Riassunto analitico
Il metabolismo dei batteri intestinali svolge un ruolo importante sulla salute umana.Le proteine sono fermentate principalmente nel colon distale e ci sono molte testimonianze circa la tossicità dei metaboliti microbici provenienti dal catabolismo proteico.Il percorso principale della fermentazione degli aa è la deaminazione che porta alla produzione di SCFA e ammoniaca.La deaminazione degli aa aromatici porta alla produzione di composti fenolici quali p-cresolo da tirosina e indolo e scatolo dal triptofano.Viceversa, la decarbossilazione degli aa,porta alla formazione di una vasta gamma di ammine biogene.Questo studio ha lo scopo di individuare i principali gruppi batterici coinvolti nel catabolismo intestinale delle proteine.Le colture del microbiota intestinale umano di 3 volontari sani sono stati eseguiti in un mezzo in cui proteine, peptoni e aa sono state le sole fonti di carbonio fermentabili (PFM).La composizione del microbiota è stata determinata a 0 e 6 h mediante il sequenziamento del gene 16S.La concentrazione dei batteri appartenenti a ciascun OTU è stata stimata utilizzando la quantità relativa e il numero di batteri in totale, misurata mediante il DAPI.Per evidenziare la OTU che si arricchisce nel mezzo a base di proteine, è stato calcolato il numero di generazioni binarie effettuate da ciascuna OTU. Sono stati determinati i principali metaboliti provenienti dalla fermentazione di proteine(ammonio, indolo, p-cresolo)e il profilo dei composti organici volatili(VOC).Il campione fecale fresco è stato fornito da 3 volontari sani:B1,B2,B3.Le colture sono state condotte in PFM,pH 6.8, 37°C e in anaerobiosi.La maggior quantità di ammonio e indolo è stata quantificata durante le prime 12h; il p-cresolo è stato prodotto solo dalle colture B2 e B3,con un tasso inferiore rispetto all’indolo.La conta delle cellule diventa stazionaria a 12h. Nelle prime 6h di fermentazione sono stati prodotti molti composti aromatici e acidi grassi a catena ramificata provenienti dalla fermentazione di aa.La fermentazione degli aa si è verificata più intensa durante le prime 6 h.Per l’analisi tassonomica sono stati considerati solo i tempi iniziali.Alcuni taxa sono cresciuti in almeno 2 su 3 processi: Specie E.lenta,D.formicigenerans,R. callidus,R.gnavus; Genere Dorea e Sutterella;famiglia Enterobacteriaceae e Veillonellaceae.Altri taxa, all'interno del seguente phyla, sono stati trovati in particolare in un unico processo:Firmicutes:Turicibacter, Blautia,Oscillospira,Holdemania,R. torques;Proteobacteria: S. asaccharolytica,Bilophila, Desulfovibrio,C.ureolyticus,H.pylori; Verrucomicrobia:A.muciniphila.I taxa sopra citati sono cresciuti in modo inequivocabile nel mezzo PFM, contenente solo aa, peptoni e proteine come fonte C.Non tutti i taxa potrebbero essere inequivocabilmente indicati come proteolitici o fermentatori di aa. La crescita di alcuni taxa è attesa sulla base delle informazioni disponibili e possono essere in realtà cresciuti mediante la fermentazione di proteine e/o di AA (ad esempio peptococcaceae e peptostreptococcaceae).Per altri taxa, il metabolismo non è stato studiato in modo sufficientemente dettagliato per determinare se sarebbero potuti crescere mediante la fermentazione di proteine e aa(come Turicibacter spp.). Per alcuni taxa che crescevano in queste condizioni sperimentali, è stata esclusa la fermentazione degli aa.È possibile che siano cresciuti utilizzando i prodotti di fermentazione(ad es.gli acidi organici) prodotti dai proteolitci "veri",da cui dipendevano in un rapporto di cross-alimentazione. Altrimenti,possono aver utilizzato qualche fonte C residua che si ritrova nell’inoculo fecale.Diversi taxa sono agenti patogeni e/o patogeni opportunisti.Lo studio non è determinante per stabilire un ruolo funzionale/ecologico per i diversi taxa.
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Abstract
The metabolism of gut bacteria plays an important role in human health. Proteins are fermented mainly in the distal colon and there are many testimonies about the toxicity of microbial metabolites from protein catabolism and amino acids (aa) fermentation [1]. The main route of the fermentation of AA is the deamination leading to production of SCFA and ammonia. The deamination of aromatic aa leads to the production of phenolic compounds such as p-cresol from tyrosine and tryptophan from indole and skatole. Conversely, the decarboxylation of amino acids, leads to the formation of a wide range of biogenic amines. This study aims to identify the main bacterial groups involved in the catabolism of proteine.Le crops intestinal microbiota of healthy volunteers three human gut were performed in a medium in which proteins, peptones and amino acids were the only fermentable carbon sources ( medium PFM). The composition of the microbiota was determined at 0 and 6 hours by means of the sequencing of the 16S gene by gene. The concentration of bacteria belonging to each OTU was estimated using the relative quantity and the number of bacteria in total, measured by the DAPI. To highlight the OTU which is enriched in the medium based on proteins, it was calculated by the number of binary generations by each OTU. They were determined the major metabolites from the fermentation of proteins (ammonium, indole, p-cresol) and profile of volatile organic compounds (VOC). The fresh fecal sample was provided by three healthy volunteers: B1, B2, B3. The cultures were conducted in PFM, pH = 6.8, 37 ° C and under anaerobic conditions. The greater amount of ammonium and indole was quantified during the first 12 hours; p-cresol was produced only from B2 and B3 crops, with a lower rate than all'indolo. The cell count becomes stationary at 12 h. In the first 6 h of fermentation, many aromatic compounds and branched chain fatty acids accumulated, from the fermentation of amino acids. The fermentation of the amino acids occurred more intense during the first 6 h. For taxonomic analysis only iniziali.Alcuni times taxa were considered to have grown in at least 2 of 3 processes: Species E. slow, D. formicigenerans, R. callidus, R. gnavus; Dorea and generates Sutterella; family Enterobacteriaceae and Veillonellaceae.Altri taxa within the following phyla, have been found in particular in a single process: Firmicutes: Turicibacter, Blautia, Oscillospira, Holdemania, R. torques; Proteobacteria: S. asaccharolytica, Bilophila, Desulfovibrio, C. ureolyticus, H. pylori; Verrucomicrobia: A. muciniphila. Taxa above have grown unequivocally in the middle PFM containing only AA, peptones and protein as a source C. Not all taxa may be unequivocally identified as proteolytic or fermenters AA. The growth of some taxa is expected based on the available information and may be actually grown through the fermentation of protein and / or AA (eg peptococcaceae and peptostreptococcaceae). For other taxa, the metabolism has not been studied in sufficient detail to determine whether they would have been able to grow through the fermentation of protein and AA (as Turicibacter spp.). For some taxa that grew under these experimental conditions, the fermentation of the AA was excluded. It is possible that they are grown using fermentation products (for example organic acids) produced by proteolitci "true", which depended in a cross-feed ratio. Otherwise, they may have used some source residual carbon that is found fecal inoculation. Several taxa are pathogens and / or pathogenic opportunisti.Lo study is not conclusive to establish a functional / ecological role for different taxa.
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