Mózg – jelita – układ odpornościowy. Wpływ codziennych nawyków na zdrowie, nastrój i planetę ebook

Wstęp

Wstęp

W mojej poprzed­niej książce, Twój drugi mózg. Komu­ni­ka­cja umysł-jelita: jak zależ­ność mózg-jelita wpływa na nasz nastrój, decy­zje i stan zdro­wia, szcze­gó­łowo opi­sa­łem, jak mózg i try­liony bytu­ją­cych w jeli­tach bak­te­rii poro­zu­mie­wają się wza­jem­nie w spo­sób wywie­ra­jący głę­boki wpływ na mózg, jelita i nasze samo­po­czu­cie. Dosze­dłem do tego prze­ko­na­nia po trzech deka­dach pracy jako gastro­en­te­ro­log bada­jący inte­rak­cje mózg-jelita u swo­ich pacjen­tów.

Jed­nak w ciągu ostat­nich pię­ciu lat nauka (podob­nie zresztą jak cały świat) ule­gła bar­dzo głę­bo­kiej prze­mia­nie. W dal­szym ciągu dyna­micz­nie roz­wi­jały się bada­nia nad mikro­bio­mem, a wiele z nich potwier­dziło wcze­śniej­sze usta­le­nia przed­kli­niczne, lecz jed­no­cze­śnie wzbie­ra­jący, wie­lo­aspek­towy kry­zys zdro­wotny pogrą­żył znaczną część spo­łe­czeń­stwa tak ame­ry­kań­skiego, jak i innych kra­jów, w epi­de­mii oty­ło­ści i osła­bio­nej kon­dy­cji meta­bo­licz­nej, obej­mu­ją­cej mózg i inne narządy. W cza­sie, gdy pisa­łem tę książkę, świat ogar­nęła rów­nież pan­de­mia. Na pierw­szym pla­nie zna­lazł się nagle nie­wi­doczny mikro­or­ga­nizm, który wymu­sił gwał­towne zatrzy­ma­nie wielu dzia­łów gospo­darki i życia spo­łecz­nego, bole­śnie ujaw­nia­jąc prze­bie­głość i nie­mal nie­ogra­ni­czoną potęgę drob­no­ustro­jów.

Mimo że od dawna hoł­do­wa­łem holi­stycz­nej wizji życia, w swo­ich poglą­dach zawo­do­wych zato­czy­łem pełne koło – od reduk­cjo­ni­stycz­nego sku­pie­nia na bio­lo­gii inte­rak­cji mózg-jelita ku kon­cep­cji wza­jem­nych powią­zań mię­dzy zdro­wiem czło­wieka i jego śro­do­wi­ska a mikro­bio­mem, w któ­rej wio­dącą rolę gra spo­sób odży­wia­nia się. Aby zro­zu­mieć zło­żo­ność obec­nego kry­zysu zdro­wot­nego i odna­leźć wyj­ście z sytu­acji, kon­cep­cji tej powinno towa­rzy­szyć eko­lo­giczne i sys­te­mowe spoj­rze­nie na żyw­ność, zdro­wie i śro­do­wi­sko. Wewnątrz nas nie­ustan­nie prze­biega „roz­mowa”, modu­lo­wana przez nasze myśli i emo­cje, styl życia i spo­ży­wane pokarmy; wymiana sygna­łów mię­dzy tymi czyn­ni­kami odbywa się w pętli, w któ­rej mózg reaguje na sygnały mikro­bów jeli­to­wych, one zaś prze­ka­zują swoją odpo­wiedź do mózgu i orga­ni­zmu.

Nie­po­ro­zu­mie­nia w tym sys­te­mie komu­ni­ka­cyj­nym wiążą się z osła­bie­niem regu­la­cji znaj­du­ją­cych się w jeli­tach milio­nów komó­rek odpor­no­ścio­wych, tak zwa­nego układu odpor­no­ścio­wego zlo­ka­li­zo­wa­nego w jeli­tach, co skut­kuje jego prze­wle­kłą, nie­pra­wi­dłową aktyw­no­ścią. To cią­głe zaan­ga­żo­wa­nie immu­no­lo­giczne nie tylko zwięk­sza prze­pusz­czal­ność jelit, ale może się też roz­prze­strze­nić w orga­ni­zmie, wywo­łu­jąc wzrost podat­no­ści na liczne prze­wle­kłe zabu­rze­nia i cho­roby nie­za­kaźne, w tym oty­łość, zespół meta­bo­liczny, cukrzycę i cho­roby serca, a także cho­robę Par­kin­sona, zabu­rze­nia ze spek­trum auty­zmu, depre­sję, szyb­sze osła­bie­nie zdol­no­ści poznaw­czych i w końcu cho­robę Alzhe­imera. Jak prze­ko­na­li­śmy się zaś pod­czas obec­nej pan­de­mii, osła­biony układ komó­rek odpor­no­ścio­wych w jeli­tach naraża nas rów­nież na więk­sze praw­do­po­do­bień­stwo zaka­że­nia w przy­padku epi­de­mii wiru­so­wej typu COVID-19 i na ciężki prze­bieg cho­roby.

Zano­to­wany w ostat­nim dzie­się­cio­le­ciu nie­zwy­kle gwał­towny przy­rost liczby tego rodzaju zabu­rzeń – z któ­rych wszyst­kie wiążą się z zakłó­ce­niami w inte­rak­cji mózg-jelita-mikro­biom – spo­wo­do­wał praw­dziwy kry­zys zdro­wia publicz­nego. Te dra­ma­tyczne dane nie tylko świad­czą o skali pro­blemu, lecz wska­zują rów­nież na wza­jemne powią­za­nia mię­dzy wie­loma nie­za­kaź­nymi cho­ro­bami prze­wle­kłymi, a być może nawet mię­dzy więk­szo­ścią z nich. Nasz sys­tem opieki zdro­wot­nej wraz z roz­wi­niętą gałę­zią prze­my­słu far­ma­ceu­tycz­nego zdo­łał usta­bi­li­zo­wać umie­ral­ność z powodu tych scho­rzeń na dotych­cza­so­wym pozio­mie, a w niektó­rych przy­pad­kach nawet ją zmniej­szyć, jed­nak wśród mło­dych osób, a także w kra­jach roz­wi­ja­ją­cych się, liczba zacho­ro­wań wzra­sta.

W tym wła­śnie miej­scu kar­dy­nal­nego zna­cze­nia nabiera nauka o sie­ciach1 i bio­lo­gia sys­te­mów. To uni­wer­salne podej­ście kon­cep­cyjne oka­zało się fun­da­men­talne dla rozu­mie­nia inte­rak­cji bio­lo­gicz­nych, począw­szy od czą­stecz­ko­wych sieci geno­wych do sieci cho­rób oraz wiel­ko­ska­lo­wych powią­zań w natu­ral­nych eko­sys­te­mach na pla­ne­cie. To, co z początku mogło brzmieć dla nie­któ­rych jak ezo­te­ryka, w rze­czy­wi­sto­ści stało się waż­nym podej­ściem nauko­wym, któ­rego zasto­so­wa­nie daje nie­zmier­nie istotny holi­styczny obraz zdro­wia i cho­roby. Weźmy na przy­kład komu­ni­ka­cję mię­dzy zja­da­nymi przez nas rośli­nami a glebą, na któ­rej te rośliny rosły, wypo­sa­żo­nej we wła­sny mikro­biom. Żyjące w niej drob­no­ustroje wcho­dzą w inte­rak­cje z sys­te­mami korze­nio­wymi roślin, dostar­cza­jąc nie­zbęd­nych dla ich wzro­stu mikro­skład­ni­ków odżyw­czych oraz orga­nicz­nej mate­rii gleby. Sieć komó­rek odpor­no­ścio­wych, wydziel­ni­czych i ner­wo­wych zlo­ka­li­zo­wa­nych w ścia­nie naszych jelit komu­ni­kuje się z mikro­biomem jeli­to­wym w podobny spo­sób, jak drob­no­ustroje gle­bowe oddzia­łują z korze­niami roślin – do tego stop­nia, że po czę­ści korzy­stają z tych samych czą­ste­czek sygna­ło­wych. Metody nauki o sie­ciach są sto­so­wane w celu zrozu­mie­nia inte­rak­cji bak­te­rii gle­bo­wych z rośli­nami, a także inte­rak­cji zja­da­nego przez nas poży­wie­nia i drob­no­ustro­jów jeli­to­wych z naszym orga­ni­zmem.

Oprócz kiep­skiej diety na sieć mózg-jelita-mikro­biom oddzia­łują nega­tywne emo­cje i prze­wle­kły stres, dla­tego też trudne przej­ścia emo­cjo­nalne i napię­cia wywo­łują podob­nie nega­tywne skutki jak nie­zdrowe odży­wia­nie się. Te dwa, pozor­nie nie­po­wią­zane, lecz czę­sto współ­wy­stę­pu­jące czyn­niki mogą się wza­jem­nie wzmac­niać. Dzieje się tak dla­tego, że czą­steczki sygna­łowe wytwa­rzane przez modu­lo­wany stre­sem konek­tom jeli­towy, zwłasz­cza nisko­po­zio­mową akty­wa­cję immu­no­lo­giczną oraz liczne sub­stan­cje neu­ro­ak­tywne, wysy­łają infor­ma­cje zwrotne do mózgu, co potę­guje zakłó­ce­nia w komu­ni­ka­cji mózg-jelita. Coraz bar­dziej jasne staje się obec­nie, że takie dwu­kie­run­kowe inte­rak­cje obej­mu­jące mikro­biotę jeli­tową, jej meta­bo­lity oraz powią­zaną akty­wa­cję odpor­no­ściową w jeli­tach odgry­wają spraw­czą rolę w kilku prze­wle­kłych zabu­rze­niach mózgu, szcze­gól­nie w depre­sji, zabu­rze­niach ze spek­trum auty­zmu oraz cho­ro­bach Par­kin­sona i Alzhe­imera.

Dla­tego też aby zro­zu­mieć i osta­tecz­nie poko­nać nasze bie­żące pro­blemy zdro­wotne zwią­zane zarówno z nie­za­kaź­nymi cho­ro­bami prze­wle­kłymi, jak i zabój­czymi pan­de­miami o gwał­tow­nym prze­biegu, nie możemy dalej tylko bier­nie prze­cho­dzić od jed­nego nowego leku czy podej­ścia die­te­tycz­nego do następ­nego. Musimy wziąć pod uwagę wszyst­kie aspekty życia oraz nasze inte­rak­cje ze śro­do­wi­skiem, korzy­sta­jąc z metod bio­lo­gii sys­te­mów, aby przy­wró­cić naszemu ukła­dowi immu­no­lo­gicz­nemu pra­wi­dłową czyn­ność pole­ga­jącą na ochro­nie przed ata­kami pato­ge­nów i zwięk­sza­niu naszej odpor­no­ści zamiast na ata­ko­wa­niu wła­snego orga­ni­zmu.

Wpro­wa­dze­nie takich zmian w spo­so­bie odży­wia­nia, które da się utrzy­mać, sta­nowi pierw­szy zasad­ni­czy krok ku odbu­do­wie proz­dro­wot­nych inte­rak­cji mię­dzy żyw­no­ścią, mikro­bio­mem jeli­to­wym i ukła­dem odpor­no­ścio­wym. Szybko przy­ra­sta­jący zasób danych nauko­wych świad­czy o tym, że róż­nym typom diet opar­tych w znacz­nym stop­niu na rośli­nach nie tylko towa­rzy­szy lep­sza kon­dy­cja jelit, mózgu i całego orga­ni­zmu, lecz że diety takie mają wręcz dzia­ła­nie spraw­cze w zapew­nia­niu lep­szego stanu zdro­wia. Choć zależ­ność ta naj­czę­ściej jest wyka­zy­wana w bada­niach doty­czą­cych depre­sji, pogor­sze­nia zdol­no­ści poznaw­czych, cho­rób zwy­rod­nie­nio­wych układu ner­wo­wego i zabu­rzeń ze spek­trum auty­zmu, można ją odnieść także do wielu innych scho­rzeń, takich jak cho­roba wień­cowa serca, stłusz­cze­nie wątroby i nie­swo­iste zapa­le­nie jelit.

W książce tej pre­zen­tuję rady­kal­nie odmienne podej­ście do tego, co oraz kiedy należy jeść, aby jak naj­le­piej zadbać o swoje zdro­wie. Po pierw­sze, zachę­cam czy­tel­nika, by zamiast obse­syj­nie prze­strze­gać spo­ży­wa­nia wła­ści­wych ilo­ści makro­skład­ni­ków odżyw­czych, sku­pił się raczej na zja­da­niu pro­duk­tów, które służą zdro­wiu, róż­no­rod­no­ści i dobro­sta­nowi miliar­dów drob­no­ustro­jów bytu­ją­cych w naszych jeli­tach. Tego rodzaju zasady z reguły nie jest uwzględ­nia dieta zachod­nia, pozo­staje ona też nie­do­ce­niona w więk­szo­ści mod­nych diet odchu­dza­ją­cych. Ta zmiana dogmatu die­te­tycz­nego ozna­cza, że powinno się wyeli­mi­no­wać pro­dukty ultra­prze­two­rzone, napchane pustymi kalo­riami i róż­nymi che­mi­ka­liami, a pozba­wione błon­nika. Należy nato­miast zde­cy­do­wa­nie zwięk­szyć spo­ży­cie pro­duk­tów pre­bio­tycz­nych, które słabo wchła­niają się w jeli­cie cien­kim (dostar­czają więc mniej kalo­rii), wyma­gają zaś, aby meta­bo­liczna machina mikro­biomu jeli­to­wego roz­ło­żyła je na mniej­sze, wchła­nialne, słu­żące zdro­wiu czą­steczki. Pro­dukty takie nie tylko zwięk­szają róż­no­rod­ność gatun­kową i bogac­two bak­te­rii jeli­to­wych, lecz dostar­czają też mnó­stwa czą­ste­czek błon­ni­ko­wych oraz tysięcy poli­fe­noli. Wiele z tych ostat­nich zostaje prze­kształ­co­nych w jeli­tach w proz­dro­wotne, prze­ciw­za­palne czą­steczki sygna­łowe, które po wchło­nię­ciu do krwio­biegu są roz­pro­wa­dzane po całym orga­ni­zmie.

Uzu­peł­nie­niem fun­da­men­tal­nej zmiany doty­czą­cej tego, co zja­damy, byłoby zmniej­sze­nie wycinka doby, w jakim spo­ży­wamy posiłki (time-restric­ted eating – restryk­cja godzi­nowa żywie­nia). Nie­dawno uzy­skane dane naukowe świad­czą, że skró­ce­nie okna żywie­nio­wego wywo­łuje dodat­kowy korzystny wpływ na rytm, w któ­rym mikro­biom wcho­dzi w inte­rak­cje z jeli­tami i komór­kami odpor­no­ścio­wymi, co skut­kuje poprawą kon­dy­cji meta­bo­licz­nej. Naj­waż­niej­szym wstęp­nym dzia­ła­niem mają­cym na celu powstrzy­ma­nie fali kry­zy­sów zdro­wia publicz­nego jest odej­ście od opa­no­wy­wa­nia prze­wle­kłych i zakaź­nych cho­rób z pomocą coraz więk­szej bate­rii medy­ka­men­tów na rzecz lep­szej kon­troli nad ukła­dem komó­rek odpor­no­ścio­wych rezy­du­ją­cych w jeli­tach oraz sys­te­mem mikro­biomu z wyko­rzy­sta­niem natu­ral­nych wła­ści­wo­ści lecz­ni­czych żyw­no­ści. Naj­prost­szą drogą do tego celu jest zaś doko­na­nie prze­glądu zja­da­nych przez nas pro­duk­tów oraz ich rela­cji z mikro­biomem jeli­to­wym, a także ich powią­zań z mikro­biomem pod­łoża, na jakim wyra­stały. Musimy poznać peł­nię zależ­no­ści mikro­bio­lo­gicz­nych nie tylko pomię­dzy ludźmi i ich poży­wie­niem, lecz także mię­dzy zwie­rzę­tami hodow­la­nymi i ich śro­do­wi­skiem oraz rośli­nami i glebą. W ostat­nich 75 latach dra­stycz­nie zmie­ni­li­śmy tę pla­ne­tarną sieć, a teraz pła­cimy za to astro­no­miczną cenę, szcze­gól­nie w ramach sys­temu opieki nad cho­rymi. Nauka coraz wyraź­niej uka­zuje ści­sły zwią­zek zdro­wia, jedze­nia, metod wytwa­rza­nia żyw­no­ści oraz wpływu tych czyn­ni­ków na sie­bie nawza­jem i na całą pla­netę.

Jak pod­kre­ślają wybitni uczeni oraz pro­mi­nentne insty­tu­cje, można spo­wol­nić, a nawet odwró­cić sys­te­ma­tyczny wzrost zacho­ro­wań w Sta­nach Zjed­no­czo­nych i na świe­cie, jesz­cze zanim w pełni zro­zu­miemy uni­wer­sum bak­te­rii jeli­to­wych i mole­ku­larne pod­stawy wszyst­kich scho­rzeń. Musimy powstrzy­mać szko­dliwe kon­se­kwen­cje, jakie nasz sys­tem wytwa­rza­nia żyw­no­ści ma dla zdro­wia pla­nety, dzięki nowemu podej­ściu odwo­łu­ją­cemu się do dba­ło­ści o kon­dy­cję jelit i ich mikro­biomu oraz przy­wró­ce­niu pra­wi­dło­wej, zabez­pie­cza­ją­cej funk­cji układu odpor­no­ścio­wego. Nie ma wąt­pli­wo­ści, że poko­namy epi­de­mię COVID-19 na świe­cie, nato­miast ni­gdy nie powsta­nie szcze­pionka prze­ciw świa­to­wej epi­de­mii prze­wle­kłych cho­rób nie­za­kaź­nych. Znaj­du­jemy się w kry­tycz­nym momen­cie. Potrak­tuj tę książkę jako dzwo­nek alar­mowy, a także jasny plan sko­ry­go­wa­nia wielu zacho­wań.

Roz­dział pierw­szy

Roz­dział pierw­szy

Cichy kry­zys zdro­wia publicz­nego

W latach 70. XX wieku, kiedy odby­wa­łem stu­dia lekar­skie, pano­wał nie­po­ha­mo­wany opty­mizm co do postę­pów doko­nu­ją­cych się w całym obsza­rze medy­cyny. Powsta­wały sku­teczne tera­pie wielu pozna­wa­nych przeze mnie cho­rób, a na hory­zon­cie ryso­wały się liczne obie­cu­jące metody inter­wen­cyjne, takie jak pomo­sto­wa­nie (bypassy) w cho­ro­bie wień­co­wej. Nawet jeśli cho­dzi o scho­rze­nia, które upar­cie strze­gły wów­czas swo­ich tajem­nic – takie jak cho­roba wrzo­dowa żołądka, cho­roba refluk­sowa, nie­swo­iste zapa­le­nie jelit i różne posta­cie nowo­two­rów zło­śli­wych – ist­niały wiel­kie pokłady nadziei, prze­ko­na­nie, że jest tylko kwe­stią czasu, kiedy rów­nież je uda się nam poko­nać. Nie­stety ta obiet­nica sprzed pół­wie­cza zasu­płała się w węzeł sprzecz­no­ści, który musimy teraz roz­wią­zać, by móc prze­sta­wić prio­ry­tety i skie­ro­wać się na ścieżkę wio­dącą do dłu­go­fa­lo­wego, trwa­łego zdro­wia oraz dłu­go­wiecz­no­ści.

To prawda, że żyjemy dziś dłu­żej niż kie­dy­kol­wiek wcze­śniej w dzie­jach ludz­ko­ści. W Sta­nach Zjed­no­czo­nych i więk­szo­ści kra­jów roz­wi­nię­tych prze­ciętna dłu­gość życia zwięk­szyła się w ostat­nim stu­le­ciu o bli­sko 30 lat2. Ten nad­zwy­czajny postęp doko­nał się jed­nak gigan­tycz­nym kosz­tem – jeste­śmy też w gor­szej kon­dy­cji niż kie­dy­kol­wiek wcze­śniej. W ciągu ostat­nich 25 lat obser­wuje się stały, nie­kiedy wprost zatrwa­ża­jący wzrost liczby zacho­ro­wań na wiele poważ­nych, z pozoru wza­jem­nie nie­po­wią­za­nych scho­rzeń: cho­roby ser­cowo-naczy­niowe, cukrzycę, zespół meta­bo­liczny, zabu­rze­nia auto­im­mu­no­lo­giczne, nowo­twory zło­śliwe, zwłók­nie­nie i mar­skość wątroby oraz zabu­rze­nia mózgowe, takie jak depre­sja, autyzm, cho­roba Alzhe­imera i cho­roba Par­kin­sona. Choć żyjemy zde­cy­do­wa­nie dłu­żej niż kie­dyś, wielu z nas spę­dza te lata w cier­pie­niu, co powo­duje kry­zys zdro­wia publicz­nego na nie­spo­ty­kaną skalę. Trzeba ze smut­kiem dodać, że kry­zys ten z nie­pro­por­cjo­nalną siłą ude­rza w mniej­szo­ści etniczne oraz war­stwy spo­łe­czeń­stwa znaj­du­jące się w dol­nym prze­dziale spek­trum socjo­eko­no­micz­nego.

Fakt ten był jed­nak w Sta­nach Zjed­no­czo­nych nie­jako spy­chany na drugi plan przez prak­tykę prze­zna­cza­nia przez tam­tej­szy sys­tem opieki medycz­nej olbrzy­mich środ­ków finan­so­wych na walkę z tymi scho­rze­niami. Walka ta nakie­ro­wana była jed­nak głów­nie na nie­udane próby poskra­mia­nia ich skut­ków. Wydatki na usługi medyczne wzro­sły z 5 pro­cent pro­duktu kra­jo­wego brutto w 1960 roku do 17,8 pro­centa w 2019 roku, się­ga­jąc 3800 miliar­dów dola­rów. W kolej­nych latach ocze­kuje się ich dal­szego wzro­stu3.

Szy­bu­jące koszty opieki zdro­wot­nej są oczy­wi­ście powo­do­wane róż­nymi czyn­ni­kami, w tym ogrom­nym roz­wo­jem prze­my­słu medycz­nego i far­ma­ceu­tycz­nego. Ame­ry­ka­nie wydają teraz dzie­sięć razy tyle na leki na receptę niż 60 lat temu4. Wzra­stają także koszty badań dia­gno­stycz­nych oraz inter­wen­cji zacho­waw­czych i chi­rur­gicz­nych. Gwał­towne zwięk­sze­nie wydat­ków na cele medyczne wynika jed­nak głów­nie z rosną­cej zapa­dal­no­ści na cho­roby prze­wle­kłe – oraz z olbrzy­miego wysiłku esta­bli­sh­mentu lekar­skiego, mają­cego na celu odsu­wa­nie w cza­sie momentu śmierci, co w ofi­cjal­nej mowie mojej pro­fe­sji zwie się zacho­wy­wa­niem „niskiego odsetka umie­ral­no­ści”.

„Mamy teraz sys­tem eko­no­miczny, w któ­rym branża zara­bia na utrzy­my­wa­niu cię przy życiu i nie­do­pusz­cza­niu do zgonu” – zwięźle pod­su­mo­wał tę sytu­ację mój przy­ja­ciel i kolega po fachu dr n. med. Wayne Jonas, dyrek­tor wyko­naw­czy Inte­gra­cyj­nych Pro­gra­mów Zdro­wot­nych Fun­da­cji Samu­eli na Uni­wer­sy­te­cie Kali­for­nij­skim w Irvine. Impo­nu­jące zwięk­sze­nie ocze­ki­wa­nej dłu­go­ści życia osią­gnięte w ostat­nim pół­wie­czu prze­sło­niło fakt, że zwy­cię­stwo to ma cenę nie do udźwi­gnię­cia nawet dla naj­bo­gat­szych kra­jów na świe­cie. Choć rze­czy­wi­ście nie umie­ramy na cho­roby prze­wle­kłe tak szybko, jak było to kie­dyś, znaczna część spo­łe­czeń­stwa dożywa zaawan­so­wa­nego wieku w kon­dy­cji, którą trudno uznać za zno­śną. A w mię­dzy­cza­sie pro­ces ten dopro­wa­dza nas do ban­kruc­twa.

Wia­do­mo­ści te mogą skło­nić cię do posta­wie­nia słusz­nego pyta­nia, w jaki spo­sób doszli­śmy do takiego stanu. Jak zilu­struję to w kolej­nych roz­dzia­łach, za wiele dzi­siej­szych cho­rób i dole­gli­wo­ści odpo­wia­dają rady­kalne zmiany stylu życia, które doko­nały się w ostat­nich 75 latach. Choć do zapa­ści zdro­wot­nej przy­czy­niły się liczne czyn­niki – takie jak mniej­sza ilość ruchu i snu, rosnący poziom stresu oraz nara­że­nie na długą listę che­mi­ka­liów i tok­syn śro­do­wi­sko­wych – naj­więk­szy wpływ wywarły zmiany doty­czące wytwa­rza­nia żyw­no­ści oraz formy naszej diety.

Powsta­nie nowo­cze­snego rol­nic­twa prze­my­sło­wego dra­stycz­nie zmie­niło metody pro­duk­cji żyw­no­ścio­wej, a w kon­se­kwen­cji to, co i jak jemy5. W miarę jak małe, rodzinne gospo­dar­stwa ustę­po­wały miej­sca wiel­kim far­mom prze­my­sło­wym, w wytwa­rza­niu żyw­no­ści poja­wiało się coraz wię­cej kom­pro­mi­sów. Gospo­dar­stwa prze­my­słowe są pro­wa­dzone jak zakłady pro­duk­cyjne, które korzy­stają z „surow­ców”, takich jak pasza, nawozy, paliwa i pesty­cydy, do two­rze­nia „pro­duk­tów” w postaci kuku­ry­dzy, soi czy mięsa. Zasad­ni­czym celem dzia­ła­nia tych firm jest zwięk­sza­nie zyskow­no­ści metodą rygo­ry­stycz­nego cię­cia kosz­tów i pod­no­sze­nia przy­cho­dów. Wsku­tek wpro­wa­dze­nia tego sys­temu żyw­ność rze­czy­wi­ście pota­niała i jest jej wię­cej, ale jej jakość spa­dła – co odbiło się w dal­szej kolej­no­ści na zdro­wiu publicz­nym i sta­nie śro­do­wi­ska natu­ral­nego.

Ten sto­sun­kowo nie­dawny efekt die­te­tyczny wpły­nął wie­lo­rako na nasze zdro­wie. Zmie­nił, nie­kiedy nie­od­wra­cal­nie, try­liony bytu­ją­cych w naszych jeli­tach orga­ni­zmów mikro­bio­lo­gicz­nych, które powszech­nie okre­śla się jako mikro­biom jeli­towy, a w rezul­ta­cie spo­wo­do­wał prze­wle­kłe roz­re­gu­lo­wa­nie pracy wielu narzą­dów i ukła­dów, zwłasz­cza układu odpor­no­ścio­wego, gdyż w 70 pro­cen­tach składa się on z komó­rek rezy­du­ją­cych w jeli­tach. Choć cukrzyca, cho­roba Alzhe­imera i nowo­twór zło­śliwy mogą się wyda­wać nie­zwy­kle odle­głe od sie­bie i wza­jem­nie nie­po­wią­zane, ist­nieje pewien czyn­nik odgry­wa­jący ważną rolę w ich współ­bież­nym nara­sta­niu. Jak pokażę to szcze­gó­łowo w następ­nym roz­dziale, powstaje coraz sil­niej­szy roz­dź­więk mię­dzy mikro­biomem jeli­towym – który szybko przy­sto­so­wał się do naszej zmie­nio­nej diety – a jeli­tami, mają­cymi znacz­nie powol­niej­szą zdol­ność radze­nia sobie z tymi zmia­nami mikro­bio­lo­gicz­nymi. Jestem głę­boko prze­ko­nany, że ten nara­sta­jący dyso­nans zakłó­cił nor­malną pracę układu odpor­no­ścio­wego oraz ogól­nie wpły­nął na sieć mózg-orga­nizm, powo­du­jąc gwał­towny wzrost wystę­po­wa­nia licz­nych cho­rób prze­wle­kłych.

Pod­czas gdy ogólna umie­ral­ność z powodu cho­rób zakaź­nych i niezakaź­nych w pierw­szej poło­wie XX wieku zde­cy­do­wa­nie się zmniej­szyła, to dla odmiany czę­stość wystę­po­wa­nia cho­rób niezakaź­nych w ciągu ostat­nich 75 lat dra­ma­tycz­nie wzro­sła.

Jed­no­cze­śnie, w tym samym okre­sie, gwał­tow­nie zmniej­szyło się wystę­po­wa­nie cho­rób zakaź­nych, takich jak gruź­lica, wiru­sowe zapa­le­nie wątroby typu A, różyczka i świnka. Teo­ria prze­su­nię­cia epi­de­mio­lo­gicz­nego przy­pi­sy­wała to zja­wi­sko ogra­ni­cza­niu epi­de­mii i głodu, dają­cemu ludziom wystar­cza­jąco długi czas życia, by roz­wi­jały się u nich scho­rze­nia zwy­rod­nie­niowe. W okre­sie tego sys­te­ma­tycz­nego spadku zacho­ro­wal­no­ści poja­wiały się punk­towe wybu­chy cho­rób zakaź­nych, takich jak AIDS, gruź­lica, ebola, grypa, SARS, MERS i ostat­nia pan­de­mia COVID-19. Zda­rze­nia te nie miały jed­nak wpływu na ogólną ten­den­cję – cho­roby zakaźne odpo­wia­dają dziś zale­d­wie za 4,2 pro­centa ogól­nego obcią­że­nia zdro­wot­nego na świe­cie, a cho­roby prze­wle­kłe za 81 pro­cent. Ponadto cho­roby nie­in­fek­cyjne są współ­cze­śnie przy­czyną ponad 70 pro­cent zgo­nów w skali glo­bal­nej6. Co gor­sza, scho­rze­nia prze­wle­kłe i pan­de­mie wza­jem­nie się wzmac­niają; jest obec­nie jasne, że cho­roby nie­in­fek­cyjne zwięk­szają podat­ność na nie­które zakaźne. Na przy­kład COVID-19 nie­pro­por­cjo­nal­nie czę­sto ata­kuje osoby cier­piące na różne scho­rze­nia chro­niczne, w tym oty­łość, cukrzycę i inne zabu­rze­nia meta­bo­liczne. Istot­nymi czyn­ni­kami w tym tren­dzie są pro­blemy powią­zane z nie­zdro­wym odży­wia­niem się i niż­szym sta­tu­sem spo­łeczno-eko­no­micz­nym. Ogól­no­świa­towa pan­de­mia, która roz­po­częła się w 2020 roku, nie tylko sama w sobie była tra­ge­dią, lecz poka­zała rów­nież praw­dziwy koszt cho­rób prze­wle­kłych i nie­rów­no­ści zwią­za­nych ze zdro­wiem publicz­nym.

Na szczę­ście ist­nieje spo­sób na odwró­ce­nie tej ten­den­cji. Zanim do tego przej­dziemy, trzeba jed­nak lepiej zro­zu­mieć główne sfery naszego zdro­wia, które ule­gają zasad­ni­czym zabu­rze­niom w związku z nie­daw­nymi zmia­nami w mikro­bio­mie jeli­to­wym. Spo­śród licz­nych prze­wle­kłych cho­rób nie­za­kaź­nych powią­za­nych z dietą i mikro­bio­mem jeli­to­wym sku­pię się na trzech ich typach, które odgry­wają pierw­szo­pla­nową rolę w obec­nym kry­zy­sie opieki zdro­wot­nej. Są to zabu­rze­nia auto­im­mu­no­lo­giczne i aler­giczne, oty­łość i zespół meta­bo­liczny (w tym ich impli­ka­cje dla cukrzycy, raka, cho­rób ser­cowo-naczy­nio­wych i wątroby) oraz zabu­rze­nia pracy mózgu.

Aler­gie i cho­roby auto­im­mu­no­lo­giczne

Czę­sto cytuje się pewien arty­kuł na temat zabu­rzeń aler­gicz­nych, który obra­zuje zwrot w naszym postrze­ga­niu prze­wle­kłych cho­rób nie­za­kaź­nych. Napi­sany przez dr. Jeana-François Bacha i opu­bli­ko­wany „New England Jour­nal of Medi­cine” w 2002 roku tekst wska­zy­wał, że czę­stość wystę­po­wa­nia wielu cho­rób prze­wle­kłych, w tym aler­gicz­nych i auto­im­mu­no­lo­gicz­nych, zaczęła wzra­stać w ostat­nich 70 latach7. Rów­nież inne arty­kuły naukowe wspie­rały obser­wa­cję Bacha przy­ta­cza­nymi danymi. W jed­nym z nich, zamiesz­czo­nym w „Scan­di­na­vian Jour­nal of Gastro­en­te­ro­logy”, dono­szono, że czę­sto­tli­wość wystę­po­wa­nia auto­im­mu­no­lo­gicz­nej cho­roby Leśniow­skiego-Crohna w pół­noc­nej Euro­pie w okre­sie od lat 50. do 90. XX wieku się potro­iła8. Bada­nie prze­pro­wa­dzone przez naukow­ców z Uni­wer­sy­tetu w Göteborgu w Szwe­cji uka­zało, że w okre­sie 12 lat, od 1979 do 1991 roku, u szwedz­kich dzieci w wieku szkol­nym wystę­po­wa­nie astmy, kataru sien­nego i ato­po­wego zapa­le­nia skóry stało się dwu­krot­nie częst­sze9. Kolejne potwier­dze­nie pocho­dzi od bada­czy z nie­miec­kiego Uni­wer­sy­tetu w Getyn­dze, któ­rzy ana­li­zu­jąc popu­la­cję połu­dnio­wej Dol­nej Sak­so­nii, stwier­dzili, że zacho­ro­wal­ność na stward­nie­nie roz­siane – będące rów­nież scho­rze­niem auto­im­mu­no­lo­gicz­nym – podwo­iła się w nie­całe dwie dekady, od 1969 do 1986 roku10.

W celu wyja­śnie­nia przy­czyn tego odno­to­wa­nego w krót­kim cza­sie skoku licz­bo­wego wystę­po­wa­nia cho­rób auto­im­mu­no­lo­gicz­nych i aler­gicz­nych sfor­mu­ło­wano kilka hipo­tez – higie­niczną, sta­rych przy­ja­ciół oraz zani­ka­ją­cej mikro­bioty11. Wspólny dla wszyst­kich tych teo­rii jest pogląd, że ważną rolę w zaist­nia­łych zmia­nach odgry­wają takie czyn­niki śro­do­wi­skowe jak nie­wła­ściwe lub nad­mierne sto­so­wa­nie anty­bio­ty­ków we wcze­snym okre­sie życia, rosnące uży­cie pesty­cy­dów i nawo­zów sztucz­nych w rol­nic­twie oraz zwięk­sza­nie się liczby dzieci wycho­wu­ją­cych się w oto­cze­niu miej­skim, bez kon­taktu z florą, glebą i zwie­rzę­tami. Hipo­teza higie­niczna suge­ruje, że w naszym coraz bar­dziej ste­ryl­nym oto­cze­niu, w któ­rym nie­mow­lęta i małe dzieci sty­kają się z coraz mniej­szą liczbą zaraz­ków i drob­no­ustro­jów wystę­pu­ją­cych w śro­do­wi­sku natu­ral­nym, układ odpor­no­ściowy nie uczy się pra­wi­dło­wego zabez­pie­cza­nia orga­ni­zmu przed zagro­że­niami. W kon­se­kwen­cji traci zdol­ność odróż­nia­nia sub­stan­cji nie­szko­dli­wych, takich jak pyłki traw czy orze­chy, od cho­ro­bo­twór­czych, takich jak pato­ge­niczne bak­te­rie i wirusy. W rezul­ta­cie tej nie­zdol­no­ści układ odpor­no­ściowy albo nie­ra­cjo­nal­nie ata­kuje komórki wła­snego ciała, powo­du­jąc zabu­rze­nia auto­im­mu­no­lo­giczne, albo bez­pod­staw­nie wznieca alarm, co skut­kuje reak­cją aler­giczną.

Wydaje się, że przy­naj­mniej do pew­nego stop­nia teo­rie te znaj­dują opar­cie w danych pozy­ska­nych z badań nauko­wych. Nie­mniej zasad­ni­czym celem więk­szo­ści takich ana­liz bywa iden­ty­fi­ka­cja kon­kret­nych genów, które powo­dują zabu­rze­nia czyn­no­ściowe zwięk­sza­jące podat­ność na cho­roby auto­im­mu­no­lo­giczne i aler­gie. Oka­zuje się jed­nak, że nie wska­zano ani jed­nego poje­dyn­czego genu, który miałby być odpo­wie­dzialny za dowolne z głów­nych scho­rzeń prze­wle­kłych. Wydłuża się raczej lista tak zwa­nych genów podat­no­ści oraz zmo­dy­fi­ko­wa­nych sieci geno­wych. Wyni­ka­łoby z tego, że dany czło­wiek jest z natury bar­dziej lub mniej wraż­liwy na cią­gle zmie­nia­jące się czyn­niki spu­stowe w śro­do­wi­sku. Ponie­waż nasze geny nie ule­gły prze­obra­że­niu w ciągu ostat­nich 75 lat (ewo­lu­cja działa zde­cy­do­wa­nie wol­niej), wydaje się nie­mal pewne, że za nagłą zwyżkę cho­rób prze­wle­kłych odpo­wia­dają zmiany doty­czące śro­do­wi­ska i stylu życia.

Mimo że zwięk­sze­nie liczby takich zabu­rzeń dało o sobie znać już 50 lat temu, wciąż zma­gamy się z nimi z naj­więk­szym tru­dem. Opra­co­wa­li­śmy sku­tecz­niej­sze (i droż­sze) metody lecze­nia obja­wo­wego, nie znamy jed­nak spo­sobu usu­wa­nia tych cho­rób. Aby wyro­bić sobie zda­nie o skali pro­blemu, wystar­czy spoj­rzeć na zalew reklam tele­wi­zyj­nych, które zachę­cają do zakupu nowych sil­nych leków mają­cych powstrzy­mać nadak­tywny układ odpor­no­ściowy (z doda­waną sotto voce lita­nią groź­nych skut­ków ubocz­nych). Wiele z tych reklam doty­czy „leków bio­lo­gicz­nych”, czyli „bio­lo­gi­ków”, okre­śla­nych tak dla­tego, że pro­du­kuje się je z żywych orga­ni­zmów lub zawie­rają one ich frag­menty. Wymieńmy na przy­kład Humirę, Remi­cade i Ritu­xan, sto­so­wane w tera­pii takich zabu­rzeń auto­im­mu­no­lo­gicz­nych jak nie­swo­iste zapa­le­nie jelit, reu­ma­to­idalne zapa­le­nie sta­wów i łusz­czyca. Leki te wiążą czą­steczki sygna­łowe zwane cyto­ki­nami, które w innym wypadku powo­do­wa­łyby w orga­ni­zmie prze­wle­kły stan zapalny i ból. Wspo­mniane far­ma­ceu­tyki dają tysiącom pacjen­tów ogromną doraźną ulgę, nie hamują jed­nak zwyż­ko­wej ten­den­cji zacho­ro­wań.

Jed­no­cze­śnie dzięki tym tera­piom prze­mysł far­ma­ceu­tyczny zasi­lany jest stru­mie­niem wie­lo­mi­liar­do­wych docho­dów. W dużym stop­niu wynika to z faktu, że leki bio­lo­giczne kosz­tują śred­nio 20 razy tyle co kon­wen­cjo­nalne12. Koszt rocz­nego lecze­nia infli­xi­ma­bem (Remi­cade) – prze­pi­sy­wa­nym mię­dzy innymi na wrzo­dzie­jące zapa­le­nie jelit i cho­robę Leśniow­skiego-Crohna – wynosi około 50 tysięcy dola­rów13. Tym­cza­sem dla pacjen­tów osta­tecz­nym efek­tem jego sto­so­wa­nia jest ogra­ni­cze­nie przy­krych obja­wów, a nie dotar­cie do przy­czyny nie­pra­wi­dło­wego dzia­ła­nia układu odpor­no­ścio­wego, czyli pier­wot­nego źró­dła obja­wów, i usu­nię­cie jej.

Zwier­cia­dla­nym odbi­ciem tego pro­blemu jest dra­ma­tycz­nie rosnąca liczba zacho­ro­wań na zabu­rze­nia auto­im­mu­no­lo­giczne. Ame­ry­kań­skie Sto­wa­rzy­sze­nie Cho­rób Auto­im­mu­no­lo­gicz­nych i Pokrew­nych (The Ame­ri­can Auto­im­mune Rela­ted Dise­ase Asso­cia­tion) oce­nia, że obec­nie około 50 milio­nów Ame­ry­ka­nów cierpi na cho­roby auto­im­mu­no­lo­giczne, któ­rych ziden­ty­fi­ko­wano ponad 100 typów. Zali­czają się do nich mię­dzy innymi stward­nie­nie roz­siane, reu­ma­to­idalne zapa­le­nie sta­wów, nie­swo­iste zapa­le­nie jelit oraz cukrzyca typu 1. Sta­ty­styki te wska­zują, że scho­rze­nia nale­żące do wspo­mnia­nej grupy są powszech­niej­sze niż nowo­twory zło­śliwe14.

W odróż­nie­niu jed­nak od nowo­two­rów, w wypadku wspo­mnia­nych scho­rzeń nie mamy spój­nego obrazu czyn­ni­ków, które powo­dują sys­te­ma­tyczny wzrost zacho­ro­wal­no­ści. Tak naprawdę brak nam wie­dzy nie tylko o pocho­dze­niu tych cho­rób, lecz nawet o tym, czym dokład­nie one są. Mimo że uprzy­krzają one życie tak wielu ludziom, a kanały tele­wi­zyjne są zale­wane przez reklamy skie­ro­wane do pacjen­tów, 85 pro­cent Ame­ry­ka­nów nie potrafi wymie­nić nazwy ani jed­nej cho­roby auto­im­mu­no­lo­gicz­nej. Sądzę, że podobna rze­sza ludzi nie zdaje sobie sprawy, w jaki spo­sób scho­rze­nia te się prze­ja­wiają albo jak można zmniej­szyć ryzyko ich roz­woju u sie­bie15.

Oty­łość i zespół meta­bo­liczny

Ważną rolę w roz­woju obec­nej epi­de­mii odgrywa także oty­łość, która powo­duje nie­po­ko­jący wzrost powsta­wa­nia róż­nych cho­rób na świe­cie. W latach 60. XX wieku, gdy liczba ludzi z nad­wagą lub oty­ło­ścią zaczy­nała powoli rosnąć, sys­tem opieki zdro­wot­nej w zasa­dzie nie dostrze­gał wzro­sto­wej ten­den­cji. Pięt­na­ście lat póź­niej, gdy sprawa w końcu wzbu­dziła zain­te­re­so­wa­nie, uznano ją w Sta­nach Zjed­no­czo­nych za pro­blem mniej­szo­ści etnicz­nych oraz ubo­giego Połu­dnia, co ujaw­nia rasowe i eko­no­miczne uprze­dze­nia sys­temu opieki zdro­wot­nej, które nie­stety prze­trwały do dzi­siaj.

Następ­nie sta­ty­styki poszy­bo­wały: mię­dzy rokiem 1980 a 2013 liczba osób z nad­wagą lub oty­ło­ścią wzro­sła na świe­cie z 857 milio­nów do 2,1 miliarda16. Nie można już było zaprze­czyć, że oty­łość dotyka wszyst­kie popu­la­cje i rzuca bez­pre­ce­den­sowe wyzwa­nie straż­ni­kom zdro­wia publicz­nego. Jak wynika z danych zebra­nych w Naro­do­wym son­dażu zdro­wot­nym i die­te­tycz­nym (Natio­nal Health and Nutri­tion Exa­mi­na­tion Survey), obec­nie w Sta­nach Zjed­no­czo­nych otyły jest co trzeci doro­sły i co szó­ste dziecko17. Obser­wuję epi­de­mię oty­ło­ści z bli­ska, zarówno w pracy kli­nicz­nej z pacjen­tami, jak i pod­czas regu­lar­nych podróży na kon­fe­ren­cje medyczne i naukowe odby­wa­jące się w całym kraju. Jako lekarz odczu­wam doj­mu­jący nie­po­kój, gdy na lot­ni­skach czy w kolejce do bufetu śnia­da­nio­wego w hotelu widzę, jak wielu ludzi ewi­dent­nie prze­kra­cza zakres pra­wi­dło­wej wagi ciała.

Choć prze­zna­czy­li­śmy gigan­tyczne środki na bada­nia zmie­rza­jące do odkry­cia istoty wspo­mnia­nego pro­blemu, zano­to­wa­li­śmy bar­dzo mizerny postęp w roz­szy­fro­wy­wa­niu przy­czyn tego, że w ostat­nim pół­wie­czu liczba osób dotknię­tych oty­ło­ścią tak bar­dzo się zwięk­szyła. Co gor­sza, jedyne dostępne obec­nie inter­wen­cje, które wyka­zały się dłu­go­fa­lową sku­tecz­no­ścią, mają dra­ma­tyczne i nie­od­wra­calne kon­se­kwen­cje dla czyn­no­ści układu pokar­mo­wego. Do roz­wią­zań takich należą zabiegi baria­tryczne, pole­ga­jące na zmniej­sze­niu obję­to­ści gór­nej czę­ści żołądka w celu ogra­ni­cze­nia ilo­ści zja­da­nego poży­wie­nia. W jed­nej z form tej tera­pii żołą­dek zostaje okro­jony do wiel­ko­ści jajka i połą­czony bez­po­śred­nio z jeli­tem cien­kim. W kolej­nej, zwa­nej gastrek­to­mią ręka­wową, usuwa się 80 pro­cent żołądka, pozo­sta­wia­jąc frag­ment wiel­ko­ści banana. Jesz­cze inny zabieg polega na umiesz­cze­niu w żołądku sili­ko­no­wego balo­nika wypeł­nio­nego pły­nem fizjo­lo­gicz­nym. Kolejna dra­styczna pro­ce­dura wymaga wytwo­rze­nia w żołądku sztucz­nej prze­toki (implan­ta­cji urzą­dze­nia Aspi­re­As­sist), która pozwala czło­wie­kowi jeść, a następ­nie wypro­wa­dzać zawar­tość żołądka do jed­no­ra­zo­wego worka przez sztuczny otwór.

Te ope­ra­cje chi­rur­giczne nie tylko ilu­strują skraj­ność podej­mo­wa­nych w medy­cy­nie kro­ków w walce z oty­ło­ścią, ale uczą rów­nież, że tak pro­ste z pozoru podej­ście jak zmniej­sze­nie żołądka, aby nie można było zmie­ścić w nim za dużo pokarmu, powo­duje znacz­nie bar­dziej zło­żone skutki, niż kie­dyś podej­rze­wano. Dale­ko­siężne kon­se­kwen­cje owych dra­stycz­nych inter­wen­cji widoczne w całym orga­ni­zmie wiążą się nie tylko z obję­to­ścią żołądka, lecz także z wydzie­la­niem do krwi hor­mo­nów regu­lu­ją­cych ape­tyt i ich dzia­ła­niem na mózg. Ope­ra­cje te zmie­niają także skład gatun­kowy drob­no­ustro­jów jeli­to­wych, a w rezul­ta­cie sygnały pły­nące z jelit do mózgu i reszty ciała. Gwał­tow­nie zmie­nić się mogą nawet pre­fe­ren­cje żyw­no­ściowe. Krótko mówiąc, docho­dzi do cało­ścio­wej zmiany, która obej­muje wiele ukła­dów – hor­mo­nalny, meta­bo­liczny, wydzie­la­nia wewnętrz­nego – jesz­cze zanim roz­po­czyna się spa­dek wagi.

Ponadto wielu Ame­ry­ka­nów z nad­wagą lub oty­ło­ścią cierpi też na zespół meta­bo­liczny. Na dia­gnozę tę składa się zbiór dole­gli­wo­ści obej­mu­jący zwięk­szony wskaź­nik masy ciała (BMI), pod­wyż­szony poziom glu­kozy i tri­gli­ce­ry­dów we krwi, wyso­kie ciśnie­nie tęt­ni­cze, małe stę­że­nie „dobrego” cho­le­ste­rolu HDL oraz dys­li­pi­de­mię – bez­ob­ja­wowy stan, w któ­rym zabu­rze­niu ulega pro­fil lipi­dowy (ilość tłusz­czów we krwi), co ujaw­nia osła­bioną zdol­ność orga­ni­zmu do prze­twa­rza­nia cukru i tłusz­czu. Co naj­waż­niej­sze, zespół meta­bo­liczny jest nie tylko powi­kła­niem oty­ło­ści, doty­czą­cym ukła­dów endo­kryn­nego i odpor­no­ścio­wego, lecz także istot­nym czyn­ni­kiem ryzyka prze­wle­kłych cho­rób wątroby, serca, a nawet mózgu.

W 2018 roku, w obli­czu rzad­szego wystę­po­wa­nia cho­rób zakaź­nych (jesz­cze przed pan­de­mią COVID-19), we wnio­skach z pew­nego bada­nia poja­wiło się stwier­dze­nie, że zespół meta­bo­liczny jest „nowym wiel­kim zagro­że­niem zdro­wot­nym współ­cze­snego świata”18.

Nie­któ­rzy eks­perci są zda­nia, że pro­blem dopiero zaczyna nara­stać. Jak wyja­śniał mi dr Wal­ter Wil­lett, pro­fe­sor epi­de­mio­lo­gii i nauk o żywie­niu na Uni­wer­sy­te­cie Harvarda, „taka epi­de­mia oty­ło­ści i insu­li­no­opor­no­ści trwa 30, 40, 50 lat, zanim da się zaob­ser­wo­wać wszyst­kie jej kon­se­kwen­cje. To tro­chę jak ze zmianą kli­ma­tyczną. Nie dostrzega się od razu wszyst­kich impli­ka­cji, ale widać, że ta droga pro­wa­dzi do zapa­ści pod wzglę­dem zdro­wot­nym”. Nie­stety, podob­nie jak to się dzieje z oty­ło­ścią, wystę­po­wa­nie zespołu meta­bo­licz­nego nie ogra­ni­cza się już tylko do kra­jów roz­wi­nię­tych. Na przy­kład w Chi­nach odse­tek osób z nad­wagą i oty­ło­ścią zwięk­szył się mię­dzy rokiem 1997 a 2002 z 20 do 29 pro­cent popu­la­cji, a do roku 2017 wystę­po­wa­nie zespołu meta­bo­licz­nego wzro­sło sko­kowo do 15,5 pro­centa19.

W rezul­ta­cie wzro­stu odsetka cho­rych coraz czę­ściej się poja­wiają rów­nież cho­roby ser­cowo-naczy­niowe – w tym nad­ci­śnie­nie, cho­roba wień­cowa, zawał serca, udar, zasto­inowa nie­wy­dol­ność krą­że­nia i migo­ta­nie przed­sion­ków – ponie­waż zespół meta­bo­liczny sta­nowi ich ważny czyn­nik ryzyka. W 2011 roku Ame­ry­kań­skie Sto­wa­rzy­sze­nie Kar­dio­lo­giczne (Ame­ri­can Heart Asso­cia­tion) prze­wi­dy­wało, że do 2030 roku na jakąś formę cho­rób ser­cowo-naczy­nio­wych będzie cier­piało do 40 pro­cent Ame­ry­ka­nów, jed­nak poziom ten został osią­gnięty już w 2015 roku, czyli w ciągu 4, a nie 19 lat20. W 2015 roku 96 milio­nów Ame­ry­ka­nów skar­żyło się na nad­ci­śnie­nie tęt­ni­cze, a bli­sko 17 milio­nów miało cho­robę wień­cową serca. Jakby to nie było dosta­tecz­nie depry­mu­jące, zgod­nie z prze­wi­dy­wa­niami ta zło­wróżbna ten­den­cja wzro­stowa ma się utrzy­mać, osią­ga­jąc war­tość 45 pro­cent w ciągu naj­bliż­szych 15 lat – jest to jed­nak kolejna pro­gnoza, która z łatwo­ścią może się ziścić wcze­śniej.

Rów­no­le­gle do tych liczb poja­wia się nie­praw­do­po­dob­nie wysoki koszt prze­pi­sy­wa­nych leków, a także zabie­gów i hospi­ta­li­za­cji, które są nie­zbędne, aby utrzy­mać pacjen­tów z zespo­łem meta­bo­licz­nym przy życiu. W 2016 roku w Sta­nach Zjed­no­czo­nych kwota ta opie­wała na 555 miliar­dów dola­rów, a prze­wi­duje się, że w 2035 roku prze­kro­czy try­lion dola­rów21!

Wygląda na to, że żaden narząd nie jest w sta­nie unik­nąć skut­ków roz­re­gu­lo­wa­nia układu meta­bo­licz­nego. Oce­nia się, że 75 pro­cent pacjen­tów z nad­wagą oraz 90–95 pro­cent pacjen­tów cho­ro­bli­wie oty­łych cierpi na nie­al­ko­ho­lowe stłusz­cze­nie wątroby, groźne scho­rze­nie, które może pro­wa­dzić do mar­sko­ści, raka i nie­wy­dol­no­ści tego narządu. Jest to główna przy­czyna dole­gli­wo­ści wątroby w Sta­nach Zjed­no­czo­nych i jedno z waż­nych wska­zań do prze­szczepu22. Oty­łość i zespół meta­bo­liczny są także zna­czą­cymi czyn­ni­kami ryzyka kilku rodza­jów nowo­two­rów, w tym raka okręż­nicy i odbyt­nicy, czwar­tego pod wzglę­dem czę­sto­ści wystę­po­wa­nia w USA. Według Naro­do­wego Insty­tutu Raka (Natio­nal Can­cer Insti­tute) u osób oty­łych, zwłasz­cza męż­czyzn, rak jelita gru­bego roz­wija się 30 razy czę­ściej niż u osób mają­cych pra­wi­dłową wagę23.

Zabu­rze­nia pracy mózgu

W ostat­nim pół­wie­czu wyraź­nie wzrósł odse­tek Ame­ry­ka­nów dotknię­tych zabu­rze­niami psy­chicz­nymi, poznaw­czymi i neu­ro­de­ge­ne­ra­tyw­nymi, w tym cho­robą Alzhe­imera, cho­robą Par­kin­sona, zabu­rze­niami ze spek­trum auty­zmu, depre­sją i sta­nami lęko­wymi. Choć wzrost ten nie był tak dra­ma­tyczny jak w przy­padku oty­ło­ści i zespołu meta­bo­licz­nego, wspo­mniana ten­den­cja jest wyraź­nie widoczna. W ostat­nich 20 latach sys­te­ma­tycz­nie zwięk­sza się czę­stość zabu­rzeń neu­ro­de­ge­ne­ra­tyw­nych. W 2017 roku na cho­robę Alzhe­imera cier­piało praw­do­po­dob­nie około 500 milio­nów ludzi na świe­cie24 i sza­cuje się, że w prze­wi­dy­wal­nej przy­szło­ści liczba ta będzie się zapewne podwa­jać co dwa­dzie­ścia lat.

Choć w prze­wi­dy­wa­niach tych z pew­no­ścią istotną rolę odgrywa zwięk­sze­nie ocze­ki­wa­nej dłu­go­ści życia, ist­nieją dowody, że zasad­ni­cze zna­cze­nie w roz­woju dys­funk­cji poznaw­czych ma także wiele innych czyn­ni­ków, w tym zespół meta­bo­liczny. Zaczę­li­śmy uzna­wać pogar­sza­jący się z wie­kiem stan zdol­no­ści poznaw­czych za normę, podob­nie jak zaak­cep­to­wa­li­śmy domyślne prze­sła­nie branży far­ma­ceu­tycz­nej, że nie­dawny wzrost wystę­po­wa­nia wielu cho­rób prze­wle­kłych jest natu­ral­nym skut­kiem ubocz­nym sta­rze­nia się. W rze­czy­wi­sto­ści jed­nak – o czym dobit­nie świad­czą w pełni sprawni dzie­więć­dzie­się­cio­lat­ko­wie – ludzki mózg (i cały orga­nizm) jest poten­cjal­nie zdolny do peł­nej funk­cjo­nal­no­ści w dzie­sią­tej deka­dzie życia bez udziału inter­wen­cji medycz­nych.

Szybko zwięk­sza się także liczba pacjen­tów z innymi prze­wle­kłymi scho­rze­niami. W 2016 roku cho­robę Par­kin­sona miało 6,1 miliona ludzi na świe­cie25, a dziś żyje z nią już ponad 10 milio­nów26. Jak piszę w roz­dziale 4, czę­stość zabu­rzeń roz­wo­jo­wych, na przy­kład ze spek­trum auty­zmu, nie­mal się potro­iła: od 1 dziecka na 166 w 2004 roku do 1 na 59 w 2018 roku27.

W coraz więk­szej licz­bie roz­po­znaje się rów­nież depre­sję, choć stan ten obja­wia się w bar­dziej zło­żony spo­sób i zmiana w jego wystę­po­wa­niu jest trud­niej­sza do oceny, zwłasz­cza, że nie musi to być zabu­rze­nie samo­istne (może poja­wiać się na przy­kład wraz z innymi cho­ro­bami, takimi jak Par­kin­sona czy Alzhe­imera). Nie­mniej w 2017 roku około 160 milio­nów ludzi cier­piało na głę­boką depre­sję kli­niczną, przy czym w gru­pie naj­więk­szego ryzyka byli ludzie mło­dzi.28 Z raportu sto­wa­rzy­sze­nia ame­ry­kań­skich ubez­pie­czy­cieli zdro­wot­nych Blue Cross Blue Shield wynika, że w 2016 roku 2,6 pro­cent mło­dzieży w wieku od 12 do 17 lat miało zdia­gno­zo­waną depre­sję kli­niczną, co sta­nowi wzrost o 63 pro­cent od 2013 roku. U mło­dych doro­słych w wieku od 18 do 34 lat zano­to­wano wzrost o 47 pro­cent. W pod­su­mo­wa­niu wyni­ków pew­nego nie­daw­nego bada­nia poja­wiło się prze­wi­dy­wa­nie, że do 2030 roku wśród młod­szych osób liczba przy­pad­ków roz­po­zna­nej depre­sji prze­kro­czy liczbę przy­pad­ków zabu­rzeń ser­cowo-naczy­nio­wych u doro­słych. Dodajmy, że samo­bój­stwo, które uznaje się za przy­bli­żony wskaź­nik wystę­po­wa­nia sta­nów depre­syj­nych, stało się główną przy­czyną śmierci mło­dych ludzi w Sta­nach Zjed­no­czo­nych i jest jedyną z dzie­się­ciu głów­nych przy­czyn zgo­nów, któ­rych liczba wciąż wra­sta. Choć nie udało się zna­leźć żad­nego roz­wią­za­nia pro­blemu depre­sji, a nawet sku­tecz­nych form tera­pii, firmy far­ma­ceu­tyczne czer­pią ogromne zyski ze sprze­daży leków na zabu­rze­nia zdro­wia psy­chicz­nego – sza­cuje się, że far­ma­ceu­tyki te przy­no­szą na świe­cie roczne dochody rzędu 80 miliar­dów dola­rów.

Wspólne ogniwo

W ciągu ostat­nich 75 lat wiele scho­rzeń prze­wle­kłych roz­pa­try­wano i leczono jako nie­za­leżne jed­nostki cho­ro­bowe o cha­rak­te­rze epi­de­micz­nym, toteż każdą zaj­mo­wała się osobna grupa bada­czy i leka­rzy. Mimo to nowo­cze­sny sys­tem opieki zdro­wot­nej nie zdo­łał opra­co­wać efek­tyw­nej stra­te­gii powstrzy­ma­nia wzro­sto­wej ten­den­cji zacho­ro­wań żad­nej z owych jed­no­stek.

Tym­cza­sem, gdy uwzględ­nia się fakt, że na te nie­za­kaźne cho­roby zapa­dły jed­no­cze­śnie wiel­kie grupy popu­la­cji, zaczy­nają się ujaw­niać ude­rza­jące ana­lo­gie. W przy­padku wielu wspo­mnia­nych cho­rób poja­wiło się na przy­kład podobne opóź­nie­nie mię­dzy wzro­stem zacho­ro­wal­no­ści w kra­jach roz­wi­nię­tych i roz­wi­ja­ją­cych się, ana­lo­giczne do postę­pów uprze­my­sło­wie­nia. Od 10 do 30 lat po zwięk­sze­niu się czę­sto­tli­wo­ści wystę­po­wa­nia tych cho­rób na Zacho­dzie takie samo zja­wi­sko odbiło się echem w mniej roz­wi­nię­tych kra­jach po dotar­ciu do nich wielu nowo­cze­snych diet i zmia­nie stylu życia. Weźmy na przy­kład wrzo­dzie­jące zapa­le­nie jelit i cho­robę Leśniow­skiego-Crohna. Na prze­ło­mie XX i XXI wieku stały się one scho­rze­niami całego świata, z rosnącą liczbą przy­pad­ków w świeżo uprze­my­sło­wio­nych kra­jach Azji, Afryki i Ame­ryki Połu­dnio­wej29.

Ponadto obniża się wiek zacho­ro­wa­nia na cho­roby aler­giczne, auto­im­mu­no­lo­giczne, oty­łość, zespół meta­bo­liczny, raka okręż­nicy i depre­sję – w efek­cie wystę­pują one w coraz młod­szych popu­la­cjach. Suge­ruje to, że nasze nie­dawne zmiany żywie­niowe wpły­wają też na kolejne poko­le­nia. Na przy­kład wystę­po­wa­nie raka okręż­nicy zmniej­szyło się u star­szych męż­czyzn i kobiet, ale rośnie u młod­szych. W latach 2006–2015 średni roczny przy­rost zacho­ro­wal­no­ści wśród męż­czyzn poni­żej 50. roku życia wyno­sił 3,5 pro­cent30. Reak­cja sys­temu opieki zdro­wot­nej na ten nie­po­ko­jący trend jest zna­mienna dla jego reduk­cjo­ni­stycz­nego i krót­ko­wzrocz­nego podej­ścia. Stan­dardy badań prze­sie­wo­wych w kie­runku nowo­tworu jelita gru­bego wydane przez Ame­ry­kań­skie Towa­rzy­stwo Raka (Ame­ri­can Can­cer Society) sta­no­wią dziś, że ludzie obcią­żeni prze­cięt­nym ryzy­kiem tej cho­roby (nie­ma­jący jej przy­pad­ków w rodzi­nie ani innych zna­nych czyn­ni­ków ryzyka) powinni zacząć się badać w wieku 45 lat w odróż­nie­niu od poprzed­niego zale­ce­nia, aby bada­niu takiemu pod­le­gały osoby mające mini­mum 60 lat31. Nie­dawno, pod­czas wykładu poświę­co­nego tym stan­dar­dom zapy­ta­łem pre­le­gentkę, czy spo­sób żywie­nia i oty­łość w dzie­ciń­stwie mogą odgry­wać rolę w obser­wo­wa­nym tren­dzie, a jeśli tak, to czy nie nale­ża­łoby potrak­to­wać zale­ceń die­te­tycz­nych jako środ­ków pre­wen­cyj­nych. Pre­le­gentka zgo­dziła się, że jest to dopusz­czalne wyja­śnie­nie, lecz stwier­dziła następ­nie, że nie prak­ty­kuje się obec­nie prze­ka­zy­wa­nia reko­men­da­cji żywie­nio­wych pod­czas badań kon­tro­l­nych. Dodała też, że w związku z tym, że gastro­en­te­ro­lo­dzy wyko­nują dzien­nie bar­dzo dużo kolo­no­sko­pii, na ana­lizę zwy­cza­jów żywie­nio­wych pacjen­tów czy przed­sta­wia­nie im zale­ceń co do korzyst­nej diety bra­kłoby czasu. Zawsze zadzi­wia mnie, gdy widzę, jak łatwo odrzuca się pro­ste roz­wią­za­nia, szcze­gól­nie takie, które mogą wywo­ły­wać skutki na wielką skalę, lecz nie miesz­czą się w tra­dy­cyj­nym modelu roz­pa­try­wa­nia cho­roby.

Ponadto, mimo że cho­roby te prze­ja­wiają się w bar­dzo różny spo­sób, źró­deł nie­mal wszyst­kich można się dopa­try­wać w roz­re­gu­lo­wa­niu układu odpor­no­ścio­wego. Docho­dzi do niego na jeden z dwóch spo­so­bów. W przy­padku zabu­rzeń aler­gicz­nych i auto­im­mu­no­lo­gicz­nych układ odpor­no­ściowy nad­mier­nie reaguje na nie­szko­dliwe bodźce lub na komórki wła­snego ciała, nato­miast w cho­ro­bach meta­bo­licz­nych i pokrew­nych wystę­puje prze­wle­kłe, nie­spro­wo­ko­wane pato­ge­nami akty­wo­wa­nie komó­rek odpor­no­ściowych w jeli­tach, które wywiera wpływ na wszyst­kie narządy w ciele, w tym serce, wątrobę, jelito grube, tkankę tłusz­czową, a nawet mózg. (Wspo­mniana ten­den­cja do nad­mier­nej reak­cji układu odpor­no­ścio­wego – nazy­wa­nej też burzą cyto­ki­nową – może tłu­ma­czyć rów­nież częst­sze wystę­po­wa­nie cięż­kiego prze­biegu COVID-19 i powi­kłań po nim u pacjen­tów cier­pią­cych na prze­wle­kłe cho­roby nie­za­kaźne)32.

Choć ist­nieją mocne argu­menty prze­ma­wia­jące za tym, że zmiany w ukła­dzie odpor­no­ścio­wym, które pre­dys­po­nują do cho­rób auto­im­mu­no­lo­gicz­nych i aler­gicz­nych, są pro­gra­mo­wane w pierw­szych trzech latach życia, coraz wię­cej danych wska­zuje rów­nież, że w roz­woju tych i innych scho­rzeń skła­da­ją­cych się na obecny kry­zys zdro­wia publicz­nego klu­czową rolę odgrywa zachod­nia dieta. Dieta taka może pro­wa­dzić do endo­tok­se­mii meta­bo­licz­nej, czyli nisko­po­zio­mo­wej sys­te­mo­wej akty­wa­cji odpor­no­ścio­wej, która powo­duje roz­prze­strze­nia­nie się w ciele i mózgu media­to­rów zapa­le­nia, mię­dzy innymi takich posłań­ców jak cyto­kiny, rodzina czą­ste­czek sygna­ło­wych wydzie­la­nych przez różne komórki układu odpor­no­ścio­wego33. Ponie­waż 70 pro­cent tego układu znaj­duje się w ścia­nach jelit, ma on ide­alną pozy­cję do roz­pro­wa­dza­nia sygna­łów zapal­nych po całym orga­ni­zmie; zależ­nie od indy­wi­du­al­nych cech gene­tycz­nych danej osoby cyto­kiny mogą nega­tyw­nie wpły­nąć na dowolne narządy.

Może zaska­ki­wać, że prze­wód pokar­mowy, któ­rego czyn­ność przez długi czas postrze­gano jako ogra­ni­czoną zasad­ni­czo do wchła­nia­nia sub­stan­cji odżyw­czych, funk­cji maga­zy­no­wych i eli­mi­na­cji zbęd­nych pro­duk­tów prze­miany mate­rii, miałby być głów­nym czyn­ni­kiem w roz­gry­wa­ją­cym się spo­łecz­nym dra­ma­cie zdro­wot­nym. Jed­nak gro­ma­dzone w coraz więk­szej ilo­ści dane z ostat­nich dwóch dekad, sil­nie wsparte roz­wo­jem bio­lo­gii sys­te­mów, pro­wa­dzą nas do tego wła­śnie wnio­sku. Jak wyja­śnię w następ­nych roz­dzia­łach, nie­dawne odkry­cia doty­czące mikro­biomu jeli­to­wego i jego związ­ków z mózgiem oraz wszyst­kimi ukła­dami narzą­dów – łącz­nie z ukła­dem odpor­no­ścio­wym – sta­no­wią jeden z naj­cie­kaw­szych kro­ków ku zro­zu­mie­niu, w jaki spo­sób można zacząć hamo­wać, a osta­tecz­nie cofać głę­boki kry­zys zdro­wia publicz­nego.

Roz­dział drugi

Roz­dział drugi

Głęb­szy zwią­zek

Ostat­nio nauka jed­no­cze­śnie powró­ciła do zupeł­nie innego poję­cia o funk­cjo­no­wa­niu orga­ni­zmu i o zdro­wiu oraz je odkryła. Pogląd ten uwzględ­nia zło­żo­ność, komu­ni­ka­cję i wza­jemne związki mię­dzy ukła­dami w ciele, a także ujaw­nia, jak wiele pozor­nie odle­głych cho­rób, któ­rych czę­sto­tli­wość wystę­po­wa­nia wzra­sta w zastra­sza­ją­cym tem­pie od połowy XX wieku, jest w rze­czy­wi­sto­ści ze sobą powią­za­nych.

Uwa­żam, że ten nowy holi­styczny ogląd jest powro­tem do daw­nego spo­sobu myśle­nia. Ideę wza­jem­nych zależ­no­ści ukła­dów w orga­ni­zmie znaj­du­jemy już w tek­stach ajur­we­dycz­nych sprzed 5 tysięcy lat. Kon­cep­cja ta była obecna rów­nież w tra­dy­cyj­nej medy­cy­nie chiń­skiej, a także w medy­cy­nie hipo­kra­tej­skiej (opar­tej na grec­kiej filo­zo­fii przy­rody). W cza­sach sta­ro­żyt­nych rozu­miano, że zdro­wie jest deter­mi­no­wane przez misterną sieć zależ­no­ści mię­dzy umy­słem, narzą­dami, duchem, śro­do­wi­skiem, a nawet kosmo­sem34. Zwięźle wyra­ził to ponad dwa tysiące lat temu Ary­sto­te­les: „Całość jest czymś wię­cej niż sumą czę­ści”.

Prze­ko­na­nie to zaczęło ule­gać zmia­nie, gdy w XVII wieku fran­cu­ski filo­zof Kar­te­zjusz wpro­wa­dził zasadę reduk­cjo­ni­zmu w swej filo­zoficzno-auto­bio­gra­ficz­nej Roz­pra­wie o meto­dzie dobrego powo­do­wa­nia swoim rozu­mem i szu­ka­nia prawdy w naukach. To stam­tąd pocho­dzi słynna mak­syma: „myślę, więc jestem”. W reduk­cjo­ni­zmie Kar­te­zjusz wysu­nął tezę, że należy ana­li­zo­wać skom­pli­ko­wane zja­wi­ska kawa­łek po kawałku, roz­wa­ża­jąc ich moż­liwe do ogar­nię­cia frag­menty, a następ­nie oce­niać całość na pod­sta­wie zacho­wa­nia poszcze­gól­nych czę­ści35. Postu­lu­jąc ponadto dualizm duch-ciało – czyli trak­tu­jąc ciało i umysł jako cał­ko­wi­cie oddzielne byty – wpro­wa­dził zasadę reduk­cjo­ni­zmu do rozu­mie­nia ciała36. Aby wybrnąć z kon­fliktu duch-ciało, uznał, że leka­rze i uczeni powinni zaj­mo­wać się wyłącz­nie cia­łem, a kwe­stie umy­słu i ducha winny być domeną Kościoła.

Poglądy Kar­te­zju­sza wpły­nęły nie tylko na filo­zo­fię, lecz także bio­lo­gię. Reduk­cjo­nizm i dualizm zostały przy­jęte w świe­cie medycz­nym; leka­rze zaczęli dia­gno­zo­wać i leczyć ciało, wycho­dząc z zało­że­nia, że składa się ono z oddziel­nych czę­ści, z któ­rych każda funk­cjo­nuje osobno. Zgod­nie z tym podej­ściem każda żywa istota składa się z mecha­ni­zmów, które dzia­łają z regu­lar­no­ścią i prze­wi­dy­wal­no­ścią prze­kładni zegara. Mimo kro­cze­nia przez kilka wie­ków tą drogą dzi­siej­sza nauka – choć nie­ko­niecz­nie lekar­ski esta­bli­sh­ment – powoli wraca do tra­dy­cji sta­ro­żyt­nej mądro­ści i prze­ko­na­nia, że orga­nizm opiera się na zło­żo­nym współ­dzia­ła­niu wza­jem­nie powią­za­nych sys­te­mów.

Oczy­wi­ście dys­po­nu­jemy obec­nie znacz­nie bogat­szą wie­dzą o pro­ce­sach bio­lo­gicz­nych leżą­cych u pod­łoża tych związ­ków. Jeden z naj­więk­szych impul­sów do odwrotu od per­spek­tywy izo­lo­wa­nej na rzecz zuni­fi­ko­wa­nej sta­no­wiło powsta­nie opar­tej na nauko­wej pod­bu­do­wie nauki o sie­ciach37. Spe­cja­li­ści tej dys­cy­pliny ana­li­zują zależ­no­ści mię­dzy poszcze­gól­nymi ele­men­tami zło­żo­nych sieci, odwo­łu­jąc się do teo­rii gra­fów, mecha­niki sta­ty­stycz­nej i metod eks­plo­ra­cji danych (data mining) w celu two­rze­nia modeli pre­dyk­cyj­nych. Zaczątki tej nauki powstały w latach 30. XX wieku, po czym jej roz­wój gwał­tow­nie przy­spie­szył, zysku­jąc róż­no­rodne obszary zasto­so­wań, od nauk spo­łecz­nych, przez eko­lo­gię do świa­to­wej gospo­darki. W rezul­ta­cie wiele zbio­rów pozor­nie nie­za­leż­nych ele­men­tów postrze­gamy dzi­siaj jako sys­temy zło­żone ze ści­śle powią­za­nych czę­ści o prze­wi­dy­wal­nych wzor­cach funk­cjo­no­wa­nia, choć pro­wa­dzą­cych czę­sto do nieprze­wi­dy­wal­nych skut­ków.

„Weźmy na przy­kład ludzi, rynek akcji, geny, neu­rony, czą­steczki w komórce. Tym, co się liczy, są inte­rak­cje – stwier­dził mój przy­ja­ciel Olaf Sporns, pro­fe­sor psy­cho­lo­gii i neu­ro­nauk na Uni­wer­sy­te­cie Indiany, a także jeden z dyrek­to­rów tam­tej­szego Insty­tutu Nauki o Sie­ciach. – Potrzebna jest dys­cy­plina naukowa, która zaj­mie się zło­żo­no­ścią takich sys­te­mów i z wyko­rzy­sta­niem metod obli­cze­nio­wych nada im postać mate­ma­tyczną. Jest nią wła­śnie nauka o sie­ciach”.

Naukę tę od kil­ku­dzie­się­ciu lat wyko­rzy­sty­wano w odnie­sie­niu do ukła­dów natu­ral­nych, spo­łecz­nych i tech­nicz­nych, ale dopiero od nie­dawna jest sto­so­wana do bada­nia zło­żo­nych sys­te­mów bio­lo­gicz­nych, umoż­li­wia­jąc nam postrze­ga­nie ludz­kiego ciała jako zawi­łej mapy wza­jem­nych zależ­no­ści wykry­tych metodą sekwen­cjo­no­wa­nia mate­ma­tycz­nego.

Jed­no­cze­śnie uzna­nie zyskało też podej­ście kon­cep­cyjne znane jako bio­lo­gia sys­te­mów. Poja­wiło się ono pier­wot­nie w latach 50. XX wieku, a zostało w pełni przy­sto­so­wane do potrzeb nowo­cze­snej bio­lo­gii około 20 lat temu. U źró­deł tego pro­cesu leżały wcze­sne nadzieje na zma­po­wa­nie genomu ludz­kiego – zda­niem wielu przed­się­wzię­cie to miało szybko zre­wo­lu­cjo­ni­zo­wać medy­cynę. Bill Clin­ton mówił wów­czas o ludz­kim kodzie gene­tycz­nym jako o „języku, w któ­rym Bóg stwo­rzył życie”. Nie­stety mimo zain­we­sto­wa­nia wielu miliar­dów dola­rów pro­jekt pozna­nia genomu ludz­kiego nie dopro­wa­dził wciąż do powsta­nia prak­tycz­nych roz­wią­zań dia­gno­stycz­nych i tera­peu­tycz­nych dla więk­szo­ści naj­częst­szych cho­rób. Nie­mniej bio­lo­gia sys­te­mów wzbu­dziła zain­te­re­so­wa­nie w świe­cie medycz­nym, zwłasz­cza wśród bada­czy mikro­biomu, któ­rym zaofe­ro­wała bar­dziej kom­plek­sowe i obli­cze­niowe metody pozwa­la­jące na wyko­rzy­sta­nie mocy roz­ra­sta­ją­cych się super­kom­pu­te­rów do prze­twa­rza­nia gigan­tycz­nych zbio­rów danych bio­lo­gicz­nych. Naukowcy ci sta­rają się zro­zu­mieć zależ­no­ści ciała i mózgu, postrze­ga­jąc różne typy komó­rek, czą­ste­czek i drob­no­ustro­jów łącz­nie jako jeden układ.

Bio­lo­gia sys­te­mów dała impuls do zmiany para­dyg­matu nauko­wego, przej­ścia od badań nad wąskim tema­tem do ana­lizy wza­jem­nych powią­zań. W bio­lo­gii sys­te­mów nazwy poszcze­gól­nych dzie­dzin mają koń­cówkę -omika; pierw­szą z takich nazw była geno­mika. To od niej roz­po­częła się „rewo­lu­cja omiczna”, jak ją nazy­wam, w któ­rej jeden po dru­gim poja­wiały się nowe obszary. Epigeno­mika bada, jak czyn­niki śro­do­wi­skowe oddzia­łują na całość naszych genów i zmie­niają ich eks­pre­sję (pod­czas gdy epi­ge­ne­tyka ana­li­zuje wpływ śro­do­wi­ska na kon­kretne geny)38. Trans­kryp­to­mika bada zbiór kodo­wa­nych gene­tycz­nie czą­ste­czek RNA, które są ważne dla syn­tezy róż­nych sub­stan­cji; meta­bo­lo­mika – wielką liczbę czą­ste­czek sygna­ło­wych wytwa­rza­nych przez eks­pre­sję genów39; pro­te­omika – cał­ko­wity zestaw bia­łek powsta­ją­cych w eks­pre­sji kon­kret­nej komórki czy orga­ni­zmu40; bada­nia mikro­biomu – pełny zbiór drob­no­ustro­jów bytu­ją­cych w jeli­tach wraz z ich cha­rak­te­ry­styką gene­tyczną41. To, co w cza­sach sta­ro­żyt­nych zro­zu­miano na pod­sta­wie wielu setek lat wni­kli­wej obser­wa­cji, bio­lo­gia sys­te­mów odkrywa na nowo meto­dami obli­cze­nio­wymi. Każda z wymie­nio­nych dzie­dzin wcho­dzi w inte­rak­cje z pozo­sta­łymi i je mody­fi­kuje, co daje obraz funk­cjo­no­wa­nia w orga­ni­zmie wiel­kiej, wza­jem­nie zależ­nej, wie­lo­wy­mia­ro­wej sieci.

Ostat­nio bio­lo­gia sys­te­mów została zasto­so­wana do dwóch naj­bar­dziej skom­pli­ko­wa­nych ukła­dów w naszym ciele: konek­tomu mózgo­wego i konek­tomu jeli­to­wego. Roz­wój konek­to­miki mózgo­wej zapo­cząt­ko­wał w znacz­nej mie­rze Olaf Sporns. Zma­po­wał on cały zbiór połą­czeń w mózgu42, zawiłą paję­czynę miliar­dów neu­ro­nów powią­za­nych try­liar­dami synaps – motek włó­kien, które łącz­nie miały tak wielką dłu­gość, że roz­cią­gnięte w jed­nej linii się­gnę­łyby połowy odle­gło­ści do Księ­życa. Doko­naw­szy mate­ma­tycz­nej ana­lizy tych sys­te­mów, Sporns zdo­łał nakre­ślić mapę wystę­pu­ją­cych w mózgu połą­czeń, co dopro­wa­dziło do nowego rozu­mie­nia ich struk­tury i funk­cji, a w kon­se­kwen­cji cha­rak­te­ry­styki zwią­za­nych z nimi cho­rób.

Na dru­gim końcu osi mózg-jelita znaj­duje się poję­cie konek­tomu jeli­to­wego, zapro­po­no­wane w 2015 roku przez Rod­gera Lid­dle’a, neu­ro­bio­loga jelit i pro­fe­sora medy­cyny na Uni­wer­sy­te­cie Duke’a43. Sieć, któ­rej ist­nie­nie opi­sał, składa się głów­nie z neu­ro­nów jeli­to­wego układu ner­wo­wego, który spra­wuje kon­trolę nad wie­loma pro­ce­sami żołąd­kowo-jeli­to­wymi nie­za­leż­nie od ośrod­ko­wego układu ner­wo­wego i dla­tego bywa zwany dru­gim „mózgiem” w jeli­tach. Lid­dle uwzględ­nił w swoim sys­te­mie rów­nież wspo­ma­ga­jące komórki ner­wowe (okre­ślane zbior­czo jako glej) oraz komórki zawie­ra­jące hor­mony. Ja pro­po­nuję roz­sze­rzyć tę sieć, tak by obej­mo­wała też zło­żone oddzia­ły­wa­nia mię­dzy jeli­to­wym ukła­dem odpor­no­ścio­wym a roz­ma­itymi innymi komór­kami w jeli­tach – oraz uwzględ­niała kar­dy­nalną rolę tej komu­ni­ka­cji w zacho­wa­niu zdro­wia. W kon­se­kwen­cji konek­tom jeli­towy (czy po pro­stu „jelita”, jak będę pisał zamien­nie w książce) obej­muje nie tylko jeli­towy układ ner­wowy, lecz także obecne w jeli­tach komórki wewnątrz­wy­dziel­ni­cze i odpor­no­ściowe, które wspól­nie regu­lują meta­bo­lizm i wchła­nia­nie poży­wie­nia oraz bro­nią orga­nizm przed zaraz­kami. Chcę zwró­cić przy tym uwagę, że kiedy piszę o konek­tomie jeli­to­wym czy jeli­tach, mam na myśli narząd, kiedy zaś piszę o mikro­bio­mie jeli­to­wym, mówię o miliar­dach żyją­cych w nim drob­no­ustro­jów.

Z per­spek­tywy bio­lo­gii sys­te­mów jelita i mikro­biom są klu­czem do zro­zu­mie­nia istoty cho­rób skła­da­ją­cych się na obecny kry­zys zdro­wia publicz­nego, ponie­waż nauka wyka­zała, że jelita, łączące różne układy narzą­dów, sta­no­wią cen­tralne ogniwo w sys­te­mie komu­ni­ka­cji orga­ni­zmu. Zanim wyja­śnię, w jaki spo­sób speł­niają one tę nie­zbędną funk­cję, cofnę się na moment, by nieco bar­dziej szcze­gó­łowo przed­sta­wić naukę o sie­ciach. W żar­go­nie tej dys­cy­pliny do opisu sieci używa się pojęć węzłów (jej poje­dyn­czych ele­men­tów) i kra­wę­dzi (łącz­ni­ków czy ście­żek pomię­dzy węzłami).

Zobra­zujmy to na przy­kła­dzie zna­nego powie­dze­nia: „Wszyst­kie drogi pro­wa­dzą do Rymu”. W sta­ro­żyt­nym Cesar­stwie Rzym­skim wszyst­kie trakty (kra­wę­dzie) wio­dły osta­tecz­nie do Rzymu, naj­waż­niej­szego węzła w tej sieci. Podob­nie jak współ­cze­sne wiel­kie metro­po­lie Wieczne Mia­sto wyróż­niało się nie tylko liczbą fizycz­nych połą­czeń, lecz także skalą oddzia­ły­wa­nia na życie całego kraju – czy, jak okre­śliłby to spe­cja­li­sta nauki o sie­ciach, cen­tral­no­ścią. Sto­pień cen­tral­no­ści wska­zuje na wiel­kość wpływu danego węzła na komu­ni­ka­cję i prze­pływ infor­ma­cji w dużej sieci. Dwa inne ter­miny odno­szą się do pod­sta­wo­wych cech każ­dego węzła; są to jego sto­pień, czyli liczba przy­łą­czo­nych do niego ście­żek, i jego siła – ogólny poziom zaan­ga­żo­wa­nia w sieci. Fun­da­men­talna rola, jaką Rzym odgry­wał w sta­ro­żyt­nym cesar­stwie, oraz wielka liczba jego połą­czeń z innymi węzłami (mia­stami) spra­wiały, że był on w tej sieci tak zwa­nym hubem44.

A teraz spró­buj wyobra­zić sobie ciało, swoje ciało, jako sieć, w któ­rej węzłami są poszcze­gólne narządy. Nie­które z nich mają więk­sze zna­cze­nie dla funk­cjo­no­wa­nia cało­ści od innych; są to huby. Ścież­kami czy kra­wę­dziami są różne spo­soby, w jakie układy bio­lo­giczne poro­zu­mie­wają się ze sobą. Nie­które z tych ście­żek mają cha­rak­ter struk­tu­ralny, tak jak wiązki ner­wów czy układ naczy­niowy, pod­czas gdy inne to wysoce dyna­miczne sys­temy komu­ni­ka­cyjne: krą­żące komórki odpor­no­ściowe, miliony innych prze­miesz­cza­ją­cych się czą­ste­czek (hor­mo­nów, czą­ste­czek zapal­nych, meta­bo­li­tów), a nawet krwinki.

Jedną z naj­bar­dziej zna­czą­cych kon­cep­cji w nauce o sie­ciach jest ska­lo­wal­ność sys­te­mów – mimo że sieci mogą się skła­dać z tak róż­nych obiek­tów jak geny, czą­steczki, komórki, narządy czy ludzie, pod­sta­wowe wła­sno­ści sieci (ich zacho­wa­nia i reak­cje) pod­le­gają tym samym regu­łom mate­ma­tycz­nym. Bez względu na to, czy mowa o sie­ciach gene­tycz­nych, czą­stecz­ko­wych czy spo­łecz­nych, wszyst­kie one funk­cjo­nują na zasa­dzie wza­jem­nej zależ­no­ści. Inte­rak­cje zacho­dzą w górę i w dół – od naj­bar­dziej ele­men­tar­nych wymian bio­lo­gicz­nych do naj­bar­dziej zło­żo­nych sys­te­mów spo­łecz­nych i z powro­tem. Na przy­kład mody­fi­ka­cje w sie­ciach drob­no­ustro­jów jeli­to­wych poja­wia­jące się pod wpły­wem diety mogą zmie­niać sieci mózgowe, pro­wa­dząc do nowych zacho­wań w inte­rak­cjach spo­łecz­nych, które ponow­nie wpły­wają na sieci mózgowe, co osta­tecz­nie skut­kuje dal­szymi zmia­nami na pozio­mie eks­pre­sji genów w sie­ciach mikro­biomu.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki