"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">

lupta

Un studiu publicat săptămâna aceasta adaugă nuanțe înțelegerii evoluate a oamenilor de știință cu privire la modul în care bacteriile intestinale modifică modul în care animalele digeră alimentele. Ivana Semova și John Rawls de la Universitatea din Carolina de Nord de la Chapel Hill, împreună cu colegii lor, au studiat absorbția acizilor grași fluorescenți în intestinele unui minuscul zebră translucidă (Danio rerio). În comparație cu peștele zebră crescut în medii fără germeni, peștele zebră ale cărui intestine au fost colonizate de bacterii au absorbit mai multe grăsimi din dietele lor. Și cu cât peștele a mâncat mai mult, cu atât este mai mare populația de bacterii din intestine. În special, mâncarea a încurajat creșterea unui trib de bacterii cunoscut sub numele de Firmicutes, care, la rândul său, a crescut numărul de bule de grăsime bogate în energie stocate în celulele intestinale ale peștilor pentru o utilizare ulterioară. Studiile efectuate pe oameni și șoareci au arătat, de asemenea, că dietele bogate în calorii stimulează creșterea Firmicutes în intestin, sugerând că acest grup special de bacterii poate răspunde la dieta gazdei sale în moduri similare pentru multe specii diferite. Ceea ce rămâne neclar este dacă Firmicutes ajută animalele să absoarbă mai multe calorii din hrana lor într-un parteneriat reciproc benefic sau dacă relația este mai complexă - și uneori mai puțin decât binevoitoare.

Bacteriile reprezintă între 40 și 60% din greutatea uscată a fecalelor umane, cu miliarde de celule în fiecare gram. Intestinele de pește zebră nu găzduiesc exact aceleași specii de bacterii care trăiesc în propriile noastre curaje, dar - dacă aveți o viziune suficient de largă asupra comunităților - au o cantitate surprinzătoare de suprapuneri. Ambele comunități sunt dominate de phyla Proteobacteria, Firmicutes și Bacteroidetes (filumul este nivelul taxonomic sub regat). Peștele zebră tânăr este, de asemenea, deosebit de convenabil pentru oamenii de știință care doresc o privire interioară asupra procesului digestiv, deoarece peștele zebră de o zi este transparent - puteți vedea tot ce se întâmplă în intestinele lor la microscop fără a fi nevoie de o disecție dăunătoare și perturbatoare.

Semova și Rawls au legat chimic molecule fluorescente de doi acizi grași obișnuiți, acidul palmitic acid pentanoic și au amestecat grăsimile strălucitoare în gălbenușul de ou al peștilor zebră embrionare. Celulele intestinale ale peștilor zebra care au fost expuse bacteriilor pe măsură ce se dezvoltă au strălucit mai puternic decât celulele intestinale ale peștilor zebră care au fost crescute în medii sterile, indicând faptul că peștele zebră zvâcnit cu bacterii a absorbit mai multe grăsimi. Celulele intestinale ale peștelui zebră cu populații sănătoase de bacterii intestinale, cunoscute colectiv sub numele de microbiote intestinale, conțineau și picături de lipide mai mari - bule de grăsime stocate ca surse de energie adecvate.

Numărul de picături lipidice din celulele intestinale ale peștilor depindea de dieta lor. Peștii cu bacterii în intestine și o sursă constantă de hrană au avut un număr mult mai mare de picături de lipide în celulele intestinale decât peștii cărora li s-a refuzat hrana pentru câteva zile. Mâncarea a promovat în mod specific creșterea speciilor bacteriene în firul Firmicutes și această creștere nu a fost reflectată de modificările numărului de bacterii din apa din jur. Mâncarea schimbă ecosistemul intern al unui pește. Cu cât un pește zebră mănâncă, cu atât mai multe Firmicutes în intestine. Și cu cât sunt mai multe Firmicutes în curajul unui pește zebră, cu atât celulele sale intestinale absorb mai eficient grăsimile.

Pentru a investiga modul în care Firmicutes stimulează absorbția grăsimilor, Semova și Rawls au cultivat diferite tulpini de bacterii în diferite medii lichide, la care vă puteți gândi ca un fel de bulion. După filtrarea bacteriilor, aceștia au expus peștele zebră la diferite medii. Numai mediile de la Firmicutes au crescut semnificativ numărul de picături de lipide din celulele intestinale ale peștilor, sugerând că, indiferent de proteinele sau moleculele pe care aceste bacterii le-au secretat în media, au sporit cumva absorbția acizilor grași. Rezultatele au fost publicate pe 13 septembrie în Gut Host & Microbe.

Aceste descoperiri reflectă concluziile multor studii anterioare, care au arătat, de exemplu, că șoarecii înfometați pentru o singură zi reduc populația de Firmicutes în intestine și că transplantul Firmicutes de la șoareci obezi în intestinul fără germeni al șoarecilor slabi face ca rozătoarele subțiri plinute. Atunci când persoanele obeze încep o dietă cu conținut scăzut de grăsimi sau cu conținut scăzut de carbohidrați, Bacteroidetes proliferează și Firmicutes scade. În mod clar, Firmicutes este cel mai fericit atunci când mâncăm mult. O întrebare pertinentă și fără răspuns este dacă ar trebui să împărtășim acea fericire. Firmicutele ne ajută cu amabilitate să extragem mai multe calorii din mâncarea noastră, luând doar o reducere modestă pentru ei înșiși? Își cresc în mod egoist propriul număr atunci când mâncarea este bună, forțând celulele noastre să transpire pentru a profita la maximum de mâncarea noastră? Fac, de fapt, digestia prea ușor, eliberând atât de multe calorii din mâncarea noastră, încât absorbim mult mai mult decât avem nevoie? Poate că există adevăr în toate aceste scenarii.

„Suntem în mijlocul unei revoluții a capacității noastre de a descrie compoziția și potențialul fiziologic al acestor comunități bacteriene”, spune Rawls. "Ceea ce putem începe să speculăm, totuși, sunt diferitele tipuri de relații care ar putea avea loc. Știm că microbiota intestinală ne îmbunătățește capacitatea de a extrage calorii din carbohidrați complecși, ceea ce este în mod clar o relație reciproc avantajoasă. Dar se crede că toate vertebratele au capacitatea de a digera și de a absorbi alte tipuri de nutrienți, cum ar fi lipidele, proteinele și carbohidrații simpli, deci nu este clar cum am putea intra într-o relație reciproc avantajoasă cu bacteriile în ceea ce privește acești nutrienți. fie un răspuns egoist sau defensiv. Poate că peștele recunoaște prezența mai multor bacterii și își mărește propria absorbție a acizilor grași. Este posibil să nu fie întotdeauna un aranjament atât de prietenos. "