(1) Mikroflora muokkaa typpiaineita (Sobko)

Eräs mikrofloran tehtävä on muokata epäorgaanista typpeä vaarattomaksi ja jopa hyödylliseen muotoon.

LÄHDE:
Sobko Tanja. Influence of the Microflora on Gastrointestinal Nitric Oxid Generation.Thesis for doctoral degree. Studies in newborn infants and germ-free animals. (Ph.D) 2006 Karolinska Institutet.STH. ISBN 91-7140-779-0

Suomennosta T. Sobkon abstraktista:
Suoliston oman bakteerikasvuston vaikutus mahasuolikanavan typpioksidin (NO) muodostukseen. Tutkimuksia on suoritettu vauvoilla ja koe-eläimillä, joista toiset olivat tavallisia ja toiset bakteerittomia suolistoltaan. 2006 Karoliininen instituutti.Tukholma.

”Väitöskirjatyön tausta ja tavoite
Suoliston bakteerien ja isäntäkehon välinen vaikutus on tärkeä suolen toiminnan fysiologisessa säätelyssä ja useitten sairauksien kehittymisessä.

Typpioksidilla ( NO) on useita biologisia vaikutuksia suolistossa, kuten paikallisen verenvirtauksen säätelyssä, suoliston motiliteetissa, veden ja elektrolyyttien kuljetuksessa ja immuniteetissa.

Tulehduksellista suolistotautia (Inflammatory Bowel Disease, IBD) potevilla henkilöillä on suoliston limakalvon NO-tuotto NO-syntaasientsyymillä (NOS) kovasti lisääntynyt, mutta asian merkitystä IBD-taudin patofysiologiassa ei vielä tunneta.

Maaperän nitriittibakteerit (denitrifying bacteria) osallistuvat typen kiertokulkuun ja muodostavat typpioksidia (NO) epäorgaanisista nitraateista ( NO3-) ja nitriiteistä (NO2-) käsin.

Tässä projektityössä haluttiin selvittää, voivatko suoliston mikro-organismit osaltaan lisätä typpioksidin (NO) osuutta ja missä olosuhteissa ne sen tekisivät.

Tutkijat kehittivät useita menetelmiä, joilla voitiin suoraan mitata kaasumuotoista typpioksidia (NO) in vivo vauvojen paksusuolesta ja tavallisen koe-eläimen ja bakteerittoman koe-eläimen koko suoliston alueelta. Lisäksi käytettiin koeputkitutkimuksia
( in vitro) selvittämään typpioksidin (NO) muodostus ja eri suolistobakteerien typpioksidin kulutus.

Projekti aloitettiin monitoroimalla vastasyntyneen suoliston bakteerikolonisaation alkaminen mittaamalla toistetusti paksusuolen vety (H2), lyhytketjuiset rasvahapot (Short chain fatty acids, SCFA) ja typpioksidi (NO).
Näitä merkitsijöita ei syntymähetkellä käytännöllisesti katsoen ollut havaittavissa, mutta sitten ne alkoivat lisääntyä tietyllä tavalla: ensin ilmestyi bakteeriperäisiä tuotteita: vetyä H2 ja lyhyitä rasvahappoja, SCFA, ja niitten jälkeen muutamia päiviä myöhemmin alkoi esiintyä typpioksidia, NO. Mielenkiintoista oli, että muutamilla ilmeisen terveillä vauvoilla liääntyi colonin NO samanlaisiin tasoihin kuin IBD-tautisilla aikuisilla ilmentäen vilkasta immuunisysteemin aktivaatiota vasteena kasvavalle bakteeriflooralle.

Seuraavaksi tutkijat selvittivät, voivatko bakteerit toimia mahasuolikanavan vaihtoehtoisena NO-lähteenä limakalvoperäisen typpioksidituotteen ohella.

Todettiin, että tavallisilla ( normaali mikroflooran omaavilla) koe-eläimillä typpioksidi (NO) oli selvästi aitioitunut siten, että mahalaukussa oli hyvin korkea pitoisuus, umpisuolessa
( cecum) keskirunsas pitoisuus ja ohutsuolessa sekä paksusuolessa matalia pitoisuuksia.

Sitävastoin bakteerittomalla koe-eläimellä ( germ free animals), typpioksidipitoisuus (NO) oli kautta suoliston matala.

Kun koe-eläimille syötettiin nitraattia (NO3-), mahalaukun NO lisääntyi kovasti tavallisilla koe-eläimillä, mutta ei bakteerittomilla ( germ-free), mikä vahvisti sen seikan, että epäorgaaninen nitraatti (NO3-) toimi substraattina, alkumateriaalina, bakteerien typpioksidin (NO) kehittämiseen.

Tutkijat jatkoivat osoittamalla, että maitohappoa tuottavat bakteerit (Lactobacilli ja Bifidobacteria) voivat in vitro ( koeputkioloissa) kehittää huomattavia määriä typpioksidia epäorgaanisesta nitriitistä (NO2-) käsin.

Fekaalinen sekafloora pystyi kehittämään typpioksidia (NO) sekä nitriitistä (NO2-) että nitraatista (NO3-) käsin.

Tutkimuksen viimeisessä jaksossa tutkijat osoittivat, että suoliston typpioksidin (NO) muodostusta pystytään stimuloimaan keho-olosuhteissa ( in vivo) ravintolisällä, johon sisältyy nitraattia ja laktobasilleja.

Lisäksi koeputkessa (in vitro) osoitettiin, että eräitten probioottien kehittämän typpioksidin (NO) vastavaikuttajana toimi muita bakteerikantoja, jotka kuluttivat nopeasti typpioksidia ( NO). Tällaisia NO-kuluttajia olivat Escherichia coli ja Staphylococcus aureus ( joissa on ihmispatogeeneja lajeja).

Tutkijat totesivat, että tavalliset floorabakteerit voivat olla merkittävä typpioksidilähde (NO) suoliston oman limakalvon NO-tuoton lisäksi.

• Suoliston bakteerien NO-tuotto eroaa perusteiltaan klassisesta nisäkäskehon solun NO-synteesistä mikä tapahtuu entsyymillä NOS ( NO-syntaasi).

• Bakteerit voivat käyttää lähtöaineena epäorgaanista typpeä, nitriittejä ja nitraatteja tehdessään typpioksidia (NO).

Nisäkäskeho muodostaa entsymaattisesti orgaanisesta aminotypestä, ( aminohaposta L-arginiini nimeltään) typpioksidia (NO).

Tulevaisuuden tutkimukset selvittänevät bakteeriperäisen NO-synteesin biologisen osuuden terveydessä ja sairaudessa.
Ehkä selkiää myös, onko typpioksidin (NO) kehittymisen ja kulutuksen keskinäisellä epätasapainolla jotain merkitystä suolistohäiriöitten patofysiologiassa.

Minimaalisen invasiiviset suorat menetelmät suolistokaasujen mittauksessa ( NO ja H2 mukaan luettuna) voinevat olla hyödyksi selviteltäessä mikrobien kolonisaatioprosessin dynamiikkaa ja isäntä-mikroflora-interaktioita elämän varhaisvaiheessa.

(HUOM: Aikuiset käyttävät nitriittiperäistä ruokaa, kuten punajuurisäilykkeitä ja makkaroita, muta vauvoille ei tällaiset ruoat vielä sovi.)