علاج رهاب الجراثيم: طبعة التحقق من الواقع

وفيما يلي مقتطف من الفصل 1 من الخوف من كوكب ميكروبي: كيف تجعلنا ثقافة السلامة الكارهة للجراثيم أقل أمانًا.

عندما تذهب أختي إلى غرفة فندق للمرة الأولى، تأخذ معها حاوية مناديل مطهرة، وتمسح كل سطح يمكن أن يكون قد لامس إنسانًا في الماضي القريب. إنها لا تفعل أي شيء آخر قبل أن يحدث هذا. لا الجلوس، لا التفريغ. لا شئ.

"لماذا تفعل ذلك؟" سألتها.

أجابت: "أنت لا تعرف أبدًا ماذا أو من كان هناك".

اعتقدت أن هذا ينطبق على أي مكان تذهب إليه، لكنني لم أضغط عليه أكثر في ذلك الوقت. أختي تعاني من رهاب الجراثيم، وكنت أعلم أنها لن تقتنع بأي شيء آخر قد يقوله شقيقها الصغير، حتى لو كنت باحثة في الأمراض المعدية. ولكن ربما سوف تفعل ذلك.

كارهي الجراثيم يعيشون في حالة إنكار

تعيش كائنات كارهة الجراثيم (التي يمكن تهجئتها أيضًا كارهة للجراثيم) في حالة إنكار لأن الميكروبات موجودة في كل مكان، ولا يمكن تجنبها. هناك ما يقدر بـ 6 × 10 ^ 30 خلية بكتيرية على الأرض في أي وقت. وبكل المقاييس، فإن هذه كمية هائلة من الكتلة الحيوية، تأتي في المرتبة الثانية بعد النباتات، وتتجاوز كتلة جميع الحيوانات بأكثر من 30 ضعفا. تشكل الميكروبات ما يصل إلى 90% من الكتلة الحيوية للمحيطات، مع 10^30 خلية، أي ما يعادل وزن 240 مليار فيل أفريقي. يحتوي الهواء الذي تتنفسه على كمية كبيرة من الجسيمات العضوية التي تشمل أكثر من 1,800 نوع من البكتيريا ومئات الأنواع من الفطريات المحمولة جواً على شكل جراثيم وشظايا واصلة. يمكن لبعض الميكروبات البقاء في الهواء لعدة أيام إلى أسابيع، عادةً عن طريق الركوب على الغبار أو جزيئات التربة. إن الكثافة الهائلة للهواء الذي نتنفسه تعني أننا نستنشق آلاف الجزيئات الميكروبية مقابل كل ساعة نقضيها في الخارج. لا يختلف الدخول كثيرًا، حيث يرتبط الهواء الداخلي عمومًا بالبيئة الخارجية المباشرة، مع وجود اختلافات بسبب التهوية والإشغال. يكاد يكون من المستحيل العثور على أي مكان، داخليًا أو خارجيًا، معقمًا تمامًا، على الرغم من أن بعض الأماكن أقذر من غيرها.

إذا كنت تعمل في قبو متعفن ومتضرر بالمياه دون جهاز تنفس وقائي، فإن إزالة الحوائط الجافة المتعفنة قد تعرضك لمئات الملايين من الجراثيم الفطرية المتطايرة بسهولة شديدة، مما يؤدي إلى تهيج الحلق والجيوب الأنفية والرئتين. الأوراق التي قمت بتجميعها في الخريف، تلك التي تجاهلتها لفترة حتى أصبحت فوضى رطبة بنية اللون حتى أصبح الطقس جافًا ودافئًا أخيرًا، يمكن أن تطلق سحابة من البكتيريا والفطريات عندما تقوم أخيرًا بالتمشيط أو النفخ. هم. وفي وقت لاحق، عندما كنت تسترخي في الأرجوحة الشبكية، ربما كنت تعاني من سعال بسيط. كانت تلك هي رئتيك تحاول التخلص من كل تلك الميكروبات التي أثارتها واستنشقتها. لكن ربما تكون قد تجاوزت الأمر. الرئتان جيدتان جدًا في التخلص من معظم الجزيئات، حتى تلك الحية.

في وقت سابق، في الصيف، عندما ذهبت للسباحة في بحيرة، كنت تتعرض لتريليونات الميكروبات في اللحظة التي تضرب فيها الماء. لقد ازدهرت البكتيريا والكائنات الحية الأخرى أحادية الخلية بالفعل في المياه الدافئة الغنية بالمغذيات إلى مستويات فلكية لموسم الصيف. حتى لو كنت تعتقد أنك أبقيت فمك مغلقًا، فإنك لم تبقيه خارجًا تمامًا. تقول: لا مشكلة، سأسبح في حمامات السباحة فحسب، وأتجنب كل تلك الجراثيم. ومع ذلك، فإن حمامات السباحة، على الرغم من احتوائها على مستويات مضادة للميكروبات من الكلور، قد لا تزال تحتوي على البراز سابقة بمعنى البِيْئَةلي و الزائفة الزنجارية. لا تجعلني أبدأ حتى في حمام سباحة الأطفال. هل تعتقد أن حفاضات السباحة تتوقف كثيرا؟ أم لا. يجد البراز والميكروبات التي تأتي معه طريقة.

كل تلك البكتيريا الموجودة في البحيرة والمسبح لا تعيش وتتكاثر بشكل طبيعي في الماء. نشأت كمية كبيرة منها في الحيوانات، بما في ذلك البشر. نحن نؤوي تريليونات من البكتيريا على جلدنا، وفي فمنا، وفي أحشاءنا. حمام السباحة لا يحتوي على ميكروبات لأن المعالجات الكيميائية لم تنجح، بل يحتوي على ميكروبات لأنه فيه أناس. نحن مصانع جرثومية حرفيا. إنه في كل مكان فينا وفي داخلنا وفي كل شيء نلمسه.

عندما كنت في الكلية، عقدت إحدى الجمعيات المحلية حملة ماراثونية لجمع التبرعات، حيث تمت رعاية المشاركين للجلوس في أحواض المياه الساخنة لأطول فترة ممكنة. البعض فعل ذلك لساعات. وفي الأيام القليلة التالية، أصيب الكثير منهم بطفح جلدي مثير للحكة وأحمر اللون مع ظهور بثور تحيط ببصيلات الشعر. ليس من المستغرب أن كل هذا الوقت في أحواض المياه الساخنة حولها إلى مزارع مرق بكتيرية كبيرة، تم تلقيحها من قبل رجال الأخوة وفتيات نادي نسائي على مقربة. الماء الساخن، حتى لو تمت معالجته كيميائيًا، لم يتمكن من كبح النمو إلى الأبد، ومن المحتمل أن تكون البكتيريا التي تستعمر الجلد وتسبب الطفح الجلدي. الزائفة الزنجارية، نما بشكل كبير. لم يكن هناك أي تلوث خارجي شرير. مصدر كل ذلك الزائفة، بلا شك، كان الناس أنفسهم.

البشر كمفاعلات حيوية ميكروبية

يتم استعمار أجسامنا من قبل العديد من الميكروبات لدرجة أن خلايانا (حوالي 10 تريليون إجمالاً) يفوق عددها عدد الكائنات الميكروبية لدينا بعامل عشرة (حوالي 100 تريليون إجمالاً). إن الكائنات الحية الدقيقة في أجسامنا متنوعة بشكل لا يصدق، مع وجود آلاف الأنواع من البكتيريا والفطريات التي تعبر بشكل جماعي عن 4.4 مليون جين، مقارنة بجينومنا الضئيل المكون من 21,000 جين. كما أشارت الكاتبة العلمية وعالمة البيئة ألانا كولين في كتابها التمهيدي الممتاز للميكروبات البشرية 10٪ إنسان، وراثيًا نحن لسنا بشرًا حتى بنسبة 10%، بل في الواقع أقرب إلى 0.5%.

متى وأين نحصل على كل تلك الميكروبات؟

بالنسبة لأي شخص شهد ولادة طبيعية، فمن الواضح أن الطفل لا يولد في بيئة نظيفة تمامًا. في البداية، يكون مهبل الأم مليئًا بالبكتيريا، ومعظمها من هذا الجنس اكتوباكيللوس. قد تتعرف الملبنة من النظر إلى قائمة مكونات منتجات الزبادي، لأنه غالبًا ما يكون مكونًا رئيسيًا. ولهذا السبب تطلب بعض القابلات المقرمشات من النساء الحوامل فرك الزبادي على مهبلهن إذا اعتقدن أنهن قد يصابن بعدوى الخميرة. إذن، يتعرض الأطفال لبكتيريا اللبن؟ لا حرج في ذلك! ولكن هذا ليس كل شيء. حدث شائع آخر - قد تتبرز النساء أثناء المخاض. بسبب الضغط الشديد في أسفل البطن والحوض، غالبًا ما تبدأ المرأة في المخاض بفقدان السيطرة ويمكنها أحيانًا دفع كل شيء إلى الخارج. ونتيجة لذلك، قد يتعرض الطفل لبكتيريا براز الأم بالإضافة إلى البكتيريا المهبلية. إذا لم يحدث هذا التعرض عند الولادة، فقد يحدث أيضًا لاحقًا في المستشفى أو المنزل، حيث يسهل استنشاق البكتيريا البرازية أو نقلها في الهواء أو استنشاقها أو ابتلاعها. وفي كلتا الحالتين، سيتم في نهاية المطاف استعمار كل طفل سليم E. كولاي, العصوانية, كلوستريديوم, العنقودياتو المكور العقدي الأنواع، على سبيل المثال لا الحصر. إذا كانت الأم ترضع رضاعة طبيعية، فسيتعرض الطفل أيضًا لمزيد من العصيات اللبنية والبيفيدوبكتريا.

بمجرد أن يبدأ الطفل في تناول الأطعمة الصلبة، ستتكيف الكائنات الحية الدقيقة في أمعائه مع المصادر الجديدة للألياف والسكريات والبروتين والدهون مع زيادة التنوع وميكروبيوم "يشبه البالغين". يكون الميكروبيوم البالغ أقل ديناميكية عند الرضيع في السنة الأولى من العمر، ولكن لا يزال من الممكن أن يتعطل الميكروبيوم البالغ بسبب التغيرات في النظام الغذائي، أو الصحة العامة، أو التعرض للمضادات الحيوية، أو العدوى. سأتناول المزيد من التفاصيل في الفصل الثاني حول كيف يمكن لهذه التغييرات أن تعطل الميكروبات وكيف يمكن ربطها بالمشاكل الصحية الحديثة. ولكن حتى مع هذه الاضطرابات، فإن الناس مملوءون بالميكروبات، ويتعرضون يوميًا لأعداد هائلة من الميكروبات الإضافية في المنزل أو المدرسة أو المكتب أو في أي مكان آخر على وجه الأرض.

المنزل هو المكان الذي توجد فيه الجراثيم

وعندما تم استخدام تقنية التسلسل أيضًا لتحديد التنوع الميكروبي في الهواء والغبار في المنازل والمكاتب، كانت النتائج مذهلة. يمكن أن تتواجد الميكروبات الداخلية على الأسطح أو في الهواء على شكل هباء حيوي. ليس من المستغرب أن المصدر الرئيسي للميكروبات الداخلية والهباء الجوي هو البيئة الخارجية المحلية. ومع ذلك، فإن الهباء الجوي يأتي أيضًا من الحيوانات والبشر، بسبب التنفس، أو تساقط خلايا الجلد، أو استخدام المرحاض. يمكن إعادة تعليق الجسيمات الموجودة على الأسطح في الهواء على شكل هباء حيوي عن طريق المشي أو التنظيف بالمكنسة الكهربائية أو حتى النوم، نظرًا لأن سريرك مليء بخلايا الجلد الميتة والفطريات والبكتيريا.

في أي منزل أو مبنى يسكنه البشر، تتوافر أنواع البكتيريا التي يستعمرها الإنسان بكثرة. في الواقع، من الممكن التنبؤ بما إذا كان المنزل يشغله في الغالب ذكور أم إناث من خلال ملفهم الميكروبي، حيث ارتبطت النسب المئوية الأعلى للذكور بوفرة أكبر في الكائنات الحية. الوتدية, ديرماباكترو الورد الوردي الأنواع، في حين ارتبطت الإناث بزيادة الملبنة صِنف. يمكن أيضًا تحديد ما إذا كان لدى العائلة قطة أو كلبًا من خلال تسلسل 16S rRNA. تجلب الكلاب تنوعًا أكبر في البكتيريا، حيث يوجد 56 نوعًا مختلفًا من البكتيريا مقارنة بـ 24 نوعًا من القطط. على الأقل، تنظف القطط نفسها بنفسها، وتقضي وقتًا أقل بكثير في شم مؤخرة بعضها البعض، لذلك ربما يفسر هذا الفرق.

والأمر الأكثر إثارة للإعجاب هو أنه مع إجراء تسلسل للميكروبات الحيوية لعدد أكبر من الأفراد، أصبح من الواضح أن كل فرد يمتلك مستعمرة فريدة من الميكروبات، فريدة مثل بصمة الإصبع. على الرغم من أنها أكثر أو أقل استقرارًا خلال مرحلة البلوغ، إلا أن هذه الميكروبات المتميزة يمكن تغييرها بعوامل مثل النظام الغذائي والعمر والهرمونات. علاوة على ذلك، فإن الأفراد المرتبطين وراثيًا والمتعايشين يميلون أيضًا إلى أن يكون لديهم تعايش ميكروبي أكثر تشابهًا. توصلت إحدى الدراسات إلى أنه عندما تغادر الأسرة المنزل، تبقى الميكروبات لديها لبضعة أيام، وتتناقص تدريجياً إلى مستويات لا يمكن اكتشافها. يمكن أن يستخدم علماء الطب الشرعي فقدان البصمة الميكروبية في المستقبل للمساعدة في إعادة إنشاء جدول زمني عندما يقوم المشتبه به بإخلاء منزله أو مخبأه.

ليس من المستغرب أن الحمام هو أفضل مكان في المنزل أو المبنى لمواجهة الميكروبات على الأسطح أو في الهواء. في الحمام، يمكن لشيء بسيط مثل تدفق مياه المرحاض أن يولد هباءً حيويًا يحتوي على مليارات البكتيريا، بعضها يظل محمولاً في الهواء لساعات، وهي فترة كافية للسفر إلى كل سطح قريب. يمكن أن يؤدي إغلاق الغطاء إلى تقليل انتشار البكتيريا، ولكن ليس بالقدر الذي تعتقده. حتى التنظيف المتكرر لا يمكنه القضاء تمامًا على توليد الهباء الحيوي المحمل بالبكتيريا البرازية. ونتيجة لذلك، عندما تدخل إلى الحمام، سوف تستنشق البكتيريا، وسيتم تغطية أي شيء تلمسه بها. هذا لا يبشر بالخير لفرشاة أسنانك. ومع ذلك، بطريقة ما، لا تزال على قيد الحياة.

بصرف النظر عن التعرض الميكروبي الذي نتعرض له من أمهاتنا وبيئتنا المباشرة أثناء الولادة وبعدها، فإن أبرز مصادر الميكروبات التي تستعمر أمعائنا يتم تحديدها من خلال الطعام الذي نتناوله. بالنسبة للأطفال حديثي الولادة الذين يرضعون رضاعة طبيعية، يكون حليب الثدي مصدرًا للبكتيريا وطعامًا ستحبه هذه البكتيريا. قد تنشأ بعض البكتيريا الموجودة في حليب الثدي من الأمعاء وتنتقل إلى الغدد الثديية عن طريق الخلايا المناعية المنتشرة، بالإضافة إلى الميكروبات التي تستعمر الجلد حول الهالة.

أيضًا، عندما يشرب الطفل الحليب مباشرة من الثدي، تنضم بعض البكتيريا الفموية أيضًا إلى الميكروبات المرتبطة بالحليب في رحلتها إلى الأمعاء. يتم تحديد أنواع البكتيريا المنقولة بهذه الطريقة من خلال النظام الغذائي للأم وطريقة التغذية (على سبيل المثال، إما مباشرة من خلال الثدي أو بشكل غير مباشر من خلال الضخ). يتغير الميكروبيوم عند الرضع عند إدخال الأطعمة الصلبة، حتى يبدأ في التشابه مع الميكروبيوم البالغ بشكل أو بآخر عند عمر عامين ونصف. أظهرت نتائج العديد من الدراسات أن مراحل الحياة المبكرة هي الأكثر أهمية لتطور الميكروبيومات البالغة.

ساعتان وخمس ثوان إلى هلاك الجهاز الهضمي

نعلم جميعًا أشخاصًا مهووسين بفكرة الحفاظ على طعامهم "نظيفًا". أصبح التخلص من أي طعام يبقى على الطاولة لفترة أطول من الوقت الذي يستغرقه تناول الوجبة أو أي شيء يقع على الأرض من الممارسات الشائعة في العالم الأول. هناك عدد قليل من الاستدلالات أو القواعد المختصرة التي أصبحت شائعة نتيجة لذلك، مثل "قاعدة الساعتين" لترك الطعام، و "قاعدة الخمس ثوان" لتناول الطعام الذي لامس الأرض. في رأيي، فإن قاعدة الخمس ثوانٍ هي الأكثر فائدة لمساعدة الآباء على الشعور بقدر أقل من الذنب عندما يقوم أطفالهم الصغار بإلقاء طعام جيد تمامًا من كراسيهم العالية على الأرض. طفلي لا يهتم بنظافة الطعام، فلماذا أفعل ذلك؟ وينطبق الشيء نفسه على قاعدة الساعتين - في بعض الأحيان ننشغل وننسى أن الفلفل الحار كان على الموقد البارد طوال المساء. هل هذا يعني أنه لا يزال من المقبول إذا قمنا بتسخينه مرة أخرى؟ كيف عاش أي شخص قبل التبريد؟

إذا كنت عالمًا في مجال سلامة الأغذية أو عالمًا في الأحياء الدقيقة، فإن مهمتك هي تحديد المخاطر المحتملة في تخزين الطعام وإعداده والتي قد تؤدي إلى التلوث والمرض. هذا في الغالب مخصص لإنتاج وتحضير الأغذية الصناعية والتجارية. يتضح من أي شخص يتفقد المطاعم أن إجراءاتها كثيرة ومتنوعة وبعضها أفضل من غيرها. ذات مرة أخبرني مفتش محلي عن المطاعم التي تتجنبها (لكن هذا لم يمنعني، لأنني أحب أحد الأماكن كثيرًا). في حالتها، وفي حالة علماء الأحياء الدقيقة الغذائية، حتى احتمال التلوث يمثل مشكلة. ما يثير القلق بشكل أقل بكثير هو الخطر النسبي، وهو احتمال أن تؤدي ممارسات معينة إلى التلوث والمرض. لذلك، حتى أدنى خطر يمكن اعتباره انتهاكًا. وبعبارة أخرى، حتى أدنى خطر من أن يبدو المفتشون وكأنهم لا يقومون بعملهم يمكن أن يمثل مشكلة بالنسبة لهم.

على مر السنين، أصبح هذا التفكير الخالي من المخاطر فيما يتعلق بإعداد الطعام وتخزينه موجودًا في المنزل. قاعدة الساعتين هي مثال جيد. معظم الناس لن ينتظروا كل هذا الوقت حتى يتخلصوا من الطعام. ومع ذلك، فإن الكثير من القلق بشأن نمو مسببات الأمراض في الأغذية المتروكة لمدة ساعتين هو نتيجة لبعض الافتراضات الرئيسية. يتضمن ذلك افتراضات مفادها أنك تبدأ بمستعمرة قابلة للحياة مكونة من واحد أو أكثر من الميكروبات المسببة للأمراض، وأن الطعام يحتوي على كميات منخفضة من الملح والمواد الحافظة، ودرجة حموضة محايدة، وأنه موجود في درجات حرارة مثالية أعلى من 80 درجة فهرنهايت (~ 27 درجة مئوية). . الحالة الكلاسيكية للتسمم الغذائي المستخدمة في دروس علم الأحياء المجهرية هي قيام الجدة بإعداد سلطة البطاطس للنزهة الصيفية، باستخدام يديها لخلطها وبالتالي تطعيمها بمستعمرات الجلد المكورات العنقودية الذهبية. ثم يجلس على طاولة النزهة طوال فترة ما بعد الظهر (لفترة أطول من ساعتين)، وبام، يصاب الجميع بالتسمم الغذائي. هذه بالتأكيد طريقة جيدة لزيادة فرص تفشي المرض في الأسرة، لكن هذه هي العاصفة المثالية، وكان لا بد من حدوث الكثير من الأشياء في هذا السيناريو من أجل إصابة الجميع بالمرض.

يمكن أن يمثل التلوث المتبادل مشكلة، خاصة إذا كنت تحضر شيئًا سيتم تناوله نيئًا في نفس المكان الذي قمت فيه بتقطيع الدجاج للتو. حتى النظافة مع الدجاج لها حدودها - يحذر مركز السيطرة على الأمراض من غسله قبل طهيه، خشية أن تتشكل مجموعة من القطرات المحملة بالبكتيريا حول حوضك. في الواقع، معظم الأطعمة المطبوخة بشكل معقول آمنة جدًا، وأربع ساعات هي فترة زمنية معقولة لترك معظم الأطعمة في درجة حرارة الغرفة. كما هو الحال مع كل شيء، عادة ما يكون الناس بخير إذا استخدموا الحس السليم وقاموا بتنظيف الفوضى التي يحدثونها في المطبخ.

يعمل المنطق السليم أيضًا على تقييم القاعدة الخمس الثانية. تنص القاعدة الخمس الثانية على أنه إذا التقطت الطعام قبل خمس ثوانٍ على الأرض، فلا بأس أن تأكله. لقد أخذت بعض الدراسات والتقارير الإعلامية هذا الأمر على محمل الجد للإشارة إلى أن البكتيريا تلتصق بالفعل بطعامك بغض النظر عن طوله على الأرض. ولكن ما مدى فائدة ذلك؟ سوف تأكل البكتيريا عندما يلامس طعامك أي شيء يتلامس مع سطح غير معقم. والأهم من ذلك، ما هي احتمالات أن تكون البكتيريا الموجودة في تلك القطعة من الطعام سلالة ممرضة من البكتيريا أو الفيروسات أو تقدم جرعة كافية للتسبب في المرض؟

كما ذكرت سابقًا، فإن الميكروبات الموجودة في البيئة الداخلية تحاكي بشكل أو بآخر تلك الموجودة في البيئة الخارجية بالإضافة إلى الميكروبات الموجودة في سكانها، لذا فمن المحتمل أنك تبتلع بالفعل أو تستنشق الكثير من تلك البكتيريا. بالتأكيد، إذا كنت تستخدم قطعة الطعام التي سقطت على الأرض لتحضير سلطة البطاطس، ثم تركتها بالخارج في درجة حرارة تصل إلى 100 درجة طوال اليوم، فقد لا تكون هذه هي الفكرة الأفضل. أو، إذا قمت بتقطيع الدجاج في اليوم السابق، ورفضت تنظيف جميع العصائر التي سقطت على الأرض، فقد تحصل على جرعة أكبر من العطيفة الصائمية or التهاب الأمعاء بالسالمونيلا مما سيكون جسمك مرتاحًا معه. بخلاف ذلك، فإن احتمالات موتك أو حتى إصابتك بالمرض نتيجة تناول الطعام الذي سقط على الأرض تكون بعيدة جدًا. ليس الصفر، ولكنه أقرب إليه مما يعتقده معظم الناس. فقط لا تخبر أحداً أنني أخبرتك، ولا تدع أحداً يراك تفعل ذلك.

نظرية الجراثيم السيئة

إن مفهوم الميكروبيوم "الصحي" كان موجودًا منذ بضعة عقود فقط، لكن مفهوم "الجرثومة القاتلة التي تريد قتلنا" كان موجودًا منذ فترة أطول بكثير. ونتيجة لهذا الخلل التاريخي، ما زلنا نقضي الكثير من الوقت في دراسة الميكروبات المسببة للأمراض، ووقتًا أقل في دراسة الكيفية التي يمكن بها لبيئتنا الميكروبية الطبيعية أن تمنع الحشرات المسببة للمشاكل. كما ناقشت سابقًا، فإن التكنولوجيا التي يستخدمها العلماء لدراسة البيئة الميكروبية جديدة إلى حد ما. وفي المقابل، فإن القدرة على عزل وزراعة كائن حي دقيق مسبب للمرض كانت موجودة منذ أكثر من قرن من الزمان.

كان على مفهوم المرض الذي تسببه الكائنات الحية الدقيقة، والمعروف باسم نظرية الجراثيم، التغلب على العديد من النظريات المتنافسة الأخرى. وكانت بعض النظريات الأكثر شعبية هي نظريات المستنقع والقذارة. وأوضحت نظرية المياسما أن الأمراض تنجم عن الغازات الضارة الموجودة في الغلاف الجوي، والتي تنطلق عن طريق تعفن المواد العضوية. ركزت نظرية القذارة المشابهة جدًا على تلوث الماء والهواء بالفضلات البشرية. وعلى الرغم من أن هذه تبدو بدائية وفقًا للمعايير الحديثة، إلا أنها كانت مدعومة من قبل العديد من العلماء السائدين، حتى حتى ثلاثينيات القرن العشرين. وحتى بعض المصطلحات التي نستخدمها اليوم لها أصول في هذه النظريات، مثل الملاريا، والتي تعني في الأساس "الهواء الفاسد".

لم يكن حتى أواخر 19^th القرن الذي قدم فيه روبرت كوخ معاييره، المعروفة الآن باسم مسلمات كوخلإثبات أن المرض ينجم عن كائن حي دقيق محدد قابل للتصفية. مثل معظم التطورات العلمية، لم يطور كوخ هذه الأفكار من الصفر. وكان آخرون يفكرون على نفس المنوال. لكنه نجح حيث فشل الآخرون بشرحه الواضح لكيفية إعادة إنتاج عمله وتطبيقه على العديد من الأمراض المعدية المختلفة. تنص افتراضات كوخ على أنه يجب أن تكون قادرًا على عزل كائن حي من فرد مصاب، وتنميته في مزرعة، وإعادة إدخاله إلى حيوان سليم، وإعادة عزل الميكروب وتحديده باعتباره مطابقًا للعامل المعزول والمشتبه به في الأصل. لقد قام بتشكيل هذه الافتراضات بناءً على عمله مع الجمرة الخبيثة، وقام أيضًا بتوليد البيانات الداعمة لمرض السل والكوليرا.

على الرغم من أن العمل الذي قام به كوخ وآخرون في عزل البكتيريا المسببة للأمراض أدى إلى انفجار في التعرف على الجراثيم القاتلة، إلا أن العوامل المسببة للأمراض الأخرى مثل الفيروسات ظلت مخفية وغير معروفة. لقد كانت صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالمجاهر الضوئية، ولا يمكن زراعتها في المزرعة دون إصابة الخلايا المضيفة. يمكن للمرء أن يتخيل إحباط العلماء عندما لاحظوا أمراضًا كانت معدية بشكل واضح، لكنهم لم يتمكنوا من عزل الكائن المسبب. وخير مثال على ذلك هو الأنفلونزا الإسبانية عام 1918. كان العديد من الباحثين حريصين على تطبيق مسلمات كوخ لاكتشاف العامل المعدي من رئتي مرضى الأنفلونزا. ومما يزيد الأمور تعقيدًا أن مرضى الأنفلونزا الذين يعانون من مرض شديد غالبًا ما يصابون بالالتهاب الرئوي بسبب الالتهابات البكتيرية الثانوية. ونتيجة لذلك، كان يُعتقد في البداية أن هذه الكائنات هي كائنات مسببة للأنفلونزا. والأهم من ذلك، أنه لا يمكن دائمًا عزل نفس الميكروب من رئتي مرضى الأنفلونزا. وكانت النتيجة فوضى عارمة من الأدلة المتضاربة، وبحلول الوقت الذي تم فيه تحديد الفيروس باعتباره العامل المسبب للأنفلونزا، كان الوباء قد انتهى منذ فترة طويلة. سأتحدث أكثر عن الأنفلونزا والفيروسات الأخرى في الفصل الثالث.

وبمجرد أن فهم الباحثون النظرية الجرثومية للمرض، تمكنوا من عزل العديد من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض وإعادة إدخالها إلى حيوانات التجارب. ولكن الشيء الوحيد الذي حدث هو أن الحيوانات تميل إلى مقاومة المزيد من التحديات، وذلك بسبب الاستجابة المناعية النشطة. وباستخدام حيوانات التجارب، يمكن دراسة آليات المناعة المكتسبة وتطبيقها لتحسين رعاية المرضى من خلال تطوير الأمصال المضادة واللقاحات التي تحمي الناس من العدوى أو الإصابة مرة أخرى. وهذا يقودني إلى موضوعي المفضل!

علم المناعة 101

لقد خرجت من أول فصل دراسي في علم المناعة في المرحلة الجامعية عام 1994 وأنا متأكد من أنني سأصبح اختصاصيًا في علم المناعة. كان ذلك منذ أكثر من خمسة وعشرين عامًا، ومنذ ذلك الوقت قمت بتقديم جهاز المناعة للعديد من الآخرين كمعلم ومرشد. الطريقة التي اتبعتها في كثير من الأحيان، باستخدام مثال كلاسيكي، تسير على النحو التالي: يبدأ السيناريو عندما يدوس شخص ما على مسمار. وطأت زوجتي على مسمار سجادة بارز في عام 2009 عندما كنا نقيم في فندق أقل من مثالي بينما كنا في زيارة مع والدها في الصين. ولم تكن سعيدة بذلك لأنها كانت قلقة من أن المسمار قد أدخل البكتيريا كلوستريديوم تتاني في الأنسجة الرخوة لقدمها. إذا حدث ذلك، ونجت البكتيريا لتتكاثر إلى مستويات كافية، فإنها ستنتج سمًا سيئًا يعزز النشاط العصبي العضلي يسمى سم الكزاز والذي من شأنه أن يسبب تقلصات عضلية لا يمكن السيطرة عليها، والتي تظهر في أغلب الأحيان على أنها تشنج الفك.

كوني طبيبة مناعة، سألتها شيئًا مثل: "لكنك حصلت على التطعيم، أليس كذلك؟ لقد كنت في فيلق السلام. إنهم يقومون بتطعيمك على كل شيء”. واعترفت بأن ذلك صحيح. "ثم لا تقلق بشأن ذلك. ستكونين بخير." قلت بثقة.

يمكن أن أكون واثقًا لأنني فهمت مفهوم الذاكرة المناعية. الجهاز المناعي قادر على تنشيط الخلايا الخاصة بكل مسبب مرضي يمكن تصوره، وبمجرد إزالة العدوى، تظل بعض هذه الخلايا كخلايا ذاكرة، وهي خلايا يتم تنشيطها بسرعة وسهولة أكبر بكثير عند الإصابة مرة أخرى بنفس المرض أو بما شابه. حشرة. هذا هو المبدأ الأساسي وراء التطعيم – فنحن نحاول خداع جهاز المناعة وجعله يعتقد أن الجسم قد أصيب بالعدوى باستخدام أجزاء من مسببات الأمراض أو مسببات الأمراض الضعيفة لتحفيز نفس التفاعل وتطوير خلايا ذاكرة معينة، دون التعرض لخطر الإصابة بعدوى أولية خطيرة.

إذا لم تمنع الاستجابة الالتهابية المبكرة الإصابة بالعدوى، فإن الخلايا المناعية الموجودة في الأنسجة القريبة والتي تسمى البلاعم ستشعر بالمشكلة. تتدلى هذه الخلايا في أنسجتنا في انتظار إشارة الخطر من مواجهة البكتيريا مثل ج. الكزاز. بمجرد تنشيطها، تصبح الخلايا البلعمية ماهرة جدًا في البلعمة (أي ابتلاع الجراثيم وتحللها في فقاعات داخل الخلايا تسمى البلعمات)، وتكون قادرة على قتل العديد من الميكروبات الغازية وإزالة الخلايا المضيفة التي تموت نتيجة للعدوى.

في بعض الحالات، لن تكون الاستجابة المناعية المبكرة كافية للتخلص من الكمية الصغيرة ولكن المهمة من الجسم ج. الكزاز أو السم الذي يصنعه بعد أن يدوس الشخص على ظفر. وذلك عندما تبدأ الاستجابة المناعية التكيفية. ويبدأ هذا بعد حوالي 4 أيام من الإصابة ويصل إلى ذروته في حوالي 10 أيام. تبدأ الاستجابة التكيفية عندما يتم تنشيط الخلايا المقيمة في الأنسجة والتي تسمى الخلايا الجذعية (DC) بنفس الإشارات التي تنشط الخلايا المناعية الفطرية الأخرى. مثل البلاعم، تقوم الخلايا البلعمية بالبلعمة وتقسيم مسببات الأمراض إلى الأجزاء المكونة لها. ومع ذلك، بمجرد تنشيطها، فإنها تترك الأنسجة المصابة وتهاجر إلى العقدة الليمفاوية، حيث تتفاعل مباشرة مع الخلايا المناعية التكيفية التي تسمى الخلايا التائية.

وبما أن الخلايا التائية شديدة التنوع، فلا يتم تنشيط سوى عدد قليل منها خلال أي عدوى معينة، وتنقسم تلك الخلايا المنشَّطة بشكل محموم لتنتج الملايين من الحيوانات المستنسخة، وتنقسم كل 4-6 ساعات. يفعلون ذلك لعدة أيام من أجل توليد أعداد كبيرة من الخلايا المتطابقة (ولهذا السبب تستغرق الاستجابة المناعية التكيفية وقتًا طويلاً لتبدأ). العديد من الخلايا التائية التي يتم تنشيطها بهذه الطريقة تترك العقدة الليمفاوية وتهاجر إلى موقع العدوى، متتبعة الإشارات الكيميائية تمامًا مثل الخلايا المناعية الأخرى.

وفي الوقت نفسه، تتفاعل بعض الخلايا التائية مع خلايا أخرى في العقدة الليمفاوية تسمى الخلايا البائية. تأتي الخلايا البائية من النخاع العظمي ويمكنها التعرف على أجزاء من البروتينات الموجودة خارج الجسم من خلال وجود مستقبلات على سطحها. تفرز الخلايا البائية شكلًا قابلاً للذوبان أو مستقبلها السطحي الذي نسميه الأجسام المضادة. تربط الأجسام المضادة مسببات الأمراض أو البروتينات وتعزز قتلها وامتصاصها وتحللها بواسطة البلاعم. إذا تعرفت الخلية التائية على نفس الجزء من العامل الممرض، أو "المستضد"، فإن الخلية التائية توفر "المساعدة" للخلية البائية حتى تتمكن الخلية البائية من صنع أجسام مضادة أقوى. يمكن للخلايا التائية الأخرى أن تقتل الخلايا المصابة، مما يمنع انتشار العدوى. من خلال هذه العمليات، تولد الاستجابة المناعية التكيفية استجابة خاصة بمسببات الأمراض تكون أكثر استهدافًا وأقل ضررًا وأكثر تنظيمًا من الاستجابة الالتهابية الفطرية المبكرة.

في نهاية المطاف، عندما تتم إزالة الميكروبات الغازية والسموم التي تنتجها من خلال الاستجابة المناعية التكيفية، تتوقف الخلايا المناعية في موقع العدوى عن تلقي إشارات التنشيط وتبدأ في تلقي إشارات "التوقف والكف". تموت معظم هذه الخلايا ويتم التقاطها وتحللها بواسطة الخلايا البلعمية التي تنظف الفوضى. في نهاية المطاف، تشفى الأنسجة، ويتم استبدال الجلد الميت وخلايا العضلات، وتعود الأمور إلى طبيعتها.

ولكن هذا ليس كل ما يحدث. في العقد الليمفاوية والطحال، تصبح بعض الخلايا التائية المنشطة خلايا ذاكرة. يمكن تنشيط خلايا الذاكرة والانقسام بسرعة أكبر إذا رأت نفس المستضد مرة أخرى. وبهذه الطريقة، لدينا ذكرى لكل عدوى أصابتنا طوال حياتنا. وبما أن اللقاحات تحاكي هذه الاستجابة؛ لدينا أيضًا ذاكرة لكل تطعيم تلقيناه على الإطلاق. في بعض الأحيان تتضاءل هذه الذاكرة قليلاً، ونحتاج إلى الحصول على جرعة أخرى، وإلا سنصبح عرضة للإصابة بعدوى خفيفة، ولكن المساعدة التي نحصل عليها من خلايا الذاكرة أثناء الإصابة مرة أخرى أو من التطعيم المعزز أفضل من البدء من الصفر . وهذه هي الطريقة التي يبقينا بها جهاز المناعة على قيد الحياة في عالم مليء بالبكتيريا والفطريات والفيروسات القاتلة.

إذا كان الجهاز المناعي جيدًا جدًا في مهاجمة البكتيريا والفطريات والفيروسات، فلماذا لا يهاجم دائمًا الأعداد السخيفة من الميكروبات التي تعيش حولنا وعلينا وداخلنا؟ لماذا لا ينفجر نظام المناعة لدينا من جميع إشارات الكشف عن الميكروبات في الجلد والرئتين والفم والأمعاء؟

وهو لا يفعل ذلك لأن جهاز المناعة لديه أيضًا خاصية تسمى التسامح المناعي، حيث يتم قمع آليات المناعة لتجنب الأضرار الجانبية غير الضرورية. لا يمتد التحمل المناعي إلى البروتينات الذاتية لدينا فحسب، بل يمتد أيضًا إلى بيئتنا الميكروبية غير المهددة. الأنسجة التي تتعرض للميكروبات بشكل مستمر، كما هو الحال في أمعائنا، محملة بالخلايا المحفزة للتسامح (تسمى الخلايا التنظيمية T) التي تساعد الجهاز المناعي على فحص نفسه ومنع أمراض المناعة الذاتية.

لكن في بعض الأحيان لا يتحمل الجهاز المناعي ما ينبغي أن يكون عليه، ويصاب الأشخاص بأمراض المناعة الذاتية، أو الحساسية، أو تكون لديهم استجابة غير مناسبة للعدوى. ومن المثير للاهتمام أن حدوث هذه الحالات يتزايد في كل مكان في العالم المتقدم، لأنه على الرغم من كوننا محاطين بالميكروبات، فإننا في الواقع نتحسن في كوننا "نظيفين" أكثر مما نتصور.