Της Lucy Crouch, The Conversation.
Η μικροβιακή κοινότητα που ζει στο παχύ έντερό μας είναι ένα εξαιρετικά πυκνό και πολύπλοκο οικοσύστημα. Ενώ ορισμένα από αυτά τα μικρόβια προκαλούν ασθένειες (όπως βακτήρια και ιοί), άλλα είναι φιλικότερα προς εμάς και μας βοηθούν να παραμένουμε υγιείς. Το Akkermansia muciniphila είναι ένα από αυτά τα φιλικά βακτήρια.
Οι ερευνητές γνωρίζουν εδώ και χρόνια ότι το Α. muciniphila σχετίζεται με την καλή υγεία. Ένας από τους σημαντικούς ρόλους που παίζει στο έντερό μας είναι η διατήρηση της λειτουργίας του εντερικού φραγμού. Αυτό κρατά τα επιβλαβή μικρόβια έξω, διασφαλίζοντας παράλληλα ότι μπορούμε να απορροφούμε τα σημαντικά θρεπτικά συστατικά από τη διατροφή μας που κρατούν τα κύτταρά μας να λειτουργούν σωστά. Όταν όμως υπάρχει μια ανισορροπία του Α. muciniphila στο έντερο, μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα με την υγεία μας.
Αυτό το ασυνήθιστο βακτήριο ζει στο παχύ έντερό μας και επιβιώνει τρώγοντας βλέννα -το στρώμα βλέννας που καλύπτει την επιφάνεια του παχέος εντέρου. Η βλέννα παρέχει ένα μικρό αλλά σημαντικό διαχωρισμό μεταξύ των ανθρώπινων κυττάρων και των μικροβιακών κυττάρων που ζουν στο παχύ έντερο. Εάν αυτό το στρώμα βλέννας διαταραχθεί, τα μικρόβια μπορούν να έρθουν σε άμεση επαφή με τα ανθρώπινα κύτταρα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε φλεγμονή, καθώς τα ανθρώπινα κύτταρα αντιδρούν στα βακτήρια -δυνητικά οδηγώντας στην ανάπτυξη ασθενειών, όπως η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου.
Το Akkermansia muciniphila είναι ένα πολύ εκλεκτικό «φαγάκι». Χρησιμοποιεί μόνο τις γλυκοπρωτεΐνες (μόρια που περιέχουν πρωτεΐνη και υδατάνθρακες) της βλέννα ως πηγή ενέργειας. Αλλά το πώς ακριβώς αυτό το βακτήριο εξάγει ενέργεια από τις γλυκοπρωτεΐνες ήταν ένα μυστήριο μέχρι πρόσφατα. Έρευνα που διεξήχθη από εμένα και τους συναδέλφους μου ανακάλυψε ότι το Α. muciniphila χρησιμοποιεί μια σειρά από διαφορετικά ένζυμα που λειτουργούν μαζί για να απελευθερώσουν τα σάκχαρα που βρίσκονται στη βλέννα.
Χρησιμοποιώντας μουκίνη που ελήφθη από χοίρο, αναλύσαμε τόσο την ενζυμική δραστηριότητα στην επιφάνεια των κυττάρων όσο και τα γονίδιά τους για να κατανοήσουμε ποια ένζυμα εμπλέκονται στη διάσπαση των γλυκοπρωτεϊνών της μουκίνης.
Ανακαλύψαμε ότι το Α. muciniphila χρησιμοποιεί 66 διαφορετικά ένζυμα για να εξάγει την σημαντική ενέργεια που χρειάζεται από τις γλυκοπρωτεΐνες, προκειμένου να κάνει το σημαντικό του έργο. Είμαστε η πρώτη ομάδα που περιγράφει αυτή τη διαδικασία.
Σημαντικό για την υγεία
Μελέτες που εξέτασαν την αλληλεπίδραση του Α. muciniphila με το ανοσοποιητικό σύστημα σε ποντίκια έχουν αποκαλύψει ότι ηρεμεί το ανοσοποιητικό σύστημα και μπορεί να αποτρέψει την ανάπτυξη παχυσαρκίας και διαβήτη. Οι ερευνητές έχουν εντοπίσει συγκεκριμένα πεπτίδια (ένας τύπος μορίου) που εκκρίνει και έχουν αυτή την επίδραση στο ανοσοποιητικό σύστημα. Λόγω της φιλικής του φύσης και της ηρεμιστικής του επίδρασης στο ανοσοποιητικό, το Akkermansia muciniphila έχει χρησιμοποιηθεί ακόμη και για την ανάπτυξη προβιοτικών.
Οι ερευνητές έχουν επίσης διαπιστώσει ότι τα άτομα που πάσχουν από μεταβολικές παθήσεις, όπως ο διαβήτης ή η λιπώδης νόσος του ήπατος, έχουν λιγότερο Akkermansia muciniphila στο παχύ έντερό τους. Όσο πιο αδύνατοι και αθλητικοί είστε, τόσο περισσότερο Α. muciniphila έχετε.
Αν και το Akkermansia muciniphila τρώει μόνο βλέννα, η διατροφή μας εξακολουθεί να το επηρεάζει – αν και έμμεσα. Τα βακτήρια που ζουν στο παχύ έντερο, όπως το Α. muciniphila, χρησιμοποιούν τους υδατάνθρακες που εξάγουν από τις πλούσιες σε φυτικές ίνες τροφές της διατροφής μας ως καύσιμο. Σε αντάλλαγμα, παράγουν ουσίες που ονομάζονται λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας. Αυτές οι ενώσεις τροφοδοτούν το ανώτερο στρώμα των ανθρώπινων κυττάρων στο παχύ έντερο. Μάλιστα, το 10% της ενέργειάς μας προέρχεται από αυτή τη διαδικασία.
Το Akkermansia muciniphila υποστηρίζει επίσης άλλα βακτηριακά είδη στο μικροβίωμα, δίνοντάς τους διασπασμένη βλέννα για να επιβιώσουν -μια διαδικασία γνωστή ως «διασταυρούμενη σίτιση» (cross feeding). Αλλά, αν δεν τρώμε αρκετές φυτικές ίνες ως μέρος της διατροφής μας, οι βλέννες γίνονται μια πολύ πιο έντονα χρησιμοποιούμενη πηγή διατροφής.
Αυτό μπορεί να οδηγήσει στην εξάντληση του στρώματος βλέννας του παχέος εντέρου -θέτοντας το ευαίσθητο οικοσύστημα του μικροβιώματος εκτός ισορροπίας. Αυτό αυξάνει την πιθανότητα ανάπτυξης φλεγμονωδών νοσημάτων. Έτσι, αν και το Akkermansia muciniphila δεν είναι παθογόνο, μπορεί να αφαιρέσει πάρα πολλή βλέννα υπό λανθασμένες συνθήκες.
Η έρευνά μας είναι το πρώτο πλήρες παράδειγμα του πώς η βλέννα διασπάται από αυτό το βακτηριακό είδος. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε αυτή τη διαδικασία, καθώς είναι το κλειδί στον τρόπο με τον οποίο τα μικρόβιά μας αλληλεπιδρούν μεταξύ τους -και με εμάς. Τα ένζυμα που περιγράψαμε από το Akkermansia muciniphila μπορούν πλέον να χρησιμοποιηθούν επίσης ως εργαλεία για να αναλύσουμε πώς αυτές οι πολύπλοκες δομές βλέννας ποικίλλουν σε διαφορετικές περιοχές του σώματος και μεταξύ των ανθρώπων.
Όσο περισσότερα μαθαίνουν οι ερευνητές για το Akkermansia muciniphila και τα άλλα μικρόβια που ζουν στο παχύ έντερο, τόσο περισσότερο κατανοούμε τη σημασία της κατανάλωσης μιας ποικίλης, πλούσιας σε φυτικές ίνες διατροφής.
