Mikrobiom układu oddechowego

Na codzień nie zdajemy sobie sprawy z tego jak wiele symbiotycznych organizmów każdy z nas nosi w swoim ciele. Większość z nich zasiedla przewód pokarmowy, skórę i błony śluzowe skóry oraz układu moczowo-płciowego. Co szokujące, pod względem ilości jest ich podobna ilość co naszych własnych komórek somatycznych! Drobnoustroje te ważą 1-3% całkowitej masy ciała.

Wiemy, że drobnoustroje te tworzą bardzo złożony ekosystem, który wpływa na homeostazę i stan zdrowia naszego organizmu, w tym w szczególności naszą odporność. Chociaż wiedza o bakteriach zasiedlających nasze ciała nie jest nowa, to dopiero w 2007 National Insitute of Health, rozpoczął program Human Microbiome Project (HMP, który miał na celu opracowanie pełnej charakterystyki ludzkiego mikrobiomu i opisanie jego roli w organizmie. Pominięto jednak w tych badaniach zupełnie układ oddechowy.

Mikrobiologią układu oddechowego zajęto się dopiero w 2011 roku za sprawą podobnego projektu Narodowego Instytutu Serca, Płuc i Krwi (NHLBI). Co ciekawe to wcześniej sądzono, że dolne drogi oddechowe są w warunkach fizjologicznych zupełnie jałowe. Wnikało to z tego, że nie potrafiono prawidłowo pobrać materiału i potem odpowiednio go namnożyć w warunkach laboratoryjnych. Badania nie tylko potwierdziło obecność drobnoustrojów w oskrzelach i płucach ale także wykazano, że ich flora jest zupełnie inna jak górnych dróg oddechowych i zmienia się ona wraz z chorobami takimi jak astma czy przewlekła obturacyjna choroba płuc.

Zacznijmy może od tego co wpływa na rozwój mikrobiomu w drogach oddechowych. Na pewno wpływ mają na niego warunki odżywcze, temperaturowe i skład otaczającego gazu (ilośc tlenu). Ogromne znaczenie mają czynniki środowiskowe ponieważ każdego dnia wdychamy ponad 8 tysięcy litrów powietrza, a wraz z nim nawet 8 milionów komórek bakteryjnych. Proszę sobie wyobrazić jak złożony jest system odpornościowy dla tego układu. Tym bardziej, że śluzówka płuc jest wystawiona na bezpośrednie działanie baterii i nie ma tu barier fizycznych np. w postaci kwasu żołądkowego.

Oczyszczanie płuc następuje poprzez mechanizm śluzowo-rzęskowy i odruch kaszlu oraz w wyniku mechanizmu odporności wrodzonej i nabytej. Powierzchnia płuc pokryta jest bakteriostatycznym, bogatym w lipidy surfaktantem. To wszystko sprawia, że w fizjologicznych warunkach płuca nie są sprzyjającym środowiskiem dla rozwoju bakterii. Głównym elementem kształtującym nasz mikrobiom płucny jest więc bilans migracji mikroorganizmów.

Ponieważ przepływ powietrza i śluzu wraz z zawiesiną mikroorganizmów jest w płucach dość swobodny i dwukierunkowy, skład flory jest dość dynamiczny. Co ciekawe obserwujemy też dużą zmienność jeżeli chodzi o poszczególne regiony dróg oddechowych. Zupełnie inną florę mamy w ustach, jamie nosowej, oskrzelach czy płucach. Co więcej nawet różne rejony płuc są preferowane przez konkretne bakterię i tak dla przykładu Haemophilus najłatwiej znaleźć w lewym, górnym płacie. W płucach powszechne są także między innymi bakterie z rodzin P domonas spp., Streptococcus spp., Prevotella spp..

Oczywiście mikrobiom to nie tylko bakterie, w popłuczynach znajdziemy także grzyby (m.in. Aspergillus, Candida, Cladosporium oraz wirusy. Co ciekawe to kolejne badania potwierdzają, że wpływ zarówno grzybów jak i wirusów na homeostazę jest dużo większy niż nam się do tej pory wydawało i są one jednym z ważnych elementów ochronnym przeciwko szkodliwym bakteriom (makrofagi). Tak na prawdę dopiero uczymy się jak działa ten niezmiernie skomplikowany układ.

Pierwsze obserwacje na temat wpływu mikroflory układu oddechowego dotyczyły zwiększenia zachorowalności na astmę i alergie u osób, które były zbyt często leczone antybiotykami jako dzieci… ale również takie, które były wychowywane w zbyt sterylnym środowisku. Szczególnie astma wydaje się nam być dzisiaj blisko powiązana ze zmianą składu flory bakteryjnej w płucach. Zmienia się ona także w dużym stopniu w przypadku pacjentów chorych na POChP. Mikrobiom płucny ma także fundamentalne znaczenie w przypadku chorych na mukowiscydozę, ponieważ patologiczna flora nie tylko nasila objawy choroby ale także zwiększa śmiertelność.

Pojawiają się już pierwsze, bardzo obiecujące eksperymenty medyczne mające na celu rekolonizację układu oddechowego przez "dobre" mikroorganizmy. Wyniki są dość spektakularne i dzięki nim udało się m.in. znacząco ograniczyć astmę. Być może doczekamy się wkrótce wziewnych leków z probiotykami dla płuc? Wydaje się, że taka terapia powinna być dla nas równie naturalna jak przyjmowanie probiotyków doustne, po każdym leczeniu antybiotykami. Może się okazać także zbawieniem dla osób chorych np. na wspomnianą mukowiscydozę.

A co z bezdechem sennym? Czy on także powoduje zmiany w mikrobiomie?

Z całą pewnością tak, ponieważ jak już wiemy obturacja ma duży wpływ na ilość tleny w pęcherzykach płucnych i tym samym ma również wpływ na warunki bytowania bakterii. Nie ma na ten temat jednak jeszcze opublikowanych interesujących badań, poza jednym, w którym wykazano charakterystyczną zmianę flory bakteryjnej w jamie nosowej u osób cierpiących na bezdech senny. Być może w przyszłości będzie to jedna z metod wykorzystywana do wczesnej diagnostyki bezdechu.

Bez wątpienia terapia CPAP będzie miała pozytywny wpływ na jakość mikroflory w całym układzie oddechowym, ponieważ przywraca mu prawidłową funkcję i poprawia ekspozycję tkanek na tlen. Dodatkowo korzystnie wpływać będzie wymuszone oddychanie nosem (przy masce nosowej), powietrzem które jest wcześniej dobrze nawilżone i wstępnie ogrzane. Zdecydowana większość osób korzystających z CPAP przestaje chorować na infekcje górnych dróg oddechowych, a nawet jeżeli takowe się zdarzą, to ich przebieg jest zazwyczaj dużo łagodniejszy.

Tak więc mój apel do was jest taki, żebyście dbali o swoje "życie wewnętrzne", bo dobra symbioza z mikroorganizmami w naszych płucach jest niezbędna dla prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego i może zapobiegać zarówno infekcjom jak i przewlekłym chorobom płuc.

W jaki sposób dbać o mikroflorę układu oddechowego?

1. Jak to tylko możliwe starajmy się oddychać nosem. On stanowi pierwszą, naturalną ochronę przed patogenami, a dodatkowo nawilża i ogrzewa powietrze, chroniąc delikatną śluzówkę naszych płuc.
2. Dbajmy o jakość powietrza którym oddychamy. Korzystając z CPAP zawsze używajmy nawilżacza i nie oszczędzajmy na dobrych filtrach.
3. W okresie wzmożonej ilości zachorowań unikajmy dużych skupisk ludzkich takich jak galerie handlowe czy kościoły.
4. Unikajmy palenia papierosów! 
5. Nie nadużywajmy antybiotyków. Nie stosujmy antybiotyków o szerokim spektrum działania, o ile takowe nie są na prawdę potrzebne. Pamiętajcie o tym, że te "dobre" bakterie zazwyczaj są mniej odporne na antybiotyki niż patogeny. Dotyczy to także (a może przede wszystkim) antybiotyków w formie wziewnej.
6. W przypadku infekcji górnych dróg oddechowych ostrożnie z lekami przeciwkaszlowymi. Kaszel to naturalny odruch oczyszczania płuc i zazwyczaj lepiej jest (szczególnie w pierwszej fazie infekcji) zastosować lek wykrztuśny.
7. Gdy jesteś po chorobie infekcyjnej zawsze dezynfekuj swój sprzęt CPAP aby nie dopuścić do wtórnego zakażenia. Przeczytaj o tym tutaj. 

Źródła:
1. MIKROBIOM UKŁADU ODDECHOWEGO W WARUNKACH FIZJOLOGICZNYCH I PATOLOGICZNYCH Magdalena Malinowska, Beata Tokarz-Deptuła, Wiesław Deptuła
2. Severe obstructive sleep apnea is associated with alterations in the nasal microbiome and increase in inflammation Wu BG, Sulaiman I, Wang J, et al. 
3. Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body Ron Sender, Shai Fuchs, Ron Milo