Motinos pieno tyrimas atskleidė netikėtą fermentą: jis padeda formuotis kūdikių žarnyno mikrobiotai

Sekite TechNaujienos Google

Mokslininkai išsiaiškino naują mechanizmą, padedantį kai kurioms kūdikių žarnyno bakterijoms pasisavinti maistines medžiagas iš motinos pieno. Lapkričio 2 d. paskelbtas tyrimas rodo, kad svarbų vaidmenį gali atlikti fermentas PNGaseA, anksčiau dažniau sietas su kitais biologiniais procesais. Rezultatas padeda geriau suprasti ankstyvą kūdikių žarnyno mikrobiotos vystymąsi.

Apie atradimą paskelbė Birmingamo universitetas. Dr. Lucy Crouch vadovaujama komanda ištyrė, kaip tam tikros žarnyno bakterijos gali pasiekti sunkiau įsisavinamus motinos piene esančių junginių cukrus. Darbas publikuotas moksliniame žurnale „Nature Communications“.

Motinos pienas nėra vien kalorijų, baltymų ir riebalų šaltinis. Jame taip pat yra sudėtingų angliavandenių bei glikozilintų junginių, kurie gali veikti kaip tam tikrų mikroorganizmų maisto šaltinis. Kūdikio žarnyne gyvenančioms bakterijoms dažnai reikia specializuotų fermentų, kad jos galėtų išlaisvinti ir panaudoti šiuos junginius.

Vienas svarbių kūdikių mikrobiotos narių yra „Bifidobacterium“ genties bakterijos. Jos dažnai siejamos su ankstyva žarnyno mikroorganizmų bendrijos raida. Tačiau ne visos šios bakterijos vienodai geba skaidyti motinos piene aptinkamas molekules, todėl tyrėjams svarbu suprasti konkrečius jų metabolizmo įrankius.

Naujausi straipsniai

4 min. skaitymo • prieš 60 minučių

30 tūkst. metų moters DNR atskleidė netikėtus ryšius tarp Europos ledynmečio bendruomenių

4 min. skaitymo • prieš 1 val

NASA Antarktidoje užfiksavo milžinišką „kaukolę“: ką iš tiesų matome palydovo nuotraukoje?

4 min. skaitymo • prieš 1 val

„Anthropic“ rengiasi IPO: Japonijos investuotojams numatyta iki 3,5 mlrd. dolerių akcijų

Visi naujausi straipsniai →

Kaip bakterijos pasiekia sudėtingus pieno cukrus

Fermentas PNGaseA paprastai žinomas dėl gebėjimo dalyvauti su cukrų grupėmis susijusių baltymų skaidymo procesuose. Naujas tyrimas atskleidė, kad tam tikros bakterijos gali juo pasinaudoti pasiekdamos maistines medžiagas, kurių kitaip įsisavinti būtų sunkiau. Tai papildė ankstesnes žinias apie mikrobiotos mitybos strategijas.

Kalbant paprastai, sudėtingus junginius galima palyginti su užrakintomis maistinių medžiagų saugyklomis. Skirtingi fermentai veikia kaip skirtingi raktai, leidžiantys atlaisvinti konkretų molekulės fragmentą. Tačiau toks palyginimas supaprastina tikrąjį procesą: fermentų veikimas priklauso nuo tikslios molekulių struktūros ir bakterijos genų.

Tyrimas įdomus todėl, kad mikrobiotos sudėtis kūdikystėje kinta labai greitai. Skirtingi maitinimosi ir aplinkos veiksniai gali turėti įtakos tam, kurios bakterijos įsitvirtina, konkuruoja dėl išteklių ar sudaro bendrijas. Vieno fermento atradimas nereiškia, kad jis vienintelis lemia sveiką žarnyno vystymąsi.

Laboratorijoje išaiškintas biocheminis mechanizmas savaime nėra klinikinis įrodymas, kad pakeitus vieną kūdikio mitybos komponentą pagerėtų jo sveikata. Tam reikėtų papildomų bandymų, kurie įvertintų poveikį visai mikrobiotai, saugumą ir realius sveikatos rodiklius.

Ką atradimas reiškia būsimoms kūdikių mitybos technologijoms

Mokslininkai tikisi, kad tokie atradimai ateityje padės tiksliau projektuoti kūdikių mitybos produktus, kurie palaikytų specifinių naudingų bakterijų augimą. Tačiau tai ilgalaikė mokslo kryptis, o ne jau patvirtinta nauja kūdikių mišinių sudėtis, galinti pakeisti dabartines rekomendacijas.

Šio tyrimo nereikėtų interpretuoti kaip priežasties savarankiškai keisti kūdikio maitinimą ar pirkti papildus su konkrečiu fermentu. Fermentai, veikiantys bakterijų lygmeniu, nebūtinai turėtų tokį patį poveikį, jei būtų įtraukti į maistą. Kūdikių mitybos sprendimai turėtų remtis pediatrų rekomendacijomis ir patikrintais produktais.

Žarnyno mikrobiotos mokslas kartais pristatomas taip, tarsi būtų vienas universalus „gerųjų bakterijų“ receptas. Iš tikrųjų skirtingi mikrobai sąveikauja tarpusavyje ir su šeimininko organizmu, o kūdikystėje ši ekosistema dar tik formuojasi. Todėl nauji biocheminiai atradimai svarbūs, bet jų klinikinė reikšmė turi būti įvertinta atsargiai.

Neseniai rašėme ir apie kitą mikrobiologijos kryptį – bakteriofagų tyrimus. Abu darbai rodo, kad geriau suprasti mikroorganizmų veikimą yra būtina norint kurti naujas medicinos ir biotechnologijų priemones.

Taigi svarbiausia naujiena ne tai, kad mokslininkai jau sukūrė geresnį kūdikių mišinį, o tai, kad jie atskleidė dar vieną motinos pieno ir žarnyno bakterijų sąveikos mechanizmą. Ateities tyrimai parodys, ar šios žinios virs praktinėmis mitybos inovacijomis.

Atskirų pieno sudedamųjų dalių poveikis mikroorganizmams gali priklausyti ir nuo to, kokios kitos rūšys gyvena žarnyne. Viena bakterija gali pradėti skaidyti sudėtingą molekulę, o kita panaudoti susidariusius mažesnius junginius. Todėl natūralioje mikrobiotoje vyksta daugialypės sąveikos, kurių neįmanoma iki galo paaiškinti vieno fermento veikla. Būsimi tyrimai turės įvertinti šį platesnį kontekstą.

Yra ir svarbus skirtumas tarp tyrimo laboratorijoje ir poveikio realiems kūdikiams. Net jei fermentas patikimai veikia su tiriamu junginiu, reikia nustatyti, ar jis tokiomis pačiomis sąlygomis veikia žarnyne, kaip dažnai šis mechanizmas pasitaiko ir ar jo poveikis reikšmingas sveikatai. Mokslininkams išaiškinus mechanizmą, atsiranda galimybė kelti tikslesnes hipotezes, tačiau tai nėra naujos medicininės rekomendacijos.