Исследователи из Университета Мэриленда и Национального института здравоохранения определили фермент, ответственный за придание моче желтого оттенка, и это больше, чем просто вопрос праздного любопытства или школьного хихиканья.
Открытие этого фермента, называемого - биливердин-редуктаза Biliverdin reductase, открывает путь для дальнейших исследований роли микробиома кишечника в таких заболеваниях, как желтуха и воспалительные заболевания кишечника.
«Это открытие фермента наконец раскрывает тайну желтого цвета мочи», — сказал ведущий автор исследования Брантли Холл (Brantley Hall), доцент кафедры клеточной биологии и молекулярной генетики Университета Мэриленда. «Примечательно, что повседневный биологический феномен так долго оставался необъяснимым, и наша команда очень рада возможности его объяснить».
Когда эритроциты разрушаются после шестимесячного срока службы, в качестве побочного продукта вырабатывается ярко-оранжевый пигмент, называемый билирубином. Билирубин обычно секретируется в кишечник, где предназначен для выведения, но также может частично реабсорбироваться. Избыточная реабсорбция может привести к накоплению билирубина в крови и вызвать желтуху — состояние, которое приводит к пожелтению кожи и глаз. Попадая в кишечник, местная флора может превращать билирубин в другие молекулы.
«Кишечные микробы кодируют фермент билирубинредуктазу, которая превращает билирубин в бесцветный побочный продукт, называемый уробилиноген», — объяснил Холл, работающий по совместительству в Институте перспективных компьютерных исследований Университета Мэриленда. «Затем уробилиноген спонтанно распадается на молекулу под названием уробилин, которая отвечает за желтый цвет, с которым мы все знакомы».
Уробилин уже давно связывают с желтым оттенком мочи, но открытие исследовательской группой фермента, ответственного за это, дает ответ на вопрос, который ускользал от ученых более века.
Помимо решения научной загадки, эти открытия могут иметь важные последствия для здоровья. Исследовательская группа обнаружила, что билирубинредуктаза присутствует почти у всех здоровых взрослых, но часто отсутствует у новорожденных и людей с воспалительными заболеваниями кишечника. Они предполагают, что отсутствие билирубинредуктазы может способствовать развитию желтухи у младенцев и образованию пигментированных желчных камней.
«Теперь, когда мы идентифицировали этот фермент, мы можем начать исследовать, как бактерии в нашем кишечнике влияют на уровень циркулирующего билирубина и связанные с ним состояния здоровья, такие как желтуха», — сказал соавтор исследования Сяофан Цзян (Xiaofang Jiang), исследователь Национального института здравоохранения. «Это открытие закладывает основу для понимания оси кишечник-печень».
Помимо желтухи и воспалительных заболеваний кишечника, микробиом кишечника связан с различными заболеваниями и состояниями, от аллергии до артрита и псориаза. Это последнее открытие приближает исследователей к достижению целостного понимания роли кишечного микробиома в здоровье человека.
«Многодисциплинарный подход, который мы смогли реализовать — благодаря сотрудничеству между нашими лабораториями — стал ключом к решению физиологической загадки того, почему наша моча кажется желтой», — сказал Холл. «Это кульминация многолетней работы нашей команды, которая подчеркивает еще одну причину, почему наш кишечный микробиом так важен для здоровья человека».
Исследование было опубликовано в журнале Nature Microbiology.
Источник: University of Maryland.
