Scienziati scoprono perché l'urina è di colore giallo

Gli scienziati hanno scoperto che il colore dell'urina è dovuto a un enzima presente nel microbioma intestinale, chiamato bilirubina reduttasi.

Ogni animale deve espellere l'urina per liberarsi degli scarti del proprio corpo. Sebbene l'urina di una persona sana sia di un colore giallo distinto, per secoli gli scienziati non sono riusciti a risolvere il mistero di cosa conferisca questo colore. Ora, un team di ricerca dell'Università del Maryland e dei National Institutes of Health (NIH) degli Stati Uniti ritiene di aver risolto questo enigma identificando un enzima microbico che rende gialla la nostra urina. I risultati sono descritti in dettaglio in uno studio pubblicato la scorsa settimana sulla rivista Nature Microbiology.

MICROBIOMA INTESTINALE

Secondo Brantley Hall, microbiologo e coautore dell'articolo presso l'Università del Maryland, i ricercatori, basandosi su studi risalenti agli anni '60 e su un impegnativo esperimento di laboratorio durato tre anni e mezzo, hanno scoperto che il colore dell'urina è dovuto a un enzima presente nel microbioma intestinale, chiamato bilirubina reduttasi.

Come riportato da Popular Science Turchia, Hall afferma: “Il microbioma intestinale è pieno di chimici incredibili. Tutte queste molecole prodotte dai microbi intestinali sono molto importanti per la fisiologia umana. Man mano che comprenderemo meglio la chimica microbica nel nostro intestino, comprenderemo anche cose importanti. Ma prima dobbiamo capire quali enzimi sono responsabili di cosa. Se non sai cosa sta succedendo, non puoi nemmeno iniziare la ricerca.”

Gli scienziati sapevano già che questo colore giallo deriva dal modo in cui il corpo si libera delle vecchie cellule del sangue.

I globuli rossi solitamente giungono al termine del loro ciclo vitale dopo circa 120 giorni e vengono scomposti nel fegato. Un sottoprodotto di questo processo è la bilirubina, un composto di colore arancione brillante secreto dal fegato nell'intestino. I batteri che vivono nell'intestino convertono poi la bilirubina in un composto incolore chiamato urobilinogeno. L'urobilinogeno viene infine scomposto e trasformato in urobilina, la molecola di pigmento giallo che gioca un ruolo in questa colorazione. Ciò che gli scienziati non sapevano era quale enzima batterico fosse responsabile di questo processo.

L'identificazione di questo enzima è rimasta a lungo un mistero microbico per due ragioni principali. Secondo Hall, la prima difficoltà incontrata è che la coltivazione di microbi anaerobici in laboratorio è storicamente molto difficile e costosa.

“I microbi che svolgono questa funzione non possono vivere con l'ossigeno atmosferico”, afferma Hall. “Muoiono in pochi minuti o secondi. E non crescono affatto.”

Brantley e il suo team di ricerca sono riusciti a sfruttare i progressi scientifici compiuti negli ultimi 15 anni nella coltivazione in laboratorio di questi microbi che sopravvivono e si moltiplicano in assenza di ossigeno.

Il secondo ostacolo era la mancanza di sequenze genomiche dei microbiomi intestinali. I recenti progressi nel sequenziamento genetico hanno fatto sì che il team di ricerca avesse a disposizione più sequenze su cui lavorare per osservare come funzionano i microbi nell'intestino.

“Nel nostro caso, abbiamo identificato i microbi che scompongono la bilirubina e quelli che non lo fanno”, spiega Hall. “Successivamente, abbiamo condotto un'analisi genomica completa tra i due gruppi per identificare i geni candidati.”

VERSO IL MICROBIOMA INTESTINALE

Nello studio, il team di ricerca ha confrontato i genomi delle specie che vivono nell'intestino umano e convertono la bilirubina in urobilinogeno con quelli delle specie che vivono nell'intestino ma non sono in grado di compiere questa conversione. In questo modo, hanno identificato il gene che codifica per la bilirubina reduttasi. Successivamente, utilizzando il batterio Escherichia coli (E. coli), hanno testato se l'enzima in questione fosse in grado di convertire la bilirubina nel batterio in urobilinogeno con la stessa efficacia degli altri batteri intestinali.

Dopo aver cercato questo gene in tutte le specie batteriche conosciute, i ricercatori hanno scoperto che l'enzima è prodotto principalmente da un tipo di batterio appartenente a un ampio gruppo chiamato Firmicutes, che domina il microbioma intestinale. Sottoponendo a screening genetico il microbioma intestinale di oltre 1.000 adulti per trovare il gene responsabile della colorazione dell'urina, gli scienziati hanno scoperto che il 99,9% di queste persone ospita il batterio intestinale portatore del gene della bilirubina reduttasi.

“Per me, la cosa più sorprendente è stata vedere quanto questa funzione sia comune negli esseri umani adulti”, afferma Hall. “In sostanza, l'urina di tutti è gialla e le feci di tutti sono marroni, quindi sapevamo che dovevano esserci dei microbi che lo fanno. In realtà, non ci sono così tanti microbi che svolgono questa funzione, ma sono essenzialmente comuni in ogni essere umano.”

POSSIBILI APPLICAZIONI MEDICHE

Lo studio ha inoltre esaminato se questo gene fosse presente negli adulti con malattie infiammatorie intestinali (IBD) e nei neonati con ittero. Il gene è stato trovato solo nel 68% circa delle persone con IBD e in circa il 40% dei neonati di età inferiore ai tre mesi ad alto rischio di ittero. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche, l'identificazione di questi enzimi e geni potrebbe aiutare a sviluppare trattamenti migliori per l'IBD, l'ittero e persino i calcoli biliari.

“Le persone sono molto entusiaste della salute intestinale e mi piace parlarne con loro”, dice Hall. “Tutti hanno un problema intestinale o conoscono qualcuno che ce l'ha. Penso che ci sia un'enorme opportunità per regolare positivamente il microbioma intestinale e la salute dell'intestino.”

Fonte della notizia: 12punto