เออร์โกไธโอนีนช่วยเพิ่มพลังให้กับแบคทีเรียที่มีประโยชน์และยับยั้งการก่อมะเร็งในลำไส้

ทีมวิจัยนานาชาติซึ่งนำโดยห้องปฏิบัติการ Hatzios (Broad Institute และ Harvard–MGH) ได้แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์คอมเมนซัลในลำไส้ของมนุษย์จะแลกเปลี่ยนสารต้านอนุมูลอิสระที่พบได้ทั่วไปในอาหาร ergothioneine (EGT) เพื่อใช้เป็นพลังงานในสภาวะไร้ออกซิเจน การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารCell Host and Microbe

การศึกษาดำเนินการอย่างไร?

• แบบจำลองในหลอดทดลอง: วัฒนธรรมที่แยกจากกันของตัวแทนสำคัญของไฟลาขนาดใหญ่สองไฟลา ได้แก่ Clostridium symbiosum และ Bacteroides fragilis มีเพียงเออร์โกไธโอนีนในอาหารเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ "เพียงชนิดเดียว"
• การป้อนข้ามสายพันธุ์: เมื่อสายพันธุ์ต่างๆ ได้รับการปลูกฝังร่วมกัน พบว่าสายพันธุ์หนึ่งจะเปลี่ยน EGT ให้เป็นเมแทบอไลต์ที่เข้าถึงได้ง่ายกว่า (เช่น ไพรูเวตและกรดไขมันสายสั้น) ซึ่งจากนั้นจะถูกดูดซึมโดยอีกสายพันธุ์หนึ่ง ทำให้ทั้งสองสามารถผลิต ATP ได้โดยไม่มี O₂
• การทดลองควบคุม: ทั้ง C. symbiosum และ B. fragilis ไม่สามารถเจริญเติบโตได้อย่างมีประสิทธิภาพในอาหารที่มี EGT แต่เมื่อจับคู่กัน พบว่าการผลิต ATP และชีวมวลของเซลล์เพิ่มขึ้นสองเท่า

ผลการค้นพบที่สำคัญ

1. บทบาทของเออร์โกไธโอนีน: สารต้านอนุมูลอิสระชนิดนี้พบในเห็ด ถั่ว และธัญพืชทั้งเมล็ด ไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติในการปกป้องเท่านั้น แต่ยังเป็นสารตั้งต้นให้พลังงานแก่แบคทีเรียทั่วไปในลำไส้ด้วย
2. การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่เพิ่มขึ้น: การให้อาหารข้ามจะเพิ่มกิจกรรมของการหมักและเส้นทางการสร้าง NAD⁺ ใหม่ ซึ่งมีความสำคัญต่อการอยู่รอดในสภาพแวดล้อมลำไส้ใหญ่ที่ขาดออกซิเจน
3. เสถียรภาพของชุมชน: การแลกเปลี่ยน EGT เสริมสร้างเสถียรภาพเชิงโครงสร้างของชุมชนจุลินทรีย์โดยป้องกันการครอบงำของพาโธไบออนต์และกระตุ้นการผลิตเมแทบอไลต์ที่มีประโยชน์ (SCFA)

ผู้เขียนตั้งข้อสังเกตว่าพบว่ากระบวนการเมแทบอลิซึมของเออร์โกไธโอนีนพบได้บ่อยในผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก ซึ่งอาจบ่งชี้ถึงความเชื่อมโยงระหว่างเมแทบอลิซึมของเออร์โกไธโอนีนจากจุลินทรีย์และการเกิดเนื้องอก สิ่งนี้เปิดโอกาสให้มีการใช้สารยับยั้งเอนไซม์หรือการปรับเปลี่ยนอาหาร (เช่น การบริโภคอาหารที่มีเออร์โกไธโอนีนสูง เช่น เห็ดและพืชตระกูลถั่ว) เพื่อควบคุมจุลินทรีย์เพื่อวัตถุประสงค์ทางการรักษา

ผลกระทบต่อสุขภาพ

• นิเวศวิทยาทางโภชนาการ: นอกเหนือจากเส้นใยอาหารแล้ว สารต้านอนุมูลอิสระในอาหารยังทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงที่มีคุณค่าสำหรับจุลินทรีย์ "ที่ดี" โดยช่วยเพิ่มการมีส่วนร่วมของจุลินทรีย์เหล่านี้ในการผลิตกรดไขมันสายสั้นและการปรับภูมิคุ้มกัน
• พรีไบโอติกชนิดใหม่: เออร์โกไธโอนีนและอนุพันธ์อาจกลายเป็นพรีไบโอติกแบบกำหนดเป้าหมายที่สามารถ "ชาร์จ" สารอาหารที่เป็นประโยชน์ต่อร่างกายแบบไม่ใช้ออกซิเจนและต่อต้านภาวะ dysbiosis ได้
• นัยยะทางการรักษา: การควบคุมปริมาณ EGT ในอาหารอาจช่วยปรับปรุงสุขภาพการเผาผลาญ ลดการอักเสบ และเสริมสร้างการทำงานของลำไส้ได้

“เราได้แสดงให้เห็นกลไกที่แท้จริงของการให้อาหารต้านอนุมูลอิสระแบบไขว้เป็นครั้งแรก ซึ่งช่วยผลิตพลังงานในบริเวณที่ไม่มีออกซิเจนในลำไส้” Ze Zhou ผู้เขียนหลักกล่าว

ผู้เขียนเน้นประเด็นสำคัญสามประการ:

1. เออร์โกไธโอนีนเป็น “สะพาน” ทางการเผาผลาญอาหาร
   “เราได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกแล้วว่าเออร์โกไธโอนีนไม่เพียงแต่ทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ แต่ยังกลายเป็นแหล่งพลังงานสำหรับแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนอีกด้วย โดยช่วยเสริมสร้างจำนวนแบคทีเรียเหล่านี้ในลำไส้ใหญ่”

2. ลิงค์ไปยังการป้องกันมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก
   “ชุมชนจุลินทรีย์ที่แข็งแกร่งขึ้นจะผลิตกรดไขมันสายสั้นมากขึ้น เช่น บิวทิเรต ซึ่งทราบกันดีว่าช่วยปกป้องเยื่อบุลำไส้ใหญ่และยับยั้งการเติบโตของเนื้องอก” ศาสตราจารย์มาเรีย กอนซาเลซ ผู้เขียนร่วมกล่าวเสริม

3. แนวโน้มของการบำบัดด้วยพรีไบโอติก
   “การวิจัยเพิ่มเติมจะช่วยให้สามารถพัฒนาพรีไบโอติกที่มีพื้นฐานจากเออร์โกไธโอนีนแบบกำหนดเป้าหมาย ซึ่งอาจช่วยเสริมกลยุทธ์ปัจจุบันในการคัดกรองและป้องกันมะเร็งลำไส้ใหญ่” ดร. Ze Zhou กล่าวสรุป

งานนี้ช่วยนำทางไปสู่พรีไบโอติกรุ่นใหม่ที่มีพื้นฐานมาจากสารต้านอนุมูลอิสระจากธรรมชาติ ซึ่งสามารถ "กระตุ้น" พลังงานชีวภาพภายในไมโครไบโอมและปรับปรุงสุขภาพของโฮสต์ได้