06 август 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Нервните клетки са еволюирали, за да си "говорят" с микробите

Открита е комуникация на нервната система и чревните бактерии

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 13 юли 2020 в 07:13 29390
Популация неврони в дифузната нервна мрежа на хидра експресират невропептиди (в зелено), които се визуализират с помощта на специфични антитела. Клетъчните ядра са оцветени в лилаво. Кредит: Alexander Klimovich

Учени установята, че нервните клетки взаимодействат с бактериите, обитаващи храносмилателния тракт, регулирайки плътността и състава на микробиотата. Откритията на изследователски екип от Университета в Кил дават категорични доказателства, че появата на нервната система е била тясно свързана със симбиотичните микроорганизми от самото начало.

Много заболявания на стомашно-чревния тракт са свързани с нарушение на естествената перисталтика. Учените все още не знаят много за тази функция. Това се отнася и за механизма, който регулира контракциите и връзката между перисталтиката и микроорганизмите, които обитават стомашно-чревния тракт.

Международен екип биолози, ръководен от професор Томас Бош (Thomas Bosch) от Университета в Кил, успя частично да запълни тази празнина, като направи няколко важни открития едновременно. Те успяват да докажат, че чревните неврони взаимодействат с бактериите, използвайки механизмите на имунната система.

Основният обект на изследването е хидра, малко сладководно мешесто животно, чиято нервна система е подобна на ентералната нервна система на гръбначните, която е отговорна за функционирането на храносмилателния тракт.

Въз основа на предишни генетични изследвания учените успяват за първи път да идентифицират нервните клетки, които са отговорни при хидрата за ритмичното свиване на полипа. Те откриват малка група клетки, регулирани от един и същи ген, който, както вече се предполагаше, е отговорна за перисталтиката на човешкия стомашно-чревен тракт. Дезактивирането на този ген довежда до рязко намаляване на функцията на перисталтиката на хидрата, което потвърждава предишните предположения, че тези клетки се формират при животните на ранен етап на еволюцията.

Визуализиран е неврон на хидра с помощта на антитела срещу специфичен за хидрата йонен канал (в зелено). Клетъчните ядра са показани в синьо, мускулните влакна на епителните клетки са оцветени в лилаво. Кредит: Matt, Dr Alexander Klimovich

Деталният молекулярно-генетичен анализ на идентифицираните нервни клетки показва, че те, използвайки имунната система, влияят директно върху плътността и състава на микробиотата на храносмилателния тракт. От своя страна тази микробиота, както вече е известно, е в състояние да повлияе на перисталтиката.

С други думи авторите на изследването успяват да намерят древна регулаторна система в храносмилателния тракт, в която комуникацията между нервните клетки и бактериите играе централна роля.

„Нашите открития показват, че нервните клетки могат да усещат микроорганизмите и да реагират на тях“, обяснява Александър Климович (Alexander Klimovich) от Университета в Кил. „За тази цел те използват невронни рецептори, които другите животни имат в клетките на имунната си система.“

Сладководна хидра има една от най-простите еволюционно древни нервни системи. Състои се от неврони, които задвижват ритмичните спонтанни контракции на тялото на полипа. Кредит: Alexander Klimovich

Откритият от учените механизъм при хидрите е наблюдаван от тях и при нематоди и мишки.

„Ето защо подозираме, че комуникацията между невроните и микробите чрез имунните рецептори е много древна еволюционна функция. Може би тази връзка между нервната система и микробиотата се е развила за първи път преди 650 милиона години точно при хидрата”, коментира Климович.

Ако тази хипотеза е вярна, тя също така отваря напълно нови перспективи за развитието и бъдещото лечение на чревните заболявания на човека, причинени от нарушена чревна подвижност. Това е така, защото е много вероятно да съществува връзка между състоянието на микробиома и нарушенията на чревната перисталтика.

„Следователно в бъдеще трябва да вземем предвид и ролята на нервните клетки в развитието и лечението на възпалителните заболявания на червата", предвижда Бош.

Колкото по-добре се изучава участието им в развитието на болестта, толкова по-тесни терапевтични интервенции в микробиома могат да позволят здрава чревна перисталтика и по този начин лечение на хронични чревни заболявания.

Справка: Prototypical pacemaker neurons interact with the resident microbiota, Alexander Klimovich et al., PNAS first published July 9, 2020 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920469117

Източник: Researchers study if nerve cells evolved to talk to microbes, Kiel University


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.