Мистериите на връзката между мозъка и червата

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on pinterest
Share on email
Share on reddit

Ако някой ви накара да кажете, къде в човешкото тяло се разполага нервната система, вероятно ще попитате дали става въпрос за „мозъка“ или за „гръбначния мозък“. Освен централната нервна система, която се състои от тези два органа, в нашето тяло се открива и т.н. чревна нервна система, която е съставена от двуслоен епител и повече от 100 милиона нервни клетки, разпростиращи се от хранопровода до правото черво.

Чревната нервна система се нарича още „втори мозък“ и се намира в постоянен контакт с нервните клетки в главата. Точно затова само мисълта за храна може да предизвика отделянето на ензими в храносмилателната ви система или когато се налага да говорите пред голяма група хора имате усещане, че стомаха ви се е свил.

До скоро, учените смятаха, че двете системи комуникират основно чрез размяната на хормони, синтезирани от ентеро-ендокринните клетки, разпръснати в лигавицата на червата. При контакт на чревната мукоза с храна или бактерии, клетките отделят сигнални молекули, които стимулират нервната система към отключване на определени физиологични процеси. Оказва се обаче, че този процес е много по-директен.

Изследователят Диего Боркес от университета в Дюк, изучава взаимовръзката между мозъка и червата на невронно ниво и установява, че някои ентероендокринни клетки осъществяват физичен контакт с чревната нервна система посредством синапси. Това откритие създава нова перспектива в представите ни за влиянието на тези сигнали върху начина ни на живот – това би ни помогнало някой ден да открием по-ефективни методи за лечение на състояния като наднормено тегло, анорексия, синдром на раздразненото черво, аутизъм и пост-травматичен стрес.

Какво събужда интереса на Боркес към взаимовръзката между мозъка и червата? Домашни птици.

След като се премества в САЩ от Еквадор, първата работна позиция на Борхес е като гост изследовател в Северно каролинския държавен университет, където той има възможността да работи в лаборатория, проучваща хранането при домашните птици. „При производството на птиче месо, най-голямото предизвикателство е захранването на новоизлюпените птици за да могат те бързо да достигнат до определено тегло“, казва Борхес.

„Моят научен ръководител дойде при мен един ден и ми предложи да опитам да храня птиците още докато те се намират в яйцето. Това in ovo (вътре яйчно) хранене представлява внасяне на ензими в амниотичната течност на ембриона преди той да е достигнал последната фаза от развитието си“.

Борхес се изненадва от промяната, която този експеримент въвежда в поведението на пилетата. „Нормално, излюпените млади птици изпадат в състояние на сън за 5-6 часа след излизане от черупката. За сравнение, пилетата, получавали ензими при развитието си в яйцето се насочват право към оставената наблизо храна.

Освен това тази група животни се отличава и с по-висока активност, опознават обстановката по-бързо, и са по-социални. „Наблюденията ми ме накараха да се замисля по какъв механизм внесените вещества водят до промяна в поведението на животните?“

Стомашна операция на негов познат също подхранва любопитството у изследователя.

„Моя приятелка бе оперирана поради наднормено тегло, като последна мярка за лечение. Лекарите направиха стомашен байпас. В последствие тя загуби много килограми, с което успя да се пребори и с диабета от който страдаше,“ спомня си Борхес.

„Но най-удивителното беше, че пациентката докладва за промяна във вкусовите си възприятия. Преди тя изпитваше непоносимост от сурови жълтъци, но след операцията апетитът и към яйца се увеличи многократно.“

Подобна промяна във вкусовите предпочитания е често срещано явление сред пациенти преминали през стомашни операции с цел понижаване на апетита и килограмите, но повечето лекари нямат обяснение защо това се случва“, казва Борхес. „Това е новост в медицината, която показва, че внасянето на промени в стомашно-чревния канал води до промени във възприятията, които предизвиква храната при нейната консумация.“

Въпреки, че учените знаят, че хранителните вещества взаимодействат в червата с ентеро-ендокринните клетки, все още не е ясен точният механизъм, по който това се случва.

Изследователите са установили, че при стимулация ентеро-ендокринните клетки отделят хормони, които или преминават в кръвообръщението или активират прилежащите нервни клетки, с което се регулират храносмилателните процеси. „Моят интерес е в посока установяване как сензорните сигнали от храната се превръщат в импулси, които в последствие повлияват поведението ни,“ казва Борхес.

Съвместно с неговите колеги той фокусира търсенията си върху ентеро-ендокринните клетки  като използва 3D електронна микроскопия. С тази методика те разкривав цяла нова структура, която не е наблюдавана преди. „Оказва се, че ентеро-ендокринните клетки не само притежават микровласинки, или малки издатини, насочени към вътрешността на червата, но те също така притежават и образования подобно на малки крачета които наричаме невроподи,“ казва Борхес.

Всичко това разкрива, че ентеро-ендокринните клетки притежават сходни на невроните структури, причина да се запитаме, дали тези клетки контактуват с невроните?“

Тайната, как да проследим мрежата от синапси: специален вид вирус на бяс.

Ключът към разгадаване на тази загадка е използването на малки количества от модифициран вирус на бяс, разпространяващ се в дебело черво на мишка. „Бясът е вирус, който се разполага в невроните и се разпространява през синаптичните връзки. Когато обаче заразим опитните животни с модифициран вариант на вируса, който може да „прескача“ едновременно само през един неврон, се създават предпоставки за точното проследяване на невронните връзки,“ обеснява Борхес.

Седем дни след третиране на опитните животни, ентеро-ендокринните клетки в дебелото черво на мишката „светват“ в зелено, като по този начин издават, че тези сензорни клетки притежават характеристики, съответстващи на невроните. Борхес създава поколение от мишки, при които е възможно да бъде проследено движението на вируса при преминаване към втори неврон.

Когато заразил тези мишки с модифицирания вариант на вируса на бяс, ентеро-ендокринните клетки в дебелото черво и нервните клетки, с които те са свързани, светват едноврменно, показвайки съществуването на физиологична връзка между сензорните клетки и нервната система – нещо, което никой учен не е наблюдавал преди.

Картографирането на взаимодействията между стомаха и мозъка може един ден да ни помогне при лечението на различни заболявания и състояния. Голям брой болести – аутизъм, затлъстяване, анорексия, синдром на раздразненото черво, възпалителни заболявания на дебелото черво, синдромът на постравматичния стрес и хроничния стрес – споделят общи симптоми като променена висцерална сетивност, или хипо или хиперчувствителност на стомашно-чревния път.

„Такъв пример са клиничните наблюдения показващи, че някои деца с анорексия може би страдат от чувствителност към определени храни от най-ранна възраст“, споделя Борхес. С тези нови познания, учените ще могат по-добре да разбират заболявания, смятани до скоро като чисто физиологични.

Възможно ли е нашите ентеро-ендокринни клетки да „подушат“, „вкусят“ или „докоснат“ храната? Тези клетки притежават същите молекулни рецептори, даващи ни способност да възприемаме механични, химични и термични въздействия чрез клетките в носната и уснтната кухини, казва Борхес. „Подобни физиологични механизми са само началото за бъдещи изследвания.“

Ако разгледаме останалите органи в човешкото тяло, като например белите дробове, простата и вагината ще установим, че те всички притежават рецепторни клетки, подобни на ентеро-ендокринните клетки. „Бъдещите изследвания ще покажат как мозъка възприема сигналите от тези органи и как те повлияват нашите усещания и настроения,“ споделя ученият.

Използван източник:

https://ideas.ted.com/a-scientist-explores-the-mysteries-of-the-gut-brain-connection/

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest
Share on email
Email