uien, kool, knoflook. Hoewel voedzaam, het eten van deze voedingsmiddelen kan leiden tot een gênante bijwerking:stinkende winderigheid. Meer dan alleen stinkend, waterstofsulfide, de chemische verbinding die verantwoordelijk is voor het aroma van rotte eieren, is dodelijk bij inademing bij doses van meer dan 700 delen per miljoen. (Dankbaar, een aanval van winderigheid bevat slechts 0,001 tot 1 ppm sulfide.)

Waterstofsulfide is een giftig gas dat een prominent gevaar vormt in veel industriële beroepen. Het is ook een van de vele bijproducten van microbiële chemische processen die plaatsvinden in de menselijke darm en moet worden ontgift. In een ander proces, de biljoenen bacteriën die onze dikke darm naar huis noemen, een nuttige chemische stof genaamd butyraat maken door onoplosbare vezelresten uit onze voeding te vergisten, zoals vezels uit volle granen en groenten. De cellen langs de dikke darm gebruiken butyraat voor energie en verminderen ontstekingen.

Een team van Michigan Medicine-onderzoekers heeft vastgesteld hoe de twee processen - sulfideverwijdering en butyraatgebruik - die strijden om dezelfde cellulaire hulpbronnen, in de dikke darm in evenwicht kan worden gehouden.

"Onze coloncellen zijn zeer geschikt voor het ontgiften van waterstofsulfide omdat ze worden blootgesteld aan hogere concentraties ervan dan andere weefsels in het lichaam, " zegt Aaron Landry, doctoraat, een postdoctoraal onderzoeker in het lab van Ruma Banerjee, doctoraat bij de afdeling Biologische Chemie, en co-eerste auteur van een nieuwe paper in Cel Chemische Biologie .

Prioriteiten stellen?

mitochondriën, die het best bekend staan ​​als de krachtpatsers van de cel, bevatten verschillende enzymen die bijdragen aan de energieproductie. Een zo'n enzym is SQR (afkorting van sulfide chinon oxidoreductase), die de eerste en kritieke stap uitvoert in het ontgiften van waterstofsulfide en het uit het lichaam verwijderen.

SQR oxideert waterstofsulfide door elektronen eruit te verwijderen en in co-enzym Q10 (CoQ10) te dumpen, een verbinding die van nature in het lichaam aanwezig is. (Sommige mensen nemen CoQ10 als voedingssupplement, hoewel studies momenteel geen uitsluitsel geven over de vraag of het effectief is bij het voorkomen of behandelen van ziekten.) Ondertussen, onze coloncellen gebruiken butyraat, geproduceerd door bacteriën, voor energieproductie met behulp van een enzym genaamd ACADS (kortketenige acyl-CoA-dehydrogenase). Aangezien ACADS ook CoQ10 gebruikt voor het dumpen van elektronen, het geeft aanleiding tot een dilemma, omdat er maar zoveel CoQ10 is om rond te gaan.

Hoe geeft de cel dan prioriteit aan het opruimen van een giftig gas boven het maken van energie?

Een aanwijzing kwam van een ander molecuul in coloncellen genaamd co-enzym A, die nodig is wanneer butyraat wordt gebruikt voor energieproductie. Landry en collega's merkten op dat decennia lang Van ACADS was bekend dat het CoA bevatte met een extra zwavel eraan gebonden, CoA-persulfide genoemd.

"De extra zwavel suggereerde dat dit ligand ergens vandaan kwam, maar niemand kende de bron ervan, ' zegt Landry.

Wanneer CoA-persulfide aan ACADS wordt gebonden, het blokkeert in wezen zijn functie, zegt Landry, het gebruik van butyraat te voorkomen. Ze toonden aan dat SQR CoA en waterstofsulfide kan omzetten in CoA-persulfide, wat het mogelijk zou maken om prioriteit te geven aan de klaring van giftige waterstofsulfide boven energieproductie door coloncellen.

zegt Landry, "Sulfide is een bijproduct van de spijsvertering waar ons lichaam voortdurend mee te kampen heeft. Als je een dieet volgt zonder voldoende vezels, het kan de effecten van waterstofsulfide of ons vermogen om het te ontgiften mogelijk verergeren."