Lök, kål, vitlök. Även om det är näringsrikt, att äta dessa livsmedel kan leda till en pinsam bieffekt:illaluktande gasbildning. Mer än bara illaluktande, vätesulfid, den kemiska föreningen som är ansvarig för aromen av röta ägg, är dödligt vid inandning vid doser av mer än 700 delar per miljon. (Tack och lov, en anfall av flatulens innehåller bara 0,001 till 1 ppm sulfid.)

Svavelväte är en giftig gas som är en framträdande fara i många industriella yrken. Det är också en av många biprodukter av mikrobiella kemiska processer som äger rum i människans tarm och måste avgiftas. I en annan process, de biljoner bakterier som kallar vårt kolon hem, göra en användbar kemikalie som kallas butyrat genom att jäsa olösliga fiberrester från vår kost, såsom fibrer från fullkorn och grönsaker. Cellerna i tjocktarmen använder butyrat för energi och minskar inflammation.

Ett team av Michigan Medicine-forskare har bestämt hur de två processerna - sulfidavlägsnande och butyratanvändning - som konkurrerar om samma cellulära resurser, kan hållas i balans inne i tjocktarmen.

"Våra tjocktarmsceller är väl lämpade för att avgifta vätesulfid eftersom de utsätts för högre koncentrationer av det än andra vävnader i kroppen, " säger Aaron Landry, Ph.D., en postdoktor i Ruma Banerjees labb, Ph.D. vid institutionen för biologisk kemi, och medförfattare till ett nytt papper i Cellkemisk biologi .

Göra prioriteringar?

mitokondrier, som är mest kända som cellens kraftverk, innehåller flera enzymer som bidrar till energiproduktion. Ett sådant enzym är SQR (förkortning för sulfid quinone oxidoreductase), som utför det första och kritiska steget för att avgifta vätesulfid och rensa det från kroppen.

SQR oxiderar svavelväte genom att ta bort elektroner från det och dumpa dem i koenzym Q10 (CoQ10), en förening som finns naturligt i kroppen. (Vissa människor tar CoQ10 som ett kosttillskott, även om studier för närvarande inte är övertygande om huruvida det är effektivt för att förebygga eller behandla sjukdomar.) Samtidigt, våra kolonceller använder butyrat, produceras av bakterier, för energiproduktion med hjälp av ett enzym som kallas ACADS (kortkedjigt acyl-CoA-dehydrogenas). Eftersom ACADS också använder CoQ10 för att dumpa elektroner, det ger upphov till ett dilemma, eftersom det bara finns så mycket CoQ10 att gå runt.

Hur prioriterar då cellen att rensa en giftig gas framför att göra energi?

En ledtråd kom från en annan molekyl i kolonceller som kallas koenzym A, som behövs när butyrat används för energiproduktion. Landry och kollegor noterade att i decennier, ACADS var känt för att innehålla CoA med ett extra svavel bundet till det, kallas CoA persulfid.

"Det extra svavlet antydde att denna ligand kom någonstans ifrån, men ingen visste källan till det, säger Landry.

När CoA-persulfid är bunden till ACADS, det blockerar i huvudsak dess funktion, säger Landry, förhindra användning av butyrat. De visade att SQR kan omvandla CoA och vätesulfid till CoA persulfid, vilket skulle möjliggöra prioritering av eliminering av giftigt svavelväte framför energiproduktion av kolonceller.

Säger Landry, "Sulfid är en biprodukt av matsmältningen som våra kroppar ständigt måste kämpa med. Om du har en diet utan tillräckligt med fibrer, det kan potentiellt förvärra effekterna av svavelväte eller vår förmåga att avgifta det."