Ruminococcus bromii, микроб, который любит углеводы
Удивительная бактерия Ruminococcus bromii, обитающая в кишечнике человека, входит в десятку наиболее распространенных видов бактерий, встречающихся в толстой кишке.
Эта бактерия, впервые обнаруженная в 1972 году, играет уникальную роль в расщеплении крахмала. Крахмалы одни из самых распространенных углеводов в нашем рационе, которые содержатся в таких продуктах, как зерно, фасоль, чечевица и,например, зеленые бананы. Без усердной работы R.bromii другие клетки и виды бактерий в нашем кишечнике могли бы не иметь энергии, необходимой для их функционирования.
Существует множество различных видов Ruminococcus. Каждый из них отлично справляется с расщеплением различных сложных углеводов, в основном благодаря своим специализированным ферментным системам, которые позволяют им извлекать энергию из пищевых волокон. Например, Ruminococcus flavefaciens, который обычно встречается у крупного рогатого скота, коз и овец, особенно хорошо разлагает целлюлозу (основной компонент клеточных стенок растений). В человеческом кишечнике Ruminococcus bromii - это вид бактерий, которые действуют как специализированные разлагатели крахмала.
Когда R.bromii расщепляет крахмал в толстой кишке, образуются короткоцепочечные жирные кислоты. Существует три основных типа короткоцепочечных жирных кислот: ацетат, пропионат и бутират. Все они играют разную роль в нашем здоровье. Бутират, например, является основным источником энергии для клеток, выстилающих толстую кишку.
Исследование, проведенное учеными Абердинского университета, показало, что R.bromii лучше всего реагирует на диету с высоким содержанием стойкого крахмала. Такое реагирование наступает быстро, в течение нескольких дней после смены рациона. Количество R.bromii заметно увеличивается и это явление также быстро исчезает при переходе на другую диету, например, низкоуглеводную. Концентрация R.bomii в кишечнике у разных людей разная. Так, у небольшого числа участников одного эксперимента уровень R.bomii был изначально очень низким. Но даже когда их перевели на диету с высоким содержанием крахмала, популяция R.bromii в их кишечнике не изменилась. Эти добровольцы не смогли полностью расщепить съеденный ими крахмал, большая часть которого осталась в их стуле.
Это убедительно доказывает, что Ruminococcus bromii играет центральную роль в расщеплении крахмала до побочных продуктов, таких как глюкоза и ацетат, которые могут быть использованы другими бактериями для роста. Например, ацетат может использоваться для образования бутирата. Скорее всего люди с низким уровнем R.bromii не могут эффективно расщеплять крахмал и вырабатывают меньше полезных короткоцепочечных жирных кислот.
Удивительная способность Ruminococcus bromii расщеплять крахмал определяется ферментными системами клетки. R.bromii обладает примерно 27 ферментами, расщепляющими углеводы. Бактерии организуют эти ферменты в специализированные структуры, называемые амилосомами, на поверхности клетки. Эти структуры расщепляют сложный крахмал на более простые сахара (например, глюкозу), которые бактерия может использовать для роста. Для процветания R.bromii также необходимы витамины, поставляемые другими видами кишечных бактерий.
В процессе ферментации бактериями крахмала образуются также кислоты, такие как ацетат и формиат и спирты (этанол). Кислоты, образующиеся в процессе брожения, могут быть использованы для питания других видов бактерий. Например, формиат может быть использован бактериями вида Blautia для образования ацетата. Он, в свою очередь, используется для питания бактерий вида Faecalibacterium, которые образуют бутират. Бутират не только обеспечивает энергией клетки, выстилающие толстую кишку, но и снижает количество патогенных микроорганизмов в кишечнике, помогая поддержать иммунную систему и уменьшить воспаление.
Хотя мы мало задумываемся о том, что происходит с крахмалистыми углеводами, которые мы едим, вы можете быть уверены, что Ruminococcus bromii усердно работает в вашем кишечнике, используя эти продукты для питания других важных кишечных бактерий с помощью образуемых им молекул, которые затем используются для образования ряда других побочных продуктов (например, бутирата), что способствует поддержанию здоровья толстой кишки и даже предотвращает такие заболевания, как рак.
