Витамин B1 (Тиамин)

Витамин B1 или тиамин, путь биосинтеза которого — это метаболический процесс, посредством которого некоторые бактерии кишечного микробиома производят тиамин, являющийся необходимым микроэлементом для клеточного энергетического метаболизма. Этот витамин микробного происхождения может непосредственно абсорбироваться хозяином на уровне толстой кишки. Кроме того, потеря этой синтетической способности микробами может повлиять на микробную экосистему.

Некоторые бактерии в нашем кишечнике способны синтезировать витамин B1 (тиамин) с нуля. Этот процесс осуществляется двумя независимыми путями, которые генерируют предшествующие молекулы (называемые HET-P и HMP-PP). Эти пути сходятся на последнем этапе, где специфические ферменты объединяют их, образуя функциональную форму витамина (тиаминмонофосфат). За исключением Firmicutes, ряд бактериальных филумов синтезируют тиаминмонофосфат, особенно Bacteroidetes и Fusobacteria.

Внешние факторы, такие как несбалансированное питание или длительное использование лекарств, могут нарушить популяцию этих продуцирующих бактерий и, следовательно, снизить доступный уровень тиамина. Этот дефицит не только влияет на производство энергии в нашем толстом кишечнике, но и нарушает выживаемость полезных бактерий, зависящих от этого снабжения, нарушая равновесие экосистемы.

На клеточном уровне тиамин является незаменимым кофактором для критических ферментов, участвующих в метаболизме углеводов и производстве энергии (АТФ), таких как пируватдегидрогеназа. Постоянный биосинтез нашей микробиотой обеспечивает прямое снабжение в толстой кишке. Там колоноциты эффективно абсорбируют ее через специфические мембранные транспортеры (такие как THTR-1 и THTR-2) для удовлетворения ее высоких энергетических потребностей.

Однако влияние этого витамина выходит далеко за рамки питания наших клеток. Местный тиамин жизненно важен для других полезных кишечных бактерий (таких как Faecalibacterium), чтобы они могли производить короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК), особенно бутират. Это соединение является одним из важнейших защитников кишечника: оно уменьшает воспаление и укрепляет слизистый барьер.

Оценка de novo биосинтеза тиамина проводится с помощью метагеномного секвенирования Shotgun, путем количественной оценки общего генетического потенциала метаболического пути в вашей кишечной экосистеме. Наш биоинформатический алгоритм отслеживает и сопоставляет обилие генов и оперонов, составляющих суперпуть биосинтеза тиаминпирофосфата. Особое внимание уделяется потенциальной экспрессии ключевых и лимитирующих генов, таких как thiC (синтаза пиримидинового фрагмента) и thiG (синтаза тиазольного фрагмента), а также thiD и thiE.

На экологическом уровне de novo синтез B1 является дорогим метаболическим "люксом". Виды, способные осуществлять этот полный процесс, в основном принадлежат к филу Bacteroidetes (например, Bacteroides fragilis, Prevotella copri) и некоторым Proteobacteria и Fusobacteria. Подавляющее большинство бактерий фила Firmicutes не имеют этого полного механизма.

Высокая способность отражает прочную и коллаборативную трофическую сеть. Экосистема самодостаточна в плане энергии и предотвращает коллапс ауксотрофных бактерий, производящих короткоцепочечные жирные кислоты. Однако низкая способность сигнализирует об экологической уязвимости ("метаболической хрупкости"). Экосистема критически зависит от поступления тиамина с пищей. Вмешательство: Клиническая стратегия требует оптимизации диеты (увеличения потребления семян подсолнечника, орехов макадамия, бобовых) и оценки пероральной suplementación с витамином B1 (например, бенфотиамин) для обеспечения того, чтобы ни хозяин, ни полезные бактерии не испытывали дефицита энергии, поддерживая пребиотиками для стимуляции фила Bacteroidetes.