科學家團隊發現腸道細菌的全新代謝能力 並解釋硫化氫的來源

由維也納大學的微生物學家Alexander Loy教授和康斯坦茨大學的David Schleheck教授領導的一個國際科學家團隊發現了腸道細菌的新代謝能力。研究人員首次分析了腸道中的微生物是如何處理植物性含硫糖類磺基喹諾酮糖的。

硫代喹諾酮糖是葡萄糖的磺酸衍生物,在菠菜和生菜等所有綠色蔬菜中都能找到。他們的研究發現,專門的細菌配合利用磺基糖產生硫化氫。這種氣體以臭雞蛋味著稱,也對人類健康有不同的影響:在低濃度時,它有消炎作用,而腸道內硫化氫含量增加,又與癌症等疾病有關。

該研究已發表在本期《ISME雜誌》上。

隨著食用菠菜等單一類型的蔬菜,數百種化學成分進入我們的消化道。在那里,它們被腸道微生物組進一步代謝,這是數百種微生物物種的獨特集合。因此,腸道微生物組在決定營養如何影響我們的健康方面發揮著重要作用。

“然而到目前為止,微生物組中的許多微生物的代謝能力仍然是未知的。這意味著我們不知道它們以什麼物質為食,以及它們是如何處理這些物質的,”該研究的主要作者、維也納大學微生物學和環境系統科學中心(CMESS)的微生物學家Buck Hanson解釋說。”通過首次探索腸道中磺糖sulfoquinovose的微生物代謝,我們已經對這個黑匣子有了一些了解,”他補充道。這項研究產生了必要的知識,以便將來在治療上針對營養和微生物組之間的相互作用。

磺基糖是葡萄糖的磺酸衍生物,主要存在於菠菜、生菜和藻類等綠色蔬菜中,是一種化學構件。從康斯坦茨大學微生物學家David Schleheck領導的研究小組之前的研究中得知,其他微生物原則上可以將磺酸糖作為一種營養物質。

在他們目前的研究中,來自康斯坦茨大學和維也納大學的研究人員利用對糞便樣本的分析來確定這些過程是如何在人類腸道中具體進行的。

科學家團隊發現腸道細菌的全新代謝能力 並解釋硫化氫的來源

“我們現在已經能夠表明,與葡萄糖等餵養腸道內大量微生物不同,硫代喹諾酮糖刺激腸道微生物組中非常特定的關鍵微生物的生長,”David Schleheck說。這些關鍵生物包括Eubacterium rectale物種的細菌,它是健康人最常見的十種腸道微生物之一。

“E.rectale細菌通過我們最近才解讀的代謝途徑發酵硫代喹諾酮糖,產生一種硫化合物,即二羥基丙烷磺酸鹽或簡稱DHPS,而這種硫化合物又是其他腸道細菌如Bilophila wadsworthia的能量來源。微生物學家解釋說:”Bilophila wadsworthia最終會通過一種新陳代謝途徑從DHPS中產生硫化氫,這種途徑也是最近才發現的。

硫化氫在腸道內由我們自己的身體細胞以及專門的微生物產生,對我們的身體有多種影響。根據目前的知識,它可以對腸道健康產生積極的影響,但也有消極的影響。

一個決定性的因素是劑量:在低量的情況下,硫化氫可以對腸黏膜產生抗炎作用。另一方面,腸道微生物產生的硫化氫增多,與慢性炎症性疾病和癌症有關。到目前為止,主要是由於富含肉類或脂肪的飲食導致腸道中的硫酸鹽和牛磺酸含量增加,已知它們是微生物的硫化氫來源。因此,發現來自菠菜和藻類等綠色食物的硫代奎諾糖也有助於腸道內氣體的產生,這讓人感到意外。

“我們已經證明,我們可以利用磺基喹諾酮糖來促進非常特殊的腸道細菌的生長,這些細菌是我們腸道微生物組的重要組成部分。我們現在還知道,這些細菌又會從中產生矛盾的硫化氫。”Loy總結道。

來自康斯坦茨和維也納的科學家們的進一步研究現在將澄清攝入植物性硫糖是否以及如何具有促進健康的作用。”硫代喹諾酮糖也有可能被歸類為所謂的益生菌,”Schleheck補充道。

來源:cnBeta