Spis treści
Mikrobiom – dynamiczny ekosystem
Flora jelitowa to złożona społeczność mikroorganizmów, których wzajemne relacje opierają się na licznych interakcjach chemicznych. Bakterie rozpoznają w swoim otoczeniu różne cząsteczki (zarówno składniki odżywcze, jak i sygnały chemiczne) dzięki specjalnym receptorom.
Choć wiadomo, że proces ten ma fundamentalne znaczenie dla równowagi mikrobiologicznej jelit, dotychczas niewiele było informacji o tym, jakie dokładnie substancje są wykrywane przez korzystne bakterie.
Co „widzą” pożyteczne bakterie?
Dotychczas badania nad zdolnościami sensorycznymi bakterii koncentrowały się głównie na patogenach. Tym razem naukowcy skupili się na bakteriach komensalnych czyli niepatogennych mikroorganizmach, które wspierają zdrowie człowieka. Zespół międzynarodowych badaczy wykazał, że bakterie z grupy Clostridia, licznie występujące w jelitach, potrafią reagować na szerokie spektrum substancji chemicznych obecnych w ich środowisku.
Ich receptory rozpoznają m.in.: produkty rozkładu węglowodanów, tłuszcze, białka, DNA, aminy. Co istotne, różne typy receptorów wykazują odmienne preferencje wobec określonych grup związków, co świadczy o wysokiej specjalizacji tych mikroorganizmów.
Ruchliwość bakterii – poszukiwanie źródeł energii
Badacze ustalili, że receptory sensoryczne sterują ruchem bakterii, pomagając im przemieszczać się w kierunku wartościowych składników odżywczych. Oznacza to, że ruchliwość bakterii jelitowych pełni przede wszystkim funkcję „poszukiwawczą”.
Szczególnie ważnymi bodźcami okazały się: mleczan (kwas mlekowy) oraz mrówczan (kwas mrówkowy). Substancje te mogą stanowić istotne źródło energii dla bakterii jelitowych i wspierać ich wzrost.
Współpraca między bakteriami – zjawisko „cross-feeding”
Co ciekawe, mleczan i mrówczan mogą być produkowane przez inne bakterie jelitowe. Podkreśla to znaczenie tzw. cross-feeding, czyli zjawiska, w którym metabolity jednego gatunku stają się pożywieniem dla innych. Tego rodzaju współpraca między mikroorganizmami jest jednym z fundamentów stabilnego i zdrowego mikrobiomu. Nowe typy receptorów i zdolność adaptacji
W trakcie badań odkryto również wcześniej nieznane grupy receptorów reagujących na:
- mleczan,
- kwasy dikarboksylowe,
- uracyl (składnik RNA),
- krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA).
Analiza strukturalna jednego z nowych receptorów wykazała, że jego swoistość może stosunkowo łatwo zmieniać się w toku ewolucji. Świadczy to o dużej zdolności bakterii do adaptacji do zmieniających się warunków środowiska jelitowego.
Znaczenie kliniczne i perspektywy
Lepsze zrozumienie tego, jakie substancje przyciągają i odżywiają korzystne bakterie, może w przyszłości pomóc w:
- projektowaniu skuteczniejszych probiotyków,
- opracowywaniu terapii wspierających odbudowę mikrobiomu,
- leczeniu chorób związanych z dysbiozą, takich jak choroby zapalne jelit, otyłość czy zaburzenia metaboliczne.
Nowe podejście badawcze może być również zastosowane do analizy innych ekosystemów mikroorganizmów w organizmie człowieka.
Źródło: Max-Planck-Gesellschaft
Potwierdź zapis
Sprawdź maila, żeby potwierdzić swój zapis na newsletter. Jeśli nie widzisz wiadomości, sprawdź folder SPAM w swojej skrzynce.
Coś poszło nie tak