Denna mekanism kan vara anledningen till att jästa livsmedel gynnar immunhälsan
Hur gagnar jäst mat, som yoghurt och surkål, hälsan och särskilt immunförsvaret? En ny studie har avslöjat en cellmekanism som är unik för människor och stora apor som kan ge en förklaring.
Mekanismen involverar en cellreceptor som heter HCA3. En cellreceptor är ett protein som tillåter specifika signaler att komma in i celler när en matchande molekyl binder till den.
Medan forskare har känt till HCA3 i flera år var det inte klart vilken roll det spelade. Endast människor och stora apor har HCA3-receptorn. Andra däggdjur, såsom möss, gör det inte.
Nu har ett team från universitetet i Leipzig i Tyskland tillsammans med andra kollegor upptäckt att HCA3 är mottaglig för en viss metabolit eller biprodukt av mjölksyrabakterieaktivitet.
Metaboliten har namnet D-fenyllaktinsyra (D-PLA). När det binder till HCA3 utlöser det en signal som varnar immunförsvaret om bakteriens närvaro.
Forskarna beskriver sina resultat i ett nyligen PLOS Genetics studiepapper.
"Vi är övertygade," säger seniorstudieförfattare Claudia Stäubert, som arbetar vid medicinsk fakultet vid universitetet i Leipzig, "att denna receptor med stor sannolikhet förmedlar några fördelaktiga och antiinflammatoriska effekter av mjölksyrabakterier hos människor."
Mjölksyrabakterier och fermenterade livsmedel
Mjölksyrabakterier är mikrober som kan jäsa vissa livsmedel. De kan till exempel producera yoghurt från mjölk och surkål från kål. De finns också i tarmen hos de flesta däggdjur.
Bakterierna tillhör en stor grupp av ”funktionella mikroorganismer” som jäser mat från växter och djur. Dessa mikrober förändrar mat på många sätt som människor använder och är fördelaktiga för hälsan.
Fermenteringsmikrober kan inte bara förändra matens struktur, smak och arom, de förlänger också lagringstiden genom konservering, ökar absorptionen av näringsämnen, bryter ner toxiner, stimulerar probiotisk aktivitet och producerar antioxidanter.
Forskning har visat att konsumtion av fermenterade livsmedel ger hälsofördelar som är relevanta för cancer, hjärtsjukdomar, allergier, diabetes och mag-tarmsjukdomar.
Medan många studier har kopplat mjölksyrabakterier till olika hälsofördelar finns det dock liten förståelse för den underliggande biologin.
Stäubert och hennes kollegor undersökte denna fråga genom att utforska rollen som hydroxikarboxylsyra (HCA) receptorer. Dessa receptorer, konstaterar författarna, "är regulatorer av immunfunktioner och energi homeostas under förändrade metaboliska och kostförhållanden."
Evolutionär historia av HCA3-receptorn
De flesta däggdjur har två HCA-receptorer: HCA1 och HCA2. Men människor och stora apor har en tredje - HCA3.
I sin studiepapper förklarar forskarna hur de "rekonstruerade HCA-receptors evolutionära historia" och visade att de "är funktionellt närvarande hos människor och alla andra stora apor."
De diskuterar hur mjölksyrabakterier redan jäser djur- och växtmaterial långt innan människor "utnyttjade" processen.
För länge sedan skedde en betydande global förändring som påverkade den "sista gemensamma förfadern till tidiga hominoider." Det är troligt att denna förändring stör matvanor, så att jästa frukter och löv kom in i kosten vid denna tidpunkt.
Kan det vara så att HCA3 började som ett genkopifel som gav en överlevnadsfördel för mänskliga förfäder som gav det vidare?
Forskarna föreslår att deras resultat stöder idén "att ökat intag av [mat fermenterad av mjölksyrabakterier] sannolikt utgjorde ett positivt selektivt tryck som upprätthöll HCA3-funktionen i hominider."
De föreslår också att närvaron av HCA3 kan ha hjälpt till att främja interaktioner mellan intagna och tarmmikrober genom att "ta över funktioner i immunsystemet."
Nytt ljus på mikrobvärdutvecklingen
Sammanfattningsvis belyser studien nytt ljus över hur vissa mikrober - som de som fermenterar mat och lever i tarmen - och människor utvecklades tillsammans.
Det kan stimulera ytterligare forskning om hur man använder de biologiska mekanismerna genom vilka jästa livsmedel gynnar hälsan.
I fallet HCA3 säger Stäubert till exempel att hon och hennes kollegor "tror att det kan fungera som ett potentiellt läkemedelsmål för att behandla inflammatoriska sjukdomar."
Teamet föreslår att framtida studier bör undersöka hur D-PLA påverkar immunsystemet. De bör också undersöka om metaboliten påverkar andra celler som bär HCA3, såsom fettceller.
