طب عام

البكتيريا في الرئتين

البكتيريا في الرئتين : بعد تجاهلها لفترة طويلة ، أصبحت الميكروبات الرئوية حقيقة منذ عقد واحد فقط. منذ ذلك الحين ، اكتشفنا آثاره المتعددة على الصحة وحتى ارتباطه بنظيره المعوي.

في يوليو 2020 ، نشرت كاثرينا فيندل ، من جامعة نيو ساوث ويلز ، سيدني ، أستراليا ، وزملاؤها دراسة مذهلة. لقد كانوا مهتمين بميكروبات الرئة … للحيتان الحدباء Megaptera novaeangliae  ! تكشف النتائج التي توصلوا إليها أن ميروبيوتا الحوتيات تفقد التنوع والثراء أثناء هجرتها. يمكن للمرء أن يتخيل صعوبة جمع العينات! ولكن إلى جانب الموضوع المختار ، وهو حيوان ثديي بحري يبلغ وزنه عدة أطنان ، فقد يفاجئ هذا العمل لسبب آخر.

“الجراثيم الرئوية” تجمع بين مصطلحين كان من المفترض أنهما لا يمكن التوفيق بينهما

في الواقع ، فإن “الجراثيم الرئوية” تجمع بين مصطلحين كان من المفترض أنهما لا يمكن التوفيق بينهما قبل عشر سنوات. منذ باستور ، تكرر مرارًا وتكرارًا “أن الرئة السليمة هي رئة عقيمة”. ومع ذلك ، فإن الرئتين ، وهي نافذة مفتوحة على الخارج ، بها أيضًا ميكروبيوتا ، مثل الأمعاء. ما الذي نعرفه حقًا عن هذه المجتمعات الميكروبية؟ مما تتكون هذه الجراثيم؟ هل تلعب البكتيريا دورًا في صحة الرئة أم أبعد من ذلك؟ هل تقدم هذه الجراثيم فرصًا جديدة في الطب؟ بدأت العناصر الأولى للإجابة في الظهور ، خاصة وأن الاقتراب من الإنسان أسهل قليلاً من الاقتراب من الحوت. نظرة إلى الوراء في قرن من الجهل.

إقرأ أيضا:فوائد عشبة الراوند

البكتيريا في الرئتين : ثبات وجود البكتيريا في أعماق المحيط أسهل من إثبات وجود البكتيريا في رئتي الأشخاص الأصحاء

سيكون إثبات وجود البكتيريا في أعماق المحيط أسهل من إثبات وجود البكتيريا في رئتي الأشخاص الأصحاء. ومع ذلك ، فمنذ أواخر القرن التاسع عشر ، كانت البيانات التي تشير إلى وجود رئة “فلورا” متوفرة لدى البشر من خلال دراسة رئة ثلاثة وعشرين جثة خالية من أمراض الرئة. في ثلثي الحالات ، أكد المجرب على أنها “حقيقة مهمة لا جدال فيها ، وجود ميكروبات ممرضة في معظم الرئتين السليمة من المسالك التنفسية باستثناء تغلغلها في وقت الألم”. الخطأ الوحيد في هذا الاستنتاج الأولي: كلمة “مسببة للأمراض”.

مشروع الميكروبيوم البشري

لقد ذهب هذا العمل دون أن يلاحظه أحد ، وحتى وقت قريب ، لم يتم قبول فكرة وجود ميكروبات الرئة الصحية. والدليل على ذلك هو عدم وجود الرئة في المشروع الرئيسي لوصف الميكروبات البشرية السليمة ، “مشروع الميكروبيوم البشري” ، الذي أطلق في عام 2008 في الولايات المتحدة من قبل المعاهد الأمريكية للصحة (NIH). لم يكن الأمر كذلك حتى تم تطبيق تقنية جديدة لتحليل النباتات الميكروبية ، الميتاجينوميات على أمراض الجهاز التنفسي المزمنة .

بحيث تم الاعتراف أخيرًا في عام 2010 بأن الإشارة الميكروبية المكتشفة في الممرات الهوائية السفلية للأشخاص الخاضعين للمراقبة لم تكن تلوثًا أو عدوى ، ولكن في الواقع ميكروبيوتا رئوية. منذ ذلك الحين ، حتى القليل (بسبب صعوبة الوصول إلى العضو) ، تتفق جميع الدراسات التي أجريت في حالة فسيولوجية على وجود ميكروبات رئوية تعايشية. وهكذا ، فإن الرؤية الثنائية التي تعارض العقم والقدرة المرضية قد تراجعت تدريجياً عن تلك الخاصة بالميكروبات الرئوية التي من شأنها أن تلعب دوراً في الصحة.

إقرأ أيضا:15 نصيحة لزيادة قوتك الشرائية

البكتيريا في الرئتين : مزيج ذكي


إن تكوين الجراثيم الرئوية سريع جدًا مقارنة بنظيره في الأمعاء. من المعتاد أن نقول إن كل شيء يتم تحديده قبل سن 2 إلى 3 سنوات بالنسبة لهذا الأخير ؛ بالنسبة للرئة ، فمن الضروري العد في الأسابيع. في شهرين بالكاد من الحياة ، أكمل نضجه. خلال هذه الفترة ، ستكون البيئة التي ينمو فيها الطفل حاسمة لنموه.

تم اكتشاف المجتمعات الميكروبية في تجويف الفم والبلعوم الأنفي خلال 5 دقائق من الولادة وفي الرئتين في وقت مبكر يصل إلى 24 ساعة. تأتي جراثيم الرئة الوليدية بشكل رئيسي من الأم. تتكون “مجموعة أدوات بدء الحمل” الخاصة بالأم عمومًا من بكتيريا من أصل مهبلي وشرجي وجلدي ، وتختلف وفقًا لطريقة الولادة.

منذ الأيام الثلاثة الأولى من الحياة ، تبرز ثلاثة أشكال للميكروبات أو “الأنماط اللبنية”. أول ومتنوع ومستقر، وتتكون من النيسرية ، العقدية والبكتريا اللاهوائية ( بريفوتيلا ، الفيونيلة ، المغزلية و البورفيروموناس ) والمرتبطة المهبلي ولادة في الأوان. يتعلق الاثنان الآخران بالأطفال المبتسرين ، أحدهما يتميز بالميورة عند الرضع المولودين عن طريق المهبل والآخر تهيمن عليه المكورات العنقودية في حالة الولادة القيصرية. هذين النمطين الأخيرين مؤقتان.

في الأطفال الخدج جدًا المصابين بخلل التنسج القصبي (شذوذ في تطور الجهاز الرئوي) ، تم العثور على خلل التنسج الرئوي في مرحلة البلوغ مع انخفاض ملحوظ في الوفرة النسبية لـ بريفوتيلا . تم إثبات الصلة بين التطور المبكر للجراثيم التنفسية وصحة الجهاز التنفسي اللاحقة من خلال العديد من الدراسات ، وتؤكد أن الفترات المحيطة بالولادة وحديثي الولادة ضرورية للنضج الميكروبي في الرئة.

إقرأ أيضا:الحضارة الفرعونية

ميكروبيوتا خاصة


بمجرد وضعها ، تظهر جراثيم الرئة خصائص فريدة. أولاً ، المكان الميكروبي معقد إذا كان فقط من خلال تشريح الرئة وسطح الجهاز التنفسي (60 إلى 80 مترًا مربعًا). علاوة على ذلك ، فإن المصادر الميكروبية التي تغذي هذا المكانة متعددة: الخزان الفموي في المقام الأول ، والجهاز الهضمي والهواء المستنشق الذي يمكن أن يحتوي وحده على ما يصل إلى 100000 بكتيريا لكل لتر.

ربما تكون الميزة الأكثر لفتًا للانتباه في جراثيم الرئة هي ارتفاع نسبة البكتيريا “التي تكره الأكسجين”

بعد ذلك ، يكون تكوين الميكروبات الرئوية ديناميكيًا بشكل ملحوظ طوال الحياة. إنه نتيجة التوازن بين المدخول (الاستنشاق ، الطموح الدقيق ، التشتت من الغشاء المخاطي للفم البلعومي ، إلخ) والإزالة (رفع المخاط والسعال ، اختيار منشأ المناعة أو بسبب عوامل غير حيوية محلية ، التنافس بين الكائنات الحية الدقيقة ، إلخ).

ميزة أخرى ، كثافة الميكروبات منخفضة. سيكون بترتيب 10 5 بكتيريا لكل مليلتر من السائل القصبي السنخي عند البالغين. بالمقارنة ، هناك 10 11 إلى 10 12البكتيريا لكل مليلتر في القولون ، وهي كثافة بكتيرية من 1 إلى 10 ملايين مرة أكثر من الرئة. أيضًا ، يتطلب تحليل الميكروبات الرئوية بتقنيات جزيئية شديدة الحساسية اهتمامًا خاصًا بمخاطر التلوث ويبرر الإضافة المنهجية للضوابط السلبية من أجل تعقب الضوضاء الخلفية. ومع ذلك ، إذا كان ثراء الميكروبات الرئوية بكميات أقل من تلك الموجودة في الجراثيم المعوية ، فإن تنوعها يكون أكبر بكثير ، لا سيما بسبب المصادر المتعددة التي تغذيها. هذا يمكن أن يفسر قدرتها الكبيرة على الصمود.

البكتيريا في الرئتين : الأكسجين ممنوع في الرئة


ربما تكون الميزة الأكثر لفتًا للانتباه بالنسبة للميكروبات في العضو المخصص للأكسجين هي النسبة العالية من البكتيريا “التي تكره الأكسجين” ، أي اللاهوائية تمامًا. وهي تشكل ما يقرب من 50٪ من مجموع التنوع البكتيري مع أجناس بريفوتيلا ، الفيونيلة ، المغزلية أو البورفيروموناس، والتي تشكل نوعًا من “القلب اللاهوائي” داخل ميكروبيوتا الرئة. ستنتج هذه البكتيريا اللاهوائية مستقلبات مختلفة (شحميات سفينجولية وأحماض دهنية قصيرة السلسلة وجزيئات استشعار النصاب ، وهي طريقة اتصال البكتيريا) التي تلعب دورًا مهمًا في الفيزيولوجيا المرضية الرئوية يفسر وجودهم المتناقض بشكل خاص من خلال تشريح الرئة المليء بالمعارض (القصبات الهوائية والقصيبات) والمسدود (الأكياس السنخية) التي تؤدي إلى تكوين الجيوب اللاهوائية. تعتبر فكرة الجغرافيا الحيوية الميكروبية أساسية هنا.

إلى جانب هذه البكتيريا اللاهوائية ، يتم تمثيل جميع فروع عالم الميكروبات في النظام البيئي الرئوي. تم الإبلاغ عن استعمار الفطريات الدقيقة المسماة “الفطريات الدقيقة” ( فطر الرشاشيات ، كلادوسبوريوم ، السكريات ، إلخ) والخمائر. كما تم رصد الفيروسات من جميع الأنواع بأعداد كبيرة. أخيرًا ، يُشتبه أيضًا في وجود الأركيا ، الفرع الثالث للعيش مع حقيقيات النوى وبدائيات النوى.

على الرغم من أن هذه الكائنات الحية الدقيقة تشارك بالكامل في ميكروبات الرئة ، إلا أن القليل من البيانات المتاحة. مع تطوير ما يسمى بأساليب ميتاجينوم “البندقية” ، والتي تتكون من تحليل جميع أجزاء الحمض النووي الموجودة في عينة وليس تلك من نوع واحد ، يجب زيادة المعرفة بوجود هذه الكائنات الدقيقة الأخرى وتفاعلاتها ودورها. التوسع في على المدى القصير ، لا سيما في السياق الحالي لوباء كوفيد -19 ، الذي عجل بتكوين مجموعات من عينات الجهاز التنفسي. ومع ذلك ، لدينا بالفعل الكثير من المعلومات المهمة حول وظائف الميكروبات الرئوية.

حماية الرئة


بسبب صعوبة الوصول إلى أعماق رئتي الإنسان ، تأتي البيانات المتراكمة أساسًا من التجارب على الحيوانات. وهكذا ، في الفئران الممحوضة (الخالية من الميكروبات) ، لوحظت تعديلات تشريحية ، ولا سيما دقة أكبر للجدران السنخية والشعرية. بعد تقطير البكتيريا في الرئتين ، اكتسبت هذه الفئران سطحًا متبادلًا مع الحويصلات الأصغر حجمًا ، ولكن أكثر عددًا.

بالإضافة إلى هذا الدور في البنية الرئوية ، فإن الكائنات الحية المجهرية ستحمي أيضًا الرئتين من العدوى ، إما بشكل مباشر من خلال التفاعلات الميكروبية والميكروبات ، أو بشكل غير مباشر من خلال الجهاز المناعي الذي تشارك في تعليمه. في الواقع ، الفئران الممحوضة أكثر عرضة للإصابة بالتهابات الرئة ، ولكنها أقل عرضة لها بعد تعافيها من الميكروبات قبل الإصابة. تؤثر بكتيريا الرئة ومستقلباتها ، ولا سيما الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة مثل الأسيتات ، على الاستجابة المناعية المضادة للعدوى لدى المضيف عبرالعديد من الآليات التي تحفز النشاط المبيد للجراثيم من الضامة السنخية ، والتدفق المحلي للعدلات التي هي أيضًا مبيد للجراثيم ، وإنتاج مضاد للفيروسات بواسطة الخلايا الظهارية ، وبالتالي حماية ظهارة الجهاز التنفسي من فيروسات الجهاز التنفسي. كما تم توضيح الصلة بين الميكروبات الرئوية والمناعة الفطرية على النحو التالي: يصاب الفأر السليم بالتهاب رئوي مفرط عندما يتلقى ، عن طريق تقطير بسيط للأنف ، الميكروبات الرئوية لفأر يعاني من مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD).

البكتيريا في الرئتين : كيف تساعد جراثيم الرئة في تثقيف جهاز المناعة؟

تظهر البيانات الوبائية أن فترة حديثي الولادة حرجة. وهكذا ، فإن الأسابيع الأولى من الحياة تشبه فرعًا للسكك الحديدية يمكن من خلاله للعوامل البيئية أن تضع الفرد على مسار الصحة أو على العكس من أمراض الجهاز التنفسي. في الواقع ، يحدث هذا عندما ينضج الجهاز المناعي ، وتكون الكائنات الحية الدقيقة في الرئة عاملاً أساسياً في هذه العملية.

أظهرت دراسة أجريت على الفئران الصغيرة تحولًا في الجراثيم الرئوية .خلال الأسبوعين الأولين من الحياة: يزداد الحمل البكتيري في الرئتين. وترى المجموعات التصنيفية البكتيرية الكبيرة أن نسبها تتطور من غلبة البكتيريا المتقلبة والثابتة إلى تلك البكتيريا. في الفئران الصغيرة المعرضة لمسببات الحساسية الهوائية (العث) . يتم تقليل رد الفعل التحسسي (فرط اليوزينيات الرئوي وفرط نشاط الجهاز التنفسي) أثناء ظهور البكتيريا. يرتبط ظهور هذه المجموعة من البكتيريا اللاهوائية الصارمة بظهور الخلايا الليمفاوية التائية التنظيمية وزيادة التعبير عن PD-L1. يتعرف هذا البروتين الموجود على سطح البلاعم على مستقبل ، PD1 ، وبالتالي ينظم نشاط خلايا جهاز المناعة. هذان الزوجان PD-L1 / PD1 ، خارج الترتيب في حالة بعض أنواع السرطان ، هو هدف العلاجات المناعية.

يحافظ غياب الاستعمار البكتيري أو الحصار على PD-L1 .خلال الأسبوعين الأولين من الحياة على تفاعل مبالغ فيه مع مسببات الحساسية حتى سن الرشد. وهكذا ، فإن تكوين ونضج ميكروبات الجهاز التنفسي يحفز الخلايا التنظيمية في بداية الحياة. يؤدي تعطيل هذا النظام إلى حساسية طويلة الأمد لالتهاب مجرى الهواء التحسسي في مرحلة البلوغ.

السابق
الانفلونزا والعدوى
التالي
علماء الرياضيات خلال الحرب العظمى