Sokszínű élővilág rejtőzik köldökünkben

A szakértők csak mostanában kezdik el megérteni köldökünk mikrobiomját. Egy felnőtt ember bőrének felülete átlagosan 1,5-2 négyzetméter, tömege pedig a 10 kilogrammot is elérheti. Fizikai gátként szolgál a külvilág felé, és egyben maga is egy ökoszisztéma, mert megannyi mikroszkopikus élőlény találja meg rajta az életfeltételeit. A bőrflóra, más néven bőrmikrobiom, a bőrön élő mikrobiotára (mikroorganizmusok közösségeire) utal, sok közülük baktérium, melyből körülbelül 1000 faj található itt. Legtöbbjük a felhám felszíni rétegeiben és a szőrtüszők felső részében fordul elő. Az ezen baktériumok által kínált előnyök közé tartozik a kórokozó organizmusok bőrfelszínen való megtelepedésének megakadályozása, akár a tápanyagokért való versengés, akár az ellenük irányuló vegyi anyagok kiválasztása, akár a bőr immunrendszerének stimulálása révén.

Létezik egy olyan terület a bőrünkön – mint testünk legnagyobb szervén –, amely igazán izgalmas kutatási területnek bizonyul, ez pedig a köldökünk. Köldökünk egy életen át emlékeztet minket magzati életünkre: fejlődésünk első kilenc hónapjában ezen a ponton – a köldökzsinóron keresztül – kapcsolódunk össze édesanyánkkal. Minden ember bír ezzel a testrésszel, és más emlősöknek is van köldöke, bár az övék általában sima vagy lapos, gyakran csak egy vékony vonal, amit szőrzet takar.

Mi van a köldökünkben?

A környezeti feltételek – különösen a nedvesség – bőrünk különböző tájain jelentősen változhatnak, az alkarunk például sivatag a párás köldökünkhöz képest. Ennek megfelelően a különböző bőrélőhelyeken különböző baktériumfajokat találunk a kívánt környezeti feltételek alapján. A Staphylococcus és a Corynebacterium például a nedves élőhelyeket részesíti előnyben, ezért gyakran megtalálhatók a köldök területén.

A bőrt számos mirigy borítja, amelyek váladéka szintén alakítja a mikrobiális közösségét. A köldök zugaiban és barázdáiban három különböző mirigy választ ki olyan anyagokat, amelyek egyes baktériumokat táplálnak, másokat pedig aktívan elriasztanak. Az ekrin mirigyek verejtéket választanak ki, amely vízből, sóból, karbamidból, aminosavakból és kis peptidekből (aminosavláncokból) álló anyag. Egyes mikrobák ezekkel az aminosavakkal táplálkoznak, míg másokat taszítanak a kis peptidek. A szőrtüszőkhöz kapcsolódó faggyúmirigyek egy olajos anyagot, faggyút választanak ki, amely bevonja a szőrszálakat, és valójában megakadályozhatja egyes mikrobák növekedését. Az apokrin mirigyek tejszerű váladékot termelnek, amely úgy tűnik, hogy táplálja a baktériumokat.

Vajon mi minden található a köldökben?

Érdekes módon a köldök az egyik hozzánk legközelebbi élőhely, mégis viszonylag feltáratlan. 2011-ben egy tudóscsoport elindította a Köldök Biodiverzitási Projektet, hogy kiderítse a rejtélyt, a szakemberek az Észak- Karolinai Állami Egyetem (NC State) biológiai tanszékének és az Észak-Karolinai Természettudományi Múzeum Természettudományi Kutatóközpontjának (NRC) munkatársai. „Szeretnénk hozzájárulni ahhoz, hogy az emberek megértsék és értékeljék azokat a mikroszkopikus fajokat, amelyekkel mindennapi életünket megosztjuk” – mondja Dr. Holly Menninger entomológus, az Észak-Karolinai Állami Egyetem köztudományi igazgatója. A kutató szerint amikor testünk baktériumaira gondolunk, általában a betegségeket okozó rossz mikrobákra gondolunk. De a valóságban a bőrünkön lévő legtöbb organizmus az első védelmi vonalunk a kórokozókkal szemben.

Egy dzsungel odabent

A tanulmányban feltárták, hogy a köldök valóban a mikrobiális sokféleség dzsungele: a kísérlet kezdeti fáziságban a 60 alany köldökében több mint 2300 fajt észleltek. Ezek közül mindössze nyolc faj volt gyakori és nagy mennyiségben jelen a mintában szereplő egyéneknél (az emberek több mint 70%-ában), a fennmaradó fajok meglehetősen ritkák voltak, gyakran csak egyetlen köldökben jelentek meg. A 2300-nak több mint a fele új lehet a tudomány számára. A köldökök az esőerdőkre emlékeztettek – írta Dr. Rob Dunn, az NC State biológusa és a projekt vezetője egy blogbejegyzésben. „Jobban különböztek egymástól, mint amire számítottunk” – tette hozzá.

Egy kis laboratóriumi projektként indult a kutatás, amely gyorsan átalakult a világ első, testünk mikrobiális sokféleségét vizsgáló civil tudományos projektjévé. Több száz lelkes köldöknéző vett részt a tanulmányban, mintákat adományozva személyes rendezvényeken, amelyek közül sokat az Észak-Karolinai Természettudományi Múzeum szervezett. A nagy keresletre reagálva később Észak-Amerika-szerte megnyitották vizsgálatukat az emberek előtt, majd 2012-ben leállították a mintavételezést. Önkéntesek vettek részt a tanulmányban úgy, hogy egy steril pálcikát pörgetve gyűjtötték össze a mikrobáikat a köldökükben. Ezután a kutatók két minden egyes személy mintáját agaragar táptalajra szélesztették, és hagyták növekedni a mikrobákat néhány napig, így hozva létre egyedi mikrobiális „portrékat”.

Alap molekuláris biológiát alkalmaztak a köldökből gyűjtött mikrobák DNS-ének kinyerésére és szekvenálására. Kifejezetten a 16S rRNS gént vizsgálták, egy olyan gént, amely rendkívül változó a különböző mikrobatörzsek között. Ez egy molekuláris „ujjlenyomatot” biztosít, amelyet fajok megkülönböztetésére használnak. Speciális szoftver segítségével a mikrobiális szekvencia adatokat értelmes eredményekké alakították: fajok listájává (és relatív gyakoriságukkal) minden egyes köldökhöz társítva. Ezen adatok felhasználásával alapvető kérdéseket vizsgáltak meg a köldökben élő mikrobák sokféleségével kapcsolatban:

• Milyen fajok és hányan élnek a köldökben?
• Miért gyakoriak egyes fajok, és mások miért ritkák?
• Milyen tényezők határozzák meg az egyes köldökökben található mikrobák számát és faji összetételét?

Minden résztvevő köldökében körülbelül 67 különböző faj élt, mégsem volt egy sem, amely mindenkire jellemző lett volna. Olyan tényezőket vizsgáltak, mint az életkor, nem, etnikai hovatartozás, a befelé és kifelé forduló köldök közötti különbségek, valamint a mosakodás gyakorisága – de egyik tényező sem magyarázta meg az adott személyben talált baktériumok számának és faji összetételének különbségeit.

2012 novemberében a csapat publikálta első eredményeit egy „Egy dzsungel odabent: A köldökben található baktériumok nagyon változatosak, de előre jelezhetők” című cikkben. Hamarosan 600 mintával fognak rendelkezni Észak-Amerika minden tájáról származó emberektől. „Ezzel a változatossággal könnyen elkezdhetjük magyarázni az emberek közötti különbségeket a köldökük bensőséges erdői alapján” – írta Dunn. „Nem kell az Amazonas esőerdőjébe menni ahhoz, hogy megtapasztaljuk a biológiai sokféleséget. Ott van a hátsó udvarunkban, a pincénkben és még a köldökünkben is” – mondja Menninger. „Ez a biológiai sokféleség kritikus fontosságú ökoszisztémáink működése és egészsége szempontjából, legyen az a bőrünkön, az erdőinkben vagy a patakokban.” Annyit biztosan ki tudunk jelenteni, hogy nem vagyunk egyedül, hiszen folyamatosan rengeteg mikrobával osztjuk meg testünk felszínét. Minden ember élete és életkörülménye más, ebből következően a mikrobáink is eltérnek egymástól.

Forrás: National Geographic Magyarország