Methanobrevibacter smithii

Methanobrevibacter smithii so arheje, ki živijo v črevesju, ustni flori in genitalnem traktu sesalcev. Gre za tako imenovane generatorje metana, ki presnavljajo ogljikov dioksid in vodik v vodo in metan ter tako podpirajo zdravo kolonizacijo črevesja, ust in spolovil. Odsotnost methanobrevibacter smithii v debelem črevesu je zdaj povezana z debelostjo.

Kaj so methanobrevibacter smithii?

Arhebakterije so skupaj z bakterijami in evkarionti eno od treh področij celičnih organizmov. Arhee so enocelični organizmi, katerih DNK je razporejen v majhnih količinah. Ste eden izmed prokariotov. Organele v celicah ne vsebujejo arhe.

Človeško telo ima naravno določeno enocelično gospodinjstvo in je zato naravni habitat različnih bakterijskih kolonij. V človeškem črevesju na primer živijo različni enocelični organizmi, ki opravljajo različne naloge v povezavi s prebavnimi procesi. Ena najpomembnejših črevesnih bakterij je Methanobrevibacter smithii. To je arhebakterija, ki poleg črevesja mnogih sesalcev kolonizira tudi nožnico in ustno floro ljudi.

Bakterija je eden izmed hidrogenotrofnih proizvajalcev metana, metan pa nastaja med njihovo energijsko presnovo. Metan spada v skupino alkanov in nastaja znotraj organizma v črevesnem predelu iz encimsko razdeljene hrane.

Mikroorganizmi, ki proizvajajo metan, kot je Methanobrevibacter smithii, se dejansko napačno imenujejo kot bakterije. Bakterije in arheje so bile prvotno dodeljene skupnemu taksonu. Od devetdesetih let prejšnjega stoletja pa bakterije in arheje obravnavamo kot dve različni taksoni, pri čemer metanogenezo izvajajo izključno arheje. Vsi generatorji metana pripadajo arhejam in s tem Euryarchaeota.

Pojav, distribucija in lastnosti

Archaea Methanobrevibacter smithii so organizmi, ki rastejo v habitatu brez kisika. Ta lastnost je znana tudi kot obliga anaerobija. Ta oblika anaerobije loči arheje od organizmov, ki lahko neobvezno živijo v oksi pogojih. Črevesni prebivalci so fluorescentni in metanogeni. Uporabljajo vodik in ogljikov dioksid v črevesni flori in zobni flori za ustvarjanje metana in vode. V tem kontekstu arheje govorijo tudi o hidrogenotrofnih tvorječih metana. Vodik in ogljik se kopičita v črevesju in zobni flori sesalcev predvsem zaradi presnovnih procesov drugih mikroorganizmov.

Za generatorje metana je sproščanje energije med metanogenezo ključnega pomena. Metanogeneza jim torej služi kot vir energije. Arheje torej niso paraziti: ne rastejo na račun organizmov gostiteljev, ampak živijo z njimi v obojestransko koristnem odnosu.

Methanobrevibacter smithii so metanogeni, ki pretvarjajo ogljikov dioksid in vodik v vodo in metan. Pretvorba mravljinčne kisline lahko igra tudi vlogo pri proizvodnji metanola. Vsi generatorji metana raje živijo pri idealnih temperaturah med ničlo in 70 stopinj Celzija. Manj se spoprijemajo z zmrzovalnimi temperaturami, temperature višje od 90 stopinj pa so zanje usodne. V nasprotju s tem temperature nad 50 stopinj naredijo generatorje metana še posebej učinkovite. Idealno okolje za arheje je pH nevtralno ali rahlo alkalno in optimalno je sestavljeno iz 50 odstotkov vode.

Habitat generatorjev metana ni izključno človeško ali živalsko telo. Veliko oblikovalcev najdemo tudi v vodnih usedlinah, nasičenih z vodo tla ali gnoj, saj na teh življenjskih področjih najdejo dušikove spojine, mineralne elemente in elemente v sledovih.

Mikroorganizmi zavirajo organske kisline, kisik in razkužila. V človeškem črevesju se pojavljajo predvsem znotraj predela debelega črevesa. Konec koncev je metanobrevibacter smithii del anaerobne prehranske verige in predstavlja njegovo zadnjo točko, kjer se tam dogaja metabolizem, ki vodi do nastanka metana.

Pomen in funkcija

Methanobrevibacter smithii prevzamejo življenjsko pomembne naloge v človeškem telesu in predstavljajo vrsto odlaganja smeti. Reciklatorji smeti čistijo debelo črevo in zobno floro z uporabo odpadkov iz drugih mikroorganizmov. Ti odpadni proizvodi so predvsem molekule vodika, iz katerih kolege arheje proizvajajo metan.

V tem okviru igrajo mikroorganizmi odločilno vlogo, med drugim tudi pri nadutosti. Dejavnost Methanobrevibacter smithii podpira kolonizacijo drugih črevesnih in zobnih bakterij. Oblikovalci metana so nepogrešljivi elementi tako za zobno floro kot za črevesno floro in znatno prispevajo k delovanju celotnega sistema. Po novih znanstvenih ugotovitvah arheje ne prenašajo vsi v črevesju.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni in bolezni

Methanobrevibacter smithii ne kolonizirajo črevesne flore pri približno 15 odstotkih prebivalstva. Znanost predvideva, da se v odsotnosti bakterij manj koristnih bakterij naseli v črevesju. To bi pomenilo, da imajo ljudje, ki nimajo metana, črevesne prebivalce slabšo, manj delujočo prebavo kot tisti z arheo. V tej zvezi je predmet znanstvene raziskave debelost. Nekateri znanstveniki trenutno ugibajo o tem, v kolikšni meri bi lahko odsotnost metanobrevibacter smithii ugodno vplivala na debelost in z njo povezane pojave.

Tudi na območju zobne flore bi lahko odsotnost arheij povzročila splošno zmanjšanje koristnih bakterij in tako dala prednost zobnim boleznim, ki jih je mogoče spremljati do slabe zobne flore.

Glede debelosti je znanost že pri poskusih na živalih prišla do prvih rezultatov. V okviru študije je univerza v Washingtonu kolonizirala črevesje miši z istimi črevesnimi bakterijami, ki jih najdemo v človeškem črevesju. Nekateri posamezniki v poskusu niso prejeli methanobrevibacter smithii, drugi pa so bili kolonizirani z methanobrevibacter smithii. Preskusne živali brez Methanobrevibacter smithii so bile na koncu študije znatno debelejše od posameznikov z mikroorganizmi.