Fascynująca ludzka bakteria jelitowa Ruminococcus bromii jest jednym z dziesięciu najczęściej występujących gatunków bakterii w okrężnicy.

Bakteria ta, odkryta po raz pierwszy w 1972 roku, odgrywa wyjątkową rolę w wspomaganiu rozkładu skrobi odpornej na rozkład. Są to jedne z najczęściej spożywanych węglowodanów w naszej diecie, znajdujące się w produktach takich jak ziarna zbóż, fasola, soczewica i niektóre owoce (w tym banany i zielone banany). Bez ciężkiej pracy R bromiiinne komórki i gatunki bakterii w naszych jelitach mogą nie mieć energii potrzebnej do funkcjonowania.

Jest wiele różnych Ruminokoki gatunek. Każdy z nich bardzo dobrze rozkłada różne węglowodany złożone, głównie dzięki wyspecjalizowanym układom enzymatycznym, które pozwalają im pozyskiwać energię z błonnika pokarmowego. Na przykład, Ruminococcus flavefaciens, który powszechnie występuje u bydła, kóz i owiec, szczególnie dobrze rozkłada celulozę (główny składnik ścian komórkowych roślin). W jelitach człowieka Ruminococcus bromii to gatunek bakterii, który działa jako specjalistyczna substancja degradująca skrobię.

Gdy R bromii rozkłada oporną skrobię w okrężnicy, tworząc cząsteczki zwane krótkołańcuchowymi kwasami tłuszczowymi. Istnieją trzy główne rodzaje krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych: octan, propionian i maślan. Wszystkie one pełnią inną rolę, jeśli chodzi o nasze zdrowie. Na przykład maślan jest głównym źródłem energii dla komórek wyściełających okrężnicę.

Każdy człowiek ma swój własny, charakterystyczny mikrobiom, który składa się z kilkuset różnych gatunków bakterii. Twój mikrobiom zmienia się przez całe życie, w zależności od kilku czynników – w tym od przyjmowanych leków i rodzaju spożywanej żywności. Niektórzy ludzie będą mieli wyższy poziom R bromii niż inne, co może mieć konsekwencje dla ich zdrowia.

Wykazało to badanie przeprowadzone przeze mnie i moich kolegów z Uniwersytetu w Aberdeen R bromii wykazał największą reakcję, gdy uczestnicy stosowali dietę bogatą w skrobię oporną. Odpowiedź ta nastąpiła szybko, w ciągu kilku dni od zmiany diety. Obfitość R bromii znacznie wzrosło i zostało szybko odwrócone poprzez zmianę diety na inną, np. dietę niskowęglowodanową.

Niewielka liczba uczestników miała bardzo niski poziom R bomi najpierw. Jednak nawet gdy karmiono je dietą bogatą w oporną skrobię, populacja R bromii w jelitach pozostawały niskie. Tym samym ochotnikom również nie udało się całkowicie rozłożyć spożywanej opornej skrobi, a większość skrobi pozostała w próbkach kału.

Stanowiło to dobry dowód, że Ruminococcus bromii odgrywa kluczową rolę w rozkładzie opornej skrobi na produkty uboczne, takie jak glukoza i octan, które mogą zostać wykorzystane przez inne bakterie. Te produkty uboczne mogą następnie zostać wykorzystane przez inne bakterie do wzrostu. Na przykład octan można zastosować do wytworzenia maślanu.

Może to oznaczać osoby, które mają niski poziom R bromii nie rozkłada skutecznie skrobi i wytwarza mniej korzystne krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe.

Miłośnik węglowodanów

Ruminococcus bromiiNiezwykła zdolność degradacji skrobi opornej zależy od układu enzymatycznego komórki. R bromii zawiera około 27 enzymów rozkładających węglowodany.

R bromii organizuje te enzymy w wyspecjalizowane struktury zwane amylosomami na powierzchni komórki. Struktury te rozdrabniają złożoną oporną skrobię na prostsze cukry (takie jak glukoza), które bakteria może następnie wykorzystać do wzrostu. R bromii do prawidłowego rozwoju potrzebuje także witamin dostarczanych przez inne gatunki bakterii jelitowych.

Bakteria rozkłada oporną skrobię w procesie fermentacji. Proces ten prowadzi do powstania innych kwasów, takich jak octan i mrówczan. Bakteria ta tworzy również alkohol (etanol). „Bromii” w rzeczywistości oznacza „bóg alkoholu”, odnosząc się do jego zdolności do wytwarzania alkoholu. Kwasy powstałe w procesie fermentacji można wykorzystać do pożywienia innych gatunków bakterii.

Na przykład mrówczan może być wykorzystywany przez gatunki bakterii Blaucja tworząc octan. To z kolei służy jako paliwo dla gatunków bakterii Faecalibacterium, który tworzy maślan. Maślan nie tylko dostarcza energię komórkom wyściółki jelita grubego, ale także zmniejsza kolonizację patogenów w jelitach – pomagając wspierać nasz układ odpornościowy i zmniejszać stany zapalne.

Choć nie myślimy zbyt wiele o tym, co dzieje się z węglowodanami skrobiowymi, które spożywamy, możesz być tego pewien Ruminococcus bromii ciężko pracuje w jelitach, wykorzystując te pokarmy do odżywiania innych ważnych bakterii jelitowych poprzez utworzone przez nie kwasy. Są one następnie wykorzystywane do tworzenia szeregu innych produktów ubocznych (takich jak maślan), które wspomagają zdrową okrężnicę, a nawet zapobiegają chorobom, takim jak rak.

Ten artykuł jest częścią Meet Your Gut Microbes, serii o bogatej konstelacji bakterii, wirusów, archeonów i grzybów żyjących w przewodzie pokarmowym człowieka. Naukowcy coraz częściej zdają sobie sprawę z ich znaczenia w kształtowaniu naszego zdrowia – zarówno fizycznego, jak i psychicznego. Co tydzień będziemy przyglądać się innemu drobnoustrojowi i przedstawiać najnowsze badania na jego temat.