Киселинността на урината - както и наличието на малки молекули, свързани с диетата - може да повлияе на това колко добре бактериите могат да растат в пикочните пътища, показва ново проучване. Изследването в Медицинския факултет на Вашингтонския университет в Сейнт Луис може да има последици за лечение на инфекции на пикочните пътища, които са сред най-честите бактериални инфекции в световен мащаб.

човек

Изследването се появява в изданието на The Journal of Biological Chemistry от 26 юни.

Инфекциите на пикочните пътища (ИПП) често се причиняват от щам бактерии, наречен Escherichia coli (Е. coli), и лекарите отдавна разчитат на антибиотици, за да убият микробите. Но увеличаването на бактериалната резистентност към тези лекарства кара изследователите да търсят алтернативни стратегии за лечение.

„Много лекари могат да ви кажат, че виждат пациенти, които са особено податливи на инфекции на пикочните пътища“, казва старши автор Джефри П. Хендерсън, д-р, асистент по медицина. "Често не знаем защо някои хора изглежда са склонни към повтарящи се инфекции на пикочните пътища. Дълго време имахме евтини антибиотици, които действаха наистина добре за това. Но през последните 10-15 години видяхме огромен скок в бактериални инфекции, които са устойчиви на много от тези лекарства. "

Имайки предвид това, Хендерсън и неговият екип, включително първият автор Робин Р. Шийлдс-Кътлър, студент в лабораторията на Хендерсън, се интересуваха от изучаването на това как тялото естествено се бори с бактериалните инфекции. Те култивират E. coli в проби от урина от здрави доброволци и отбелязват големи разлики в това колко добре отделни проби от урина могат да използват ключов имунен протеин, за да ограничат бактериалния растеж.

„Бихме могли да разделим тези проби от урина на две групи въз основа на това дали те позволяват или ограничават бактериалния растеж“, каза Хендерсън. "Тогава попитахме, какво е особеното в пробите от урина, които ограничават растежа?"

Пробите от урина, които предотвратяват бактериалния растеж, поддържат по-голяма активност на този ключов протеин, който тялото прави естествено в отговор на инфекция, отколкото пробите, които позволяват на бактериите да растат лесно. Протеинът се нарича сидерокалин и минали изследвания показват, че той помага на организма да се бори с инфекцията, като лишава бактериите от желязо, минерал, необходим за бактериалния растеж. Техните данни накараха изследователите да попитат дали някакви характеристики на техните здрави доброволци са свързани с ефективността на сидерокалин.

"Възрастта и полът не се оказаха основни играчи", каза Шийлдс-Кътлър. "От всички фактори, които измерихме, единственият, който наистина се различава между двете групи, беше рН - колко кисела или основна беше урината."

Хендерсън каза, че конвенционалната мъдрост в медицината подкрепя идеята, че киселата урина е по-добра за ограничаване на бактериалния растеж. Но резултатите им бяха изненадващи, защото пробите, които бяха по-малко киселинни, по-близки до неутралното рН на чиста вода, показаха по-висока активност на протеина сидерокалин и бяха по-добри в ограничаването на бактериалния растеж от по-киселите проби.

Важното е, че изследователите също така показаха, че могат да насърчат или обезсърчат бактериалния растеж в урината, просто чрез коригиране на pH, констатация, която може да има последици за начина на лечение на пациентите с UTI.

"Лекарите са много добри в манипулирането на рН на урината", каза Хендерсън, който лекува пациенти с UTI. "Ако вземете например Tums, това прави урината по-малко кисела. Но рН не е цялата история тук. Урината е дестинация за голяма част от телесните отпадъци под формата на малки молекули. Това е невероятно сложна среда, която се променя чрез диета, индивидуална генетика и много други фактори. "

След анализ на хиляди съединения в пробите, изследователите установяват, че наличието на малки метаболити, наречени ароматни, които варират в зависимост от диетата на човек, също допринася за вариации в бактериалния растеж. Пробите, които ограничават бактериалния растеж, имат повече ароматни съединения, а урината, която позволява бактериален растеж, има по-малко.

Хендерсън и колегите му подозират, че поне някои от тези аромати са добри свързващи вещества за желязото и помагат да се лишат бактериите от желязо. И може би изненадващо, тези молекули не се произвеждат от човешки клетки, а от чревните микроби на човек, докато обработват храната в диетата.

"Нашето проучване предполага, че имунната система на тялото използва диетични растителни съединения, за да предотврати растежа на бактериите", каза Хендерсън. „Идентифицирахме списък от съединения, които представляват интерес, и много от тях са свързани със специфични хранителни компоненти и с чревни микроби.

Всъщност резултатите им включват червени боровинки сред другите възможни диетични интервенции. Shield-Cutler отбеляза, че много проучвания вече са изследвали екстракти или сокове от червени боровинки като лечение на UTI, но резултатите от такива разследвания не са последователни.

„Възможно е червените боровинки да са по-ефективни, когато са съчетани с лечение, за да направят урината по-малко кисела“, каза Хендерсън. "И дори тогава, може би боровинките работят само при хора, които имат правилните чревни микроби."

Изследователите проучиха и стратегиите на бактериите за противопоставяне на вродения имунитет на организма. E.coli произвежда съединение, наречено ентеробактин, което се свързва силно с желязото, като го краде от гостоприемника. Новото проучване показа, че ентеробактинът е особено добър в свързването на желязо в урината. Така че намирането на начини да го блокира може да отвори нови възможности за разработване на антимикробни лекарства, които действат съвсем различно от традиционните антибиотици.

Изследователите казват, че има много бъдещи насоки за това изследване, включително разработване на повече подробности, регулиращи дали тялото или бактериите ще спечелят битката за желязо, и изследване на спецификата на чревните микробиоми на техните здрави доброволци.