Askorbinsyras antibaktereilla effekt

Gulnigar_yeye skrev:

I mitt gymnasiearbete undersöker jag ascorbinsyras antibaktereilla effekt mot Bacillus Subtilis, men jag förstår mig inte på en teori: 

"Additionally, vitamin C is a powerful antioxidant compound directed against free radicals and ROS. Leukocytes including lymphocytes can actively accumulate vitamin C against a concentration gradient, which underlines not only vitamin C dependent functional but also developmental immune cell features. In fact, vitamin C has a pivotal impact on both innate and adaptive immune responses.

Detta stycke gäller askorbinsyrans funktion kopplat till vårt immunförsvar, och i våra celler.

 

Vitamin C is also involved in bacterial metabolism. It is known that several bacteria can ferment vitamin C, whereas the presence of this vitamin exposes others to oxidative stress, which may result in bacterial growth inhibition."

Källa: https://www.scielo.br/j/bjb/a/nLrQcGcbztgV3S5Kpz9xCvD/?lang=en 

Dessa meningar syftar på bakterier generellt "several bacteria can", anger t.ex. inget om vilka bakterier detta är eller hur många typer det gäller, bara att det är "flera bakterier kan". Så att detta gäller för B. subtilis är inte säkert, men det bör finnas en källa till detta påstående, i artikeln du hittat.

Samma sak gäller även för det andra påstående om att  "presence exposes others to oxidative stress".

Du behöver ta reda på om det ena, det andra, bägge eller inget av dessa påståenden gäller det för just den bakterie du undersöker.

Att bakterier kan använda askorbinsyra i sin metabolism, t.ex. som näringsämne stämmer nog för det flesta levande organismer (inklusive oss).

 

Om vitamin C/askorbinsyra är en antioxidant som verkar antioxiderande mot fria radikaler, hur kan tillsättningen av det leda till oxidativ stress vilket enligt NE.se innebär en obalans mellan fria radikaler och antioxidanter där radikalerna förekommer i överskott?

Det beror på vilken del du tittar på, samma ämne kan ha olika effekt i olika delar, motsvarande i våra celler jämfört med bakterier som lever i jorden och utsätts för (mycket) av ämnet.

Bildningen av radikaler skiljer sig även, mellan våra olika celler och sannolikt även bakterien du undersöker (metabolismen skiljer sig åt).

 

Från NE: "Normalt råder balans mellan bildning och elimination av radikaler i kroppens vävnader, vilket medför att överskott av radikaler inte uppstår eller är ringa. Om emellertid ett sådant överskott skulle uppkomma utsätts organismen eller del därav för oxidativ stress, det vill säga skadeverkningar genom att vissa molekyler oxideras så att deras funktion störs."

.

Jag tänker mig alltså att oxidativ stress, obalans mellan antioxidanter och fria radikaler, är orsaken till B.Subtilis död av askorbinsyra men verkar ha missförstått då källor säger emot varandra. 

Har du hittat en källa för detta som gäller just B. subtilis? Eller är det en kombination av olika källor, behöver du ta reda på att de är gäller för samma sak (d.v.s. båda för bakterien, och inte en källa för bakterien och en för immunförsvaret).

Tack för att du hjälper!

Jag har hittat källor på att askorbinsyra har en antibakteriell effekt mot B.subtilis, det visar även våra resultat för försöken vi har gjort, nu försöker jag förklara teorin och framföra en diskussion.

I denna källas introduktion framkommer diskussion om c-vitamins antibakteriella effekter om den finns i höga doser. 

Jag har även letat upp denna källa med slutsatsen "We have synthesized two different nanoparticle forms of vitamin C and used them for glucose-responsive cell delivery at a wider concentration range. The nanoparticle form provides chemical stability of vitamin C under physiological conditions and offers glucose-responsive efficient delivery of vitamin C into cells. We have shown that the nanoparticle form of vitamin C protects cells from oxidative stress at micromolar concentrations, but at millimolar concentrations, it induces cell death by generating oxidative stress. In particular, high-dose vitamin C produces H2O2, disrupts the cellular redox balance, and induces cell death. "

Men det här gäller alltså specifika celler, kan samma teori fungera för B.Subtilis? Den är grampositiv och har därför en cellvägg som kanske inte tar upp c-vitamin på samma sätt tänker jag nu.

Ytterligare en intressant källa är denna "Once the EPS content is reduced, at vitamin C concentrations of 30 mM and above in the case of B. subtilis, bacterial cells get fully exposed to the medium. Thereby they become more susceptible to killing by vitamin C-induced oxidative stress reported here, and other antibacterial compounds or treatments" 

Gulnigar_yeye skrev:

Tack för att du hjälper!

Jag har hittat källor på att askorbinsyra har en antibakteriell effekt mot B.subtilis, det visar även våra resultat för försöken vi har gjort, nu försöker jag förklara teorin och framföra en diskussion.

I denna källas introduktion framkommer diskussion om c-vitamins antibakteriella effekter om den finns i höga doser. 

Ja det finns den trenden för askorbinsyrans effekt, generellt på mikroorganismerna, däribland B. subtilis.

En sak som är lite lurig med vitamin C är att det är en syra, och pH påverkar levande organismer generellt. Och löser man bara till askorbinsyran i vatten, så kommer ju pH att sjunka. Risken finns då att effekter, så som förhindrad tillväxt är (helt eller delvis) ett resultat av att vätskan är sur, d.v.s. det är effekten av en generell syra som man ser - inte en (anti)oxidationseffekt från vitamin C.

Det enda sättet att kompensera och ta bort eventuella effekter från syran, är att justera pH i den färdiga lösningen av vitamin C.

Kanske gjorde du det vid dina experiment?

Eller kollade du pH i de färdiga lösningarna?

Jag blev lite nyfiken så jag kollade publikationen, men jag hittade inga detaljer om hur de gjorde sina askorbinsyralösningar för koncentrationsexperimenten - så vi kan inte veta om de justerade pH efter tillsatsen av syran till vatten. Men för pH experimenten skrev de ut att de justerade lösningens pH (för att få det angivna pH).

Så man kan invända att effekten de rapporterar är helt/delvis en effekt av pH, snarare än (anti)oxidation.

 

 

Jag har även letat upp denna källa med slutsatsen "We have synthesized two different nanoparticle forms of vitamin C and used them for glucose-responsive cell delivery at a wider concentration range. The nanoparticle form provides chemical stability of vitamin C under physiological conditions and offers glucose-responsive efficient delivery of vitamin C into cells. We have shown that the nanoparticle form of vitamin C protects cells from oxidative stress at micromolar concentrations, but at millimolar concentrations, it induces cell death by generating oxidative stress. In particular, high-dose vitamin C produces H2O2, disrupts the cellular redox balance, and induces cell death. "

Men det här gäller alltså specifika celler, kan samma teori fungera för B.Subtilis? Den är grampositiv och har därför en cellvägg som kanske inte tar upp c-vitamin på samma sätt tänker jag nu.

Om cellerna i den publikationen är väldigt lika B. subtilis kan du nog påsta, att samma effekt troligtvis gäller även för B. subtilis.

Jag tog en snabb titt i materialdelen av puplikationen, och cellerna som användes var CHO/HeLa celler. Dessa var dessvärre mammalieceller, vilka skiljer sig mycket ifrån bakterierna du arbetar med. (CHO är chinese hamster ovary cells och HeLa härstammar från en patient med livmodercancer). Och våra celler är generellt sett mycket mer känsliga än bakteriernas celler.

Du kan argumentera för att denna effekt gäller även för B. subtilis, men en invändning skulle vara att bakterierna är så pass olika att vi inte kan veta om detta gäller för dessa celler också.

Jag är medveten om att askorbinsyras låga pH delvis orsakar celldöd för bakterierna, om hur de B.subtilis aktivt pumpar ut vätejoner på bekostnad av ATP, så att energin inte räcker till andra nödvändiga livsprocesser i cellen. Av denna anledning klarar B.subtilis inte av för lågt pH. Enligt denna källa. 

Dock ville jag djupdyka i hur just askorbinsyra som kemisk substans bidrar till dödandet av bakterierna. I våra försök har vi mätt pH till mellan 2 och 3, därför kan vi konstatera att den låga pHn har varit delaktig i antibakteriella effekten. Men eftersom vi inte testade askorbinsyra i ett neutral miljö kan vi inte med säkerhet förklara att en annan del i den antibakteriella effekten uppstår av oxidativ stress från askorbinsyra. Jag tänker att jag ändå kan argumentera för denna effekt som du säger :) Men hur föreslår du att jag kan förklara källan som relevant till min studie om B.Subtilis? 

Gulnigar_yeye skrev:

Jag är medveten om att askorbinsyras låga pH delvis orsakar celldöd för bakterierna, om hur de B.subtilis aktivt pumpar ut vätejoner på bekostnad av ATP, så att energin inte räcker till andra nödvändiga livsprocesser i cellen. Av denna anledning klarar B.subtilis inte av för lågt pH. Enligt denna källa. 

Jag sökte snabbt på B. subtilis i den källan men det fanns inte med däri, var det fel länk kanske?

 

Dock ville jag djupdyka i hur just askorbinsyra som kemisk substans bidrar till dödandet av bakterierna. I våra försök har vi mätt pH till mellan 2 och 3, därför kan vi konstatera att den låga pHn har varit delaktig i antibakteriella effekten. Men eftersom vi inte testade askorbinsyra i ett neutral miljö kan vi inte med säkerhet förklara att en annan del i den antibakteriella effekten uppstår av oxidativ stress från askorbinsyra. Jag tänker att jag ändå kan argumentera för denna effekt som du säger :) Men hur föreslår du att jag kan förklara källan som relevant till min studie om B.Subtilis? 

Om du kan underbygga att B. subtilis klarar av ett så lågt pH som 2-3, d.v.s. vad du mätte upp i ditt experiment, så kan du argumentera för att den påverkan på bakteriernas tillväxt som du såg, kan bero på (anti)oxidativa effekter från askorbinsyran. Men om B. subtilis tillväxt påverkas vid pH 2-3, blir det svårt att kunna påstå att effekten kommer av (anti)oxidation - för vid pH 2-3 dör eller i alla fall lider, de flesta celler som inte är anpassade till sura miljöer.

Lite marigare att hitta källor om detta kanske, men om du söker på t.ex. "Bacterium subtilism pH growth tolerance" borde du ha goda chanser att hitta information om vilka pH som bakterien klarar av att växa under.

Jag hittade denna tabell (i en publikation)

Oj, menade att det är en metod som grampositiva bakterier (B.subtilis är grampositivt) använder från vad jag förstår ifrån studien, eller snarare att c-vitamin kommer neutraliseras av det låga pHt och kunna penetrera genom membranet för att i cellen protolysera livsviktiga biomolekyler så att cellen förstörs, men att en metod som bakterien vänder sig till för att klara det sura miljön är att aktivt pumpa ut vätejoner. 

Vid vissa försök klarade sig bakterierna hyfsat bra då ett tydligt bakteriematta syntes efter att apelsin som innehåller askorbinsyra lades på bakterieodlingen. Apelsinen hade ett pH på 3. Kiwi som också innehåller askorbinsyra och också hade ett pH på 3 fick ett betydligt högre genomsnittlig inhiberingszon. Menar du att jag skulle kunna argumentera för att skillnaden kan bero på att kiwi har en större mängd askorbinsyra 71/100g än apelsin 53/100g enlligt livsmedelsverket som orsakar oxidativ stress? 

Källan jag använder mig av har pH gräns mellan 4,8 och 9,2 ungefär som din källa :)

Har för övrigt lämnat in den fullständiga gymnasiearbetet nu :') men fortfarnade intressant att ta reda på mer inför opponering och redovisning!

Gulnigar_yeye skrev:

Oj, menade att det är en metod som grampositiva bakterier (B.subtilis är grampositivt) använder från vad jag förstår ifrån studien, eller snarare att c-vitamin kommer neutraliseras av det låga pHt och kunna penetrera genom membranet för att i cellen protolysera livsviktiga biomolekyler så att cellen förstörs, men att en metod som bakterien vänder sig till för att klara det sura miljön är att aktivt pumpa ut vätejoner. 

Vid vissa försök klarade sig bakterierna hyfsat bra då ett tydligt bakteriematta syntes efter att apelsin som innehåller askorbinsyra lades på bakterieodlingen. Apelsinen hade ett pH på 3. Kiwi som också innehåller askorbinsyra och också hade ett pH på 3 fick ett betydligt högre genomsnittlig inhiberingszon. Menar du att jag skulle kunna argumentera för att skillnaden kan bero på att kiwi har en större mängd askorbinsyra 71/100g än apelsin 53/100g enlligt livsmedelsverket som orsakar oxidativ stress? 

Frukterna innehåller många andra ämnen, i koncentrationer som skiljer sig mellan olika frukter. Och var och en av dessa ämnen, eller i kombination med varandra, kan påverka bakteriernas delning. Det kan t.ex. finnas ett annat ämne i endast kiwi, som bakterierna inte gillar, och därför växer bakterierna sämre med kiwi närvarande jämfört med apelsin. Det går inte att knyta den större inhibitionszonen till just askorbinsyran, utan att kontrollera/korrigera för skillnader mellan frukternas sammansättning.

 

Källan jag använder mig av har pH gräns mellan 4,8 och 9,2 ungefär som din källa :)