Bij de consumptie van een enkele groentesoort zoals spinazie, honderden chemische componenten komen ons spijsverteringskanaal binnen. Daar, ze worden verder gemetaboliseerd door het darmmicrobioom, een unieke verzameling van honderden microbiële soorten. Het darmmicrobioom speelt dus een belangrijke rol bij het bepalen hoe voeding onze gezondheid beïnvloedt. "Tot dusver, echter, de metabolische vermogens van veel van deze micro-organismen in het microbioom zijn nog onbekend. Dat betekent dat we niet weten met welke stoffen ze zich voeden en hoe ze die verwerken, " legt Buck Hanson uit, hoofdauteur van de studie en een microbioloog bij het Center for Microbiology and Environmental Systems Science (CMESS) aan de Universiteit van Wenen. "Door voor de eerste keer het microbiële metabolisme van de sulfosugar sulfoquinovose in de darm te onderzoeken, we hebben wat licht geworpen op deze zwarte doos, " voegt hij eraan toe. De studie genereert dus kennis die nodig is om de interacties tussen voeding en het microbioom in de toekomst therapeutisch te richten.
Sulfoquinovose is een sulfonzuurderivaat van glucose en wordt als chemische bouwsteen voornamelijk aangetroffen in groene groenten zoals spinazie, sla, en bij algen. Uit eerdere studies van de onderzoeksgroep onder leiding van microbioloog David Schleheck aan de Universiteit van Konstanz, het was bekend dat andere micro-organismen de sulfosuiker in principe als voedingsstof kunnen gebruiken. In hun huidige studie de onderzoekers van de universiteiten van Konstanz en Wenen gebruikten analyses van ontlastingsmonsters om te bepalen hoe deze processen specifiek plaatsvinden in de menselijke darm.
Dat hebben we nu kunnen laten zien, in tegenstelling tot glucose, bijvoorbeeld, die een groot aantal micro-organismen in de darm voedt, sulfoquinovose stimuleert de groei van zeer specifieke sleutelorganismen in het darmmicrobioom."
David Schleheck, Microbioloog, Universiteit van Konstanz
Deze sleutelorganismen omvatten de bacterie van de soort Eubacterium rectale, wat een van de tien meest voorkomende darmmicroben is bij gezonde mensen. "De rectale bacteriën van E. fermenteren sulfoquinovose via een metabolische route die we pas onlangs hebben ontcijferd, produceren, onder andere, een zwavelverbinding, dihydroxypropaansulfonaat of kortweg DHPS, die op zijn beurt dient als energiebron voor andere darmbacteriën zoals Bilophila wadsworthia. Bilophila wadsworthia produceert uiteindelijk waterstofsulfide uit DHPS via een metabolische route die ook pas onlangs werd ontdekt, " legt de microbioloog uit.
Waterstofsulfide wordt in de darm geproduceerd door onze eigen lichaamscellen en door gespecialiseerde micro-organismen en heeft verschillende effecten op ons lichaam. "Dit gas is een metabolisch product met Janus-gezicht, " legt Alexander Loy uit, hoofd van de onderzoeksgroep aan de Universiteit van Wenen. "Volgens de huidige kennis, het kan een positief maar ook een negatief effect hebben op de darmgezondheid." Een doorslaggevende factor, hij zegt, is de dosis:in kleine hoeveelheden, waterstofsulfide kan een ontstekingsremmend effect hebben op het darmslijmvlies, onder andere. Verhoogde waterstofsulfideproductie door darmmicroben, anderzijds, wordt geassocieerd met chronische ontstekingsziekten en kanker. Tot nu, voornamelijk sulfaat en taurine, die in verhoogde hoeveelheden in de darm worden aangetroffen als gevolg van een dieet dat rijk is aan vlees of vet, stonden bekend als bronnen van waterstofsulfide voor micro-organismen. De ontdekking dat sulfoquinovose uit groene voedingsmiddelen zoals spinazie en algen ook bijdraagt aan de aanmaak van het gas in de darm komt dan ook als een verrassing.
"We hebben aangetoond dat we sulfoquinovose kunnen gebruiken om de groei van zeer specifieke darmbacteriën te bevorderen die een belangrijk onderdeel zijn van ons darmmicrobioom. We weten nu ook dat deze bacteriën er op hun beurt het tegenstrijdige waterstofsulfide uit produceren, Loy vat het samen. Nader onderzoek door de wetenschappers uit Konstanz en Wenen zal nu uitwijzen of en hoe de inname van de plantaardige sulfosuiker een gezondheidsbevorderend effect kan hebben. prebiotisch genoemd, ", voegt Schleheck toe. Prebiotica zijn voedselingrediënten of additieven die worden gemetaboliseerd door specifieke micro-organismen en worden gebruikt om het darmmicrobioom expliciet te ondersteunen.