatiti spoznaju da smo neodvojivi od prirode koja nas okružuje, nalazi se u nama i gradi našu genetiku i nasljeđe. Teško je reći gdje bismo bili bez mikroba, ali sigurno je jedno: ne bismo bili tu gdje smo danas.

^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti temeljene na dokazima, opušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova i objavljivanja ilustracija u tiskanom izdanju časopisâ BUG, crtkanja računalnih grafika i primijenjenog dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim probavljivih jela, te neprobavljivog sviranja bluesa.}