”Aceste microorganisme, deşi rolul lor exact este încă intens cercetat, găsesc în corpul nostru un mediu propice. Microorganismele oferă, în schimb, un ajutor de multe ori necesar în digestie, în diverse procesări chimice sau în lupta cu alţi microbi dăunători.

Dimensiunea acestui sistem existent în om este estimată la minimum 100 de trilioane de microoriganisme dar acestea sunt de regulă mult mai mici decât celulele noastre. Astfel, dacă ar fi să le adunăm pe toate la un loc, ar ocupa un volum cam cât …o ceaşcă de cafea” – dr. Dinu Constantin- cercetător principal, specialist in microbiologie celulară.

Rep: Domnule doctor, corpul nostru este precum un complex industrial, numai că procele tehnologice se derulează la nivel micro. Nici nu ne-am dumirit bine ce este viaţa şi ne trezim batrâni, uzaţi fizic, poate chiar neputincioşi. Ce se intâmplă în launtrul tainic al corpului nostru?

Dr. Dinu Constantin: Din punct de vedere biologic, omul este un organism multicelular complex. În funcţie de calităţile fizice proprii fiecărui individ –scund, înalt, gras, slab, sănătos, bolnav- componenta celulară a corpului uman poate varia destul de mult. În medie, se estimează că organismul unui adult are peste 37 de trilioane de celule.

Cât de mare este acest număr? Dacă am putea număra cîte 100 de celule în fiecare secundă, fără orpire, ne-ar trebui apropae 12.000 de ani pentru a ajunge pentru a ajunge la cele 37 de trilioane de celule. Dar chiar şi acest număr nu spune totul, deoarece, de-a lungul vieţii, în organismul nostru ajung să trăiască mult mai multe celule datorită procesului continuu de regenerare celulară.

La intervale diferite de timp, în raport cu timpul şi funcţia lor, celulele mor şi sunt înlocuite cu altel noi. Astfel, exceptând neuronii şi alte câteva tipuri de celule, cu greu se poate găsi în întregul organism uman o celulă mai „bătrână” de 10 ani.

Complexitatea dispunerii celulelor în corpul omenesc este uimitoare: dacă este să privim doar la sistemul circulator, celulele noastre sunt permanent irigate printr-o vastă reţea de vase de sânge cu o lungime incredibilă, estimată la 95.000 de kilometri, ceea ce reprezintă aproximativ de două ori şi jumătate circumferinţa Păntului la Ecuator.

Şi sistemul nervos este cât se poate de impresionant. Dacă am pune cap la cap toţi neuronii care inervează corpul uman, exceptând creierul, am ajunge la o lungime de circa 70 de kilometri, adică aproximativ perimetrul municipiului Bucureşti.

Cât despre creier, din totalul de celule ale unui organism uman, acesta conţine peste 100 de miliarde de celule nervoase, care realizează între ele conexiuni sinaptice de ordinul a o sută de trilioane, prin care se transmit semnale electrice cu o viteză ce poate depăşi 400 de kilometri la oră.

Acest complex uriaş de neuroni, sinapse şi semnale formează, într-un mod doar parţial înţeles de ştiinţă, suportul biologic al tuturor funcţiilor cognitive, al raţiunii, emoţiilor şi conştiinţei.

O sută de trilioane de oaspeţi fără de care nu am putea trăi

Rep: Corpul nostru este un fond biologic pe care se traieşte saprofit. Ne sperie acest gând, faptul că suntem gazdele unor „balauri”, ale unor mici monştri microexistenţi, gelatinoşi sau ale unor creaturi ciudate care se hrănesc din noi sau cu noi….Şi totuşi…

Dr. Dinu Constantin: ….şi totuşi aceste date uimitoare „balauri” şi despre celulele noastre reprezintă doar începutul. Faţă de numărul de celule proprii, corpul nostru gazduieşte de până la la zece ori mai multe celule care nu sunt ale noastre, care ne sunt străine: bacterii şi alte microorganisme care trăiesc în noi şi cu care avem, în general, o relaţie benefică de simbioză.

Ele nu au materialul nostru genetic şi nu provin în nici un fel din mecanismul de reproducere sexuală prin care a apărut corpul nostru, ci sunt adăugate pe parcurs din mediul exterior: mai întâi de la mamă, în timpul dezvoltării fătului şi prin alăptare, iar apoi prin contact cu mediul exterior.

Aceste microorganisme, deşi rolul lor exact este încă intens cercetat, găsesc în corpul nostru un mediu propice. Microorganismele oferă, în schimb, un ajutor de multe ori necesar în digestie, în diverse procesări chimice sau în lupta cu alţi microbi dăunători. Dimensiunea acestui sistem existent în om este estimată la minimum 100 de trilioane de microoriganisme dar acestea sunt de regulă mult mai mici decât celulele noastre. Astfel, dacă ar fi să le adunăm pe toate la un loc, ar ocupa un volum cam cât …o ceaşcă de cafea.

Fibra care ne ţine „adunaţi”

Rep: În ce constau „mecanismele” care ne vindecă, ne refac, ne restructurează ?

Dr. Dinu Constantin: Deşi celulele noastre au capacitatea de a se lega între ele formând ţesuturi, aceste legături sunt insuficient de puternice pentru a da formă şi rezistenţă structurală organelor şi corpului. Pentru aceasta există o întreagă reţea fibroasă, exterioară celulelor, formată în principal din carbohidraţi şi proteine, precum colagenul şi elastina. Aceasta este matricea extracelulară şi ea formează o armătură a ţesuturilor, un mediu structurat în care celulele se ancorează.

Matricea acesata are un rol extrem de important în dezvoltarea organismului, în mecanismele de vindecare a ţesuturilor sau în procesul de menţinere a organismului în stare de fucnţionare. Exemplul cel mai facil al rolului reţelei extracelulare este dat de sistemul osos, de schelet în principiu.

Deşi oasele conţin şi celule, acestea au doar funcţie de întreţinere şi de formare a reţelei extracelulare osoase, compusă din colagen şi minerale. Matricea extracelulară este principalul constituent al oaselor şi cea care le conferă forma şi rezistenţa structurală formidambilă.

Oameni înalţi de… 10 kilometri

Rep: În ce constă mecanismul informatic transmis ?

Dr. Dinu Constantin: Ca unităţi componente de bază, despre care în timpul lui Darwin se credea că au doar o minimă complexitate internă, celulele au fost asemănate deseori cu nişte cărămizi din care am fi alcătuiţi. O asemenea comparaţie, deşi ne ajută să surprindem mai uşor imaginea de ansamblu, este totuşi inexactă şi chiar nedreaptă în raport cu ceea ce cunoaştem în prezent despre celule.

Biologia celulară ne-a deomonstrat că, departe de a fi simple „cărămizi” aproape ireductibile structural, celulele prezintă un foarte mare nivel de complexitate şi organizare internă. O simplă celulă, anonimă între trilioanele de celule ale corpului nostru, poate fi uşor comparată, la nivel de complexitate şi sofisticare, cu importante realizări tehnice precum un submarin militar sau o extinsă fabrică de compenente mecanice.

Apoi, spre deosebire de cărămizi, celulele sunt de mai multe tipuri, care se aseamănă foarte putin între ele. De la aspectul dentitric al neuronului la forma suplă şi lungă a celulei musculare în corpul nostru există peste 200 de tipuri majore de celule, extrem de variate ca formă şi funcţie. Această diversitate de celule este unită doar în caracteristici majore, cum ar fi faptul că ele deţin acelaşi material genetic –ADN- sau că sunt cele mai mici unităţi biologice care se pot reproduce independent.

Dacă am asemăna dimensiunea medie a unei celule umane cu dimenisunea unui măr, atunci mărimea unei bacterii din sistemul extracelular ar varia între un sâmbure de măr şi o cireaşă, iar proteinele ce compun matricea extracelulară ar arăta precum nişte fire extrem de subţiri de păr. Păstrând proporţiile, în acest caz un om ar avea o înălţime de cel puţin …10 kilometri.

Nu în ultimul rând, un edificiu din cărămizi nu se construieşte singur şi nu se repară singur. Marile realizări arhitecturale umane reprezintă structuri care au necesitat un uriaş efort de inteligenţă, energie şi logistică pentru a fi create: planuri, simulări, şantiere, prefabricate etc. Unităţile componene de bază , cărămizile, au fost puse la locul lor de factori de inteligenţă şi de forţă externi şi doar aceşti factori externi sunt capabili să opereze modificări în caz de reparaţii sau mentenanţă.

Nu la fel stau însă lucrurile cu organismele vii. Planul care a produs organizarea şi dezvolatarea oricărui grup multicelular este complet „codificat” în fiecare celulă în parte, iar celule sunt destul de inteligente pentru a menţine totul în stare perfectă de funcţionare pentru a-l repara la nevoie.

Se întâmplă ca şi cum un autoturism aşezat lângă nişte grămezi de materii prime începe să îngolbeze aceste materii prime, să le proceseze şi să le transforme, gradual, într-o …fabrică de autoturisme. La început mai mică, apoi într-una complexa, mare, performantă, automatizată, care produce mii de autovhicule asemănătoare celui de la care a plecat. Ei bine, acest exemplu subestimează serios complexitatea procesului multicelular cum este corpul omenesc.

ADN-ul sau minunea din lăuntru

Se cunoaşte astăzi cu claritate faptul că atât planul general de construcţie al unui organism cât şi caracteristicile sale individuale sunt „codificate” în moleculele ADN, grupate în cromozomi şi copiate în nucleul fiecărei celule somatice a corpului nostru.

Molecula de ADN- adică molecula de acid dezoxiribonucleic- este compusă dintr-o înşiruire de componente chimice care, împreună cu alte molecule ataşate, formază o substanţă, cromatina, din care sunt formaţi cromozomii, unităţile din care este alcătuit ADN-ul. Un om are în fiecare celulă aceleaşi 22 plus una de perechi de cromozomi, fiecare pereche din cele 22 fiind formată dintr-un cromozom moştenit de la mamă şi unul de la tată. A 23-a pereche e mai specială şi determină sexul persoanei.

În total, cele 23 de perechi de molecule ADN, care apar în fiecate celulă somatică, conţin peste 3 miliarde de nucleotide, care fiind de patru tipuri sunt notate A,C,G şi T. Astfel, materialul genetic al omului este este echivalent cu oănsiruire lungă de peste 3 miliarde de caractere din mulţimea A, C, G şi T.

Dacă ar fi să întindem „ghemul” de ADN dintr-o singură celulă am obţine o lungime de aproximativ 3 metri, o dmensiune gigantică în raport cu dimensiunile nucleului în care stă „împachetat” ADN-ul. Important de reţinut este faptul că de la planul general al corpului la caracteristicile lui individuale şi până la modul de funcţionare şi intercaţiune al celulelor componente, totul este inclus în acest complex de informaţie. Molecula ADN este, aşadar, un veritabil limbaj de programare a vieţii, pe care omul abia a început să-l descifreze.

CM