Örveruflóran okkar er okkur mjög mikilvæg. Með hverri rannsókninni sem framkvæmd er kemur betur í ljós hversu mikil áhrif hún hefur á líf okkar og heilsu. Það er í raun ótrúlega stutt síðan við litum á örveruflóruna sem saklaus sníkjudýr, þessar bakteríur lifðu með okkur og gerðu engan skaða en ekki mikið gagn heldur.

Það hefur þó heldur betur sannað sig að örveruflóran spilar stóra rullu í okkar daglega lífi og samsetning hennar getur haft heilmikil áhrif á heilsu okkar. Nýjustu rannsóknir benda jafnvel til þess að líkamsklukkan okkar sé stillt eftir taki örveruflórunnar.

Líkamsklukkan slær taktinn

Okkar innbyggða líkamsklukka stjórnar nær öllum okkar gjörðum. Hún er mikilvæg svo við vitum hvenær er tími til að fara að sofa, borða og allt annað. Þessi klukka er til staðar í öllum okkar frumum og stjórnar þannig þeirra starfsemi og þar af leiðandi starfsemi þeirra líffæra sem frumurnar byggja.

Þessi klukka hefur áhrif á það hvort við vökum eða sofum og hvað við gerum á meðan við vökum. Eitt af því mikilvægasta sem við gerum yfir daginn er að borða, við þurfum jú orku til að komast í gegnum verkefni dagsins.

Þegar við borðum fer af stað viðbragð í líkamanum, þar sem maturinn er brotinn niður og svo tekinn upp sem minni einingar. Til þess að líkaminn geti tekið næringuna upp og nýtt matinn til orku þurfa ótal skref að eiga sér stað.

Þessi skref þarf að samhæfa svo allt gerist í réttri röð og það er til dæmis eitt af því sem líkamsklukkan stjórnar. Hlutverk mismunandi líffæra og mismunandi frumna eru mörkuð með mismunandi genatjáningu á hverjum stað á hverjum tíma í því ferli sem á sér stað við meltingu.

Histone deacetylase 3 (HDAC3)

Áður en lengra er haldið er rétt að kynna til sögunnar prótín sem kallast HDAC3. Þetta prótín vinnur inní frumunum við að merkja erfðaefnið til að fruman viti hvort það eigi að tjá ákveðin gen eða ekki. Nafnið á prótíninu lýsir því að prótínið tekur acetýl-hópa af histónum. Histónar eru prótín sem frumurnar nota til að geyma erfðaefnið.

Til að hafa skipulag á öllum þeim ótal sameindum sem búa inní frumunum þá er sameindum eins og erfðaefninu raðar mjög skipulega saman. Litningunum (erfðaefninu) er pakkað saman á fjölda prótína sem kallast histónar inní kjarna frumnanna.

Eiginlega má segja að DNA-inu sé vafið utan um þessu prótín. Síðan eru sett á erfðaefnið alls kyns merkingar svo sem acetýlhópar sem má segja að virki eins og nokkurs konar klemmur. Klemmurnar passa uppá hversu fast erfðaefninu er vafið utan á histónana.

Þar sem við notum aðeins lítinn hluta erfðamengisins hverju sinni er mikilvægt að hafa stjórn á því hvaða gen eru tjáð. Acetýlhóparnir eru því ein af mörgum klemmum sem frumurnar nota til að losa eða festa erfðaefnið eins og við á. Þegar þörf er á tjáningu á ákveðnum genum er losað um viðeigandi svæða svo prótínin sem sjá um tjáninguna komist að.

Það er einmitt hlutverk HDAC3, þegar það er virkt þá tekur prótínið acetýlhópa af erfðaefni sem er vafið uppá históna og gerir erfðaefnið þannig aðgengilegra til tjáningar. Með öðrum orðum HDAC3 er eitt af mörgum mikilvægum prótínum sem stjórna tjáningu genanna okkar.

Melting í takt við líkamann

Áhrif líkamsklukkunnar á efnahvörfin okkar eru augljós en þó ekki að fullu skilgreind. Rannsóknir á hegðun örveruflórunnar hafa leitt í ljós að þar er að finna sama takt og líkami hýsilsins fylgir. Það sem kemur svo kannski á óvart er að mýs sem ekki hafa neina örveruflóru hafa að því er virðist ekki skýran takt í ysta lagi frumnanna í smáþörmunum.

Rannsóknarhópur við University of Texas Soutwestern Medical center sem birti nýverið rannsóknargrein í Science, vildi skoða hvernig örveruflóran hefur áhrif á líkamsklukkuna í þeim líffærum sem sjá um að melta fæðunar okkar.

Örveruflóran og HDAC3

Mýs sem ekki hafa neina örveruflóru eru ekki bara með taktlausa smáþarma, þær virðast líka geta borðað endlaust af óhollustu án þess að það hafi áhrif á þyngd þeirra. Slíkt taktleysi hljómar líklega dásamlega í eyrum margra og því ekki úr vegi að skoða enn frekar hvers vegna þetta óútskýrða taktleysi hefur áhrif á orkuinntöku.

Rannsóknarhópurinn í Texas skoðaði hvaða áhrif það gæti haft á mýs ef prótínið HDAC3 væri óvirkt í smáþörmunum. Þeir skertu magn prótínsins í þessu mikilvæga líffæri og sáu sömu útkomu og í örveruflórulausum músum. Mýsnar virtust ekki þurfa að passa hvað þær borðuðu, þær fitnuðu ekki.

Mýsnar sem ekki höfðu virkt HDAC3 í smáþörmunum virtust hafa sama taktleysi í líffærinu og þær sem ekki höfðu neina bakteríuflóru. Þetta gefur til kynna að örveruflóran hefur á einhvern hátt áhrif á HDAC3 prótínið sem leiðir til þess að meltingin fer ekki fram á þann taktvissa hátt og eðlilegt er.

HDAC3 og upptaka fitu

Þó niðurstöðurnar bendi sterklega til þess að bæði HDAC3 og örveruflóran stjórni takti smáþarmanna þá er enn ekki skilgreint á hvaða hátt.

Þegar rannsóknarhópurinn fór að kafa betur ofan í hlutverk HDAC3 í smáþörmunum kom í ljós að það gegnir þar áður óþekktu hlutverki. Í samstarfi við prótín sem kallast ERRalpha, kveikir HDAC3 á tjáningu gens (Cd36) sem sér um upptöku fitu í smáþörmunum.

Þetta bendir til þess að samstarf örveruflórunnar og HDAC3 passi uppá að taktvisst sé kveikt á upptöku fitu í smáþörmunum á meðan á meltingu stendur. Þessi taktur er mikilvægur til að fitan sé tekin upp, sem virðist einmitt ekki vera gert sé slökkt á HDCA3 eða engin örveruflóra er til staðar.

Hér sannast því enn og aftur hversu samtvinnaður líkami okkar er við örveruflóruna sem hann hýsir. Þó hér hafi tilraunirnar farið fram í músum, má leiða að því líkur að svipaðar niðurstöður fengjust ef tilraunadýrin væru menn.

Greinin birtist fyrst í prentuðu eintaki og á vefsíður Stundarinnar.