Methanobrevibacter smithii

Methanobrevibacter smithii sono archea che vivono nell'intestino, nella flora orale e nel tratto genitale dei mammiferi. Questi sono i cosiddetti formatori di metano, che metabolizzano l'anidride carbonica e l'idrogeno in acqua e metano e quindi supportano una sana colonizzazione dell'intestino, della bocca e del tratto genitale. L'assenza di Methanobrevibacter smithii nel colon è ora associata all'obesità.

Cosa sono i Methanobrevibacter smithii?

Insieme ai batteri e agli eucarioti, gli archeobatteri sono uno dei tre domini degli organismi cellulari. Gli archaea sono organismi unicellulari il cui DNA è disposto in piccoli volumi. Sei uno dei procarioti. Gli organelli cellulari non contengono archaea.

Il corpo umano ha naturalmente una certa famiglia unicellulare ed è quindi l'habitat naturale di varie colonie batteriche. Ad esempio, diversi organismi unicellulari vivono nell'intestino umano, che svolgono vari compiti in relazione ai processi digestivi. Uno dei batteri intestinali più importanti è Methanobrevibacter smithii. Si tratta di un archeobatterio che, oltre agli intestini di molti mammiferi, colonizza anche la vagina e la flora orale dell'uomo.

Il batterio è uno dei produttori di metano idrogenotrofico e il metano si forma durante il loro metabolismo energetico. Il metano appartiene al gruppo degli alcani e viene creato all'interno di un organismo nella zona intestinale da cibo scisso enzimaticamente.

I microrganismi produttori di metano come Methanobrevibacter smithii sono in realtà indicati erroneamente come batteri. I batteri e gli archei erano originariamente assegnati a un taxon comune. Dagli anni '90, tuttavia, i batteri e gli archei sono stati trattati come due taxa diversi, con la metanogenesi eseguita esclusivamente dagli archei. Tutti i generatori di metano appartengono all'archaea e quindi all'Euryarchaeota.

Evento, distribuzione e proprietà

Gli archaea Methanobrevibacter smithii sono organismi che crescono in un habitat privo di ossigeno. Questa proprietà è anche nota come anaerobia obbligata. Questa forma di anaerobia distingue l'archaea da organismi che possono opzionalmente vivere in condizioni ossiche. Gli abitanti intestinali sono fluorescenti e metanogeni. Utilizzano idrogeno e anidride carbonica nella flora intestinale e nella flora dei denti per generare metano e acqua. In questo contesto gli archei parlano anche di formatori di metano idrogenotrofico. L'idrogeno e il carbonio si accumulano nell'intestino e nella flora dentale dei mammiferi principalmente a causa dei processi metabolici di altri microrganismi.

Per i generatori di metano, il rilascio di energia durante la metanogenesi è un processo vitale. La metanogenesi quindi serve loro come fonte di energia. Gli archei quindi non sono parassiti: non crescono a spese degli organismi ospiti, ma convivono con loro in un rapporto reciprocamente vantaggioso.

I Methanobrevibacter smithii sono metanogeni che convertono l'anidride carbonica e l'idrogeno in acqua e metano. La conversione dell'acido formico può anche svolgere un ruolo nella produzione di metanolo. Tutti i generatori di metano preferiscono vivere a temperature ideali comprese tra zero e 70 gradi Celsius. Sono meno in grado di affrontare temperature gelide e temperature superiori a 90 gradi sono fatali per loro. Temperature superiori ai 50 gradi, invece, rendono i generatori di metano particolarmente efficienti. L'ambiente ideale per gli archaea è a pH neutro o leggermente alcalino e consiste in modo ottimale per il 50% di acqua.

L'habitat dei generatori di metano non è esclusivamente il corpo umano o animale. Molti formatori si trovano anche nei sedimenti acquatici, nei terreni saturi d'acqua o nel letame, poiché trovano composti azotati, elementi minerali e oligoelementi per sopravvivere in queste aree della vita.

I microrganismi sono inibiti da acidi organici, ossigeno e disinfettanti. Nell'intestino umano, si verificano principalmente all'interno della sezione del colon. In definitiva, i Methanobrevibacter smithii fanno parte della catena alimentare anaerobica e ne rappresentano l'ultimo punto, i processi metabolici che vi avvengono portano alla formazione di metano.

Significato e funzione

I Methanobrevibacter smithii assumono compiti vitali nel corpo umano e rappresentano una sorta di smaltimento dei rifiuti I riciclatori di rifiuti ripuliscono il colon e la flora dentale utilizzando i rifiuti di altri microrganismi. Questi prodotti di scarto sono principalmente molecole di idrogeno, dalle quali i colleghi degli archei producono metano.

In questo contesto, i microrganismi giocano un ruolo decisivo, tra l'altro, con la flatulenza. L'attività di Methanobrevibacter smithii supporta la colonizzazione di altri batteri intestinali e dentali. I formatori di metano sono elementi indispensabili sia per la flora dentale che per la flora intestinale e contribuiscono in modo significativo al funzionamento dell'intero sistema. Secondo le nuove scoperte scientifiche, non tutte le persone portano l'archaea nell'intestino.

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Malattie e disturbi

I Methanobrevibacter smithii non colonizzano la flora intestinale in circa il 15% della popolazione. La scienza presume che in assenza di batteri, i batteri meno utili si depositano nell'intestino. Ciò significherebbe che le persone senza gli abitanti intestinali che formano il metano hanno una digestione più povera e meno funzionante di quelle con l'archaea. Un argomento di ricerca scientifica in questo contesto è l'obesità. Alcuni scienziati stanno attualmente speculando sulla misura in cui l'assenza di Methanobrevibacter smithii potrebbe favorire l'obesità e fenomeni correlati.

Anche nell'area della flora dentale l'assenza di archea potrebbe portare ad una generale riduzione dei batteri benefici e favorire così malattie dentali riconducibili alla scarsa flora dentale.

Per quanto riguarda l'obesità, la scienza è già arrivata ai primi risultati attraverso la sperimentazione sugli animali. Come parte di uno studio, la Washington University ha colonizzato gli intestini dei topi con gli stessi batteri intestinali che si trovano nell'intestino umano. Alcuni individui non hanno ricevuto Methanobrevibacter smithii nell'esperimento, mentre altri sono stati colonizzati con Methanobrevibacter smithii. Gli animali da test senza Methanobrevibacter smithii erano significativamente più spessi degli individui con i microrganismi alla fine dello studio.