Bacteriën in de menselijke darm kunnen elektriciteit produceren

Waarom kunnen vele soorten bacteriën elektriciteit produceren?

Onderzoekers ontdekten nu dat de bacteriën in onze maag een interessante eigenschap hebben. Deze en vele andere soorten bacteriën zijn in staat om elektriciteit te produceren. Zou dit in de toekomst kunnen worden gebruikt voor de productie van levende batterijen??

De wetenschappers van de University of California, Berkeley vonden in hun huidige onderzoek dat veel soorten bacteriën elektriciteit kunnen produceren. De artsen publiceerden de resultaten van hun studie in het Engelstalige tijdschrift "Nature".

Kunnen Listeria en andere bacteriesoorten in de toekomst worden gebruikt om elektriciteit te produceren? (Afbeelding: Sagittaria / fotolia.com)

Stroomopwekking in de toekomst door bacteriën?

Listeria, die voedsel kunnen besmetten en listeriose kunnen veroorzaken, zijn in staat om energie te produceren onder bepaalde omgevingscondities (bijv. Gebrek aan zuurstof). Wanneer deze bacteriën groeien in een fles met ingevoegde elektroden, produceren ze een meetbare elektrische stroom, leggen de experts uit. Wetenschappers zijn nu op zoek naar manieren om dit vermogen te optimaliseren en, bijvoorbeeld, om het te gebruiken voor energieopwekking in afvalverwerkingsinstallaties.

Welke soorten bacteriën kunnen elektriciteit opwekken?

Vroeger dacht men dat de enige zogenaamde elektrogene bacteriesoorten in ruwe, mineraalrijke omgevingen zoals mijnen en het bed van rivieren of watermassa's leven. De onderzoekers vonden echter verschillende voorbeelden van Clostridium-bacteriën en infectieuze stammen uit ziekenhuizen, die ook elektriciteit kunnen produceren. Ze vonden deze eigenschap ook in verschillende soorten nuttige bacteriën, zoals de lactobacillen in probiotische dranken voor gezondheidsvoordelen, en ook gebruikt in de yoghurt- en kaasproductie.

Elektriciteit producerende bacteriën werden lange tijd niet in aanmerking genomen

Het feit dat zoveel soorten mensgebonden bacteriën, hetzij als pathogenen, in probiotica, in onze microbiota of als assistent in de fermentatie van menselijke producten die in staat zijn om elektriciteit te produceren, te lang geworden is over het hoofd gezien of niet voldoende aandacht besteedt, verklaart studie auteur Professor Dan Portnoy van de Universiteit van Californië, Berkeley in een persbericht.

Bacteriën produceren elektriciteit als onderdeel van hun metabolisme

De erkenning dat bacteriën elektriciteit produceren, kan helpen te begrijpen hoe deze bacteriën ons infecteren of bijdragen aan een verbeterde darmgezondheid. Bacteriën produceren elektriciteit als onderdeel van hun metabolisme. Bij mensen gebruiken onze cellen de zuurstof die we inademen om de overdracht van energiedragende elektronen te controleren, die als suikers en andere moleculen in ons voedsel gevangen zitten en energie leveren aan elke cel, leggen de wetenschappers uit. Eencellige bacteriën die leven in omgevingen met weinig zuurstof hebben deze optie niet. Je moet daarom verschillende chemische elementen gebruiken om deze stroom van elektronen te bevorderen.

In het geval van elektrogene bacteriën die in zure wateren of mijnen worden gevonden, gebruiken zij mineralen zoals ijzer of mangaan. Omdat deze mineralen zich buiten de cel bevinden, moeten de elektronen verschillende stappen doorlopen om ze te bereiken. Ze gebruiken de interne stroom, die elektronen zoals een koperdraad geleidt. In darmbacteriën hebben elektronen gewoonlijk toegang tot een zeer krachtige elektronenacceptor (flavine) als ze geen zuurstof meer hebben. Dit molecuul bestaat uit vitamine B12, dat essentieel is voor de werking van alle menselijke cellen en daarom overvloedig aanwezig is in het menselijk lichaam.

Hoeveel elektriciteit produceren darmbacteriën??

De onderzoekers ontdekten dat darmbacteriën net zoveel elektriciteit produceren (ongeveer 500 microampère) als bacteriën die, ondanks een vereenvoudigde methode van uitwisseling met mineralen. Het lijkt erop dat de celstructuur van deze bacteriën en de ecologische nis die ze innemen, het veel gemakkelijker en "minder duur" maken om elektronen uit de cel te verwijderen, zeggen de auteurs. (As)