Исследователи выявили и охарактеризовали пять типов нервных клеток в толстой кишке, которые передают сигналы мозгу. Эти нейроны имеют различные формы и функции: одни способны распознавать только слабые сигналы, другие — интенсивные раздражители. Полученные результаты могут помочь в разработке более эффективных методов лечения таких проблем ЖКТ, как боль, пишет научный журнал Cell.
За нормальную работу пищеварительной системы отвечает сложный двусторонний сигнальный путь между кишечником и мозгом. Ключевой частью этой оси является толстая кишка, которая извлекает воду и питательные вещества из пищи и выводит отходы из организма. Этот важнейший орган причастен к целому ряду заболеваний ЖКТ, включая запоры, диарею, боли и воспаления. Именно в толстой кишке в ходе исследования, инициированного Национальным институтом здравоохранения США, впервые были определены пять различных подтипов сенсорных нейронов, иннервирующих кишечник и передающих сигналы мозгу, позволяя нам реагировать на различные раздражители.
Примечательно, что эти пять подтипов сенсорных нейронов характерны и для кожи. Но подтипы нейронов толстой кишки отличаются по форме как от нейронов кожи, так и между собой, и это заставляет предположить, что и функции у них будут разные.
Для изучения функций исследователи растягивали толстую кишку лабораторных мышей с помощью воздушного шарика, имитируя естественное растяжение, и регистрировали активность нейронов. Два типа нейронов реагировали на мягкие усилия, похожие на легкое растяжение, которое может происходить, например, при прохождении переваренной пищи через толстую кишку. Два других типа нейронов реагировали на активные воздействия и более сильное растяжение. При этом мыши вели себя так, будто испытывали боль. При удалении нейронов с самым высоким порогом силы болевая реакция уменьшилась. Еще один подтип нейронов «вызывал» у мышей воспаление. Примечательно, что эти роли совпадают с ролями нейронов в коже, что свидетельствует о сохранении их функций в разных системах органов.
Исследование открывает совершенно новое направление для работы, связанной с пониманием того, как нейроны преобразуют механические силы в электрические сигналы, с целью разработки более эффективных методов лечения различных заболеваний ЖКТ.
Целевое воздействие на нейроны с низкой силой может помочь в лечении заболеваний, связанных с двигательной активностью (запор и диарея), а воздействие на нейроны с высокой силой — в терапии боли, возникающей в толстой кишке. Особый интерес представляет подтип нейронов, чувствительных к воспалению, — прежде всего для лечения воспалительных заболеваний кишечника.