Ученые узнали, как кишечная нервная система в кишечнике взаимодействует с мозгом

Как «второй мозг» — энтеральная нервная система в нашем кишечнике — взаимодействует с нашим первым мозгом, до сих пор было одним из самых сложных вопросов, с которыми сталкивались энтеральные нейробиологи.

Новое исследование Университета Флиндерса обнаружило, как специализированные клетки кишечника могут общаться как с головным, так и со спинным мозгом, что до сих пор оставалось большой загадкой.

«Ось кишечник-мозг состоит из двунаправленной связи между мозгом и кишечником, которая связывает эмоциональные и когнитивные центры мозга с периферическими функциями кишечника», — говорит автор исследования профессор Ник Спенсер из Колледжа медицины и общественного здравоохранения.

«Недавние достижения в исследованиях показали важность кишечной микробиоты во влиянии на эти пути, но нам еще предстояло выяснить, как работала коммуникация».

Исследование, опубликованное в Американском журнале физиологии , раскрывает прорывное открытие относительно того, как энтерохромаффинные клетки взаимодействуют с сенсорными нервными окончаниями.

«В стенке кишечника находятся специализированные клетки, называемые энтерохромаффинными (ЭК), которые вырабатывают и выделяют гормоны и нейротрансмиттеры в ответ на определенные раздражители, поступающие в организм во время еды», — говорит профессор Спенсер.

«Эти клетки ЭК выделяют в организм подавляющее большинство серотонина, поэтому наше исследование раскрыло важный ключ к тому, как пища, которую мы едим, стимулирует высвобождение серотонина, который затем действует на нервы и сообщается с мозгом.

«Существует прямая связь между уровнем серотонина в нашем организме, депрессией и тем, как мы себя чувствуем. Таким образом, понимание того, как клетки кишечника взаимодействуют с мозгом, имеет большое значение».

Команда сделала открытие, используя метод отслеживания нейронов, разработанный в их лаборатории, который не используется больше нигде в мире, что позволило им впервые четко увидеть сенсорные нервные окончания в стенке кишечника.

“До сих пор это было невозможно, потому что в кишечнике также присутствовало так много других типов нервов — это все равно, что найти иголку в стоге сена. Профессор Ник Спенсер, автор исследования, Колледж медицины и общественного здравоохранения

Этот метод позволил исследователям увидеть, что клетки ЭК, вероятно, выделяют вещества в процессе диффузии, которые затем воздействуют на сенсорные нервы, которые сообщаются с мозгом. Вопреки некоторым предположениям, прямой физической связи между клетками ЭК и окончаниями чувствительных нервов обнаружено не было.

«Кишечник — единственный орган с собственной нервной системой, известной как энтеральная нервная система или второй мозг. Теперь мы лучше понимаем, как «второй мозг» взаимодействует с «первым мозгом», — говорит профессор Спенсер.

Статья Келси Н. Доддс, Ли Трэвис, Мелинда А. Кайло, Лорен А. Джонс, Дэмиен Дж. «Ось кишечник-мозг: пространственные отношения между спинномозговыми афферентными нервами и 5-НТ-содержащими энтерохромаффинными клетками в слизистой оболочке толстой кишки мыши». Китинг и Ник Дж. Спенсер опубликованы в Американском журнале физиологии желудочно-кишечного тракта и физиологии печени . DOI: 10.1152/jpgi.00019.2022.

Исследование было поддержано Национальным советом по здравоохранению и медицинским исследованиям и Австралийским исследовательским советом.

Университет Флиндерса

Ссылка на журнал:

Доддс, К.Н., и соавт. (2022) Ось кишечник-мозг: пространственные отношения между спинномозговыми афферентными нервами и 5-HT-содержащими энтерохромаффинными клетками в слизистой оболочке толстой кишки мыши. Американский журнал физиологии желудочно-кишечного тракта и печени . doi.org/10.1152/ajpgi.00019.2022 .