A tudósok szerint a bélbaktériumok százai elektromosak
Egy új kutatás meglepő tényt tár fel a bélbaktériumok számos típusával kapcsolatban: ezek villamos energiát képesek előállítani.
Az elektrogén baktériumok azok, amelyek képesek bizonyos mennyiségű villamos energiát előállítani.
Emiatt a folyamatos kutatás azt kutatja, hogyan lehet felhasználni ezeket a mikroorganizmusokat alternatív, fenntarthatóbb akkumulátorszerű eszközök kifejlesztésére.
Eddig elektrogén baktériumokat meglehetősen specifikus természetes környezetben találtak, például különböző víztestek üledékeiben.
Ezek a környezetek általában anaerobak, vagyis nem tartalmaznak szabad oxigént. A Berkeley-i Kaliforniai Egyetem kutatói most először tapasztalták, hogy az emberi bélben száz különböző baktérium is elektrogén.
Ezek közé tartozik a baktériumok sok típusa, a kórokozóktól, amelyek képesek betegségeket okozni, a probiotikus baktériumokig, amelyek elősegítik a bél egészségét. Ezek a bélbaktériumok mégis más mechanizmus segítségével állítják elő az áramot, mint amit más környezetekből származó ismert elektrogén baktériumok használnak.
A kutatók - professzor Dan Portnoy vezetésével - a folyóiratban megjelenő tanulmányban számolnak be fontos felfedezésükről Természet.
Meglepő felfedezés
Portnoy professzor és csapata elmagyarázza, hogy a villamos energiát termelő baktériumok egy része, amelyet most azonosítottak, magukban foglalják Listeria monocytogenes (gyakori tettes hasmenés esetén), Clostridium perfringens (ami gangrént okoz), és Enterococcus faecalis (kórházi tartózkodás során néha szerzett kórokozó).
A bélben azonban számos más áramtermelő baktérium jóindulatú. Ezek egy része probiotikum, a kutatók megfigyelik, míg mások, például a Lactobacillusok törzsek, szerepet játszanak az erjedésben.
"Az a tény, hogy olyan sok hiba, amely kölcsönhatásba lép az emberrel, akár kórokozóként, akár probiotikumokként, akár mikrobiotánkban, akár emberi termékek erjesztésében, elektrogén hatásúak - ezt már korábban is elmulasztották."
Prof. Dan Portnoy
Ez hozzáteszi: „sokat elárulhat arról, hogy ezek a baktériumok miként fertőznek meg minket, vagy segíthetnek az egészséges bélrendszerben”.
A tudósok arra is számítanak, hogy váratlan eredményeik hasznosak lehetnek a jövőbeni olyan projektekben is, amelyek mikrobiális üzemanyagcella létrehozását célozzák, amely egy innovatív stratégia a megújuló energia előállítására.
A kutatók elmagyarázzák, hogy a baktériumok az anyagcseréjük részeként áramot termelnek, egy olyan folyamatban, amelyet a légzéshez hasonlítanak.
Míg azonban az oxigénben gazdag környezetben élő szervezetek, például növények és állatok oxigént használnak anyagcseréjük elősegítésére, az anaerob környezetben élő baktériumoknak más kémiai elemeket kell használniuk.
Tehát a tavak fenekén élő baktériumok általában ásványi anyagokat, például vasat vagy mangánt használnak összetett anyagcsere-folyamatuk során, ezáltal áramot termelve.
Bélbaktériumok: Elektrogén, mert „könnyű?”
Úgy tűnik azonban, hogy a bélben található elektrogén baktériumok egyszerűbb villamosenergia-előállítási eljárással rendelkeznek, és flavin néven ismert szerves vegyületet használnak, amely egy B-2-vitamin származék.
"Úgy tűnik, hogy e baktériumok sejtstruktúrája és az általuk elfoglalt vitaminokban gazdag ökológiai fülke jelentősen megkönnyíti és költséghatékonyabbá teszi az elektronok átvitelét a cellából" - magyarázza az első tanulmány szerzője, Sam Light.
„Így - mondja - azt gondoljuk, hogy a hagyományosan vizsgált ásványi anyagot lélegző baktériumok extracelluláris elektrontranszfert alkalmaznak, mivel ez döntő fontosságú a túlélés szempontjából, míg ezek az újonnan azonosított baktériumok azért használják, mert„ könnyű ”.”
A Kaliforniai Egyetem Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumának szakértőivel együttműködve Light és munkatársai további vizsgálatokat végeztek annak megállapítására, hogy ezek a bélbaktériumok mennyi áramot képesek előállítani.
Megállapították, hogy a bélbaktériumok csaknem annyi áramot termelnek, mint más elektrogén baktériumok: másodpercenként akár 100 000 elektron / sejt.
Különösen meglepve tapasztalták ezt Lactobacillus - az erjedésben szerepet játszó baktériumszál, amelyet sajt, joghurt és savanyú káposzta készítésére használnak - elektrogén tulajdonságokkal rendelkezik.
Most Light és munkatársai arra kíváncsi, hogy ezek a tulajdonságok egyáltalán relevánsak-e az íze szempontjából Lactobacillus erjedéssel nyert élelmiszertermékekben keletkezik.
"Ez egy nagy része a baktériumok fiziológiájának, amelyekről az emberek nem vették észre, hogy léteznek" - vonja le a következtetést Light. "És amelyek potenciálisan manipulálhatók."
