Om svett och svettlukt – mikrobiell ekologi, biokemi och genetik

Svett luktar inte – i sin ursprungliga form. Det är först då bakterier på huden börjar bryta ner svetten som lukt uppstår. Kampen mot svettlukt har idag utvecklats till en miljardindustri.

Problemet uppstår på huden; den gränsyta där människans kropp möter omgivningens mikroorganismer. Flera olika faktorer inverkar på slutresultatet: den mänskliga genetiken, det mikrobiella ekosystem som koloniserar kroppen samt även den mikrobiella genetiken – det vill säga de verktyg mikroorganismerna har till sitt förfogande när de bryter ner svettens näringsämnen.

Lukt, i sin tur, kan förklaras med hjälp av biokemi. Lukt utgörs av molekyler som svävar i luften. Vissa av dem upplevs som mycket otrevliga, även i ytterst små mängder. När svett luktar illa beror det på att luktlösa molekyler brutits ner av mikroorganismer och omvandlats till illaluktande ämnen – ofta flyktiga fettsyror eller ämnen som innehåller svavel.

Mikroorganismer – en matta av liv som täcker allt

Mikroorganismer är mycket små, encelliga livsformer. Eftersom de är osynliga för blotta ögat behöver vi verktyg för att överhuvudtaget registrera dem. Fram tills helt nyligen har våra vetenskapliga hjälpmedel endast låtit oss studera de organismer som kunnat odlas (framgångsrikt) i ett laboratorium. Vi har därför trott att dessa var de enda som existerade.

Men en snabb vetenskaplig och teknisk utveckling har gjort det möjligt att avläsa den genetiska koden hos samtliga organismer i en viss miljö – helt utan att behöva lyckas med odling i laboratoriemiljö. Metagenomiken har inneburit en omvälvande insikt: vi omges i själva verket av enorma mängder mikroorganismer vi inte hade en aning om fanns; en biologisk ”mörk materia” som helt och hållet dominerar planeten.

Nu vet vi att mindre än en procent av alla livsformer som finns närvarande i ett slumpmässigt prov – från vilken miljö som helst – är sådana som låter sig odlas. Utan den nya tekniken hade dessa förblivit osynliga.

Nu vet vi också att den synliga världen – växter, djur, svampar – är en försvinnande liten del av livet på jorden. Den verkliga mångfalden och artrikedomen finns utanför vårt synfält, i mikroorganismernas värld.

De mikrobiella ekosystemen

Mikrobiell ekologi är läran om samspelet mellan levande mikroorganismer och deras miljö. Mikroorganismer skapar mikroskopiska ekosystem, som styrs av samma lagar som alla andra ekosystem på jorden. Vilka arter som trivs, gynnas eller missgynnas bestäms av vilka resurser som finns tillgängliga. Det sker ett naturligt urval även på mikroskopisk nivå. Mikroorganismer samverkar, konkurrerar och bekrigar varandra. De bryter ner ämnen tillsammans, stegvis, i samarbete, och bildar nätverk av ömsesidiga beroenden.

Ett mikrobiellt ekosystem etablerar sig snabbt i alla miljöer och under alla tänkbara förhållanden. Mikroorganismer finns överallt, alltid, och täcker alla ytor på jorden. Detta gäller naturligtvis även människokroppen – både på in- och utsidan.


Kroppens okända biomassa – mikrobiomet

Vi har relativt nyligen – på 2000-talet – blivit medvetna om de miljarder encelliga organismer som lever i och på människokroppen. Varje människa lever i själva verket i symbios med en artrik biomassa som främst består av bakterier – vårt mikrobiom. De allra flesta av dessa lever i tjocktarmen (en koloni som brukar kallas för mikrobiotan) och utför en mängd livsviktiga uppgifter.

Den friska människokroppen är fullständigt beroende av bakterier för att kunna säkerställa den normala funktionen hos en stor del kroppens system – i synnerhet immunförsvaret. Många sjukdomstillstånd kännetecknas av tydliga förändringar och avvikelser i bakteriepopulationer. Olika arter ökar eller minskar, eller deras inbördes förhållande förskjuts.

Även kroppens utsida skyddas av allierade mikroorganismer. De koloniserar huden, hindrar sjukdomsframkallande mikroorganismer från att få fäste och utsöndrar syrliga ämnen som sänker pH-värdet. En surare miljö hämmar tillväxten av oönskade bakterier. Men de utsöndrar även anti-mikrobiella ämnen i syfte att slå ut sina konkurrenter med hjälp av kemisk krigföring.

 

Kroppen är som en vidsträckt kontinent med en mängd olika miljöer. De mikrobiella ekosystemen varierar därför också med de förhållanden som råder på platsen. I mun och näsa lever till exempel helt andra bakterier än de som lever i hårbotten.

Under armarna är förhållandena särpräglade. På denna hudyta lever därför en alldeles speciell uppsättning mikroorganismer. Och de är många: i en armhåla lever lika många encelliga organismer som det finns människor på planeten – minst.

Mikroorganismerna och miljön skapar tillsammans det välkända problem som vi ständigt bekämpar: svettlukt.

Gränssnittet på huden

Svettlukt uppstår när svett möter omvärldens mikroorganismer. Båda dessa faktorer bidrar också till att svettlukten varierar från person till person. Dels är varje människas svett unik till sin sammansättning och mängd. Dels har varje människa ett personligt mikrobiom.

Metagenomiken har givetvis gjort det möjligt att kartlägga även det specialiserade ekosystem som normalt bebor hudytan i människans armhålor. Man har då funnit att det varierar från människa till människa, men inom vissa ramar: ett fåtal bakteriefamiljer och deras underarter återkommer ofta, men i olika proportioner. Vissa mikroorganismer – främst från bakteriefamiljerna Propionibacterium, Staphylococcus och i synnerhet
Corynebacterium  – producerar en distinkt, omisskännlig och obehaglig lukt. Och de gör det där svetten innehåller näringsrika molekyler som de kan bryta ner i sin ämnesomsättning.

Två typer av svettkörtlar

Människans har två olika system för att producera svett, och två olika typer av svettkörtlar knutna till respektive system.

Det absolut största antalet svettkörtlar är merokrina. De styrs via signalsubstansen acetylkolin, från hypotalamus i hjärnan som registrerar och kontrollerar kroppstemperaturen. När kroppstemperaturen stiger produceras stora mängder svett som mestadels består av vatten och salter. Dessa svettkörtlar finns så gott som över hela kroppen, samt framför allt på händer och fötter. Funktionen hos de merokrina svettkörtlarna är framför allt temperaturreglering, men svettningen kan även utlösas av stress och nervositet.

Svetten under armarna produceras däremot av apokrina svettkörtlar. De blir aktiva under puberteten och mynnar kring hårstrån. Denna svett har en annorlunda sammansättning. Den är mjölkaktig, oljig och full av lipider (fetter), proteiner och kolhydrater. Detta är utmärkt näring för de motståndskraftiga bakterier som gjort denna plats till sitt habitat, och som tycks motstå alla våra försök att utrota dem. Svettningen styrs av noradrenalin, en signalsubstans och ett blodburet hormon, och påverkas av känslor och beröring.

Biokemi – vissa molekyler luktar värre än andra

Vad består då den dåliga lukten av? Svaret är: framför allt korta, flyktiga fettsyror som blir resultatet då luktfria lipider bryts ner av mikroorganismer. En annan källa till obehag är ämnen som innehåller svavel – naturens absolut säkraste kort när det gäller att producera riktigt frånstötande lukt. Denna typ av lukt alstras naturligt vid förruttnelse och nedbrytning av organiskt material, men kan även produceras avsiktligt. Ett exempel på detta är skunkens försvarsmekanism, men exempel finns även i växtriket: Kväljande lukt kan produceras av blommor som vill imitera lukten av ruttnande kött i syfte att attrahera och låta sig pollineras av flugor.

Svavel finns i proteiner (och deras byggstenar aminosyror) som utsöndras i svetten från de mesokrina svettkörtlarna. När dessa större molekyler bryts ner av mikroorganismer blir slutresultatet mindre, flyktiga, svavelhaltiga molekyler – och människan har en mycket väl utvecklad förmåga att uppfatta närvaron av dessa ämnen även i mycket låga koncentrationer.

Genetisk bakgrund


Genetik styr svettning

Människors svett styrs av bakomliggande genetiska faktorer. De bestämmer till exempel hur många svettkörtlar man har, hur dessa är distribuerade över kroppen samt hur svetten är sammansatt. Alla människors svett är inte identisk. Mäns svett är annorlunda sammansatt än kvinnors, vilket leder till att mäns svett luktar annorlunda och även starkare. Exempelvis förekommer steroider i den manliga svetten – vilket ger näring till ytterligare en kategori bakterier, samt därigenom även ytterligare ett tillskott till svettluktens cocktail av illaluktande ämnen.

 

Svettlukten beror även på människans ålder, eftersom den även styrs av hormoner som förändras genom livet. Den påverkas också av etnicitet. Européer och afrikaner svettas på liknande sätt, medan asiater har en genetisk variant som gör deras svett betydligt mindre illaluktande.


Mikrobiell genetik, enzymer och metaboliska vägar

Eftersom lukt uppstår som resultat av mikroorganismers nedbrytningsarbete, är det även intressant att kartlägga vad som egentligen händer då svettens lipider, proteiner och kolhydrater förvandlas från ”råvaror” till illaluktande metaboliter.

De nedbrytningsvägar som är möjliga avgörs av vilka enzymer de närvarande mikroorganismerna har till sitt förfogande. Enzymer är livsviktiga verktyg som samtliga levande varelser behöver för att biologiska processer ska kunna äga rum i deras celler. Enzymer är dock starkt specialiserade, och ett visst specifikt enzym krävs för att en viss reaktion ska äga rum. Därmed kan mikrobiell genetik avslöja vilka verktyg en viss bakterie egentligen har tillgång till – och därigenom vad den kan bryta ner, och till vad.

En gen är en instruktion som beskriver hur ett protein, till exempel ett enzym, ska byggas. Finns genen finns också proteinet, och omvänt. Finns proteinet hos en bakterie kommer bakterien också att kunna utföra vissa förutbestämda reaktioner längs en nedbrytningsväg. På så sätt kan man reda ut vilka bakterier som är skyldiga till vilken lukt, och varför.

Lukten, framtiden och forskningen


Dagliga rutiner i badrummet

Kampen mot dålig lukt är en miljardindustri, vars värde ökar i takt med att vi blir allt mer känsliga inför ”naturliga” lukter – och allt mer intoleranta mot uttryck för otyglad kroppslighet. Det är idag socialt obligatoriskt att använda alla till buds stående medel för att undvika dålig lukt. De vanligaste motmedlen är, förutom personlig hygien, att använda deodoranter och antiperspiranter. De har samma mål, att stävja svettlukt, men använder olika medel.

Deodoranter fungerar genom att absorbera bakterier och illaluktande molekyler. Bakteriernas tillväxttakt minskas med hjälp av pH-sänkande och antimikrobiella substanser. Lukten döljs med doftämnen. Antiperspiranterna blockerar istället svettkörtlarna och förhindrar svettning, oftast med hjälp av aluminiumklorid. Oavsett metod klingar effekten av ganska snart och lukten återvänder.


Bakterieutbyte

Eftersom mikroorganismer har en avgörande betydelse för kroppslukt är det inte förvånande att man försöker byta ut det mikrobiella ekosystem som inrättat sig i armhålorna. Ett av de mest intressanta försöken har gått ut på att transplantera ett ekosystem i sin helhet från en ”väldoftande” enäggstvilling till hans illaluktande bror (utfört av Dr. Chris Callewaert från University of California, San Diego). Försöket uppges ha fallit väl ut och den besvärade brodern slapp sin dåliga kroppslukt i upp till ett års tid.

Det faktum att det väldoftande ekosystemet etablerade sig efter transplantationen kan dock förmodligen hänföras till det faktum att bröderna delar den genetik som styr deras svettning. De bakterier som trivdes på den ena brodern kunde därför med stor sannolikhet även finna sig till rätta på hans identiska bror.


”Smarta vapen” riktade mot specifika enzymer

Vid universitetet i York har en forskargrupp, ledd av en molekylär biokemist (Dan Bawdon, Ph.D) i samarbete med företaget Unilever, valt att istället fokusera på specifika enzymer längs en metabol nedbrytningsväg. Genom sina experiment har de identifierat gener i bakteriefamiljen Staphylococcus som kodar för enzymer nödvändiga för produktionen av thioalkoholer – svavelföreningar med särskilt obehaglig lukt. De hoppas nu att fortsatt forskning ska leda fram till upptäckten av ett ämne som kan slå ut förmågan att omvandla svettens komponenter till thioalkoholer.

Text: Ester Nylöf, skribent 


Appendix:


Den osynliga världen

Hur organiseras egentligen Livet på jorden nuförtiden? Fram till 1960-talet klassades alla jordens livsformer som antingen prokaryoter eller eukaryoter. Uppdelningen i två väldefinierade domäner baserades på förekomsten av cellkärna, det vill säga ett membran som omsluter DNA-molekylen.

Eukaryoter, domänen där samtliga flercelliga organismer ingår, har cellkärna. Prokaryoter, som alla tycktes vara bakterier, har det däremot inte. Bakterierna/prokaryoterna klassificerades i sin tur främst baserat på sitt utseende och sättet på vilket de reagerar med vissa kemikalier.

Den amerikanske forskaren Carl Woese började på 60-talet att systematiskt, med enkla och tidsödande metoder, att utläsa den kod han ansåg måste utgöra livets allra mest enkla, gemensamma nämnare; ribosomalt RNA.

Ribosomalt RNA bildar, tillsammans med andra proteiner, ribosomen, en struktur där DNA-koden ”översätts” till kedjor av aminosyror – en grundläggande process i allt levande. Woese upptäckte då att det existerade en grupp mikroorganismer som inte tycktes vara släkt med bakterier. Koderna var för olika. Men samtidigt var dessa organismer både encelliga och saknade cellkärna. De var alltså prokaryoter, men ändå inte besläktade med bakterierna.

Han hade i själva verket upptäckt den tredje domänen – arkéer. Detta kom att revolutionera uppfattningen om hur livet på jorden är besläktat och organiserat. Sedan 70-talet har Livets Träd officiellt tre grenar: bakterier, eukaryoter och arkéer. 


Nästan allt liv på jorden är encelligt

Samtliga bakterier är encelliga. Samtliga arkéer är encelliga. Nästan alla eukaryoter är också encelliga. Men bland eukaryoterna finns livets mest fascinerande undantag: stora, flercelliga organismer – växter, djur och svampar – det vill säga allt det vi ser omkring oss och tänker på när vi talar om ”livet på jorden”.

De märkliga arkéerna upptäcktes först i extrema miljöer, som heta svavelrika källor. Senare har man funnit dem överallt, från jordprover till människans tarmsystem. De tycks dock leva fullständigt parallellt med vår domän. Men till skillnad från bakterier tycks de inte ens interagera med eukaryoter – och därför orsakar de heller inga kända sjukdomar.