به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، روده ما که می‌تواند حداقل 4.5 متر طول داشته باشد چگونه به درستی در داخل بدن ما قرار می‌گیرد؟ همانطور که سیستم گوارش ما رشد می‌کند، لوله روده از طریق یک سری حلقه‌ها و چرخش‌های چشمگیر عبور می‌کند تا روده طویل‌تر را بسته‌بندی کند. عدم چرخش صحیح روده در طول رشد منجر به یک ناهنجاری شایع تولد، اما ناشناخته، به نام بد چرخشی روده می‌شود. اکنون، در مطالعه ای که در مجله Development  منتشر شده است، دانشمندان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی علت بالقوه این وضعیت تهدید کننده زندگی را کشف کرده اند. محققان برای درک روند چرخش روده در طول رشد طبیعی به جنین قورباغه روی آوردند. این مطالعه نشان داد که قرار گرفتن در معرض علف‌کش آترازین متابولیسم جنین را مختل کرده و منجر به چرخش نادرست می‌شود.

پیچیدگی آناتومیکی و فیزیولوژیکی سیستم گوارش

پیچیدگی آناتومیکی و فیزیولوژیکی سیستم گوارشی مهره‌داران از یک لوله روده اولیه ساده (PGT) ایجاد می‌شود. این PGT تحت تأثیر الگوهای پیچیده و رویدادهای تمایز قرار می‌گیرد تا پوشش اپیتلیال لوله عملکردهای جذبی و ترشحی مورد نیاز دستگاه گوارش (GI) را به عهده بگیرد، در حالی که بخش‌های مجزا از ساختار اصلی جوانه می‌زنند تا اندام‌های جانبی از جمله پانکراس و کبد را تشکیل دهند. به طور همزمان، لوله بلند می‌شود و می‌چرخد، زیرا از یک استوانه کوتاه و بسته به یک مجرای توخالی طولانی تبدیل می‌شود که در یک پیکربندی سه بعدی از حلقه‌ها و سیم‌پیچ‌ها چیده شده‌اند. توضیح مکانیسم‌های رشد اندام‌های گوارشی پیامدهای گسترده‌ای برای بسیاری از زمینه‌های زیست شناسی و پزشکی دارد. برخی از شایع‌ترین نقایص مادرزادی انسان بر دستگاه گوارش تأثیر می‌گذارد، اما عوامل ژنتیکی و/یا محیطی که به علت این ناهنجاری‌ها کمک می‌کنند هنوز کشف نشده‌اند. علاوه بر این، بیماری‌های دستگاه گوارش میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهد و تقاضای قابل توجهی برای مداخلات درمانی ایجاد می‌کند.

مزایای بررسی تکوین جنین قورباغه

دوزیستان مدت‌هاست که به‌عنوان ارگانیسم‌های مدل برای مطالعه رشد جنینی مورد استفاده قرار می‌گیرند و نقش مهمی در کشف وقایع پیچیده‌ای که تشکیل لایه‌های جوانه‌ای، گاسترولاسیون و عصبی‌سازی را هدایت می‌کنند، ایفا کرده‌اند. فراتر از رشد اولیه، جنین قورباغه دارای چندین مزیت برای مطالعه مشخصات اندام و مورفوژنز است. بر خلاف جنین‌های آمنیوت که در طول رشد به رحم یا پوسته محدود می‌شوند، جنین‌های قورباغه از بیرون بارور می‌شوند و می‌توان آنها را به راحتی در شرایط آزمایشگاهی کشت داد و آنها را در معرض طیف وسیعی از دستکاری‌های تجربی قرار داد. به عنوان مثال، سرعت رشد جنین‌های قورباغه را می‌توان با تنظیم دما تسریع یا کاهش داد و تجزیه و تحلیل راحت هر مرحله از اندام زایی را تسهیل کرد. بنابراین جنین‌های قورباغه به روشی کاملاً شبیه انسان رشد می‌کنند و همین موضوع آنها را به موضوعی ایده آل برای این تحقیق تبدیل می‌کند.

بررسی چرخش نادرست روده

چرخش نادرست روده 1 مورد از هر 500 تولد را تحت تأثیر قرار می‌دهد، اما دلایل اصلی آن به خوبی شناخته نشده است. دانشمندان برای اینکه بفهمند چرا چرخش روده ممکن است خراب شود، ابتدا باید چرخش روده را در طول تکوین طبیعی درک کنند، فرآیند پیچیده‌ای که هنوز زیست شناسان را گیج می‌کند. تیمی از دانشمندان به رهبری دکتر نانت ناسکون یودر تصمیم گرفتند از یک سیستم به خوبی تثبیت شده در قورباغه‌ها استفاده کنند. دکتر Nascone-Yoder توضیح داد: «مهره‌داران، قورباغه‌ها و انسان‌ها اجداد مشترکی دارند و بسیاری از ویژگی‌های تشریحی مشابه، از جمله روده‌ای که در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخد، دارند. از آنجایی که جنین‌های قورباغه تنها در چند روز رشد می‌کنند و از نظر تجربی بسیار در دسترس هستند، به ما اجازه می‌دهند تا به سرعت فرضیه‌های جدیدی را در مورد اینکه چگونه و چرا رشد در طول چرخش نادرست رخ می‌دهد، آزمایش کنیم.

بررسی تاثیر علف کش آترازین در چرخش روده

دکتر Nascone-Yoder گفت: "جنین‌های قورباغه در یک ظرف پتری رشد می‌کنند و هنگامی که روده در حال رشد است شفاف هستند، بنابراین می‌توانند در معرض داروها یا مواد شیمیایی محیطی قرار بگیرند تا موادی که قادر به ایجاد چرخش بد هستند بررسی شود." یکی از ترکیباتی که تیم غربالگری کرد، علف کش آترازین بود. آنها دریافتند که قرار گرفتن در معرض آترازین فرکانس چرخش روده های قورباغه در جهت معکوس (در جهت عقربه های ساعت) را به شدت افزایش می دهد و تصمیم گرفتند برای بررسی بیشتر چرخش بد روده، روی آترازین تمرکز کنند. دکتر جولیا گرزیمکوفسکی، که کار تجربی این مطالعه را رهبری کرد، دریافت که قرار گرفتن در معرض آترازین باعث اختلال در متابولیسم (واکنش‌های شیمیایی که انرژی برای فرآیندهای بیولوژیکی را فراهم می‌کند) در جنین قورباغه می‌شود. عدم تعادل متابولیک در جنین‌ها یک سری از فرآیندهای سلولی در روده را از مسیر خارج کرد به نحوی که سلول‌ها دیگر نمی‌توانستند رشد کنند، تقسیم شوند و به طور مناسبی مرتب شوند تا طول روده و چرخش مناسب را ایجاد کنند. اگرچه ما متوجه شدیم که آترازین باعث چرخش نادرست در قورباغه‌ها می‌شود، اما این نتایج لزوماً به این معنی نیست که این علف کش باعث بد چرخشی در انسان می‌شود، زیرا در صفحه نمایش ما، قورباغ‌ ها در معرض 1000 برابر سطوح بالاتر از آنچه معمولاً در محیط یافت می‌شوند، قرار گرفتند.

اهمیت بررسی مسیرهای متابولیک در تکوین روده

این مکاشفه بر اهمیت مسیرهای متابولیک در رشد روده تأکید دارد. همچنین دلایل محیطی احتمالی چرخش نادرست روده را برجسته می‌کند و تحقیقات گسترده‌تری را در مورد این پیوندهای بالقوه می‌طلبد. تأثیر و ارتباط مطالعه این مطالعه پیامدهای گسترده ای برای درک علل زمینه ای بد چرخش روده دارد. این نه تنها علت بالقوه این وضعیت تهدید کننده زندگی را آشکار می‌کند، بلکه فرصت‌هایی را برای توسعه روش‌های درمانی جدید باز می‌کند. این تحقیق پایه‌ای برای مطالعات بیشتر فراهم می‌کند و به طور قابل توجهی به افزایش دانش در مورد ناهنجاری‌های تولد کمک می‌کند. اما یافته‌های ما قویاً نشان می‌دهد که اختلال در فرآیندهای متابولیک سلولی مشابه تحت تأثیر آترازین، برای مثال، از طریق قرار گرفتن در معرض سایر مواد شیمیایی در محیط و/یا تغییرات ژنتیکی که بر متابولیسم تأثیر می‌گذارند، می‌تواند به بد چرخشی روده در انسان کمک کند.»  این مطالعه تازه شروع به کشف آنچه در طول رشد جنینی رخ می‌دهد که منجر به چرخش نادرست روده می‌شود، شده است. تیم دکتر Nascone-Yoder امیدوار است که این کار را گسترش دهد. "زیرا نتایج ما راه‌های جدیدی را برای کشف علل اصلی این ناهنجاری شایع تولد ارائه کرده است.

گام بعدی مطالعه

در حالی که این مطالعه پیشرفت قابل توجهی در درک بد چرخشی روده داشته است، تحقیقات بیشتری برای ترجمه این بینش ها به استراتژی‌های درمانی عملی مورد نیاز است. با این وجود، یافته‌های این مطالعه امیدی به راه‌های جدید برای پیشگیری و درمان بد چرخش روده در آینده دارد. نتیجه مطالعه روی جنین‌های قورباغه دلیل بالقوه ناهنجاری تولد انسان - چرخش نادرست روده - را روشن کرده است و پرتو امیدی را برای افراد مبتلا فراهم می‌کند. ما اکنون در حال غواصی عمیق‌تر در رویدادهای سلولی هستیم که روند پیچیده طویل شدن روده و چرخش را هماهنگ می‌کند.

پایان مطلب/.