Almanya ve ABD'deki araştırmacılar tarafından yapılan bir araştırmaya göre, besin emilimi ve bakteri popülasyonları arasında sağlıklı bir denge sağlamak için insan bağırsağı muhtemelen iki farklı kas kasılma modeli arasında geçiş yapıyor. Simülasyonlar aracılığıyla, liderliğindeki bir ekip Karen Alim at Münih Teknik Üniversitesi bu modellerin özünde bağırsaktan akan sıvının hızıyla bağlantılı olduğunu gösterdi.
Sindirim sistemlerimizin besinleri emme yolları, bağırsaklarımızdaki kas kasılmalarından büyük ölçüde etkilenir. Bu iki olası yolla gerçekleşebilir: Peristaltizmde, ince bağırsağı çevreleyen kaslar radyal olarak kasılır ve gevşer. Bu kasılmalar bir dalga halinde yayılır ve sindirilmiş gıdanın tüp boyunca hızlı akışını sağlar. Daha zayıf taşıma, bağırsağın iç duvarlarındaki kasların dalgalanan bir dama tahtasına benzeyen bir düzende kasılıp gevşediği segmentasyonla sağlanır.
Bağırsaktaki besin emiliminin ardındaki bir diğer önemli faktör, bağırsakların içinde yaşayan ve hepsi birlikte "mikrobiyota" olarak bilinen çok sayıda bakteridir. Bu mikroplar, besinleri emerken bağırsakla rekabet eder ve bağırsağın işleyişinde ve genel sağlığında önemli bir rol oynar; ancak yoğunlukları çok yükselirse tehlikeli yan etkileri de tetikleyebilirler.
Bu üç olgunun her biri bağımsız olarak detaylı bir şekilde incelenmiştir; ancak şu ana kadar araştırmacılar bunların nasıl bağlantılı olabileceğini henüz düşünmemiştir. Bu soruyu cevaplamak için Alim'in ekibi ince bağırsağı, içinden besin yüklü bir sıvının aktığı içi boş, deforme olabilen bir silindir olarak modelledi. Daha sonra, peristalsis ve segmentasyon tarafından oluşturulan akış hızları arasındaki farkları incelemek için akışkan dinamiği simülasyonlarını kullandılar ve bağırsaktan akan bakteri popülasyonları üzerinde ortaya çıkan etkileri izlemelerine olanak tanıdılar.
Model, segmentasyonla ilişkili daha yavaş akış hızlarının besinlerin bağırsakta daha uzun süre kalmasına neden olduğunu gösterdi. Bu, eşit olmayan şekilde yayılmış besin maddelerini daha düzgün konsantrasyonlara karıştırarak vücudun besin maddelerini daha verimli bir şekilde emmesine olanak tanır. Aynı zamanda mikrobiyotanın bağırsaktan atılmadan önce daha da büyümesine olanak tanıyacak. Buna karşılık, peristalsis bağırsaktaki akış hızını hızlandırdı; bu da bakterilerin daha hızlı bir şekilde dışarı atılmasını sağlarken besin emiliminin daha düşük seviyelerde olmasına yol açtı.
3D baskılı yenilebilir hap bağırsak mikrobiyomunu tarayabilir
Alim'in ekibi, sonuçlarından yola çıkarak, mikrobiyotanın büyümesini düzenlerken, besin emiliminin verimliliğini optimize etmek için bağırsağın iki kasılma modeli arasında geçiş yaptığını öne sürüyor. Keşifleri, mikrobiyotayı bağırsaktaki kas kasılmalarına bağlayan karmaşık dinamiklere dair yeni bir anlayış sunuyor ve aynı zamanda sindirim sistemlerimizin nasıl çalıştığına dair önemli bilgiler sağlıyor. Araştırmacılar bu sonuçlardan yararlanarak bağırsakla ilgili hastalıkları teşhis etmek ve tedavi etmek için yeni yollar geliştirebilirler.
Ekip çalışmayı şu şekilde açıklıyor: Physical Review Letters.
