Los científicos descubren que cientos de bacterias intestinales son eléctricas
Una nueva investigación descubre un hecho sorprendente sobre numerosos tipos de bacterias intestinales: pueden generar electricidad.
Las bacterias electrogénicas son aquellas que son capaces de producir cierta cantidad de electricidad.
Por esta razón, la investigación en curso está buscando formas de usar estos microorganismos para desarrollar dispositivos similares a baterías alternativos y más sostenibles.
Hasta ahora, se han encontrado bacterias electrogénicas en entornos naturales bastante específicos, como los sedimentos de varios cuerpos de agua.
Estos entornos son típicamente anaeróbicos, lo que significa que no contienen oxígeno libre. Ahora, por primera vez, investigadores de la Universidad de California en Berkeley han descubierto que cientos de bacterias diferentes en el intestino humano también son electrogénicas.
Estos incluyen muchos tipos de bacterias, desde patógenas que son capaces de causar enfermedades, hasta bacterias probióticas que promueven la salud intestinal. Sin embargo, estas bacterias intestinales producen electricidad mediante un mecanismo diferente al que utilizan las bacterias electrogénicas conocidas de otros entornos.
Los investigadores, dirigidos por el profesor Dan Portnoy, informan sobre su importante descubrimiento en un artículo de estudio que aparece en la revista. Naturaleza.
Un descubrimiento sorprendente
El profesor Portnoy y su equipo explican que algunas de las hebras de bacterias generadoras de electricidad que ahora han identificado incluyen Listeria monocytogenes (un culpable común en casos de diarrea), Clostridium perfringens (que causa gangrena), y Enterococcus faecalis (un patógeno que a veces se adquiere durante estancias hospitalarias).
Sin embargo, muchas otras bacterias productoras de electricidad en el intestino son benignas. Algunos de estos son probióticos, observan los investigadores, mientras que otros, como el Lactobacilos cepas, juegan un papel en la fermentación.
"El hecho de que tantos insectos que interactúan con los humanos, ya sea como patógenos o en probióticos o en nuestra microbiota o involucrados en la fermentación de productos humanos, son electrogénicos, eso se había pasado por alto antes".
Prof. Dan Portnoy
Esto, agrega, "podría decirnos mucho sobre cómo estas bacterias nos infectan o ayudarnos a tener un intestino sano".
Además, los científicos esperan que su hallazgo inesperado también pueda ser útil en proyectos futuros que tienen como objetivo crear una pila de combustible microbiana, una estrategia innovadora para generar energía renovable.
Los investigadores explican que las bacterias generan electricidad como parte de su metabolismo, en un proceso que comparan con la respiración.
Sin embargo, mientras que organismos como plantas y animales, que viven en ambientes ricos en oxígeno, usan oxígeno para ayudarlos en su metabolismo, las bacterias que residen en ambientes anaeróbicos deben usar otros elementos químicos.
Entonces, las bacterias que residen en el fondo de los lagos generalmente usan un mineral, como hierro o manganeso, durante su complejo proceso metabólico, generando así electricidad.
Bacterias intestinales: ¿electrogénicas porque es "fácil"?
Sin embargo, las bacterias electrogénicas que se encuentran en el intestino parecen tener un proceso de generación de electricidad más simple y utilizan un compuesto orgánico conocido como flavina, que es un derivado de la vitamina B-2.
"Parece que la estructura celular de estas bacterias y el nicho ecológico rico en vitaminas que ocupan hace que sea mucho más fácil y rentable transferir electrones fuera de la célula", explica el primer autor del estudio, Sam Light.
“Por lo tanto”, dice, “pensamos que las bacterias que respiran minerales, estudiadas convencionalmente, están usando la transferencia de electrones extracelulares porque es crucial para la supervivencia, mientras que estas bacterias recién identificadas la están usando porque es 'fácil'”.
En colaboración con expertos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de la Universidad de California, Light y sus colegas realizaron más pruebas para ver cuánta electricidad pueden producir estas bacterias intestinales.
Descubrieron que las bacterias intestinales generan casi tanta electricidad como otras bacterias electrogénicas: hasta 100.000 electrones por segundo por celda.
En particular, se sorprendieron al descubrir que Lactobacillus - una hebra bacteriana que juega un papel en la fermentación y se utiliza para hacer queso, yogur y chucrut - tiene propiedades electrogénicas.
Ahora, Light y sus colegas se preguntan si estas propiedades son relevantes para el sabor que Lactobacillus crea en los productos alimenticios obtenidos por fermentación.
"Esta es una gran parte de la fisiología de las bacterias que la gente no sabía que existía", concluye Light, "y que podría potencialmente manipularse".
