Tiêu hóa Chủ nhật, ngày 7/1/2024

Những phát hiện mới về vi khuẩn đường ruột

Nghiên cứu mới cho thấy một số nhóm vi khuẩn trong ruột có khả năng xử lý đáng kinh ngạc, với một lượng lớn gen giúp chúng tự tạo ra năng lượng và có khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Ảnh minh họa
Ảnh minh họa
Hệ vi sinh vật đường ruột rất hữu ích cho quá trình tiêu hóa và sức khỏe của con người nên nó thường được gọi là cơ quan tiêu hóa bổ sung. Bộ sưu tập lớn vi khuẩn và các vi sinh vật khác trong ruột giúp chúng ta phân hủy thức ăn và tạo ra chất dinh dưỡng hoặc các chất chuyển hóa khác có tác động đến sức khỏe con người theo vô số cách. Nghiên cứu mới của Đại học Chicago cho thấy một số nhóm vi sinh vật trợ giúp này cũng rất tháo vát, với một lượng lớn gen giúp chúng tạo ra năng lượng cho bản thân và có khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Bài báo xuất bản ngày 4 tháng 1 năm 2024 trên tạp chí Nature Microbiology , đã xác định 22 chất chuyển hóa mà ba họ vi khuẩn đường ruột có quan hệ họ hàng xa sử dụng làm chất thay thế cho oxy để hô hấp trong môi trường kỵ khí của ruột.

Những vi khuẩn này cũng có tới hàng trăm bản sao gen để sản xuất các enzyme xử lý các chất chuyển hóa thay thế này - nhiều hơn so với số lượng đã đo được ở vi khuẩn sống bên ngoài ruột.

Những kết quả này cho thấy vi khuẩn đường ruột kỵ khí cũng có thể có khả năng tạo ra năng lượng từ hàng trăm hợp chất khác.

Sam Light, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư Vi sinh vật học của Gia đình Neubauer tại UChicago và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Đây là những ví dụ về một số chất chuyển hóa đặc biệt hoạt động trên tất cả các chất chuyển hóa khác nhau được tạo ra bởi hệ vi sinh vật đường ruột”.

"Điều này thật thú vị vì một trong những cách chính mà hệ vi sinh vật tác động đến sức khỏe của chúng ta là tạo ra hoặc sửa đổi những phân tử nhỏ này, sau đó chúng có thể xâm nhập vào máu và hoạt động giống như thuốc."

Ở cấp độ sinh vật, chúng ta thường nghĩ hô hấp là quá trình hít thở oxy.

Ở cấp độ tế bào, hô hấp mô tả một quá trình sinh hóa tạo ra năng lượng.

Hầu hết các tế bào sử dụng oxy để hô hấp, nhưng trong môi trường kỵ khí như bên trong ruột, các tế bào đã tiến hóa để sử dụng các phân tử khác.

Tế bào có hai loại trao đổi chất chính để tạo ra năng lượng: lên men và hô hấp.


Trong quá trình lên men, tế bào phá vỡ các phân tử để trực tiếp tạo ra năng lượng.

Hô hấp có sự tham gia của hai phân tử: chất cho điện tử và chất nhận điện tử.

Một ví dụ kinh điển của quá trình này sử dụng glucose làm chất cho và oxy làm chất nhận.

Các tế bào phân hủy glucose bằng cách đưa các electron được chiết qua một loạt các bước trước khi chuyển giao cuối cùng sang phân tử oxy.

Điều này thúc đẩy tế bào tạo ra ATP, hay adenosine triphosphate: nguồn năng lượng cơ bản để sử dụng và lưu trữ ở cấp độ tế bào.

Hầu hết các vi khuẩn sống trong ruột sử dụng quá trình lên men, nhưng cũng có một số loại vi khuẩn được biết đến với quá trình chuyển hóa qua đường hô hấp, bao gồm cả những loại sử dụng chất nhận điện tử carbon dioxide và sunfat.

Đối với nghiên cứu mới, Light và các đồng nghiệp đã phân tích cơ sở dữ liệu gồm hơn 1.500 bộ gen từ cơ sở dữ liệu về vi khuẩn đường ruột của con người.

Họ đã thấy sự phân bố đáng ngạc nhiên của các gen tạo ra reductase, đó là các enzyme sử dụng các chất nhận điện tử hô hấp khác nhau.

Trong khi hầu hết các bộ gen chỉ mã hóa một vài reductase thì một tập hợp con nhỏ mã hóa hơn 30 loại khác nhau.

Những vi khuẩn này không có quan hệ họ hàng gần gũi; chúng đến từ ba họ riêng biệt và có quan hệ họ hàng xa (Burkholderiaceae, Eggerthellaceae và Erysipelotrichaceae) cách nhau hàng trăm triệu năm lịch sử tiến hóa.

Những vi khuẩn này dường như có nhiều khả năng hơn so với vi khuẩn có quá trình trao đổi chất hô hấp sống bên ngoài sinh vật chủ, chủ yếu sử dụng các hợp chất vô cơ.

Vi khuẩn đường hô hấp mà Light và nhóm nghiên cứu đã xác định chuyên về các chất chuyển hóa hữu cơ khác nhau, điều này có ý nghĩa khi được cung cấp thực phẩm liên tục.

Light cho biết: “Có rất nhiều chất hữu cơ trong ruột đến từ thực phẩm chúng ta ăn. Nó rất phức tạp về mặt hóa học và bạn cần nhiều enzyme hơn để chứa nó trong môi trường đó”.

"Chúng tôi nghĩ rằng sự đa dạng của gen này cho phép vi khuẩn đường ruột sử dụng rất nhiều thứ khác nhau theo cách của chúng."

Một số chất chuyển hóa mà chúng sử dụng cũng có ý nghĩa thú vị đối với sức khỏe đường ruột của con người.

Ví dụ, những người mắc bệnh tiểu đường loại 2 có hàm lượng sản phẩm phụ axit amin gọi là imidazole propionate trong máu cao hơn.

Một chất chuyển hóa khác, resveratrol, tác động đến một số quá trình trao đổi chất và hệ thống miễn dịch, và itaconate được tạo ra bởi các đại thực bào để đáp ứng với nhiễm trùng.

Light hy vọng rằng nhiều nghiên cứu như thế này sẽ giúp chúng ta hiểu được chức năng của các vi khuẩn khác nhau trong ruột, từ đó có thể tận dụng để cải thiện sức khỏe.

Ông nói: “Tôi hy vọng sự hiểu biết của chúng ta về các quá trình trao đổi chất khác nhau này và cách chúng hoạt động sẽ cho phép chúng ta đưa ra các chiến lược can thiệp – thông qua chế độ ăn uống hoặc dược lý – để điều chỉnh dòng chất chuyển hóa thông qua các con đường khác nhau này”. "Vì vậy, trong bất kỳ bối cảnh nào, như bệnh tiểu đường loại 2 hoặc sau khi bị nhiễm trùng, chúng tôi có thể kiểm soát những chất chuyển hóa nào được tạo ra để mang lại lợi ích điều trị."

Nguồn Đại học Chicago
- Thuocbietduoc.com.vn cung cấp thông tin về hơn 30.000 loại thuốc theo toa, thuốc không kê đơn. - Các thông tin về thuốc trên Thuocbietduoc.com.vn cho mục đích tham khảo, tra cứu và không dành cho tư vấn y tế, chẩn đoán hoặc điều trị. - Khi dùng thuốc cần tuyệt đối tuân theo theo hướng dẫn của Bác sĩ
- Chúng tôi không chịu trách nhiệm về bất cứ hậu quả nào xảy ra do tự ý dùng thuốc dựa theo các thông tin trên Thuocbietduoc.com.vn
Thông tin Thuốc và Biệt Dược
- Giấy phép ICP số 235/GP-BC.
© Copyright Thuocbietduoc.com.vn
- Email: contact.thuocbietduoc@gmail.com