Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Όποιος το μύρισε το μοίρασε…ειδικά αν αυτό που μοιράστηκε μυρίζει σαν σάπια αυγά. Ο ένοχος πίσω από αυτή τη μυρωδιά του αυγού είναι το υδρόθειο (H2S), ένα άχρωμο, πικάντικο αέριο που παράγεται τόσο από κύτταρα θηλαστικού όσο και από βακτήρια στο έντερο. Εκτός από την ικανότητα να καθαρίζει ένα δωμάτιο, το H2S εμπλέκεται επίσης σε μυριάδες διαδικασίες που προάγουν την υγεία και τις ασθένειες. Λοιπόν, ποια είναι η μείωση του φυσικού αερίου από κάτω;
Παραγωγή H2S στο έντερο
Οι περισσότεροι άνθρωποι πιθανότατα έχουν βιώσει τη δυσοσμία του H2S κάποια στιγμή στη ζωή τους. Το αέριο – ένα μόριο πλούσιο σε ηλεκτρόνια που αποτελείται από ένα άτομο θείου που πλαισιώνεται από 2 υδρογόνα – χρησιμοποιείται σε/παράγεται από διάφορες βιομηχανικές διεργασίες (π.χ. παραγωγή τροφίμων, κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων, πετρελαίου και φυσικού αερίου, μεταξύ άλλων). Μπορεί επίσης να βρεθεί να εκτοξεύεται από υπονόμους, θερμές πηγές και οργανική ύλη σε αποσύνθεση. Τα φυτά παράγουν H2S, όπως και τα βακτήρια-συμπεριλαμβανομένων εκείνων που αποκαλούν το έντερό μας σπίτι.
Μερικά μικρόβια του εντέρου (π.χ. Salmonella, Escherichia, Fusobacterium και άλλα) παράγουν H2S διασπώντας τα αμινοξέα που περιέχουν θείο, όπως η κυστεΐνη ή η ταυρίνη, για ενέργεια. Τέτοια θειούχα υποστρώματα μπορούν να προέρχονται από τη διατροφή του ξενιστή ή από τον ίδιο τον ξενιστή (για παράδειγμα, η ταυρίνη συχνά προέρχεται από μικροβιακό μεταβολισμό των χολικών οξέων). Ορισμένα αναερόβια βακτήρια, συγκεκριμένα μέλη του γένους Desulfovibrio, παράγουν επίσης H2S μέσω της αναγωγής του θειικού (SO2-4), μιας ένωσης που βρίσκεται φυσικά σε διάφορα τρόφιμα και πόσιμο νερό. Ενώ τα κύτταρα ξενιστές παράγουν H2S από κυστεΐνη και άλλα συν-υποστρώματα (γνωστά ως ενδογενές H2S), ένα μεγάλο κλάσμα του υλικού που επιπλέει γύρω από το έντερο παράγεται από βακτήρια (εξωγενές H2S).
Οι περισσότεροι άνθρωποι είναι εξοικειωμένοι με το H2S που παράγεται από το έντερο ως συστατικό του πτερυγίου (όσο θα ήθελαν να μην ήταν). Αλλά το πώς παράγεται (και απελευθερώνεται) το H2S είναι ένα πράγμα. Το πώς αλληλεπιδρά τόσο με τα βακτηριακά όσο και με τα κύτταρα ξενιστή στο έντερο για να επηρεάσει πολλές φυσιολογικές διεργασίες είναι ένα άλλο.
Πώς το H2S επηρεάζει τα βακτήρια;
Η μετατροπή του θείου σε H2S παρέχει μια πηγή ενέργειας για τα βακτήρια. Ωστόσο, το ίδιο το αέριο είναι κάτι περισσότερο από ένα υποπροϊόν του μεταβολισμού. Προστατεύει επίσης τα μικρόβια από περιβαλλοντικές επιθέσεις, όπως το οξειδωτικό στρες. Πως? Το αέριο καθαρίζει ελεύθερες ρίζες και άλλα μόρια που μπορούν να βλάψουν το DNA και αυξάνει τη δραστηριότητα των ενδογενών, αντιοξειδωτικών ενζύμων. Περαιτέρω καθιερώνοντας τον προστατευτικό του ρόλο, το H2S έχει αποδειχθεί ότι παρέχει προστασία έναντι των θανατηφόρων επιδράσεων των αντιβιοτικών, μερικά από τα οποία επιβάλλουν οξειδωτικό στρες στα βακτηριακά κύτταρα.
Το H2S μπορεί επίσης να είναι ευεργετικό για τη μικροβιακή επιβίωση στο πλαίσιο των στρεσογόνων παραγόντων που επιβάλλονται από τον ξενιστή. Για παράδειγμα, μια μελέτη του 2018 έδειξε ότι στελέχη μη λοιμογόνου Escherichia coli και ανθεκτικού στη μεθικιλλίνη Staphylococcal aureus που δεν ήταν σε θέση να δημιουργήσουν H2S ήταν πιο επιρρεπή στη θανάτωση από λευκοκύτταρα in vitro. Η έλλειψη παραγωγής H2S διευκόλυνε επίσης τη βακτηριακή κάθαρση σε μοντέλα ποντικών με σήψη και σοβαρά εγκαύματα. Αν και δεν είναι ειδικά για τη μικροχλωρίδα του εντέρου, αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν συλλογικά ότι το H2S δρα ως βακτηριακός αμυντικός μηχανισμός ενάντια στις ανοσολογικές αποκρίσεις του ξενιστή που θα μπορούσε να είναι προστατευτικό στο πλαίσιο της εντερικής επιβίωσης και ανάπτυξης.
Όταν είναι καλό να είσαι αέρινος
Όσον αφορά την υγεία του ξενιστή, οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και αρκετές δεκαετίες ότι το H2S κάνει πολύ καλό στον ανθρώπινο οργανισμό. Λειτουργεί σε μεγάλο βαθμό ως μόριο σηματοδότησης και εμπλέκεται σε οτιδήποτε, από τη γονιδιακή μεταγραφή και τις αντιδράσεις ROS έως την κυτταρική αναπνοή και τον πολλαπλασιασμό. Το αέριο χρησιμεύει επίσης ως σημαντική πηγή ενέργειας για τα επιθηλιακά κύτταρα του παχέος εντέρου.
Επιπλέον, το H2S που παράγεται στο έντερο δεν μένει εκεί. διαχέεται έξω από το έντερο στην κυκλοφορία, όπου συμβάλλει στη λειτουργία οργάνων σε όλο το σώμα, συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς, των πνευμόνων και του εγκεφάλου. Πράγματι, δεδομένα από μελέτες σε ζώα υποδηλώνουν ότι το κυκλοφορούν H2S προέρχεται σε μεγάλο βαθμό από τη μεταβολική δραστηριότητα της μικροχλωρίδας του εντέρου.
Για το σκοπό αυτό, το H2S που δημιουργείται από μικρόβια μπορεί, με τη σειρά του, να διαμορφώσει τη σύνθεση της ίδιας της μικροβιακής κοινότητας του εντέρου. Αυτό έχει μια πληθώρα επιπτώσεων στην υγεία του ξενιστή, συμπεριλαμβανομένης της βοήθειας στην εκπαίδευση και ρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος, ώστε να μπορεί να αναγνωρίσει τους μικροβιακούς φίλους από τους εχθρούς.
Έτσι, το H2S είναι ταυτόχρονα μια βακτηριακή άμυνα ενάντια στις αποκρίσεις του ξενιστή, καθώς και ένα εργαλείο που διαμορφώνει αυτές τις αποκρίσεις για τη διατήρηση της εντερικής ομοιόστασης. Το αέριο επίσης αλληλεπιδρά άμεσα με τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος για να επηρεάσει την ενεργοποίηση και τη δραστηριότητά τους. Επιπλέον, η μικροβιακή παραγωγή H2S μπορεί να αναστείλει τα ένζυμα που απαιτούνται για την αερόβια αναπνοή από ορισμένα βακτηριακά παθογόνα (π.χ. Klebsiella pnuemonieae), συμβάλλοντας έτσι δυνητικά στην αντίσταση στη μόλυνση.
Όταν το H2S στο έντερο είναι σάπιο (αυγά)
Αλλά υπάρχει μια σύλληψη: το H2S είναι τοξικό. Ή, ακριβέστερα, μπορεί να είναι τοξικό, ανάλογα με τη συγκέντρωση. Αυτή η “απόκριση σε σχήμα καμπάνας” είναι ένα καθοριστικό χαρακτηριστικό του H2S. είναι μια χαρά σε μικρές ποσότητες. Ωστόσο, εάν η ποσότητα του H2S υπερκαλύπτει την ικανότητα των κυττάρων να το χρησιμοποιούν και να το αποτοξινώνουν, τότε γίνεται πρόβλημα.
Τι ακριβώς είναι αυτά τα προβλήματα; Η υπερβολική ποσότητα H2S αναστέλλει την κυτταρική αναπνοή του ξενιστή αναστέλλοντας ένα συστατικό της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων στα μιτοχόνδρια και καταστρέφει το DNA. Μεγάλες ποσότητες εξωγενούς H2S έχουν επίσης αποδειχθεί ότι μετουσιώνουν το προστατευτικό στρώμα βλέννας που καλύπτει το έντερο. Όταν συμβεί αυτό, τα βακτήρια μπορεί να έχουν πρόσβαση στο υποκείμενο επιθήλιο και να προκαλέσουν φλεγμονή.
Στην πραγματικότητα, υπάρχουν δεσμοί μεταξύ των βακτηρίων που παράγουν H2S και των φλεγμονωδών εντερικών καταστάσεων, όπως η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου (IBD), το σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου και ο καρκίνος του παχέος εντέρου. Δεδομένου ότι αυτοί οι σύνδεσμοι είναι σε μεγάλο βαθμό συνειρμικοί, απαιτείται περισσότερη έρευνα για την καλύτερη κατανόηση του σαφούς ρόλου του H2S στην εκδήλωση και την εξέλιξη της νόσου. Αυτό εντάσσεται στην ευρύτερη ανάγκη για μεγαλύτερες μηχανιστικές γνώσεις σχετικά με τις επιδράσεις του αερίου στην εντερική μικροχλωρίδα και τις επακόλουθες επιπτώσεις στις διαδικασίες του ξενιστή (π.χ. στο ανοσοποιητικό σύστημα).
