Cum descompun bacteriile hrana umană - Scientific American Blog Network
"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text = butonul" Înscrieți-vă "data-newsletter -link = "https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">
Postarea de săptămâni trecute cu privire la schimbarea compoziției bacteriilor din vagin a generat mult interes și, deoarece s-a vorbit destul de mult despre microbiomul uman (toate bacteriile care trăiesc pe corpul uman) în acest moment, m-am gândit să rămân cu tema. Această postare de săptămâni este despre modul în care bacteriile descompun substanțele nutritive consumate de oameni și le folosesc pentru a-și crea propriile alimente.
Lucrarea (referința 1 de mai jos) din PLoS One se concentrează pe carbohidrați. Începând cu un anumit fond biochimic: carbohidrații sunt molecule fabricate exclusiv din carbon, hidrogen și oxigen (de unde și numele). Aceste trei molecule sunt aranjate într-o structură inelară pentru carbohidrații simpli precum glucoza, iar acele inele sunt asamblate în lanțuri ramificate complexe lungi pentru carbohidrații complecși precum amidonul și celuloza.
Carbohidrații simpli, cum ar fi glucoza prezentată în imaginea de mai sus, sunt destul de ușor de metabolizat și pot fi folosiți pentru alimentarea ATP (moleculele pe care celula le folosește pentru energie) sau pentru sinteza proteinelor. Carbohidrații mai complecși, cum ar fi amidonul sau celuloza (prezentate mai jos), depun un efort mai mare, deoarece trebuie să fie împărțiți în componentele lor zaharuri simple înainte de a putea fi procesate. Pentru a le descompune, bacteriile utilizează un grup specific de enzime numit CAZymes, care înseamnă „enzime active în carbohidrați”. Deoarece enzimele sunt foarte specializate în moleculele pe care le descompun, există diferite CAZime pentru diferiți carbohidrați complecși.
Diferite bacterii vor avea CAZymes diferite, dar o întrebare interesantă pe care hârtia PLoS și-a propus să o răspundă este modul în care modelul CAZymes se schimbă pe tot corpul. Nu există o singură specie bacteriană în interiorul vostru, ci multe, fiecare specie este legată diferit de cele care o înconjoară. Este mai puțin o comunitate de bacterii din interiorul tău și mai degrabă un parc safari prost organizat, cu diferite specii, toate frezându-se în apropiere una de cealaltă, bazându-se pe resursele disponibile în orice parte a corpului în care se întâmplă să locuiască.
Cercetătorii au comparat abilitățile de digestie a carbohidraților a 493 genomi bacterieni, asociați cu cinci situri diferite de la exteriorul și interiorul corpului uman. Când au încercat să stabilească numărul și distribuția CAZymes pe specii, au întâmpinat foarte repede dificultăți. Unele familii de bacterii, cum ar fi Bacillaceae, au avut în medie un număr de 25 de enzime care scindează zahărul, cu o deviație standard respectabilă de 3,3 (pentru cei neinițiați, abaterea standard măsoară cât de probabil este fiecare individ să fie aproape de medie). Familia bacteriană Clostridiaceae, pe de altă parte, avea în medie 56 de enzime care scindează zahărul, dar cu o abatere standard de 79! Pe lângă faptul că arată marea variație inter-specie, acest lucru face dificilă prezicerea legăturii dintre bacterii pe baza abilităților lor de digestie a carbohidraților.