小肥波:為何尿是金黃色的?

玩屎玩尿在很多文化中都是禁忌,但了解這些排洩物都好重要。你有無想過尿為何可以是黃色呢?原來這個問題,在科學界一直無人知道完整答案!最新刊於《自然微生物學》的研究終於解答得到這個難題:腸道細菌能製造出一種稱為膽紅素還原酶 (bilirubin reductase) 的酵素,這些酵素正是尿變成黃色的幕後黑手。

過往,學界知道尿液的黃色源於身體處理舊紅血球。當紅血球到達其生命週期盡頭時(約 120 天),會在肝臟中降解。這過程的副產品之一是一種稱為膽紅素 (bilirubin) 的鮮橙色物質,膽紅素會從肝臟分泌到腸道中,而腸道細菌將膽紅素轉化為無色的尿液膽原 (urobilinogen) ,再將其降解成尿膽素 (urobilin) ,亦即尿液的黃色色素。

但到目前為止,學界無法確定負責將膽紅素轉化為尿膽素原的特定細菌酵素。

團隊又指,過去對尿液顏色的研究是在基因組測序技術廣泛應用之前進行,很難確定尿液樣本中實際存在哪些細菌菌株。

在是次研究中,團隊比較了能夠將膽紅素轉化為尿膽素原的人類腸道細菌和缺乏這種能力的腸道細菌的基因組。透過這種方式,團隊鑑定出編碼膽紅素還原酶的基因。另外,透過在所有已知腸道細菌物種中尋找該基因,團隊發現這種酵素主要由屬於厚壁菌門的物種製造,而厚壁菌門在人類腸道微生物組中佔大多數。

隨後,團隊對 1,801 名健康成年人的腸道微生物組進行基因篩檢,尋找尿液顏色編碼基因,並發現 99.9% 的人腸道細菌帶有膽紅素還原酶基因。

團隊亦在 1,800 多名成年 IBD 患者和大約 4,300 名健康嬰兒的腸道中尋找該基因,發現其流行程度比健康成年人低得多——分別只有 68% IBD 患者和 40% 3 個月以下嬰兒攜帶該基因;值得留意的是 3 個月以下嬰兒患黃疸的風險較高。

黃疸是由於血液中膽紅素積聚而造成的;另一方面 IBD 患者的尿膽素水平也比正常成年人低。

團隊指出,需要更多的研究來解釋這種關係,以及膽紅素還原酶的缺乏如何導致黃疸和 IBD 。然而,發現可能具有潛在的健康影響,提高人類對腸道微生物組在黃疸、皮膚和眼睛發黃、炎症性腸病 (IBD) 、消化道慢性發炎等疾病中作用的理解。

報告:

Hall, B., Levy, S., Dufault-Thompson, K. & et al. (2024). BilR is a gut microbial enzyme that reduces bilirubin to urobilinogen. Nat Microbiol. doi: 10.1038/s41564-023-01549-x 

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小肥波

www.facebook.com/siufeiball 最愛吃喝玩樂,望有錢從天而降,全人類不須工作。 文章散見於權威科學期刊《自然》、台灣《泛科學》等媒體;著有《養生大謬誤》及《喪屍——大自然的異常動物》。

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