هر کلاس لیپید ویژگی ها و عملکردهای ساختاری منحصر به فردی را به غشای باکتریایی می دهد. برخی از لیپیدها همچنین به عنوان مولکول های سیگنالی که توسط گیرنده های میزبان مختلف حس می شوند، مانند گیرنده های لکتین نوع C (CLRs) عمل می کنند. برای مثال، انسان اسفنگولیپیدهای اگزوژن را از طریق شیر مادر دریافت می کند، که یک عامل تعیین کننده مهم در رشد مغز و ایمنی در مراحل بعدی زندگی است.
میزان و انواع لیپیدهایی که انسان مصرف می کند در 50 تا 100 سال گذشته به طرز چشمگیری تغییر کرده است. بنابراین، نویسندگان همچنین به این موضوع پرداختند که چگونه فعل و انفعالات واسطه‌ای لیپید می‌تواند به توجیه افزایش شدید بیماری‌های التهابی و خودایمنی کمک کند، زیرا میکروبیوم روده نقش مهمی در پاتوژنز این بیماری‌ها بازی می‌کند.
از آنجایی که مغز انسان همچنین غنی از اسفنگولیپیدها و پلاسمالوژن ها، دو محصول میکروبی روده است، مطالعات آینده باید ارزیابی کنند که کدام لیپیدهای مشتق شده از میکروبی بر محور روده-مغز تأثیر می گذارند. حوزه دیگری که ارزش بررسی دارد این است که چگونه متابولیسم لیپید بر اساس میکروبیوم روده یک عامل تعیین کننده حیاتی برای سلامت و بیماری انسان است. مطالعات اولیه پروفایل متابولومیک نشان داده است که سرم انسان سالم دارای هزاران متابولیت مشتق از باکتری است که بسیاری از آنها احتمالاً لیپید هستند.
اگرچه بیشتر محتوای متابولیک میکروبیوم روده (وزن خشک) شامل لیپیدها است، اشریشیا کلی منبع تمام اطلاعات در مورد بیوسنتز لیپید باکتریایی روده بوده است. با پیشرفت در رویکردهای محاسباتی و یادگیری ماشینی، محققان ممکن است روش مقیاس پذیرتری برای شناسایی لیپیدها از سایر گونه های میکروبیوم روده، به عنوان مثال، Bacteroidetes، Firmicutes، Verrucomicrobia و Actinobacteria داشته باشند.
لیپیدهای رایج در غشای باکتری ها شامل فسفولیپیدها، گلیسرولیپیدها و ساکارولیپیدها مانند لیپوپلی ساکاریدها (LPS) می باشند. با این حال، برخی از لیپیدها مشخصه گونه های باکتریایی خاص هستند. به عنوان مثال، کامنزال باکتریوئیدها سویه ها اسفنگولیپیدهایی مانند دی هیدروسرامید (DHCer) را سنتز می کنند. به همین ترتیب، برخی از گونه های باکتریایی بی هوازی روده و باکتریوئیدها و فیرمیکوت ها گونه های فیلا پلاسمالوژن ها را سنتز می کنند. علاوه بر این، برخی از باکتری ها (به عنوان مثال، فلاووباکتریوم سویه ها) سولفونولیپیدها را سنتز می کنند.
به طور مشابه، میکروبیوم روده کلسترول رژیم غذایی را تغییر می دهد. باکتریوئیدها سولفونات کلسترول با استفاده از یک خوشه ژنی که آنزیم سولفوترانسفراز را در خود جای داده است. مطالعات کاهش این خوشه ژنی خاص را در طول التهاب روده نشان داده است. از آنجایی که عملکردهای بیولوژیکی متابولیت های کلسترول سولفاته از میکروبیوم به طور کامل درک نشده است، آنها منطقه هیجان انگیزی را برای تحقیقات آینده نشان می دهند. همچنین، متاژنوم روده می تواند با اطمینان بیشتری کلسترول، مشتقات کلسترول و پانل های چربی خون یک فرد را توضیح دهد، که رایج ترین شاخص های مورد استفاده برای سلامت متابولیک است.
نتیجه گیری
با این حال، مطالعات هنوز لیپیدهای تولید شده توسط آنزیم های میکروبیوم روده را رمزگشایی نکرده و تاثیر آنها را بر التهاب سیستمیک توضیح نداده اند. علاوه بر روده، متابولیسم لیپید میکروبیوم ممکن است بر التهاب مزمن در مغز تأثیر بگذارد که به طور بالقوه منجر به بسیاری از بیماری‌های عصبی می‌شود. محققان به طور فزاینده ای علاقه مند به بررسی اینکه آیا بیماری پارکینسون در روده شروع می شود یا خیر، می شوند.
انسان ها در طول زندگی خود لیپیدها را از طریق غذا مصرف می کنند. سلول های یوکاریوتی می توانند اکثر لیپیدها را به جز اسیدهای لینولئیک و آلفا لینولنیک، پیش ساز اسیدهای چرب امگا 3 و امگا 6، سنتز کنند. بنابراین، لیپیدهای رژیم غذایی دارای چندین مزیت برای سلامتی هستند، به عنوان مثال، بازسازی سلولی، ثبات غشاء، و حفظ مسیرهای متابولیک.
تلاش‌های آینده باید بر خالص‌سازی متابولیت‌های میکروبیوم و اجرای آنها برای تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی جرمی پشت سر هم برای تولید پایگاه‌های داده مشترک متمرکز شود. این داده ها می تواند راهبردهایی را برای پیشگیری، تشخیص و درمان چندین بیماری انسانی به عنوان پاسخی به لیپیدهای بدن انسان ارائه دهد و می تواند به بهبود نتایج بالینی کمک کند. افراد همچنین می توانند در معرض پروفایل های متابولومیک و ژنتیکی عمیق قرار گیرند تا امضاهای متابولیک را به جمعیت های میکروبیوم مرتبط کنند.
میکروب های روده Commensal لیپیدها را از طریق بیوسنتز de novo سنتز می کنند و لیپیدهای رژیم غذایی را برای تولید متابولیت های ثانویه تجزیه می کنند. این متابولیت ها از طریق شناسایی توسط سیستم ایمنی بدن بر سلامت میزبان تأثیر می گذارند، بنابراین، مسیرهای متابولیکی متعددی را تحت تأثیر قرار می دهند.
این بررسی جدیدترین مقالات منتشر شده را که تئوری های قدیمی را در مورد نحوه تعامل میکروبیوم روده و میزبان به عنوان یک کل به چالش می کشد، ارائه می کند. آنها از طبقه بندی مرسوم لیپیدها پیروی کردند، یک کلاس استثنایی از مولکول های زیستی که شامل اسیدهای چرب زنجیره آلکیل و مشتقات آنها در لایه دولایه غشای باکتریایی است.
علاوه بر این، نیاز فوری به درک ترشح و تحویل لیپید با واسطه وزیکول غشای خارجی (OMV) وجود دارد. می تواند به ایجاد مقاومت در برابر ویروس ها یا سایر تهاجمات بیماری زا کمک کند. محققان بر در نظر گرفتن اثر انگشت لیپیدی منحصر به فرد میکروب های روده در مطالعات آینده برای ارزیابی سلامت و بیماری انسان تاکید کردند.
در نهایت، آنها نیاز به کار بیشتر در این زمینه کم مطالعه اما جذاب زیست شناسی را برجسته کردند.
زمینه
تحقیقات قبلی نشان داد که لیپیدها در درجه اول نقش ساختاری دارند. به عنوان مثال، در غشای سلولی. همچنین، آنها برای فیزیولوژی میکروبی و برهمکنش‌های میکروب- میکروب بسیار مهم بودند. با این حال، مطالعات اخیر تنوع گیج کننده ای از ساختارها و عملکردهای لیپیدی را تشخیص داده اند که به طور بالقوه بر فیزیولوژی میزبان در سلامت و بیماری تأثیر می گذارد.
لیپیدها، بیوسنتز آنها و تبدیل آنها توسط میکروبیوم روده
علاوه بر این، دانشمندان باید بر روی ایجاد فهرستی از پروفایل های لیپیدی برای میکروب هایی که با سلامتی و بیماری مرتبط هستند، کار کنند. درک تعاملات میکروب لیپید و میکروب میزبان و دستکاری ژنتیکی آنزیم های میکروبی واسطه متابولیسم لیپید نیز مفید خواهد بود، به ویژه برای گونه های باکتریایی که برای سلامت انسان مهم هستند، به عنوان مثال، Lachnospiraceae و بیفیدوباکتری ها فشارها.