علاقة الميكروب – العائل Host–Microbe Relationship

 

بأوائل سبعينات القرن العشرين، أدعى جراح عام من الولايات المتحدة الأمريكية أنه يمكننا "إغلاق الكتب على الأمراض المعدية infectious diseases". تطوير واستخدام المضادات الحيوية antibiotics، واللقاحات vaccines، جعلت تهديد الأمراض المعدية بدون نتيجة تذكر. ومع ذلك، مقاومة المضادات الحيوية والأمراض الناشئة الجديدة new emerging diseases، بما في ذلك داء الفيالقة Legionnaires’ disease، الإيدز AIDS، مرض لايم Lyme disease، متلازمة فيروس هانتا الرئوية hantavirus pulmonary syndrome، ومتلازمة الإلتهاب الرئوي الحاد (سارس SARS)، قد أحبطت هذا التفاؤل. في عام 2008، من بين نحو 57 مليون شخص ماتوا في جميع أنحاء العالم، أكثر من 25٪ (15 مليون) ماتوا من الأمراض المعدية، مما يجعلها السبب الرئيسي الثاني للوفاة (خلف الأمراض القلبية الوعائية cardiovascular diseases). في الواقع، الأمراض المعدية هي السبب الرئيسي للوفاة في الأطفال تحت سن الخامسة.

العدوى Infection تشير إلى تضاعف (تكاثر) ميكروب microbe في عائل host والتنافس على التفوق الذي يحدث بينهما. (ملاحظة: لتبسيط المناقشة، "الميكروب" يشمل الفيروسات). عائل تكون مقاومته قوية يبقى بصحة جيدة، والميكروب إما يدفع من العائل أو يتحمل علاقة حميدة benign مع العائل. في المقابل، إذا خسر العائل المنافسة، يتطور المرض. مصطلح المرض disease يشير إلى أي تغيير في الحالة العامة لصحة جيدة. من المهم ملاحظة أن المرض والعدوى ليست مترادفة؛ الشخص قد يكون مصاب بالعدوى دون أن يعاني من المرض.

سواء حصل العائل أو الميكروب على اليد العليا غالبا ما يرجع ذلك في جزء منه إلى 100 تريليون ميكروب موجودة على وفي جسم الإنسان. هذا العدد الجدير بالملاحظة يشكل ما يقرب من 3 رطل (1.36 كيلو) من وزن الإنسان! هذه الميكروبات تمثل الميكروبيوتا microbiota (biota = "حياة life")، عشائر من الأحياء الدقيقة microorganisms والفيروسات viruses مقيمة في الجسم دون أن تسبب المرض. بعضها، تسمى الميكروبيوتا الأصلية indigenous microbiota تؤسس علاقة دائمة مع أجزاء مختلفة من الجسم، بينما أخرى، الميكروبيوتا العابرة transient microbiota، هي مؤقتة وتوجد فقط لفترات محدودة من الزمن. في الأمعاء الغليظة large intestine في البشر، على سبيل المثال، توجد إيشيريشيا كولاي Escherichia coli وكانديدا البيكانز Candida albicans بشكل شبه دائم، ولكن أنواع الستريبتوكوكس Streptococcus هي عابرة.

العلاقة بين الجسم والميكروبيوتا الخاصة به هي مثال على التكافل symbiosis، أو العيش معاً. إذا كان التكافل مفيد لكل من العائل والميكروب، العلاقة تسمى التنافع mutualism. على سبيل المثال، نوع من اللاكتوباسيلس Lactobacillus يعيش في مهبل vagina الإناث ويستمد المواد الغذائية من البيئة بينما ينتج حمض acid لمنع فرط نمو كائنات حية أخرى.

التكافل أيضا يمكن أن يكون مفيد فقط للميكروب والعائل لا يتأثر، التكافل في هذه الحالة يسمى التعايش commensalism. يفترض عادة أن إيشيريشيا كولاي E. coli تكون متعايشة في أمعاء البشر، على الرغم من أنه توجد بعض الأدلة على التنافع لأن الخلايا البكتيرية تنتج كميات غير ضرورية من فيتامينات B وK. بالإضافة إلى ذلك، الميكروبيوتا عادة تتنافس مع مسببات الأمراض pathogens الميكروبية الغازية، وبالتالي تحمي الجسم من العدوى الخطيرة.

الميكروبيوتا قد تكون موجودة في عدة أنسجة من الجسم. هذه تشمل الجلد skin، العينين والأذنين الخارجية external ears and eyes، والجهاز التنفسي العلوي upper respiratory tract. معظم الجهاز الهضمي digestive tract، من التجويف الفموي oral cavity إلى المستقيم rectum، مكتظ بكثافة عالية من الميكروبيوتا الأصلية. في الواقع، العديد من هذه يعتقد أنها تلعب دور وظيفي هام للبشر. الميكروبيوتا أيضا تشكل عشائر في الفتحات البولية التناسلية urogenital orifices في كل من الذكور والإناث.

معظم الأنسجة الأخرى من الجسم تبقى معقمة sterile؛ الدم blood، السائل النخاعي cerebrospinal fluid، السائل المفصلي joint fluid، والأعضاء الداخلية مثل الكليتين kidneys، الكبد liver، العضلات muscles، العظام bone، والدماغ brain، هي معقمة ما لم يتقدم المرض (معقم : خالي من الأحياء الدقيقة الحية والفيروسات والجراثيم).

الأشهر التسعة الأولى من التطوير البشري داخل رحم الأم mother’s womb هي الوقت الوحيد عندما يكون الجسم البشري فعلا كائن حي معقم. تدخل الميكروبيوتا الأصلية عندما يمر المولود عبر قناة الولادة birth cana أو من ولادة قيصرية cesarean birth. كائنات حية إضافية تدخل عند التغذية الأولى حيث يمكن أن يؤثر التمريض nursing أو التركيبة formula على ما هي الميكروبات التي تستعمر أحشاء gut المولود الجديد. خلال الأسابيع المقبلة، اتصال إضافي مع الأم وأشخاص آخرين سيعرض الرضيع إلى ميكروبات معوية إضافية. بالإضافة إلى الأحشاء gut، سيستعمر الجلد من قبل العديد من الأنواع البكتيرية bacterial والفطرية fungal المختلفة. الجهاز التنفسي العلوي سيغطى بمجموعة متنوعة من الأنواع البكتيرية بينما سيمتلئ الأحليل السفلي lower urethra بكائنات حية بكتيرية وفطرية، وكذلك عدد قليل من مسببات الأمراض المحتملة.

بحلول السنة الأولى، الميكروبيوتا الأصلية للرضيع هي شبيهة بالميكروبيوتا الأصلية في البالغين وتبقى مدى الحياة، تخضع لتغيرات صغيرة في استجابة إلى البيئة الداخلية والخارجية للفرد.

جدول يوضح الميكروبيوتا الأصلية داخل جسم الإنسان

عضو الجسم	الوصف	الميكروبيوتا الأصلية (أنواع بكتيرية)
التجويف الفموي oral cavity	عشائر ميكروبية متنوعة وكثيفة	ستريبتوكوكس Streptococcus تريبونيما Treponema نيسيريا Neisseria هيموفيلوس Haemophilus لاكتوباسيلس Lactobacillus ستافيلوكوكس Staphylococcus بروبيونيباكتريوم Propionibacterium
الجهاز التنفسي العلوي upper respiratory tract	تختلف الميكروبات المتنوعة حسب الموقع (الأنف nose، البعلوم الأنفي nasopoharynx، البلعوم الفموي oropharynx)	ستريبتوكوكس Streptococcus نيسيريا Neisseria هيموفيلوس Haemophilus ستافيلوكوكس Staphylococcus فطر الكانديدا Candida
الجلد skin	مأهولة بأجناس بكتيرية موجبة لصبغة غرام	ستافيلوكوكس Staphylococcus ستريبتوكوكس Streptococcus كورينيباكتيريوم Corynebacterium بروبيونيباكتريوم Propionibacterium ميكروكوكس Micrococcus
المسالك البولية Urinary tract	قد يحتوي الأحليل الأنثوي Female urethra على:	لاكتوباسيلس Lactobacillus كورينيباكتيريوم Corynebacterium ستريبتوكوكس Streptococcus باكتيروديز Bacteroides
	قد يحتوي الأحليل الذكري Male urethra على:	كورينيباكتيريوم Corynebacterium ستريبتوكوكس Streptococcus
الأمعاء Intestines	الأمعاء الدقيقة Small Intestines	باكتيروديز Bacteroides لاكتوباسيلس Lactobacillus ستريبتوكوكس Streptococcus
	الأمعاء الغليظة Large Intestines	عشائر ميكروبية متنوعة وكثيفة
الجهاز التناسلي الأنثوي Female reproductive tract	المهبل vagina يمكن أن يكون مأهول بكثافة بـ:	لاكتوباسيلس Lactobacillus ستافيلوكوكس Staphylococcus كورينيباكتيريوم Corynebacterium ستريبتوكوكس Streptococcus إينتيروكوكس Enterococcus فطر الكانديدا Candida