Vedci odhaľujú nové metabolické schopnosti črevných baktérií

Medzinárodný tím vedcov vedený mikrobiológmi Alexandrom Loyom z Viedenskej univerzity a Davidom Schleheckom z Konstanzskej univerzity odhalil nové metabolické schopnosti črevných baktérií. Prvýkrát, vedci analyzovali, ako mikróby v čreve spracovávajú na rastlinnej báze, cukor obsahujúci síru sulfochinovóza. Sulfochinóza je derivát kyseliny sulfónovej z glukózy a nachádza sa vo všetkej zelenej zelenine, ako je špenát a šalát. Ich štúdia zistila, že špecializované baktérie spolupracujú pri využívaní sulfosacharidu, produkuje sírovodík. Tento plyn - známy svojou vôňou zhnitých vajec - má rozdielne účinky na ľudské zdravie:pri nízkych koncentráciách, má protizápalový účinok, zatiaľ čo zvýšené množstvo sírovodíka v čreve, zasa sú spojené s chorobami, ako je rakovina. Štúdia bola publikovaná v "The ISME Journal".

Diéta a črevný mikrobióm

Pri konzumácii jedného druhu zeleniny, ako je špenát, stovky chemických zložiek vstupujú do nášho tráviaceho traktu. Tam, sú ďalej metabolizované črevným mikrobiómom, unikátna zbierka stoviek mikrobiálnych druhov. Črevný mikrobióm teda hrá hlavnú úlohu pri určovaní toho, ako výživa ovplyvňuje naše zdravie. „Zatiaľ, však, metabolické schopnosti mnohých z týchto mikroorganizmov v mikrobióme stále nie sú známe. To znamená, že nevieme, akými látkami sa živia a ako ich spracovávajú, “vysvetľuje Buck Hanson, vedúci autor štúdie a mikrobiológ v Centre pre mikrobiológiu a environmentálne systémové vedy (CMESS) na Viedenskej univerzite. „Tým, že sme prvýkrát skúmali mikrobiálny metabolizmus sulfosukarsulfochinózy v čreve, vniesli sme trochu svetla do tejto čiernej skrinky, "dodáva. Štúdia tak generuje poznatky, ktoré sú v budúcnosti nevyhnutné na terapeutické zameranie interakcií medzi výživou a mikrobiómom."

Sulfosacharidy zo zelených rastlín a rias

Sulfochinóza je derivát kyseliny sulfónovej z glukózy a nachádza sa ako chemický stavebný blok predovšetkým v zelenej zelenine, ako je špenát, šalát, a v riasach. Z predchádzajúcich štúdií výskumnej skupiny vedenej mikrobiológom Davidom Schleheckom na Konstanzskej univerzite, bolo známe, že iné mikroorganizmy môžu v zásade používať síranovú cukor ako živinu. V ich aktuálnej štúdii vedci z univerzít v Konstanzi a vo Viedni použili analýzy vzoriek stolice na zistenie, ako tieto procesy konkrétne prebiehajú v ľudskom čreve.

Teraz sme dokázali, že na rozdiel od glukózy, napríklad, ktorý živí veľké množstvo mikroorganizmov v čreve, sulfochinóza stimuluje rast veľmi špecifických kľúčových organizmov v črevnom mikrobióme. “

David Schleheck, Mikrobiológ, Univerzita v Kostnici

Medzi tieto kľúčové organizmy patria baktérie druhu Eubacterium rectale, ktorý je jedným z desiatich najbežnejších črevných mikróbov u zdravých ľudí. „Baktérie E. rectale fermentujú sulfochinozózu metabolickou cestou, ktorú sme len nedávno dešifrovali, produkujúci, okrem iného, zlúčenina síry, skrátene dihydroxypropánsulfonát alebo DHPS, ktorý zase slúži ako zdroj energie pre ďalšie črevné baktérie, ako je Bilophila wadsworthia. Bilophila wadsworthia nakoniec produkuje sírovodík z DHPS metabolickou cestou, ktorá bola tiež len nedávno objavená, “vysvetľuje mikrobiológ.

Otázka dávky:sírovodík v čreve

Sírovodík produkujú v čreve bunky nášho vlastného tela a tiež špecializované mikroorganizmy a majú na naše telo rôzne účinky. „Tento plyn je metabolický produkt s Janusovou tvárou, “vysvetľuje Alexander Loy, vedúci výskumnej skupiny na Viedenskej univerzite. „Podľa súčasných znalostí môže mať pozitívny, ale aj negatívny vplyv na zdravie čriev. "Rozhodujúcim faktorom je on hovorí, je dávka:v malých množstvách, sírovodík môže mať protizápalový účinok na črevnú sliznicu, okrem iného. Zvýšená produkcia sírovodíka črevnými mikróbmi, na druhej strane, je spojená s chronickými zápalovými ochoreniami a rakovinou. Do teraz, hlavne síran a taurín, ktoré sa vo zvýšenom množstve nachádzajú v čreve v dôsledku stravy bohatej na mäso alebo tuky, boli známe ako zdroje sírovodíka pre mikroorganizmy. Zistenie, že sulfochinóza zo zelených potravín, ako je špenát a riasy, tiež prispieva k produkcii plynu v čreve, je preto prekvapením.

"Ukázali sme, že sulfochinózu môžeme použiť na podporu rastu veľmi špecifických črevných baktérií, ktoré sú dôležitou súčasťou nášho črevného mikrobiómu. Teraz tiež vieme, že tieto baktérie z neho následne produkujú protichodný sírovodík," „Loy sumarizuje. Ďalšie štúdie vedcov z Konstanzu a Viedne teraz objasnia, či a ako môže mať príjem rastlinnej sulfosacharidy zdraviu prospešný účinok.“ Je tiež možné, že by sulfochinóza mohla byť použitá ako tzv. nazývaný prebiotikum, "dodáva Schleheck. Prebiotiká sú potravinové prísady alebo aditíva, ktoré sú metabolizované špecifickými mikroorganizmami a slúžia na vyslovenú podporu črevného mikrobiómu."

• Štúdia odhaľuje molekulárny dôvod, prečo fekálne transplantáty účinne liečia infekcie C. difficile
• Dieravá črevná a mikrobiálna dysbióza by mohla prispieť k búrke cytokínov v vážne chorých prípadoch COVID-19