به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، پژوهشگران مؤسسه کارولینسکا نوع‌های سه‌گانه‌ای از سلول‌های عصبی مرتبط با زوائد روده‌ای را شناسایی کرده‌اند که نشان می‌دهد شبکه‌های عصبی ناشناخته‌ای در تنظیم تعادل مایعات در روده نقش دارند. این یافته‌ها، که در مجله Nature Neuroscience منتشر شده است، می‌تواند منجر به درک بهتر بیماری‌هایی مانند سندروم روده تحریک‌پذیر (IBS) و بیماری التهابی روده (IBD) شود.  در سوئد، بیش از ۳۰٪ جمعیت دچار مشکلات مزمن گوارشی مانند IBS و IBD هستند. در بیشتر موارد، علت این مشکلات ناشناخته است. روده دارای یک سیستم عصبی مخصوص به خود است که به آن سیستم عصبی وارد یا «مغز درون روده» گفته می‌شود. 

سیستم عصبی محیطی دستگاه گوارش

سیستم عصبی وارد (ENS) بزرگ‌ترین بخش سیستم عصبی محیطی است و به دلیل توانایی‌اش در انجام وظایف خودمختار به طور مستقل از مغز، متمایز است.در اکثر پستانداران، ENS روده‌ای از دو لایه عمده حلقوی تشکیل شده است: شبکه ماینتری (آورباخ)، که در بین لایه‌های عضله دایره‌ای و طولی قرار دارد و حرکات پریستالسیس را تحریک می‌کند؛ و شبکه زیرمخاطی، نزدیک به مخاط، که به‌طور عمده تصور می‌شود تنظیم ترشحات لومنال و جریان خون محلی را بر عهده دارد.اگرچه نورون‌های ماینتری بهتر شناخته شده‌اند، اما نورون‌های زیرمخاطی اولین مؤلفه‌های ENS بودند که تاکنون شناسایی شدند. در خوک‌های آزمایشگاهی، مطالعاتی که ترکیب انتقال‌دهنده‌های عصبی را با وظایف فیزیولوژیکی همبسته کرده‌اند، نوع‌های مختلف نورون‌های زیرمخاطی را دسته‌بندی کرده‌اند. این تحقیقات وجود نورون‌های کلینرژیک (ACh+) و غیروکلینرژیک سِرکتوموتور را پیشنهاد دادند، که هر دو ممکن است در وازودیلاسیون نقش داشته باشند. بر اساس نشانگرهای مولکولی عمده، معادل‌های نورون‌های سِرکتوموتور/وُسکوموتور نیز در زیرمخاط موش‌ها شناسایی شده است7. با این حال، در حالی که نورون‌های حسی اولیه ذاتی (IPANs؛ نورون‌های حسی) در زیرمخاط خوک‌های آزمایشگاهی وجود دارند، تجزیه‌وتحلیل ایمنوهیستوشیمیایی در روده موش نشان دهنده عدم وجود IPAN در زیرمخاط است. همچنین، تحلیل‌های همزمان الکتروفیزیولوژیکی و نوروکیمیکال نورون‌های زیرمخاطی موش، موفق به شناسایی IPAN‌ها نشد. با این حال، آویلی‌لین، که یک نشانگر احتمالی IPAN است، در مخاط روده باریک که به سمت زیرمخاطی‌های روده‌ای پروژه می‌کند، بیان می‌شود، و نورون‌هایی با مورفولوژی‌های مربوط به IPAN در زیرمخاط کولون گزارش شده است. برای پیشبرد درک ما از وظایف، توسعه و نقش‌های نورون‌های زیرمخاطی در بیماری‌ها، استفاده از مدل موش‌های ژنتیکی‌پذیر امری مطلوب است. اما بهره‌برداری کامل از این مدل نیازمند یک طبقه‌بندی جامع مولکولی از نورون‌های زیرمخاطی موش است.

نتایج کسب شده از مطالعه

در این مطالعه جدید، محققان قسمت کمتر مطالعه‌شده‌ای از این سیستم، لایه عصبی زیرمخاطی (submucosal nerve layer) را بررسی کردند. نتایج نشان می‌دهد که این لایه حاوی سه نوع مختلف از سلول‌های عصبی است که حداقل یکی از آنها توانایی خاص در حس کردن محتویات روده دارد.  ما نوع‌های مختلف سلول‌های عصبی موجود در قسمت داخلی‌ترین بخش روده، نزدیک به زوائد روده‌ای، در لایه عصبی زیرمخاطی را شناسایی کرده‌ایم. بر خلاف مطالعات قبلی، متوجه شدیم که این لایه حاوی سه نوع سلول عصبی است، که یکی از آنها نوعی سلول عصبی حسی است—که قادر به دریافت اطلاعات درباره محتویات روده و تاثیرگذاری بر سایر سلول‌های عصبی برای هماهنگی پاسخ است که هدف آن بهینه‌سازی جذب مواد مغذی و تعادل مایعات است،» می‌گوید اولریکا مارکلوند، استادیار بخش بیوشیمی پزشکی و بیوفیزیک در مؤسسه کارولینسکا. 

ترسیم نقشه‌ای از سلول‌های عصبی

پژوهشگران با استفاده از توالی‌یابی RNA تکی سلولی، نقشه‌ای از سلول‌های عصبی ترسیم کردند. این فناوری نشان می‌دهد که کدام ژن‌ها در سلول‌های فردی فعال هستند. همچنین، با استفاده از موش‌های اصلاح‌شده ژنتیکی، توانستند نحوه ارتباط سلول‌های عصبی با یکدیگر و با سلول‌های اپیتلیال روده را مشاهده کنند. 

درک شبکه‌های عصبی کلیدی در روده

«مطالعه ما دیدی منحصر به فرد درباره ظاهر، بیان ژنی و ارتباطات شبکه‌های عصبی زیرمخاطی با سلول‌های اطراف در قسمت داخلی‌ترین بخش روده ارائه می‌دهد،» می‌گوید مارکلوند. ما دریافتیم که هر سه نوع سلول عصبی با یکدیگر و با زوائد روده‌ای ارتباط دارند. این یافته درهای جدیدی برای شناخت شبکه‌های عصبی ناشناخته‌ای که ممکن است در تنظیم تعادل مایعات و جریان خون نقش داشته باشند، باز می‌کند. این موضوع می‌تواند برای شرایطی مانند یبوست و اسهال، و در نتیجه بیماری‌هایی مانند IBS و IBD، بسیار مهم باشد.» 

تکوین سه نوع سلول عصبی

این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که سه نوع سلول عصبی به صورت مرحله‌ای در طول تکوین جنینی شکل می‌گیرند. این فرآیند شباهت‌هایی به فرآیند توسعه سلول‌های عصبی لایه خارجی روده، یعنی لایه میانتری (myenteric layer)، دارد، اما با نحوه توسعه سلول‌های عصبی در مغز متفاوت است.  «ما مطالعه کردیم که چگونه این سه نوع سلول عصبی در طول توسعه شکل می‌گیرند و متوجه شدیم که آنها از مکانیزم‌هایی پیروی می‌کنند که قبلاً در لایه میانتری توضیح داده‌ایم، و این نشان می‌دهد که تمام بخش‌های سیستم عصبی وارد توسعه‌ می‌یابند از طریق فرآیند مرحله‌ای، که در آن حتی ناقل‌های عصبی آزاد شده توسط سلول‌های عصبی فردی به تدریج تغییر می‌کنند،» توضیح می‌دهد مارکلوند. 

توسعه درمان‌های جدید برای بیماری‌های مرتبط با عملکرد روده

در آینده، این دانش می‌تواند به توسعه درمان‌های جدید برای بیماری‌های مرتبط با عملکرد روده کمک کند، برای مثال، با هدف قرار دادن سلول‌های عصبی خاص با داروها. همچنین، در پزشکی بازساختی، هدف این است که سلول‌های عصبی در بیماری‌هایی مانند هیرشسپرونگ (Hirschsprung's disease) را با استفاده از سلول‌های بنیادی بازسازی کنند. گام بعدی محققان، بررسی پاسخ سه نوع سلول عصبی به سیگنال‌های مختلف، مانند فشار ناشی از محتویات روده، و شناسایی مولکول‌هایی است که برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنند. هدف نهایی، درک چگونگی تنظیم تعادل مایعات و جریان خون در روده است، که این موارد در هر دو اسهال و یبوست اهمیت دارند.

پایان مطلب/.