Mikrobai žolėdžių žarnose neutralizuoja toksiškas medžiagas • Aleksejus Gilyarovas • Mokslo naujienos apie "Elementus" • Mikrobiologija, ekologija

Mikrobos žolėdžių žarnose neutralizuoja toksines medžiagas

Bryanto miško žiurkėnas Neotoma bryanti – tiriamojo darbo objektas aptariamame darbe. Nuotrauka iš cameratrapcodger.blogspot.com

Žiurkių žarnų priekiniame žarnyne gyvenantys mikrobai akivaizdžiai atlieka svarbų vaidmenį nuodingų medžiagų, kurios yra valgomųjų augalų audiniuose, detoksikuojant (neutralizuojant). Dviejų rūšių žiurkių iš žiurkėnų šeimos tyrimas, Neotoma bryanti ir Neotoma lepida, parodė, kad jų žarnų mikrobų bendruomenių sudėtis priklauso nuo to, ar šie gyvūnai yra iš tų vietovių, kur didelė dalis jų mitybos buvo krūmas Larrea tridentata. Dervos medžiagos, esančios šio augalo lapų paviršiuje, yra toksiškos, tačiau graužikų žarnynų mikroflora kažkaip susidoroja su jų apdorojimu. Atsižvelgiant į vaisto maisto papildymą iš dervos Larrea Dviejų rūšių žarnyno mikrofloros sudėtis tampa labiau panaši.

Augalų valgantys gyvūnai neišvengiamai susiduria su rimtais sunkumais. Pirma, augaliniai audiniai yra prasta azoto (gyvūno audinių šio elemento yra daugiau). Antra, reikšminga augalo masės dalis yra celiuliozė ir ligninas, sudėtingi polimerai, kurių patys gyvūnai negali susidoroti.Trečia, augalai gamina medžiagas (vadinamuosius antrinio metabolizmo produktus), kurie tam tikru mastu dažnai yra toksiški gyvūnams, kurie juos maitina (kartais gyvūnai netgi turi visiškai pašalinti jų vartojimą). Kartais šiuos sunkumus galima įveikti tik naudojant virškinamojo trakto bakterijas. Jie gamina tam tikras būtinas gyvūnines medžiagas, skaido skaidulą ir, be to, akivaizdžiai gali sumažinti augalų antrinių metabolitų toksinį poveikį.

Gauti duomenys apie vabzdžius rodo bakterijų atliekamo maisto detoksikacijos tikrovę, tačiau tokie tyrimai nebuvo atlikti žinduoliams.

Siekdama užpildyti šią spragą, Kevin Kohl (Kevinas D. Kohl) ir Denise Dearing (Dearing MD) su Biologijos katedros, universiteto Juta (Solt Leik Sitis, Juta, JAV) studijavo žarnyno mikrobų bendruomenės dviejų rūšių smulkiems graužikams nuo žiurkėnai šeima – pakuotė žiurkė Bryant Neotoma bryanti ir dykumos žiurkėnas Neotoma lepida. Šios dvi rūšys išsivystė iš vieno protėvio ir, remiantis molekulinių genetinių duomenų duomenimis, skiriasi prieš 1,6 milijono metų. Kokia augmenija tada tarnavo kaip pagrindinis maistas, nežinoma, bet vėliau, bent 40 tūkstmetų, jų buveinių dominuojantys krūmai buvo jaunieji (Juniperus spp.). Tada apie 17 tūkstančių metų dėl klimato kaitos augalija patyrė rimtų pokyčių: didžioji šių graužikų buveinių dalis tapo dominuojančia agresyviai plintančia larrey krūma Larrea tridentata (taip pat žr. Larry trijų krypčių). Larrei lapai yra padengti derva medžiaga (daugiausia sudaryta iš fenolio junginių), kuri yra toksiška daugeliui graužikų. Kadangi larraos pasiskirstymo plotas tik iš dalies sutampa su žiurkėnų svyravimais N. bryanti ir N. lepida, tyrėjai galėjo atskirai tyrinėti "naivus" (naivus) individų grupes, t. y. tas, kurios anksčiau nebuvo susidūrusios su Larreja, bet maitinamos kitokia augmenija, ir "patyrusių" (patyrusių) asmenų grupių, gyvenusių larreya masinio augimo ir daugybėje jo vartojimas.

Dykumos žiurkėnas Neotoma lepida. Nuotraukos iš www.redcliffsdesertreserve.com

Tyrimo uždavinys buvo ištirti priekinės žarnos dalies mikroflorą, nes buvo laikoma, kad ten turėtų gyventi bakterijos, kurios dalyvauja maisto detoksikacijos procese, kuri tada patenka į vidurinę ir užpakalinę virškinamojo trakto dalį.Be to, mokslininkai domino, kaip "naivus" ir "patyręs" individų žarnyno mikroflora reaguoja į maisto sudėties pokyčius.

Larrei krūmai (Larrea tridentata) Arizonos dykumoje. Nuotrauka: © Bradas Boyle, 2006 m. Iš www.plantsüstetique.org

Gyvūnai buvo sugautos gamtoje ir 8 dienas buvo šeriami žemės triušio maistu. Tada dalis žmonių gavo maistą 3 dienas, prie kurio pridedamas preparatas, paruoštas iš dervos. Larrea tridentata. Antrosios žarnos mikrobų bendruomenės analizė buvo atlikta sekos nustatant jos turinį. Pagal sekos nustatymo rezultatus išskiriami "veikimo taksonominiai vienetai" (veikimo taksonominiai vienetai), kurie tam tikru ruožu gali būti laikomi analogiškais rūšimis. Buvo daugiau kaip 4 tūkst. Tokių vienetų. Be to, išskiriami keli dideli bakterijų skyriai, kurie ne visada turi aiškią taksonominę būklę, bet yra atskiros filetinės linijos: pavyzdžiui, Firmicutes (dominuojanti grupė), Bacteriodites, Actinobacteria, TM7, Proteobacteria ir kiti.

Pagrindinių viršutinės žarnos bakterijų grupių sudėtis tirtuose graužikuose – Neotoma bryanti ir Neotoma lepida. Kairėje: kontrolė – ant maisto, kuriame nėra antrinių larrūno metabolitų. Dešinėje: maistui, kurio sudėtyje yra antrinių larrazės (dervos) metabolitų, maitinimas laboratorijoje.Naivas – "naivus" individų grupės atstovai, kilę iš vietų, kuriose nėra larra. Ekspertas – "patyrusių" grupės atstovai, kilę iš vietų, kur larraja yra dominuojantis krūmas. Straipsnyje aptariama Ekologijos raidės

Dviejų žiurkių rūšių, kurios nenaudojo larrijos, mikrobų bendruomenių palyginimas atskleidė tam tikrus skirtumus: N. lepida palyginti su N. bryanti mažiau Firmictus grupės bakterijų, bet daugiau Bacteroides ir Actinobacteria. Kai larryžiai buvo įtraukti į gyvūnų maistą, N. lepida bakterijų sudėtyje nebuvo reikšmingų pokyčių, bet mikrobų bendruomenė N. bryanti pradėjo priminti tai, kas būdinga N. lepida (nepriklausomai nuo to, ar gyvūnai buvo iš "naivių" ar "patyrusių" grupių).

Tyrimo autoriai daro keletą išvadų.

Pirma, vertinant pagal priešgrybelinio žarnyno mikrobų sudėtį, šis skyrius tikrai padeda išmesti gyvūnams suvartojamą maistą.

Antra, dietos pasikeitimas nekeičia radikalių žarnyno mikrobų bendruomenių sudėties. Tai reiškia, kad žiurkėnams lemiamas šių mikrobų bendruomenių formavimo veiksnys buvo praeities patirtis, kurios rezultatai buvo nustatyti per evoliuciją.Tuo pačiu metu žolėdžiams vabzdžiams, kuriems, kaip minėta pirmiau, maisto detoksikacija yra parodyta mikroorganizmų pagalba, mikrobiozės sudėtis priklauso nuo dietos ir nėra paveldima. Matyt, tai yra dėl to, kad žinduoliai gauna savo mikrobiomą iš savo motinos, o vabzdžiai "kaupiasi" patys.

Galiausiai, trečia, nepaisant to, kad dieta nepasikeitė radikaliai mikrobų kompozicija žarnyne, bet vis tiek "patyrę" gyvūnai mikrobio moje pasikeitė, reaguodama į "Larrei" dervos atsiradimą dietoje, o ne "naivus". Iš šios priežasties mokslininkai daro gana akivaizdžią išvadą, kad platesnė mityba leidžia gyvūnams veiksmingiau naudoti naujas augalų rūšis savo dietose, įskaitant tuos, kurie gamina toksinus.

Šaltinis: Kevinas D. Kohlas, M.D. Patirtis: įvairovės nustatymas pirmenybė žarnyno mikrobams // Ekologijos raidės. 2012 m. Straipsnis pirmą kartą paskelbtas 2012 m. Birželio 20 d. DOI: 10.1111 / j.1461-0248.2012.01822.x.

Aleksejus Gilyarovas


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: