Новые исследования показали, что Lactobacillus ситуативно используют ферменты для манипулирования желчными кислотами и улучшения собственного выживания в кишечнике.
Эти результаты еще больше проясняют сложную взаимосвязь между желчными кислотами и кишечными бактериями и могут позволить исследователям разработать лактобактерии, обладающие терапевтическими свойствами, и таким образом создать более здоровую среду обитания в кишечнике.
Желчные кислоты играют ключевую роль в пищеварении и общем состоянии здоровья кишечника. Производимые в печени и высвобождаемые после еды, эти кислоты не только разрушают холестерин и помогают регулировать усвоение жиров, они также оказывают огромное влияние на то, какие виды бактерий колонизируют кишечник.
По мере продвижения желчных кислот через кишечник, они изначально химически модифицируются путем добавления аминокислоты (часто глицина или таурина), создавая сложный "конъюгированный" пул желчных кислот. Некоторые кишечные бактерии имеют ферменты, называемые желчными солевыми гидролазами (BSHs), которые могут расщеплять или "деконъюгировать" эти аминокислоты из желчных кислот, позволяя другим бактериям еще больше трансформировать желчные кислоты по мере того, как они продолжают проходить через толстую кишку. Эти преобразования влияют на токсичность желчных кислот, что, в свою очередь, влияет на способность различных бактерий выживать в кишечнике.
"Предполагается, что пробиотические бактерии, такие как Lactobacillus, имеют BSH, которые просто деконъюгируют желчную кислоту, делая ее менее токсичной и позволяя бактериям выживать", - говорит Кейси Териот, соавтор статьи. "Но реальность намного сложнее - эти ферменты более специфичны, чем мы думали. В зависимости от того, какой BSH и на какую желчную кислоту он действует, вы можете влиять на кишечник различными способами, делая его более или менее гостеприимным к бактериям или болезнетворным микроорганизмам". "Взаимодействие желчи и бактерий оказывает огромное влияние на их способность жить, процветать или умирать в очень конкурентной среде", - говорит Родольф Баррангу, соавтор работы. "Поэтому мы приступили к дальнейшему исследованию этих отношений."
Исследователи проводили эксперименты как in vitro, так и in vivo, чтобы определить, как и снижает ли BSHs токсичность желчных кислот. Сначала они изучили рост двух штаммов Lactobacillus в присутствии различных желчных кислот и с удивлением обнаружили, что конъюгированный глицин или таурин сыграли большую роль в установлении токсичности данной желчной кислоты. Затем BSHs были выделены и биохимически исследованы для определения того, были ли они более или менее активны в отношении специфичных желчных солей, и могут ли они повлиять на выживание лактобацилл при выращивании в присутствии желчных кислот.
"Так что связь между бактериями, BSH и желчными кислотами не так проста. Эти знания могут помочь нам разработать стратегию улучшения здоровья человека путем продления жизни полезных микробов или предотвращения колонизации патогенных микроорганизмов. Если мы собираемся попробовать целенаправленно создать микробиоту кишечника в будущем, мы действительно должны понять всех игроков - бактерий, ферменты и желчные кислоты - и их ситуативные отношения. Эта работа - большой первый шаг в этом направлении. BSH - это всего лишь один из инструментов, которые лактобактерии используют, чтобы адаптироваться к жизни в конкурентном кишечном тракте. Наша работа будет способствовать расширению наших знаний о бактериально-модифицированной желчи и ее влиянию на организм человека", - отмечает Тэриот.
Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
