Što nas šumsko tlo uči o djeci i bakterijama

Finski istraživači su nedavno objavili prvi veliki test “hipoteze bioraznolikosti” – koja kaže da je izlaganje mikrobima u prljavštini dobro za mladi imunološki sustav.

Kada je pao sumrak nad finskim gradom Lahtijem jednog prohladnog dana u svibnju 2016., skupina radnika je ušla u dvorište praznog vrtića. Ispod ljuljački i drugih sprava postavili su kocke šumskog tla – zapuštenog grmlja, grmova bobica, snopova livadne trave i baršunaste mahovine – sve je raslo u šumi u manje razvijenom dijelu zemlje. Okolo su postavili meku travnatu površinu. Ujutro kada su djeca došla, zatekla su svoje igralište u drugačijem obliku od onoga prije – jednoličnog asfalta, šljunka i pijeska – koji je preko noći pretvoren u mikro-oazu divljine.

Ovaj scenarij je odigran još tri puta tog svibnja u različitim vrtićima u Lahtiju i 500 milja zapadno, u gradu Tampereu. To nije bilo djelo nekakvih uličnih umjetnika, već početak ambicioznog znanstvenog eksperimenta u kojem se želi saznati slabi li manjak mikroba u betonom popločanim gradovima imunološki sustav ljudi. “Hipoteza bioraznolikosti kaže da su bolesti imunološkog sustava puno vjerojatnije  zbog manjka doticaja s  različitim mikrobima.”, ističe Aki Sinkkonen, evolucijski biolog na Institutu Prirodnih resursa u Finskoj. “Međutim, ovo nitko nije ispitao na djeci.”

Vjerojatno ste upoznatiji s “hipotezom higijene”. Nju je prvu opisao britanski epidemiolog po imenu David Strachan ranih 1990-ih i ona pretpostavlja da je porast pojava kroničnih poremećaja uzrokovanih preosjetljivim imunološkim sustavom – kao što su astma, dijabetes i alergije – povezan s time da djeca odrastaju u pretjerano sterilnim prostorima. Imunološki sustav je u svojoj biti objektivni klasifikator. Njegova uloga je prepoznati što je dio mene, a što nije. Ako mikrobi uđu u sustav početkom života, oni pomažu imunološkom sustavu odrediti što je zapravo opasno, a što nije. Što više ljudi koriste antibakterijske sapune i gelove, stanuju u stanovima na visokim katovima, voze se u automobilima po betonskim džunglama, sve manje je staništa za razvoj bakterija, jednostaničnih organizama, gljivica, virusa i manja je vjerojatnost da će djeca razviti imunološki sustav koji je spreman za kontakt s njima. Manja izloženost tome znači i manje prilika za upoznavanje sustava s njima. Ako sustav nije upoznat s njima, veća je vjerojatnost da pogriješi u razlikovanju stanica koje pripadaju tijelu i alergena ili crijevnih mikroba ili peludi u zraku.

Laboratorijski eksperimenti provedeni na zamorcima ranih 2000-ih su podržavali ovu ideju: Divlji štakori su imali dobar imunološki sustav za obranu od opasnih patogena, ali ne i za manje opasne čestice. S druge strane, oni štakori koji su uzgajani u laboratorijima su reagirali i na najmanji podražaj na imunološki sustav. Istraživanja o ljudskoj epidemiologiji su također dokaz za to – alergije i astma su češće na urbanim nego na ruralnim područjima. Kako bi se obranili od negativnih posljedica urbanog načina života, mnoge kompanije su stavile na tržište probiotike koje poboljšavaju imunološki sustav – tablete, napitke i pripravke u kojima su kokteli bakterijskih kultura. U eri Covida-19 pojavile su se tisuće objava na Instagramu s oznakom “immuneboost” (jačanje imuniteta) koje promoviraju ove i druge kućne pripravke. Do sada je malo dokaza da to sve pomaže.

I zbog toga su u zadnjih nekoliko godina znanstvenici poput Sinkkonena otišli korak dalje s ovom idejom. Vidjeli su da ljudi sve više žive u pustinjama mikrobiološke raznolikosti i čak se ne susreću ni s bezopasnim kukcima. “Imunološki sustav ne prepoznaje mikrobe po vrstama, već po njihovim tipovima.” , kaže Sinkkonen. “Probiotici obično sadrže jedan ili dva tipa bakterija pa je mala vjerojatnost da će se aktivirati cijeli imunološki sustav. Željeli smo vidjeti što će se dogoditi ako bismo uveli potpuno drugačiji okoliš mikroba.” I zato su postavili šumsko tlo na igrališta – što je prva nasumična i kontrolirana proba kako bi se testirala hipoteza bioraznolikosti na djeci. Možemo u šali reći da se radi o biohakiranju.

Sinkkonenov tim je uključio 75 djece u dobi od 3 do 5 godina od kojih su sva djeca pohađala jedan od sedam vrtića sa sličnim tipom igrališta i od kojih su sva djeca imala sličan broj braće i sestara, kućnih ljubimaca, vremena provedenog vani i konzumiranog voća i povrća. (Cilj je bio smanjiti mogućnost utjecaja bilo koje varijable na eksperiment.) Kako bi ih još više izjednačili, djeca su tijekom jednog mjeseca jela jednaki doručak, ručak i poslijepodnevnu užinu. Prije toga im je medicinska sestra uzela uzorak krvi kako bi se provjerili proteini i ostale molekule koje predočavaju stanje imunološkog sustava.

Četiri od sedam vrtića su dobila šumsko tlo, a tri nisu. Šumsko tlo je u jednom gramu sadržavalo 500 puta više mikroba od iste količine pijeska u pješčaniku. Tijekom četiri tjedna, djeca iz svih sedam vrtića su se igrala vani u prosjeku 90 minuta dnevno. Jedina razlika je bila što su se jedni igrali na šumskom tlu, a drugi na asfaltu. (Još jedna grupa djece je sudjelovala u istraživanju – djeca koja su pohađala vrtiće u pravim šumama.)

Na kraju četvrtog tjedna, ponovno je uzet uzorak krvi djece, a Sinkkonenov tim je počeo s analizom rezultata. U objavljenom istraživanju u Science Advances ( Napredak znanosti) napisali su kako su djeca koja su se igrala na šumskom tlu razvila veću raznolikosti dobrih bakterija na njihovoj koži. Točnije, alfaproteobakterija je bila u porastu. I nije čudo da su ranija istraživanja pokazala da se ove bakterije češće nalaze na djeci koja su odrastala na farmama nego na onima koja su odrastala u gradu.

Uzorak krvi je pokazao da su djeca koja su se igrala na šumskom tlu razvila više molekula koja slabe infekcije od onih koje ih pospješuju. Razina interleukina-10 – citokina koji sprječava oštećenje tkiva tijekom ozljede ili infekcije – povećala se, a razina interleukina-17A se smanjila. Interleukin-17 se izlučuje limfocitima T čija je zadaća uključiti druge vrste imunoloških stanica u obrani od patogena. Sinkkonen kaže da je to znak da je imunološki sustav djece došao u dodir s raznim novim organizmima. Uzorci kože i krvi grupe djece na šumskom tlu su bila sličnija uzorcima one grupe djece koja se i inače igraju na takvom tlu.

Ovi rezultati pokazuju da bi se imunološki sustav djece mogao poboljšati jednostavnom promjenom njihovog okoliša tako što on postane zeleniji, kaže Sinkkonen. “Bio sam prilično iznenađen kada sam vidio toliko značajne promjene u toliko kratkom razdoblju.”, kaže on. To nas navodi na to da je dječji imunološki sustav izrazito prilagodljiv. S vremenom postane tvrdoglaviji i manje podložan promjeni. “Mislim da svatko dijete treba imati pristup ovakvom okolišu. Toliko toga mogu dobiti, ali i izgubiti.”, dodaje.

Rezultati se podudaraju s prijašnjim podatcima iz nekoliko velikih istraživanja provedenih u laboratoriju Jacka Gilberta, mikrobiologa na Sveučilištu u Kaliforniji, San Diegu, i suosnivača projekta Zemlja mikrobioma. Njegova skupina radi posljednjih 10 godina na određivanju određenih mikrobskih zajednica koje žive u kućama, uredima i bolnicama i promatraju što se dogodi sa zdravljem onih kada dođu u dodir s novim organizmima. Gilbert kaže kako je i on već dugo htio provesti slično istraživanje kao u Finskoj, ali zbog troška i praktičnosti ipak provodi drugačije eksperimente – one unutra i uz samo nekoliko izoliranih bakterijskih vrsta. “Ovo je baš super! “napisao je u e-pošti  za WIRED.

Gilbert upozorava da su maleni uzorak i posljedice na djecu pa se ne bismo trebali pouzdati previše u ove rezultate, ali misli da je ovo odličan početni korak. “Zaista sam uzbuđen što ću jednom vidjeti ovo istraživanje ponovljeno na većem uzorku i na duže vrijeme kako bi se vidio utjecaj na kronične imunološke bolesti.”, piše Gilbert.

Sinkkonenov tim je pratio isti uzorak djece tijekom dvije godine kako bi vidjeli razvijaju li ta djeca manje alergija, astme i drugih bolesti imunološkog sustava i imaju li blaže oblike istih. Ovi rezultati će tek biti objavljeni, ali Sinkkonen kaže kako je taj eksperiment bio premalen da bi se utvrdili dugoročniji efekti ako oni uopće postoje. Zato njegov tim uključuje novorođenčad u duže istraživanje u kojem će roditeljima dati posebne povoje na kojima će biti razni mikrobi. Pratit će tu djecu i njihovo odrastanje i usporediti ih s djecom koja su umotana u sterilnije povoje kako bi vidjeli mijenja li rani doticaj s mikrobima tijek razvoja imunološkog sustava i može li to promijeniti smjer razvoja bolesti imunološkog sustava. “Ovo je sljedeći veliki korak.”, kaže Sinkkonen.

Trenutno se bavi postavljanjem većih zelenih površina na igralištima. Zbog rezultata njegovog istraživanja, uprave gradova Lahti i Tampere su osigurale sredstva za postavljanje šumskog tla i drugih zelenih površina koje će biti dostupne djeci. Sinkkonenov tim ih savjetuje u odabiru vrsta tala i dizajnu okoliša koji će biti zanimljiv djeci. Finsko Ministarstvo kulture i obrazovanja također odvaja novac za ostale gradove koji bi mogli započeti slične projekte.

A što je s djecom iz prvog istraživanja? Plan Sinkkonenovog tima je bio da maknu zelenu površinu s igrališta nakon završetka istraživanja. Međutim, djeci se to toliko svidjelo da su odlučili ostaviti sve tamo. Neka djeca iz istraživanja su već prešla u osnovnu školu. A šumsko tlo je i dalje ondje, i dalje raste između asfalta, i dalje donosi djeci dobro i prljavštinu.

 

Izvor članka:

https://www.wired.com/story/what-forest-floor-playgrounds-teach-us-about-kids-and-germs/?fbclid=IwAR3cYtsIFIR-Rs63uhDsvAewHkcnHKpDbHzH0qZwgwbreNrYqTOA1ulEE88

Članak prevela i prilagodila:

Laura Mazur