A biofilia hipotézis: mi van a dolgok mögött

Számtalan tanulmány demonstrálta azt, hogy zöld környezetben, közel a természethez élve, a vizek, erdők mellett, az előnyös az emberi egészséget, életvitelt tekintve, redukálja a halálozási rátát, csökkenti a szívbetegségek gyakoriságát, a depresszív tüneteket, és növeli a szubjektív jóllétet (1). A gyakori magyarázatok hátterében erre a jelenségre általában pszichológiai jelenségeket sejtetnek munkálkodni, zöld, erdős képeket nézve, vagy sétálva a közeli parkokban, erdőségekben azonnali élettani változásokat lehet megfigyelni az emberi szervezeten. Ezeket már sokféle módon sikerült is kimutatni, hordozható elektromos berendezésekkel (2), amelyek a vérnyomást, egyéb szívfrekvenciákat mérhettünk, vagy éppen a nyálból vett mintából a fő stressz hormon, a kortizol mennyiségét (3). Több mint harminc éves az egyik legelső kísérlet a témában, itt kórházi betegek felgyógyulásának ideje gyorsult fel azáltal, hogy a szobájukból zöld fákra, egy kis parkos területre láthattak rá (4). Most további kettőt említenék csak meg, mindkettő kutatásnak az a nagy erénye, hogy nagyszámú alany adatait vették figyelembe. Az elsőben 250.000 holland lakos volt az alanya az összesítésnek, akik városi és vidéki zöld környezetét felbecsülték, és annak egészségükre történő hatását vizsgálva, az az eredményt kapták, hogy ahogy nő a zöldes területek aránya a lakók 3 km-es körzetében, úgy egyre elégedettebbek és egészségesebbek a résztvevők. Mindenféle zavaró tényezőt igyekeztek kiiktatni a vizsgált hatás szempontjából, így a nemet, a kort, az iskolázottságot (5). Azonos eredményt kaptak a sokat emlegetett brit kutatók is, náluk csupán 30.000 mintaszámmal, de ők már tovább osztották a távolságot és 20-50 km-es távokat is bevettek a megfigyelésükbe. A tanulmányukban a tengerparttól mért távolságokkal és azok egészségre történő hatásával foglalkoztak, szintén pozitív, megerősítő hatást kaptak eredményül (6).

Az ember evolúciója során, ahogy az előző részekből is láthattuk, erdős, szavannás és utána egy rövid ideig, vízparti helyeken fejlődött ki. A ma élő természeti népek elterjedtsége jól illusztrálja ezt a környezetet, és pszichológiánk, egész biológiai működésünk alapja ez a szoros, mindennapi kapcsolat a természettel, azok elemeivel. A fentiekhez társulnak még egyéb erősítő faktorok: a szociális kapcsolatok, a fizikai mozgás, a napfény és így a közvetve a D-vitamintermelés is.

Ez mind szép és jó, de bizonytalanságok, kétségek is felléphetnek a magyarázatok során. Lehetséges, hogy a városi életben, egy kellemes kávézás, vagy mozizás a barátokkal szintén hasonló hatást ér el, itt is létezik szociális interakció, napfény, esetleg még valamennyi mozgás is. Mi különbözteti meg ezt a természetben tett sétától, zöld környezetben űzött tevékenységektől, azok ránk tett hatásától? Létezik-e csupán az erdőkben, a fák között mérhető hatás, ami különbözik a fenti, városi környezetben előfordulótól? A másik fontos kérdés az az, hogy a legtöbb tanulmányban mért élettani, pszichológiai változás, értem ezalatt a csökkenő vérnyomást, az alacsonyabb kortizolszintet, a lassabb szívverést, ezeket összefoglalóan rövid távú változásoknak hívom, hogyan lehet hosszú távú változásokká alakítani ezeket, magyarán az egészségünk miért lesz tartósan jobb a természet közeli tevékenységektől?

Az előnyök több összetevőből adódnak, egy kifejlődött, pszichológiai szükségből, a fizikai mozgásból, a napfény és a szociális interakciókból. Azt már talán nem kell tovább taglalnom, hogy az emberben továbbélnek azok az ösztönzések, amelyek a hosszú evolúciós utunk során elkísértek minket, szükségünk van arra a természeti közegünkre, ahol időnk nagy hányadát töltöttük, ahol könnyen és biztosan eligazodtunk a múltunk során. A városi, épített környezet új jelenség számunkra, rengeteg előnye mellett sajnos a biológiai késztetéseinknek egyenlőre nem felel meg. Zsúfoltan, sok ismeretlen emberrel kell együtt élnünk, zöld fás területektől, friss levegőtől, vizes partoktól sokszor nagyon távol, vagy teljesen mellőzve ezeket telnek napjaink. Jobban megértve és mélyebbre ásva felfedhetjük azokat a valódi, kézzelfogható fizikai, kémiai hatásokat, amelyek a természetből fakadnak és felelősek a jobb életminőségünkért, és ezeket talán beépíthetjük a városi ember mindennapjaiba és segíthetünk ezzel, hogy enyhítsük azt a vágyát, hogy ismét az igazi emberi természete szerint éljen egy egészen más környezetben. Ennek eléréséhez feltétlenül szükséges, hogy legalább nagy vonalakban lássuk, tudjuk, hogy mik azok a faktorok, amelyek a zöld természetben ott vannak, ezek okozzák a tárgyalt hatásokat, és eltéréseket a mai ember és a paleo ember életvitelében.

A kiinduló pont

Három fontos elméleti keret létezik a jelenségek megmagyarázására, az egyiket már érintettük, ezek a pszichológiai hatások, a nyugalom megjelenése, a szívritmus, vérnyomás csökkenése. Ez az, amit mindenki azonnal érezhet, megtapasztalhat, ha egy vagy két napra elhagyja a várost és valahol vidéken egy kis kirándulásos hétvégét tölt el. A mindennapok problémái elfelejtődnek, már-már isteni nyugalom szállja meg az embert ilyenkor. Egy igazi kutató, érdeklődő elmét azonban ez az egy típusú magyarázat nem elégíthet ki, ennél több kell. Nem kell különleges dolgokra gondolni, akkor, amikor a jelenség mögött meghúzódó okokat keresgéljük: a természetben más a levegő, tisztább, oxigénben dúsabb, mint a városi. A levegőben fellelhető gázok mellett nagyon sok minden apró, élő vagy élettelen dolog lebeghet, így például Texas feletti levegőt vizsgálva 1800 különféle baktérium fajt találtak, meglehetősen nagy számban, egy millió sejtet egy köbméter levegőben (7). Vírusokat, fehérjéket, a növények által kibocsátott illékony terpénvegyületeket, polifenolokat. Ezzel már bőséges alapanyagot kaptunk ahhoz, hogy megvizsgáljuk ezek hatását az emberi szervezetre.

A jó öreg barát- higiénia hipotézis

A fejlett, nyugati világ városlakói között az utóbbi években jelentősen megnőtt a krónikus gyulladásos alapú betegségek száma és aránya a népesség körében. A hosszan tartó gyulladások hátterében az immunrendszer elégtelen működése áll, az immunsejtek megtámadják a saját szervezet sejtjeit, ezek az autoimmunbetegségek, vagy a gyomrunkba kerülő ártatlan ételeket, baktériumokat, ezek allergiákhoz, vagy IBS-hez vezethetnek. Az immunrendszer olyan, mint egy számítógép, amely születési programokat is tartalmaz (genetika), de ha ez kellő időben nem kap megfelelő inputokat, akkor nem képes ezeket a programjait futtatni. Ez történt és történik még ma is a túlzásba vitt tisztaságmániás és mindent baktérium mentesítő társadalmainkban. A kisgyermekek a felnövekedésük során egyre ritkábban találkoznak a múltban velünk élő baktériumokkal, férgekkel, amelyek rendkívül fontosak lennének a fejlődő immunrendszer szempontjából. Ők adják az inputot, rajtuk lehet tesztelni a programokat, és megismerve őket, az ártatlan bacikat, a későbbi, felnőttkorunkban már nem okoznának gondot, hiszen már testünk védelmi rendszerre ismeri őket, kordában képes tartani azokat. Kiirtottuk őket a közvetlen környezetünkből, már csak néhány élte túl a folyamatos antibiotikumos támadásainkat. Sajnos ennek mi isszuk meg a levét, mert a nem megfelelően érett immunrendszerünk, ha a későbbi életkorunkban nem képes felismerni egy szervezetünkbe kerülő baktériumról, vagy idegen fehérjéről azt, hogy ez most hasznos, ártalmatlan, vagy ártalmas a számunkra, ezeket megtámadja. Ennek az akciónak a részeleme a gyulladás. A gyulladás jó, segíti az emberi testet, de ha tartósan fennmarad, akkor annak következménye már nem kellemes nekünk: szívbetegségek, depresszió, atópiás betegségek, allergiás rohamok következnek. A városi környezetünkben teljeségében hiányoznak azok az organizmusok, amelyek az evolúciónk során végig kisértek bennünket, velük együtt alakultunk: bélférgek, bolhák, tetvek, sokféle vírus, baktérium, amik rajtunk, bennünk éltek. A legfőbb forrásuk a történetünk során a környezetünk volt, a levegő, a növényzet, a termőföld, és a velünk élő fajtársaink, egyéb állatfajok (8).

Ilkka Hanski a helsinki egyetemről, és munkatársai nemrégiben elkészült tanulmányukban 118 finn gyermek bőrének baktérium összetételét vizsgálták meg. A gyermekek változatos környezetből jöttek: a modern városból, kis falvakból, és a magányos farmokról. Az úgynevezett gammaproteobactériumok voltak azok az egysejtűek, amelyek változatosabb összetételben jelentek meg azokon a gyerekeken, akik kevésbé voltak érzékenyek, atópiás, allergiás tüneteket nem mutattak. Az említett bacik miatt a gyerekekben magas gyulladás gátló IL-10 szintet mértek, ami az allergiás gyerekekből teljesen hiányzott. Ez a védő baktérium általánosan elterjedt a természetben, a növényeken, polleneken, és a termőföldben is gyakori. A városi élettérbe költözve elveszítették a kapcsolatukat ezekkel a jótékony hatású kis barátaikkal (9).

A kutya 30.000 éve él az ember közelében, és kimutathatóan együtt fejlődtünk a kutyák mikrobáival, az egy háztartásban kutyákkal együtt élők és azok lakása sokkal változatosabb és nagyobb számú mikrobákat tartalmaz, mint a nem kutyatartók, és erről már tudjuk, hogy ez védő hatású az allergiák ellen (10). A városi élet önmagában a pszichés betegségek számát is növeli a vidékihez képest, a fenti mikrobák változatosságának és számának drasztikus csökkentésével (11). Pusztán azáltal, hogy egy kevésbé fejlett országból emigrálsz egy gazdagabb és tisztább, kevesebb mikroorganizmusokat tartalmazó környezetbe, már ezzel növeled az esélyét annak, hogy valamilyen krónikus betegségben szenvedj, autoimmun, IBS, depresszió, allergiák. A Svédországba örökbe fogadott fejletlen országok gyermekeinél (12), vagy az USA-ba, a mexikói gyermekek esetében egyértelműen kimutatták ezt a jelenséget (13).

Az épített városi életterünk, az épületek jóval kevésbé változatos mikrobakörnyezetet jelentenek, és ezt látom én a fő problémának. Régen az épületeink sárból, növényi részekből álltak, ma csak steril építőanyagok alkotják azokat. A jelenleg elérhető tanulmányok egy irányba mutatnak, kevésbé diverz és alacsonyabb számú baktériumkörnyezet vesz minket körül, mint ahogy az elmúlt százezer évek során éltük mindennapjainkat. Ez sajnos sebezhetővé tesz minket, az immunrendszerünk mai, modern kori kialakulása, egyéni fejlődése már nem arravaló, amire szükségünk volt, lenne. Nem képes elkülöníteni az ártalmas és ártalmatlan a testünkbe bejutó anyagokat, ezért gyakran riadót fúj, amikor nem kellene, és amikor baj van, akkor meg nem mozdul. Miért segít az, ha sok időt töltünk a szabadban, a tengerparton, a barátainkkal? Nem nehéz választ kapni erre a kérdésre, a zöld, fás környezetünk tartalmazza azokat a láthatatlan élőlényeket, amelyekkel együtt éltünk a múltban, a barátaink szintén olyan baktériumokat hordozhatnak, amit ha megosztanak velünk, akkor ezzel változatosabb lehet a bőrünk ökológiája. A szabadban eltöltött napsütéses órák alatt a D-vitamin termelésünk fokozódik, és a NO mennyisége is nő, ezek pedig az immunrendszer működését segítik.

A higiénia hipotézis a biofilia hipotézis legfontosabb eleme, ami képes megmagyarázni azt, hogy hosszabb távon, a természet közelében eltöltött időnek miért van nagy szerepe az egészségünk fenntartásában. A pszichés okok mellé hozzáadhatjuk a kis mikrobák immunrendszert befolyásoló hatását.

 Na, mi található még az erdei levegőben, ami nem élőlény?

Biogén, kémiai molekulák

Az erdő élő tagjai másodlagos kémiai vegyületeket termelnek, amelyek néha hasznosak az embernek, lásd a polifenolok, antioxidánsok nagy és elterjedt mennyiségét, amit az utóbbi időkben egyre nagyobb szerepet kap az egészséges életmódban. Ezeket főleg a gyümölcsök, zöldségek tartalmazzák, átlagosan 2-3mg/g mennyiségben (14). A témánk szempontjából fontosabbak és kevésbé ismertek az illékony vegyületek, a terpének, pinének, a D-limon és egyéb furcsa nevű molekulák. Sétálva egy fenyőerdőben azonnal érezzük azoknak összetéveszthetetlen aromáját, illatát a légkörben. Nagy mennyiségben az emberi testbe jutva legtöbb esetben allergiás, toxikus hatást produkálnak, de az, ami minket egy erdei séta során elérhet, az a másik végleten, az az alig érzékelhető mennyiségeknél található. Evolúciónk során ezzel a kis mennyiségű biogén produktumokkal fejlődtünk, és ezek hatása a kezdetleges mérgezőből a kedvező, eltűrt majd az egészséges, elengedhetetlenül szükséges számunkra irányba változott. Ez az úgynevezett hormetikus hatás, alacsony koncentrációban bizonyos anyagok kedvező élettani hatással bírnak, míg nagy mennyiségben mérgezőek. Mára már a kutatások egyértelműen alátámasztották ezen vegyületek gyulladáscsökkentő, kardiovaszkuláris, anti-diabétesz, neurológiai és rákellenes hatásukat is, és megtalálták az emberi testben azokat a sejtszintű folyamatokat, amelyek felelnek ezekért. Nem véletlen ezen tudás ismerete után, hogy az évezredek óta használt aromaterápiák hatásossága és elterjedtsége is ezzel alátámasztást nyerhet a tudomány által. Az sem meglepő, hogy a természetes környezetben végzett sportolás során a nagyobb légzés és szívműködés hatására több hasznos molekula jut a tüdőnkön keresztül a testünkbe és fejti ki a hatását (15). Köszönjük.

Egy kis összefoglalás

A kis írásomban arra próbáltam meg rámutatni, hogy a természetes környezetünkben végzett tevékenységek, sétálás, sportolás, kertészkedés hogyan járulhat hozzá, ahhoz hogy a régmúltunknak megfelelően éljünk és élvezzük azokat a hatásokat, amelyek még ott vannak, ránk várnak, csupán az utóbbi pár ezer éve mintha elfelejtettük volna őket. A természeti népek körében a fenti betegségek szinte teljesen hiányoznak, ami nem pusztán az étkezésüknek, és mozgékonyságuknak köszönhető, hanem a környezetük láthatatlan összetevőinek is: a baciknak, vírusoknak és az erdők fáinak, azok illékony molekuláinak. A városi környezet tervezése és megépítése során talán már figyelembe veszik ezeket a faktorokat, de addig is marad számunkra a hétvégék szabadban töltött órái.

(1)    Mitchell R et al Effect of exposure natural environment on health inequalities: an observational population study Lancet, 372, 2008 1655-60.

(2)    Aspinall P et al The urban brain: Analysing outdoor activity with mobile EEG British J Sport Med, 2013,

(3)    Bum Jin Park et al The psysiological effects of Shinrin-yoku: evidence from field experiments in 24 forest across Japan Environ Health Prev Med 2010, 18-26.

(4)    Roger S. Ulrich View through a window may influence recovery from surgery Science 1984, 224, 420-421.

(5)    Jolanda Mass et al Green space, urbanity, and health: how strong is the relation? J Epidemol Community Health 2006, 60, 587-592.

(6)    Benedict W. Wheeler et al Does living by the coast improve health and wellbeing? Health and Place 2012, 1198-1201.

(7)     Brodie EL et al Urban aerosols hrbor diverse and dynamic bacterial populations PNAS, 2007, 104, 299-304.

(8)    Graham A. Rook Regulation of the immune system by biodiversity from natural environment: An ecosystem service essential to health PNAS, 2013, 46, 18360-18367.

(9)    Ilkka Hanski et al Environmental biodiversity, human microbiota, and allergy are interrelated PNAS, 2012, 21, 8334-8339.

(10)Fujimura KE et al Man best friends? The effect of pet ownership on house dust microbial community J Allergy Clin Immunol 2010. 126, 410-413.

(11) Peen J et al The current status of urban-rural differencies in psychiatric disorders Acta Psychiatr Scand 2010, 121, 84-93.

(12) Hjern A et al Age of adoption, ethnicity and atopic disorder : a study of internationally adopted young men in Sweden Pediatr Allergy Immunol 1999. 101-106.

(13)Eltderiawi K et al Associations of doctor diagnosed asthma with immigration status , age at immigration and lenght of residence int he USA in a sample of Mexican American School Children in Chicago J Asthma 2009, 46, 796-802.

(14) Del Rio et al Dietary poliphenolics in human health: structures, bioavailability, and evidence of protective effects against chronic diseases Antiox Redox Signal 2013, 18, 1818-1892.

(15)Michael N. Moore Do airborne biogenic chemicals interact with the PI3K/Akt/mTOR cell signalling pathway to benefit human health and wellbeing in rural and coastal environments? Environmental Research 2015, 140, 65-75.

Antibiotikumok hatása a fejlődő emberi szervezetre

A mai orvosi rendelőkben a következő párbeszéd a naponta akár több milliószor (globálisan) is elhangozhat, sajnálatosan ugyanazzal a végeredménnyel:

-Kedves anyuka, a gyermekének, ha jól megvizsgálom, folyik az orra, enyhén gyulladt a mandulája, hőemelkedése van, és valószínűleg ezért olyan kis bágyadt, fáradékony.

-Mi lehet a megoldás, mi a betegsége doktor úr?

- A friss tanulmányok szerint az esetek 80%-ban valamilyen picike kis vírus a probléma okozója, ha erre valamiféle antibiotikumot írok fel, akkor jó eséllyel az teljesen hatástalan lesz, hiszen a vírusokra nem hatnak az antibiotikumok. Tudja asszonyom az orvostudomány egyik nagy felfedezése és varázsgyógyszerre volt a penicillin, de azóta eltelt közel 50 év, mára ezek az antibiotikumok okozzák a legtöbb fejtörést az orvoslásban. Biztosan hallott már ön is a rezisztens, ellenálló bacikról?

- Megértem doktor úr, sokat hallani most ezekről a problémákról, de mi van, ha a lányomnak valamilyen bakteriális fertőzése van, és a maradék 20 százalékba esik bele. A közösség számomra azt jelenti, hogy a mások gyermekei, viszont most az én gyermekem beteg.

- Igaza van, és ha nem is használ az antibiotikum, mert nagy valószínűség szerint vírusos betegsége van a lányának, akkor sincs nagy baj, mert nem is árt az antibiotikum, legfeljebb megeszik két joghurtot, hogy a bélflórája visszajöjjön és kész.

A XX. század legnagyobb felfedezései között előkelő helyezést foglalnak el az antibiotikumok és azok fejlesztése. Ezekkel a szerekkel képesek lettünk egyik napról a másikra gyógyíthatatlan betegségek kezelésére, és a közreműködésük nélkül ma nem lennének biztonságos műtéteink, kemoterápiánk, vagy nem lenne lehetséges a szerveink transzplantációja. Egyes becslések szerint a világszerte gyártott antibiotikumok mennyisége 100 és 200 ezer tonna közé esik[i], amiből közel a felét az állatgyógyászatban használják, ez az érték az európai országokra értendő, az USA-ban ez közel 70%-ka. Az emberi gyógyászatban évente 70 milliárd adag antibiotikum fogy, a közel 7 milliárdos népességgel számolva, minden egyes földlakóra, legyen az férfi, nő vagy gyermek, évi 10 adag juthat. A fejlett, nyugati országokban szerencsére ennél kevesebbet fogyasztunk, itt közel 1 adag jut minden évben 1 emberre, ami nem is tűnik olyan soknak. A fiatalkorú gyermekeinket védtelenebbnek tartjuk a nyugati világrészben, az ő értékük valamivel több, ők a két éves életkoruk befejezéséig átlagban 3 teljes antibiotikumos kúrán vannak már túl. Mi ezzel a probléma, a rezisztens, antibiotikumoknak ellenálló baktériumfajok kialakulásán kívül?

Szuperorganizmusok vagyunk

Minden élőlénynek a Földünkön sajátos, rá jellemző mikrobaközössége van, a testén kívül, a bőrén, de legtöbb esetben a testének egy jól meghatározott belső részében élnek. Szoros metabolikus interakcióban adnak és vesznek, a gazdájukkal üzletelnek. A génjeinket mindkét szülőnktől örököljük, a bennünk élő mikrobáinkat viszont anyánktól kapjuk a születésünk folyamatában. A kezdeti mikroba összetételünk nem hasonlít a felnőttekére, azt 3 éves életkorunkban érjük el.  Az első három év egy ember életében más élettani szempontból is a legfontosabb, ebben az időszakban fejlődik ki az immunrendszerünk, a testünket irányító metabolikus folyamataink, és az agyunk érése, növekedése is ekkor a legnagyobb arányú. Kritikus időszak az emberi fejlődésben [ii]. Szerencsénkre nem vagyunk teljesen magunkra és a génjeinkre utalva ebben, a bennünk élő mikrobák segítenek emberré válnunk. Az immunrendszerünket megtanítják arra, hogy az képes legyen megkülönböztetni a testünk saját és nem saját sejtjeit egymástól, a csecsemők ebben az időszakban állítják be a metabolikus rendszereiket, amelyek a további életünk testi energia és tápanyag ellátásáért felelősek. Ha nagy hatékonysággal képes raktárakat képezni, akkor egy éhezési időszakot könnyebben vészelhet át, ha viszont könnyebben épít izmokat, akkor ezekkel gyorsabban, és hamarabb fogja meg a napi betevőt. Szociális lényként az agyi hálózataink fejlődése, normális menete szintén elengedhetetlen kelléke a későbbi sikeres életünknek és szaporodásunknak, és ebben is meghatározó szerepe lehet a mikrobáinknak[iii].

Látható, hogy ebben a kritikus időszakban a normális baktérium közösségünk fontos fejlődési információkkal látják el a növekvő emberi testet, és azt hiszem, nem mondok meglepő dolgot azzal, hogy ha valamiért megbolygatjuk, beleszólunk ebbe az éppen csak kialakult kapcsolatba, akkor annak gyermekeink jólléte, egészsége látja a kárát, ők szenvedik el a következményeket. Az antibiotikumos kezelések pontosan ezt a kényes helyzetet rúgják fel, és nem várt irányba tolhatják el a mikroba közösségünk eredeti összetételét, ez a változás kihat a saját fejlődésünkre, a fent említett immun, metabolikus és kognitív fejlődési vonalunkat eltérítve, más irányt vesz a növekedésünk[iv].

Antibiotikumok és a bacik

Az antibiotikumokat speciálisan egy problémát, egy betegséget okozó baktérium ellen szerették volna bevetni, ez azonban nagyon ritka eset, legtöbbször széles spektrumú szerekről van szó, azaz sok jó baktérium is áldozatul esik egy kezelésnek. Van e bármilyen ismert hosszú távú hatása egy antibiotikumos kezelésnek? A válaszért először az állattartók, a farmerek körébe kell utaznunk. Közel 70 éve, az antibiotikumok korszakának elindulásától tudják már az állattartók, hogy kis mennyiségű antibiotikum viszonylag hosszabb ideig szedve növeli az állataik súlyát, nagyobbra nőnek az így tartott haszonállataink[v]. A teheneink, a halaink a csirkék, és pulykákra is igaz ez. A legfontosabb megfigyelés, ami most a számunkra kiemelendő, hogy minél fiatalabb életkorban kezdik el az adagolást, annál nagyobb hatást érhetnek el. Az idősebb, már nem fejlődő egyeden a hatás elenyésző, a fiataloknál létezik az a kritikus időszak, amikor a legnagyobb változást képesek ezek az antibiotikumok okozni. Honnan tudjuk, hogy az antibiotikumok most tárgyalandó hatásait a bennünk élő baktériumok összetételének megváltozásával érik el, és nem valamiféle más belső szervünk, mondjuk a májunk működésének megváltoztatásával?

 1963-ban már elvégeztek egy kísérletet, amit sajnos azóta elfeledtek, és itt már választ kaptak erre a kérdésre[vi]. Két csirkecsapatot neveltek fel azonos körülmények között, az egyik, a hagyományosnak, normálisnak mondható, a másik csirkecsoport tagjai azonban mikrobamentesek voltak születésük óta. A két csoportot további két alcsoportra osztották, és az egyik felük antibiotikumos kúrában részesült, míg a másik kimaradt ebből. Ahogy várták, a normális csirkék antibiotikummal etetett csoport tagjai nagyobbra nőttek, mint a normális, de nem antibiotikumosok. A meglepetés akkor érte a kutatókat, amikor a mikrobamentes csoportoknál nem találtak különbséget a két csirkecsapat tagjainak nagysága között. Az antibiotikumnak nem volt célpontja, nem változtatta meg a mikroba összetételt és így nem okozott látható változást a csirkéknél. A csirkéktől messze az út az emberig, de egereken is hasonló hatást találtak. Az antibiotikumok megváltoztatják a bennünk élő mikrobáink összetételét, és ha ez a változás a mi testünk fejlődésének kritikus időszakára esik, amikor a mikrobáink is szervesen részt vállalnak ebben, akkor a metabolikus, immun és kognitív fejlődésünk kisiklik a normális menetéből.  Az eredmény: különféle, újabban megjelent betegségek.

Antibiotikumok és az elhízás

Remek kis epidemiológiai tanulmányok találtak kapcsolatot a korai, különösen az életük első hat hónapjában, antibiotikum szedése és az elhízással kapcsolatban. Az Egyesült Királyságban 11.000[vii] , Finnországban 12.000[viii] az USA-ban pedig 64.000 gyermek[ix] bevonásával készült tanulmányok alapján egy egyértelmű egyenes arányosságot találtak, minél több antibiotikumos kezelés, annál nagyobb valószínűséggel elhízott állapot jön létre. Természetesen egyértelmű ok-okozati összefüggést egyik esetben sem állíthatunk teljes bizonyossággal, de a kapcsolat mindenképpen létezik. Sokat olvastunk már arról is, hogy a császármetszéssel született gyermekek kezdeti bélflórája az anyuka bőrére, és a közvetlen környezetében található bacikra hasonlít. Ebben az esetben is azt találták, hogy ezen gyermekek 1.34x valószínűbben[x] voltak túlsúlyosabbak, mint a normális módon született gyermekek. A háttérben itt is az eltérő mikroba közösség munkálkodása rejtőzik. Az elsődleges probléma a metabolikus betegségeknél mindig az elhízás, ebből később 2-es típusú cukorbetegség következik szinte egyenes úton.

Immunbetegségek, skizofrénia kapcsolata az antibiotikumokkal

Egy 2011-es dán tanulmány szerint, ahol a gyermekeket 9 évig követték, a Crohn betegség valószínűsége minden egyes kúrával, az első hat hónap folyamán, akár 18%-kal is nőhet. Az asztmás állapotban a beteg légzőútjai átmenetileg beszűkülnek, ehhez a jelenlegi legújabb és legnagyobb, közel 500.000 gyermek adatai alapján készült tanulmány szerint az antibiotikumoknak nincs közvetlenül köze, de.. Az asztmás állapotot gyakran összekeverhetik egyes orvosok légúti fertőzésekkel és erre antibiotikumokat írnak fel, és ezek a kezelések gyakran összezavarják a kutatókat.

A helyzetünk nagyon egyszerű, a fentiekben lefektettünk egy elképzelést arról, hogy az életünk első időszakában megzavart beleinkben élő mikroba közösség kémiai szerekkel történő megváltoztatása miatt immunbetegségek sorozata léphet fel a későbbi életünkben. Akármilyen immunrendszer alapú betegséget könnyedén összeköthetünk a korai antibiotikum használattal: cölikália betegség[xi], kicsi, közel 30.000-es mintával készült tanulmány megerősíti a pozitív összefüggést, IBD [xii] érdekes helyzetben van, hiszen egy dán hatalmas közel 3.000.000 mintán végzett elemzés egyértelműen megerősíti az antibiotikumok káros hatását a gyermekeinkre, ugyanakkor pedig a felnőttkori IBD-t, Crohn betegséget ugyanezekkel az antibiotikumokkal próbáljuk kezelni, nem túl sok sikerrel. A betegségek sorát nyugodtan lehetne folytatni, allergiák, 1-es típusú cukorbetegség, mindenhol felmerül az antibiotikumok lehetséges okozati hatása.

2016-as szintén dán tanulmányban sikerült már a felnőtt korban szedett antibiotikumok és a skizofrénia, a kedélyhullámzások között kapcsolatot találni. Nem csodálkoznék azon, ha további elménket érintő betegségekről derülne ki, hogy közük lehet az életünk korai szakaszában kúraszerűen fogyasztott antibiotikumokhoz, hiszen jelenlegi tudásunk alapján a bélrendszerünk közel 100 millió idegsejtet tartalmaz, rengeteg közvetítő anyagot állít elő, a szerotonin 80%-át például, és folyamatos kommunikációban van az agyunkkal.

Megoldás

A bevezetésben lezajlott párbeszéd remélem kibővül azzal az egyre szilárdabb meggyőződésünkkel, hogy rengeteg, később kialakuló betegségünket erősen befolyásolja az a tény, hogy a kritikus fejlődési időszakunkban, az első életéveinkben, mikor és mennyi antibiotikum kerül a szervezetünkbe. A döntés a szülők és egyben az orvosok kezében van, hogy együtt, a most már egyre növekvő kockázatokkal számolva eldöntsék, hogy mennyire szükséges az az antibiotikumos kezelés az adott esetben.

---

[i] T. P. Van Boeckel et al., Global antibiotic consumption 2000 to 2010: an analysis of national pharmaceutical sales data. The Lancet. Infectious diseases 14, 742 (Aug, 2014).

[ii]  Rodney Dietert PhD: The Human Superorganism: How the Microbiome Is Revolutionizing the Pursuit of a Healthy Life Dutton; 1 edition (July 12, 2016)

[iii] Martin J. Blaser: Missing Microbes: How the Overuse of Antibiotics Is Fueling Our Modern Plagues  Picador; Reprint edition (February 3, 2015)

[iv] L. M. Cox et al., Altering the intestinal microbiota during a critical developmental window has lasting metabolic consequences. Cell 158, 705 (Aug 14, 2014).

[v] W. Visek, The Mode of Growth Promotion by Antibiotics. Journal of Animal Science 46, 1447 (1978).

[vi] M.E. Coates et al: A comprasion of the growth of chicks int he Gustafsson germ free apparatus and in a conventional environment, with and without dietary sipplements of penicillin British Journal of Nutrition 1963. 141-150.

[vii] Azad et al Infant antibiotic exposure and the development of childhood overweight and central adiposity Int J Obes 2014, 1290-1298

[viii] Saari A et al Antibiotic exposure in infancy and risk of being overweight int he first 24 months of life Pediatrics 2015, 617-626

[ix] Bailey L.C et al Association of antibiotics in infancy with early childhood obesity JAMA Pediatr 2014, 1063-1069

[x] ( Kuhle S et a Association between caesarean section and childhood obesity: a systematic review and meta analyis Obes Rev 2015, 295-303.

[xi] Mårild K et al Antibiotic exposure and the development of coeliac disease: a nationwide case-control study BMC Gastroenterol. 2013 Jul 8;13:109.),

[xii]  Hviid et al Antibiotic use and IBD in childhood Gut 2011 49-54, J.K. Triantafillidis et al The role of antibiotics in inflammatory bowel disease ANNALS OF GASTROENTEROLOGY 2008, 21(1):17-26.

A rák új megközelítésben: evolúciós és ökológiai gondolatok

Évről évre nő a rákos megbetegedések száma az egyre öregedő népesség körében, és ennek ellenére a halálozási aránya csökkenő tendenciát mutat az iparosodott országok lakóinak körében[i]. Az 1971-ben meghirdetett háború a rák ellen úgy nézz ki elérte a kitűzött célokat, vagy mégsem? Gondoljunk csak arra, hogy jelenleg minden harmadik-negyedik ember az élete során találkozik ezzel a betegséggel, és sajnos az orvoslás az elmúlt évtizedekben sem jutott közelebb, hogy a már kialakult, kifejlődött rákos gócokkal megküzdjön. Néhány harcot megnyertünk, de a háború folytatódik és nem állunk valami fényesen. Evolúciós gondolkodási keretrendszereinkkel hogyan kezelhetjük a rák kérdését, milyen új megközelítésekkel segíthettünk az ellene folyó küzdelemben?

Öt evolúciós jelenség a rák megértéséhez

A legizgalmasabb és meglepőbb felfedezés az utóbbi idők rákkutatásából az, hogy a rák nem egyetlen elváltozott testi sejt klónozásából keletkező sejtburjánzás. Az igazság az, az, hogy egy rákos sejtcsoport heterogén, nagyon különféle sejtek együtteséből áll, ami messzemenő következményekkel jár a jelenlegi kezelésekkel kapcsolatban.

A második megfigyelés alapján a rák aktív kapcsolatban létezik a környezetével, és ez a kötelék meghatározza azt, hogy milyen gyorsan növekszik, vagy lassul le a terjeszkedése.

A harmadik elv alapján a ráksejt csoportok egymással is együttműködő és versengő kapcsolatot létesítenek, a viselkedéses ökológia alapelveit alkalmazhatjuk az együttes viselkedésükre.

A természetes szelekció alapján, ez a negyedik elvünk, racionálisan érthető, hogy a lehetőségekhez képest valójában a rák egy nagyon ritka esemény.

Az ötödik rendező alapelvünk megpróbálja osztályozni és ezáltal rendszerezni, hogy miért milyen okokból jelenik meg mégis a rák.

Első pillantásra nem tűnik ez egy túl érdekes kezelési keretnek, de mint látni fogjuk ezek után a közgondolkodásunkban is remélhetőleg átalakulhat a rákról már régóta élő elképzelés, és talán ennél fontosabb, hogy új terápiák jelenhetnek meg a fenti irányelvek alkalmazásával.

Heterogén sejtek

A régi elképzelések szerint egy defektív sejt kontroll nélküli szaporodása, klónozása, kontroll nélküli osztódása során keletkezik a rákos sejtcsoport. Az igazság azonban az, hogy különféle tulajdonságokkal, mutációkkal, epigenetikai lenyomattal rendelkeznek ugyanazon csoporton belüli sejtek. Ez pedig, a heterogenitás nem pusztán elméleti megállapítás, hanem nagyon fontos előrejelzője a sejtcsoport további fejlődésének, és így a gazdaszervezetnek is, a Barrett esophagusban a különféle sejtek száma az egyetlen olyan faktor, ami előrejelzi a betegség végső kimenetelét[ii].

Az emberi elnevezésekből is következtethettünk arra, hogy a rákok minden fajtája külön betegség az érintett szervünknek megfelelően, létezik tüdőrák, vagy mellrák, ezeknek semmi közük egymáshoz, és mindegyiknek különálló kezelési procedúrája, gyógyszerei vannak. Mára megváltozóban ez a statikus kép, a rákos burjánzások alapvető szinten rengeteg azonosságban osztoznak egymással, például mindegyikre igaz, hogy a sejt ciklusaik kontrollja hibásan működik [iii]. A régebbi elképzelésekkel felhagyva talán érdemesebb a rákot egynek tekinteni, és ennek a különféle megjelenési formáját láthatjuk, a különféle szerveinkben megjelenni az adott környezethez idomulva. Mire használhatjuk ezt a tudásunkat az érdekességén kívül?

 A rákgyógyítás nagyon hasonlóan a baktériumok elleni küzdelemhez, küszködik a gyógyszerekkel szembeni rezisztens sejtcsoportok kialakulásával, és a betegség nagyon gyors kiújulásával. A gyógyszereknek ellenálló ráksejt csoportok sajnos már a kezelés megkezdése előtt ott vannak a heterogén sejtcsoportban, és a drasztikus, maximális dózisú, pusztítsunk el minden ráksejtet hozzáállás miatt, ahol általában már mérgező mennyiségű drogokat használnak az orvosok, az érzékeny sejtek elpusztulnak, a sejtcsoport nagysága csökken, de az ellenállók hirtelen elszaporodnak, hiszen nincsenek versenytársak, szabad a pálya [iv].

Az egyik lehetséges megoldás neve Adaptív Terápia. Ebben az esetben a kezelés célja nem a teljes kipusztítás, inkább egyfajta kordában tartása a betegségnek. A heterogén sejtcsoport együtt növekszik, egyik sejtcsoportot sem engedik a többiek, hogy a kárukra az esetleg elterjedjen. Ha ezt az egész csoportot kezeljük jóval kisebb adag gyógyszerrel, akkor nem alakul ki rezisztencia az adott szerrel szemben. Természetesen a rákos sejtcsoport növekszik, elérve egy határozott nagyságot emeljük a gyógyszeradagot, de sohasem a mérgező maximálisan eltűrhető dózisig, a teljes kiirtási mennyiségig. A megemelt mennyiségű szer hatására elpusztul a sejtek nagy része, de a heterogenitás fennmarad, és nem egyetlen sejtcsoport lesz az uralkodó, ami ellen már nincs megfelelő gyógyszerünk. Ahogy lecsökkent a sejtcsoport nagysága, a gyógyszeradagot is le lehet csökkenteni. Ezzel a metódussal a rákos betegség nem szűnik meg, de szépen kezelhető, és a páciens élete normális mederben tartható. Egereken már sikeresen tesztelték ezt a megközelítési módot[v].

Egy másik kezelési lehetőség lehet, a kettős kötődés elmélet nevet kapta. Érdekes és hasznos analógia lehet egy ragadozó bevezetése egy élőhelyre, ahol elterjedt egy élőlény, amit szeretnénk eltávolítani. Ha egy baglyot terjesztünk el, hogy bizonyos rágcsálók eltűnjenek, egyes egerek sikeresen elbújnak a baglyok elől a sűrű bozótosban, és ők lehetnek a túlélők. Mi lenne, ha ezután viszont ezekre az egerekre egy másik ragadozót, egy kígyóféleséget vetnénk be? Gyakran együttesen vezetik be a kettőt, de a modellszámítások szerint sokkal hatékonyabb, ha egymás után alkalmazzuk őket. Először az egyik gyógyszert, majd ha erre elpusztulnak az érzékeny sejtek, akkor az ellenállókra be lehet vetni a második szert, a kígyót. Antonia és társai (2006) már sikeresen alkalmazták kis sejtű tüdőrákos pácienseknél az immunterápia és kemoterápia fenti megközelítését, és a 29 beteg 62%-a mutatott teljes vagy részleges javulást[vi].

A rák és környezete

A sejteknek, a hibásan működésűeknek is, elengedhetetlenül szükséges tápanyagok, oxigén felvétele, és a metabolikus végtermékeik elszállítása. A mikrokörnyezetük alapvetően meghatározza, hogyan, miként képesek fejlődni, mi lesz belőlük, ha megnőnek. Amint változás áll be a környezetben, a rákos sejtek ennek megfelelően válaszolnak, kevés a táplálék, akkor szunnyadó, szinte alvó állapotba kerülnek, megvárva a kedvező körülményeket [vii]. Ha oxigénhiányos környezetet alakítunk ki, azt gondolva, hogy ez elpusztíthatja őket, akkor a rákos sejtek válasza erre, az hogy megpróbálnak elvándorolni, áttéteket képezni és máshol elterjedni az emberi szervezetben. Az elváltozott sejtek az őt ért inzultusokra válaszlépéseken kívül sokkal többre képesek, aktívan megváltoztatják környezetüket, hasonlóan az emberhez, olyan irányba, ami segítheti az életüket [viii]. A sokféle változás közül most a metabolizmusuk során keletkező savakkal említeném meg. A környezetük a keletkező savak miatt alacsonyabb pH-jú, ez kedvezőtlen az immunsejtek számára, támogatja a sejtburjánzást, szelektálja a sejteket, előnyben részesíti azokat, amelyek ellenállnak a programozott sejthalálnak. A beavatkozási lehetőségek célpontja lehet ez, nátrium-hidrogénkarbonát vagy nátrium citrát, esetleg diuretikumok szedése, amelyek megakadályozhatják a rákos sejtek savtermelését[ix].

A sejtek együttműködése és versengése

A sejtek egy csoportja a vérellátást próbálja meg kialakítani, a másik csoport a környező sejteket próbálja pusztítani, és így együtt dolgoznak a rákos csoportjukért. Abban a pillanatban azonban, ahogy a körülmények megváltoznak, például csökken a glükóz vagy az elérhető oxigén mennyisége megszakad ez a nagy összetartás és egyes sejtcsoportok az elpusztulás helyett megpróbálnak elvándorolni olyan helyekre, ahol sikeresen megtelepedhetnek[x].

A rák egy ritka esemény

Az egysejtű szervezeteket nem fenyegeti a rák, ellenben a többsejtűek alapvető problémája az, hogy a sok együttműködő sejtet hogyan lehet a közös célokért folyamatosan egyben tartani, és nem engedni egyet sem, hogy a saját szakállára osztódjon, elterjedjen. Ennek fenntartása nem könnyű feladat, az egysejtűek 3.7 milliárd éve élnek a Földön, de további 3 milliárd kellett az evolúciónak arra, hogy az első többsejtűek kifejlődjenek. Miért volt ilyen sok időre szüksége? Talán a többsejtűek egyben tartására és a lehetséges csalók visszatartása miatt. Minél nagyobb egy élőlény, annál többféle sejtje és számszerűleg is több sejtje van, mint a kisebbeknek, és így ezeket hatékonyabban kell ellenőriznie. A nagyobb állatokban ezen megállapítás szerint többször kellene rákos burjánzásoknak történnie, de nem ez a helyzet, ez az úgynevezett Peto-paradoxon. A nagyobb állatok, elefántok, bálnák hatékonyabb ellenőrző rendszerekkel rendelkeznének, mint a kisebb állatok? Egyelőre nem tudjuk biztosan, de több megoldás is létezik a Peto-paradoxonra, sajnos ezeket most nem érintjük. A nagyszámú sejtek alkotta szervezetekben sokkal több lehetőség adódik a rák kifejlődésére, ehhez képest elenyésző esetben alakul ki. Valójában egy ritka esemény a rák náluk, valószínűleg az élőlények rengeteg biológiai rendszerrel rendelkeznek az elhárításukra. Ezeknek az összehasonlító elemzése talán újabb eszközöket adhat a kezünkbe a lehetséges terápiák bővítésének céljából [xi].

A rák megjelenésének evolúciós okai

A természetes szelekció nem képes eltávolítani azokat a géneket, amelyek érzékennyé tesz minket az elváltozásokra. Az ember a gondolkodási sémái miatt nehezen fogadja el, hogy nincs különösebb oka annak, hogy ő most beteg lett, jól táplálkoztam, sokat mozogtam, nem stresszeltem, mégis halálos beteg lettem. Nincs mindig egyenes és egyértelmű válasz ezekre az állapotokra.

Az egyensúlyi magyarázó keretekben történő okoskodás szerint, ha szorosabb sejtes ellenőrzés alatt lenne a sejtosztódás, akkor csökkenhetne a rákos elfajulások száma, de cserébe a sebgyógyulás sebessége csökkenne, és sokáig tartana egy élettani szervünket érő trauma helyreállítása. Ha az immunrendszer agresszívebb lenne, és minden rákos sejtet elkapna, akkor ez a rendszer hasonlóan léphetne fel a normális sejtekkel szemben is, és az autoimmunbetegségek elterjedtsége nőne drasztikusan. Valamit valamiért.

Az össze-nem-illésről sokat és sokfelé írtunk már, a jelenlegi környezetünk nem felel meg az evolúciónk során tapasztaltakkal. A környezeti változásokat a testünk és annak élettani rendszerei nem képesek követni, és az ebből adódó eltérés okozza a betegségeink nagy részét. Többet voltunk napon, kevesebb finomított cukrot ettünk, többet mozogtunk a múltunkban, a mai környezetben viszont ezek nem fontosak számunkra, a kettő eredőjeként cukorbetegségben szenvedünk, fáj a hátunk és nem termelünk elég D-vitamint. A rákos megbetegedések egy része is ebbe a csoportba sorolhatóak, a nők megnövekedett számú menstruációs ciklusuk miatt (100 helyett akár 400 is megélnek) nagyobb hormonális hatásoknak vannak kitéve és ez a petefészek, és mellrákok okozója lehet [xii].

Az okok felismerése a megelőzést segíthetik, próbáljunk meg a jelenlegi, modern környezetünkben is, ha lehetséges a paleo életmód elvei szerint élni, az étkezésekkel, a napozással, a mindennapi mozgással felvértezve elkerülhetjük azokat az eseteket, amelyekért az életmódunk okolható.

---

[i] Howlader et al :SEER Cancer Statistics Review 1975-2009. 2012

[ii] Maley C.C. et al: Genetic clonal diversity predicts progression to esophageal adenocarcinoma Nat.Gen. 2006. 468-473.

[iii] Henry H. Heng: The genomic landscape of cancers 69-83. In: Beata Ujvari et al: Ecology and evolution of cancer Academic Press 2017.

[iv] Robert A. Gatenby et al: Applying tools from from evolutionary biology to cancer research 193-203. In: Beata Ujvari et al: Ecology and evolution of cancer Academic Press 2017.

[v] Robert A. Gatenby et al: Applying tools from from evolutionary biology to cancer research 193-203. In: Beata Ujvari et al: Ecology and evolution of cancer Academic Press 2017.

[vi] Antonia S.J. et al: Combination of p53 cancer vaccine with chemotherapy in patients with extensive stage small cell lung cancer Clin.Cancer Res. 2006. 878-887.

[vii] Ole Ammerpohl et al: Dormancy: An evolutionary key phenomenon in cancer development 236-243. In: Beata Ujvari et al: Ecology and evolution of cancer Academic Press 2017.

[viii] Arig I.H. et al: Coevolution of tumor cell and their microenvironment: Niche constrution in cancer 111-119. . In: Beata Ujvari et al: Ecology and evolution of cancer Academic Press 2017.

[ix] Arig I.H. et al: Coevolution of tumor cell and their microenvironment: Niche constrution in cancer 111-119. . In: Beata Ujvari et al: Ecology and evolution of cancer Academic Press 2017.

[x] Randolph M. Nesse: Introduction Five evolutionary principles for understanding cancer xv-xx. In: Beata Ujvari et al: Ecology and evolution of cancer Academic Press 2017.

[xi] Aktipis C.A. et al: Cancer across the tree of life cooperation and cheating in multicellurarity Phil. Trans. R. Soc B. 2015. 370

[xii] Strassmann B.I.: The biology of menstruation in Homo sapiens total lifetime menses, fecundity and nonsyncchrony in natural fertility population Curr. Anthropol. 1997. 123-129.