Роль кишечных бактерий в пищеварении
Бактерии заселяют наш организм с рождения. Около 1,5 кг бактерий в кишечнике, в основном в толстой кишке, помогают переваривать пищу. Эти микробы влияют на созревание, иммунитет, метаболизм и выработку биосоединений.
Изменения в составе кишечной микробиоты связывают с рядом заболеваний: сердечно-сосудистыми, диабетом, воспалительными заболеваниями кишечника и ожирением.
Команда Анджея Йохимиака из Аргоннской национальной лаборатории определила трёхмерную структуру одного из бактериальных ферментов. Он играет ключевую роль в пищеварении, расщепляя сахарные полимеры до простой глюкозы.
Ранее не ожидалось, что кишечные бактерии обладают таким большим набором ферментов для расщепления сложных сахаров. Это знание может помочь понять влияние кишечных организмов на болезни вроде диабета.
«Мы нацеливаем лекарства на человеческие ферменты, — говорит Йохимиак. — Но мы редко нацеливаемся на бактериальные ферменты. Если у человека диабет, врачи назначают препараты для контроля выработки глюкозы. Возможно, стоит рассмотреть, следует ли также нацеливаться на бактериальные ферменты, производящие глюкозу».
Исследование опубликовано в Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology. Команда определила структуру около дюжины таких сахарразрушающих ферментов.
«Человеческое тело очень эффективно использует крахмал; расщепление начинается сразу, когда мы жуём пищу, — говорит Дьёрдь Бабнигг. — Ди- или трисахариды расщепляются в тонком кишечнике, и полученная глюкоза легко усваивается».
Сложные и разветвлённые сахара из фруктов и овощей представляют проблему для организма и расщепляются в основном кишечными микробами.
«Это один маленький кусочек головоломки, — говорит молекулярный биолог Розмари Уилтон. — Это огромная и сложная система, и её трудно изучать, потому что невозможно идеально воссоздать человеческий кишечник, где все эти разные виды бактерий живут вместе».
Бактерии превосходят по численности человеческие клетки как минимум в 10 раз, но их ферменты во многом остаются загадкой.
«Это область, которую начали исследовать только недавно, — заключает Йохимиак. — Нам предстоит ещё так много узнать».