Arszenik, który występuje w podziemnych wodach wielu części świata, nie ma wpływu na organizmy ludzkie i zwierzęce. Głównym narządem neutralizującym arsen jest wątroba. Jednak naukowcy zidentyfikowali bakterie jelitowe, które są również w stanie skutecznie chronić ludzkie ciało przed toksycznymi substancjami.
W jaki sposób bakterie chronią organizm przed zatruciem?
Arsen występuje w wielu rudach, z których przedostaje się do wód gruntowych. Ludzcy przodkowie tak często spotykali się z trucizną w przeszłości, że w trakcie ewolucji nabyli mechanizmy ochronne.
Specjalny enzym - transferaza arsenu - może przekształcić toksyczną substancję w kwas dimetylarsynowy, który jest wydalany przez nerki bez konsekwencji.
Eksperymenty grupy badawczej z University of Montana wykazały, że arsen w organizmie jest również wydalany na inne sposoby. Myszy pozbawione genu transferazy arsenu przeżyły po ekspozycji na arsen.
Jednak pacjenci zmarli, jeśli otrzymali antybiotyk cefoperazonu, który zabija korzystne bakterie jelitowe. Dlatego naukowcy zasugerowali, że niektóre bakterie jelitowe wiążą i usuwają arsen z kału.
Czy ludzie mają takie bakterie?
Bakterie występują również u ludzi. Przeszczep ludzkich bakterii jelitowych zapobiegł śmierci myszy z arszeniku. Jednak przeszczep stolca nie zawsze działał równie dobrze. Naukowcy wykorzystali odchody 5 dawców ludzkich. Myszy były w stanie przetrwać zatrucie arszenikiem przez różne okresy czasu.
Najwyraźniej nie wszystkie bakterie jelitowe są zdolne do wiązania lub aktywnego neutralizowania arsenu.
W dalszych eksperymentach naukowcy odkryli interesującą bakterię - Faecalibacterium prausnitzii. Ona, zdaniem ekspertów, bierze udział w usuwaniu arsenu z ludzkiego ciała.
Genom tej bakterii zawiera tę samą transferazę arsenu, którą dana osoba ma w wątrobie. Dalsze eksperymenty na myszach wykazały, że wcześniejsze podanie bakterii może chronić zwierzęta.
Faecalibacterium prausnitzii jest dostępny w postaci kapsułek.
Ludzie mieszkający w regionach o wysokiej zawartości arsenu w wodzie pitnej mogą chronić się przed arsenem za pomocą środków probiotycznych.
Czy zmniejszenie liczby „pożytecznych” bakterii w jelitach jest niebezpieczne dla ludzi?
Faecalibacterium prausnitzii jest bakterią Gram-ujemną, która stanowi ponad 5% całkowitej liczby mikroorganizmów w jelicie. To czyni go jednym z najczęstszych beztlenowych mikroorganizmów jelitowych.
Faecailbacterium jest uważane za ważne źródło energii dla komórek błony śluzowej jelit. Po raz pierwszy został szczegółowo opisany w 2002 r. Przez amerykańskiego mikrobiologa Duncana. Bakteria jest nieruchoma i tworzy kwas masłowy, mrówkowy i mlekowy, ale bez wodoru.
Faecalibacterium prausnitziii ma również bezpośredni wpływ ochronny na integralność bariery śluzówkowej. Spadek stężenia pożytecznych bakterii jest związany z chorobą zapalną jelit.
Spadek liczby mikroorganizmów może być związany z niedoborem kolonocytów, co zwiększa ryzyko różnych chorób okrężnicy.
Najczęstsze choroby spowodowane brakiem bakterii:
- ostre zapalenie jelit;
- przewlekła zapalna choroba jelit (choroba Crohna, wrzodziejące zapalenie jelita grubego);
- choroby nowotworowe.
Faecalibacterium prausnitzii to uniwersalny mikroorganizm, który jest potrzebny do utrzymania prawidłowej czynności jelit. Przedstawiciele tego gatunku są bardzo wrażliwi na zmiany w środowisku jelitowym. Zmiany w liczbie i populacji tego gatunku obserwowano w niektórych zaburzeniach jelitowych. Naukowcy zamierzają wykorzystać szczep F. prausnitzii jako złoty standard miary zdrowych jelit.
Regularne stosowanie probiotyku pomaga znormalizować florę jelitową i zmniejsza ryzyko rozwoju chorób zapalnych jelit. Naukowcy wciąż badają wpływ przeszczepionego stolca z dużą liczbą pożytecznych bakterii na zdrowie ludzi.
Do 2022 r. Pojawią się pierwsze znaczące wyniki dotyczące wpływu przeszczepu kału na zapalenie jelit.
