Kdo se skrývá v lidském těle: Houfy mikrobů i mnohametroví červi

Za tři a půl miliardy let dokázal život pod taktovou evoluce osídlit takřka všechna myslitelná prostředí na Zemi. Prosperuje v mořských hlubinách, vroucích či kyselých pramenech, na pouštích, na vrcholcích hor i kilometry pod našima nohama. A také v nás i v těch mnoha jiných živočiších. Podívejme se, jací živáčkové se v nás skrývají a proč by nás měli zajímat, ať už tam jen nečinně sedí, aktivně nám škodí nebo naopak pomáhají. Nádavkem možná získáme odpověď i na jednu z největších záhad evoluční biologie a seznámíme se s Červenou královnou.

Na první pohled se sice může zdát, že žít v těle někoho jiného není žádné terno, přesto se k tomuto kroku uchylují organismy od těch nejtitěrnějších po mnohametrové obry. Vedle stabilního a vyhřátého prostředí mají totiž zajištěný pravidelný přísun potravy, a pokud si proti sobě nepoštvou imunitní systém hostitele, mají vystaráno. V následujícím textu se zaměříme především lidské tělo, ale občas pro zajímavost zabrousíme i do útrob jiných tvorů.

Začněme z té pozitivnější stránky. Už v první polovině devatenáctého století si vědci, mimo jiné i nejvýznamnější český přírodovědec J. E. Purkyně, povšimli, že tělo všech organismů se skládá z buněk. Lidské tělo obsahuje asi 37 bilionů buněk (za číslem 37 následuje 12 nul). To je hodně. A co víc, v našem těle se nachází ještě přinejmenším jednou tolik, a možná až třikrát tolik buněk, které lidské vůbec nejsou, protože patří různým mikrobům, zejména bakteriím. Dříve se dokonce uvádělo, že tento poměr je jedna lidská buňka na deset cizích, ale tento odhad se nakonec ukázal jako přemrštěný. Tak či tak platí, že z hlediska počtu buněk je naše tělo spíš nelidské než lidské. Možná se ptáte, co je na tom, k čertu, pozitivního?

Zaprvé je třeba dodat, že počet v tomto případě není tak podstatný. Bakteriální (prokaryotické) buňky jsou mnohem menší než ty naše (eukaryotické). Ve výsledku tak celková masa bakterií a jiných mikroorganismů v našem těle představuje něco kolem dvou kilogramů. Celé toto mikrobiální společenství se pak označuje jako mikrobiom a většina z jeho příslušníků je usazená v našich střevech (další jsou třeba v ústech nebo na kůži). I když tam občas můžou i škodit, za normálních okolností působí příznivě, ba dokonce jsou pro nás v některých ohledech nepostradatelní. Ještě nedávno se na střeva pohlíželo čistě mechanisticky, tedy jako na rouru, kde se rozloží a vstřebá přijatá potrava, nicméně v posledních letech se ukázalo, že jde o aparát mnohem důmyslnější, a vzhledem k bohaté inervaci se o trávicím traktu stále častěji mluví jako o druhém mozku.

Co všichni ti mikrobi ve střevech dělají? V první řadě člověku pomáhají s trávením potravy a díky nim jsme schopní rozložit i takové věci, které bychom jinak trávili horko těžko, například vlákninu. Samozřejmě to nedělají z dobré vůle, ale protože se tak sami udržují naživu. Ukázalo se však, že mikrobiom nesouvisí jen s trávením, ale zřejmě má dopad i na naše fyzické a psychické zdraví. Působí na naši náladu a podle všeho ovlivňuje též riziko, zda se u člověka rozvine deprese.

Do jisté míry souvisí rovněž s obezitou a údajně i s rozvojem nemocí jako jsou Alzheimerova a Parkinsonova choroba. Někteří autoři jej také dávají do souvislosti s autismem: zjistilo se, že mikrobiální společenství ve střevech autistů má jinou skladbu než u zdravých lidí (korelace nicméně nutně neznamená kauzalitu). Zajímavé je, že složení střevního mikrobiomu se ustálí do několika let po narození a v průběhu života se výrazně nemění, a pokud ano, spíš k horšímu. Přesto jej lze alespoň částečně kultivovat stravou. Každopádně pokud se člověk o svůj střevní mikrobiom náležitě nestará, zpravidla se to negativně podepíše na jeho zdraví v celé řadě ohledů.

To byla tedy ta dobrá stránka, pokud jde o náš „vnitřní“ život. Co je tou horší? Paraziti. Zde bychom klady hledali už jen těžko, ačkoli nějaké možná přece jen existují (viz Dodatek #1: Kde se vzalo pohlavní rozmnožování). Kdo je to vůbec parazit? Podle širší definice jde o organismus, jenž dlouhodobě žije na úkor organismu jiného, takzvaného hostitele (užší definice mezi parazity řadí jen prvoky, členovce a helminty alias parazitické červy napadající jiné živočichy, včetně člověka). Do širší definice se vedle živočichů vejdou i rostliny či houby, přičemž zástupci každé skupiny mohou být parazity i hostiteli. Pro zajímavost ještě dodejme, že podle způsobu života lze parazity rozdělit do mnoha kategorií, mimo jiné na obligátní (paraziti na plný úvazek) a fakultativní (nemusí se živit jen cizopasně) nebo na ektoparazity (vnější paraziti, o těch zase někdy jindy) a endoparazity (vnitřní parazity).

Jedním z nejznámějších lidských endoparazitů, který se dokonce dostal i do běžného jazyka, je roup dětský („Ty máš zase roupy!“). Roupi jsou celkem drobné hlístice, které mají tu zajímavou vlastnost, že samička žijící ve střevech klade vajíčka kolem řitního otvoru, což vyvolává svědění a neposednost (proto to pořekadlo). Když se dotyčný na příslušné partii poškrábe, vajíčka se na prstech snadno dostanou zpátky do trávicí soustavy. Dalšími populárními parazity jsou tasemnice (patří mezi ploštěnce), zejména tasemnice bezbranná (mezihostitelem je hovězí dobytek) a tasemnice dlouhočlenná (mezihostitelem je prase). Obě tasemnice mají podobný životní cyklus. Pohodlně usazené v tenkém střevě uvolňují koncové články svého těla plné vajíček. Když se vajíčka dostanou do mezihostitele, vyvinou se z nich larvičky, které dále putují do svaloviny, kde vytvoří odolné stádium zvané boubel. Pokud člověk zkonzumuje špatně upravené maso, dostane se boubel do střeva, kde se zachytí a opět se vyvine v dospělou tasemnici. U tasemnice dlouhočlenné se však vajíčky může nakazit i přímo člověk, čímž se z něj v podstatě stane mezihostitel. To má za následek, že se boubele tvoří přímo v lidské tkáni, včetně mozku, což může působit značné zdravotní lapálie. Pokud jde o délku, tasemnice bezbranná bývá obvykle dlouhá do deseti metrů, ale zaznamenány byly i delší exempláře. Tasemnice dloudočlenná je trochu menší, mívá asi dva až tři metry.

Někteří paraziti nejsou jen hladovým krkem, který je třeba živit, ale mohou také ovlivňovat chování svých hostitelů či mezihostitelů. Uvádí se například, že latentní nákaza prvokem Toxoplasma gondii ovlivňuje chování člověka a mimo jiné může zvýšit riziko, že nakažený způsobí dopravní nehodu. Když na chvíli odbočíme od lidí, najdeme i mnohem zřetelnější ukázky manipulace parazita s hostitelem – cílem takového ovlivňování je samozřejmě zajistit vlastní přenos do dalšího hostitele. Skvělým příkladem je motolice kopinatá, která svého mezihostitele, mravence, přiměje působením na nervovou soustavu, aby vylezl na vrcholek stébla trávy, kde jej při pastvě pozře definitivní hostitel (přežvýkavec).

Důmyslnou strategii, jak se dostat do definitivního hostitele, používá i jiná motolice, motolice podivná, s níž se můžete setkat v Evropě či Severní Americe. Ta využívá coby mezihostitele plže jantarky, například jantarku obecnou. Jakmile se tato motolice dostane do mezihostitele, vytvoří v něm takzvanou sporocystu (larvální stadium), která svým výběžkem pronikne až do tykadla plže. Zde vytvoří jakýsi barevný, velmi nápadný a ustavičně pulzující útvar připomínající svíjející se housenku. Taková jantarka se pak stává velmi nápadnou pro ptáka hledajícího potravu, který ji zkusí sezobnout, a motolice se tak dostane do konečného hostitele.

Paraziti a hostitelé spolu jsou v neustálém kontaktu, nebo lépe řečeno, parazit se bez hostitele neobejde, naopak to naštěstí neplatí. Často spolu tedy tráví už miliony let, po něž se jejich vzájemný vztah vyvíjel (viz Dodatek #2: Červená královna). Jelikož je pro parazita životně důležité mít živého hostitele, změnily se přinejmenším v některých případech (třeba tam, kde se parazit na nového hostitele nepřenáší úplně snadno) vztahy z urputné bitvy na opatrnou zákopovou válku, a parazit hostiteli nijak zvlášť neškodí. Ba dokonce se zdá, že ne vždy musí mít přítomnost parazita negativní, nebo alespoň neutrální dopad. V posledních letech se ukazuje, že parazitičtí červi mohou na tělo hostitele v určitých situacích působit příznivě a časem se snad uplatní při léčbě některých střevních autoimunitních onemocnění a možná i při léčbě rakoviny.

Ať se nám to líbí, nebo ne, parazitismus je zkrátka všudypřítomný, což skvěle dokládá i skutečnost, že někteří paraziti mohou mít své vlastní parazity – říká se tomu hyperparazitismus. To je jen další krásná ukázka, že život si cestičku vždycky najde a skoro žádná překážka pro něj není nepřekonatelná.

Jednou z velkých záhad evoluční biologie je vznik dvou pohlaví a pohlavního rozmnožování, tedy nutnosti spojení samce a samice za účelem zplození potomstva. Přitom by mnohem jednodušší, bezpečnější a levnější bylo rozmnožovat se o samotě vytvářením vlastních klonů. Proč se tedy velká část mnohobuněčných organismů alespoň občas, a někteří dokonce výhradně (třeba lidé), rozmnožují pohlavně? Podle jedné z hypotéz za to jsou zodpovědní právě paraziti.

Jak to dokázali? Podle všeho za to mohou koevoluční závody ve zbrojení (viz Červená královna). Paraziti se totiž neustále snaží prolomit obranu svých hostitelů, kteří se samozřejmě brání. Vzhledem k tomu, že parazit se množí mnohem rychleji než hostitel, přizpůsobuje se hostiteli daleko rychleji než on jemu. Parazit je tak pořád o krok napřed a bitva vypadá zdánlivě jako prohraná. Jenže když se hostitel rozmnoží pohlavně (zásadní je promíchání genetické informace matky a otce, k němuž při tom dochází), narodí se potomci, kteří se geneticky neshodují ani s jedním z rodičů, na jejichž obranu už může být parazit velmi dobře adaptovaný. Vznikne nová unikátní kombinace genů, které se musí parazit zase složitě přizpůsobit, pokud chce přežít a rozmnožit se. A když se mu to podaří, objeví se další geneticky odlišný potomek a tak pořád dokola.

V přírodě neexistuje samota. V podstatě žádný organismus, alespoň z dlouhodobého hlediska, není zcela odtržený od zbytku biosféry. Neustále musí reagovat na ostatní jedince svého druhu, s nimiž si konkuruje o zdroje, na kořist, která se brání sežrání, na predátory, kteří chtějí taky jíst, i na parazity, jimž nejde o nic jiného, než se rozmnožit. Prostředí se tedy chtě nechtě ustavičně mění, a kdo nedokáže „utíkat“ dostatečně rychle, aby alespoň zůstal na místě, zmizí v propadlišti evolučních dějin. Jinak řečeno, kdo nedokáže na nové výzvy dostatečně rychle reagovat novými adaptacemi, má smůlu.

Vzájemně provázané evoluci dvou či více druhů se říká koevoluce a představě, že je třeba uhánět, co to dá, abychom zůstali na místě, se podle jedné z postav z Alenky v říši divů přezdívá efekt či princip Červené královny. Právě vztah mezi parazitem a hostitelem je ukázkovým příkladem tohoto principu, který nabírá podoby výše popsaných závodů ve zbrojení. Jedním z jejích důsledků je rostoucí specializace parazita, a to až do té míry, že mnohdy nakonec dokáže cizopasit pouze na jednom či několika příbuzných druzích hostitelů.

Text článku vznikl zkrácením a částečným přepracováním kapitoly „Svět v nás“ obsažené v knize: Pecháček, P. Hranice života. Edika, 2023, 88 s. (publikováno se svolením nakladatele).

Zdroje:

Finlay, B. B., Finlay, J. M. (2020) Mikrobiom lidského těla. Triton, 349 s.

Flegr, J. (2005) Evoluční biologie. Academia, 560 s.

Flegr, J. (2011) Pozor, Toxo! Academia, 352 s.

Mayer, E. (2018) Druhý mozek. Paeka. 240 s.

Ridley, M. (2017) Červená královna. Dokořán, Argo, 304 s.

Votýpka J., Kolářová, I., Horák, P. a kol. (2018) O parazitech a lidech. Triton, 348 s.

Yong, E. (2017) Obsahuji davy. Jan Melvil, 420 s.