Godinama je tačan razlog žute boje urina ostao misterij, zbunjujući naučnike i medicinske stručnjake. Više od 125 godina poznato je da je za žutu boju urina odgovoran spoj urobilin. Ali nije bilo jasno kako se tačno stvara iz crveno-narandžastog bilirubina. Međutim, nedavno otkriće konačno je rasvijetlilo ovu svakodnevnu biološku osobinu. Nova studija objavljena u Nature Microbiology, 3. januara 2024., pod naslovom “BilR is a gut microbial enzyme that reduces bilirubin to urobilinogen” otkrila je da je enzim, poznat kao bilirubin reduktaza (BilR), u konačnici odgovoran za davanje karakteristične žute boje urinu.
“Nevjerovatno je da je svakodnevni biološki fenomen tako dugo ostao neobjašnjen i naš je tim uzbuđen što ga možemo objasniti“, rekao je Brantley Hall glavni autor studije, docent na Odsjeku za staničnu biologiju i molekularnu genetiku Univerziteta Maryland.
Kako nastaje boja urina
Boja urina može varirati od žute, preko narandžaste, crvene do smećkasto-crne, ali sve osim žute su boje koje ukazuju na neki problem zdravlja, ishrane ili hidracije organizma. Konzumacija nekih lijekova ili hrane te nedovoljan unos vode može dovesti do pojave tamnije boje urina (tamno žuta do narandžaste). U principu što je boja tamnija to je veći razlog za zabrinutost, pa tako pojava crvenog ili tamno smeđeg urina ukazuje na neke, često ozbiljne, zdravstvene probleme.
Ali vratimo se na, normalnu, zdravu žutu boju i kako ona zapravo nastaje.
Već je od ranije poznato da žuta boja urina potječe od tjelesnog recikliranja starih krvnih stanica. Crvena krvna zrnca (eritrociti) obično žive oko 120 dana, nakon čega se razgrađuju u jetri. Ovaj proces daje bilirubin, jarko-narandžastu tvar. Ovaj otpadni proizvod iz razgrađenih crvenih krvnih zrnaca može dovesti do žutice i neuroloških oštećenja ako ga se previše nakupi u tijelu. Bilirubin zatim putuje u crijeva, gdje ga crijevne bakterije pretvaraju u bezbojni spoj koji se naziva urobilinogen. Razgradnja urobilinogena dovodi do stvaranja urobilina, žutog pigmenta koji boji urin.
Međutim, iako je pretvaranje bilirubina u urobilinogen već poznato, prethodne studije koje su se bavile ovim procesom nisu uspjele tačno odrediti koji je to specifični enzim odgovoran za katalizaciju ovog procesa.
Nedavno otkriće bilirubin reduktaze popunjava ovu prazninu u znanju. Ovaj enzim pretežno proizvodi skupina crijevnih bakterija poznatih kao Firmicutes (tip Bacillota), koje prevladavaju u ljudskom crijevnom mikrobiomu.
Otkriće je bilo moguće zahvaljujući modernim tehnologijama genomskog sekvenciranja, koje su istraživačima omogućile usporedbu genoma bakterija koje mogu i ne mogu pretvoriti bilirubin u urobilinogen.
“Kombinacijom eksperimentalnog pregleda uobičajenih crijevnih bakterija, komparativne genomike i biohemijskih zaključaka, uspjeli smo identificirati kandidatski gen za bilirubin reduktazu koji smo nazvali bilR i potvrditi njegovu aktivnost putem fluorescentnih testova i metabolomike.”, navodi se u studiji.
Dodatna saznanja
Naknadna opsežna studija koja je uključivala mikrobiome crijeva 1801 zdrave odrasle osobe otkrila je da su gotovo svi sudionici imali bakterije koje nose gen za bilirubin reduktazu. Međutim, njegova je prevalencija bila znatno niža kod osoba s IBD-om i kod dojenčadi mlađe od tri mjeseca.
Kako bi ispitali odnos bilirubin reduktaze s dobi i zdravljem, autori studije su proveli veliku analizu metagenoma ljudskih crijeva. Ispitali su prisutnost i odsutnost bilirubin reduktaze kod 4296 metagenoma crijeva dojenčadi iz prve godine života. Bilirubin reduktaza često nije bila prisutna u dojenčadi tokom prvih nekoliko mjeseci života kada je rizik od neonatalne žutice najveći. Dok različiti faktori vjerovatno utječu na razine bilirubina u serumu kod dojenčadi, podudarnost između razdoblja života i rizika od neonatalne žutice ukazuje na snažnu povezanost između sastava mikrobioma i razvoja žutice kod dojenčadi.
Zašto je ovo otkriće bitno
Autori vjeruju da bi ovo otkriće moglo značajno utjecati na naše razumijevanje različitih zdravstvenih stanja. Na primjer, moglo bi rasvijetliti ulogu mikrobioma crijeva u bolestima poput žutice i upalne bolesti crijeva (IBD – Inflammatory bowel disease). Bolesnici sa žuticom imaju visoku akumulaciju bilirubina, dok su niže razine urobilina uočene kod osoba s IBD-om.
Iako je ovo otkriće značajan korak naprijed, potrebna su daljnja istraživanja kako bi se razumjelo kako nedostatak bilirubin reduktaze doprinosi nekim medicinskim stanjima. Uz žuticu i upalne bolesti crijeva, mikrobiom crijeva je povezan i s raznim drugim bolestima i stanjima, od alergija preko artritisa do psorijaze.
“Sada kada smo identificirali ovaj enzim, možemo početi istraživati kako bakterije u našim crijevima utječu na razine bilirubina u cirkulaciji i povezana zdravstvena stanja poput žutice“, rekla je koautorica studije i istraživačica NIH-a Xiaofang Jiang. “Ovo otkriće postavlja temelje za razumijevanje odnosa crijeva i jetre.”
Pročitajte još: Da li je urin sterilan i da li je ljekovit?
