Finski istraživači upravo su objavili rezultate prvog velikog testa „hipoteze o biološkoj raznolikosti“, s naglaskom na to da je izlaganje mikrobima u prljavštini dobro za imunološki sustav djeteta.
Prohladnog dana u svibnju 2016. godine, kada je sumrak pao na finski grad Lahti, skupina radnika uputila se u dvorište praznog dječjeg vrtića. Ispod ljuljački i igrališta postavili su kvadrate tzv. „forestfloor“, odnosno šumskog poda koji je uključivao raščupano grmlje, grmlje bobica, tanke livadske trave te baršunaste humke mahovine prikupljene iz šuma u manje razvijenim dijelovima zemlje. Također, na rubove igrališta postavili su mekani travni busen. Ujutro, kada su djeca stigla, zatekla su svoje igralište, nekada sivi komad asfalta, šljunka i pijeska, preko noći pretvoreno u mikrooazu divljine.
Ovaj se scenarij odigrao još tri puta tijekom tog mjeseca u vrtićima u Lahti, kao i 500 milja zapadno u gradu Tempereu. To zasigurno nije bilo djelo nekih gerilskih umjetnika koji su istovremeno i veliki zaljubljenici u prirodu, već je takav pothvat predstavljao početak ambicioznog znanstvenog eksperimenta s ciljem otkrivanja može li nedostatak mikroba u popločenim urbanim sredinama okrenuti imunološki sustav ljudi protiv njih samih. "Postoji ta 'hipoteza o biološkoj raznolikosti', odnosno da u je nedostatku raznolike mikrobiote okoliša veća vjerojatnost da će ljudi oboljeti od imunološki posredovanih bolesti", kaže Aki Sinkkonen, evolucijski ekolog s Instituta za prirodne resurse Finske. “Ali nitko to nije stvarno testirao s djecom.”
Ipak, vjerojatno ste više upoznati sa „higijenskom hipotezom“. Prvi put opisana od strane britanskog epidemiologa Davida Strachana ranih 1990-ih, tvrdi da je porast kroničnih poremećaja povezanih s pretjerano reaktivnim imunološkim sustavom, poput astme, dijabetesa i alergija, izravno potaknut djecom koja žive u sve sterilnijim mjehurićima. Imunološki sustavi su, u svom najosnovnijem smislu, klasifikatori objekata. Njihov je posao prepoznati što pripada samome organizmu, a što određenim drugim oblicima koji se tamo nalaze. Mikrobi koji se susreću u ranoj dobi prvi su učitelji u ovom procesu. Točnije, pomažu imunološkom sustavu u razvoju dešifrirati što je opasno, a što nije. Što je više obitelji koristilo antibakterijske sapune i gelove, zatvorilo se u nebodere i vozilo se automobilima kroz betonske džungle, to je bilo manje staništa za razvoj bakterija, gljivica i virusa, a ujedno i manja vjerojatnost za dječji imunološki sustav koji se razvija da naleti na njih. Manja izloženost značila je i manje mogućnosti za treniranje. Naime, loše uvježban imunološki sustav mogao bi otkazati kada dođe vrijeme za razlikovanje vlastitih stanica tijela i alergena u hraniili crijevnih mikroba ipeludi u zraku.
Laboratorijski pokusi na glodavcima ranih 2000-ih godina podržali su ovu ideju. Točnije, divlji štakori imali su imunološki sustav dobro podešen za borbu protiv opasnih patogena, ali ne i sa manje nadražujućim tvarima dok su njihovi kolege uzgojeni u laboratoriju loše reagirali i na najmanji podražaj. Epidemiološke studije na ljudima pružile su niz posrednih dokaza. Tako je bitno naglasiti da su stope alergija i astme obično veće u industrijaliziranim područjima u odnosu na ruralna. Kako bi se suspregnuli ovi negativni učinci urbanog i modernog načina života, brojne tvrtke su se pojavile na tržištu probiotika za jačanje imuniteta poput tableta, pića i krema punjenih kombinacijama živih bakterijskih kultura. U razdoblju epidemije virusom COVID-19, tisuće objava s oznakom #immuneboost koje promoviraju ove i druge kućne lijekove pojavljuju se na Instagramu svaki tjedan. Za sada postoji izrazito malo dokaza da je išta od toga zapravo djelotvorno.
Upravo zbog toga, u posljednjih nekoliko godina, znanstvenici poput Sinkkonena odlučili su proširiti ovu ideju i napraviti jedan korak dalje. Primijetili su da ljudi sve više žive u pustinjama mikrobiološke raznolikosti propuštajući izloženost raznim bezopasnim bubama. “Imunološki sustav ne prepoznaje mikrobe prema biološkim vrstama, već prema njihovom tipu”, kaže Sinkkonen.“Probiotici obično sadrže samo jednu ili dvije vrste bakterija, tako da je malo vjerojatno da će aktivirati cijeli imunološki sustav. Htjeli smo vidjeti što bi se dogodilo da unesemo čitavo raznoliko mikrobno okruženje.”Stoga su šumski podovi na igralištima prvo randomizirano kontrolirano ispitivanje za testiranje hipoteze o biološkoj raznolikosti kod djece.
Sinkkonenov tim regrutirao je 75 djece u dobi od 3 do 5 godina, od kojih su svi pohađali jedan od sedam dječjih vrtića sa sličnim depresivnim igralištima, a svi su izjavili da imaju sličan broj braće i sestara, kućnih ljubimaca, vremena provedenog na otvorenom i konzumiranja voća i povrća. (Ovdje je cilj bio svesti na najmanju moguću mjeru sve potencijalne zbunjujuće varijable.)Kako bi se dodatno osigurala ujednačenost, tijekom jednog mjeseca sva su djeca dobivala tri ujednačena obroka dnevno, odnosno doručak, ručak i popodnevni međuobrok.Prije intervencije, medicinska sestra uzela je bris dječjih podlakticate uzorke krvi, što je način praćenja proteina i drugih signalnih molekula koje daju sliku funkcioniranja imunološkog sustava.
Četiriju od ovih vrtića dobilo je tretman dobivanja zelenih površina dok preostalih tri, kao oblik negativne kontrole, nije. U usporedbi s gradskim pješčanikom, svaki gram novopoložene zemlje koja podupire šumu sadržavao je otprilike 500 puta više mikroba. Tijekom četiri tjedna, sva su se djeca igrala vani u prosjeku 90 minuta svaki dan.Jedina razlika je bila što su neka djeca morala trčati i koračati po obnovljenim dvorištima, a neka su se još uvijek igrala po asfaltu i šljunku. Također, postojala je i pozitivna kontrolna skupina demografski i bihevioralno podudarne djece koja su pohađala vrtić u prirodnim centrima smještenim u stvarnim šumama.
Pri kraju definiranog razdoblja od četiri tjedna, djeci je ponovno uzet bris ruke te uzorak krvi, a Sinkkonenov tim počeo je analizirati rezultate. U studiji objavljenoj u Science Advances, otkrili su da su djeca koja su se igrala upošumljenim prostorima imala više različitih zajednica prijateljskih bakterija koje žive na njihovoj koži.Točnije, činilo se da vrste alfaproteobakterije cvjetaju. To svakako nije iznenađujuće. Naime, prijašnje studije su pokazale da se ovaj podžanr češće povezuje s djecom koja odrastaju na farmama nego s gradskom djecom.
Krvni testovi su pokazali da su djeca koja su se igrala na uvezenom šumskom tlu također razvila veći omjer protuupalnih molekula u odnosu na one koje izazivaju upale. Razine interleukina-10, citokina koji sprječava oštećenje tkiva domaćina tijekom ozljede ili infekcije, porasle su dok su razine interleukina-17A padale. IL-17 luči skupina T stanica čiji je posao regrutirati druge vrste imunoloških stanica za borbu protiv invazivnih patogena. Sinkkonen kaže da je ovo signal da je imunološki sustav djece suočen sa svim novim bubama s kojima su se susreli. Uzorci kože i krvi iz skupine na šumskom igralištu znatno više su ličili na pozitivnu kontrolnu skupinu, koja se igrala u vrtićima u šumi.
Ovi rezultati sugeriraju da je svakako moguće dovesti dječji imunološki sustav u dobro uravnoteženo stanje jednostavnim ozelenjavanjem okoline oko njih, kaže Sinkkonen. “Bio sam prilično iznenađen kada sam vidio tako značajne promjene koje su se dogodile u tako kratkom periodu”, kaže on. To implicira da je imunološki sustav još uvijek iznimno fleksibilan u toj mladoj dobi, odnosno da s vremenom postaje sve tvrdoglaviji. “Mislim da bi svako dijete trebalo imati pristup ovakvom okruženju. Imaju više za dobiti i zasigurno manje za izgubiti”, nastavlja.
Rezultati su u skladu s ranim podacima prikupljenih u nekoliko velikih studija provedenih iz laboratorija Jacka Gilberta, mikrobiologa sa Sveučilišta u Kalifornijii suosnivača EarthMicrobiome Project. Njegova je radna skupina posljednjih 10 godina radila na mapiranju jedinstvenih mikrobnih zajednica koje žive u kućama, uredima i bolnicama te proučavanju što se događa sa zdravljem stanara kada se uvedu nove bube. Gilbert kaže da su studije poput ispitivanja na finskom igralištu nešto što je želio raditi neko vrijeme, ali zbog cijene i praktičnosti provodi mnogo ograničenije eksperimente, točnije u zatvorenom prostoru i sa samo nekoliko izoliranih vrsta bakterija.
Gilbert upozorava da su i veličina uzorka i učinci na djecu bili maleni te stoga ne treba previše ozbiljno shvaćati i tumačiti dobivene rezultate, ali smatra da su oni dobar prvi korak. “Stvarno sam uzbuđen vidjeti ovu studiju repliciranu na široj razini, idealno uz dugotrajno praćenje kako bi se ispitao utjecaj na kronične imunološke zdravstvene ishode”, napisao je.
Sinkkonenov tim dvije je godine pratio kohortu igralištakako bi utvrdio imaju li djeca koja su se igrala na zelenim površinama nižu stopu ili pak manje teške oblike alergija, astme i drugih imunološki posredovanih bolesti. Ti rezultati tek trebaju biti objavljeni, ali Sinkkonen kaže da je ispitivanje vjerojatno bilo premalo da bi rezultiralo ikakvim dugoročnim učincima ako oni uopće postoje. Zato njegova skupina trenutno prikuplja uzorak dojenčadi za mnogo veće ispitivanje. Za potrebe provedbe tog istraživanja plan je novim roditeljima dati posebne plahte za povijanje obložene džepovima punjenim mikrobima u prahu. Pratit će te bebe kako odrastaju i uspoređivati ih s djecom koja su bila umotana u sterilnije materijale, kako bi vidjeli mijenja li rana izloženost mikrobima putanju njihova imunološkog razvoja i može li zapravo promijeniti tijek razvoja bolesti povezanih s pretjeranom imunološkom reaktivnosti. "Ovo je sljedeći veliki korak", kaže Sinkkonen.
Ipak, za sada je zauzet pomaganjem da se više zelenih površina ugradi u igrališta. Kao rezultat njegove studije, općinske vlasti Lahtija i Tamperea dodijelile su sredstva za postavljanje šumskih podova i drugih prirodnih elemenata poput povrtnjaka na mjesta gdje će ih djeca redovito koristiti. Sinkkonenov tim savjetuje ih o vrstama tla koje treba unijeti i dizajnu krajolika koji će najvjerojatnije zainteresirati djecu. Finsko ministarstvo obrazovanja i kulture također je izdvojilo bespovratna sredstva za koja se gradovi mogu prijaviti za pokretanje vlastitih projekata.
Što se tiče djece u početnoj studiji, plan istraživača bio je ukloniti zelenilo na kraju eksperimenta, no djeci se to toliko svidjelo da je Sinkkonenov tim odlučio ipak to ne napraviti. Dio te djece su od tada završila osnovnu školu, ali šumski podovi su još uvijek vani, još uvijek rastu među asfaltom te još uvijek dobro prljaju djecu.
Izvor: https://www.wired.com/story/what-forest-floor-playgrounds-teach-us-about-kids-and-germs/
Tekst prevela i prilagodila: Martina Glumac
