Bacteriile intestinale folosesc semnalele alimentare pentru a regla absorbția nutrienților
Cercetătorii de la Universitatea Carnegie Mellon au descoperit că bacteriile din intestin pot detecta momentul în care oamenii mănâncă și trimit semnale care ajută celulele intestinale să absoarbă nutrienții la momentul potrivit al zilei. Studiul, condus de Zheng Kuang, profesor asociat în cadrul Departamentului de Științe Biologice, relevă o legătură necunoscută până acum între microbiom, ritmurile circadiene și metabolism.
„Aceste bacterii nu au acces la lumină”, a explicat Kuang. „În schimb, folosesc hrana ca semnal pentru a măsura timpul. Când mâncăm, ele produc molecule care comunică cu celulele intestinale și ajută la coordonarea absorbției nutrienților.”
Un ceas microbian bazat pe fitat
Echipa de cercetare a descoperit că tulpina de bacterii studiată metabolizează fitatul, un compus natural prezent în alimente precum nuci, semințe și cereale. În timpul descompunerii fitatului, bacteriile produc molecule care activează o proteină din celulele intestinale, iar aceasta din urmă activează genele responsabile de absorbția nutrienților. Astfel, bacteriile semnalează organismului că hrana este disponibilă și că este momentul să o valorifice cât mai eficient.
„Aceste bacterii au evoluat alături de oameni de-a lungul a milioane de ani”, a spus Kuang. „Când hrana era disponibilă, era benefic să absorbi cât mai mulți nutrienți.”
Un avantaj străvechi în context modern
Studiul oferă și o perspectivă nouă asupra problemelor actuale, precum obezitatea. Folosind modele pe șoareci, cercetătorii au constatat că bacteriile capabile să activeze această cale au favorizat acumularea de grăsime atunci când animalele au consumat diete bogate în calorii. La prima vedere, acest lucru ar putea părea dăunător, însă Kuang susține că sistemul a ajutat oamenii să supraviețuiască în perioadele în care hrana era puțină. De-a lungul celei mai mari părți a istoriei umane, obținerea suficientor calorii a reprezentat o provocare, iar bacteriile care ajutau organismul să extragă mai multă energie din alimente ofereau un avantaj clar.
„În trecut, această relație ne-a ajutat să creștem și să supraviețuim”, a declarat Kuang. „Astăzi trăim într-un mediu diferit, cu acces constant la alimente bogate în calorii. Un sistem care odinioară era benefic poate acum contribui la probleme metabolice.”
Pentru a testa această idee, cercetătorii au studiat și animale hrănite cu diete sărace în nutrienți, pentru a imita condițiile cu care se confruntă populațiile subnutrite. La aceste animale, bacteriile și moleculele produse de ele au îmbunătățit creșterea, ajutându-le să obțină mai mulți nutrienți din hrana limitată.
Aplicații potențiale în nutriție și agricultură
Potrivit lui Kuang, bacteriile implicate în absorbția nutrienților ar putea fi folosite în viitor pentru a combate malnutriția. Bacteriile utilizate în studiu se găsesc la oameni și pot apărea în concentrații mai mici la copiii subnutriți decât la copiii sănătoși. Cercetările viitoare vor explora dacă stimularea acestor bacterii ar putea ajuta populațiile afectate de insecuritate alimentară să obțină mai mulți nutrienți și să aibă o creștere sănătoasă. Kuang vede și aplicații agricole potențiale, inclusiv abordări bazate pe microbiom care ar putea îmbunătăți creșterea animalelor de fermă.
Deși aplicațiile în nutriție și agricultură rămân la ani distanță, descoperirile arată că ceasurile biologice sunt influențate de mai mult decât lumina soarelui. „Alinierea dintre momentul în care mâncăm și momentul în care organismul nostru se așteaptă la hrană pare a fi foarte importantă”, a concluzionat Kuang. „Munca noastră sugerează că menținerea unor tipare constante de alimentație poate sprijini o relație sănătoasă între microbiom și organism.”
