Hvordan gode tarmbakterier hjælper med at reducere risikoen for hjertesygdomme

Forskere har opdaget, at en af ​​de gode bakterier, der findes i den menneskelige tarm, har en fordel, som indtil nu har været uerkendt:Potentialet til at reducere risikoen for hjertesygdomme.

Bakteriens aktivitet i tarmene reducerer produktionen af ​​et kemikalie, der har været forbundet med udviklingen af ​​tilstoppede arterier. Efter at det er fremstillet i tarmen, kemikaliet kommer ind i blodbanen og går til leveren, hvor det omdannes til sin mest skadelige form.

Ohio State University-forskerne har sporet bakteriernes adfærd til en familie af proteiner, som de mistænker kan forklare andre måder, som gode tarmorganismer kan bidrage til menneskers sundhed. I det væsentlige, disse mikrober konkurrerer med dårlige bakterier om adgang til de samme næringsstoffer i tarmen - og hvis de gode bakterier vinder, de kan forhindre sundhedsproblemer, der kan skyldes, hvordan kroppen omsætter mad.

Der venter meget mere arbejde forude, men forskerne ser potentialet for denne mikrobe, Eubacterium limosum, skal bruges til terapeutiske formål i fremtiden. Tidligere forskning har allerede vist, at bakterien er "god", fordi den beroliger betændelse i tarmen.

"I løbet af det sidste årti, det er blevet tydeligt, at bakterier i den menneskelige tarm påvirker vores helbred på mange måder. Den organisme, vi undersøgte, påvirker sundheden ved at forhindre, at en problematisk forbindelse bliver værre, " sagde Joseph Krzycki, professor i mikrobiologi ved Ohio State og seniorforfatter af undersøgelsen. "Det er for tidligt at sige, om denne bakterie kan have terapeutisk værdi. Men det er det, vi arbejder hen imod."

Forskningen vises online og vil blive offentliggjort i en fremtidig udgave af Journal of Biological Chemistry .

Kemikaliet knyttet til de tilstoppede arterier, der karakteriserer åreforkalkning, kaldes trimethylamin, eller TMA. Det produceres under metabolisme, når nogle tarmmikrober - generelt de bakterier, der anses for at være uhensigtsmæssige for mennesker - interagerer med visse næringsstoffer fra mad. Blandt disse næringsstoffer er L-carnitin, en kemisk forbindelse, der findes i kød og fisk, der også bruges som et kosttilskud for at forbedre restitutionen efter træning.

Krzycki og hans kolleger opdagede, at E. limosum interagerer med L-carnitin på en anden måde i tarmen, og denne interaktion eliminerer L-carnitins rolle i produktionen af ​​TMA (andre næringsstoffer deltager også i TMA-produktionen i tarmen).

Forskerne tilskriver bakteriernes gavnlige adfærd til et protein kaldet MtcB, et enzym, der skærer specifikke molekyler ud af forbindelser for at hjælpe bakterier med at generere energi og overleve. Processen kaldes demethylering, og involverer fjernelse af en methylgruppe - et carbonatom omgivet af tre hydrogenatomer - for at ændre en forbindelses struktur eller funktion.

"Bakterien gør dette til sin egen fordel, men det har den nedstrøms effekt at reducere toksiciteten af ​​TMA, " sagde Krzycki. "Indtil nu, de eneste kendte tarmmikrobielle reaktioner med L-carnitin involverede at omdanne det til dets dårlige form. Vi har opdaget, at en bakterie, der vides at være gavnlig, kan fjerne en methylgruppe og sende det resulterende produkt ned ad en anden vej uden at lave andre skadelige forbindelser i processen."

I disse interaktioner, L-carnitin fungerer som et vækstsubstrat - en forbindelse, der forbruges, så organismen kan leve og vokse, og også et mål for enzymaktivitet. I undersøgelsen, forskerne fodrede E. limosum-kulturer med et udvalg af potentielle substrater, inklusive L-carnitin. Først da den blev tilbudt L-carnitin, syntetiserede mikroben MtcB-proteinet specifikt for at fjerne L-carnitins methylgruppe - i det væsentlige, MtcB er en del af bakteriernes naturlige måde at indtage næringsstoffet på.

Krzycki sagde, at det at finde denne ene betydelige sundhedsfordel i en art af tarmbakterier tyder på, at der stadig er meget at lære om, hvordan tarmbakterier kan påvirke sundhedsresultater forbundet med menneskelig metabolisme.

"MtcB er en del af en familie af proteiner med tusindvis af repræsentanter, der kan bruge forskellige forbindelser og ændre, hvilke næringsstoffer bakterier indtager i tarmen, " sagde han. "Disse proteiner kan opføre sig meget ens kemisk, men brug af forskellige forbindelser kan naturligvis skabe store ændringer, hvad angår biologi."