Er is nieuw licht geworpen op het functioneren van menselijke darmbacteriën, wat in de toekomst zou kunnen helpen bij de ontwikkeling van medicijnen om de gezondheid en het welzijn te verbeteren.

Wetenschappers hebben ontdekt dat afzonderlijke micro-organismen in de menselijke darm het vermogen hebben om de meest complexe koolhydraten in onze voeding uit elkaar te halen.

Het is de eerste keer dat een dergelijke ontdekking is gedaan en we hopen dat dit ooit kan worden gebruikt om nieuwe pre- en probiotische producten te identificeren die de gezondheid van mensen verbeteren.

Onder leiding van professor Harry Gilbert, van het Institute for Cell and Molecular Biosciences aan de Universiteit van Newcastle, VK, de studie is vandaag gepubliceerd in het toonaangevende academische tijdschrift, Natuur .

Bacteriën in de dikke darm - de menselijke darm - hebben een grote invloed op de gezondheid en fysiologie, omdat ze helpen bij het afbreken van stoffen in voedsel die we niet kunnen verteren, zoals zetmeel en vezels.

De belangrijkste bron van voedingsstoffen voor de darmbacteriën zijn koolhydraten uit de menselijke voeding, die het lichaam niet kan metaboliseren.

De meest complexe van deze koolhydraten is het plantaardige polysacharide, 'rhamnogalacturonan II (RG-II)', die ook in verhoogde niveaus in rode wijn kan worden gevonden.

Eerder werd gedacht dat alleen groepen bacteriën RG-II zouden kunnen metaboliseren en afbreken, weerspiegelt de complexe structuur. Echter, uit dit onderzoek blijkt dat afzonderlijke organismen die in de darm aanwezig zijn, hiertoe ook in staat zijn.

Professor Gilbert zei:"Ons onderzoek rapporteert hoe een zeer complex biologisch proces in het lichaam wordt bereikt.

"Dit is een opwindende stap voorwaarts in het begrip van hoe menselijke darmbacteriën werken en heeft implicaties voor toekomstig onderzoek."

Het team van internationale wetenschappers ontdekte dat RG-II wordt gemetaboliseerd door de werking van een soort bacterieel enzym, bekend als glycosidehydrolasen, die zich richten op de complexe koolhydraten suikers in de dikke darm.

De bacteriën die RG-II kunnen metaboliseren, bevatten verschillende genen die coderen voor eiwitten waarvan tot nu toe geen bekende werking was. De groep heeft aangetoond dat zeven van deze genen glycosidehydrolasen produceren - die de glycosidische binding splitsen die suikers samenvoegt in polysachariden - en bijdragen aan de afbraak van RG-II.

Elk van deze zeven glycosidehydrolasen is de grondlegger van een nieuwe enzymfamilie. Drie van de glycosidehydrolasen die bijdragen aan de afbraak van RG-II breken glycosidische bindingen waarvan niet eerder is aangetoond dat ze vatbaar zijn voor biologische aanvallen, en deze enzymen vertonen nieuwe katalytische functies.

Professor Gilbert zei:"Deze studie heeft potentiële toepassingen om te begrijpen hoe dit zeer complexe koolhydraat, dat een integraal onderdeel is van onze voeding, wordt gebruikt, biedt kansen voor het ontwikkelen van nieuwe pre- en probiotische strategieën om de menselijke gezondheid te verbeteren.

"Er is veel meer opwindend werk te doen op dit gebied. Het is relevant om de mechanismen te begrijpen waarmee complexe koolhydraten worden gebruikt door menselijke darmbacteriën, omdat deze microbiële gemeenschap een aanzienlijke impact op het lichaam heeft."