Κάθε ζωντανός οργανισμός, όσο περίπλοκος κι αν είναι, αποτελείται από ένα ή περισσότερα κύτταρα. Το ανθρώπινο σώμα, για παράδειγμα, αποτελείται από 37 τρισεκατομμύρια κύτταρα, τα οποία λειτουργούν ως μονάδες, αλλά και ως τμήμα του οργανισμού, όπου κατατάσσονται σε περίπου 50 κυτταρικούς τύπους και σχηματίζουν ιστούς και όργανα. Το σώμα προστατεύει το άτομο από εισβολή άλλων οργανισμών, που προσπαθούν να το βλάψουν. Θα περίμενε, λοιπόν, κανείς ότι η ύπαρξη άλλων οργανισμών στο σώμα ενός ατόμου είναι απίθανη ή τουλάχιστον δύσκολη.

Ή μήπως όχι; 

 Το ανθρώπινο σώμα βάλλεται καθημερινά από πληθώρα παθογόνων οργανισμών και παρασίτων. Πράγματι, ένα μεγάλο τμήμα της καθημερινότητας μας καλύπτεται από συνήθειες, όπως η προσωπική υγιεινή και η λήψη φαρμάκων, που αποτρέπουν την εγκατάσταση παθογόνων στο σώμα μας. Είναι γνωστό ότι οι μικροοργανισμοί, όπως τα βακτήρια και οι μύκητες, είναι συχνά υπεύθυνα για αρκετές ασθένειες, όπως μια αθώα εποχιακή πνευμονία μέχρι την εξόντωση περίπου ενός τρίτου του πληθυσμού της Ευρώπης, κατά την διάρκεια της έξαρσης βουβωνικής πανώλης, τον 16ο αιώνα. Αποτελούν ιδιαίτερα σκληροτράχηλους οργανισμούς, ικανούς να εποικίσουν ακραία περιβάλλοντα όπως τα βάθη των ωκεανών, κρατήρες ηφαιστείων ή παγετώνες. Συχνά, εντοπίζονται ως μέλη μιας κοινότητας διαφορετικών ειδών (μικροβίωμα) που συνυπάρχουν σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον. Μέσα σε αυτή την πληθώρα διαθέσιμων συνθηκών, οι σταθερές συνθήκες που επικρατούν στο ανθρώπινο σώμα δεν μένουν απαρατήρητες από τους μικροοργανισμούς. Όμως, η εγκατάστασή τους δεν αποτελεί πάντα απειλή για τον άνθρωπο [1]. 

Στις αρχές του αιώνα, όταν επιστήμονες όπως ο Louis Pasteur και ο Robert Koch απεδείκνυαν ότι οι μικροοργανισμοί είναι υπεύθυνοι για ασθένειες στον άνθρωπο, ο Γερμανός παιδίατρος Theodor Escherich απομόνωσε έναν βάκιλλο (σ.σ. βακτήριο επιμήκους σχήματος) από το έντερο υγιών παιδιών [1]. Αυτή ήταν η πρώτη ένδειξη ότι μικροοργανισμοί μπορούν να εντοπιστούν στο ανθρώπινο σώμα χωρίς να προκαλούν ασθένειες, να είναι δηλαδή συμβιωτικοί. Το βακτήριο αυτό ονομάστηκε Escherichia coli, προς τιμήν του, και πλέον είναι γνωστό ότι, μαζί με άλλα είδη βακτηρίων, αποτελούν φυσιολογικούς συμβιώτες του ανθρώπινου εντέρου. 

Όμως, δεν αποτελεί μόνο το έντερο ιδανικό περιβάλλον για συμβιωτικούς μικροοργανισμούς [1]. Το ανθρώπινο σώμα περιλαμβάνει πληθώρα περιοχών, όπως η στοματική κοιλότητα, οι πνεύμονες και η αναπνευστική οδός, το στομάχι και το δέρμα, που μπορούν να εποικιστούν από μικροοργανισμούς [1,2,3]. Η εγκατάστασή τους αποτελεί πλεονέκτημα για την επιβίωσή τους, καθώς οι συνθήκες που επικρατούν στο σώμα είναι σταθερές και το περιβάλλον είναι πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά. Ανάλογα με τις ιδιαίτερες συνθήκες κάθε περιοχής, εγκαθίστανται μικροοργανισμοί που μπορούν να αντέξουν σε αυτές. Για παράδειγμα, το έντερο φιλοξενεί βακτήρια του γένους Enterococcus και Lactobacillus, τα οποία δεν θα επιβίωναν στην αναπνευστική οδό λόγω της υψηλής συγκέντρωσης οξυγόνου. Αντίστοιχα, μικροοργανισμοί που αντέχουν το οξυγόνο παραγκωνίζονται από περιβάλλοντα φτωχά σε αυτό. 

Λαμβάνοντας υπόψιν τα παραπάνω, εύλογα δημιουργείται το ερώτημα σε ποια φάση της ζωής του ένα άτομο λαμβάνει το πρώτο συμβιωτικό μικροβιακό φορτίο και τι καθορίζει το φορτίο αυτό στα διάφορα άτομα. Το έμβρυο αποτελεί κλειστό σύστημα, το οποίο είναι ικανό να ανταλλάσσει υλικά μόνο με το σώμα της μητέρας. Το μικροβίωμα στη μήτρα της μητέρας και μητρικό γάλα αποτελούν, λοιπόν, την πρώτη πηγή μικροοργανισμών από τη μητέρα προς το νεογνό [2]. Περιέχει κυρίως βακτήρια του γένους Bifidobacterium και Bacteroides, τα οποία, χάρη στον ιδιαίτερο μεταβολισμό τους, βοηθούν στην πέψη των πολύπλοκων σακχάρων του γάλακτος [4]. Στη συνέχεια της ζωής του, το βρέφος έχει τη δυνατότητα να επεκτείνει το μικροβιακό του φορτίο μέσω της τροφής από εξωτερικές πηγές. Συνεπώς, ένα ενήλικο άτομο μπορεί να τροποποιήσει το μικροβιακό του φορτίο ανάλογα με τις συνήθειες του [5]. Αρχικά, το είδος της διατροφής αποτελεί ισχυρό παράγοντα πίεσης των μικροοργανισμών στο έντερο. Για παράδειγμα, διατροφή πλούσια σε υδατάνθρακες συμβάλλει στον ταχύ πολλαπλασιασμό των μικροβιακών ειδών που είναι ικανά να πέψουν τους υδατάνθρακες (π.χ. του γένους Firmicutes), οδηγώντας στην επικράτησή τους στο έντερο έναντι άλλων ειδών, μεταβάλλοντας έτσι την σύσταση του εντερικού μικροβιώματος [5]. Με αντίστοιχο τρόπο, άλλες καθημερινές συνήθειες, όπως η στοματική και σωματική υγιεινή, επιδρούν στο μικροβίωμα και των άλλων περιοχών του σώματος, π.χ. τα δόντια και το δέρμα. 

Όμως, ποιο είναι το όφελος του ανθρώπου από το μικροβίωμά του; Όπως αναφέρθηκε, οι μικροοργανισμοί επωφελούνται από τις σταθερές συνθήκες και τα θρεπτικά συστατικά που υπάρχουν στο σώμα. Ως αντάλλαγμα, προσφέρουν μια πληθώρα υπηρεσιών, χρήσιμων στον άνθρωπο [1,2,3,4]. Αρχικά, οι μικροοργανισμοί του πεπτικού σωλήνα συνεισφέρουν στην πέψη πολύπλοκων τροφών [1]. Η λήψη και επεξεργασία τους από τα μικροβιακά κύτταρα καθιστά τις τροφές αυτές ευκολότερα διασπάσιμες από τα ανθρώπινα κύτταρα. Με τον ίδιο τρόπο, συνεισφέρουν στην διάσπαση φαρμάκων, παραγωγή βιταμινών και άλλων οργανικών ουσιών, όπως η βιταμίνη Β12, και παραγωγή αερίων όπως το CO2 και η αμμωνία, που στη συνέχεια αποβάλλονται από το σώμα. Οι μικροοργανισμοί που εντοπίζονται στο δέρμα, την πεπτική και αναπνευστική οδό αποτελούν εμπόδιο για την είσοδο και εγκατάσταση στον οργανισμό παθογόνων ειδών, συμβάλλοντας έτσι στην ανοσία του ατόμου [2,3]. Τέλος, επιτελούν σημαντικό ρόλο στην προώθηση ανοσολογικής απόκρισης κατά παθογόνων ή στην επούλωση πληγών. Συνεπώς, η ύπαρξη μικροοργανισμών στο ανθρώπινο σώμα αποτελεί μια σχέση αμοιβαιότητας, όπου και οι δυο πλευρές επωφελούνται από την συμβίωση. 

Παρ’ όλα αυτά, υπάρχουν περιπτώσεις που οι σχέσεις αυτές διαταράσσονται. 

Ένα παράδειγμα αποτελεί η λήψη αντιβιοτικών [2]. Τα αντιβιοτικά αποτελούν ουσίες που μπλοκάρουν τις κυτταρικές λειτουργίες των μικροοργανισμών, οδηγώντας έτσι στην καταπολέμησή τους. Η διάκριση μεταξύ ανθρώπινων και μικροβιακών κυττάρων είναι δυνατή αλλά, δυστυχώς, τα αντιβιοτικά δεν διαχωρίζουν μεταξύ παθογόνων και συμβιωτικών μικροοργανισμών, με αποτέλεσμα οι τελευταίοι να πλήττονται εξίσου. Αυτή η κατάσταση «αποστείρωσης» της πεπτικής οδού δίνει την ευκαιρία σε παθογόνους μικροοργανισμούς να αναπτυχθούν, πράγμα που δεν θα συνέβαινε αν το φυσιολογικό μικροβίωμα ήταν παρόν [2]. Για να αποτραπεί αυτό το ενδεχόμενο, είναι συνήθης, μαζί με τη λήψη αντιβιοτικού, η λήψη είτε συμπληρωματικών χαπιών ή προβιοτικών π.χ. γιαούρτι. Αυτά περιέχουν μικροβιακά κύτταρα που βοηθούν στην ομαλή εκ νέου εγκαθίδρυση του φυσιολογικού μικροβιακού φορτίου μετά την δράση του αντιβιοτικού και την καταπολέμηση του παθογόνου. 

Συμπερασματικά, αξίζει να σκεφτούμε ότι ο οργανισμός μας δεν δρα μόνος του σε καθημερινή βάση, αλλά περισσότερο σαν ένας υπερ-οργανισμός. Η σχέση αμοιβαιότητας με μια πληθώρα μικροβιακών ειδών αποτελεί γεγονός και η εκ βαθέων μελέτη των αλληλεπιδράσεων με τα ανθρώπινα κύτταρα ανοίγει νέους ορίζοντες στην συνεισφορά του μικροβιώματος τόσο στις φυσιολογικές λειτουργίες του σώματος, όσο και στην ανάπτυξη και καταπολέμηση ασθενειών.