חילוף החומרים האנושי הוא רשת מורכבת של תהליכים כימיים ואינטראקציות בין התאים שלנו לבין החיידקים החיים בתוכנו. ככל שמדענים יותר יכולים לזהות ולסווג את המולקולות המעורבות במטבוליזם שלנו, הנקראות מטבוליטים, כך נוכל ללמוד על בריאות האדם ומחלות. כעת, חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה סן דייגו התקדמו בהבנתנו את חילוף החומרים האנושי על ידי תיאור מאות שומנים חדשים של N-acyl, סוג של מולקולה המעורבת בתגובות החיסון והלחץ.
הממצאים העיקריים של המחקר שפורסמו ב תָאהיו:
- החוקרים זיהו 851 ליפידים N-acyl מובחנים ברקמות וביו-נוזלים שונים, 777 מהם מעולם לא תועדו לפני כן.
- רבים ממטבוליטים חדשים אלה עשויים להיות מקורם במיקרובי מעיים אנושיים.
- דפוס ההתפלגות של מולקולות אלה משתנה על פי תזונה, קולוניזציה מיקרוביאלית, ובאנשים עם מחלות המשפיעים על המיקרוביומה, כמו סוכרת.
מטבוליטים הם השפה בה הגוף משתמש כדי לתקשר עם עצמו ועם המיקרוביומה שלנו, ולימודם יכולה להציע תובנה משמעותית לגבי תפקיד חילוף החומרים המיקרוביאלי בבריאות ובמחלות. זה כאילו הוספנו מאות מילים חדשות למילון המטבולי. "
Pieter Dorrestein, Ph.D., סופר בכיר, פרופסור בבית הספר לרוקחות ומדעי התרופות והמחלקות של סן דייגו סקגס ומדעי התרופות והמחלקות של פרמקולוגיה ורפואת ילדים בבית הספר לרפואה בסן דייגו באוניברסיטת UC סן דייגו
חילוף החומרים האנושי הוא מערכת עדינה, וחוסר האיזון במטבוליזם נקשר למגוון רחב של מחלות, כולל סוכרת, סרטן והפרעות נוירולוגיות. במשך עשרות שנים, חלק גדול מהביוכימיה הבסיסית של חילוף החומרים האנושי, כולל תפקיד המיקרוביומה האנושית, לא נודע, מה שהקשה על הבנה וטיפול במחלות הקשורות למטבוליזם.
מאות התרכובות החדשות עוזרות למלא את פער הידע הזה.
"ההפתעה הגדולה כאן הייתה כמה מגוונת קבוצת התרכובות הזו," אמרה הסופרת הראשונה הלנה מנוצ'יו רוסו, Ph.D., חוקרת פוסט -דוקטורט במעבדה של דורסטין.
בתוך המולקולות שלא היו ידועות בעבר, החוקרים מצאו כי רבים נמצאו בדרכי העיכול והכילו חומצות שומן קצרות שרשרת, סימן ההיכר הידוע של חילוף החומרים המיקרוביאלי. דפוס ההתפלגות של מולקולות אלה השתנה גם הוא על פי תזונה, קולוניזציה מיקרוביאלית, ובאנשים עם מחלות המשפיעים על המיקרוביומה, כמו סוכרת. יחד, ממצאים אלה מראים כי המטבוליטים החדשים המזוהים מיוצרים על ידי המיקרוביומה האנושית.
החוקרים מצאו כי מטבוליטים מיקרוביאליים אלה היו קשורים למצב HIV וליקוי קוגניטיבי, מה שמרמז על קשר פוטנציאלי בין מיקרוביומה של הבטן לתפקוד הנוירולוגי בקרב אנשים עם HIV. עם זאת, יידרש מחקר רב יותר כדי להבין היטב את ההשלכות של קשר זה של שפת מיקרובי הבטן וכיצד הם משפיעים על הקוגניציה.
"יש כל כך הרבה שאנחנו יכולים ללמוד מנתונים קיימים, וככל שנשתמש במטבוליומיקה הפוכה, כך נוכל ללמוד כיצד המיקרוביומה מתקשרת איתנו ומשפיעה על בריאותנו, וככל שנוכל ללמוד ממנה מהר יותר", הוסיף מנוצ'יו רוסו. "זו רק ההתחלה."
