Posted in: Medizin 31. Mai 2007 14:42 Weiter lesen →

Viel Bewegung im Darm

Beim Verdauen der Nahrung entfaltet der Darm sehr viel mehr Aktivität als bislang angenommen. Für diese Ansicht sprechen Beobachtungen zweier amerikanischer Biologen. Mit Hilfe von Proteinen, wie sie ganz ähnlich auch im Muskel arbeiten, scheinen die Darmzellen permanent ihre Zellmembran zusammenzuraffen.

Möglicherweise helfe dieser Mechanismus beim besonders gründlichen Aufschluss des Nahrungsbreis, spekulieren Russell McConnell und Matthew Tyska von der Vanderbilt University. Vielleicht sei er aber auch an der Infektabwehr oder der Anpassung des Darms an den momentanen Inhalt beteiligt, schreiben die Forscher im „Journal of Cell Biology“.

Um möglichst viel Fläche zur Aufnahme von Nährstoffen bieten zu können, ist die Wand des menschlichen Dünndarms in Falten und Zotten gelegt. Zudem trägt jede Zelle der inneren Darmoberfläche einen „Bürstensaum“ aus feinen Membranfingern. Bereits vor 30 Jahren war im Innern dieser Mikrovilli ein Zylinder aus Aktin entdeckt worden, der über Myosin-1a mit der Membran verbunden ist. Aktin und Myosin sind auch für die Kontraktion der Muskeln zuständig. Die Aufgabe der beiden Proteine in den Membranfingern sei jedoch rätselhaft gewesen, erklärt Tyska. „Seit Jahrzehnten steht in den Lehrbüchern, dass die Mikrovilli ein passives Gerüst zur Oberflächenvergrößerung darstellen.“

Diese Ansicht muss revidiert werden, sind die beiden Forscher überzeugt. Für ihre Versuche studierten sie isolierte Bürstensaum-Membranen aus Mäuse- und Rattendarm. Gaben sie den auch im Muskel genutzten Energieträger ATP hinzu, bewegte sich die Zellmembran zu den Spitzen der Mikrovilli und löste sich dort in Form winziger Membranbläschen ab. Ohne ATP-Zugabe und bei Tieren ohne Myosin-1a lief dieser Prozess zwar ebenfalls ab, jedoch gleichsam in Zeitlupe.

„Die Konzentration der Myosin-Motoren in einem einzelnen Mikrovillus ist sehr hoch“, erklärt Tyska, „daher besteht hier ein beträchtliches Potenzial zur Krafterzeugung.“ Die neuen Resultate belegten, dass die winzigen Membranfinger eine aktive Rolle bei der Verdauung spielten. Derzeit laufende Untersuchungen zeigten, dass die abgeschnürten Membranbläschen Verdauungs- und Transportenzyme enthielten. Ob sie tatsächlich zur „Tiefen-Aufarbeitung“ des Nahrungsbreis dienten oder eine andere Funktion erfüllten, sei aber noch unklar.

Forschung: Russell E. McConnell und Matthew J. Tyska, Deparment of Cell and Developmental Biology, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, Tennessee

Veröffentlichung Journal of Cell Biology, Vol. 177(4), pp 671-81, DOI 10.1083/jcb.200701144

WWW:
Tyska Lab, Vanderbilt University
Dünndarm
Mikrovilli
Aufbau des Muskels

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