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Die Darmperistaltik könnte die Zusammensetzung des Mikrobioms beeinflussen. Das fand ein Forschungsteam der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), des Helmholtz Zentrums München und der University of Southern California heraus. Die Wissenschaftler:innen führten Mikrobiomanalysen, In-vivo-Strömungsanalysen und mathematische Modellierungen am Süßwasserpolypen Hydra durch.
Die Forschenden beobachteten am Modell, dass eine experimentelle Verringerung der Kontraktionshäufigkeit die mikrobielle Artenzusammensetzung auf der Körperwand beeinflusste. Die Körperwand des Süßwasserpolypen Hydra beherbergt ein gut definiertes Mikrobiom, das experimentell genau überwacht werden kann. Zudem zeigt Hydra die charakteristischen spontanen, rhythmischen Kontraktionen der gesamten Körperhöhle, die mit den Darmkontraktionen komplexerer Lebewesen vergleichbar sind. Deshalb ist der Süßwasserpolyp ein beliebtes biologisches Modell.
Am Beispiel des Süßwasserpolypen Hydra hat das Forschungsteam untersucht, wie sich Darmkontraktionen auf die Dynamik der Fließbewegungen an der Grenzschicht der Körperwand auswirken.
Kontraktionen der Körperwände beeinflussen Stoffaustausch
Bei Säugetieren trennt eine zähflüssige Grenzschicht Darmwand von Darminhalt. Je nach Fließgeschwindigkeit haftet diese mehr oder weniger stark an der Darmwand und beeinflusst so den Stoffaustausch, der fast nur über Diffusion stattfindet. Nährstoffe und andere chemische Verbindungen werden passiv zur Oberfläche hin und von ihr weg transportiert. Das Forschungsteam hat die Fließbewegungen an dieser Grenzschicht simuliert, um die Auswirkungen der Darmkontraktionen theoretisch nachvollziehen zu können.
Die Wissenschaftler:innen fanden heraus, dass sich die Fließgeschwindigkeit während der Kontraktionen stark erhöht und sich dadurch die Haftung der Grenzschicht an der Darmwand reduziert. Aufgrund der schnellen laminaren Strömung schüttelt die Darmwand die Grenzschicht regelmäßig ab. Sie baut sich nach einiger Zeit neu auf. Das liefert Hinweise darauf, dass spontane Kontraktionen der Körperwände den Transport chemischer Verbindungen von und zur Gewebeoberfläche verbessern.
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