2020-03-03 11:38:22
Αντιγραφή κορονοϊού
Τα βακτήρια και οι ιοί προσαρμόζονται γενετικά στο περιβάλλον πολύ πιο γρήγορα από εμάς τους ανθρώπους. Γι’ αυτό βρίσκουν πάντα τρόπους να ξεφεύγουν τόσο από τους μηχανισμούς άμυνας τον οργανισμού μας όσο και από τα φάρμακα που χρησιμοποιούμε εναντίον τους. Το μεγαλύτερο όπλο μας σε τούτο τον άνισο αγώνα είναι ο εγκέφαλος μας.
Στις 22 Σεπτεμβρίου 1994, κατά τη διάρκεια ενός Διεθνούς Συνεδρίου Βιοχημείας στο Νέο Δελχί της Ινδίας, καθώς ο τεχνικός ήχου μού στερέωνε το μικρόφωνο στο σακάκι, ψιθύρισε κάτι που έκανε το αίμα να παγώσει στις φλέβες μου: την προηγουμένη είχε εμφανιστεί πανώλη στη Σουράτ, μια πόλη 1,6 εκατομμυρίων κατοίκων, νοτιοδυτικά του Νέου Δελχί. Εβδομάδες πριν από την εκδήλωση της πανώλης είχε παρατηρηθεί στην περιοχή μαζικός θάνατος ποντικών και ένας άνθρωπος είχε ήδη πεθάνει από την ασθένεια. Επειδή επέστρεψα στην Ελβετία αμέσως μετά τη διάλεξή μου, πληροφορήθηκα πλέον από τις ειδήσεις ότι στη Σουράτ είχε προκληθεί ομαδικός πανικός: μέσα σε δύο ημέρες 300.000 άνθρωποι είχαν τραπεί σε φυγή, ενώ από την πρώτη κιόλας μέρα είχαν εξαντληθεί τα αντιβιοτικά
. Μετά τις πρώτες δυσκολίες, οι αρμόδιες αρχές κατάφεραν να θέσουν υπό έλεγχο την επιδημία, έτσι ώστε ο αριθμός των νεκρών να μην ξεπεράσει τους 56, δηλαδή να παραμείνει πολύ μικρός, τηρουμένων των αναλογιών. Εντούτοις, η ταραχή που επικράτησε ανά την υφήλιο έδειξε με εντυπωσιακό τρόπο πόσο μεγάλο φόβο προκαλεί η πανώλη στους ανθρώπους.
Και βέβαια, μόνο αβάσιμος δεν είναι αυτός ο φόβος, καθώς η ασθένεια ευθύνεται για τον θάνατο αμέτρητων ανθρώπων και έχει αποδεκατίσει ολόκληρους λαούς. Με βάση τεκμηριωμένα ιστορικά στοιχεία, στα τελευταία 1.500 χρόνια ξέσπασαν τρεις τουλάχιστον επιδημίες πανώλης που επηρέασαν καθοριστικά την ιστορία της ανθρωπότητας. Η εξέταση γενετικού υλικού από δόντια και οστά που βρέθηκαν σε τάφους χρονολογούμενους σε περιόδους που θέριζε η πανώλη έχει δώσει μια εξαιρετικά ακριβή εικόνα της προέλευσης και της πορείας των δύο πρώτων επιδημιών της νόσου. Και οι δύο ξεκίνησαν πιθανότατα από την Κίνα και έφτασαν στη Δύση μέσω του Δρόμου του Μεταξιού[1] και των εμπορικών πλοίων.
Τα βακτήρια και οι ιοί προσαρμόζονται γενετικά στο περιβάλλον πολύ πιο γρήγορα από εμάς τους ανθρώπους. Γι’ αυτό βρίσκουν πάντα τρόπους να ξεφεύγουν τόσο από τους μηχανισμούς άμυνας τον οργανισμού μας όσο και από τα φάρμακα που χρησιμοποιούμε εναντίον τους. Το μεγαλύτερο όπλο μας σε τούτο τον άνισο αγώνα είναι ο εγκέφαλος μας.Το τρίτο κύμα της πανώλης ξεκίνησε κι αυτό από την Κίνα: εμφανίστηκε το 1894 στην κινεζική επαρχία Γιουνάν και εξαπλώθηκε σε όλο τον κόσμο μέσω του Χονγκ Κονγκ και των θαλάσσιων οδών. Αυτήν τη φορά, όμως, τα πράγματα δεν ήταν τόσο εύκολα για την πανώλη, καθώς η αντίσταση που συνάντησε ήταν σθεναρή.
Ο βακτηριολόγος Alexandre Yersin, ο οποίος καταγόταν από τη μικρή ελβετική πόλη Aubonne, είχε ανακαλύψει, με τη βοήθεια του Ιάπωνα συνεργάτη του Kitasato Shibasaburo, ότι η πανώλη προκαλείται από ένα παθογόνο μικρόβιο, ένα βακτήριο το οποίο προς τιμήν του ονομάστηκε Yersinia pestis. Στη συνέχεια, με την ακαταπόνητη δουλειά πολλών ερευνητών που θα μπορούσε χωρίς υπερβολή να παραλληλιστεί με την εξονυχιστική έρευνα ενός αστυνομικού επιθεωρητή, διαπιστώθηκε ότι το βακτήριο αυτό προσβάλλει επιλεκτικά διάφορα τρωκτικά και άλλα θηλαστικά. Τα προσβεβλημένα τρωκτικά είναι πολύ επικίνδυνα για τον άνθρωπο, καθώς εδώ και αιώνες παραμένουν ανεπιθύμητοι συγκάτοικοι μας και μας μεταδίδουν την πανώλη με τους ψύλλους τους.
Και τι δεν θα έδινε ο Γάλλος βασιλιάς Φίλιππος ΣΤ’ για να έχει αυτή την πληροφορία όταν τον Οκτώβριο του 1348 ζήτησε να μάθει από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Παρισιού σε τι οφείλεται η επιδημία πανώλης που ταλάνιζε τη χώρα. Η απάντηση που πήρε ήταν ότι:
«Η σύγκλιση των πλανητών Κρόνου, Άρη και Δία, την 13η ώρα της 20ής Μαρτίου του 1345 είχε προκαλέσει επιβλαβείς μεταβολές στην ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα την εμφάνιση της ασθένειας». (!)
Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει αποτελεσματικό εμβόλιο κατά της πανώλης και ο μοναδικός τρόπος για να ελέγχουμε αποτελεσματικά την εξάπλωσή της είναι η καταπολέμηση των τρωκτικών, ο σωστός τρόπος συμβίωσης με κατοικίδια ζώα και η αυστηρή τήρηση των κανόνων υγιεινής. Σε περίπτωση εμφάνισης συμπτωμάτων πανώλης, πρέπει να γίνει ταχεία διάγνωση και να χορηγηθεί η κατάλληλη αντιβίωση. Προφανώς, δεν μπορούμε ακόμη να ισχυριστούμε ότι νικήσαμε το Yersinia pestis.
Το παθογόνο αυτό μικρόβιο έχει ένα ιδιαίτερα πανούργο σχέδιο δράσης: όταν προσβάλλει τους ψύλλους, αναστέλλει τη λειτουργία του πεπτικού τους συστήματος, με αποτέλεσμα αυτοί να έχουν ένα ακόρεστο αίσθημα πείνας, με συνέπεια να αναζητούν ακατάπαυστα νέα ομοιόθερμα ζώα για να τραφούν. Κατ’ αυτό τον τρόπο μεταφέρουν μέρος του μολυσμένου αίματος σ’ έναν πολύ μεγαλύτερο αριθμό ζώων απ’ ό,τι αν το πεπτικό τους σύστημα λειτουργούσε φυσιολογικά. Το σχέδιο δράσης του Yersinia pestis, όμως, δεν σταματά εδώ, αλλά συνεχίζεται με στόχο τα αντισώματα του οργανισμού μας. Μόλις αυτά του επιτεθούν, εκκρίνει εναντίον τους μια τοξική ουσία και τα θέτει εκτός λειτουργίας.
Να υποθέσουμε άραγε ότι δεν είναι διόλου απίθανο το βακτήριο της πανώλης να μπορεί σύντομα να αντιστέκεται σε όλα τα αντιβιοτικά που έχουμε στη διάθεση μας; Ήδη το 1995 διαπιστώθηκε αδυναμία θεραπείας ενός 16χρονου από τη Μαδαγασκάρη, αν και είχαν χρησιμοποιηθεί όλα σχεδόν τα τότε διαθέσιμα αντιβιοτικά. Προφανώς, το βακτηριακό στέλεχος που είχε προσβάλει τον νεαρό ασθενή είχε ενσωματώσει στο γενετικό του υλικό τμήματα DNA που περιείχαν ένα ολόκληρο οπλοστάσιο από ανθεκτικά γονίδια, τα οποία στη φύση μεταφέρονται ασταμάτητα από το ένα βακτήριο στο άλλο. Αυτή ακριβώς η περιφερόμενη συλλογή ανθεκτικών γονίδιων εξηγεί και τον λόγο για τον οποίο η ανθεκτικότητα σε κάποιο αντιβιοτικό εξαπλώνεται τόσο γρήγορα. Αν δεν καταφέρουμε να υποτάξουμε αυτά τα πολυανθεκτικά βακτήρια της πανώλης, ανακαλύπτοντας ένα νέο είδος αντιβιοτικού, δεν θα αργήσουν να εξελιχθούν πάλι σε παγκόσμια απειλή.
Τα λοιμώδη νοσήματα ευθύνονται για το ένα τρίτο περίπου των θανάτων παγκοσμίως, με τον ιό του AIDS να προκαλεί περίπου 2,5 εκατομμύρια θανάτους. Επίσης αποκαλύφθηκε ότι διάφορες παθήσεις, τις οποίες μέχρι σήμερα αποδίδαμε σε άλλα αίτια, όπως το έλκος στομάχου, το σύνδρομο χρόνιας κόπωσης, αλλά και διάφορες μορφές καρκίνου ή το χρόνιο άσθμα, αποτελούν συνέπειες λοίμωξης από βακτήρια ή ιούς.
Επιπλέον, πολλοί παθογόνοι μικροοργανισμοί έχουν μάθει να πολλαπλασιάζονται όχι μόνο μέσα στον οργανισμό μας, αλλά και μέσα στα κύτταρά μας, των οποίων τη δομή και τον μεταβολισμό χρησιμοποιούν καταχρηστικά. Αυτό δεν ισχύει μόνο για τους ιούς, αλλά και για πολλά βακτήρια. Όταν τα κύτταρά μας προσλαμβάνουν από το περιβάλλον την τροφή τους ή άλλες ουσίες, μαζί τους ταξιδεύουν συχνά ως λαθρεπιβάτες διάφοροι ιοί. Στη συνέχεια αυτοί χρησιμοποιούν τις μεταφορικές οδούς των κυττάρων μας για να καταφέρουν να εγκατασταθούν τελικά μέσα στα ίδια τα κύτταρα. Από την άλλη, διάφορα είδη βακτηρίων καλύπτονται συχνά από μια θήκη πρωτεϊνών, που εν πολλοίς μοιάζει με τις αντίστοιχες στην επιφάνεια των ανθρώπινων κυττάρων. Μόλις, λοιπόν, τα κύτταρά μας συνδεθούν, ξεγελασμένα από την ομοιότητα μ’ αυτούς τους μεταμφιεσμένους ξένους, ώστε να δημιουργήσουν μαζί τους κυτταρικούς ιστούς, τους ανοίγουν την πόρτα για να μπουν στον οργανισμό μας. Οι ιοί, όπως και πολλά βακτήρια, δεν εισβάλλουν στον οργανισμό μας ενεργά, αλλά αφήνουν τα κύτταρά μας να τους «καταπιούν». Υπάρχουν βέβαια και είδη παθογόνων μικροοργανισμών, όπως τα μικροσπορίδια και το τοξόπλασμα (Toxoplasma gondii), που έχουν αναπτύξει κάποια παράξενα όργανα, τα οποία χρησιμοποιούν εν είδει σύριγγας για να εισχωρήσουν στο εσωτερικό των κυττάρων μας και να πολλαπλασιαστούν εκεί.
Ο οργανισμός μας έμαθε κατά τη διάρκεια της εξέλιξης πώς να προστατεύεται από τους παθογόνους μικροοργανισμούς. Τα λευκά αιμοσφαίρια του αίματος, η λέμφος, όπως και άλλα κύτταρα-αστυνομικοί μέσα στους ιστούς μας, καραδοκούν προκειμένου να εντοπίσουν πάνω στην επιφάνεια των εισβολέων μόρια ξένα προς τον οργανισμό μας.
Μόλις τα εντοπίσουν, προσκολλώνται πάνω στους εισβολείς που τα φέρουν, με σκοπό είτε να τους καταπιούν και να τους πέψουν (φαγοκυττάρωση) είτε να τους καταστρέψουν με πολύ δραστικές χημικές ουσίες. Συχνά, κατά τη διάρκεια της επιχείρησης πεθαίνουν πολλά κύτταρα-αστυνομικοί, καταλήγοντας στο γνωστό σε όλους μας κιτρινοπράσινο πύον.
Παράλληλα μ’ αυτήν τη δραστηριότητα τα κύτταρα-αστυνομικοί στέλνουν μηνύματα SOS στο ανοσοποιητικό μας σύστημα, το οποίο κινητοποιεί αμέσως τις ήδη υπάρχουσες (υπό μορφή αντισωμάτων) πρωτεΐνες ή κατασκευάζει νέες. Και οι μεν και οι δε δένονται χημικά με τους εισβολείς ώστε, σε συνεργασία με άλλες πρωτεΐνες του αίματος, τελικά να τους εξοντώσουν. Κι ωστόσο, αυτό το σύστημα άμυνας που τόσο εντυπωσιακά προστατεύει τον οργανισμό μας μπορεί μερικές φορές να στραφεί εναντίον μας: για παράδειγμα, πολλά από τα συμπτώματα λοιμωδών νόσων όπως η παρωτίτιδα και η φυματίωση, δεν είναι τίποτε περισσότερο από παράπλευρες απώλειες που οφείλονται στον υπερβάλλοντα ζήλο του ανοσοποιητικού μας συστήματος.
Ο αγώνας του ανθρώπου κατά των παθογόνων μικροβίων μαίνεται εδώ και εκατομμύρια χρόνια και έχει επηρεάσει καθοριστικά όχι μόνον εμάς, αλλά και τους εχθρούς μας. Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί μεταλλάσσουν ακατάπαυστα το γενετικό τους υλικό δημιουργώντας νέους τύπους βακτηρίων, απέναντι στους οποίους το σύστημα της άμυνάς μας, δηλαδή το ανοσοποιητικό μας σύστημα, είναι αναποτελεσματικό.
Ταυτοχρόνως, τα βακτήρια δεν έχουν τον παραμικρό ενδοιασμό να ενσωματώσουν στο γενετικό τους υλικό τμήματα του δικού μας. Αυτή η κλοπή γενετικών δεδομένων εξηγεί πιθανότατα και την προέλευση των πρωτεϊνών, τις οποίες χρησιμοποιούν μερικά βακτήρια για να μεταμφιεστούν και να μπορέσουν έτσι να προσδεθούν στα κύτταρά μας, ώστε να εισχωρήσουν κατόπιν μέσα τους.
Όμως κι εμείς οι ίδιοι μεταλλάσσουμε τα γονίδια μας, υπό την πίεση της φυσικής επιλογής, προκειμένου να αμυνθούμε ενάντια στους παθογόνους μικροοργανισμούς. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί μια γονιδιακή μετάλλαξη που τροποποιεί τη δομή της αιμοσφαιρίνης μας. προκαλώντας μια βαριάς μορφής αναιμία, τη δρεπανοκυτταρική αναιμία. Η μετάλλαξη αυτή είναι πολύ διαδομένη στις περιοχές της Αφρικής όπου ενδημεί η ελονοσία, καθώς όσοι είναι φορείς της μετάλλαξης (δηλαδή φέρουν ένα μεταλλαγμένο και ένα φυσιολογικό γονίδιο) είναι ανθεκτικοί απέναντι στη συγκεκριμένη νόσο.
Παρ’ όλα αυτά, σε τούτο το παιχνίδι της γάτας με το ποντίκι, που παίζεται εδώ και αιώνες ανάμεσα σ’ εμάς και στους πολύ πιο γρήγορους παθογόνους μικροοργανισμούς, χαμένοι είμαστε αναπόφευκτα εμείς.
Ας δούμε συγκριτικά το εξής παράδειγμα: το γενετικό μας υλικό διαφέρει από εκείνο των χιμπατζήδων (που φυλογενετικά είναι οι πιο κοντινοί συγγενείς μας) λιγότερο από 2%, αν και από εξελικτικής πλευράς οι δρόμοι μας έχουν χωρίσει εδώ και 8 εκατομμύρια χρόνια. Ο ιός της πολιομυελίτιδας όμως χρειάζεται μόνο 5 ημέρες για να επιτύχει το ίδιο ποσοστό αλλαγής του γενετικού του υλικού, δηλαδή το επιτυγχάνει πολύ πριν φτάσει από το στόμα στο έντερο μας. Ακόμη κι αν τα βακτήρια μεταλλάσσονται πιο αργά από τους ιούς, ο ταχύς πολλαπλασιασμός αλλά και ο τεράστιος αριθμός των απογόνων τους αρκούν για να μας αφήνουν πάντα πολύ πίσω, σχεδόν στην αφετηρία, στον αγώνα δρόμου μεταξύ των γονιδίων μας.
Κι όμως, ο αγώνας κατά των παθογόνων μικροοργανισμών δεν είναι μάταιος, κι αυτό γιατί δεν αντλούμε δύναμη για τις βιολογικές μας δραστηριότητες μόνο από τα γονίδιά μας. Η γνώση που μεταφέρουμε από γενιά σε γενιά αποτελεί επίσης ένα είδος γενετικής πληροφορίας. Κληρονομούμε αυτήν τη γνώση μαζί με τα γονίδιά μας, αλλά μπορούμε να την προσαρμόζουμε πολύ πιο γρήγορα σε καινούργιες συνθήκες και να τη χρησιμοποιούμε ενάντια σε ό,τι μας απειλεί. Χάρη σ’ αυτήν τη γνώση κατορθώσαμε σε λιγότερο από 2 εκατονταετίες να αποκτήσουμε καλύτερες συνθήκες υγιεινής, αποστειρωμένες συνθήκες χειρουργείου, εμβόλια που μας προστατεύουν και διαγνωστικές μεθόδους μεγάλης ακριβείας. Αποκορύφωμα αυτού του είδους «γενετικής» άμυνας αποτελούν τα αντιβιοτικά, για τα οποία είχαμε κάποτε πιστέψει ότι θα έφερναν το τέλος στις ασθένειες που προκαλούνται από τα παθογόνα βακτήρια. Για τη δική μου γενιά, που βίωσε βήμα προς βήμα την ανάπτυξη σε τούτο τον τομέα, λέξεις όπως πενικιλίνη, στρεπτομυκίνη, τετρακυκλίνη και χλωραμφαινικόλη αποτελούν ένα αισιόδοξο μήνυμα χαραγμένο με φωτεινά γράμματα πάνω από την πύλη που οδηγεί στη χρυσή εποχή της ιατρικής. Γι’ αυτό και ένα από τα πιο θλιβερά κεφάλαια στην ιστορία της ανθρωπότητας είναι η ανενδοίαστη κατάχρηση αυτών των θαυματουργών όπλων της επιστήμης, τόσο από την ιατρική όσο και από τη γεωργία και την κτηνοτροφία, οι οποίες, με την αλόγιστη χρήση των αντιβιοτικών, προκάλεσαν εξασθένηση της δραστικότητάς τους μέσα σε λίγες μόνο δεκαετίες.
Όλα αυτά τα χρόνια οι βιολόγοι και οι γιατροί ακούραστα προειδοποιούσαν ότι τα αντιβιοτικά είναι φυσικές ουσίες που απαντούν στη βιόσφαιρα εδώ και εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, και γι’ αυτό, η ανάπτυξη αντοχής απέναντι τους πρέπει να θεωρείται δεδομένη. Όντως, τα περισσότερα εδαφικά βακτήρια που έχουν μελετηθεί μέχρι σήμερα είναι ανθεκτικά απέναντι σε 7 από τις 8 οικογένειες αντιβιοτικών. Η ύπαρξή τους διαμορφώνει μια δεξαμενή ανθεκτικών γονιδίων, από την οποία μπορούν ανά πάσα στιγμή να αντλούν αποθέματα τα μη ανθεκτικά γονίδια.
Πώς μπορέσαμε αλήθεια να πιστέψουμε ότι θα καταφέρναμε να νικήσουμε για πάντα τα λοιμώδη νοσήματα με τα αντιβιοτικά μας; Αυτό δεν ήταν παρά μια ύβρις εκ μέρους ενός ζωικού είδους που αυτοχαρακτηρίστηκε κυρίαρχο και θέλησε να υποτάξει με τα νέα του όπλα μια βιολογική υπερδύναμη, τα βακτήρια. Η φύση όμως δεν ανέχεται κανενός είδους βιολογικά απαρτχάιντ. Και θα πρέπει επιτέλους να καταλάβουμε ότι ο πλανήτης μας δεν είναι η «Γη των Ανθρώπων» αλλά ο «Πλανήτης των Μικροβίων».
Τα μικρόβια εγκαταστάθηκαν σε τούτο τον πλανήτη πριν από εμάς και αυτά είναι που τον έκαναν κατοικήσιμο για τους ανθρώπους. Μπήκαμε στο βιολογικό δίκτυο της ζωής πολύ αργά και ξεχνάμε ότι μέσα στο δίκτυο αυτό δεν είμαστε παρά μια πολύ μικρή βελονιά.
Το γενετικό υλικό που υπάρχει αποθηκευμένο στα μόρια του DNA μας είναι μεν εξαιρετικά περίπλοκο, αλλά εάν υποθέσουμε ότι είχαμε τη δυνατότητα να απομονώσουμε το γενετικό υλικό όλων των ανθρώπων του πλανήτη και να φτιάξουμε μ’ αυτό μια κλωστή, τότε η κλωστή αυτή θα ήταν 20 φορές μακρύτερη από την απόσταση Γης Σελήνης. Αν όμως φτιάχναμε μια κλωστή από το DNA όλων των μικροβίων του πλανήτη μας, τότε η κλωστή αυτή θα απλωνόταν μέχρι τις εσχατιές του σύμπαντος.
Και με βάση τα δεδομένα αυτά καλούμαστε, εμείς οι άνθρωποι, να επιβληθούμε στη βιολογική γνώση των αμέτρητων βακτηριακών γενετικών «νημάτων» που μεταλλάσσονται ακατάπαυστα. Αν σε τούτο τον αγώνα εμπιστευόμασταν μόνο τα γονίδιά μας, θα είχαμε επιστρέψει στο στάδιο του ζώου χωρίς πολιτισμό ή θα είχαμε προ πολλού εξαφανιστεί από τον πλανήτη. Μόνον ο θαυμαστός εγκέφαλος μας διαθέτει αρκετή ευστροφία και ευρηματικότητα ώστε να κρατά υπό έλεγχο αυτούς τους πανίσχυρους βιολογικούς εχθρούς και να μας εξασφαλίζει ένα μέλλον αντάξιο του είδους μας.
Gottfried Schatz – ΒΙΟΛΟΓΙΑ, ΕΝΑΣ ΚΗΠΟΣ ΓΕΜΑΤΟΣ ΘΑΥΜΑΤΑ,
Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
Οι ανακαλύψεις της βιολογίας και πώς διαμορφώνουν την εικόνα μας για τον άνθρωπο, Μετάφραση: Δήμητρα Τσαβάλου-Bill (via http://www.grivas.info/emvolia/365-grivas)
Διαβάστε τον πρόλογο του Rolf Zinkernagel (Bραβείο Nobel Φυσιολογίας & Ιατρικής 1996) και τις δυο πρώτες ενότητες του βιβλίου, εδώ.
[1] Δρόμος του Μεταξιού ονομαζόταν το δίκτυο εμπορικών δρόμων ανάμεσα στην Κίνα και στα κράτη που βρίσκονταν δυτικά και νότια της. Έφτανε μέχρι τη Μεσόγειο, την Αραβική Χερσόνησο και τις χώρες της ανατολικής Αφρικής, εξυπηρετώντας τη διακίνηση όχι μόνο μεταξιού αλλά και προϊόντων όπως ήταν τα μπαχαρικά, η πορσελάνη κ.λπ., μέχρι τη σταδιακή εγκατάλειψή του μετά την άλωση της Κωνσταντινούπολης το 1453.
https://physicsgg.me/
Τα βακτήρια και οι ιοί προσαρμόζονται γενετικά στο περιβάλλον πολύ πιο γρήγορα από εμάς τους ανθρώπους. Γι’ αυτό βρίσκουν πάντα τρόπους να ξεφεύγουν τόσο από τους μηχανισμούς άμυνας τον οργανισμού μας όσο και από τα φάρμακα που χρησιμοποιούμε εναντίον τους. Το μεγαλύτερο όπλο μας σε τούτο τον άνισο αγώνα είναι ο εγκέφαλος μας.
Στις 22 Σεπτεμβρίου 1994, κατά τη διάρκεια ενός Διεθνούς Συνεδρίου Βιοχημείας στο Νέο Δελχί της Ινδίας, καθώς ο τεχνικός ήχου μού στερέωνε το μικρόφωνο στο σακάκι, ψιθύρισε κάτι που έκανε το αίμα να παγώσει στις φλέβες μου: την προηγουμένη είχε εμφανιστεί πανώλη στη Σουράτ, μια πόλη 1,6 εκατομμυρίων κατοίκων, νοτιοδυτικά του Νέου Δελχί. Εβδομάδες πριν από την εκδήλωση της πανώλης είχε παρατηρηθεί στην περιοχή μαζικός θάνατος ποντικών και ένας άνθρωπος είχε ήδη πεθάνει από την ασθένεια. Επειδή επέστρεψα στην Ελβετία αμέσως μετά τη διάλεξή μου, πληροφορήθηκα πλέον από τις ειδήσεις ότι στη Σουράτ είχε προκληθεί ομαδικός πανικός: μέσα σε δύο ημέρες 300.000 άνθρωποι είχαν τραπεί σε φυγή, ενώ από την πρώτη κιόλας μέρα είχαν εξαντληθεί τα αντιβιοτικά
Και βέβαια, μόνο αβάσιμος δεν είναι αυτός ο φόβος, καθώς η ασθένεια ευθύνεται για τον θάνατο αμέτρητων ανθρώπων και έχει αποδεκατίσει ολόκληρους λαούς. Με βάση τεκμηριωμένα ιστορικά στοιχεία, στα τελευταία 1.500 χρόνια ξέσπασαν τρεις τουλάχιστον επιδημίες πανώλης που επηρέασαν καθοριστικά την ιστορία της ανθρωπότητας. Η εξέταση γενετικού υλικού από δόντια και οστά που βρέθηκαν σε τάφους χρονολογούμενους σε περιόδους που θέριζε η πανώλη έχει δώσει μια εξαιρετικά ακριβή εικόνα της προέλευσης και της πορείας των δύο πρώτων επιδημιών της νόσου. Και οι δύο ξεκίνησαν πιθανότατα από την Κίνα και έφτασαν στη Δύση μέσω του Δρόμου του Μεταξιού[1] και των εμπορικών πλοίων.
Τα βακτήρια και οι ιοί προσαρμόζονται γενετικά στο περιβάλλον πολύ πιο γρήγορα από εμάς τους ανθρώπους. Γι’ αυτό βρίσκουν πάντα τρόπους να ξεφεύγουν τόσο από τους μηχανισμούς άμυνας τον οργανισμού μας όσο και από τα φάρμακα που χρησιμοποιούμε εναντίον τους. Το μεγαλύτερο όπλο μας σε τούτο τον άνισο αγώνα είναι ο εγκέφαλος μας.Το τρίτο κύμα της πανώλης ξεκίνησε κι αυτό από την Κίνα: εμφανίστηκε το 1894 στην κινεζική επαρχία Γιουνάν και εξαπλώθηκε σε όλο τον κόσμο μέσω του Χονγκ Κονγκ και των θαλάσσιων οδών. Αυτήν τη φορά, όμως, τα πράγματα δεν ήταν τόσο εύκολα για την πανώλη, καθώς η αντίσταση που συνάντησε ήταν σθεναρή.
Ο βακτηριολόγος Alexandre Yersin, ο οποίος καταγόταν από τη μικρή ελβετική πόλη Aubonne, είχε ανακαλύψει, με τη βοήθεια του Ιάπωνα συνεργάτη του Kitasato Shibasaburo, ότι η πανώλη προκαλείται από ένα παθογόνο μικρόβιο, ένα βακτήριο το οποίο προς τιμήν του ονομάστηκε Yersinia pestis. Στη συνέχεια, με την ακαταπόνητη δουλειά πολλών ερευνητών που θα μπορούσε χωρίς υπερβολή να παραλληλιστεί με την εξονυχιστική έρευνα ενός αστυνομικού επιθεωρητή, διαπιστώθηκε ότι το βακτήριο αυτό προσβάλλει επιλεκτικά διάφορα τρωκτικά και άλλα θηλαστικά. Τα προσβεβλημένα τρωκτικά είναι πολύ επικίνδυνα για τον άνθρωπο, καθώς εδώ και αιώνες παραμένουν ανεπιθύμητοι συγκάτοικοι μας και μας μεταδίδουν την πανώλη με τους ψύλλους τους.
Και τι δεν θα έδινε ο Γάλλος βασιλιάς Φίλιππος ΣΤ’ για να έχει αυτή την πληροφορία όταν τον Οκτώβριο του 1348 ζήτησε να μάθει από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Παρισιού σε τι οφείλεται η επιδημία πανώλης που ταλάνιζε τη χώρα. Η απάντηση που πήρε ήταν ότι:
«Η σύγκλιση των πλανητών Κρόνου, Άρη και Δία, την 13η ώρα της 20ής Μαρτίου του 1345 είχε προκαλέσει επιβλαβείς μεταβολές στην ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα την εμφάνιση της ασθένειας». (!)
Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει αποτελεσματικό εμβόλιο κατά της πανώλης και ο μοναδικός τρόπος για να ελέγχουμε αποτελεσματικά την εξάπλωσή της είναι η καταπολέμηση των τρωκτικών, ο σωστός τρόπος συμβίωσης με κατοικίδια ζώα και η αυστηρή τήρηση των κανόνων υγιεινής. Σε περίπτωση εμφάνισης συμπτωμάτων πανώλης, πρέπει να γίνει ταχεία διάγνωση και να χορηγηθεί η κατάλληλη αντιβίωση. Προφανώς, δεν μπορούμε ακόμη να ισχυριστούμε ότι νικήσαμε το Yersinia pestis.
Το παθογόνο αυτό μικρόβιο έχει ένα ιδιαίτερα πανούργο σχέδιο δράσης: όταν προσβάλλει τους ψύλλους, αναστέλλει τη λειτουργία του πεπτικού τους συστήματος, με αποτέλεσμα αυτοί να έχουν ένα ακόρεστο αίσθημα πείνας, με συνέπεια να αναζητούν ακατάπαυστα νέα ομοιόθερμα ζώα για να τραφούν. Κατ’ αυτό τον τρόπο μεταφέρουν μέρος του μολυσμένου αίματος σ’ έναν πολύ μεγαλύτερο αριθμό ζώων απ’ ό,τι αν το πεπτικό τους σύστημα λειτουργούσε φυσιολογικά. Το σχέδιο δράσης του Yersinia pestis, όμως, δεν σταματά εδώ, αλλά συνεχίζεται με στόχο τα αντισώματα του οργανισμού μας. Μόλις αυτά του επιτεθούν, εκκρίνει εναντίον τους μια τοξική ουσία και τα θέτει εκτός λειτουργίας.
Να υποθέσουμε άραγε ότι δεν είναι διόλου απίθανο το βακτήριο της πανώλης να μπορεί σύντομα να αντιστέκεται σε όλα τα αντιβιοτικά που έχουμε στη διάθεση μας; Ήδη το 1995 διαπιστώθηκε αδυναμία θεραπείας ενός 16χρονου από τη Μαδαγασκάρη, αν και είχαν χρησιμοποιηθεί όλα σχεδόν τα τότε διαθέσιμα αντιβιοτικά. Προφανώς, το βακτηριακό στέλεχος που είχε προσβάλει τον νεαρό ασθενή είχε ενσωματώσει στο γενετικό του υλικό τμήματα DNA που περιείχαν ένα ολόκληρο οπλοστάσιο από ανθεκτικά γονίδια, τα οποία στη φύση μεταφέρονται ασταμάτητα από το ένα βακτήριο στο άλλο. Αυτή ακριβώς η περιφερόμενη συλλογή ανθεκτικών γονίδιων εξηγεί και τον λόγο για τον οποίο η ανθεκτικότητα σε κάποιο αντιβιοτικό εξαπλώνεται τόσο γρήγορα. Αν δεν καταφέρουμε να υποτάξουμε αυτά τα πολυανθεκτικά βακτήρια της πανώλης, ανακαλύπτοντας ένα νέο είδος αντιβιοτικού, δεν θα αργήσουν να εξελιχθούν πάλι σε παγκόσμια απειλή.
Τα λοιμώδη νοσήματα ευθύνονται για το ένα τρίτο περίπου των θανάτων παγκοσμίως, με τον ιό του AIDS να προκαλεί περίπου 2,5 εκατομμύρια θανάτους. Επίσης αποκαλύφθηκε ότι διάφορες παθήσεις, τις οποίες μέχρι σήμερα αποδίδαμε σε άλλα αίτια, όπως το έλκος στομάχου, το σύνδρομο χρόνιας κόπωσης, αλλά και διάφορες μορφές καρκίνου ή το χρόνιο άσθμα, αποτελούν συνέπειες λοίμωξης από βακτήρια ή ιούς.
Επιπλέον, πολλοί παθογόνοι μικροοργανισμοί έχουν μάθει να πολλαπλασιάζονται όχι μόνο μέσα στον οργανισμό μας, αλλά και μέσα στα κύτταρά μας, των οποίων τη δομή και τον μεταβολισμό χρησιμοποιούν καταχρηστικά. Αυτό δεν ισχύει μόνο για τους ιούς, αλλά και για πολλά βακτήρια. Όταν τα κύτταρά μας προσλαμβάνουν από το περιβάλλον την τροφή τους ή άλλες ουσίες, μαζί τους ταξιδεύουν συχνά ως λαθρεπιβάτες διάφοροι ιοί. Στη συνέχεια αυτοί χρησιμοποιούν τις μεταφορικές οδούς των κυττάρων μας για να καταφέρουν να εγκατασταθούν τελικά μέσα στα ίδια τα κύτταρα. Από την άλλη, διάφορα είδη βακτηρίων καλύπτονται συχνά από μια θήκη πρωτεϊνών, που εν πολλοίς μοιάζει με τις αντίστοιχες στην επιφάνεια των ανθρώπινων κυττάρων. Μόλις, λοιπόν, τα κύτταρά μας συνδεθούν, ξεγελασμένα από την ομοιότητα μ’ αυτούς τους μεταμφιεσμένους ξένους, ώστε να δημιουργήσουν μαζί τους κυτταρικούς ιστούς, τους ανοίγουν την πόρτα για να μπουν στον οργανισμό μας. Οι ιοί, όπως και πολλά βακτήρια, δεν εισβάλλουν στον οργανισμό μας ενεργά, αλλά αφήνουν τα κύτταρά μας να τους «καταπιούν». Υπάρχουν βέβαια και είδη παθογόνων μικροοργανισμών, όπως τα μικροσπορίδια και το τοξόπλασμα (Toxoplasma gondii), που έχουν αναπτύξει κάποια παράξενα όργανα, τα οποία χρησιμοποιούν εν είδει σύριγγας για να εισχωρήσουν στο εσωτερικό των κυττάρων μας και να πολλαπλασιαστούν εκεί.
Ο οργανισμός μας έμαθε κατά τη διάρκεια της εξέλιξης πώς να προστατεύεται από τους παθογόνους μικροοργανισμούς. Τα λευκά αιμοσφαίρια του αίματος, η λέμφος, όπως και άλλα κύτταρα-αστυνομικοί μέσα στους ιστούς μας, καραδοκούν προκειμένου να εντοπίσουν πάνω στην επιφάνεια των εισβολέων μόρια ξένα προς τον οργανισμό μας.
Μόλις τα εντοπίσουν, προσκολλώνται πάνω στους εισβολείς που τα φέρουν, με σκοπό είτε να τους καταπιούν και να τους πέψουν (φαγοκυττάρωση) είτε να τους καταστρέψουν με πολύ δραστικές χημικές ουσίες. Συχνά, κατά τη διάρκεια της επιχείρησης πεθαίνουν πολλά κύτταρα-αστυνομικοί, καταλήγοντας στο γνωστό σε όλους μας κιτρινοπράσινο πύον.
Παράλληλα μ’ αυτήν τη δραστηριότητα τα κύτταρα-αστυνομικοί στέλνουν μηνύματα SOS στο ανοσοποιητικό μας σύστημα, το οποίο κινητοποιεί αμέσως τις ήδη υπάρχουσες (υπό μορφή αντισωμάτων) πρωτεΐνες ή κατασκευάζει νέες. Και οι μεν και οι δε δένονται χημικά με τους εισβολείς ώστε, σε συνεργασία με άλλες πρωτεΐνες του αίματος, τελικά να τους εξοντώσουν. Κι ωστόσο, αυτό το σύστημα άμυνας που τόσο εντυπωσιακά προστατεύει τον οργανισμό μας μπορεί μερικές φορές να στραφεί εναντίον μας: για παράδειγμα, πολλά από τα συμπτώματα λοιμωδών νόσων όπως η παρωτίτιδα και η φυματίωση, δεν είναι τίποτε περισσότερο από παράπλευρες απώλειες που οφείλονται στον υπερβάλλοντα ζήλο του ανοσοποιητικού μας συστήματος.
Ο αγώνας του ανθρώπου κατά των παθογόνων μικροβίων μαίνεται εδώ και εκατομμύρια χρόνια και έχει επηρεάσει καθοριστικά όχι μόνον εμάς, αλλά και τους εχθρούς μας. Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί μεταλλάσσουν ακατάπαυστα το γενετικό τους υλικό δημιουργώντας νέους τύπους βακτηρίων, απέναντι στους οποίους το σύστημα της άμυνάς μας, δηλαδή το ανοσοποιητικό μας σύστημα, είναι αναποτελεσματικό.
Ταυτοχρόνως, τα βακτήρια δεν έχουν τον παραμικρό ενδοιασμό να ενσωματώσουν στο γενετικό τους υλικό τμήματα του δικού μας. Αυτή η κλοπή γενετικών δεδομένων εξηγεί πιθανότατα και την προέλευση των πρωτεϊνών, τις οποίες χρησιμοποιούν μερικά βακτήρια για να μεταμφιεστούν και να μπορέσουν έτσι να προσδεθούν στα κύτταρά μας, ώστε να εισχωρήσουν κατόπιν μέσα τους.
Όμως κι εμείς οι ίδιοι μεταλλάσσουμε τα γονίδια μας, υπό την πίεση της φυσικής επιλογής, προκειμένου να αμυνθούμε ενάντια στους παθογόνους μικροοργανισμούς. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί μια γονιδιακή μετάλλαξη που τροποποιεί τη δομή της αιμοσφαιρίνης μας. προκαλώντας μια βαριάς μορφής αναιμία, τη δρεπανοκυτταρική αναιμία. Η μετάλλαξη αυτή είναι πολύ διαδομένη στις περιοχές της Αφρικής όπου ενδημεί η ελονοσία, καθώς όσοι είναι φορείς της μετάλλαξης (δηλαδή φέρουν ένα μεταλλαγμένο και ένα φυσιολογικό γονίδιο) είναι ανθεκτικοί απέναντι στη συγκεκριμένη νόσο.
Παρ’ όλα αυτά, σε τούτο το παιχνίδι της γάτας με το ποντίκι, που παίζεται εδώ και αιώνες ανάμεσα σ’ εμάς και στους πολύ πιο γρήγορους παθογόνους μικροοργανισμούς, χαμένοι είμαστε αναπόφευκτα εμείς.
Ας δούμε συγκριτικά το εξής παράδειγμα: το γενετικό μας υλικό διαφέρει από εκείνο των χιμπατζήδων (που φυλογενετικά είναι οι πιο κοντινοί συγγενείς μας) λιγότερο από 2%, αν και από εξελικτικής πλευράς οι δρόμοι μας έχουν χωρίσει εδώ και 8 εκατομμύρια χρόνια. Ο ιός της πολιομυελίτιδας όμως χρειάζεται μόνο 5 ημέρες για να επιτύχει το ίδιο ποσοστό αλλαγής του γενετικού του υλικού, δηλαδή το επιτυγχάνει πολύ πριν φτάσει από το στόμα στο έντερο μας. Ακόμη κι αν τα βακτήρια μεταλλάσσονται πιο αργά από τους ιούς, ο ταχύς πολλαπλασιασμός αλλά και ο τεράστιος αριθμός των απογόνων τους αρκούν για να μας αφήνουν πάντα πολύ πίσω, σχεδόν στην αφετηρία, στον αγώνα δρόμου μεταξύ των γονιδίων μας.
Κι όμως, ο αγώνας κατά των παθογόνων μικροοργανισμών δεν είναι μάταιος, κι αυτό γιατί δεν αντλούμε δύναμη για τις βιολογικές μας δραστηριότητες μόνο από τα γονίδιά μας. Η γνώση που μεταφέρουμε από γενιά σε γενιά αποτελεί επίσης ένα είδος γενετικής πληροφορίας. Κληρονομούμε αυτήν τη γνώση μαζί με τα γονίδιά μας, αλλά μπορούμε να την προσαρμόζουμε πολύ πιο γρήγορα σε καινούργιες συνθήκες και να τη χρησιμοποιούμε ενάντια σε ό,τι μας απειλεί. Χάρη σ’ αυτήν τη γνώση κατορθώσαμε σε λιγότερο από 2 εκατονταετίες να αποκτήσουμε καλύτερες συνθήκες υγιεινής, αποστειρωμένες συνθήκες χειρουργείου, εμβόλια που μας προστατεύουν και διαγνωστικές μεθόδους μεγάλης ακριβείας. Αποκορύφωμα αυτού του είδους «γενετικής» άμυνας αποτελούν τα αντιβιοτικά, για τα οποία είχαμε κάποτε πιστέψει ότι θα έφερναν το τέλος στις ασθένειες που προκαλούνται από τα παθογόνα βακτήρια. Για τη δική μου γενιά, που βίωσε βήμα προς βήμα την ανάπτυξη σε τούτο τον τομέα, λέξεις όπως πενικιλίνη, στρεπτομυκίνη, τετρακυκλίνη και χλωραμφαινικόλη αποτελούν ένα αισιόδοξο μήνυμα χαραγμένο με φωτεινά γράμματα πάνω από την πύλη που οδηγεί στη χρυσή εποχή της ιατρικής. Γι’ αυτό και ένα από τα πιο θλιβερά κεφάλαια στην ιστορία της ανθρωπότητας είναι η ανενδοίαστη κατάχρηση αυτών των θαυματουργών όπλων της επιστήμης, τόσο από την ιατρική όσο και από τη γεωργία και την κτηνοτροφία, οι οποίες, με την αλόγιστη χρήση των αντιβιοτικών, προκάλεσαν εξασθένηση της δραστικότητάς τους μέσα σε λίγες μόνο δεκαετίες.
Όλα αυτά τα χρόνια οι βιολόγοι και οι γιατροί ακούραστα προειδοποιούσαν ότι τα αντιβιοτικά είναι φυσικές ουσίες που απαντούν στη βιόσφαιρα εδώ και εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, και γι’ αυτό, η ανάπτυξη αντοχής απέναντι τους πρέπει να θεωρείται δεδομένη. Όντως, τα περισσότερα εδαφικά βακτήρια που έχουν μελετηθεί μέχρι σήμερα είναι ανθεκτικά απέναντι σε 7 από τις 8 οικογένειες αντιβιοτικών. Η ύπαρξή τους διαμορφώνει μια δεξαμενή ανθεκτικών γονιδίων, από την οποία μπορούν ανά πάσα στιγμή να αντλούν αποθέματα τα μη ανθεκτικά γονίδια.
Πώς μπορέσαμε αλήθεια να πιστέψουμε ότι θα καταφέρναμε να νικήσουμε για πάντα τα λοιμώδη νοσήματα με τα αντιβιοτικά μας; Αυτό δεν ήταν παρά μια ύβρις εκ μέρους ενός ζωικού είδους που αυτοχαρακτηρίστηκε κυρίαρχο και θέλησε να υποτάξει με τα νέα του όπλα μια βιολογική υπερδύναμη, τα βακτήρια. Η φύση όμως δεν ανέχεται κανενός είδους βιολογικά απαρτχάιντ. Και θα πρέπει επιτέλους να καταλάβουμε ότι ο πλανήτης μας δεν είναι η «Γη των Ανθρώπων» αλλά ο «Πλανήτης των Μικροβίων».
Τα μικρόβια εγκαταστάθηκαν σε τούτο τον πλανήτη πριν από εμάς και αυτά είναι που τον έκαναν κατοικήσιμο για τους ανθρώπους. Μπήκαμε στο βιολογικό δίκτυο της ζωής πολύ αργά και ξεχνάμε ότι μέσα στο δίκτυο αυτό δεν είμαστε παρά μια πολύ μικρή βελονιά.
Το γενετικό υλικό που υπάρχει αποθηκευμένο στα μόρια του DNA μας είναι μεν εξαιρετικά περίπλοκο, αλλά εάν υποθέσουμε ότι είχαμε τη δυνατότητα να απομονώσουμε το γενετικό υλικό όλων των ανθρώπων του πλανήτη και να φτιάξουμε μ’ αυτό μια κλωστή, τότε η κλωστή αυτή θα ήταν 20 φορές μακρύτερη από την απόσταση Γης Σελήνης. Αν όμως φτιάχναμε μια κλωστή από το DNA όλων των μικροβίων του πλανήτη μας, τότε η κλωστή αυτή θα απλωνόταν μέχρι τις εσχατιές του σύμπαντος.
Και με βάση τα δεδομένα αυτά καλούμαστε, εμείς οι άνθρωποι, να επιβληθούμε στη βιολογική γνώση των αμέτρητων βακτηριακών γενετικών «νημάτων» που μεταλλάσσονται ακατάπαυστα. Αν σε τούτο τον αγώνα εμπιστευόμασταν μόνο τα γονίδιά μας, θα είχαμε επιστρέψει στο στάδιο του ζώου χωρίς πολιτισμό ή θα είχαμε προ πολλού εξαφανιστεί από τον πλανήτη. Μόνον ο θαυμαστός εγκέφαλος μας διαθέτει αρκετή ευστροφία και ευρηματικότητα ώστε να κρατά υπό έλεγχο αυτούς τους πανίσχυρους βιολογικούς εχθρούς και να μας εξασφαλίζει ένα μέλλον αντάξιο του είδους μας.
Gottfried Schatz – ΒΙΟΛΟΓΙΑ, ΕΝΑΣ ΚΗΠΟΣ ΓΕΜΑΤΟΣ ΘΑΥΜΑΤΑ,
Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
Οι ανακαλύψεις της βιολογίας και πώς διαμορφώνουν την εικόνα μας για τον άνθρωπο, Μετάφραση: Δήμητρα Τσαβάλου-Bill (via http://www.grivas.info/emvolia/365-grivas)
Διαβάστε τον πρόλογο του Rolf Zinkernagel (Bραβείο Nobel Φυσιολογίας & Ιατρικής 1996) και τις δυο πρώτες ενότητες του βιβλίου, εδώ.
[1] Δρόμος του Μεταξιού ονομαζόταν το δίκτυο εμπορικών δρόμων ανάμεσα στην Κίνα και στα κράτη που βρίσκονταν δυτικά και νότια της. Έφτανε μέχρι τη Μεσόγειο, την Αραβική Χερσόνησο και τις χώρες της ανατολικής Αφρικής, εξυπηρετώντας τη διακίνηση όχι μόνο μεταξιού αλλά και προϊόντων όπως ήταν τα μπαχαρικά, η πορσελάνη κ.λπ., μέχρι τη σταδιακή εγκατάλειψή του μετά την άλωση της Κωνσταντινούπολης το 1453.
https://physicsgg.me/
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
