Επιστήμονες από τη Μελβούρνη αποκάλυψαν έναν νέο, απρόσμενο σύμμαχο της υγείας του εντέρου: το αέριο υδρογόνο. Αν και είναι περισσότερο γνωστό για το ότι μπορεί να προκαλέσει… εύφλεκτες εκρήξεις σε περίπτωση μετεωρισμού, το υδρογόνο φαίνεται πως διαδραματίζει πολύ πιο σημαντικό ρόλο στη φυσιολογική λειτουργία του ανθρώπινου πεπτικού συστήματος.
Μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο έγκριτο περιοδικό Nature Microbiology από ερευνητές του Monash University και του Hudson Institute of Medical Research ρίχνει φως στον τρόπο με τον οποίο τα μικρόβια του εντέρου παράγουν και χρησιμοποιούν το υδρογόνο, αποδεικνύοντας ότι αυτό το απλό μόριο επηρεάζει θεμελιωδώς τη λειτουργία και την ισορροπία του μικροβιώματος.
Πώς παράγεται το υδρογόνο στο έντερο
Το υδρογόνο σχηματίζεται φυσικά στο έντερο κατά τη ζύμωση των άπεπτων υδατανθράκων από τα εντερικά βακτήρια. Κατά τη διαδικασία της πέψης, ένα μέρος του παραγόμενου αερίου απεκκρίνεται μέσω της αναπνοής, ένα άλλο ανακυκλώνεται από άλλα μικρόβια που το χρησιμοποιούν ως πηγή ενέργειας, και το υπόλοιπο αποβάλλεται από το σώμα με φυσικό τρόπο.
Σύμφωνα με την Δρ. Caitlin Welsh, πρώτη συγγραφέα της μελέτης και ερευνήτρια στο Monash University και στο Hudson Institute, τα νέα δεδομένα δείχνουν ότι το υδρογόνο έχει πολύ πιο σύνθετο και ευεργετικό ρόλο από όσο πιστεύαμε μέχρι σήμερα.
«Οι περισσότεροι άνθρωποι παράγουν περίπου ένα λίτρο αερίου την ημέρα, και σχεδόν το μισό από αυτό είναι υδρογόνο. Όμως το υδρογόνο δεν είναι απλώς το αέριο πίσω από τα φουσκώματα· είναι ένας κρυφός ρυθμιστής της υγείας του εντέρου», δήλωσε χαρακτηριστικά.
Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι το υδρογόνο βοηθά ορισμένα ωφέλιμα βακτήρια να αναπτυχθούν και να επιτελούν καλύτερα τη λειτουργία τους, συμβάλλοντας έτσι στην ομαλή πέψη και στη διατήρηση της μικροβιακής ισορροπίας.
Το υδρογόνο ως «καύσιμο» του μικροβιώματος
Ο καθηγητής Chris Greening, επικεφαλής της ομάδας One Health Microbiology στο Monash University, εξηγεί ότι η παραγωγή αερίων στο έντερο είναι απόλυτα φυσιολογική και απολύτως αναγκαία.
«Το υδρογόνο παράγεται σε μεγάλες ποσότητες όταν τα εντερικά βακτήρια διασπούν την τροφή και στη συνέχεια χρησιμοποιείται από άλλους μικροοργανισμούς για ενέργεια. Πρόκειται για έναν κύκλο που υποστηρίζει τη συνολική λειτουργία του πεπτικού συστήματος», σημείωσε.
Ωστόσο, όταν η παραγωγή υδρογόνου είναι υπερβολική ή ελλιπής, μπορεί να αποτελεί ένδειξη προβλημάτων. Τα μη φυσιολογικά επίπεδα υδρογόνου έχουν συνδεθεί με λοιμώξεις, διαταραχές της πέψης, ακόμη και με ορισμένες μορφές καρκίνου. Γι’ αυτό και οι δοκιμές αναπνοής που μετρούν τα επίπεδα υδρογόνου αποτελούν πολύτιμο διαγνωστικό εργαλείο για την εκτίμηση της υγείας του εντέρου.
«Παρατηρήσαμε ότι σε άτομα με εντερικές διαταραχές, η παραγωγή υδρογόνου φαίνεται να διαταράσσεται. Δεν είναι ακόμη σαφές αν αυτό αποτελεί αιτία ή συνέπεια της νόσου, αλλά σίγουρα υποδεικνύει έναν στενό δεσμό ανάμεσα στα επίπεδα υδρογόνου και στη μικροβιακή ισορροπία», πρόσθεσε ο καθηγητής Greening.
Το ένζυμο-κλειδί στην παραγωγή υδρογόνου
Ένα από τα πιο εντυπωσιακά ευρήματα της μελέτης ήταν η ανακάλυψη του ενζύμου Group B [FeFe]-hydrogenase, το οποίο φαίνεται να είναι ο κύριος «κινητήρας» της παραγωγής υδρογόνου στο ανθρώπινο έντερο. Το ένζυμο αυτό, πλούσιο σε σίδηρο, βρίσκεται σε πολλούς τύπους εντερικών βακτηρίων και είναι εξαιρετικά ενεργό.
Η ερευνητική ομάδα μελέτησε δείγματα κοπράνων και ιστών του εντέρου και εντόπισε ότι το συγκεκριμένο ένζυμο βοηθά τα βακτήρια να αναπτύσσονται, να επιβιώνουν και να παράγουν υδρογόνο, ιδιαίτερα σε μικροβιακές ομάδες που συνδέονται με την καλή υγεία.
Παρατήρησαν επίσης ότι σε άτομα με νόσο του Crohn –μια χρόνια φλεγμονώδη πάθηση του εντέρου– τα επίπεδα αυτού του ενζύμου ήταν χαμηλότερα, ενώ υπήρχαν περισσότερα βακτήρια που χρησιμοποιούσαν διαφορετικούς, λιγότερο αποτελεσματικούς μηχανισμούς παραγωγής υδρογόνου.
Νέες προοπτικές για θεραπείες μικροβιώματος
Αν και η έρευνα είχε καθαρά βασικό χαρακτήρα, τα ευρήματα ανοίγουν τον δρόμο για την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων που θα βασίζονται στη ρύθμιση της παραγωγής και της χρήσης υδρογόνου στο έντερο.
Ο αναπληρωτής καθηγητής Sam Forster, συν-επικεφαλής της μελέτης και διευθυντής του εργαστηρίου Microbiota and Systems Biology στο Hudson Institute, σημείωσε ότι η κατανόηση αυτών των βιολογικών μηχανισμών θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά τη χρήση θεραπειών που βασίζονται στο μικροβίωμα, όπως:
- τα προβιοτικά,
- οι μεταμοσχεύσεις κοπράνων
- και τα ζωντανά βιοθεραπευτικά σκευάσματα. «Κατανοώντας καλύτερα τις λειτουργίες αυτών των συστημάτων, ανοίγουμε νέες ευκαιρίες για παρεμβάσεις που δεν έχουμε ακόμη σκεφτεί», τόνισε ο καθηγητής Forster.
Το μέλλον της έρευνας
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι το υδρογόνο δεν είναι απλώς ένα παραπροϊόν της πέψης, αλλά ένας σημαντικός ρυθμιστής της εντερικής οικολογίας. Η μελλοντική έρευνα θα επικεντρωθεί στο πώς μπορούμε να τροποποιήσουμε τα επίπεδά του μέσω της διατροφής, της φαρμακευτικής αγωγής ή της χρήσης μικροβιακών συμπληρωμάτων, με σκοπό την πρόληψη και αντιμετώπιση γαστρεντερικών παθήσεων. Όπως φαίνεται, το ταπεινό υδρογόνο δεν είναι απλώς η πηγή ενός αστείου ήχου. Είναι το αόρατο “καύσιμο” που κρατά το μικροβίωμα ζωντανό και το έντερο υγιές.
