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科学家团队发现肠道细菌的全新代谢能力 并解释硫化氢的来源

发布日期:2021-04-14
  由维也纳大学的微生物学家Alexander Loy教授和康斯坦茨大学的David Schleheck教授领导的一个国际科学家团队发现了肠道细菌的新代谢能力。研究人员首次分析了肠道中的微生物是如何处理植物性含硫糖类磺基喹诺酮糖的。

  硫代喹诺酮糖是葡萄糖的磺酸衍生物,在菠菜和生菜等所有绿色蔬菜中都能找到。他们的研究发现,专门的细菌配合利用磺基糖产生硫化氢。这种气体以臭鸡蛋味著称,也对人类健康有不同的影响:在低浓度时,它有消炎作用,而肠道内硫化氢含量增加,又与癌症等疾病有关。

  该研究已发表在本期《ISME杂志》上。

  随着食用菠菜等单一类型的蔬菜,数百种化学成分进入我们的消化道。在那里,它们被肠道微生物组进一步代谢,这是数百种微生物物种的独特集合。因此,肠道微生物组在决定营养如何影响我们的健康方面发挥着重要作用。

  "然而到目前为止,微生物组中的许多微生物的代谢能力仍然是未知的。这意味着我们不知道它们以什么物质为食,以及它们是如何处理这些物质的,"该研究的主要作者、维也纳大学微生物学和环境系统科学中心(CMESS)的微生物学家Buck Hanson解释说。"通过首次探索肠道中磺糖sulfoquinovose的微生物代谢,我们已经对这个黑匣子有了一些了解,"他补充道。这项研究产生了必要的知识,以便将来在治疗上针对营养和微生物组之间的相互作用。

  磺基糖是葡萄糖的磺酸衍生物,主要存在于菠菜、生菜和藻类等绿色蔬菜中,是一种化学构件。从康斯坦茨大学微生物学家David Schleheck领导的研究小组之前的研究中得知,其他微生物原则上可以将磺酸糖作为一种营养物质。

  在他们目前的研究中,来自康斯坦茨大学和维也纳大学的研究人员利用对粪便样本的分析来确定这些过程是如何在人类肠道中具体进行的。

  "我们现在已经能够表明,与葡萄糖等喂养肠道内大量微生物不同,硫代喹诺酮糖刺激肠道微生物组中非常特定的关键微生物的生长,"David Schleheck说。这些关键生物包括Eubacterium rectale物种的细菌,它是健康人最常见的十种肠道微生物之一。

  "E.rectale细菌通过我们最近才解读的代谢途径发酵硫代喹诺酮糖,产生一种硫化合物,即二羟基丙烷磺酸盐或简称DHPS,而这种硫化合物又是其他肠道细菌如Bilophila wadsworthia的能量来源。微生物学家解释说:"Bilophila wadsworthia最终会通过一种新陈代谢途径从DHPS中产生硫化氢,这种途径也是最近才发现的。

  硫化氢在肠道内由我们自己的身体细胞以及专门的微生物产生,对我们的身体有多种影响。根据目前的知识,它可以对肠道健康产生积极的影响,但也有消极的影响。

  一个决定性的因素是剂量:在低量的情况下,硫化氢可以对肠黏膜产生抗炎作用。另一方面,肠道微生物产生的硫化氢增多,与慢性炎症性疾病和癌症有关。到目前为止,主要是由于富含肉类或脂肪的饮食导致肠道中的硫酸盐和牛磺酸含量增加,已知它们是微生物的硫化氢来源。因此,发现来自菠菜和藻类等绿色食物的硫代奎诺糖也有助于肠道内气体的产生,这让人感到意外。

  "我们已经证明,我们可以利用磺基喹诺酮糖来促进非常特殊的肠道细菌的生长,这些细菌是我们肠道微生物组的重要组成部分。我们现在还知道,这些细菌又会从中产生矛盾的硫化氢。"Loy总结道。

  来自康斯坦茨和维也纳的科学家们的进一步研究现在将澄清摄入植物性硫糖是否以及如何具有促进健康的作用。"硫代喹诺酮糖也有可能被归类为所谓的益生菌,"Schleheck补充道。



 来源:网络


 
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