Methanobrevibacter smithii so arheje, ki živijo v črevesju, ustni flori in genitalnem traktu sesalcev. So tako imenovani metanogeni, ki se presnavljajo ogljika dioksid in vodik do voda in metan, ki podpira zdravo kolonizacijo črevesja, ustain genitalni trakt. Odsotnost Methanobrevibacter smithii v debelo črevo je zdaj povezan z debelost.
Kaj so metanobrevibacter smithii?
Methanobrevibacter smithii so arheje, ki živijo v črevesju, ustni flori in genitalnem traktu sesalcev. So tako imenovani metanogeni. Arhebakterije so eno od treh domen celičnih organizmov bakterije in evkarionti. Arheje so enocelični organizmi, katerih DNK je razporejena v majhnih količinah. Spadajo v prokarionte. Arheje ne vsebujejo celičnih organelov. Človeško telo naravno vsebuje določeno število enoceličnih organizmov in je tako naravni življenjski prostor različnih kolonij bakterij. Na primer, različni protozoji živijo v črevesju človeka in opravljajo različne naloge, povezane s prebavnimi procesi. Eden najpomembnejših črevesnih bakterije je Methanobrevibacter smithii. To je arhebakterija, ki kolonizira ne le črevesje številnih sesalcev, temveč tudi nožnico in ustno floro ljudi. Bakterija pripada hidrogenotrofnim proizvajalcem metana, katerih presnova energije proizvaja metan. Metan spada v skupino alkani in nastaja v organizmu v črevesnem traktu iz encimsko razcepljene hrane. Mikroorganizme, ki tvorijo metan, kot je Methanobrevibacter smithii, pravzaprav nepravilno imenujemo bakterije. Bakterije in arheje so bile prvotno dodeljene skupnemu taksonu. Od devetdesetih let pa se bakterije in arheje običajno obravnavajo kot dva različna taksona, metanogenezo pa izvajajo izključno arheje. Tako vsi proizvajalci metana pripadajo Arheji in s tem Euryarchaeoti.
Pojav, porazdelitev in značilnosti
Arheje Methanobrevibacter smithii so organizmi, ki rastejo in kisik-prosti habitati. Ta značilnost je znana tudi kot obvezni anaerobi. Ta oblika anaerobije razlikuje arheje od organizmov, ki lahko v oksičnih razmerah živijo fakultativno. Prebivalci črevesja so fluorescentni in metanogeni. Presnavljajo se vodik in ogljika dioksida v črevo flora in zobna flora do metana in voda z dobičkom energije. V tem okviru se arheje imenujejo tudi hidrogenotrofni metanogeni. vodik in ogljika se proizvajajo v črevo in zobno floro sesalcev predvsem zaradi presnovnih procesov drugih mikroorganizmov. Za metanogene je sproščanje energije med metanogenezo ključnega pomena. V skladu s tem jim metanogeneza služi kot vir energije. Arheje torej niso zajedavci: ne rastejo na račun gostiteljskih organizmov, vendar sobivajo z njimi v obojestransko koristnem razmerju. Methanobrevibacter smithii so metanogeni, ki se pretvarjajo ogljikov dioksid in vodik do voda in metan. Mravljinčna kislina pretvorba ima lahko tudi vlogo pri metanol proizvodnjo. Vsi metanogeni raje živijo pri idealnih temperaturah med nič in 70 stopinjami Celzija. Slabše se spopadajo s temperaturami pod ničlo, temperature nad 90 stopinj pa imajo nanje tudi smrtonosen učinek. Po drugi strani temperature nad 50 stopinj tvorijo oblikovalce metana še posebej učinkovite. Idealno okolje za arheje je pH nevtralno ali rahlo alkalno in optimalno sestavljeno iz 50 odstotkov vode. Življenjski prostor tvorcev metana ni izključno človeško ali živalsko telo. Veliko nastajalcev se pojavlja tudi v vodnih usedlinah, z vodo nasičenih tleh ali gnoju, kot jih tudi najdejo dušik spojine, mineralni elementi in elementi v sledovih preživeti v teh habitatih. Mikroorganizmi organsko zavirajo kisline, kisik in razkužila. V človeškem črevesju jih najdemo predvsem znotraj odseka debelega črevesa. Na koncu so Methanobrevibacter smithii del anaerobne prehranske verige in predstavljajo njeno zadnjo fazo. Presnovne pretvorbe, ki se tam pojavijo vodi do tvorbe metana.
Pomen in funkcija
Methanobrevibacter smithii opravlja vitalne naloge v človeškem telesu in predstavlja nekakšen sistem za odstranjevanje odpadkov. debelo črevo in znotraj zobne flore z recikliranjem odpadnih snovi drugih mikroorganizmov. Ti odpadki so predvsem vodik molekule, iz katerega kolegi arheje proizvajajo metan. V tem okviru imajo mikroorganizmi ključno vlogo, med drugim pri napenjanje. Dejavnost Methanobrevibacter smithii podpira naseljevanje drugih črevesnih in zobnih bakterij. Tako za zobno floro kot za črevesna flora, metanobrevibakterji so nepogrešljivi elementi, ki pomembno prispevajo k delovanju celotnega sistema. Po novih znanstvenih spoznanjih arheje ne nosijo vsi ljudje v črevesju.
Bolezni in bolezni
Pri približno 15 odstotkih populacije Methanobrevibacter smithii ne kolonizira črevesna flora. Znanstveniki verjamejo, da ko bakterij ni, se v njih naseli manj koristnih bakterij črevo. To bi pomenilo, da imajo ljudje brez prebivalcev črevesja, ki tvorijo metan, slabšo in manj funkcionalno prebavo kot tisti z arhejami. Ena od tem znanstvenih raziskav je debelost. Nekateri znanstveniki trenutno špekulirajo o tem, v kolikšni meri bi lahko spodbujala odsotnost Methanobrevibacter smithii debelost in s tem povezani pogoji. Podobno bi lahko v zobni flori odsotnost arhej vodi na splošno zmanjšanje koristnih bakterij in tako favoriziranje zobne bolezni pripisujejo slabi zobni flori. Kar zadeva debelost, je znanost že dosegla začetne rezultate s poskusi na živalih. V eni študiji je univerza Washington 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. Na koncu študije so bile poskusne živali brez Methanobrevibacter smithii bistveno debelejše od osebkov z mikroorganizmi.
