Της Sylvia H. Duncan, Senior Research Fellow, Microbiology, University of Aberdeen. Πηγή: The Conversation.
Το συναρπαστικό βακτήριο του ανθρώπινου εντέρου Ruminococcus bromii είναι ένα από τα δέκα πιο κοινά βακτηριακά είδη που βρίσκονται στο κόλον (παχύ έντερο).
Αυτό το βακτήριο, το οποίο ανακαλύφθηκε το 1972, παίζει μοναδικό ρόλο στο να βοηθά στη διάσπαση του ανθεκτικού αμύλου. Αυτοί είναι μερικοί από τους υδατάνθρακες που καταναλώνουμε πιο συχνά στη διατροφή μας, που βρίσκονται σε τροφές όπως δημητριακά, φασόλια, φακές και ορισμένα φρούτα, όπως στα πλαντάγκο (plantains) και τις πράσινες μπανάνες. Χωρίς τη σκληρή δουλειά του R bromii, άλλα βακτηριακά είδη στα έντερά μας μπορεί να μην έχουν την ενέργεια που χρειάζονται για να λειτουργήσουν.
Υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη Ruminococcus. Το καθένα είναι πολύ καλό στην αποικοδόμηση διαφορετικών σύνθετων υδατανθράκων, κυρίως χάρη στα εξειδικευμένα ενζυμικά συστήματα που τους επιτρέπουν να εξάγουν ενέργεια από τις διαιτητικές ίνες. Για παράδειγμα, ο Ruminococcus flavefaciens, ο οποίος βρίσκεται συνήθως σε βοοειδή, κατσίκες και πρόβατα, είναι ιδιαίτερα καλός στην υποβάθμιση της κυτταρίνης (το κύριο συστατικό των φυτικών κυτταρικών τοιχωμάτων). Στο ανθρώπινο έντερο, ο Ruminococcus bromii είναι το είδος του βακτηρίου που δρα ως ειδικός αποικοδομητής του ανθεκτικού αμύλου.
Όταν το R bromii διασπά το ανθεκτικό άμυλο στο παχύ έντερο, σχηματίζει μόρια που ονομάζονται λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι λιπαρών οξέων βραχείας αλυσίδας: οξικό, προπιονικό και βουτυρικό. Όλα αυτά έχουν διαφορετικούς ρόλους όταν πρόκειται για την υγεία μας. Το βουτυρικό, για παράδειγμα, είναι η κύρια πηγή ενέργειας για τα κύτταρα που καλύπτουν το παχύ έντερο.
Κάθε άτομο έχει το δικό του χαρακτηριστικό μικροβίωμα, το οποίο αποτελείται από μερικές εκατοντάδες διαφορετικά βακτηριακά είδη. Το μικροβίωμα σας αλλάζει καθ ‘όλη τη διάρκεια της ζωής σας, ανάλογα με διάφορους παράγοντες -συμπεριλαμβανομένων των φαρμάκων που παίρνετε και των τύπων τροφών που τρώτε. Μερικοί άνθρωποι θα έχουν υψηλότερα επίπεδα R bromii από άλλους και αυτό θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στην υγεία τους.
Μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε στο Πανεπιστήμιο του Aberdeen διαπίστωσε ότι το R bromii ανταποκρινόταν περισσότερο όταν οι συμμετέχοντες έτρωγαν δίαιτες με υψηλή περιεκτικότητα σε ανθεκτικό άμυλο. Αυτή η απόκριση εμφανίστηκε γρήγορα, μέσα σε λίγες ημέρες από την αλλαγή της δίαιτας. Η αφθονία του R bromii αυξήθηκε σημαντικά και επίσης αντιστράφηκε γρήγορα με την αλλαγή σε άλλη δίαιτα, όπως μια δίαιτα χαμηλή σε υδατάνθρακες.
Ένας μικρός αριθμός συμμετεχόντων είχε αρχικά πολύ χαμηλά επίπεδα R bomii. Ωστόσο, ακόμη και όταν τρέφονταν με δίαιτες με υψηλή περιεκτικότητα σε ανθεκτικό άμυλο, ο πληθυσμός του R bromii στο έντερό τους παρέμεινε χαμηλός. Αυτοί οι εθελοντές απέτυχαν επίσης να διασπάσουν πλήρως το ανθεκτικό άμυλο που έτρωγαν, με μεγάλο μέρος του αμύλου να παραμένει στα δείγματα κοπράνων τους.
Τα παραπάνω παρέχουν καλές ενδείξεις ότι ο Ruminococcus bromii παίζει κεντρικό ρόλο στη διάσπαση του ανθεκτικού αμύλου σε παραπροϊόντα, όπως η γλυκόζη και το οξικό άλας, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από άλλα βακτήρια. Αυτά τα παραπροϊόντα μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν από άλλα βακτήρια για ανάπτυξη. Για παράδειγμα, το οξικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον σχηματισμό βουτυρικού. Αυτό μπορεί να σημαίνει ότι τα άτομα που έχουν χαμηλά επίπεδα R bromii δεν μπορούν να διασπάσουν το άμυλο αποτελεσματικά και θα παράγουν λιγότερο ωφέλιμα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας.
Λάτρης των υδατανθράκων
Η αξιοσημείωτη ικανότητα του Ruminococcus bromii να αποικοδομεί το ανθεκτικό άμυλο καθορίζεται από τα ενζυμικά συστήματα αυτού του κυττάρου. Το R bromii διαθέτει περίπου 27 ένζυμα που διασπούν τους υδατάνθρακες. Διατάσσει αυτά τα ένζυμα σε εξειδικευμένες δομές που ονομάζονται αμυλοσώματα στην επιφάνειά του. Αυτές οι δομές τεμαχίζουν το πολύπλοκο ανθεκτικό άμυλο σε απλούστερα σάκχαρα (όπως γλυκόζη) που το βακτήριο μπορεί στη συνέχεια να τα χρησιμοποιήσει για ανάπτυξη. Το R bromii απαιτεί επίσης βιταμίνες που παρέχονται από άλλα είδη βακτηρίων του εντέρου για να ευδοκιμήσει.
Το βακτήριο διασπά το ανθεκτικό άμυλο μέσω της διαδικασίας της ζύμωσης. Αυτή η διαδικασία οδηγεί στο σχηματισμό άλλων οξέων, όπως το οξικό και το μυρμηκικό οξύ. Αυτό το βακτήριο σχηματίζει επίσης αλκοόλη (αιθανόλη). Το “Bromii” στην πραγματικότητα μεταφράζεται σε “θεός του αλκοόλ”, αναφερόμενος στις ικανότητές του να παράγει αλκοόλ. Τα οξέα που παράγονται μέσω της διαδικασίας ζύμωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διατροφή άλλων ειδών βακτηρίων. Για παράδειγμα, το μυρμηκικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το βακτηριακό είδος Blautia για να σχηματίσει οξικό άλας. Αυτό με τη σειρά του χρησιμοποιείται για να τροφοδοτήσει το βακτηριακό είδος Faecalibacterium, το οποίο σχηματίζει βουτυρικό. Το βουτυρικό όχι μόνο παρέχει ενέργεια στα κύτταρα στην επένδυση του παχέος εντέρου, αλλά μειώνει επίσης τον αποικισμό των παθογόνων στο έντερό μας βοηθώντας στην υποστήριξη του ανοσοποιητικού μας συστήματος και στη μείωση της φλεγμονής.
Αν και δεν σκεφτόμαστε πολύ τι συμβαίνει με τους αμυλούχους υδατάνθρακες που τρώμε, μπορείτε να είστε σίγουροι ότι ο Ruminococcus bromii εργάζεται σκληρά στο έντερό σας, χρησιμοποιώντας αυτές τις τροφές για να θρέψει άλλα σημαντικά βακτήρια του εντέρου μέσω των οξέων που σχηματίζει. Αυτά στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν μια σειρά από άλλα παραπροϊόντα -όπως το βουτυρικό που βοηθά στην τροφοδοσία ενός υγιούς παχέος εντέρου και ακόμη στην πρόληψη ασθενειών όπως ο καρκίνος.
