Wetenschappers hebben ontdekt dat een van de goede bacteriën in de menselijke darm een ​​voordeel heeft dat tot nu toe niet werd erkend:het potentieel om het risico op hartaandoeningen te verminderen.

De activiteit van de bacteriën in de darmen vermindert de productie van een chemische stof die is gekoppeld aan de ontwikkeling van verstopte slagaders. Nadat het in de darm is gemaakt, de chemische stof komt in de bloedbaan en reist naar de lever, waar het wordt omgezet in de meest schadelijke vorm.

De onderzoekers van de Ohio State University hebben het gedrag van de bacteriën herleid tot een familie van eiwitten waarvan ze vermoeden dat ze andere manieren kunnen verklaren waarop goede darmorganismen kunnen bijdragen aan de menselijke gezondheid. In essentie, deze microben concurreren met slechte bacteriën om toegang tot dezelfde voedingsstoffen in de darm - en als de goede bacteriën winnen, ze kunnen gezondheidsproblemen voorkomen die het gevolg kunnen zijn van de manier waarop het lichaam voedsel metaboliseert.

Er is nog veel werk aan de winkel, maar de wetenschappers zien potentieel voor deze microbe, Eubacterium limosum, in de toekomst voor therapeutische doeleinden te gebruiken. Eerder onderzoek heeft al aangetoond dat de bacterie "goed" is omdat het ontstekingen in de darm kalmeert.

"Over de afgelopen tien jaar, het is duidelijk geworden dat bacteriën in de menselijke darm onze gezondheid op vele manieren beïnvloeden. Het organisme dat we hebben bestudeerd, beïnvloedt de gezondheid door te voorkomen dat een problematische verbinding erger wordt, " zei Joseph Krzycki, hoogleraar microbiologie aan de Ohio State en senior auteur van de studie. "Het is nog te vroeg om te zeggen of deze bacterie therapeutische waarde kan hebben. Maar daar werken we aan."

Het onderzoek verschijnt online en zal worden gepubliceerd in een toekomstige editie van de Tijdschrift voor biologische chemie .

De chemische stof die is gekoppeld aan de verstopte slagaders die atherosclerose kenmerkt, wordt trimethylamine genoemd, of TMA. Het wordt geproduceerd tijdens het metabolisme wanneer sommige darmmicroben - over het algemeen de bacteriën die als nutteloos voor de mens worden beschouwd - interageren met bepaalde voedingsstoffen uit voedsel. Een van die voedingsstoffen is L-carnitine, een chemische verbinding die voorkomt in vlees en vis en die ook wordt gebruikt als voedingssupplement om het herstel na inspanning te verbeteren.

Krzycki en zijn collega's ontdekten dat E. limosum op een andere manier interageert met L-carnitine in de darm, en die interactie elimineert de rol van L-carnitine bij de productie van TMA (andere voedingsstoffen nemen ook deel aan de productie van TMA in de darm).

De onderzoekers schrijven het gunstige gedrag van de bacterie toe aan een eiwit genaamd MtcB, een enzym dat specifieke moleculen van verbindingen afsnijdt om bacteriën te helpen energie te genereren en te overleven. Het proces heet demethylering, en omvat de verwijdering van één methylgroep - een koolstofatoom omringd door drie waterstofatomen - om de structuur of functie van een verbinding te veranderen.

"De bacterie doet dit voor zijn eigen voordeel, maar het heeft het stroomafwaartse effect van het verminderen van de toxiciteit van TMA, "Zei Krzycki. "Tot nu toe, de enige bekende darmmicrobiële reacties met L-carnitine waren de omzetting ervan in zijn slechte vorm. We hebben ontdekt dat een bacterie waarvan bekend is dat ze heilzaam is, een methylgroep kan verwijderen en het resulterende product langs een andere weg kan sturen zonder daarbij andere schadelijke verbindingen aan te maken."

Bij deze interacties L-carnitine fungeert als groeisubstraat - een verbinding die wordt geconsumeerd zodat het organisme kan leven en groeien, en ook een doelwit voor enzymactiviteit. In de studie, de onderzoekers voedden E. limosum-culturen een assortiment van potentiële substraten, inclusief L-carnitine. Alleen wanneer L-carnitine werd aangeboden, synthetiseerde de microbe het MtcB-eiwit specifiek om de methylgroep van L-carnitine af te snijden - in wezen, MtcB maakt deel uit van de natuurlijke manier van bacteriën om de voedingsstof te consumeren.

Krzycki zei dat het vinden van dit ene significante gezondheidsvoordeel in één soort darmbacteriën suggereert dat er nog veel te leren is over hoe darmbacteriën de gezondheidsresultaten kunnen beïnvloeden die verband houden met het menselijke metabolisme.

"MtcB maakt deel uit van een familie van eiwitten met duizenden vertegenwoordigers die verschillende verbindingen kunnen gebruiken en veranderen welke voedingsstoffen bacteriën in de darm consumeren, " zei hij. "Deze eiwitten kunnen zich chemisch zeer vergelijkbaar gedragen, maar het gebruik van verschillende verbindingen kan natuurlijk grote veranderingen teweegbrengen voor zover de biologie gaat."