Hvordan tyktarmen prioriterer gasdetox frem for energiforbrug

Løg, kål, hvidløg. Selvom det er nærende, at spise disse fødevarer kan føre til en pinlig bivirkning:ildelugtende luft i maven. Mere end bare ildelugtende, svovlbrinte, den kemiske forbindelse, der er ansvarlig for aromaen af ​​rådne æg, er dødelig, hvis den indåndes i doser på mere end 700 ppm. (Heldigvis en omgang flatulens indeholder kun 0,001 til 1 ppm sulfid.)

Hydrogensulfid er en giftig gas, der er en fremtrædende fare i mange industrielle erhverv. Det er også et af mange biprodukter af mikrobielle kemiske processer, der finder sted i tarmene og skal afgiftes. I en anden proces, de billioner af bakterier, der kalder vores tyktarm hjem, lave et nyttigt kemikalie kaldet butyrat ved at fermentere uopløselige fiberrester fra vores kost, såsom fibre fra fuldkorn og grøntsager. Cellerne i tyktarmen bruger butyrat til energi og reducerer inflammation.

Et hold af Michigan Medicine-forskere har fastslået, hvordan de to processer - sulfidfjernelse og butyratudnyttelse - som konkurrerer om de samme cellulære ressourcer, kunne holdes i balance inde i tyktarmen.

"Vores tyktarmsceller er velegnede til afgiftning af hydrogensulfid, fordi de udsættes for højere koncentrationer af det end andre væv i kroppen, "siger Aaron Landry, Ph.d., en postdoc i laboratoriet hos Ruma Banerjee, Ph.d. i afdelingen for biologisk kemi, og medforfatter til et nyt papir i Cellekemisk biologi .

Fastsættelse af prioriteter?

Mitokondrier, som er bedst kendt som cellens kraftcentre, indeholder flere enzymer, der bidrager til energiproduktion. Et sådant enzym er SQR (forkortelse for sulfidquinonoxidoreduktase), som udfører det første og kritiske trin i afgiftning af hydrogensulfid og rensning af det fra kroppen.

SQR oxiderer svovlbrinte ved at fjerne elektroner fra det og dumpe dem i coenzym Q10 (CoQ10), en forbindelse, der naturligt findes i kroppen. (Nogle mennesker tager CoQ10 som et kosttilskud, selvom undersøgelser i øjeblikket ikke er entydige om, hvorvidt det er effektivt til at forebygge eller behandle sygdomme.) I mellemtiden vores tyktarmsceller bruger butyrat, produceret af bakterier, til energiproduktion ved hjælp af et enzym kaldet ACADS (kortkædet acyl-CoA-dehydrogenase). Da ACADS også bruger CoQ10 til dumping af elektroner, det giver anledning til et dilemma, da der kun er så meget CoQ10 at gå rundt.

Hvordan prioriterer cellen så at rydde en giftig gas frem for at lave energi?

Et fingerpeg kom fra et andet molekyle i tyktarmsceller kaldet coenzym A, som er nødvendig, når butyrat bruges til energiproduktion. Landry og kolleger bemærkede, at i årtier ACADS var kendt for at indeholde CoA med et ekstra svovl bundet til det, kaldet CoA persulfid.

"Det ekstra svovl antydede, at denne ligand kom et eller andet sted fra, men ingen vidste kilden til det, "siger Landry.

Når CoA -persulfid er bundet til ACADS, det blokerer i det væsentlige dets funktion, siger Landry, forhindrer udnyttelsen af ​​butyrat. De viste, at SQR kan omdanne CoA og hydrogensulfid til CoA persulfid, hvilket ville tillade prioritering af giftig hydrogensulfid-clearance frem for energiproduktion fra kolonceller.

Siger Landry, "Sulfid er et biprodukt af fordøjelsen, som vores krop konstant må kæmpe med. Hvis du har en kost uden nok fiber, det kan potentielt forværre virkningerne af hydrogensulfid eller vores evne til at afgifte det. "