Laktobacille produkujące serotoninę, wspomagające pracę jelit
Niektóre szczepy bakterii Lactobacillus jelitowych — Limosilactobacillus mucosae i Ligilactobacillus ruminis — wytwarzają bioaktywną serotoninę, która może przyczyniać się do zdrowia jelit, poprawiając gęstość neuronów okrężnicy i normalizując pasaż jelitowy.
Sekcja dla ogółu społeczeństwa
Znajdź tutaj swoją dedykowaną przestrzeń
O tym artykule
Serotonina jest niezbędna dla układu pokarmowego: reguluje podstawowe funkcje żołądkowo-jelitowe (perystaltykę, rozszerzenie naczyń krwionośnych, wrażliwość trzewną) oraz wspomaga rozwój i utrzymanie układu nerwowego jelit. Chociaż produkcja serotoniny jest głównie endogenna (w dwóch etapach: tryptofan -> 5-HTP -> serotonina), podejrzewa się, że niektóre bakterie jelitowe człowieka przyczyniają się do jej wytwarzania. Naukowcy zidentyfikowali ostatnio te bakterie i ocenili fizjologiczną aktywność tej mikrobiologicznej serotoniny na unerwienie okrężnicy i motorykę jelit.
95% Około 95% serotoniny w organizmie pochodzi z jelita, gdzie jest syntetyzowana, magazynowana i uwalniana przez komórki enterochromafinowe.
Laktobacille produkujące serotoninę
Wyniki potwierdzają, że mikroflora jelitowa syntetyzuje serotoninę i wpływa na jej poziom w jelitach: in vitro (hodowle beztlenowe) mikroflora kału zdrowych ochotników wytwarza serotoninę; in vivo serotonina występuje w kale myszy, które genetycznie nie są zdolne do jej syntezy, po podaniu im mikroflory. Które bakterie są za to odpowiedzialne? Naukowcy zidentyfikowali parę bakterii Lactobacillus produkujących serotoninę (nazwanych Ls), składającą się z Ligilactobacillus ruminis i Limosilactobacillus mucosae. Ls nie wytwarza 5-HTP ani serotoniny z tryptofanu (etap 1 syntezy), ale wytwarza serotoninę w obecności 5-HTP (etap 2). Ten etap 2 dekarboksylacji 5-HTP do serotoniny wymaga jednoczesnej obecności obu bakterii w konsorcjum.
Skutki kolonizacji jelit przez duet bakterii
U myszy aksenicznych, które nie są w stanie wytwarzać endogennej serotoniny, kolonizacja samymi szczepami Ls zwiększa poziom serotoniny jelitowej, sprzyja unerwieniu okrężnicy i zwiększa liczbę neuronów immunoreaktywnych na serotoninę. Jednak poziom serotoniny w surowicy myszy pozostaje niezmieniony, co sugeruje, że serotonina bakteryjna reguluje przede wszystkim lokalne funkcje jelitowe.
Izolowana społeczność Ls wytwarza serotoninę in vitro. Jednak efekt ten nie jest odtwarzany w warunkach hodowli czystych szczepów (L. mucosae lub L. ruminis) lub ich odtworzonej hodowli mieszanej, podczas gdy ta hodowla mieszana zwiększa poziom serotoniny w kale in vivo. Sugeruje to, że produkcja serotoniny przez mikroorganizmy może zależeć od określonych warunków jelitowych (substraty, pH, tlen, kofaktory, interakcje między mikroorganizmami).
Komórki enterochromafinowe u ssaków syntetyzują serotoninę w dwóch etapach z aminokwasu aromatycznego tryptofanu (Trp):
1. Hydroksylacja Trp powoduje powstanie prekursora serotoniny, 5-hydroksytryptofanu (5-HTP). Hydroksylazy tryptofanu (TPH), należące do większej rodziny hydroksylaz aminokwasów aromatycznych (AAAH), przeprowadzają ten pierwszy, ograniczający szybkość etap syntezy serotoniny.
2. Następnie 5-HTP ulega dekarboksylacji przez dekarboksylazy aminokwasów aromatycznych, tworząc serotoninę.
Przywrócenie motoryki jelit pacjentów?
Wreszcie, Ls normalizuje czas przejścia jelitowego u myszy aksenicznych. Jednak u pacjentów z zespołem jelita drażliwego zawartość L. mucosae (ale nie L. ruminis) w kale jest znacznie niższa niż u zdrowych osób z grupy kontrolnej. Im mniej tej bakterii, tym twardsze są stolce. Czy mechanizm związany z mikrobiotą może wpływać na lokalną biosyntezę serotoniny i motorykę jelit u tych pacjentów? Według autorów przyszłe badania mogą wykazać, czy bakterie produkujące serotoninę są w stanie przywrócić fizjologiczny poziom serotoniny u pacjentów z zaburzeniami motoryki jelit.
