Новый микроб кишечника производит вонючий токсичный газ, но защищает от патогенов
Международная группа ученых под руководством микробиолога Александра Лоя из Венского университета обнаружила новый кишечный микроб, который питается исключительно таурином и производит зловонный газ сероводород (H2S). Исследователи таким образом добавили еще один элемент в понимание тех микробных процессов, которые оказывают значительное влияние на здоровье.
Это верно и для Taurinivorans muris: бактерия демонстрирует защитную функцию против Klebsiella и Salmonella — двух важных патогенов. Результаты опубликованы в Nature Communications.
Микробиом и сероводород
Микробиом кишечника влияет на наше здоровье множеством способов. Один из них — вклад в уровень сероводорода, токсичного газа, ответственного за зловонный метеоризм. Небольшие количества H2S в кишечнике полезны и даже необходимы для ряда физиологических процессов, а также могут защищать от патогенов. Микробы, производящие сероводород, могут помогать «вытеснять» кислородозависимые патогены, такие как Klebsiella, затрудняя их колонизацию.
Однако чрезмерный уровень H2S может иметь негативные последствия и ассоциируется с воспалением кишечника и повреждением его слизистой оболочки.
Роль таурина
Бактерия Bilophila wadsworthia — один из главных потребителей таурина у человека. В текущем исследовании ученые обнаружили новый род бактерий, производящих сероводород, в кишечнике мыши.
«Описанная нами бактерия имеет довольно несбалансированную диету, — объясняет Лой, — она специализируется на потреблении таурина». Таурин — это полузаменимая аминокислота, которую мы синтезируем в небольших количествах в печени, но основную часть получаем с пищей (мясо, молочные продукты, морепродукты).
Таурин, как и сероводород, задействован во множестве физиологических процессов. Недавние исследования обнаружили связь между таурином и здоровым старением. Открытие нового микроба кишечника, питающегося исключительно таурином (получившего название Taurinivorans muris), — еще один элемент этой головоломки.
«Выделив первый деградирующий таурин микроорганизм в кишечнике мыши, мы на шаг приблизились к пониманию того, как эти кишечные микробы влияют на здоровье животных и человека», — объясняет Хуимин Е, ведущий автор исследования.
Взаимодействие с желчными кислотами
Чтобы получить доступ к достаточному количеству таурина в кишечнике, Taurinivorans muris нуждается в помощи других кишечных микробов для его высвобождения из желчных кислот. Желчные кислоты, содержащие таурин, вырабатываются в печени и в большем количестве поступают в кишечник при диете с высоким содержанием жиров для помощи в переваривании. Активность бактерий в кишечнике, в свою очередь, влияет на метаболизм желчных кислот в печени.
Защита от патогенов
Одна из важнейших функций симбиотических микробов в кишечнике — защита от патогенов. Использование таурина для создания сероводорода — один из таких защитных механизмов. «Сероводород может подавлять кислородозависимый метаболизм некоторых патогенов», — объясняет Е.
В исследовании было обнаружено, что Taurinivorans muris играет защитную роль против Klebsiella и Salmonella. «Защитный механизм Taurinivorans muris против патогенов может осуществляться через сероводород, но по сути еще не до конца понятен», — добавляет Лой.
Таурин — один из важнейших источников производства сероводорода в кишечнике. Исследование формирует базовые знания о физиологическом взаимодействии между различными кишечными микробами и их хозяевами, необходимые для разработки новых терапий на основе микробиома.