Funktionelle ændringer i forbindelse med mavetarmkanalen organogenese under forvandling i helleflynder (Hippoglossus hippoglossus
)
Abstract
Baggrund
Fladfisk metamorfose er et hormon reguleret post-embryonale udviklingsmæssige begivenhed, der forvandler en symmetrisk larve i en asymmetrisk unge . I altricial-gastrisk benfisk, differentiering af maven sker efter indtræden af første fodring, og under metamorfose dramatiske molekylære og morfologiske ændringer af den gastrointestinale (gi-) kanal forekomme. Her præsenterer vi den funktionelle ontogeni af udviklingslandene GI-kanalen fra en integrativ perspektiv i pleuronectiforme helleflynder, og teste den hypotese, at de mange funktioner i teleost maven udvikle synkront under forvandling.
Resultater
indtræder gastrisk funktion blev bestemt med flere tilgange (anatomiske, biokemiske, molekylære og in vivo
observationer). In vivo
pH analyse i GI-tract lumen kombineret med kvantitativ PCR (qPCR) af α og p-underenheder af gastrisk protonpumpe (H
+
/K
+
-ATPase
) og pepsinogen A2
viste, at gastrisk proteolytisk kapacitet er etableret under højdepunktet af metamorfose. Udskrift overflod af ghrelin
, en formodet orexigenic signalmolekyle produceret i udviklingslandene maven, korreleret (p < 0,05) med fremkomsten af gastrisk proteolytisk aktivitet, hvilket tyder på, at maven rolle i appetitregulering sker samtidig med etableringen af proteolytisk funktion . En 3D-modeller række udvikling GI-kanalen angivet en funktionel pylorus lukkemuskel før første fodring. Observationer af fodret larver in vivo
bekræftede, at maven reservoir-funktion blev etableret før metamorfose, og var således uafhængig af denne begivenhed. Mekanisk nedbrydning af fødevarer og transport af Chyme gennem GI-kanalen blev observeret in vivo
og resulterede fra fasiske og udbreder sammentrækninger etablerede godt før metamorfose. Antallet af sammentrækninger i mellemtarmen faldt på metamorfe klimaks synkront med etableringen af maven proteolytiske kapacitet og øget peristaltisk aktivitet. Formodede osmoregulatorisk kompetence GI-kanalen, udledes ved overflod af Na
+
/K
+
-ATPase α
udskrifter, blev allerede etableret i begyndelsen af eksogen fodring og var umodificeret ved metamorfose.
konklusioner
funktionelle specialisering af GI-kanalen var ikke forbeholdt metamorfose, og dens osmoregulatorisk kapacitet og reservoir-funktion blev etableret før første fodring. Ikke desto mindre syre produktion og den proteolytiske kapacitet af maven faldt sammen med metamorfe klimaks, og også markerede begyndelsen af maven engagement i appetitregulering via ghrelin.
Nøgleord
Helleflynder gastrisk protonpumpe Mave-tarmkanalen Ghrelin motilitet Na + /K + - ATPase Pepsinogen ontogeni pH mave Baggrund
Den divergerende gastrointestinale (gi-) tarmkanalen morfologi og fodringsstrategier mellem larver og voksne faser er tilpasninger til fundamentalt forskellige levesteder og fødegrundlag [1]. Den post-embryonale modning af fordøjelsessystemet er en central begivenhed i livet historie hvirveldyr og afgørende for overlevelse. Thyroidhormon (TH) drevet metamorfose spiller en afgørende rolle i den funktionelle modning af GI-kanalen og i udformningen dens morfologi til den voksne form [2, 3]. Ombygning af GI-kanalen fra larve til voksen er blevet grundigt undersøgt i Xenopus
[2, 4]. I denne organisme, er tarmen omdannes under indflydelse af THS fra et langt spiralsnoet rør ind i et komplekst organ med en differentieret maven og tyndtarmen [5, 6]. Dette indebærer epitel og mesenkym proliferation, glat muskel fortykkelse og dannelse af intestinale folder. Flere undersøgelser har beskrevet de cellulære mekanismer der er ansvarlige for denne ombygning i padder [7, 8], men lidt er kendt om deres virkning på væv funktion i hvirveldyr, især de mange funktioner integreret i maven.
Et slående træk ved hvirveldyr metamorfose er organogenese af maven. I tidlige udviklingsstadier i fisk og springpadder maven er ofte til stede, og en del af dens funktion kan udføres af tarmen. De vigtigste roller hvirveldyr mave er opbevaring af indtaget føde, sekretion af saltsyre (HCI) og pepsinogen, og mekanisk sammenbrud og blanding af fødevarer med gastriske sekreter [1, 9]. Således i larver af altricial-gastrisk arter, såsom helleflynder, fraværet af en mave begrænser muligheden for at fordøje protein i kosten, når eksogen fodring initieres [10-14]. Dette er en af grundene til, at de fleste undersøgelser af udvikling GI-kanalen under metamorfose har fokuseret på maven udvikling og overveje udseendet af gastrisk kirtler som en passende indikator for et fuldt udviklet mave [15, 16]. Imidlertid er det blevet klart, at den histologiske identifikation af gastriske kirtler ikke angiver, at maven er fuldt funktionsdygtig. Derfor er mavens proteolytiske funktion bedst indikeret ved pepsin aktivitet [11, 17] og pepsinogen
indhold [18]. For bedre at forstå effektiviteten af fordøjelsessystemet behandling under fisk ontogeni, flere undersøgelser sammenlignet udtryk profiler af pepsinogen
, mavens protonpumpe (H
+
/K
+
-ATPase
), lokaliseret i HCI udskillende oxynticopeptic celler [19-22]. Murray et al. [23] har anvendt histologi og pepsinogen
transkript analyse til at studere ontogeni af maven i helleflynder og viste, at udseendet på 66 dage efter udklækning (DPH) af gastriske kirtler forud ekspression af pepsinogens A1
og A2 Salg udskrifter på 80 DPH. Imidlertid har effekten af metamorfose på andre vigtige funktioner i maven eller GI-kanalen udvikling generelt stort set blevet overset i fladfisk.
Udover syreproduktion og proteolyse hvirveldyr mave har også reservoir funktioner. Efter indtagelse, maven butikker og predigests mad, leverer så Chyme til mellemtarmen for yderligere fordøjelse og efterfølgende optagelse af næringsstoffer [9]. Lagringen funktion af maven lindrer juvenile og voksne fisk fra behovet for konstant at fodre ligesom stomachless larvestadier. Etablering af maven som et reservoir kræver funktionelle lukkemuskler (spiserøret og pylorus) og veludviklet neurale og glatte muskelceller lag. Den mekaniske blanding og transport af fødevarer gennem GI-kanalen opnås ved specifikke motilitet mønstre og ved at matche peristaltikken med udgivelsen af fordøjelsesenzymer. Denne proces spiller en central rolle i effektiv forarbejdning af fødevarer (se gennemgang, [24]), men meget få studier har målrettet GI-tarmkanalen bevægelser i fiskelarver. Fordelen ved at anvende fiskelarver, såsom helleflynder, er deres optiske transparens, der opretholdes indtil metamorfose. Dette tillader direkte visuelle observationer af GI-kanalen og dens motilitet mønstre i levende dyr. Pittman et al. [25] rapporterede peristaltiske sammentrækninger i helleflynder larver, i den forreste tarmen ved 35 DPH. I juvenile Helleflynder GI-tarmkanalen både anterograd (formerings i anal retning) og retrograd (udbreder den mundtlige retning) sammentrækning bølger blev beskrevet [26], og identiske mønstre blev også observeret i embryoner og larver af stomachless zebrafisk (Danio rerio
) [27].
maven producerer hormoner, der er involveret både i reguleringen af appetit og fordøjelse. Ghrelin er et eksempel på et hormon, der hovedsageligt produceres i maven og virker som en stimulator af fødeindtag [28, 29]. I pattedyr har ghrelin også blevet foreslået at stimulere mavesyresekretion og motilitet [30, 31]. Funktionen af ghrelin i fiskelarver er stadig dårligt beskrevet, men det er blevet foreslået som en indikator for maven involvering i appetitregulering i udviklingen fisk [32]. I helleflynder, ghrelin
genekspression stiger under højdepunktet af metamorfose, falder sammen med mave udvikling [33]. Ghrelin er rigeligt i udviklingslandene gastriske kirtler og flere osmoregulatorisk væv. Derudover dets co-ekspression med Na
+
/K
+
-ATPase
antyder en formodet rolle i vandkuranstalter balance [34]. Alligevel rolle ghrelin i appetitregulering, motilitet og osmoregulering er ukendt, samt dens forbindelse til den proteolytiske og reservoir funktion af maven i helleflynder under forvandling.
Denne undersøgelse har til formål at fastslå indvirkningen af agastric- gastrisk overgang på den funktionelle rolle af post-embryonale GI-tarmkanalen remodellering, der opstår under metamorfose i helleflynder, en fladfisk arter af stor kommerciel interesse for det nordeuropæiske og nordamerikanske akvakulturerhvervet. At kortlægge ændringerne i udvikling GI-kanalen og etablere begivenheder i forbindelse med TH-drevet metamorfose vi konstrueret en række 3D-modeller af den morfologiske og rumlige organisering af fordøjelsesorganerne i repræsentative udviklingsstadier. Vi testede den hypotese, at udviklingen af de mange mave-funktioner er synkron og knyttet til sin fysiske fremtoning ved metamorfose. Det proteolytiske funktion af maven blev undersøgt ved hjælp af in vivo
pH analyser kombineret med udtryk profiler af den specifikke genmarkører H
+
/K
+
-ATPase α
β subunit
og pepsinogen A2
bruge kvantitativ PCR (qPCR). Mave påfyldning og reservoir funktion blev vurderet ved in vivo
visuelle undersøgelser af den gennemsigtige larver på prometamorphosis og klimaks metamorfose. Den formodede rolle af en fuldt funktionel mave i appetitregulering blev vurderet ved at måle ghrelin
udskrift overflod. Etableringen af GI-tract motilitet mønstre under udviklingen blev bestemt ved in vivo
indlæg, og inddragelse af GI-kanalen i osmoregulering blev vurderet ved at måle den overflod af Na
+
/K
+
-ATPase α
subunit udskrifter.
Resultater
3D rekonstruktion af fordøjelsesorganerne
3D-modeller af morfologi fordøjelsessystemet under udviklingen blev rekonstrueret fra en serie af histologiske snit. Placering og størrelse af GI-kanalen og dens tilhørende organer, såsom lever, endokrine og exokrine bugspytkirtel og galdeblære, blev observeret fra trin 3 (før første fodring) indtil post-metamorfe fase 10 (figur 1). Figur 1 ontogeni af fordøjelsesorganerne i helleflynder larver. 3D-modeller blev rekonstrueret fra serielle histologiske snit ved hjælp Imaris software. Fordøjelsesorganerne vises fra tre vinkler; venstre, højre og dorsale side. Pile
indikerer den anteriore retning (munden). Orange
ydre lag af GI-kanalen, rød og lever, grønne
galdeblæren, lilla
bugspytkirtel, pink
islet af Langerhans, gul
blommesækken. Gennemsigtig farve bruges til exokrin pankreas (lilla
) for at vise Langerhanske øer (lyserød
) og galdeblæren (grøn
).
GI-kanalen indbefatter en smal fortarm (spiserøret og formodet mave /mave), midgut, og en kort stortarmen (rektum) (figur 2). Den anteriore område af mellemtarmen, lige efter pylorus sphincter (PS), var større i diameter, det vil sige mere voluminøs, i forhold til resten af mellemtarmen. Denne funktion blev opretholdt under GI-tarmkanalen ontogenese (figur 1 og 2). Både PS (som adskiller den formodede maven fra den forreste mellemtarmen) og ileorectal sphincter (som adskiller mellemtarmen og stortarmen) blev identificeret fra trin 3 og fremefter (figur 1 og 2). Pylorus caeca blev klart som fremspring fra den mest anteriore del af mellemtarmen på stadium 6 (figur 1 og 2). Maven var godt differentieres på stadie 10 og mavens kirtler var synlige på histologiske snit (ekstra fil 1). Den luminale volumen af GI-kanalen steg i løbet af udviklingen, især i de to sidste etaper analyserede (iscenesætter 9A og 10) (Figur 3, tabel 1 og Ekstra fil 2). Maven volumen fra 9A til 10 steg fra 415 til 4933 nl henholdsvis og svarede til en 11 fold stigning (tabel 1). Figur 2 ontogeni af formodede mave (gennemsigtig lyseblå) og GI-tract lumen (blå) i helleflynder larver. 3D-modeller blev rekonstrueret fra serielle histologiske snit ved hjælp Imaris software. GI-tract lumen er repræsenteret ved det indre lag (modstående lumen) af GI-kanalen. GI-kanalen er set fra tre vinkler; venstre, højre, og dorsale side. Pile
indikerer den anteriore retning (munden). Pil hoveder
punkt til placering af lukkemuskler (rød: pylorus lukkemuskel, sort: ileorectal sphincter). st
formodede mave /mave, mg
midttarmen, hg
stortarmen.
figur 3 Standardiseret volumen stigning i fordøjelsesorganerne mellem trin (S) 3 til 10 af helleflynder. Stigningen volumen blev normaliseret til det samlede gennemsnit af stigning volumen mellem etaper for hvert væv (for detaljeret forklaring, se Ekstra fil 2).
Tabel 1 GI-tarmkanalen orgel volumen (nl) og areal (10 6 um 2)
Stage 3
Stage 4
Stage 5
Stage 6
Stage 9A
Stage 10
GI-kanalen ydre lag (nl)
157,42
261,03
490,65
1038,48
2670,15
12855,10
GI-kanalen ydre lag (106 pm2)
3,59
5.12
6,74
10.07
20,53
63,38
GI-kanalen indvendigt lag (nl)
78,40
136,84
266,55
525,89
1034,10
6451,16
GI-kanalen indvendigt lag (106 pm2)
2,83
4,73
9,60
16,34
50,45
54,76
væv GI-tarmkanalen volumea (nl)
79,02
124,19
224,10
512,59
1636,05
6403,94
Lever (nl)
35,24
48,82
98,18
225,23
928,25
4232,77
Pancreas (nl)
13,79
21,42
37,91
109,08
471,25
463,79
Langerhanske øer (nl)
0.50
0,46
0,57
1,05
5,33
11.73
Formodet mave (nl)
15.51
27,29
32,06
84,09
414,54
4932,67
værdierne blev beregnet ud fra 3D-modeller ved hjælp Imaris MeasurementsPro
AGI-tarmkanalen væv volumen = GI-tarmkanalen ydre lag -.. GI-kanalen indvendigt lag
leveren blev placeret under fortarm og anteriort for den opadstigende løkke af mellemtarmen (figur 1) og dens volumen støt i udvikling (figur 3 og tabel 1). Den exokrine pancreas blev observeret mellem den formodede maven og den forreste del af mellemtarmen på stadie 3 og det omgivet dette mellemtarmen området hele ontogenese (figur 1). I det endokrine pancreas blev en tydeligt adskiller langerhanske øer observeret tæt på galdeblæren på trin 3 (figur 1). I modsætning til de andre fordøjelsesorganer, tilvæksten i den normaliserede volumen af endokrine og exokrine bugspytkirtel var lav og negativ henholdsvis mellem trin 9A og 10 (figur 3 og tabel 1). Blommesækken, placeret under GI-kanalen på stadie 3, faldt i størrelse efter indledningen af eksogen fodring og en lille levn forblev udover leveren på trin 4 (6 dage efter første fodring, dpff). Galdeblæren blev observeret på højre side mellem exokrine pancreas og leveren, og opretholdt denne position i alle udviklingsstadier analyserede (figur 1). Pankreasgangen og galdegangen åbnet ved siden af hinanden ind i lumen ved midterplan forreste midttarm, lige efter PS (data ikke vist).
Kloning og fylogenetiske karakterisering af pepsinogen A2, ghrelin, gastrisk protonpumpe underenheder og Na + /K + -ATPase subunit α
Den komplette kodende sekvens (CDS) i helleflynder pepsinogen A2
var 1128 bp og blev indgivet til GenBank under tiltrædelsen no. KF184647 (Yderligere fil 3: C). Aminosyren (AA) sekvens af pepsinogen er relativt godt bevaret blandt benfisk og som forventet, mere variabel i forhold til andre hvirveldyr pepsinogens. For eksempel, helleflynder pepsinogen A2 delt henholdsvis 88% og 64% AA sekvens identitet med vinter skrubbe (Pseudopleuronectes americanus
) pepsinogen En form IIb og IIa, men kun 52% og 48% identitet med homologe fra Xenopus laevis
menneske, henholdsvis (data ikke vist).
Den cDNA fragmenter klonet for helleflynder H
+
/K
+
-ATPase α subunit
( 911 bp) og Na
+
/K
+
-ATPase α subunit Hotel (714 bp) blev deponeret i GenBank med tallene tiltrædelse KF184648 og KF184650, henholdsvis (Ekstra fil 3: B, D). CDS for H
+
/K
+
-ATPase β subunit
af 874 bp blev klonet og indsendes til GenBank med tiltrædelsen no. KF184649 (Yderligere fil 3: A). Fylogenetisk analyse af α subunit af den gastriske protonpumpe og Na + /K + - ATPase, og hvirveldyr homologe (Ekstra fil 4) genereret to store clader, der svarer til H + /K + - ATPase og den anden til Na + /K + - ATPase. Fylogenetisk analyse af β underenhed (Ekstra fil 5) genererede et træ med to store clader der delte den samme generelle topologi som phylotree for α subunit med H + /K + - ATPase og Na + /K + - ATPase grupperet uafhængigt
helleflynder H + /K + -. ATPase α subunit grupperet mest tæt med teleost homologe, med hvilken den delte 94% AA sekvens identitet, og steg til 98% identitet med vinter skrubbe og torsk (Gadus morhua
). Lavere AA sekvensidentitet (72%) blev fundet, når helleflynder H + /K + - ATPase α subunit blev sammenlignet med helleflynder Na + /K + - ATPase α subunit (70 %) og andre vertebrate modstykker (72%). Den Helleflynder Na + /K + - ATPase α subunit grupperet med en Antarktis ålekvabbe (Pachycara brachycephalum
) homolog (98%) og delte ca. 88% AA identitet med andre teleost gen homologe. H + /K + - ATPase β subunit grupperet som forventet inden for teleost clade (samlet identitet omkring 80%) og delt temmelig lave identitet med dens humane homolog (50%). Helleflynder H + /K + - ATPase β subunit delte ikke mere end 39% AA sekvens identitet med Helleflynder Na + /K + -. ATPase β underenhed
ontogenetiske udtryk mønster og korrelationsanalyse
udviklingsmæssige ekspression profiler af pepsinogen A2
, H
+
/K
+
-ATPase α
β underenheder
, Na
+
/K
+
-ATPase α subunit
og ghrelin
blev analyseret ved qPCR i GI-kanalen af individuel helleflynder larver (figur 4). Genekspressionen af både gastriske protonpumpe subunits var signifikant (p < 0,05; justeret R 2: 0,773) korrelerede (figur 5) og havde parallelle ekspressionsmønstre, med en skarp og signifikant (p < 0,05) stigning i klimaks og i post-metamorfe stadier (Figur 4). Pepsinogen A2
var signifikant (p < 0,05) korreleret med udtrykket profil i mavens proton pumpe α (justerede R 2: 0,9738) og β (justeret R 2: 0,7963) underenheder (figur 5 ). En signifikant (p < 0,05) stigning i løbet af fase 8 blev observeret for pepsinogen A2
og dens udtryk toppede i post-metamorfe scenen. Ghrelin
mRNA udskrift overflod gradvist og signifikant (p < 0,05) under proclimax /klimaks metamorfose, og opnåede et maksimum i den post-metamorfe fase (figur 4). Desuden blev ghrelin udskrift overflod og proteolytisk aktivitet under GI-tarmkanalen ontogenese signifikant korreleret (p < 0,05; justeret R 2: 0,9342, 0,8852, 0,9252 for pepsinogen A2, gastrisk protonpumpe α og p-underenheder henholdsvis; se figur 5). Ekspression af Na
+
/K
+
-ATPase α subunit
mRNA blev påvist i alle udviklingsstadier, med signifikant (p < 0,05) flere udskrifter i trin 5. Figur 4 Mean normaliserede ekspressionsmønstre for de angivne mRNA transkripter af individuelle larver (stadium 5-10). Resultater for pepsinogen A2
forløber, gastrisk H
+
/K
+
-ATPase underenhed α
og β
, Na
+
/K
+
-ATPase subunit α
og ghrelin
mRNA-transkripter er vist som gennemsnit ± SEM af den normaliserede udtryk (ved hjælp af henvisningen gen eEF1A1). Middelværdier med forskellige bogstaver er signifikant forskellige (One Way ANOVA, p < 0,05).
Figur 5 lineær regressionsanalyse anslået fra korrelation analyser mellem mave specifikke gen-markører i løbet af helleflynder ontogenese. Lineære regressionsmodeller var udstyret til at logge-transformerede middelværdier udtryk værdier (multinationale) af A) gastrisk H
+
/K
+
-ATPase α subunit
og β subunit
; B) pepsinogen A2
og H
+
/K
+
-ATPase β subunit
(sorte firkanter og solid linie) samt H
+
/K
+
-ATPase α subunit
(grå prikker og stiplet linje); C) ghrelin
og H
+
/K
+
-ATPase β subunit
(sorte firkanter og fuldt optrukket linie), H
+
/K
+
-ATPase α subunit
(grå prikker og stiplet linie) såvel som pepsinogen A2 Salg (lysegrå trekanter og stiplet linje). Alle korrelationer er signifikante (p < 0,05). Log-transformerede middelværdi af multinational pr fase (5 til 10) blev taget fra seks individer.
Estimering af pH i lumen af maven og detektion af syreproduktion
pH vurdering i lumen af maven og midttarm /stortarmen under post-embryonale udvikling var baseret på den konstaterede efter injektionen af pH indikator opløsninger (figur 6 og tabel 2) farve. PH i mellemtarmen /stortarmen forblev basisk (over pH 8) i alle udviklingsstadier analyserede (fase 5 til 9B). Den formodede mave havde også en alkalisk pH med værdier over 7,5, indtil scenen 8. Gradvis forsuring blev observeret i de faser, der svarer til klimaks metamorfose. Overgang fra en alkalisk til en sur pH-værdi i maven lumen var tydelig på scenen 9A, når den injicerede sol
CPR forblev lilla men sol
MCP gav en gul farve (pH 6,5 - 7,5). Hulrummet i maven var helt i det sure område (pH < 3,5) i første etape 9B, hvilket fremgik af den gule farve i maven efter administration af både CPR og BPB løsninger. Figur 6 pH-ændringer i GI-kanalen af helleflynder larver under udviklingen. Panel A: resultater af rør fodring pH indikator løsninger i larve fra premetamorphosis (fase 5) til klimaks metamorfose (fase 9A og 9B). pH sol
MCP indeholdt 0,1% m-cresol lilla, sol
CPR bestod af 0,1% Chlorphenol Rød og pH sol
BPB havde 1% af bromphenolblåt. st: mave /formodede mave; mg: midttarmen; hg: stortarmen. Scale bar = 0,5 mm. Panel B: standarder nedsænket i vand og fotograferet med lignende lysforhold som larver under dissektionsmikroskop
Tabel 2 pH-ændringer i GI-kanalen af helleflynder larver på forskellige udviklingsstadier
Stage
. mave
mellemtarmen /stortarmen
5
> 7,5
> 8,0
6
> 7,5
> 8,0
7
> 7,5
> 8,0
8
> 7,5
> 8,0
9A
6,5-7,5
> 8,0
9B
< 3,5
> 6,5
de præsenterede pH-værdier er baseret på visuelle observationer af farveændringer efter indgivelsen af tre pH-indikator løsninger
Analyse af GI-kanalen motilitet blev observeret
Spontane formerings sammentrækninger. i GI-kanalen på prometamorphosis (fase 6; 25 dpff) og klimaks metamorfose (fase 9A /B; 49 dpff) (Figur 7). På grund af betydelig individuel variation, antal og hyppighed af sammentrækninger kunne ikke grupperes og præsenteres for hver enkelt analyseret (tabel 3 og Ekstra fil 6). To typer af sammentrækninger blev observeret i mellemtarmen region 1 (MG1, efter PS, faldende del af løkken) og 2 (Mg2): fasiske og formeringsmateriale bølger (Ekstra fil 7). De formerings sammentrækninger observeret i Mg2 var retrograd bølger, der opstod i område "A
" og flyttes mod mundingen. Men i MG1 fleste formerings sammentrækninger opstod lige under PS og var anterograd bølger, der flyttede i en anal retning. Motilitetsaktivitet i begge mellemtarmen regioner blev påvist i trin 6 med en frekvens i området fra 0,31 til 3,77 min -1, afhængigt af den enkelte og typen af kontraktion. På trin 9, blev relativt få spontane sammentrækninger af kort varighed observeret i mellemtarmen. Under højdepunktet af metamorfose blev sammentrækninger i maven er registreret i alle personer, i modsætning til fase 6, når motilitet i den formodede mave blev kun observeret i en larve. Den rektal sammentrækning (eller afføring refleks) var en blanding af retro- og anterograd sammentrækninger og blev observeret i begge trin 6 og 9 med lignende frekvenser i de fleste af de analyserede individer. Figur 7 GI-tarmkanalen motilitet i helleflynder larver på stadie 6 og 9. Retrograd og anterograd bølgebevægelser (formerings sammentrækninger) er vist med en stiplet linie. Disse bølger opstår fra område A til B; og fra pylorus lukkemuskel (repræsenteret ved to røde pile *) til område B og vice-versa
. A og B repræsenterer de vigtigste områder, hvor fasiske sammentrækninger forekomme. st: mave /formodede mave; MG1: mellemtarmen område 1; Mg2: mellemtarmen region 2; hg: stortarmen; r: rektal område. Skala bar = 1 mm
Tabel 3 GI-tract motilitet mønstre -. Kvantificering
Mave
mellemtarmen 1
mellemtarmen 2
stortarmen
Rektal område
Plantemateriale
fasisk
Plantemateriale
fasisk
Larva
n
Frequency (min-1)
n
Frekvens (min-1)
n
Frekvens (min-1 )
n
Frekvens (min-1)
n
Frekvens (min-1)
n
Frekvens (min-1)
n
Frekvens (min-1)
Stage 6
1
-
-
14
2.31
50
1.69
57
1.84
79
3.54
13
1.46
161
5.24
2
-
-
26
1.81
-
-
95
3.77
12
0.44
15
0.54
3
0.22
3
17
0.56
5
0.31
4
0.24
28
1.66
77
3.01
-
-
96
3.22
4*
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
43
2.25
25
1.69
etape 9
1
11
2.37
-
-
-
-
-
-
-
-
1
-
11
1.44
2
10
0.90
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
11
0.41
3
4
0.44
-
-
-
-
9
3.83
-
-
-
-
13
0.46
4
4
0.56
-
-
3
1.13
-
-
-
-
12
1.12
24
0.81
Plantemateriale og fasiske sammentrækninger er angivet for mellemtarmen 1 og midttarmen 2-regioner. Frekvens er antallet af sammentrækninger registrerede (n) per min.
* Ikke muligt at kvantificere fasiske og udbreder bølge sammentrækninger. De berørte GI-tarmkanalen segmenter var konstant (tonic) indgået under hele observationsperioden (se Ekstra fil 7).
Diskussion
I alle altricial-gastrisk arter, GI-tarmkanalen undergår dramatiske remodellering under TH-drevet metamorfose . Ændrer GI-tract fra en simpel rørformet i en mere kompleks foldede struktur. Samtidig maven bliver et særskilt rum og fortsætter med at erhverve flere funktioner gennem metamorfose. Der er overraskende få studier undersøger og integrerer de anatomiske og funktionelle ændringer i GI-kanalen er forbundet med dette TH-drevet begivenhed. I padder som Xenopus
er det velkendt, at THS inducerer GI-tarmkanalen remodeling fører til tarm afkortning og udvikling af krypter og villi [35-37].