Neurovidenskabsfolk sporer vej fra hjerne til tarm

Neurovidenskabsfolk ved University of Pittsburgh Brain Institute har sporet neurale veje, der forbinder hjernen med maven, tilvejebringelse af en biologisk mekanisme til at forklare, hvordan stress kan fremme udvikling af sår.

Fundene, offentliggjort i denne uge i Procedurer fra National Academy of Sciences , bygge et videnskabeligt grundlag for hjernens indflydelse på organfunktionen og understrege betydningen af ​​hjerne-kropsforbindelsen.

Indtil nu, forskning, der udforsker tarm-hjerne-interaktionen, har stort set fokuseret på tarmens indflydelse og dets mikrobiom på hjernen. Men det er ikke en envejsgade -; hjernen påvirker også mavefunktionen.

Pavlov demonstrerede for mange år siden, at centralnervesystemet bruger miljøsignaler og tidligere erfaringer til at generere foregribende reaktioner, der fremmer effektiv fordøjelse. Og vi har længe vidst, at hver stigning i arbejdsløshed og den tilhørende stress ledsages af en stigning i dødeligheden af ​​mavesår. "

Peter Strick, Ph.d., Brain Institute videnskabelig direktør og formand for neurobiologi i Pitt

For at finde hjerneområder, der styrer tarmen, Strick og hans medforfatter David Levinthal, M.D., Ph.d., adjunkt i gastroenterologi, hepatologi og ernæring hos Pitt, brugte en stamme rabiesvirus til at spore forbindelser fra hjernen til maven.

Efter at være blevet injiceret i maven på en rotte, det virale sporstof tog sin vej tilbage til hjernen ved at hoppe fra neuron til neuron -; ved hjælp af det samme trick, som rabiesvirus bruger til at infiltrere hjernen efter at have kommet ind i kroppen gennem en bid eller ridse -; at afsløre hjerneområderne, der udøver kontrol over maven.

Strick og Levinthal fandt ud af, at det parasympatiske -; "hvile og fordøje" -; nervesystemet sporer tilbage fra maven mest til en hjerne region kendt som rostral insula, som er ansvarlig for visceral fornemmelse og følelsesregulering.

"Maven sender sensorisk information til cortex, som sender instruktioner tilbage til tarmen, "Sagde Strick." Det betyder, at vores 'mavefornemmelser' ikke kun er konstrueret af signaler, der stammer fra maven, men også fra alle de andre påvirkninger på den rostrale insula, såsom tidligere oplevelser og kontekstuel viden. "

I modsætning, det sympatiske -; "Kæmp eller flygt" -; veje i centralnervesystemet, som starter, når vi er stressede, overvejende spore tilbage fra maven til den primære motoriske cortex, som er sæde for frivillig kontrol over skeletmusklerne, der bevæger kroppen rundt.

Identifikation af disse neurale veje, der forbinder hjerne og mave, kan give ny indsigt i almindelige tarmsygdomme.

For eksempel, Helicobacter pylori infektion udløser typisk sårdannelse, men faldende signaler fra hjernebarken kan påvirke bakteriens vækst ved at justere mavesekret for at gøre maven mere eller mindre gæstfri over for angribere.

Disse indsigter kan også ændre klinisk gastroenterologi praksis. At vide, at hjernen udøver fysisk kontrol over tarmen, giver læger en ny måde at gribe tarmproblemer til.

"Flere almindelige tarmsygdomme, såsom dyspepsi eller irritabel tarmsyndrom, måske ikke bliver bedre med nuværende behandlinger, sagde Levinthal, som også er gastroenterolog ved UPMC. "Vores resultater giver kortikale mål, der vil være afgørende for at udvikle nye hjernebaserede terapier, der kan være nyttige for vores patienter."

• Diagnose og behandling af ikke -alkoholisk fedtsygdom
• Global undersøgelse for at teste, om antimalaria-lægemiddel kan forhindre COVID-19 hos sundhedspersonale