Oamenii de știință descoperă că sute de bacterii intestinale sunt electrice
Noi cercetări descoperă un fapt surprinzător despre numeroase tipuri de bacterii intestinale: acestea pot genera electricitate.
Bacteriile electrogene sunt cele care sunt capabile să producă o anumită cantitate de electricitate.
Din acest motiv, cercetările în desfășurare caută modalități de a utiliza aceste microorganisme pentru a dezvolta dispozitive alternative, mai durabile, asemănătoare bateriilor.
Până în prezent, bacteriile electrogene au fost găsite în medii naturale destul de specifice, cum ar fi sedimentele diferitelor corpuri de apă.
Aceste medii sunt de obicei anaerobe, ceea ce înseamnă că nu conțin oxigen liber. Acum, pentru prima dată, cercetătorii de la Universitatea din California, Berkeley au descoperit că sute de bacterii diferite din intestinul uman sunt, de asemenea, electrogene.
Acestea includ multe tipuri de bacterii, de la cele patogene care sunt capabile să provoace boli, până la bacteriile probiotice care promovează sănătatea intestinului. Cu toate acestea, aceste bacterii intestinale produc electricitate folosind un mecanism diferit de cel folosit de bacteriile electrogene cunoscute din alte medii.
Cercetătorii - conduși de prof. Dan Portnoy - raportează descoperirea lor importantă într-o lucrare de studiu care apare în jurnal Natură.
O descoperire surprinzătoare
Prof. Portnoy și echipa explică faptul că unele dintre firele de bacterii generatoare de electricitate pe care le-au identificat acum includ Listeria monocytogenes (un vinovat frecvent în cazurile de diaree), Clostridium perfringens (care provoacă gangrena) și Enterococcus faecalis (un agent patogen dobândit uneori în timpul spitalizărilor).
Cu toate acestea, numeroase alte bacterii producătoare de energie electrică în intestin sunt benigne. Unele dintre acestea sunt probiotice, observă cercetătorii, în timp ce altele, cum ar fi Lactobacili tulpini, joacă un rol în fermentație.
"Faptul că atât de multe erori care interacționează cu oamenii, fie ca agenți patogeni, fie în probiotice, fie în microbiota noastră sau implicate în fermentarea produselor umane, sunt electrogene - care au fost omise înainte".
Prof. Dan Portnoy
Acest lucru, adaugă el, „ne-ar putea spune multe despre modul în care aceste bacterii ne infectează sau ne pot ajuta să avem un intestin sănătos”.
De asemenea, oamenii de știință se așteaptă ca descoperirea lor neașteptată să poată fi utilă și în proiectele viitoare care vizează crearea celulei de combustibil microbiene, o strategie inovatoare pentru a genera energie regenerabilă.
Cercetătorii explică faptul că bacteriile generează electricitate ca parte a metabolismului lor, într-un proces pe care îl compară cu respirația.
Cu toate acestea, în timp ce organismele precum plantele și animalele, care trăiesc în medii bogate în oxigen, folosesc oxigen pentru a le ajuta în metabolismul lor, bacteriile care locuiesc în medii anaerobe trebuie să utilizeze alte elemente chimice.
Deci, bacteriile care locuiesc la fundul lacurilor folosesc de obicei un mineral, cum ar fi fierul sau manganul, în timpul procesului lor metabolic complex, generând astfel electricitate.
Bacterii intestinale: electrogenă pentru că este „ușor?”
Cu toate acestea, bacteriile electrogene găsite în intestin par să aibă un proces mai simplu de generare a energiei electrice și folosesc un compus organic cunoscut sub numele de flavină, care este un derivat al vitaminei B-2.
„Se pare că structura celulară a acestor bacterii și nișa ecologică bogată în vitamine pe care o ocupă facilitează semnificativ și mai eficient costul transferului de electroni din celulă”, explică autorul primului studiu Sam Light.
„Astfel”, spune el, „credem că bacteriile care respiră mineralele studiate în mod convențional folosesc transferul de electroni extracelulari deoarece este crucial pentru supraviețuire, în timp ce aceste bacterii nou identificate îl folosesc pentru că este„ ușor ””.
În colaborare cu experți de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley de la Universitatea din California, Light și colegii au efectuat teste suplimentare pentru a vedea cât de multă energie electrică sunt capabile să producă aceste bacterii intestinale.
Au descoperit că bacteriile intestinale generează aproape la fel de multă electricitate ca alte bacterii electrogene: până la 100.000 de electroni pe secundă pe celulă.
În special, au fost surprinși să constate asta Lactobacillus - o catenă bacteriană care joacă un rol în fermentație și este utilizată pentru a face brânză, iaurt și varză acră - are proprietăți electrogene.
Acum, Light și colegii se întreabă dacă aceste proprietăți sunt deloc relevante pentru gustul pe care îl au Lactobacillus creează în produsele alimentare obținute prin fermentare.
„Aceasta este o mare parte a fiziologiei bacteriilor pe care oamenii nu le-au dat seama că există”, concluzionează Light, „și care ar putea fi manipulată”.
