S-a găsit o comunicare între sistemul nervos și bacteriile intestinale

celulele

Oamenii de știință au descoperit că celulele nervoase interacționează cu bacteriile care locuiesc în tractul digestiv, reglând densitatea și compoziția microbiotei. Rezultatele unei echipe de cercetare de la Universitatea din Kiel oferă dovezi concludente că apariția sistemului nervos a fost strâns legată de microorganismele simbiotice încă de la început.

Multe boli ale tractului gastro-intestinal sunt asociate cu o încălcare a peristaltismului natural. Oamenii de știință încă nu știu prea multe despre această caracteristică. Acest lucru se aplică și mecanismului care reglează contracțiile și relația dintre peristaltism și microorganismele care locuiesc în tractul gastro-intestinal.

O echipă internațională de biologi, condusă de profesorul Thomas Bosch de la Universitatea din Kiel, a reușit să umple parțial acest gol făcând simultan mai multe descoperiri importante. Ei sunt capabili să demonstreze că neuronii intestinali interacționează cu bacteriile folosind mecanismele sistemului imunitar.

Obiectul principal al studiului este o hidra, un mic animal cărnos de apă dulce al cărui sistem nervos este similar cu sistemul nervos enteric al vertebratelor, care este responsabil pentru funcționarea tractului digestiv.

Pe baza cercetărilor genetice anterioare, oamenii de știință au reușit pentru prima dată să identifice celulele nervoase responsabile de contracția ritmică a polipului din hidra. Au găsit un grup mic de celule reglementate de aceeași genă, despre care se credea deja că este responsabilă de peristaltismul tractului gastrointestinal uman. Dezactivarea acestei gene duce la o scădere bruscă a funcției peristaltice a hidratului, ceea ce confirmă presupunerile anterioare că aceste celule sunt formate la animale într-un stadiu incipient al evoluției.

Un neuron hidraulic a fost vizualizat folosind anticorpi împotriva unui canal ionic specific hidrei (verde). Nucleii celulelor sunt arătați în albastru, fibrele musculare ale celulelor epiteliale sunt colorate în violet. Credit: Matt, Dr. Alexander Klimovich

Analiza genetică moleculară detaliată a celulelor nervoase identificate arată că acestea, folosind sistemul imunitar, afectează în mod direct densitatea și compoziția microbiotei tractului digestiv. La rândul său, această microbiotă, așa cum se știe deja, poate afecta peristaltismul.

Cu alte cuvinte, autorii studiului au reușit să găsească un sistem de reglare antic în tractul digestiv, în care comunicarea dintre celulele nervoase și bacterii joacă un rol central.

„Descoperirile noastre arată că celulele nervoase pot simți și răspunde la microorganisme”, explică Alexander Klimovich de la Universitatea din Kiel. In acest scop, ei folosesc receptori neuronali pe care alte animale le au in celulele sistemului lor imunitar.

Hidra de apă dulce are unul dintre cele mai simple sisteme nervoase din punct de vedere evolutiv. Se compune din neuroni care conduc contracțiile spontane ritmice ale corpului polipului. Credit: Alexander Klimovich

Mecanismul descoperit de oamenii de știință în hidra a fost observat de aceștia la nematode și șoareci.

„De aceea bănuim că comunicarea dintre neuroni și microbi prin intermediul receptorilor imuni este o funcție evolutivă foarte veche. „Poate că această legătură dintre sistemul nervos și microbiota s-a dezvoltat pentru prima dată acum 650 de milioane de ani în hidrat”, a spus Klimovich.

Dacă această ipoteză este adevărată, ea deschide, de asemenea, perspective complet noi pentru dezvoltarea și tratamentul viitor al bolilor intestinale umane cauzate de afectarea motilității intestinale. Acest lucru se datorează faptului că este foarte probabil să existe o legătură între starea microbiomului și tulburările peristaltismului intestinal.

„Prin urmare, în viitor trebuie să ținem cont de rolul celulelor nervoase în dezvoltarea și tratamentul bolilor inflamatorii intestinale”, prezice Bosch.

Cu cât este mai bine studiată implicarea lor în dezvoltarea bolii, cu atât mai aproape de intervențiile terapeutice în microbiom pot permite peristaltismul intestinal sănătos și, astfel, tratamentul bolilor cronice intestinale.