Едноклетъчните гъби навсякъде около нас правят толкова много добри и толкова лоши.

страх

Може да се каже, че дрождите Saccharomyces cerevisiae са домашните котки на микробния свят. Въпреки че са опитомени поне от времето, когато фараоните управляват Египет - най-ранните сведения показват, че хората по това време вече са използвали „обичащата захарта“ мая за квас на хляб и варене на бира - по-малко цивилизованите братовчеди на тази гъба наистина могат да ви объркат нагоре.

Дрождите се срещат навсякъде в околната среда. Едноклетъчните организми - наречени „мая“ от староанглийския gist/gist и индоевропейска коренна дума „да“, означаваща цирей, пяна или балон - не се нуждаят от слънчева светлина, нуждаят се от кислород и естествено са привлечени от захарта -богати домакини за въглерода, от който се развиват.

Кожите от плодове и горски плодове са сред любимите им местообитания, но пространствата между пръстите на краката, кожата, червата, гениталиите - и дори суровият нефт, който е 84 процента въглерод - също им подхождат добре. По принцип, ако има въглерод, който трябва да се има, една или друга мая ще се адаптира към него.

Въпреки че някои видове гъби имат едноклетъчна "фаза" на дрожди, те обикновено не са това, което обикновено смятаме за "мая". От 1500 идентифицирани вида дрожди, които живеят около, в и върху нас, по-специално се открояват три. На първо място е S. cerevisiae. Освен древната си и все по-голяма роля в храната, напитките и хранителните добавки, съвременната биотехнология е впрегнала метаболитния процес на S. cerevisiae - ние го познаваме като ферментация - за производство на животоспасяващи лекарства, зареждане на автомобилите ни и дори почистване на масло разливи.

Безвредна за здравите хора и присъстваща във/върху всички нас, Candida albicans се превръща в едноклетъчно чудовище, когато открие слаба имунна система. Известно е, че засяга три четвърти от всички жени в даден момент от живота си със сърбеж, дразнене, усещане за парене и болезненост, свързани с така наречените дрожди инфекции. Кандидозата, техническото наименование на тези инфекции, също се проявява под формата на обрив на пелена на бебе, сърбеж или бяла млечно изглеждаща млечница на езика.

Още истории

Един ден, 3000 смъртни случая

Ваксината не е достатъчно скоро за старчески домове

Пейджинг Д-р Хамблин: Искам да дам на хората бисквитки

Истинската причина американците не са под карантина

Далеч по-зловещите неоформени криптококи тази година ще убият стотици хиляди хора, както прави всяка година. Преследвайки тези с потиснат имунитет, той се намира в почвата по целия свят - особено там, където много птици, особено гълъбите, оставят изпражненията си. Всички ние вдишваме микроскопичните гъбични спори на C. neoformans, предимно без проблеми. Но хората, чиято имунна система е компрометирана - тъй като те имат нелекувана ХИВ инфекция, приемат имуносупресивни лекарства, получават трансплантация на органи или са бременни, например - са изложени на риск от развитие на болест от тип пневмония, криптококоза или, ако инфекцията се разпространи към мозъка, животозастрашаващият криптококов менингит.

Мислейки покрай тези неприятности, помислете, че 50 милиарда пинта и 67 милиарда кутии бира се консумират всяка година, според Института по бирата. "Той беше мъдър човек, който изобрети бира", каза Платон.

Всъщност, каза Джим Кох, основател и собственик на Boston Beer Company, пивовари на Сам Адамс, "Има някои спорове за това кое е най-напред, бира или хляб. Изглежда най-вероятно това е бира."

Кох нарича дрождите - по-специално S. cerivisiae, използвани както в бирата, така и в хляба - „чудо организъм“. Той обясни: "Има хора, които ще твърдят, че цивилизацията е започнала, за да могат хората да правят бира. Те измислиха как да отглеждат зърно, но трябваше да разберат как да превърнат зърното в източник на хранене и безопасна хидратация."

Алкохолът, получен от ферментацията на дрождите - разгражда въглерода до въглероден диоксид и етанол (алкохол) - е сред най-мощните налични стерилизиращи агенти. Ето защо, каза Кох, дори поклонниците не опаковаха Mayflower с бъчви вода, които могат да носят всякакви вредни организми - тиф, холера и хепатит сред тях.

„Вместо това те го снабдяваха с бира“, каза той, „почти галон на ден за всеки мъж, жена и дете“.

Не че увлекателните фобийски пуритани бяха пищни дрехи. "Причината беше, че бирата беше безопасна форма на хидратация", каза Кох. Алкохолът, произведен от ферментацията на дрождите, убива всеки потенциално вреден организъм в бирата. „Когато Бог създаде Вселената - каза Кох, - той или тя не направи нищо вредно за хората, което може да расте в бира“.

Боговете са били призовавани, благодарени и проклинани, тъй като гърците са приписвали на Дионис създаването на вино и винопроизводство. Но именно французинът Луи Пастьор разкри нови знания, които дори боговете никога не са предавали. През 1857 г. Пастьор създава полето на микробиологията, когато доказва, че алкохолната ферментация се провежда от живи дрожди, а не чрез химическа реакция или магия. Оттогава лозарите се опитват да се възползват от новото разбиране за дрождите, което микробиологията им откри.

Един винопроизводител, известен с използването на „диви“ дрожди, за да направи това, което мнозина смятат за магическите му цинфандели, е Джоел Питърсън. Собственикът на винарната Ravenswood, базирана в Калифорния, Sonoma ми каза, че предпочита местните дрожди, които се намират върху гроздето, което той използва, тъй като те се използват от хилядолетия за традиционното винопроизводство, което той практикува. "Извличам по-интересни герои от ферментацията на диви дрожди, отколкото от моноклоналната ферментация на дрожди", каза той.

Тъй като отнема повече време - и следователно струва повече - пускането на дивите дрожди да ферментират с естествените си темпове, Питърсън каза, че повечето големи търговски изби "дават огромна доза Saccharomyces", така че доминира над останалите, ферментира по-бързо и е по-вероятно за да се получи предсказуемо постоянен вкус.

Неслучайно Питърсън избра по-малко пътувания път с по-малко предсказуемите местни дрожди: Неговият опит като микробиолог го подготви добре. В по-ранната си работа Питърсън работи в тясно сътрудничество с дрождите - макар и от патогенния вид. Като медицински изследовател той изучава хронична мукокутанна кандидоза, имунно разстройство, при което липсата на резистентност към Candida причинява повтарящи се или постоянни инфекции на кожата, лигавиците и ноктите, обикновено с Candida albicans.

Питърсън каза, че е важно да се разбере, че всеки вид дрожди процъфтява или умира според конкретната си диета и среда. „Неспециалистът казва„ мая “и това е всичко, което получават“, каза той. "Надявам се да разберете наистина, че тези дрожди са много отделни една от друга. Така че Saccharomyces никога не би се държал като Candida. Той има домакин и храна, която харесва. Ако поставите Candida albicans в гроздова каша, тя ще умре. "

Във влагалището обаче Candida не само живее, но наистина може да се развихри, ако комбинацията от дрожди и бактерии е невъзможна.

Това се случва, когато жената приема например антибиотици, които намаляват количеството на лактобацилусните бактерии във влагалището й, или нивото на естроген се повишава по време на бременност или от прием на високи дози естрогенни противозачатъчни хапчета или хормонална терапия. Това може да се случи и когато диабетът не се контролира или имунната система е нарушена от ХИВ или друг фактор. Въпреки че обикновено не се предава по полов път, може да бъде.

Джил Маура Рабин, д-р, професор по акушерство и гинекология и ръководител урогинекология в Медицинското училище Hofstra North Shore-LIJ, в Хемпстед, Ню Йорк, обясни, че нормалното рН на вагината е от 3,8 до 4,2. „Ако поддържате нормална вагинална киселина, е почти невъзможно да отглеждате мая или флора във влагалището“, каза тя.

Независимо от това, "дрождите са колонизирани при около 80 процента от жените", каза Рабин и добави: "Значението на вагиналната флора по отношение на общото здравословно състояние е като огледало на това, което се случва в тялото."

Рабин каза, че е разумно да прецените рисковете и ползите от лечението на гъбична инфекция сами, отколкото да посетите лекар. „От ваша страна, предимството е, че спестявате пари и време“, каза тя. „Но рискът да се лекуваш е, че можеш да похарчиш пари за нещо, което не ти е било нужно, маскирайки какво има и затруднявайки лечението“.

За жени, които вече са били „там, направи това“, Рабин каза, че е добре да се поглезите, ако сте уверени в това, с което имате работа. Тя уточни в телефонно интервю: „За хора, които се познават добре и имат класически симптоми, в миналото са имали [инфекции с дрожди] и нямат други съпътстващи заболявания, не вярвам, че има риск да отидат в аптеката и да се лекуват то."

От друга страна, Рабин препоръчва да посетите лекар, ако не сте склонни към гъбични инфекции или не се изяснява с лечение без рецепта.

За да поддържа Candida под контрол, Рабин препоръчва редовно приемане на пробиотици, в идеалния случай в кисело мляко. „Предпочитам хората да си набавят хранителни добавки в храната“, каза тя. Тя също така предложи Luvena, вагинален "пребиотик", който стимулира растежа на здрави лактобацилни бактерии; вагинално киселинно желе, което може да се използва три пъти седмично веднага след менструация, когато рН е повишено; или супозитории с борна киселина, особено за бременни жени.

За жените, склонни към повтарящи се инфекции - жените с наднормено тегло с високо въглехидратна диета обикновено се повтарят - Рабин каза, че носенето на памучно бельо е задължително. "Памукът е по-абсорбиращ, но също така влакната имат въздушно пространство там, където найлонът няма", обясни тя. За жени, които имат хронични гъбични инфекции, Рабин предлага прости съвети за поне частично справяне с проблема: „Отидете на командос“, каза тя.

Можете да носите памучна маска на лицето си, но все пак много вероятно ще вдишате някъде, по някое време, спорите на Cryptococcus neoformans. Освен ако вашата имунна система не е сериозно компрометирана, вероятно няма да разберете, че този конкретен патоген се е настанил в тялото ви.

Преди антиретровирусната терапия (ART) да стане достъпна в средата на 90-те години, пет до десет процента от хората с напреднал стадий на нелекувана ХИВ инфекция, известна като СПИН, са били изложени на голям риск от развитие на кашлица, треска и задух, свързани с криптококоза в дробовете. Без имунната сила за ограничаване на C. neoformans и неговия също толкова коварен роднина Cryptococcus gattii, гъбата създава още по-голямо поражение, ако заразява централната нервна система. Треска, главоболие и промяна в психичното състояние са сред ужасяващите признаци, че криптококите причиняват възпаление на мозъка и мозъчните обвивки, известни като криптококов менингит.

Криптококозата се диагностицира чрез микроскопски преглед, култура на тъкани или телесни течности или бърз тест, извършен върху кръв и/или цереброспинална течност. Лечението на асимптоматичен, лек или умерен случай включва най-малко шест месеца предписано противогъбично лекарство, обикновено флуконазол или итраконазол.

Центровете за контрол и превенция на заболяванията изчисляват, че има милион нови случаи на криптококов менингит по света всяка година. При смъртност от 50 до 70 процента, около 625 000 души ще умрат от болестта - повечето от тях в Африка на юг от Сахара, където тя е една от водещите причини за смърт при ХИВ-позитивни хора. Днес в САЩ има само два до седем случая на 1000 души при смъртност от около 12 процента. Дори и да не ви убие, CDC казва, че менингитът на C. neoformans може да доведе до трайно неврологично увреждане.

"За щастие все повече и повече ХИВ-позитивни хора се лекуват", каза Кенет Х. Майер, д-р, директор на медицински изследвания в Института "Фенуей" в Бостън и професор по медицина в Харвардското медицинско училище. Отбелязвайки, че има и други популации, които все още са изложени на риск - включително хора на химиотерапия - Майер каза, че „нивата на криптококоза в САЩ са спаднали рязко сред хората с ХИВ“. Той добави: "Ако хората с ХИВ започнат лечение и се придържат към лекарствата си, рисковете им са изключително ниски."

Дрождите драстично са намалили риска от заразяване с ХИВ - както и с други смъртоносни патогени. За пореден път Saccharomyces cerevisiae осигурява здравето и благосъстоянието на човечеството - не само в нашите пекарни, пивоварни и винарни, но и в нашите лаборатории.

Благодарение на съвременната биотехнология, Фактор 8 - кръвосъсирващият протеин, който липсва на хемофилиците - се произвежда в генетично променени S. cerivisiae. Преди появата на продуктите от рекомбинантен синтезиран фактор през 90-те години, Фактор 8 е направен от дарена човешка плазма. През 80-те години на миналия век десетки хиляди хемофилици, които зависеха от „фактора“ за живот, бяха заразени с ХИВ и умряха от СПИН в резултат на замърсени продукти от фактор 8.

Освен другите му възхитителни и полезни качества, може да наречете S. cerivisiae домакин с най-много. Нарича се още най-важният организъм в съвременната биотехнология.

Именно в лабораторията на Джералд Р. Финк, професор по биология в Института за биомедицински изследвания Уайтхед от Масачузетския технологичен институт, през 1977 г. е открит процес, който позволява на изследователите да въведат чуждо парче ДНК в клетките на дрождите и да го изразят в следващите поколения на маята.

Финк описва в интервю как неговите открития са накарали учените не само да произвеждат фактор 8 от S. cerivisiae, но и ваксина срещу хепатит В, Gardisil (за HPV) и много други биофармацевтични продукти за хора и животни. Тъй като дрождите, подобно на човешките клетки, са еукариотни - притежаващи едновременно ядро, мембранно свързани органели и митохондрии - биотехнологичните техники са направили дрождите домакини на избор за човешки гени.

"Голяма част от това, което хората са си инжектирали в тях," каза Финк, "са ваксини, които представляват човешки протеин, произведен в дрожди, чрез влагане на гена от хората в дрожди."

Половината инсулин, използван за управление на метаболитните дисбаланси на 366 милиона диабетици в света, се произвежда в Saccharomyces. Останалото се произвежда от бактерия, Escherichia coli - по-известна като Е. coli, виновникът за редовните огнища на инфекция от замърсена храна и вода, които водят до повръщане и диария, и може да доведе до бъбречна недостатъчност.

Финк каза, че в биотехнологичните приложения S. cerivisiae, обикновена мая за хляб, е за предпочитане пред Е. coli не само защото се размножава плодовито, но и защото е безопасно. Дори след като го използвате за производство на вирусни антигени, използвани във ваксините, "можете да го храните с животни", каза той. Тъй като буквално хиляди лири дрожди могат да бъдат произведени от малка партида, Финк добави: "Можете да получите доста стотинка за Saccharomyces", като продадете излишъка, който не е необходим.

„Това става по-голям проблем, когато се занимавате с биогорива“, обясни той, „тъй като в крайна сметка, както във всеки индустриален процес, имате проблем, тъй като сте произвели толкова много, какво правите с нещата ? " Е. coli се използва за производството на много други биотерапевтици. Но след като получите това, което искате от него, има проблем да имате огромно количество вреден организъм. Ето защо, каза Финк, "има процеси, за които хората използват Е. coli, но ако имате избор, го правите в дрожди."

Тъй като научните познания се увеличават и дрождите продължават да се разрастват в полезност и стойност за различни индустрии, очевидно е, че потенциалът на тези микроорганизми далеч не е изчерпан.

Разбира се, не всеки е ентусиазиран от всичко това, което биотехнологиите направиха възможно, както се вижда от непрекъснато нарастващото движение срещу така наречените ГМО (генетично модифицирани организми) в земеделието и храните.

Но докато дискусиите бушуват дали ГМО в нашите храни имат отрицателни последици, изглежда, че е необходима малко перспектива. Д-р Финк каза, че проучванията на Националния изследователски съвет не са показали доказателства за неблагоприятни ефекти. Посочвайки огромните ползи от фармацевтичните продукти, произведени от генетично модифицирани дрожди, той добави: "Защо не е добре да ядете неща, но е добре да ги инжектирате във вените си?"

Препоръчва се

С времето могат да се появят още по-големи въпроси: Сахаромицес, „домашната котка“, е опитомен до такава степен, че да можем да предвидим всяко негово действие и реакция, дори след като сме манипулирали самия план на нейния живот? Възможно ли е анти-ГМО някой ден да изкрещят: "Казахме ви!" когато човешкият геном се мутира по някакви непредвидени вредни начини заради "котката", която излезе от чантата?

Засега подобни въпроси може би се обсъждат най-добре с мразовито пиво или чаша хубаво вино. Докато утоляваме жаждата си, какво ще кажете за вдигане на наздравица за нашия стар приятел Saccharomyces cerivisiae.

Най - известен

1 Политически некролог за Доналд Тръмп

Ефектите от неговото управление ще продължат. Но демокрацията оцеля.

2 Един ден, 3000 смъртни случая

Днес пандемията постави опустошителен рекорд. Няма да е последен.

3 ‘Това трябва да е първото ти’

Действайки сякаш Тръмп се опитва да организира преврат е най-добрият начин да се гарантира, че няма да го направи.

4 Опасността да приемем, че семейното време е необходимо

Американците, които отчаяно искат да видят своите близки, се нуждаят от съвет, който надхвърля „Просто кажете не“.

5 Истинската причина американците не са под карантина

Много държави имат карантинни изисквания за посетителите, но само един наистина ги прилага: Хавай.

6 Защо избрах Лойд Остин за министър на отбраната

Имаме нужда от лидер, който е тестван и съобразен с предизвикателствата, пред които сме изправени в този момент.

7 Как Байдън трябва да разследва Тръмп

Престъпленията и разрушителните действия са легион. Новият президент трябва да се съсредоточи върху тези трима.

8 Последният изблик на пандемията ще бъде брутален

През уикенда седемдневната средна смъртност от COVID-19 премина пролетния връх.

9 Как една Queer икона направи празничния филм на годината

Двайсет години след като стана икона на LGBTQ за ролята си в „Но аз съм мажоретка“, режисьорът Clea DuVall счупи рекорди с „Най-щастливият сезон“, ром-ком за странната радост.

10 Тайната за побеждаване на избирателната колегия

Премахването на противоречивата демократична институция изглежда не може да става и дума. Но все още има начин за заобикаляне.