Methanobrevibacter smithii on arheed, mis elavad imetajate soolestikus, suuõõne taimestikus ja suguelundites. Need on nn metanogeenid, mis metaboliseeruvad süsinik dioksiid ja vesinik et vesi ja metaan, mis toetab soolestiku tervislikku koloniseerimist, suuja suguelundite. Methanobrevibacter smithii puudumine koolon on nüüd seotud kasutajaga ülekaalulisus.
Mis on methanobrevibacter smithii?
Methanobrevibacter smithii on arheed, mis elavad imetajate soolestikus, suuõõne taimestikus ja suguelundites. Need on nn metanogeenid. Arheebakterid on koos rakuliste organismide kolmest domeenist bakterid ja eukarüootid. Arheed on üherakulised organismid, mille DNA on paigutatud väikestesse mahtudesse. Nad kuuluvad prokarüootidesse. Arheed ei sisalda rakuorganelle. Inimese keha sisaldab loomulikult teatud arvu üherakulisi organisme ja on seega erinevate bakterikolooniate looduslik elupaik. Näiteks elavad erinevad algloomad inimese soolestikus ja täidavad erinevaid seedeprotsessidega seotud ülesandeid. Üks tähtsamaid soolestikke bakterid on Methanobrevibacter smithii. See on arheebakter, mis koloniseerib lisaks paljude imetajate soolestikule ka inimeste tupe ja suuõõne taimestiku. Bakter kuulub hüdrotroofse metaani tootjatele, kelle energia metabolism toodab metaani. Metaan kuulub rühma alkaanid ja moodustub sooletrakti organismis ensümaatiliselt tükeldatud toidust. Metaani moodustavaid mikroorganisme, näiteks Methanobrevibacter smithii, nimetatakse tegelikult valesti bakterid. Bakterid ja arheed määrati algselt ühisele taksonile. Alates 1990. aastatest on baktereid ja arheesid hakatud käsitlema kahe erineva taksonina, kusjuures metanogeneesi teostavad ainult arheed. Seega kuuluvad kõik metaani tootjad Archaeasse ja seega Euryarchaeota.
Esinemine, levik ja omadused
Archaea Methanobrevibacter smithii on organismid, mis kasvama in hapnik-vabad elupaigad. Seda omadust nimetatakse ka kohustuslikeks anaeroobideks. See anaeroobia vorm eristab arheesid organismidest, mis võivad oktaalsetes tingimustes elada fakultatiivselt. Soolestiku elanikud on fluorestseeruvad ja metanogeensed. Nad metaboliseeruvad vesinik ja süsinik dioksiid rappima taimestik ja hammaste taimestik metaaniks ja vesi energiakasvuga. Selles kontekstis nimetatakse arheesid ka hüdrotroofseteks metanogeenideks. Vesinik ja süsinik toodetakse rappima ja imetajate hambafloora peamiselt teiste mikroorganismide ainevahetusprotsesside tõttu. Metanogeenide jaoks on energia vabanemine metanogeneesi ajal eluliselt tähtis protsess. Seega on metanogenees nende jaoks energiaallikas. Järelikult ei ole arheed parasiidid: nad seda ei tee kasvama peremeesorganismide arvelt, kuid eksisteerivad nendega koos vastastikku kasulikus suhtes. Methanobrevibacter smithii on metanogeenid, mis muunduvad süsinikdioksiid ja vesinik kuni vesi ja metaan. Sipelghape konversioon võib mängida rolli ka metanooli tootmine. Kõik metanogeenid eelistavad elada ideaalsel temperatuuril vahemikus null kuni 70 kraadi. Nad suudavad miinuskraadidega vähem hakkama saada ja üle 90-kraadistel temperatuuridel on neile ka surmav mõju. Temperatuur üle 50 kraadi seevastu muudab metaani moodustajad eriti tõhusaks. Arheia ideaalne keskkond on pH-neutraalne või kergelt leeliseline ja koosneb optimaalselt 50 protsendist veest. Metaani tekitajate elupaik ei ole ainult inimese ega looma keha. Paljud moodustajad esinevad ka veesetetes, veega küllastunud pinnases või sõnnikus, nagu nad leiavad lämmastik ühendid, mineraalelemendid ja mikroelemendid nendes elupaikades ellu jääda. Mikroorganismid on orgaanilise toimega pärsitud happed, hapnik ja desinfitseerimisvahendid. Inimese soolestikus leidub neid peamiselt jämesoole sektsioonis. Lõppkokkuvõttes kuuluvad Methanobrevibacter smithii anaeroobse toiduahela hulka ja esindavad selle viimast etappi. Metaboolsed konversioonid, mis seal toimuvad viima metaani moodustumiseni.
Tähtsus ja funktsioon
Methanobrevibacter smithii täidab inimkehas elutähtsaid ülesandeid ja kujutab endast omamoodi jäätmete kõrvaldamise süsteemi. Jäätmete ringlussevõtjad koristavad koolon hammaste taimestikus ja teiste mikroorganismide jääkainete ringlussevõtu teel. Need jääkained on peamiselt vesinik molekulid, millest kolleegid arheed toodavad metaani. Selles kontekstis mängivad mikroorganismid otsustavat rolli muu hulgas puhitus. Methanobrevibacter smithii aktiivsus toetab teiste soole- ja hambabakterite asustumist. Nii hambafloora kui ka soolefloora, metanobjektid on asendamatud elemendid, mis aitavad oluliselt kaasa kogu süsteemi toimimisele. Uute teaduslike järelduste kohaselt ei kanna kõik inimesed arheesid soolestikus.
Haigused ja vaevused
Umbes 15 protsendil elanikkonnast ei koloniseeri Methanobrevibacter smithii soolefloora. Teadlased usuvad, et bakterite puudumisel settib bakterisse vähem kasulikke baktereid rappima. See tähendaks, et inimestel, kellel pole metaani moodustavaid soolestiku elanikke, on seedimine halvem ja vähem funktsionaalne kui arheedega inimestel. Üks teadusuuringute teema selles kontekstis on ülekaalulisus. Mõned teadlased spekuleerivad praegu selle üle, mil määral võib Methanobrevibacter smithii puudumine soodustada ülekaalulisus ja sellega seotud tingimused. Samamoodi võiks hambaflooras arheede puudumine viima kasulike bakterite üldisele vähenemisele, soodustades seeläbi hambahaigused halva hambafloora tõttu. Rasvumise osas on teadus loomkatsete abil juba jõudnud esialgsete tulemusteni. Ühes uuringus kolonis Washingtoni ülikool hiirte sooled samade soolebakteritega, mida leidub inimese soolestikus. Teatud isikud ei saanud eksperimendis Methanobrevibacter smithii, teised koloniseeriti Methanobrevibacter smithii'ga. Uuringu lõpus olid katseloomad, kellel puudus Methanobrevibacter smithii, oluliselt paksemad kui mikroorganismidega isendid.
