Клетки-сенсоры в кишечнике мыши сигнализируют головному мозгу о присутствии определенных веществ - Гранит науки - 2017-06-30

О том, что головной мозг получает информацию о химических соединениях, находящихся в кишечнике, стало известно не сейчас, но раскрыть молекулярный механизм этой коммуникации по оси кишечник-мозг было технически непросто. Использование кишечного органоида мыши – так называется выращенная в лаборатории миниатюрная модель мышиного кишечника – позволило выявить, какие именно молекулярные сигналы активируют особые, энтерохромаффинные, клетки кишечного эпителия, производящие и запасающие серотонин. Эти клетки еще называют клетками Кульчицкого в честь открывшего их гистолога Николая Кульчицкого, последнего министра народного просвещения Российской Империи. Нейробиологи из Калифорнийского университета Сан-Франциско (University of California, San Francisco), авторы публикации в июньском номере журнала Cell, показали как может происходить передача информации об определенных находящихся в просвете кишечника молекулах центральной нервной системе. До сих пор функция энтерохромаффинных клеток оставалась неясной, хотя важность их была вне сомнений. Клетки Кульчицкого трудно изучать in vivo, они очень редки – в слое клеток, выстилающих кишечник, кишечном эпителии, эти сенсорные клетки составляют менее одного процента, отвечая при этом за 90 процентов производимого в организме серотонина.

Проведя скрининг 30 соединений, возможно, присутствующих в просвете кишечного органоида мыши, ученые выявили несколько, которые могли бы запускать активность клеток Кульчицкого. Среди них изотиоцианат (вещество, раздражающее слизистые оболочки и входящее в состав васаби и прочих горчиц), и катехоламины, в частности, дофамин. Затем авторы показали присутствие на клетках Кульчицкого соответствующих рецепторов, а также индукцию выброса серотонина клетками под влиянием этих соединений. А используя образцы ткани кишечника мышей с флуоресцентно-мечеными энтерохромаффинными клетками, они продемонстрировали, что иннервирующие нейроны с серотониновыми рецепторами не только чаще контактируют с энтерохромаффинными клетками, но, судя по белкам на самих клетках и соседствующих с ними нейронах, здесь имеет место синапс, то есть прямой контакт нейрона с клетками кишечника. Ученые предполагают, что ось кишечник-мозг играет защитную роль, обеспечивая быстрый ответ в критических случаях. Например, при попадании в пищеварительный тракт токсина мозг может немедленно отправить сигнал для очистки желудка тем или иным способом. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».