В новом исследовании, опубликованном в журнале eNeuro, ученые из Университета Флиндерса (Flinders University) в Аделаиде, Австралия, определили новый способ, которым нейроны в стенке кишечника могут активировать нейроны, соединяющиеся с нейронами в спинном мозге. Исследователи обнаружили высоко скоординированную активность нейронов стенки кишечника, которая, по их мнению, является мощным механизмом передачи информации о том, что происходит в кишечнике, в мозг.
Кишечная нервная система
Кишечную нервную систему (КНС) иногда называют «вторым мозгом», содержащим около 500 миллионов нейронов и контролирующим важные рефлексы, такие как перистальтика, сокращение мышц в кишечнике для обеспечения пищеварения. КНС также отвечает за секрецию пищеварительных ферментов, которые помогают расщеплять пищу.
КНС является важной частью оси кишечник – мозг, с помощью которой кишечник общается с головным мозгом, и блуждающий нерв особенно важен для передачи информации о кишечнике в мозг. Ось кишечник-мозг выполняет несколько функций. Большая часть серотонина, нейротрансмиттера, связанного с настроением, находится, например, в кишечнике.
Собственная нервная система кишечника
Кишечник уникален среди внутренних органов тем, что у него есть своя собственная нервная система. Это заинтересовало профессора Ника Спенсера (Nick Spencer), автора нового исследования.
«Кишечник имеет свою собственную нервную систему, которая может функционировать независимо от головного или спинного мозга. Понимание того, как кишечник взаимодействует и контролирует другие органы в организме, может стать важным прорывом в лечении заболеваний», – считает профессор Ник Спенсер.
Материалы и методы исследования
В новом исследовании профессор Спенсер с соавторами сосредоточились на висцерофугальных нейронах, которые расположены в стенке кишечника и проецируются на нейроны спинного мозга. Ученые изучили, как нейроны работают с помощью толстой кишки мыши, которая сокращается в циклическом порядке, известном как двигательный комплекс толстой кишки. Известно, что висцерофугальные нейроны активны во время этого процесса, но как именно, до сих пор было неясно.
Результаты научной работы
Исследователи зафиксировали электрическую активность висцерофугальных нейронов. Ученые также обнаружили, что возбуждение этих нейронов было связано с изменением активности гладкой мускулатуры толстого кишечника. Нейроны срабатывали очень синхронно, что было связано с параллельной активацией нейронов в спинном мозге. Это говорит о том, что висцерофугальные нейроны передают активность от нервной системы кишечника к симпатической нервной системе — другими словами, спинному и головному мозгу.
«Новое исследование открыло, как висцерофугальные нейроны обеспечивают путь, чтобы наш кишечник мог «чувствовать» то, что происходит внутри стенки кишечника, а затем передавать эту сенсорную информацию другим органам, таким как спинной и головной мозг, которые влияют на наши решения, настроение и общее самочувствие», – объясняет профессор Спенсер.
Ранее считалось, что активация висцерофугальных нейронов требует изменения окружности стенки кишечника — например, путем наполнения кишечника, – но это исследование показывает, что процесс не требует такой механической активности.
Выводы
Полученные результаты могут иметь клиническое значение, поскольку все большее число заболеваний взаимосвязано с изменениями в кишечнике.
«Существует значительный интерес к тому, как кишечник взаимодействует с мозгом, как к главной нерешенной проблеме вследствие растущих доказательств того, что многие заболевания могут сначала начаться в кишечнике, а затем переместиться в головной мозг, примером чего является болезнь Паркинсона», – объясняет профессор Спенсер.
Как подчеркивает ученый, существует хорошо установленная связь между кишечником и болезнью Паркинсона. Одно исследование, например, показало, что у мужчин, которые страдают запором, в четыре раза чаще развивается данное заболевание.
Кроме того, накапливаются данные, указывающие на связь между изменениями в кишечнике и аутизмом, рассеянным склерозом, деменцией и инсультом, что делает подобные исследования важными для понимания и в конечном итоге лечения различных неврологических состояний.
