Wymioty po zjedzeniu nieświeżej/zepsutej żywności to naturalna reakcja obronna organizmu, mająca na celu pozbycie się szkodliwych substancji, ale sposób, w jaki nasz mózg inicjuje ten proces do tej pory pozostawał nieznany. Dopiero teraz uczeni z National Institute of Biological Sciences w Pekinie prześledzili szczegółową ścieżkę neuronalną reakcji obronnych z jelit do mózgu myszy. Praca opublikowana w czasopiśmie Cell może pomóc naukowcom w opracowaniu lepszych leków przeciwwymiotnych, np. dla pacjentów poddawanych chemioterapii.
Biologiczne ścieżki wymiotów
Wiele bakterii przenoszonych drogą pokarmową po spożyciu wytwarza toksyny. Mózg, po wykryciu ich obecności, inicjuje serię biologicznych reakcji, w tym nudności i wymioty – po to, aby pozbyć się intruzów i rozwinąć awersję do żywności, która wygląda lub smakuje tak samo.
Czytaj też: Składnik tego meteorytu wywołuje wymioty. Skąd przybyły do nas jego fragmenty?
Dr Peng Cao z National Institute of Biological Sciences w Pekinie mówi:
Ale szczegóły dotyczące tego, jak sygnały są przekazywane z jelit do mózgu, były niejasne, ponieważ nie mogliśmy badać tego procesu na myszach. Gryzonie nie mogą wymiotować, prawdopodobnie z powodu długiego przełyku i słabszej siły mięśni w porównaniu do wielkości ich ciała. W związku z tym badano wymioty u innych zwierząt, takich jak psy i koty, ale i tak nie udało się ujawnić mechanizmu wymiotów.
Zespół dr Cao zauważył, że, mimo iż myszy nie wymiotują, to “rechoczą”, co oznacza, że doświadczają chęci wymiotów bez wymiotów. Po zaaplikowaniu im enterotoksyny gronkowcowej A (SEA), która jest wytwarzana przez Staphylococcus aureus, u gryzoni następowały epizody nietypowego otwierania ust. W ich trakcie, przepona i mięśnie brzucha kurczą się jednocześnie, co można zaobserwować choćby u psów podczas wymiotów. Podczas normalnego oddychania, mięśnie przepony i brzucha zwierząt kurczą się naprzemiennie.
Dr Cao dodaje:
Neuronalny mechanizm rechotu jest podobny do mechanizmu wymiotów. W tym eksperymencie z powodzeniem budujemy paradygmat do badania rechotu wywołanego toksynami u myszy, dzięki któremu możemy przyjrzeć się odpowiedziom obronnym mózgu na toksyny na poziomie molekularnym i komórkowym.
U myszy poddanych ekspozycji na SEA, odkryto, że toksyna w jelicie aktywuje uwalnianie serotoniny, rodzaju neuroprzekaźnika, która wiąże się z receptorami na neuronach czuciowych nerwu błędnego zlokalizowanych w jelicie przekazujących sygnały do specyficznego kompleksu neuronów Tac1+DVC.
Uczeni zbadali, czy leki do chemioterapii, które również wywołują reakcje obronne, takie jak nudności i wymioty u biorców, aktywują tę samą ścieżkę neuronalną. Myszom podano doksorubicynę, powszechnie stosowany chemioterapeutyk. Lek ten powodował u myszy odruch wymiotny, ale kiedy zespół unieszkodliwił neurony Tac1+ DVC lub syntezę serotoniny w komórkach enterochromafinowych, zachowania zwierząt związane z odruchem wymiotnym zostały zredukowane.
Czytaj też: Wymioty, drgawki i omdlenia. Tajemnicza choroba w Indiach
Cao mówi, że niektóre z obecnych leków przeciw nudnościom dla osób poddawanych chemioterapii, takie jak Granisetron, działają poprzez blokowanie receptorów serotoniny.
Dr Cao wyjaśnia:
Dzięki temu badaniu możemy teraz lepiej zrozumieć molekularne i komórkowe mechanizmy nudności i wymiotów, co pomoże nam opracować lepsze leki.
Wstępne badania pokazują, że komórki enterochromafinowe nie wyczuwają obecności toksyn bezpośrednio. W procesie tym prawdopodobnie biorą udział złożone odpowiedzi immunologiczne uszkodzonych komórek w jelicie.