При инфекции кишечные бактерии начинают выделять много сероводорода, не давая дышать патогенным микробам.

Кишечная микрофлора помогает переваривать пищу, регулирует обмен веществ, влияет на иммунитет и нервную систему. Ещё она помогает отражать атаки патогенных микробов, которые так или иначе попадают к нам в кишечник. Тому есть множество доказательств. Например, у людей, которые долго принимали антибиотики, в кишечнике укореняется бактерия Clostridium difficile, которая вызывает сильную диарею и воспаление, а в особо тяжёлых случаях может довести до смертельного исхода. То же самое происходит с мышами, которых лишили их собственной микрофлоры – такие животные более подвержены кишечным инфекциям.

(Иллюстрация: lightsource / Depositphotos) 

С другой стороны, микрофлора – это множество разных видов бактерий, и тут всё зависит от того, какие именно микробы у нас живут. Потому что в некоторых случаях они, наоборот, помогают устроиться патогенам. Такие бактерии, как Salmonella enterica и Citrobacter rodentium, появившись в пищеварительном тракте, становятся более или менее опасными в зависимости от того, что происходит с хозяйской микрофлорой: они могут или жить незаметно, или превратиться в неприятную инфекцию.

Однако до последнего времени не очень было понятно, какие механизмы использует наша собственная микрофлора, чтобы не давать воли патогенам. То есть связь здесь видели много раз, но чаще всего исследователи просто ограничивались констатацией того, что такая связь есть. В недавней статье в Cell сотрудники Национального института аллергии и инфекционных болезней говорят именно о биохимическом механизме, с помощью которого нормальная микрофлора сдерживает патогенную.

Подопытных мышей заражали Klebsiella pneumoniae, которая вызывает самые разные болезни, от гайморита и пневмонии до воспалений мочеполовых путей. У мышей, перенёсших инфекцию, брали образцы микрофлоры и анализировали всю бактериальную ДНК. Оказалось, что после инфекции у нормальной микрофлоры становится больше генов, которые управляют метаболизмом соединений серы. То есть среди кишечных бактерий преимущество получали те, у кого были гены, к примеру, для расщепления таурина.

Таурин появляется из желчных кислот, которые необходимы для переваривания жиров. Особые кишечные бактерии расщепляют желчные кислоты с образованием таурина. Сам таурин служит источником энергии уже для других бактерий, которые расщепляют его с образованием сероводорода. Если сероводорода становится много, он подавляет активность ферментов из группы цитохромоксидаз. Эти ферменты необходимы для аэробного метаболизма, то есть для получения энергии с помощью кислорода.

Многие патогенные бактерии живут на аэробном метаболизме. Когда микрофлора повышает уровень сероводорода, она в прямом смысле не даёт дышать патогенным микробам. (Притом сама микрофлора, очевидно, может получать энергию не только кислородным дыханием, но и другими способами.) Мышей, перенёсших инфекцию, вредные бактерии не могли заразить снова: после инфекции собственная мышиная микрофлора уже была настроена душить патогены сероводородом. Более того, если животным в пище подмешивали таурин, эффект был тот же: мыши становились устойчивы к кишечным инфекциям.

Таурин есть в некоторых энергетических напитках, но мы пока не знаем, полезен ли он для человека в смысле защиты от плохих кишечных бактерий. Впрочем, в скором времени это постараются выяснить: было бы очень здорово, если бы с помощью таких простых веществ, как таурин, можно было управлять нашей микрофлорой, заставляя её защищать нас от тех или иных болезней.

По материалам Nature