Фундаментальная биология повержена: Новое открытие ставит под сомнение существующие представления о “втором мозге”

Кишечник давно считается важнейшим органом пищеварения, однако последние исследования пролили свет на его роль в выполнении целого ряда важнейших функций. Ученые обнаружили, что энтеральная нервная система (ЭНС), которую часто называют "вторым мозгом", играет центральную роль в регуляции иммунитета, секреции кишечника и связи между кишечником и мозгом. Эта связь объясняет, почему проблемы с пищеварением могут влиять на настроение и поведение.

В течение десятилетий считалось, что ЭНС формируется из нейронного гребня до рождения и не изменяется после него. Однако новаторское исследование, опубликованное в журнале eLife, опровергло это представление. Исследователи из Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) представили доказательства нового пути развития, по которому развитие ЭНС продолжается после рождения в образцах тканей мышей и человека.

Исследование опровергает десятилетия научных догм, демонстрируя неэктодермальное и мезодермальное происхождение значительного числа энтеральных нейронов, рождающихся после рождения. Это открытие имеет глубокие последствия для понимания процессов созревания и старения ЭНС как в здоровом, так и в больном состоянии.

"Эти результаты впервые указывают на то, что мезодерма является важным источником нейронов во второй по величине нервной системе организма", – сказал Субхаш Кулкарни, доктор философии, штатный научный сотрудник BIDMC и доцент Гарвардской медицинской школы. То, как мы созреваем и как мы стареем, имеет центральное значение для понимания здоровья и болезней нашего быстро стареющего населения". Увеличение доли нейронов мезодермальной линии является естественным следствием созревания и старения; кроме того, можно ожидать, что эта линия будет обладать определенной уязвимостью к заболеваниям".

Используя трансгенные мышиные модели, микроскопию высокого разрешения и генетический анализ, Кулкарни и его сотрудники проанализировали популяции нейронов ЭНС в тканях взрослых мышей и человека. Они обнаружили, что если ранние постнатальные клетки ЭНС принадлежали к ожидаемой линии нейронного гребня, то по мере взросления животных появляется новая популяция энтеральных нейронов, происходящих из мезодермы.

С возрастом эта популяция нейронов, происходящих из мезодермы, увеличивалась и в конечном итоге превышала исходную популяцию нейронов, происходящих из нервного гребня, у стареющих мышей. У мышей-подростков эти нейроны составляли треть всех нейронов энтерального тракта, а у взрослых мышей – половину.

Обнаружение новой популяции нейронов кишечника открывает широкие возможности для совершенствования терапии заболеваний желудочно-кишечного тракта. Понимание происхождения и развития этих нейронов может привести к разработке целевых методов лечения, направленных на устранение специфических уязвимостей, связанных со старением и болезнями.

Исследование доктора Кулкарни получило высокую оценку научного сообщества. Доктор Майкл Гершон, профессор патологии и клеточной биологии Колумбийского университета, отметил: "Это исследование дает новые важные сведения о развитии и старении ЭНС и открывает новые области для изучения в нейрогастроэнтерологии".

Результаты этого исследования не только опровергают давно устоявшиеся представления об ЭНС, но и подчеркивают сложность и взаимосвязанность человеческого организма. Ось "кишечник-мозг" – это увлекательная область исследований, которая продолжает открывать удивительные связи между различными системами организма.