Tiba ya Germophobia: Toleo la Kukagua Ukweli

Ifuatayo ni dondoo kutoka Sura ya 1 ya Hofu ya Sayari ya Microbial: Jinsi Utamaduni wa Usalama wa Germophobic Unatufanya Tusiwe Salama.

Dada yangu anapoingia kwenye chumba cha hoteli kwa mara ya kwanza, huchukua kontena la vifutio vya kuua vijidudu pamoja naye, na kufuta kila sehemu ambayo ingeweza kuguswa na mwanadamu katika siku za hivi majuzi. Yeye hafanyi kitu kingine chochote kabla haya hayajatokea. Hakuna kukaa chini, hakuna kufungua. Hakuna kitu.

“Kwa nini unafanya hivyo?” Nilimuuliza.

"Huwezi kujua nini au ni nani amekuwa huko," akajibu.

Hiyo ni kweli kwa popote unapoenda, nilifikiri, lakini sikuibonyeza zaidi wakati huo. Dada yangu ni germophobe, na nilijua hatasadikishwa na jambo lingine lolote ambalo kaka yake mdogo angeweza kusema, hata kama ningekuwa mtafiti wa magonjwa ya kuambukiza. Lakini labda utafanya.

Germophobes Wanaishi kwa Kukataa

Germophobes (ambazo pia zinaweza kuandikwa germaphobes) wanaishi kwa kukataa kwa sababu vijidudu viko kila mahali, na haziwezi kuepukika. Kuna wastani wa 6×10^30 seli za bakteria duniani kwa wakati wowote. Kwa kiwango chochote, hii ni kiasi kikubwa cha majani, ya pili kwa mimea, na kuzidi ya wanyama wote kwa zaidi ya mara 30. Vijiumbe vidogo hufanya hadi asilimia 90 ya biomasi ya bahari, yenye seli 10^30, sawa na uzito wa tembo bilioni 240 wa Afrika. Hewa yenyewe unayopumua ina kiasi kikubwa cha chembe hai ambacho kinajumuisha zaidi ya spishi 1,800 za bakteria na mamia ya spishi za kuvu wanaopeperuka hewani kwa njia ya spora na vipande vya hyphal. Baadhi ya vijidudu vinaweza kukaa hewani kwa siku kadhaa hadi wiki, kwa kawaida kwa kugonga vumbi au chembe za udongo. Msongamano mkubwa katika hewa tunayopumua inamaanisha tunavuta maelfu ya chembe ndogo ndogo kwa kila saa inayotumiwa nje. Kuingia ndani sio tofauti sana, kwani hewa ya ndani kwa ujumla inahusishwa na mazingira ya nje ya karibu, na tofauti kutokana na uingizaji hewa na kukaa. Karibu haiwezekani kupata mahali popote, ndani au nje, ambayo ni tasa kabisa, ingawa sehemu zingine ni chafu zaidi kuliko zingine.

Ikiwa unafanya kazi kwenye orofa yenye uchafu, iliyoharibiwa na maji bila kipumuaji kinga, kung'oa ukuta ulio na ukungu kunaweza kukuweka kwenye mamia ya mamilioni ya vijidudu vya ukungu vilivyojaa hewa kwa urahisi, na kuwasha koo lako, sinuses na mapafu. Majani uliyoyakata wakati wa msimu wa vuli, yale uliyoyapuuza kwa muda hadi yakawa na mvua, fujo ya hudhurungi hadi hali ya hewa ikawa kavu na joto, yangeweza kutoa wingu la bakteria na fangasi wakati mwishowe ulipata racking au kupuliza. yao. Na baadaye, ulipokuwa ukipumzika kwenye hammock yako, unaweza kuwa na kikohozi kidogo. Hayo yalikuwa mapafu yako yakijaribu kuondoa vijiumbe hivyo vyote ulivyochochea na kuvuta pumzi. Lakini labda umepita. Mapafu ni nzuri katika kuondoa chembe nyingi, hata zile zilizo hai.

Hapo awali, wakati wa kiangazi, ulipoenda kuogelea kwenye ziwa, uliwekwa wazi kwa matrilioni ya vijidudu mara tu unapopiga maji. Bakteria na viumbe vingine vyenye seli moja tayari vilikuwa vimechanua katika maji ya joto, yenye virutubisho vingi hadi viwango vya angani kwa msimu wa kiangazi. Hata kama ulifikiri umefunga mdomo wako, hukuwaweka nje kabisa. Hakuna shida, unasema, nitaogelea tu kwenye mabwawa ya kuogelea, na kuepuka vijidudu hivyo vyote. Bado mabwawa ya kuogelea, licha ya kuwa na viwango vya klorini ya antimicrobial, bado yanaweza kuwa na kinyesi E. ushirikianoli na Pseudomonas aeruginosa. Usinianze hata kwenye bwawa la watoto. Je, unafikiri diapers za kuogelea huacha sana? Um, hapana. Kinyesi, na vijidudu vinavyokuja nayo, tafuta njia.

Bakteria zote ziwani na bwawa haziishi tu na kuzidisha majini. Kiasi kikubwa kilitoka kwa wanyama, pamoja na wanadamu. Tunahifadhi matrilioni ya bakteria kwenye ngozi yetu, kwenye midomo yetu na kwenye matumbo yetu. Bwawa hilo halina vijidudu ndani yake kwa sababu matibabu ya kemikali hayakufanya kazi, ina vijidudu ndani yake kwa sababu. ina watu ndani yake. Sisi ni viwanda vya vijidudu. Ni juu yetu, ndani yetu, na juu ya kila kitu tunachogusa.

Nilipokuwa chuoni, udugu mmoja wa ndani ulifanya uchangishaji wa marathoni wa bomba moto, ambapo washiriki walifadhiliwa kukaa kwenye beseni za moto kwa muda mrefu iwezekanavyo. Wengine walifanya hivyo kwa saa nyingi. Katika siku chache zilizofuata, wengi wao walipata upele wa kuwasha, mwekundu, na matuta na malengelenge yaliyozunguka vinyweleo. Haishangazi, wakati huo wote kwenye bafu za moto ziliwageuza kuwa tamaduni kubwa za mchuzi wa bakteria, zilizochanjwa na wavulana wa udugu na wasichana wa ujinga kwa ukaribu. Maji ya moto, hata yaliyotibiwa kwa kemikali, hayakuweza kukandamiza ukuaji milele, na bakteria, ambayo ina uwezekano wa kukandamiza ngozi na kusababisha upele. Pseudomonas aeruginosa, ilikua kwa kasi. Hakukuwa na uchafuzi wowote mbaya nje. Chanzo cha yote hayo Pseudomonas, bila shaka, walikuwa watu wenyewe.

Binadamu kama Microbial Bioreactors

Miili yetu imetawaliwa na vijidudu vingi sana hivi kwamba seli zetu (jumla ya trilioni 10) zinazidiwa na wakaaji wetu wa vijidudu kwa sababu ya kumi (jumla ya trilioni 100). Mikrobiota ya miili yetu ni tofauti sana, ikiwa na maelfu ya spishi za bakteria na kuvu ambao kwa pamoja huonyesha jeni milioni 4.4, ikilinganishwa na genome yetu ndogo ya jeni 21,000. Kama mwandishi wa sayansi na mwanaikolojia Alanna Collen alivyobainisha katika utangulizi wake bora wa microbiota ya binadamu Binadamu 10%., kimaumbile sisi si binadamu hata asilimia 10, kwa kweli ni zaidi ya asilimia 0.5.

Ni lini na wapi tunapata vijiumbe hivyo vyote?

Kwa mtu yeyote ambaye ameshuhudia kuzaliwa kwa kawaida, ni dhahiri mtoto hajazaliwa katika mazingira safi kabisa. Kwanza kabisa, uke wa mama umejaa bakteria, wengi wa jenasi Lactobacillus. Unaweza kutambua Lactobacillus kutoka kwa kuangalia orodha ya viungo vya bidhaa za mtindi, kwa sababu mara nyingi ni sehemu kuu. Ndio maana baadhi ya wakunga wakorofi huwaambia wanawake wajawazito kupaka mtindi kwenye uke ikiwa wanafikiri kuwa wanaweza kupata maambukizi ya chachu. Kwa hiyo, watoto wachanga wanakabiliwa na bakteria ya mtindi? Hakuna ubaya kwa hilo! Lakini sio hivyo tu. Tukio lingine la kawaida—wanawake walio katika leba wanaweza kujisaidia haja kubwa. Kwa sababu ya shinikizo kubwa la chini ya tumbo na pelvic, mwanamke aliye katika leba mara nyingi huanza kupoteza udhibiti na wakati mwingine anaweza kusukuma kila kitu. Na kwa sababu hiyo, mtoto anaweza kuathiriwa na bakteria ya kinyesi cha mama pamoja na bakteria ya uke. Mfiduo huu usipotokea wakati wa kuzaliwa, unaweza pia kutokea baadaye katika hospitali au kaya, kwani bakteria wa kinyesi hutiwa hewani/kupeperushwa kwa urahisi na kuvuta au kumezwa. Vyovyote vile, kila mtoto mwenye afya hatimaye atatawaliwa na E. coli, Bacteroides, Clostridium, Staphylococcus, na Streptokokasi aina, kwa kutaja chache tu. Ikiwa mama ananyonyesha, mtoto pia atakuwa wazi kwa Lactobacilli ya ziada na Bifidobacteria.

Mara tu mtoto anapoanza kula vyakula vizito, mikrobiota ya utumbo wake itazoea vyanzo vipya vya nyuzinyuzi, sukari, protini na mafuta kwa kuongezeka kwa utofauti na microbiome "kama ya watu wazima". Mikrobioumu ya watu wazima haibadiliki kama mtoto mchanga katika mwaka wa kwanza wa maisha, lakini vijiumbe vidogo vya watu wazima bado vinaweza kutatizwa na mabadiliko ya lishe, afya kwa ujumla, kukabiliwa na viuavijasumu au maambukizi. Nitaingia kwa undani zaidi katika Sura ya 2 kuhusu jinsi mabadiliko haya yanavyoweza kuvuruga viumbe hai na jinsi yanavyoweza kuhusishwa na matatizo ya kisasa ya afya. Lakini hata kukiwa na usumbufu huu, watu wanajazwa na vijidudu, na kila siku wanakabiliwa na idadi kubwa ya vijidudu vya ziada nyumbani, shuleni, ofisini, au mahali pengine popote Duniani.

Nyumbani ni Mahali Viini Vilivyo

Wakati teknolojia ya mpangilio ilitumiwa pia kuamua utofauti wa vijidudu hewani na vumbi la kaya na ofisi, matokeo yalikuwa ya kuvutia. Vijidudu vya ndani vinaweza kuwa kwenye nyuso au hewani kama bioaerosols. Haishangazi, chanzo kikuu cha vijidudu vya ndani na bioaerosols ni mazingira ya nje ya ndani. Hata hivyo, bioaerosols pia hutoka kwa wanyama na wanadamu, kutokana na kupumua, kumwaga seli za ngozi, au kutumia choo. Chembe kwenye nyuso zinaweza kusimamishwa tena hewani kama bioaerosols kwa kutembea, kusafisha, kusafisha na hata kulala, kwa kuwa kitanda chako kimejaa seli zilizokufa za ngozi, kuvu na bakteria.

Katika nyumba yoyote au jengo lenye watu wanaoishi, aina za bakteria za ukoloni wa binadamu ni nyingi. Kwa kweli, inawezekana kutabiri kama nyumba inakaliwa na wanaume au wanawake wengi kwa wasifu wao wa microbial, kwani asilimia kubwa ya wanaume walihusishwa na wingi zaidi. Corynebacterium, Dermabacter, na Roseburia spishi, ambapo wanawake walihusishwa na kuongezeka Lactobacillus aina. Ikiwa familia ilikuwa na paka au mbwa inaweza pia kubainishwa kwa mpangilio wa 16S rRNA. Mbwa huleta aina nyingi zaidi za bakteria, na aina 56 tofauti za bakteria ikilinganishwa na 24 kutoka kwa paka. Paka angalau hujisafisha, na kutumia muda mfupi zaidi kunusa ncha za nyuma za kila mmoja, kwa hivyo labda hiyo inaelezea tofauti.

Kinachovutia zaidi ni kwamba, kadiri viumbe vidogo vya watu wengi zaidi vilivyopangwa, ikawa dhahiri kwamba kila mtu ana koloni ya kipekee ya vijidudu, vya kipekee kama alama ya vidole. Ingawa ni thabiti zaidi au kidogo kupitia utu uzima, vijiumbe hivi tofauti vinaweza kubadilishwa na mambo kama vile lishe, umri, na homoni. Zaidi ya hayo, watu wanaohusiana na vinasaba na wanaoishi pamoja huwa pia na wakaaji wa vijidudu sawa zaidi. Uchunguzi mmoja ulionyesha kwamba wakati familia iliondoka nyumbani, vijidudu vyao vilikaa kwa siku chache, na kupungua polepole hadi kiwango kisichoweza kugunduliwa. Upotevu huu wa alama za vidole vidogo unaweza kutumika katika siku zijazo na wanasayansi wa kitaalamu kusaidia kuunda upya kalenda ya matukio ya wakati mshukiwa aliondoka nyumbani kwao au maficho.

Haishangazi, bafuni ni mahali pazuri zaidi katika nyumba au jengo kukutana na vijidudu kwenye nyuso au hewani. Katika bafuni, kitu rahisi kama kusafisha choo kinaweza kutoa erosoli za kibayolojia zilizo na mabilioni ya bakteria, wengine hukaa hewani kwa saa nyingi, muda wa kutosha kusafiri hadi kwenye kila eneo lililo karibu. Kufunga kifuniko kunaweza kupunguza bomba la bakteria, lakini sio kama unavyofikiria. Hata kusafisha mara kwa mara hakuwezi kuondoa kabisa kizazi cha erosoli zenye kinyesi-bakteria. Matokeo yake, unapoingia kwenye choo, utaenda kuvuta bakteria, na chochote unachogusa kitafunikwa nacho. Hii haileti vizuri kwa mswaki wako. Walakini, kwa njia fulani, bado uko hai.

Kando na udhihirisho wa vijiumbe tunavyopata kutoka kwa mama zetu na mazingira yetu ya karibu wakati na baada ya kuzaliwa, vyanzo maarufu zaidi vya vijidudu ambavyo hutawala matumbo yetu huamuliwa na chakula tunachokula. Katika watoto wachanga wanaonyonyeshwa, maziwa ya mama ni chanzo cha bakteria na chakula ambacho bakteria hao watapenda. Baadhi ya bakteria katika maziwa ya mama wanaweza kutoka kwenye utumbo na kusafirishwa hadi kwenye tezi za matiti kwa kuzunguka seli za kinga, pamoja na vijiumbe vidogo vinavyotawala ngozi karibu na areola.

Pia, mtoto anapokunywa maziwa moja kwa moja kutoka kwenye matiti, baadhi ya bakteria wa kinywani pia hujiunga na vijiumbe vidogo vinavyohusiana na maziwa kwenye safari yao kuelekea kwenye utumbo. Aina za bakteria zinazohamishwa kwa njia hii huamuliwa na lishe ya mama na njia ya kulisha (kwa mfano, moja kwa moja kupitia matiti au kwa njia isiyo ya moja kwa moja kwa kusukuma). Mikrobiome ya watoto wachanga hubadilika vyakula vigumu vinapoanzishwa, hadi huanza kufanana na vijiumbe hai vya watu wazima vilivyo na uthabiti zaidi au chini karibu na umri wa miaka 2 na nusu. Matokeo ya tafiti nyingi yameonyesha kuwa hatua za maisha ya mapema ni muhimu zaidi kwa maendeleo ya microbiomes ya watu wazima.

Saa Mbili na Sekunde Tano kwa Adhabu ya Utumbo

Sote tunajua watu ambao wanahangaikia sana wazo la kuweka chakula chao "kisafi." Kutupa chakula chochote ambacho kinakaa kwenye meza kwa muda mrefu zaidi ya muda unaochukua kula chakula au kitu chochote kinachoanguka sakafuni kumekuwa mazoea ya kawaida ya ulimwengu wa kwanza. Kuna sheria chache za utabiri au njia za mkato ambazo zimekuwa maarufu kwa sababu hiyo, kama vile "sheria ya saa mbili" ya kuacha chakula, na "kanuni ya sekunde tano" ya kula chakula ambacho kimegusa sakafu. Kwa maoni yangu sheria ya sekunde tano ni ya manufaa zaidi kwa kuwasaidia wazazi kuhisi hatia wakati watoto wao wachanga wanatupa chakula kizuri kabisa kutoka kwenye viti vyao vya juu hadi sakafuni. Mtoto wangu mdogo hatoi rip kuhusu usafi wa chakula, kwa nini nifanye? Vivyo hivyo kwa sheria ya saa mbili—wakati fulani tunakuwa na shughuli nyingi na kusahau pilipili ilikuwa kwenye jiko baridi jioni nzima. Je, hiyo inamaanisha kuwa bado ni sawa ikiwa tutawasha tena? Mtu aliishije kabla ya friji?

Ikiwa wewe ni mwanasayansi wa usalama wa chakula au mwanabiolojia, kazi yako ni kutambua hatari zinazoweza kutokea katika kuhifadhi na kuandaa chakula ambazo zinaweza kusababisha uchafuzi na magonjwa. Hii ni kwa ajili ya uzalishaji na utayarishaji wa chakula viwandani na kibiashara. Ni wazi kutoka kwa mtu yeyote anayekagua mikahawa kuwa ina aina nyingi za taratibu na baadhi yake ni bora kuliko zingine. Wakati mmoja mkaguzi wa ndani aliniambia ni mikahawa gani ambayo aliepuka (haikunizuia, ingawa, kwa sababu napenda moja wapo ya maeneo sana). Katika kesi yake, na kwa upande wa wanabiolojia wa chakula, hata uwezekano wa uchafuzi ni shida. Cha kuhangaisha sana ni hatari ya jamaa, ambayo ni uwezekano kwamba mazoea fulani yatasababisha uchafuzi na ugonjwa. Kwa hiyo, hata hatari ndogo inaweza kuchukuliwa kuwa ukiukaji. Ili kuiweka kwa njia nyingine, hata hatari ndogo ya wakaguzi kuonekana kama hawafanyi kazi yao inaweza kuwa shida kwao.

Kwa miaka mingi, fikra hii isiyo na hatari yoyote kuhusu utayarishaji na uhifadhi wa chakula imeingia katika kaya. Sheria ya saa mbili ni mfano mzuri. Watu wengi wasingeweza hata kungoja muda mrefu hivyo kutupa chakula nje. Hata hivyo, wasiwasi mwingi juu ya ukuaji wa vimelea vya magonjwa katika chakula kilichoachwa kwa saa mbili ni matokeo ya mawazo makubwa. Hii ni pamoja na dhana kwamba unaanza na kundi linaloweza kuepukika la vijidudu vya pathogenic moja au zaidi, kwamba chakula kina kiasi kidogo cha chumvi na vihifadhi, pH ya upande wowote, na kwamba kimekaa kwenye halijoto ifaayo zaidi ya nyuzi joto 80 (~27°C) . Kesi ya kawaida ya sumu ya chakula inayotumiwa katika madarasa ya biolojia ni bibi kutengeneza saladi ya viazi kwa pikiniki ya majira ya joto, akitumia mikono yake kuichanganya na hivyo kuitia chanjo kwa ukoloni wa ngozi. Staphylococcus aureus. Kisha inakaa kwenye meza ya pikiniki mchana kutwa (muda mrefu zaidi ya saa mbili), na BAM, kila mtu anapata sumu ya chakula. Kwa hakika hiyo ni njia nzuri ya kuongeza uwezekano wa kuzuka kwa familia, lakini hiyo ndiyo dhoruba kamili, na mambo mengi yalipaswa kutokea katika hali hiyo ili kufanya kila mtu awe mgonjwa.

Uchafuzi wa mtambuka unaweza kuwa tatizo, hasa ikiwa unatayarisha kitu kitakacholiwa kibichi mahali pale pale unapokata kuku. Hata kuwa msafi na kuku kuna vikwazo vyake–CDC inatahadharisha dhidi ya kuiosha kabla ya kuipika, usije ukatengeneza rundo la matone yaliyojaa bakteria karibu na sinki lako. Kwa kweli, vyakula vingi ambavyo vimepikwa kwa njia inayofaa ni salama sana, na saa nne ni wakati unaofaa wa kuacha vyakula vingi kwenye joto la kawaida. Kama ilivyo kwa kila kitu, watu huwa sawa ikiwa wanatumia akili na kusafisha uchafu wanaofanya jikoni.

Akili ya kawaida pia inafanya kazi kwa kutathmini kanuni tano za pili. Sheria ya tano ya pili inasema kwamba ikiwa unachukua chakula kabla ya sekunde tano kwenye sakafu, ni sawa kula. Baadhi ya tafiti na ripoti za vyombo vya habari zimechukua hili kwa uzito ili kubainisha kwamba bakteria hushikamana na chakula chako bila kujali ni muda gani kwenye sakafu. Lakini hiyo ina manufaa gani? Utakula bakteria wakati chakula chako kinagusa kitu chochote ambacho kimegusana na uso usio na tasa. Muhimu zaidi, kuna uwezekano gani wa bakteria kwenye kipande hicho cha chakula kuwa aina ya bakteria au virusi au kutoa kipimo cha kutosha kusababisha ugonjwa?

Kama nilivyotaja hapo awali, vijiumbe katika mazingira ya ndani zaidi au kidogo huiga zile za mazingira ya nje pamoja na vijiumbe vijiumbe vya wakaazi wake, kwa hivyo kuna uwezekano kuwa tayari unameza au unavuta pumzi nyingi za bakteria hizo. Hakika, ikiwa unatumia kipande hicho cha chakula kilichoanguka kwenye sakafu ili kuandaa saladi ya viazi, na kisha kuiacha kwenye joto la digrii 100 siku nzima, hilo linaweza lisiwe wazo bora. Au, ikiwa ulikata kuku siku moja kabla, na kukataa kusafisha juisi zote zilizoanguka kwenye sakafu, unaweza kupata dozi kubwa zaidi. Campylobacter jejuni or Salmonella enteriditis kuliko mwili wako unavyoenda kuwa vizuri. Vinginevyo, uwezekano wa kufa au hata kuugua kutokana na kula chakula kilichoanguka sakafuni ni mbali sana. Sio sifuri, lakini karibu nayo kuliko watu wengi wanaonekana kufikiria. Usimwambie mtu yeyote niliyekuambia, na usiruhusu mtu yeyote akuone ukifanya hivyo.

Nadharia ya Viini Vibaya

Dhana ya microbiome "yenye afya" imekuwepo kwa miongo michache tu, lakini dhana ya "kidudu hatari ambacho kinataka kutuua" kimekuwepo kwa muda mrefu zaidi. Kama matokeo ya usawa huo wa kihistoria, bado tunatumia wakati mwingi kwenye vijidudu vya pathogenic na wakati mchache juu ya jinsi mazingira yetu ya kawaida ya vijidudu yanaweza kuzuia mende wa kutatiza. Kama nilivyojadili, teknolojia ambayo wanasayansi hutumia kusoma ikolojia ya viumbe hai ni mpya kabisa. Kinyume chake, uwezo wa kujitenga na utamaduni wa microorganism moja inayosababisha ugonjwa imekuwa karibu kwa zaidi ya karne.

Wazo la ugonjwa unaosababishwa na vijidudu, unaojulikana kama nadharia ya vijidudu, ilibidi kushinda nadharia zingine kadhaa zinazoshindana. Baadhi ya maarufu zaidi walikuwa nadharia ya miasma na uchafu. Nadharia ya miasma ilieleza kuwa magonjwa yalisababishwa na gesi hatari katika angahewa, iliyotolewa na kuoza kwa vitu vya kikaboni. Nadharia sawa ya uchafu ililenga uchafuzi wa maji na hewa na kinyesi cha binadamu. Ingawa hizi zinasikika kuwa za zamani kulingana na viwango vya kisasa, zilichangiwa na wanasayansi wengi wa kawaida, hata hadi miaka ya 1930. Hata baadhi ya maneno tunayotumia leo yana asili ya nadharia hizi, kama vile malaria, ambayo kimsingi humaanisha 'hewa mbaya.'

Haikuwa hadi mwisho wa 19^th karne ambayo Robert Koch aliwasilisha vigezo vyake, ambavyo sasa vinajulikana kama Machapisho ya Koch, kwa ajili ya kuonyesha kwamba ugonjwa husababishwa na microorganism maalum, inayoweza kuchujwa. Kama maendeleo mengi ya kisayansi, Koch hakukuza mawazo haya tangu mwanzo. Wengine walikuwa wakifikiria kwa njia ile ile. Lakini alifaulu ambapo wengine walishindwa na maelezo yake ya wazi ya jinsi ya kuzalisha kazi yake na kuitumia kwa magonjwa mbalimbali ya kuambukiza. Machapisho ya Koch yanasema kwamba ni lazima uweze kutenga kiumbe kutoka kwa mtu aliyeambukizwa, kukua katika utamaduni, kurudisha ndani ya mnyama mwenye afya, na kutenganisha tena na kutambua microbe kuwa sawa na wakala wa awali aliyetengwa na anayeshukiwa. Aliunda machapisho haya kulingana na kazi yake na kimeta, na akatoa zaidi data zinazosaidia na kifua kikuu na kipindupindu.

Ingawa kazi iliyofanywa na Koch na wengine katika kuwatenga bakteria wanaosababisha magonjwa ilianzisha mlipuko katika utambuzi wa vijidudu hatari, mawakala wengine wa kusababisha magonjwa kama virusi walibaki siri na haijulikani. Zilikuwa ndogo sana kuweza kuonyeshwa kwa darubini nyepesi, na hazingeweza kukuzwa katika utamaduni bila seli za waandaji kuambukiza. Mtu anaweza kufikiria kuchanganyikiwa kwa wanasayansi walipoona magonjwa ambayo kwa hakika yalikuwa ya kuambukiza, lakini hayakuweza kutenganisha kiumbe kilichosababisha. Mfano kamili ni homa ya Kihispania ya 1918. Watafiti wengi walikuwa na hamu ya kutumia maoni ya Koch kugundua wakala wa kuambukiza kutoka kwa mapafu ya wagonjwa wa mafua. Ili kufanya mambo kuwa magumu, wagonjwa wa mafua walio na ugonjwa mkali mara nyingi hupata pneumonia kutokana na maambukizi ya sekondari ya bakteria. Matokeo yake, viumbe hawa awali waliaminika kuwa viumbe vinavyosababisha mafua. Muhimu zaidi, microbe hiyo hiyo haikuweza kutengwa kila wakati kutoka kwa mapafu ya wagonjwa wa mafua. Matokeo yake yalikuwa ni mkanganyiko mkubwa wa ushahidi unaokinzana, na wakati virusi vilitambuliwa kama kisababishi cha mafua, janga hilo lilikuwa limekwisha. Nitapata mengi zaidi katika mafua na virusi vingine katika Sura ya 3.

Mara tu watafiti walipoelewa nadharia ya viini vya ugonjwa, wangeweza kutenga vijidudu vingi tofauti vinavyosababisha magonjwa na kuwarudisha katika wanyama wa majaribio. Lakini jambo moja lililotokea ni kwamba wanyama walielekea kuwa sugu kwa changamoto zaidi, kwa sababu ya mwitikio hai wa kinga. Kwa kutumia wanyama wa majaribio, mbinu za kupata kinga zinaweza kuchunguzwa na kutumiwa ili kuboresha utunzaji wa wagonjwa kupitia uundaji wa antisera na chanjo zinazolinda watu dhidi ya maambukizi au kuambukizwa tena. Na hiyo inanileta kwenye mada ninayopenda!

Immunology 101

Nilitoka kwenye darasa langu la kwanza la elimu ya kinga ya wahitimu wa shahada ya kwanza mwaka wa 1994 nikiwa na uhakika kwamba ningekuwa mtaalamu wa chanjo. Hiyo ilikuwa zaidi ya miaka ishirini na mitano iliyopita, na tangu wakati huo nimeanzisha mfumo wa kinga kwa wengine wengi kama mwalimu na mshauri. Njia ambayo nimefanya mara nyingi, kwa kutumia mfano wa kawaida, huenda kama hii: hali huanza wakati mtu anakanyaga msumari. Mke wangu alikanyaga msumari wa zulia uliotokeza mwaka wa 2009 tulipokuwa tukiishi katika hoteli isiyokuwa kamilifu tulipokuwa tukitembeleana na babake nchini Uchina. Hakufurahishwa na jambo hilo kwa sababu alikuwa na wasiwasi kwamba msumari unaweza kuwa ulianzisha bakteria Clostridium tetani kwenye tishu laini za mguu wake. Iwapo hilo lingetokea, na bakteria wakanusurika na kuongezeka hadi viwango vya kutosha, ingetokeza sumu mbaya ya kuimarisha misuli ya neva inayoitwa sumu ya pepopunda ambayo ingesababisha mikazo isiyoweza kudhibitiwa ya misuli, ambayo mara nyingi huwasilishwa kama taya iliyofungiwa.

Nikiwa mtaalamu wa chanjo, nilimuuliza kitu kama, “Lakini umechanjwa sivyo? Ulikuwa katika Kikosi cha Amani. Wanakupa chanjo kwa kila kitu.” Alikubali kwamba ni kweli. “Basi usijali kuhusu hilo. Utakuwa sawa,” nilisema kwa kujiamini.

Ningeweza kuwa na ujasiri kwa sababu nilielewa dhana ya kumbukumbu ya immunological. Mfumo wa kinga una uwezo wa kuamsha seli ambazo ni maalum kwa kila pathojeni inayoweza kufikiria, na mara tu maambukizi yameondolewa, baadhi ya seli hizo hubakia kama seli za kumbukumbu, seli ambazo huwashwa haraka na kwa urahisi wakati wa kuambukizwa tena na sawa au sawa. mdudu. Hiyo ndiyo kanuni nzima ya chanjo—tunajaribu kudanganya mfumo wa kinga katika kufikiri kwamba mwili umeambukizwa kwa kutumia sehemu za vimelea vya magonjwa au kisababishi magonjwa dhaifu ili kuchochea mwitikio sawa na ukuzaji wa seli maalum za kumbukumbu, bila hatari ya maambukizi makubwa ya msingi.

Ikiwa majibu ya mapema ya uchochezi hayazuii maambukizi, seli za kinga zinazoishi karibu na tishu zinazoitwa macrophages zitahisi shida. Seli hizi huning'inia kwenye tishu zetu zikingoja ishara ya hatari kutokana na kukutana na bakteria kama C. tetani. Mara baada ya kuamilishwa, macrophages huwa mahiri sana katika fagosaitosisi (yaani vijidudu vinavyomeza na kudhalilisha kwenye vipovu vya ndani ya seli viitwavyo phagolysosomes), na vinaweza kuua vijiumbe vingi vinavyovamia na kuondoa seli mwenyeji zinazokufa kutokana na maambukizi.

Katika baadhi ya matukio, majibu ya kinga ya mapema hayatatosha kuondoa kiasi kidogo lakini kikubwa cha C. tetani au sumu inayotengeneza baada ya mtu kukanyaga msumari. Hapo ndipo mwitikio wa kinga ya mwili unapoanza. Hii huanza takriban siku 4 baada ya kuambukizwa na kufika kilele kwa takriban siku 10. Mwitikio wa kubadilika huanza wakati seli zinazokaa kwenye tishu zinazoitwa seli za dendritic (DCs) zinapowezeshwa kwa ishara zile zile zinazowasha seli zingine za ndani za kinga. Kama vile macrophages, DCs phagocytose na kuvunja vimelea katika sehemu zao za sehemu. Walakini, pindi zinapoamilishwa, huacha tishu zilizoambukizwa na kuhamia nodi ya limfu, ambapo huingiliana moja kwa moja na chembe za kinga zinazobadilika ziitwazo T seli.

Kwa kuwa seli za T ni tofauti sana, ni chache tu ambazo huwashwa wakati wa maambukizo yoyote, na seli hizo zilizoamilishwa hugawanyika kwa kasi na kutoa mamilioni ya kloni zenyewe, zikigawanyika kila baada ya saa 4-6. Wanafanya hivi kwa siku kadhaa ili kutoa idadi kubwa ya seli zinazofanana (ndio maana mwitikio wa kinga unaobadilika huchukua muda kwenda). Seli nyingi za T ambazo zimeamilishwa kwa njia hii huacha nodi ya limfu na kuhamia mahali pa maambukizi, kufuatia ishara za kemikali kama vile seli nyingine za kinga.

Wakati huohuo, chembe fulani za T huingiliana na chembe nyingine katika nodi ya limfu inayoitwa seli B. Seli B hutoka kwenye uboho na zinaweza kutambua sehemu za protini nje ya zikiwa na vipokezi kwenye uso wao. Seli B hutoa umbo mumunyifu au kipokezi chao cha uso tunachokiita kingamwili. Kingamwili hufunga vimelea vya magonjwa au protini na kukuza kuua, kuchukua na kuharibiwa na macrophages. Chembe T ikitambua sehemu ile ile ya pathojeni, au “antijeni,” basi seli T hutoa “msaada” kwa seli B ili seli B iweze kutengeneza kingamwili zenye nguvu zaidi. Chembe nyingine za T zinaweza kuua seli zilizoambukizwa, na hivyo kuzuia kuenea kwa maambukizi. Kupitia michakato hii, mwitikio wa kinga unaobadilika hutokeza mwitikio mahususi wa pathojeni ambao unalengwa zaidi, haudhuru, na kudhibitiwa zaidi kuliko mwitikio wa awali wa uchochezi.

Hatimaye, vijiumbe maradhi vinavyovamia na sumu wanazozalisha vinapoondolewa na mwitikio wa kinga unaobadilika, seli za kinga kwenye tovuti ya maambukizo huacha kupata ishara za kuwezesha na kuanza kupata ishara za "kukoma na kuacha". Nyingi za seli hizo hufa na kuokotwa na kuharibiwa na macrophages ambao husafisha uchafu. Hatimaye, tishu huponya, ngozi iliyokufa na seli za misuli hubadilishwa, na mambo yanarudi kwa kawaida.

Lakini si kwamba yote hutokea. Katika nodi za limfu na wengu, baadhi ya seli za T zilizoamilishwa huwa seli za kumbukumbu. Seli za kumbukumbu zinaweza kuamilishwa na kugawanyika kwa haraka zaidi ikiwa zitapata antijeni sawa tena. Kwa njia hii tunakuwa na kumbukumbu ya kila maambukizi ambayo tumekuwa nayo katika maisha yetu yote. Kwa kuwa chanjo huiga majibu haya; pia tuna kumbukumbu ya kila chanjo ambayo tumewahi kupata. Wakati mwingine kumbukumbu hii hufifia kidogo, na tunahitaji kupata risasi nyingine, au tunaweza kuathiriwa na maambukizo madogo, lakini usaidizi tunaopata kutoka kwa seli za kumbukumbu wakati wa kuambukizwa tena au kutoka kwa chanjo ya nyongeza ni bora kuliko kuanza kutoka mwanzo. . Na hivyo ndivyo mfumo wa kinga unavyotuweka hai katika ulimwengu uliojaa bakteria, kuvu, na virusi hatari.

Ikiwa mfumo wa kinga ni mzuri sana katika kushambulia bakteria, kuvu, na virusi, kwa nini sikuzote haushambulii idadi ya kipuuzi ya vijidudu wanaoishi karibu nasi, juu yetu, na ndani yetu? Kwa nini mfumo wetu wa kinga haulipuki kutokana na ishara zote za kugundua viini kwenye ngozi, mapafu, mdomo na utumbo?

Haifanyi hivyo kwa sababu mfumo wa kinga pia una mali inayoitwa uvumilivu wa immunological, ambayo taratibu za kinga hukandamizwa ili kuepuka uharibifu usiohitajika wa dhamana. Uvumilivu wa kinga hauenei tu kwa protini zetu wenyewe, pia unaenea kwa mazingira yetu ya microbial yasiyo ya tishio. Tishu ambazo zina mfiduo wa vijiumbe mara kwa mara, kama vile kwenye utumbo wetu, hupakiwa na seli zinazochochea ustahimilivu (ziitwazo seli za udhibiti wa T) ambazo husaidia mfumo wa kinga kujichunguza na kuzuia ugonjwa wa kingamwili.

Lakini wakati mwingine mfumo wa kinga hauwezi kustahimili kile kinachopaswa kuwa, na watu hupata magonjwa ya autoimmune, au mzio, au kuwa na majibu yasiyofaa kwa maambukizi. Inashangaza, matukio ya hali hizi yanaongezeka kila mahali katika ulimwengu ulioendelea, kwa sababu licha ya kuzungukwa na microbes, kwa kweli tunazidi kuwa "safi" kuliko tunavyotambua.