Tarmfloran reglerar antioxidanters ämnesomsättning

I en nyligen publicerad studie visar forskare vid Chalmers, KTH och Göteborgs universitet att tarmfloran reglerar ämnesomsättningen av både glutation och en mängd aminosyror i däggdjur. Forskarna har avslöjat skillnaderna i ämnesomsättning mellan bakteriefria och normala möss, med hjälp av en ny kombination av flera olika metoder.

Glutation är människans mest kraftfulla antioxidant och den viktigaste molekylen för att kroppen ska kunna göra sig av med gifter. Den har en betydelsefull roll inom immunförsvaret, näringsmetabolismen och regleringen av andra viktiga cellulära händelser. Glutation tillverkas inne i cellerna från tre aminosyror, som i sin tur kommer från kosten. Brist på glutation bidrar till oxidativ stress, som spelar en viktig roll i mekanismerna för ovan nämnda komplexa sjukdomar.

Forskarna har skapat en karta över musens ämnesomsättning, och vävnadsspecifika datormodeller för större musvävnader. Med hjälp av dem och experimentella data kunde de visa att mikroorganismer i tunntarmen förbrukar glycin, som är en av de tre aminosyror som krävs för syntes av glutation. Resultaten kunde bekräftas genom mätningar av nivån av glycin i blodet. Dessutom var nivån av glycin också lägre i vävnad från levern och tjocktarmen, vilket indikerar att tarmfloran reglerar glutationmetabolismen även där och inte bara i tunntarmen.

– Vissa bakterier i tarmen konsumerar glycin, som krävs för syntesen av glutation, säger chalmersforskaren Adil Mardinoglu som är studiens försteförfattare. Obalanser i sammansättningen av bakterier kan därför leda till utvecklingen av kroniska sjukdomar.

Andra studier har visat att obalanser i blodhalten av glycin och andra aminosyror är kopplat till fetma, typ 2-diabetes och fettlever.

Forskarna identifierar tarmflorans effekt genom att studera skillnader i ämnesomsättning mellan normala och bakteriefria möss, i flera olika sorters vävnader från tarm, lever och fettvävnad.

– Det är uppseendeväckande att personer med dessa sjukdomar har lägre glycinhalter i blodet än friska försökspersoner, säger chalmersforskaren Jens Nielsen, som leder forskningen. Därför skulle det vara intressant att undersöka de mikrobiella aminosyrorna i människans tarm och deras roll vid utvecklingen av sådana sjukdomar.

– Upptäckten att bakterierna i tunntarmen konsumerar glycin och reglerar glutationmetabolismen kan leda till utveckling av probiotika som etablerar nyttiga bakterier i matsmältningssystemet. Resultaten från studien kan användas för att förstå bakteriernas roll i metaboliska processer som påverkar utvecklingen av fetma, typ 2-diabetes, fettlever och undernäring.

Studien The gut microbiota modulates host amino acid and glutathione metabolism in mice har publicerats i tidskriften Molecular Systems Biology.

Kontaktinformation:
Adil Mardinoglu, Chalmers, +031-772 31 40, adilm@chalmers.se