يعد البول أداة تشخيصية بالغة الأهمية، حيث يكشف عن مجموعة واسعة من الاضطرابات، لكن العلماء كشفوا للتو أحد ألغازها – كيف يتحول لون سائل الجسم إلى اللون الأصفر.
اكتشف فريق من العلماء من جامعة ميريلاند والمعاهد الوطنية الأمريكية للصحة أن اللون ينبع من جزيء مصنوع من البكتيريا في جهازنا الهضمي.
إنه إنزيم يسمى البيليروبين المختزل (BilR)، وكان القطعة المفقودة من اللغز الذي يعود تاريخه إلى قرن ونصف من الزمان والذي يفسر سبب لون البول الأصفر.
ووجد الفريق أيضًا أن جميع البالغين الأصحاء تقريبًا لديهم بروتين BilR في أجهزتهم الهضمية، لكن العديد من الأطفال حديثي الولادة والأشخاص الذين يعانون من مرض التهاب الأمعاء لا يمتلكون ذلك.
اليوروبيلين يعطي البول لونه الكلاسيكي. لقد عرف الأطباء ذلك منذ فترة طويلة، لكنهم لم يعرفوا أي إنزيم مسؤول عن تكوين اليوروبيلين
عندما تصل خلايا الدم إلى نهاية دورة حياتها عند ستة أشهر، فإنها تطلق بروتينًا برتقاليًا يسمى البيليروبين، والذي يتحول في النهاية إلى اليوروبيلين، وهو الجزيء المسؤول عن تلوين البول باللون الأصفر.
البيليروبين هو منتج نفايات، ويعتبره الأطباء عمومًا سامًا.
تشير بعض الأبحاث إلى أنه يمكن أن يساعد المرضى على تحمل عمليات زرع الأعضاء، وربما حتى علاج حالات مثل السكتات الدماغية والتصلب المتعدد.
يتم تمريره إلى الجهاز الهضمي، حيث يتم تمرير معظمه، ولكن يتم إعادة امتصاص بعض منه في الجسم.
يقوم الكبد بتصفية وامتصاص أكبر قدر ممكن من هذا الفائض.
تزدهر المئات من البكتيريا الموجودة بشكل طبيعي في جهازنا الهضمي، وتنتج مواد كيميائية تساعدنا على تكسير الأطعمة للوصول إلى العناصر الغذائية والتخلص من النفايات مثل البيليروبين.
ووجد مؤلفو الدراسة الجديدة أن تسعة من هذه البكتيريا تقوم بتفكيك البيليروبين.
ثلاثة منها تنتج BilR، وهو الإنزيم الذي يحول البيليروبين إلى جزيئات اليوروبيلينوجين والستيركوبيلينوجين، والتي يمكن إفرازها بسهولة في البول والبراز.
البيليروبين المختزل (BilR) هو إنزيم تنتجه ثلاث بكتيريا مختلفة على الأقل تعيش بشكل طبيعي في أمعائنا. يعد الإنزيم المكتشف حديثًا جزءًا مهمًا من سلسلة الأحداث التي تجعل البول أصفر اللون. يتم إنتاج هذا النوع المحدد من BilR بواسطة أنواع البكتيريا Ruminococcus gnavus
وقال برانتلي هول، مؤلف الدراسة الرئيسي، والأستاذ المساعد في بيولوجيا الخلية وعلم الوراثة الجزيئية بجامعة ميريلاند، في بيان: “إن ميكروبات الأمعاء تشفر إنزيم البيليروبين المختزل الذي يحول البيليروبين إلى منتج ثانوي عديم اللون يسمى يوروبيلينوجين”.
“ثم يتحلل اليوروبيلينوجين تلقائيًا إلى جزيء يسمى اليوروبيلين، وهو المسؤول عن اللون الأصفر الذي نعرفه جميعًا.”
لقد عرف العلماء عن اليوروبيلين منذ اكتشافه لأول مرة في عام 1868، أي قبل 156 عامًا.
لكنهم لم يعرفوا شيئا عن BilR، الإنزيم الذي يساعد في صنع اليوروبيلين.
ظهرت النتائج في المجلة علم الأحياء الدقيقة الطبيعة.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة شياو فانغ جيانغ في البيان: “الآن بعد أن حددنا هذا الإنزيم، يمكننا البدء في التحقيق في كيفية تأثير البكتيريا الموجودة في أمعائنا على مستويات البيليروبين المنتشرة والظروف الصحية ذات الصلة مثل اليرقان”.
يحدث اليرقان، الذي يتميز باصفرار الجلد والعينين، عندما لا يتمكن الكبد من التخلص من البيليروبين الزائد.
وقال جيانغ: “هذا الاكتشاف يضع الأساس لفهم محور القناة الهضمية والكبد”.
لقد اكتشف العلماء بشكل متزايد أن ميكروبيوم الأمعاء، وهو مجموعة الميكروبات التي تعيش في جهازنا الهضمي، يرتبط بجميع أنواع الحالات الصحية، بما في ذلك الاكتئاب والتهاب المفاصل وحتى العدوان.
تضيف هذه الدراسة الجديدة قطعة أخرى لفهم كيف يحافظ الميكروبيوم على صحتنا.
وقال هول: “إن النهج متعدد التخصصات الذي تمكنا من تنفيذه – بفضل التعاون بين مختبراتنا – كان مفتاحًا لحل اللغز الفسيولوجي لسبب ظهور بولنا باللون الأصفر”. “إنه تتويج لسنوات عديدة من العمل الذي قام به فريقنا ويسلط الضوء على سبب آخر يجعل الميكروبيوم المعوي لدينا حيويًا جدًا لصحة الإنسان.”