根據(jù)eLife發(fā)表的研究報(bào)告，來自膳食纖維的大分子，稱為聚合物，通過使固體顆粒聚集在一起(或聚集)，可以在物理上影響小腸的環(huán)境。

這項(xiàng)研究在老鼠身上進(jìn)行，為小腸內(nèi)發(fā)現(xiàn)的各種固體顆粒(包括微生物，細(xì)胞碎片，藥物輸送顆粒和食物顆粒)如何通過腸道一起移動(dòng)提供了新的見解。這很重要，因?yàn)檫@種聚集體的大小和組成可能會(huì)影響腸道環(huán)境，包括營養(yǎng)和藥物顆粒在消化過程中如何被吸收。

“當(dāng)腸道中的顆粒形成聚集體時(shí)，它會(huì)影響藥物和營養(yǎng)素的攝取，以及腸道中微生物的功能。但對(duì)這些聚集體的形成方式知之甚少，”第一作者，研究生Asher Preska Steinberg說。美國帕薩迪納市加州理工學(xué)院化學(xué)專業(yè)。

多種聚合物天然存在于腸道中; 它們包括分泌物(如粘蛋白和免疫球蛋白)和膳食聚合物，包括膳食纖維。眾所周知，宿主分泌的聚合物可通過化學(xué)結(jié)合引起微生物的聚集。然而，這項(xiàng)新工作表明，膳食纖維中的聚合物也可以通過物理相互作用引起聚集，這取決于聚合物的物理性質(zhì)，例如它們的分子量和濃度，而不是化學(xué)相互作用。

“我們經(jīng)常在營養(yǎng)和喂養(yǎng)腸道微生物的背景下考慮膳食纖維，但與所有聚合物一樣，它們也受聚合物物理定律的支配。我們想研究這些聚合物誘導(dǎo)的物理力是否在結(jié)構(gòu)化中起作用小腸中的顆粒，“Preska Steinberg解釋說。

為此，該團(tuán)隊(duì)首先研究了密集涂有聚乙二醇(PEG)的聚苯乙烯顆粒與小鼠小腸內(nèi)容物之間的相互作用。先前已經(jīng)使用PEG涂層來最小化顆粒與生物聚合物之間的化學(xué)相互作用，從而允許團(tuán)隊(duì)專注于物理相互作用的作用。他們首先發(fā)現(xiàn)，通常用于藥物遞送的PEG包覆顆粒在小腸液中聚集在一起作為聚集體。

后來對(duì)流體的分析表明，聚合物確實(shí)有助于PEG涂覆的顆粒的聚集，并且聚集的程度取決于聚合物的濃度和分子量。

該團(tuán)隊(duì)接下來在PEG涂層顆粒上進(jìn)行了免疫球蛋白和粘蛋白(稱為MUC2)的測試。他們發(fā)現(xiàn)盡管MUC2可能在PEG包覆的顆粒的聚集中起作用，但是不需要發(fā)生聚集。

“相反，我們的研究結(jié)果表明聚合可以用小鼠食用纖維的聚合物來控制，”資深作者Rustem Ismagilov，Ethel Wilson Bowles和Robert Bowles加州理工學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程教授說。“更重要的是，這種聚集是可調(diào)的。通過飼喂不同分子量的小鼠膳食纖維，我們發(fā)現(xiàn)我們能夠控制腸液中的聚集。”

“這種先前未被充分認(rèn)識(shí)的膳食纖維聚合物的作用也可能發(fā)生在腸道中其他顆粒的聚集中，對(duì)我們來說進(jìn)一步探索這一點(diǎn)非常重要，”Ismagilov總結(jié)道。