„natur“: beispielloser blick auf den menschlichen dünndarm, forschung enthüllt die geheimnisse der nährstoffaufnahme und der vermeidung von infektionen
2024-09-03
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
der dünndarm ist mit einer durchschnittlichen länge von bis zu 6 metern ein wichtiges organ zur aufnahme von nährstoffen im menschlichen körper. die innenwand ist mit millionen von zottenartigen vorsprüngen versehen, was die oberfläche dieses verdauungstrakts stark vergrößert .jede dünndarmzotte ist nur 0,5 bis 1,5 mm lang, ihre genexpression und stoffwechselfunktionen unterscheiden sich jedoch deutlich von den krypten an ihren wurzeln nahe der innenwand bis zu den hervorstehenden zottenspitzen.. in einem kürzlich in der fachzeitschrift nature veröffentlichten artikel erstellten wissenschaftler des weizmann-instituts für wissenschaften in israel eine umfassende räumliche ausdruckskarte, die dies eindeutig demonstrierteräumliche heterogenität der zotten im dünndarm eines erwachsenen。professor shalev itzkovitz, der korrespondierende autor der studie, hat in früheren arbeiten den dünndarm von mäusen detailliert analysiert und herausgefunden, dass zellen in unterschiedlichen relativen positionen auf den dünndarmzotten unterschiedliche funktionen erfüllen. aber im vergleich zu mäusen,die analyse des menschlichen darms ist viel schwieriger, vor allem weil die proben schwierig zu erhalten sind。in dieser studie arbeiteten wissenschaftler mit chirurgen zusammen, um chirurgisch entferntes menschliches darmgewebe zu gewinnen. der patient, der die probe abgegeben hat, musste sich aufgrund von erkrankungen wie bauchspeicheldrüsenkrebs einer whipple-operation unterziehen. neben dem erkrankten bauchspeicheldrüsenkopf musste auch der erste teil des dünndarms, der zwölffingerdarm, entfernt werden. die forscher konnten diesen abschnitt gesunden darmgewebes analysieren.durch techniken wie räumliche transkriptomik, räumliche proteomik und einzelmolekül-fluoreszenz-in-situ-hybridisierung rekonstruierten die studienautoren eine umfassende räumliche expressionskarte des zwölffingerdarms und analysierten die genexpression von zellen in verschiedenen regionen mit einer auflösung von 50 mikrometern.▲fluoreszenzbildgebung menschlicher dünndarmgewebeproben, wobei verschiedene proteine in verschiedenen farben markiert sind(bildquelle: referenz [1])laut dieser karte, forscherein rätsel um die fettaufnahme im dünndarmantworten bereitgestellt. wissenschaftler haben schon lange herausgefunden, dass fett aus der nahrung nicht schnell, manchmal mit einer verzögerung von bis zu zwei tagen, in den blutkreislauf aufgenommen wird. diese studie ergab, dass dünndarmepithelzellen bei der aufnahme von lipiden ein „fließband“ haben. sie sind für den zusammenbau von lipidtröpfchen verantwortlich, wenn sie sich an der wurzel der zotten befinden. dann wandern diese zellen nach und nach entlang der zotten, bis sie die spitze erreichen vor der synthese von chylosomen wird cholesterin aus der nahrung von epithelzellen durch lymphgefäße in den blutkreislauf transportiert.in ähnlicher weise nehmen diese wandernden epithelzellen auch eisen an den wurzeln auf und geben eisen an die blutbahn ab, wenn sie die spitzen erreichen. darüber hinaus werden viele enzyme, die für die verdauung von nährstoffen wie aminosäuren, peptiden und zucker erforderlich sind, größtenteils an den zottenspitzen absorbiert oder produziert, während zellen, die vitamine und mineralien absorbieren, an den wurzeln der zotten konzentriert sind.▲die dünndarmzotten weisen charakteristische proteine auf, die in regionen von der wurzel bis zur spitze vorkommen.(bildquelle: referenz [1])neben der art und weise, wie der dünndarm nährstoffe aufnimmt, zeigt die karte auch, wie der dünndarm infektionen bekämpft. forscher haben herausgefunden, dass einige zellen an den zottenspitzen antibakterielle proteine absondern, die bakterien entweder direkt angreifen oder so ein notsignal an das immunsystem senden könnenrekrutiert entzündungsfördernde immunzellen wie makrophagen an der spitze。bei der zusammenstellung dieses atlas der dünndarmzellen entdeckten die forscher unerwartet auch anatomische strukturen, die sich von dem unterschieden, was sie bisher kannten. normalerweise werden dünndarmzotten gesunder menschen in anatomielehrbüchern als gerade, fingerartige ausstülpungen beschrieben. nur im falle von krebs haben die zotten viele verästelungen. um die räumliche struktur von gewebe dreidimensional zu erfassen, ohne die integrität des gewebes zu zerstören, verwendeten die forscher in dieser studie neue technische methoden und stellten fest, dass dies der fall istmenschliche dünndarmzotten enthalten reichlich gezackte und verzweigte zotten, die sich an der spitze abgerundeter falten konzentrieren, trägt dazu bei, die oberfläche des dünndarms weiter zu vergrößern und die absorption zu verbessern.wie die autoren in der zusammenfassung des papiers anmerken: „diese studie bietet eine detaillierte ressource zum verständnis der biologie des erwachsenen dünndarms. unser atlas liefert antworten auf grundlegende fragen und kann auf klinische fragen angewendet werden, professor shalev itzkovitz, der korrespondierende autor.“ der autor der studie sagte: „sobald wir den gesunden dünndarm kartiert haben, können wir die veränderungen besser verstehen, die der dünndarm als reaktion auf krankheiten, alterung, die einnahme bestimmter medikamente oder eine bestimmte diät erfährt.“
