Обнаружена коммуникация нервной системы и кишечных бактерий

Ученые выяснили, что нервные клетки взаимодействуют с бактериям, населяющими пищеварительный тракт, регулируя плотность и состав микробиоты.
Обнаружена коммуникация нервной системы и кишечных бактерий
Frank Fox / www.mikro-foto.de / CC BY-SA 3.0 DE

Многие болезни желудочно-кишечного тракта связаны с нарушением естественной перистальтики — волнообразное сокращение стенок полых трубчатых органов, в данном случае пищеварительных. Однако ученые до сих пор мало что знают об данной функции Это касается и механизма, регулирующего сокращения, и связи между перистальтикой и населяющими ЖКТ микроорганизмами.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Международной команде биологов под руководством профессора Томаса Боша из Университета Киля удалось отчасти восполнить этот пробел, сделав сразу несколько важных открытий. Они смогли доказать, что нейроны кишечника взаимодействуют с бактериями используя при этом механизмы иммунной системы.

Основным объектом исследования послужила гидра, небольшое пресноводное кишечнополостное животное, чья нервная система схожа с энтеральной нервной системой позвоночных, отвечающей за функционирование пищеварительного тракта.

Основываясь на предыдущих генетических исследованиях, ученым удалось впервые идентифицировать нервные клетки, которые отвечают у гидры за ритмические сокращение полипов. Они обнаружили небольшую группу клеток, регулируемую тем же геном, который, как уже предполагалось, отвечает за перистальтику человеческого кишечника. Деактивация этого гена привела к резкому падению функции сокращения кишечника гидр, что подтвердило предыдущие предположения и навело на мысль, что данные клетки сформировались у животных еще на ранней стадии эволюции.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Детальный молекулярно-генетический анализ идентифицированный нервных клеток показал, что они, используя иммунную систему, прямо воздействуют на плотность и состав микробиоты пищеварительного тракта. В свою очередь эта микробиота, как уже известно, способна влиять на перистальтику.

Иными словами, авторам исследования удалось обнаружить в пищеварительном тракте древнюю регулирующую систему, центральную роль в которой играет коммуникация между нервными клетками и бактериями. «Наши выводы указывают на то, что нервные клетки способны воспринимать микроорганизмы и реагировать на них, — объясняет Александр Климович из Университета Киля. — Для этого они используют нейронные рецепторы, которые у других животных находятся в клетках иммунной системы».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Открытый ими у гидр механизм ученые смогли также обнаружить у нематод и мышей. «Поэтому мы подозреваем, что коммуникация между нейронами и микробами посредством иммунных рецепторов представляет собой очень древнюю эволюционную функцию. Возможно, эта связь между нервной системой и микробиотой развилась впервые 650 миллионов лет назад как раз у гидр», — говорит Климович.