Ο ανθρώπινος μεταβολισμός είναι ένα πολύπλοκο πλέγμα χημικών διεργασιών και αλληλεπιδράσεων μεταξύ των κυττάρων μας και των μικροβίων που ζουν μέσα μας. Όσο περισσότερα οι επιστήμονες μπορούν να εντοπίσουν και να ταξινομήσουν τα μόρια που ονομάζονται μεταβολίτες, τόσο περισσότερα μπορούμε να μάθουμε για την ανθρώπινη υγεία και τις ασθένειες.
Τώρα, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο στην κατανόηση του ανθρώπινου μεταβολισμού περιγράφοντας εκατοντάδες νέα Ν-ακυλολιπίδια, έναν τύπο μορίου που εμπλέκεται στις ανοσολογικές και στρεσογόνες αντιδράσεις.
H μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Cell.
Οι ερευνητές εντόπισαν 851 διαφορετικά Ν-ακυλολιπίδια σε διάφορους ιστούς και βιορευστά, 777 από τα οποία δεν είχαν καταγραφεί ποτέ πριν. Τα Ν-ακυλολιπίδια είναι σηματοδοτικά μόρια που αποτελούνται από δύο συστατικά: ένα λιπαρό οξύ και μια αμινομάδα, συνδεδεμένες με αμιδικό δεσμό. Τα προηγουμένως περιγραφέντα Ν-ακυλολιπίδια εμπλέκονται σε κρίσιμες βιολογικές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένης της ανοσολογικής ομοιόστασης, της αύξησης των επιπέδων λιπώδους μάζας και της ρύθμισης της ενεργειακής δαπάνης που σχετίζεται με την παχυσαρκία, και ρυθμίζουν άλλες διεργασίες όπως ο πόνος, η μνήμη και τα επίπεδα ινσουλίνης. Ένα από αυτά είναι η Ν-ολεϋλαιθανολαμίνη, η οποία ελέγχει την πρόσληψη τροφής. Ένα άλλο είναι η Ν-ακετυλοκυστεΐνη που έχει αντιοξειδωτικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες και χρησιμοποιείται για την παρεμπόδιση της δηλητηρίασης από ακεταμινοφαίνη (παρακεταμόλη). Υπάρχουν πολλά παραδείγματα Ν-ακυλολιπιδίων -ανέρχονται σε χιλιάδες και αυτά τα μόρια μπορεί χημικά να είναι πολύ διαφορετικά.
Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι νεοαναγνωρισμένοι μεταβολίτες παράγονται από το ανθρώπινο μικροβίωμα. Ένα σημαντικό μέρος των Ν-ακυλολιπιδίων που εντοπίστηκαν σε αυτή τη μελέτη προήλθε από λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας.
Τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας είναι μια βασική και εκτενώς κατηγορία μορίων που παράγονται στη διεπαφή μικροχλωρίδας-διατροφής. Ενώ παράγονται κυρίως στο έντερο, αυτά τα λιπαρά οξέα μπορούν να επηρεάσουν απομακρυσμένα όργανα όπως το ήπαρ, τους πνεύμονες, την ουρογεννητική οδό και τον εγκέφαλο. Η μελέτη κατέδειξε ότι αυτά τα Ν-ακυλολιπίδια ανιχνεύονται σε δεδομένα από θέσεις μακριά από το έντερο. Η αναγνώρισή τους ανοίγει ένα επιπλέον κεφάλαιο στην κατανόηση των μηχανιστικών και λειτουργικών ρόλων των λιπαρών οξέων βραχείας αλυσίδας. Το πρότυπο κατανομής αυτών των μορίων ποικίλλει ανάλογα με τη διατροφή, τον μικροβιακό αποικισμό και σε άτομα με ασθένειες που επηρεάζουν το μικροβίωμα, όπως ο διαβήτης.
Οι μεταβολίτες είναι η «γλώσσα» που χρησιμοποιεί το σώμα για να επικοινωνήσει με τον εαυτό του και με το μικροβίωμά μας, και η μελέτη μπορεί να προσφέρει μια σημαντική εικόνα για τον ρόλο του μικροβιακού μεταβολισμού στην υγεία και τις ασθένειες. Είναι σαν να έχουμε προσθέσει εκατοντάδες νέες λέξεις στο μεταβολικό λεξικό, ανέφερε ο Pieter Dorrestein, κύριος συγγραφέας, καθηγητής στη Σχολή Φαρμακευτικής και Φαρμακευτικών Επιστημών Skaggs του Πανεπιστημίου του Σαν Ντιέγκο.
Ο ανθρώπινος μεταβολισμός είναι ένα ευαίσθητο σύστημα και οι ανισορροπίες στον μεταβολισμό έχουν συνδεθεί με ένα ευρύ φάσμα ασθενειών, όπως ο διαβήτης, ο καρκίνος και οι νευρολογικές διαταραχές. Για δεκαετίες, μεγάλο μέρος της υποκείμενης βιοχημείας του ανθρώπινου μεταβολισμού, συμπεριλαμβανομένου του ρόλου του ανθρώπινου μικροβιώματος, παρέμενε άγνωστο, καθιστώντας πιο δύσκολη την κατανόηση και τη θεραπεία ασθενειών που σχετίζονται με τον μεταβολισμό. Οι εκατοντάδες νέες ενώσεις βοηθούν στην κάλυψη αυτού του κενού γνώσης.
«Η μεγάλη έκπληξη εδώ ήταν το πόσο ποικίλη είναι στην πραγματικότητα αυτή η ομάδα ενώσεων», δήλωσε η πρώτη συγγραφέας Helena Mannochio Russo, μεταδιδακτορική ερευνήτρια.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι αυτοί οι μικροβιακοί μεταβολίτες συσχετίστηκαν με την κατάσταση του HIV και τη γνωστική εξασθένηση, υποδηλώνοντας μια πιθανή σύνδεση μεταξύ του μικροβιώματος του εντέρου και της νευρολογικής λειτουργίας σε άτομα με HIV. Ωστόσο, θα χρειαστεί περισσότερη έρευνα για να κατανοηθούν οι επιπτώσεις αυτής της σύνδεσης της «γλώσσας» των μικροβίων του εντέρου και τον τρόπο με τον οποίο επηρεάζουν τη γνωστική λειτουργία.
«Υπάρχουν τόσα πολλά που μπορούμε να μάθουμε από τα υπάρχοντα δεδομένα και όσο περισσότερο χρησιμοποιούμε την αντίστροφη μεταβολομική, τόσο περισσότερα θα μπορούμε να μάθουμε για το πώς το μικροβίωμα αλληλεπιδρά μαζί μας και επηρεάζει την υγεία μας και τόσο πιο γρήγορα θα μπορούμε να μάθουμε από αυτό», πρόσθεσε ο Mannochio Russo. «Αυτή είναι μόνο η αρχή».
Περισσότερες πληροφορίες: Mannochio-Russo, H., et al. (2025). The microbiome diversifies long- to short-chain fatty acid-derived N-acyl lipids. Cell. doi.org/10.1016/j.cell.2025.05.015.
