Forskning afslører mikrobiel trussel mod vigtige næringsstoffer

For det meste, forskere tænker på de billioner af mikrober, der kalder den menneskelige tarm hjem som allierede - trods alt de har vist sig at hjælpe kroppen med at syntetisere vigtige vitaminer og andre næringsstoffer.

Men en ny undersøgelse tyder på, at tingene nogle gange kan være mere modstridende.

Medforfatter af Emily Balskus, Morris Kahn lektor i kemi og kemisk biologi, og Federico Rey, en adjunkt i bakteriologi ved University of Wisconsin-Madison, undersøgelsen viser, at under visse betingelser, tarmmikrober kan forbruge nok af et vigtigt næringsstof til at forårsage mangel på deres værter. Undersøgelsen blev beskrevet i et papir i Cellevært og mikrobe .

Cholin er et vigtigt næringsstof i en række metaboliske processer, samt produktion af cellemembraner. Forskere identificerede en stamme af cholin-metaboliserende E. coli, der, når de transplanteres i tarmen hos kimfrie mus, forbruges nok af næringsstoffet til at skabe en cholinmangel i dem, også når dyrene indtog en kolinrig kost.

"Det, vi opdagede ... er, at tarmmikrobiomet faktisk kan fratage et væld af dette kritiske næringsstof, og det har mange konsekvenser for værtsbiologien, "Balskus sagde." Jeg tror, ​​at det er derfor, dette er et vigtigt fund - det vender vores normale tankegang om, hvordan tarmmikrober deltager i ernæring på hovedet. Vi har en tendens til at tænke på tarmmikrobiomet som en gavnlig rolle i ernæring, og det er bestemt en rolle for det, men dette arbejde viser, at mikrobiomet under visse betingelser også kan forbruge næringsstoffer, som værten har brug for, og det kan være et problem. "

Blandt de effekter, der kan opstå ved cholinmangel, Balskus sagde, er ændringer i DNA -methylering, en proces, hvor aktiviteten af ​​et DNA -segment ændres med vedhæftningen af ​​en methylgruppe. Processen er afgørende for normal udvikling og har været knyttet til alt fra ældning til kræftfremkaldelse.

Denne undersøgelse viste ændringer i DNA -methylering på tværs af flere væv, ikke kun hos voksne mus med en cholinforbrugende tarmmikrobiota, men også hos ungerne til disse dyr, mens de udviklede sig i livmoderen.

"Det betyder, at moderens ernæringsstatus faktisk også påvirker, hvad der sker med ungerne, "Balskus sagde." Det hænger sammen med en lang historie med forskning om transgenerationelle virkninger af fejlernæring under graviditeten. Dette er bare en dyremodel, men vi ser nogle af de samme ting der sker, der er blevet observeret i kliniske populationer. "

De cholin-mangelfulde mus med cholin-forbrugende tarmmikrober viste også meget højere spædbarnsmord, og udviste tegn på angst, med nogle mus, der plejer sig selv og deres burkammerater, nogle gange til skaldethed.

Det er vigtigt at forstå de potentielle konsekvenser af cholinmangel, Balskus sagde, fordi forskning har vist, at mange mennesker kan være i fare. Mens de fleste mennesker ikke får nok af næringsstoffet i deres kost, test har også vist, at hele 65 procent af raske individer bærer gener, der koder for enzymet, der metaboliserer cholin i deres tarmmikrobiomer.

"Der kan være andre faktorer, der påvirker i hvor høj grad denne tarmmikrobielle aktivitet er problematisk, "sagde hun." Men vi tror, ​​at ... mikrobemedierede mangler i dette næringsstof kan være en tidligere ukendt forbindelse til nogle sygdomme. "

En bedre forståelse af disse forbindelser-mellem cholinforbrugende mikrobiomer og underernæring, cholinmangel og potentiel sygdom - kan føre til ændringer i kostanbefalinger, Sagde Balskus.

"At være opmærksom på, at dette er muligt, kan være noget, der informerer ernæringsretningslinjer, "Sagde Balskus." Med hensyn til klinisk praksis, især i forbindelse med underernæring eller underernæring ... velvidende, at cholinmetabolisme kan være et problem, du kan forestille dig at prøve at finde en diætintervention, der ville flytte mikrobiomet væk fra metaboliserende cholin, hvis du finder de rigtige næringsstoffer til at erstatte det. "

Denne historie er udgivet med tilladelse fra Harvard Gazette, Harvard Universitets officielle avis. For yderligere universitetsnyheder, besøg Harvard.edu.