Η μικροχλωρίδα του εντέρου δρα σαν βοηθητικό ήπαρ

Αλλάζοντας τη διαθεσιμότητα αμινοξέων, τα μικρόβια φαίνεται να επηρεάζουν την παραγωγή του νευροδιαβιβαστή σεροτονίνης, η οποία με τη σειρά της αλλάζει τη ρύθμιση της γλυκόζης

Τα μικρόβια στο έντερο των θηλαστικών μπορούν να αλλάξουν σημαντικά τον μεταβολισμό των αμινοξέων και της γλυκόζης του ξενιστή τους, ενεργώντας σχεδόν σαν ένα επιπλέον ήπαρ, σύμφωνα με μια νέα προκλινική μελέτη από τους ερευνητές της Weill Cornell Medicine.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Cell Host & Microbe, προσθέτει στον αυξανόμενο κατάλογο τρόπων με τους οποίους το μικροβίωμα επηρεάζει τη φυσιολογία και θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες στρατηγικές για τη θεραπεία καταστάσεων όπως η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου και ο διαβήτης.

Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα δισεκατομμύρια μικρόβια που ζουν πάνω και μέσα στο ανθρώπινο σώμα επηρεάζουν βαθιά τη φυσιολογία μας. Ο ανώτερος συγγραφέας Δρ. Chun-Jun Guo, επίκουρος καθηγητής μικροβιολογίας και ανοσολογίας στην ιατρική και μέλος του Jill Roberts Institute for Research in Inflammatory Bowel Disease στο Weill Cornell Medicine, ήθελε να ρίξει μια βαθύτερη ματιά στο πώς τα βασικά μικρόβια στο το έντερο επηρεάζει την πρόσβασή μας στα θρεπτικά συστατικά που εξάγονται από τα τρόφιμα που έχουμε καταναλώσει.

«Τρώνε» πριν από εμάς, παίρνοντας πρώτα τα θρεπτικά συστατικά από τα τρόφιμα που καταναλώνουμε και αφήνοντάς μας ό,τι απομένει αφού ικανοποιήσουν τις δικές τους διατροφικές ανάγκες», είπε ο Δρ Guo, ο οποίος είναι επίσης μέλος του Κέντρου Friedman Διατροφή και φλεγμονή στο Weill Cornell Medicine.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτή τη διαδικασία, ο πρώτος συγγραφέας Δρ. Ting-Ting Li, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο Guo, και οι συνεργάτες του, αξιολόγησαν πόσο αποτελεσματικά διαφορετικά βακτήρια που κατοικούν φυσικά στο έντερό μας, που ονομάζονται ανθρώπινα εντερικά στοιχεία, εξαντλούν τα αμινοξέα, τα δομικά στοιχεία του πρωτεΐνες.

Λόγω των κακώς χαρακτηρισμένων μεταβολικών λειτουργιών πολλών βακτηρίων του εντέρου, η ομάδα πειραματίστηκε με διάφορες ρυθμίσεις για να βρει τις βέλτιστες συνθήκες για τη μελέτη τους. Μετά από εξέταση περισσότερων από 100 διαφορετικών μικροβίων του ανθρώπινου εντέρου, οι ερευνητές εντόπισαν αρκετά που είναι εξαιρετικά αποτελεσματικά στο μεταβολισμό διαφόρων διατροφικών αμινοξέων.

Όταν αυτά τα μικρόβια αποίκησαν τις γαστρεντερικές οδούς ποντικών χωρίς μικρόβια -ποντικών που αρχικά δεν είχαν μικρόβια- τα επίπεδα αυτών των αμινοξέων έπεσαν στο έντερο και στην κυκλοφορία του αίματος του ξενιστή. Στη συνέχεια, η ομάδα αναγνώρισε τα συγκεκριμένα βακτηριακά μεταβολικά γονίδια που εξαντλούν τα αμινοξέα. Ήταν μια μακρά λίστα.

«Βρήκαμε ότι σε ένα μόνο βακτήριο, υπάρχουν πάνω από 20 διαφορετικά γονίδια που κωδικοποιούν παρόμοια ενζυμική λειτουργία», είπε ο Δρ. Guo. «Και επειδή βελτιώσαμε τις τεχνικές διαγραφής γονιδίου CRISPR-Cas9 για τα βακτήρια του εντέρου, μπορέσαμε να πραγματοποιήσουμε μια μεγάλη οθόνη διαγραφής γονιδίων και να εντοπίσουμε τα μεταβολικά γονίδια στα βακτήρια που ήταν υπεύθυνα για την εξάντληση των αμινοξέων».

Οι επιστήμονες πήραν τα ευρήματά τους από καλλιεργημένα κύτταρα σε ζώα, δίνοντας σε ποντίκια χωρίς μικρόβια γενετικά τροποποιημένα στελέχη βακτηρίων, ένα κάθε φορά. «Μπορούμε τώρα να χειριστούμε με ακρίβεια μεμονωμένα γονίδια για την εξάντληση των αμινοξέων στο έντερο», είπε ο Δρ Γκούο. «Αυτό μας επιτρέπει να αξιολογήσουμε την ατομική λειτουργία αυτών των γονιδίων και να δούμε πώς επηρεάζουν πραγματικά την ομοιόσταση των αμινοξέων του ξενιστή».

Αυτή η εργασία έδωσε ένα εκπληκτικό αποτέλεσμα: Με την κατανάλωση μιας συγκεκριμένης κατηγορίας αμινοξέων, τα μικρόβια του εντέρου μπορούν να αλλάξουν την ομοιόσταση της γλυκόζης στο αίμα των ξενιστών τους. Περαιτέρω ανάλυση αποκάλυψε ότι αλλάζοντας τη διαθεσιμότητα αμινοξέων, τα μικρόβια φαίνεται να επηρεάζουν την παραγωγή του νευροδιαβιβαστή σεροτονίνης, η οποία με τη σειρά της αλλάζει τη ρύθμιση της γλυκόζης.

«Πολλές από αυτές τις μεταβολικές λειτουργίες μπορούν να γίνουν από το συκώτι, αλλά τώρα ανακαλύψαμε ότι υπάρχουν λειτουργικά συγκρίσιμα ένζυμα που κωδικοποιούνται από τη μικροχλωρίδα του εντέρου που μπορούν να κάνουν τα ίδια ή παρόμοια πράγματα», είπε ο Δρ Γκούο. «Είναι σαν να υπάρχει ένα δεύτερο συκώτι που λειτουργεί στο έντερο».

Πώς να αντιμετωπίσετε το σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου

Πώς το ρόδι ωφελεί το πεπτικό μας σύστημα;

Η διαιτητική θεραπεία βρέθηκε ότι είναι πιο αποτελεσματική από τα φάρμακα στο σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου

Συνδέεται η φλεγμονή του εντέρου με τη νόσο Αλτσχάιμερ;