Οι επιστήμονες διαπιστώνουν ότι εκατοντάδες βακτήρια του εντέρου είναι ηλεκτρικά
Νέα έρευνα αποκαλύπτει ένα εκπληκτικό γεγονός για πολλούς τύπους βακτηρίων του εντέρου: μπορούν να παράγουν ηλεκτρισμό.
Ηλεκτρογονικά βακτήρια είναι εκείνα που είναι σε θέση να παράγουν μια ορισμένη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας.
Για αυτόν τον λόγο, η συνεχής έρευνα εξετάζει τρόπους χρήσης αυτών των μικροοργανισμών για την ανάπτυξη εναλλακτικών, πιο βιώσιμων συσκευών που μοιάζουν με μπαταρίες.
Μέχρι στιγμής, τα ηλεκτρογονικά βακτήρια έχουν βρεθεί σε αρκετά ειδικά φυσικά περιβάλλοντα, όπως τα ιζήματα διαφόρων υδάτινων σωμάτων.
Αυτά τα περιβάλλοντα είναι συνήθως αναερόβια, που σημαίνει ότι δεν περιέχουν ελεύθερο οξυγόνο. Τώρα, για πρώτη φορά, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ διαπίστωσαν ότι εκατοντάδες διαφορετικά βακτήρια στο ανθρώπινο έντερο είναι επίσης ηλεκτρογονικά.
Αυτά περιλαμβάνουν πολλούς τύπους βακτηρίων, από παθογόνα που είναι ικανά να προκαλέσουν ασθένεια, έως προβιοτικά βακτήρια που προάγουν την υγεία του εντέρου. Ωστόσο, αυτά τα βακτήρια του εντέρου παράγουν ηλεκτρισμό χρησιμοποιώντας διαφορετικό μηχανισμό από αυτόν που χρησιμοποιείται από γνωστά ηλεκτρογονικά βακτήρια από άλλα περιβάλλοντα.
Οι ερευνητές - με επικεφαλής τον καθηγητή Dan Portnoy - αναφέρουν τη σημαντική ανακάλυψή τους σε ένα έγγραφο μελέτης που εμφανίζεται στο περιοδικό Φύση.
Μια εκπληκτική ανακάλυψη
Ο καθηγητής Portnoy και η ομάδα εξηγούν ότι μερικά από τα σκέλη των βακτηρίων που παράγουν ηλεκτρισμό που έχουν τώρα εντοπίσει περιλαμβάνουν Listeria monocytogenes (κοινός ένοχος σε περιπτώσεις διάρροιας), Clostridium perfringens (που προκαλεί γάγγραινα), και Enterococcus faecalis (παθογόνο που μερικές φορές αποκτάται κατά τη διάρκεια της παραμονής στο νοσοκομείο)
Ωστόσο, πολλά άλλα βακτηρίδια που παράγουν ηλεκτρισμό στο έντερο είναι καλοήθη. Μερικά από αυτά είναι προβιοτικά, παρατηρούν οι ερευνητές, ενώ άλλα, όπως το Λακτοβακίλλοι στελέχη, παίζουν ρόλο στη ζύμωση.
«Το γεγονός ότι τόσα πολλά σφάλματα που αλληλεπιδρούν με τον άνθρωπο, είτε ως παθογόνα είτε σε προβιοτικά ή στα μικροβιοτικά μας ή εμπλέκονται στη ζύμωση ανθρώπινων προϊόντων, είναι ηλεκτρογονικά - που είχαν χαθεί πριν.»
Καθ. Dan Portnoy
Αυτό, προσθέτει, «θα μπορούσε να μας πει πολλά για το πώς αυτά τα βακτήρια μας μολύνουν ή μας βοηθούν να έχουμε ένα υγιές έντερο».
Επίσης, οι επιστήμονες αναμένουν ότι το απροσδόκητο εύρημα τους μπορεί επίσης να είναι χρήσιμο σε μελλοντικά έργα που στοχεύουν στη δημιουργία μικροβιακής κυψέλης καυσίμου, μια καινοτόμο στρατηγική για την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας.
Οι ερευνητές εξηγούν ότι τα βακτήρια παράγουν ηλεκτρισμό ως μέρος του μεταβολισμού τους, σε μια διαδικασία που συγκρίνουν με την αναπνοή.
Ωστόσο, ενώ οργανισμοί όπως φυτά και ζώα, που ζουν σε περιβάλλοντα πλούσια σε οξυγόνο, χρησιμοποιούν οξυγόνο για να τους βοηθήσουν στο μεταβολισμό τους, τα βακτήρια που κατοικούν σε αναερόβια περιβάλλοντα πρέπει να χρησιμοποιούν άλλα χημικά στοιχεία.
Έτσι, τα βακτήρια που βρίσκονται στον πυθμένα των λιμνών χρησιμοποιούν συνήθως ένα ορυκτό, όπως σίδηρο ή μαγγάνιο, κατά τη διάρκεια της σύνθετης μεταβολικής τους διαδικασίας, παράγοντας έτσι ηλεκτρισμό.
Βακτηρίδια του εντέρου: Ηλεκτρογόνο επειδή είναι «εύκολο;»
Ωστόσο, τα ηλεκτρογονικά βακτήρια που βρίσκονται στο έντερο φαίνεται να έχουν μια απλούστερη διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και χρησιμοποιούν μια οργανική ένωση γνωστή ως φλαβίνη, η οποία είναι παράγωγο της βιταμίνης Β-2.
«Φαίνεται ότι η κυτταρική δομή αυτών των βακτηρίων και η πλούσια σε βιταμίνες οικολογική θέση που καταλαμβάνουν καθιστά σημαντικά πιο εύκολη και οικονομικά αποδοτική τη μεταφορά ηλεκτρονίων από το κύτταρο», εξηγεί ο συγγραφέας της πρώτης μελέτης Sam Light.
«Έτσι», λέει, «πιστεύουμε ότι τα συμβατικά μελετημένα βακτήρια που αναπνέουν ορυκτά χρησιμοποιούν εξωκυτταρική μεταφορά ηλεκτρονίων επειδή είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση, ενώ αυτά τα πρόσφατα αναγνωρισμένα βακτήρια το χρησιμοποιούν επειδή είναι« εύκολο ».
Σε συνεργασία με εμπειρογνώμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, ο Light και οι συνεργάτες του πραγματοποίησαν περαιτέρω δοκιμές για να δουν πόση ηλεκτρική ενέργεια μπορούν να παράγουν αυτά τα βακτήρια του εντέρου.
Διαπίστωσαν ότι τα βακτήρια του εντέρου παράγουν σχεδόν τόσο ηλεκτρική ενέργεια όσο άλλα ηλεκτρογενή βακτήρια: έως 100.000 ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο ανά κύτταρο.
Συγκεκριμένα, εξεπλάγησαν όταν το βρήκαν Lactobacillus - ένας βακτηριακός κλώνος που παίζει ρόλο στη ζύμωση και χρησιμοποιείται για την παρασκευή τυριού, γιαουρτιού και λάχανο τουρσί - έχει ηλεκτρογονικές ιδιότητες.
Τώρα, ο Light και οι συνάδελφοί του αναρωτιούνται αν αυτές οι ιδιότητες σχετίζονται καθόλου με τη γεύση που Lactobacillus δημιουργεί προϊόντα διατροφής που λαμβάνονται μέσω ζύμωσης.
"Αυτό είναι ένα μεγάλο μέρος της φυσιολογίας των βακτηρίων που οι άνθρωποι δεν συνειδητοποίησαν ότι υπήρχαν", καταλήγει ο Φως, "και αυτό θα μπορούσε ενδεχομένως να χειραγωγηθεί."
