Große Moleküle, die aus Ballaststoffen, sogenannten Polymeren, physisch Einfluss auf die Umwelt, in der kleinen Darm, wodurch Feste Teilchen, die zu einer Gruppe zusammengefasst (oder Aggregat), entsprechend der Forschung veröffentlicht in eLife.
Die Studie, durchgeführt in den Mäusen, gibt neue Einblicke, wie sich die verschiedenen Arten von festen Teilchen, die im Dünndarm — einschließlich Mikroben, Zelltrümmer, Partikel für drug-delivery -, und food-Granulat — bewegen sich gemeinsam durch den Darm. Dies ist wichtig, da die Größe und die Zusammensetzung dieser Aggregate könnte potentiell Auswirkungen auf die Darmflora, einschließlich, wie Nährstoffe und Drogen-Teilchen absorbiert werden während der Verdauung.
„Wenn die Partikel im Darm bilden Aggregate, es kann Auswirkungen auf die Aufnahme von Medikamenten und Nährstoffen, sowie die Funktion der Mikroorganismen im Darm. Aber wenig verstanden wird, wie diese Aggregate bilden,“ sagt ersten Autor Asher Preska Steinberg, Doktorand in Chemie am California Institute of Technology, Pasadena, USA.
Eine Vielfalt von Polymeren besteht, die natürlich im Darm; Sie enthalten sekret (wie schleimstoffen und Immunglobulinen) und diätetische Polymere, einschließlich diätetische Fasern. Es ist bekannt, dass host-sezernierten Polymere kann die Ursache für die aggregation von Mikroorganismen durch Chemische Bindung. Jedoch, diese neue Arbeit zeigt, dass die Polymeren von Ballaststoffen kann auch die Ursache für die aggregation durch physikalische Wechselwirkungen sind abhängig von den physikalischen Eigenschaften des polymers, wie das Molekulargewicht und die Konzentration, anstelle von chemischen Wechselwirkungen.
„Wir denken oft über diätetische Fasern, die im Kontext von Ernährung und Fütterung unserem Darm Mikroben, aber, wie alle Polymere, Sie sind auch von den Gesetzen der polymer-Physik. Wir wollten untersuchen, ob die physikalischen Kräfte, die durch diese Polymere spielen eine Rolle in der Strukturierung der Partikel in den Dünndarm, die“ Preska Steinberg erklärt.
Um dies zu tun, das team zum ersten mal untersucht die Wechselwirkungen zwischen Polystyrol-Partikel, die waren dicht beschichtet mit Polyethylen-Glykol (PEG) und der Inhalt der Maus Dünndarm. PEG-Beschichtung wurde bereits zuvor verwendet, um zu minimieren chemischen Wechselwirkungen zwischen den Teilchen und Biopolymere, so dass das team den Fokus auf die Rolle von physikalischen Wechselwirkungen. Sie entdeckten zuerst, dass die PEG-beschichteten Teilchen, die Häufig verwendet werden, in der Medikamentenverabreichung, Gruppe zusammen, die als Aggregate in der small-Darm-Flüssigkeit.
Analyse der Flüssigkeit wird später offenbart, dass Polymere tatsächlich dazu beitragen, um die aggregation von PEG-beschichteten Partikel, und, dass das Ausmaß der aggregation hängt von der Polymere die Konzentration und Molekulargewicht.
Das team im nächsten durchgeführten tests mit immunglobulin und mucin, genannt MUC2, auf den PEG-beschichteten Partikel. Sie fanden, dass, obwohl MUC2 spielt möglicherweise eine Rolle bei der aggregation von PEG-beschichteten Partikel, es war nicht notwendig für die aggregation auftreten.
„Doch unsere Ergebnisse vorgeschlagen, dass die aggregation gesteuert werden kann, den Einsatz von Polymeren, die aus Fasern, die Mäuse Essen“, sagt senior-Autor Rustem Ismagilov, Ethel Wilson Bowles und Robert Bowles, Professor für Chemie und Chemieingenieurwesen am California Institute of Technology. „Was mehr ist, diese aggregation ist einstellbar. Durch die Fütterung der Mäuse diätetische Fasern der verschiedenen molekularen gewichten, haben wir festgestellt, dass wir waren in der Lage zu kontrollieren aggregation in Ihren Darm Flüssigkeit.“
„Dieser bisher unterschätzte Rolle der diätetischen Faser-Polymere können auch auftreten, bei der aggregation der Partikel in den Darm, und es wird wichtig sein, für uns zu erkunden diese weiter,“ Ismagilov abschließend.