modificazioni funzionali associati organogenesi tratto gastrointestinale durante la metamorfosi in halibut dell'Atlantico (Hippoglossus hippoglossus)

modificazioni funzionali associati organogenesi tratto gastrointestinale durante la metamorfosi in Atlantic halibut (Hippoglossus hippoglossus
)
Abstract
sfondo
Flatfish metamorfosi è un evento di sviluppo post-embrionale ormone regolato che trasforma una larva simmetrica in un giovanile asimmetrica . Nei pesci teleosteo altricial-gastrico, la differenziazione dello stomaco avviene dopo l'inizio della prima poppata, e durante la metamorfosi modificazioni molecolari e morfologiche drammatiche del tratto gastrointestinale (GI-) tratto si verificano. Ecco a voi la ontogenesi funzionale del tratto gastrointestinale in via di sviluppo dal punto di vista integrativo nel halibut dell'Atlantico pleuronectiforme, e verificare l'ipotesi che le molteplici funzioni dello stomaco teleosteo si sviluppano in modo sincrono durante la metamorfosi.
Risultati
esordio della funzione gastrica è stato determinato con diversi approcci (anatomica, biochimici, molecolari e in vivo
osservazioni). In vivo
analisi pH nel lume del tratto GI-combinate con PCR quantitativa (qPCR) di α e ß subunità della pompa protonica gastrica (H
+
/K
+ -ATPasi

) e pepsinogeno A2
ha indicato che la capacità proteolitica gastrica è stabilito durante il culmine della metamorfosi. Trascrizione abbondanza di grelina
, una molecola di segnalazione orexigenic putativo prodotto nello stomaco in via di sviluppo, correlata (p < 0,05), con l'emergere di attività proteolitica gastrica, suggerendo che il ruolo del stomaco nella regolazione dell'appetito avviene simultaneamente con l'istituzione della funzione di proteolitici . Una serie di modelli 3D dello sviluppo tratto gastrointestinale ha indicato uno sfintere piloro funzionale prima della prima alimentazione. Le osservazioni di larve alimentate in vivo
hanno confermato che la funzione serbatoio stomaco è stato stabilito prima che la metamorfosi, ed era quindi indipendente da questo evento. guasto meccanico del cibo e il trasporto di chimo attraverso il tratto gastrointestinale è stata osservata in vivo
e il risultato di fasica e contrazioni che si propagano stabiliti ben prima metamorfosi. Il numero di contrazioni nel midgut diminuito a culmine metamorfica sincrono con creazione della capacità proteolitica dello stomaco e la sua maggiore attività peristaltica. Putativo competenza osmoregulatory del tratto gastrointestinale, dedotto dalla abbondanza di Na
+
/K
+ -ATPasi
α
trascrizioni, è stato già stabilito al momento della comparsa di alimentazione esogena ed è stato modificato dalla metamorfosi.
Conclusioni
la specializzazione funzionale del tratto gastrointestinale non era esclusivo di metamorfosi, e la sua funzione di capacità e serbatoio osmoregulatory sono stati istituiti prima del primo di alimentazione. Tuttavia, la produzione di acido e la capacità proteolitica dello stomaco coinciso con culmine metamorfica, e ha segnato anche l'inizio del coinvolgimento dello stomaco nella regolazione dell'appetito grelina via.
Parole
ippoglosso atlantico della pompa protonica gastrica tratto gastrointestinale grelina motilità Na + /K + - ATPasi Pepsinogen Ontogeny pH dello stomaco Sfondo
gastrointestinale divergenti (GI-) morfologia del tratto e di alimentazione strategie tra adulti e stadi larvali sono adattamenti fondamentalmente diversi habitat e le risorse alimentari [1]. La maturazione post-embrionale del sistema digestivo è un evento chiave nella storia della vita dei vertebrati ed essenziale per la sopravvivenza. metamorfosi ormone tiroideo (TH) guidato gioca un ruolo cruciale nella maturazione funzionale del tratto gastrointestinale e nel plasmare la sua morfologia alla forma adulta [2, 3]. Il rimodellamento del tratto gastrointestinale da larva ad adulto è stato ampiamente studiato in Xenopus
[2, 4]. In questo organismo, l'intestino si trasforma sotto l'influenza di Ths da un lungo tubo arrotolato in un organo complesso con lo stomaco differenziata e tenue [5, 6]. Ciò comporta epiteliale e mesenchimale proliferazione, liscia ispessimento del muscolo e la formazione di pieghe intestinali. Diversi studi hanno descritto i meccanismi cellulari responsabili di questo rimodellamento negli anfibi [7, 8], ma poco si sa circa il loro impatto sulla funzione del tessuto nei vertebrati, in particolare le molteplici funzioni integrate nello stomaco.
Una caratteristica sorprendente di metamorfosi vertebrati è l'organogenesi dello stomaco. Nelle prime fasi di sviluppo di pesci e Anuri lo stomaco è spesso assente e parte della sua funzione può essere effettuata da parte dell'intestino. I ruoli principali dello stomaco vertebrati sono la conservazione del cibo ingerito, la secrezione di acido cloridrico (HCl) e pepsinogeno, e guasti meccanici e la miscelazione del cibo con secrezioni gastriche [1, 9]. Così, in larve di specie altricial-gastrico, come la ippoglosso atlantico, l'assenza di uno stomaco limita la capacità di digerire proteine ​​alimentari quando viene iniziato esogena [10-14]. Questo è uno dei motivi per cui molti studi di sviluppo del tratto gastrointestinale durante metamorfosi si sono concentrati sullo sviluppo stomaco e considerare l'aspetto delle ghiandole gastriche come un indicatore sufficiente uno stomaco completamente sviluppato [15, 16]. Tuttavia, è diventato chiaro che l'identificazione istologica delle ghiandole gastriche non indica che lo stomaco è completamente funzionale. Quindi, la funzione proteolitici dello stomaco è meglio indicato da attività della pepsina [11, 17] e contenuti pepsinogeno
[18]. Per capire meglio l'efficienza della trasformazione digerente durante l'ontogenesi pesce, diversi studi hanno confrontato i profili di espressione di pepsinogeno
e la pompa protonica gastrica (H
+
/K
+
-ATPasi
), localizzato nelle cellule che secernono oxynticopeptic HCl [19-22]. Murray et al. [23] hanno utilizzato l'istologia e pepsinogeno
analisi trascrizione per studiare l'ontogenesi dello stomaco di Atlantic halibut e ha dimostrato che la comparsa a 66 giorni post-schiusa (DPH) di ghiandole gastriche espressione di pepsinogeno A1 e A2
preceduto
trascrizioni a 80 dph. Tuttavia, l'impatto della metamorfosi su altre importanti funzioni dello stomaco o del tratto GI-sviluppo in generale è stato ampiamente trascurato in pesci piatti.
Oltre alla produzione di acido e proteolisi lo stomaco dei vertebrati ha anche funzioni di serbatoio. Dopo l'ingestione, i negozi stomaco e predigests cibo, poi offre la chimo per midgut per ulteriori digestione e l'assorbimento dei nutrienti successiva [9]. La funzione dello stomaco stoccaggio allevia giovanile ed adulta pesce dalla necessità di alimentare costantemente come i stomachless stadi larvali. Istituzione dello stomaco come un serbatoio richiede sfinteri funzionali (esofago e piloro) e neurali ben sviluppato e strati muscolari lisce. La miscelazione meccanica e trasporto del cibo attraverso il tratto gastrointestinale è ottenuta da modelli motilità specifici e facendo corrispondere la peristalsi con il rilascio di enzimi digestivi. Questo processo ha un ruolo centrale nella effettiva trasformazione dei prodotti alimentari (leggi, [24]), anche se molto pochi studi hanno preso di mira i movimenti tratto gastrointestinale in larve di pesci. Il vantaggio di utilizzare larve pesci, come Atlantic halibut, è la loro ottica trasparenza che viene mantenuto fino metamorfosi. Questo permette osservazioni visive dirette del tratto gastrointestinale e dei suoi modelli di motilità negli animali vivi. Pittman et al. [25] hanno riportato contrazioni peristaltiche a Atlantic halibut larve, nell'intestino anteriore a 35 DPH. In giovanile Atlantic halibut tratto gastrointestinale sia anterograda (moltiplicazione nella direzione anale) e retrograda (moltiplicazione nella direzione orale) onde di contrazione sono stati descritti [26], e modelli identici sono stati anche osservati in embrioni e larve di pesce zebra stomachless (Danio rerio
) [27].
lo stomaco produce ormoni coinvolti sia nella regolazione di appetito e la digestione. La grelina è un esempio di un ormone che viene prodotto principalmente nello stomaco e agisce come stimolatore dell'assunzione di cibo [28, 29]. Nei mammiferi, la grelina è stato anche suggerito di stimolare la secrezione acida gastrica e la motilità [30, 31]. La funzione di grelina in larve di pesci è ancora poco definito, ma è stato proposto come indicatore del coinvolgimento dello stomaco nella regolazione dell'appetito nello sviluppo di pesce [32]. In halibut dell'Atlantico, la grelina
espressione genica aumenta durante il culmine della metamorfosi, in concomitanza con lo sviluppo dello stomaco [33]. La grelina è abbondante in via di sviluppo ghiandole gastriche e diversi tessuti di osmoregolazione. Inoltre, la sua co-espressione con Na
+
/K
+ -ATPasi

suggerisce un ruolo putativo in equilibrio idrominerali [34]. Tuttavia, il ruolo della grelina nella regolazione dell'appetito, la motilità e la osmoregulation è sconosciuto, così come il suo legame con la funzione proteolitici e serbatoio dello stomaco in halibut dell'Atlantico durante la metamorfosi.
Questo studio ha lo scopo di stabilire l'impatto del agastric- transizione gastrica sul ruolo funzionale del rimodellamento tratto gastrointestinale post-embrionale, che si verifica durante la metamorfosi in halibut dell'Atlantico, una specie di pesci piatti di grande interesse commerciale per l'industria dell'acquacoltura Nord Europa e del Nord America. Per mappare i cambiamenti nello sviluppo del tratto gastrointestinale e stabilire gli eventi legati al Th-driven metamorfosi abbiamo costruito una serie di modelli 3D di organizzazione morfologica e spaziale degli organi digestivi in ​​fasi di sviluppo rappresentativi. Abbiamo testato l'ipotesi che lo sviluppo delle funzioni multiple stomaco è sincrona e legata al suo aspetto fisico metamorfosi. La funzione proteolitici dello stomaco è stata studiata utilizzando in vivo
pH analisi combinata con profili di espressione di specifici geni marcatori H
+
/K
+ -ATPasi
α
e β subunità
e pepsinogeno A2
mediante PCR quantitativa (qPCR). riempimento dello stomaco e la funzione di serbatoio sono stati valutati in vivo
studi visivi delle larve trasparenti a prometamorphosis e culmine della metamorfosi. Il ruolo putativo di uno stomaco completamente funzionale nella regolazione dell'appetito è stata valutata misurando grelina
trascrizione abbondanza. La creazione di modelli di motilità del tratto gastrointestinale durante lo sviluppo è stato determinato in vivo
osservazioni e il coinvolgimento del tratto gastrointestinale in osmoregulation è stata valutata misurando l'abbondanza di Na
+
/K
+ -ATPasi
α
subunità trascrizioni.
Risultati
ricostruzione 3D di organi digestivi
modelli 3D della morfologia del sistema digestivo durante lo sviluppo sono state ricostruite da una serie di sezioni istologiche. Posizione e dimensioni del tratto gastrointestinale e suoi organi associati, come fegato, endocrine ed esocrine del pancreas e della cistifellea, sono stati osservati dalla fase 3 (prima della prima alimentazione) fino alla post-metamorfica stadio 10 (figura 1). Figura 1 Ontogeny degli organi digestivi di Atlantic larve halibut. modelli 3D sono state ricostruite da sezioni istologiche seriali che utilizzano il software Imaris. Gli organi digestivi sono mostrati da tre punti di vista; sinistro, destro e lato dorsale. Le frecce indicano la direzione
anteriore (bocca). Arancione
strato esterno del tratto gastrointestinale, fegato
rosso, verde
cistifellea, viola
pancreas,
rosa isolotto di Langerhans,
giallo tuorlo-sac. colore trasparente viene utilizzato per esocrina del pancreas (
viola), al fine di dimostrare isole di Langerhans (
rosa) e della cistifellea (
verde).
Il tratto gastrointestinale include un foregut stretto (esofago e presuntiva stomaco /stomaco), midgut, e una breve hindgut (retto) (Figura 2). La regione anteriore del midgut, subito dopo lo sfintere piloro (PS), era più grande di diametro, cioè più voluminosa, rispetto al resto del midgut. Questa caratteristica è stata mantenuta durante l'ontogenesi tratto gastrointestinale (figure 1 e 2). Entrambi PS (che separa lo stomaco presuntiva dal midgut anteriore) e sfintere ileo-rettale (che separa midgut e hindgut) sono stati identificati dalla fase 3 in poi (figure 1 e 2). caeca pilorica diventato evidente come proiezioni dalla parte più anteriore del midgut nella fase 6 (Figure 1 e 2). Lo stomaco era ben differenziato allo stadio 10 e le ghiandole gastriche erano visibili su sezioni istologiche (file aggiuntivo 1). Il volume del lume del tratto gastrointestinale aumentato durante lo sviluppo, in particolare negli ultimi due stadi analizzati (in scena 9A e 10) (Figura 3, Tabella 1 e sui file 2). Il volume dello stomaco da 9A a 10 è aumentato da 415 a 4933 nl, rispettivamente, e corrisponde ad un incremento di piegatura 11 (Tabella 1). Figura 2 Ontogeny di stomaco presuntiva (azzurro trasparente) e lume del tratto gastrointestinale (blu) in Atlantic larve halibut. modelli 3D sono state ricostruite da sezioni istologiche seriali che utilizzano il software Imaris. lumen GI-tratto è rappresentato dallo strato interno (verso il lume) del tratto gastrointestinale. Il tratto gastrointestinale è visto da tre angolazioni; sinistra, destra, e di lato dorsale. Le frecce indicano la direzione
anteriore (bocca). Arrow teste
punto alla posizione di sfinteri (rosso: sfintere piloro; nero: sfintere ileo-rettale). st
presuntiva stomaco /stomaco, mg
midgut, hg
hindgut.
figura 3 aumento di volume standardizzata degli organi digestivi tra palco (S) da 3 a 10 di Atlantic halibut. L'aumento di volume è stato normalizzato per la media globale di incremento di volume tra le varie fasi per ogni tessuto (per una spiegazione dettagliata, vedere sui file 2). Volume
Tabella 1 tratto gastrointestinale organo (nl) e superficie (10 6 micron 2)
fase 3
fase 4
fase 5
fase 6
fase 9A
Tappa 10

tratto gastrointestinale strato esterno (nl)
157.42
261,03
490,65
1.038,48 2.670,15

12.855,10
strato esterno del tratto gastrointestinale (106 μm2)
3.59
5.12
6.74
10.07
20.53
63.38
tratto gastrointestinale strato interno (nl)
78.40
136.84
266,55
525,89 1.034,10 6.451,16

strato tratto gastrointestinale interno (106 μm2)
2.83
4.73
9.60
16.34
50.45
54.76
volumea (nl)
79.02
124.19
224.10
512,59
1.636,05 6.403,94

Fegato (nl)
35.24
48.82
98.18
225.23
928,25
4.232,77
pancreas (nl)
13.79
21.42
37.91
109.08
471,25
463,79
isole di Langerhans (nl)
0.50
0.46
0.57
1.05
5.33
11.73
presuntiva stomaco (nl)
15.51
27.29
32.06
84.09
414,54
4.932,67
i valori sono stati calcolati dai modelli 3D utilizzando Imaris MeasurementsPro
volume del tessuto AGI-tratto = tratto gastrointestinale strato esterno -.. GI-tratto strato interno
il fegato è stato posizionato sotto il foregut e anteriore alla rete ascendente del midgut (figura 1) e il suo volume costante aumento durante lo sviluppo (Figura 3 e Tabella 1). si osservava pancreas esocrino tra lo stomaco presuntiva e la parte anteriore del midgut allo stadio 3 e circondato quest'area midgut tutta ontogenesi (Figura 1). Nel pancreas endocrino, un isolotto chiaramente distinguibile di Langerhans stata osservata vicino alla colecisti allo stadio 3 (Figura 1). In contrasto con gli altri organi digestivi, l'incremento del volume normalizzato del sistema endocrino e pancreas esocrino era bassa e negativa, rispettivamente, tra gli stadi 9A e 10 (Figura 3 e Tabella 1). Il tuorlo-sac, posizionato sotto il tratto gastrointestinale in fase 3, è diminuita in termini di dimensioni, dopo l'avvio di alimentazione esogena e un piccolo residuo rimasto oltre al fegato in fase 4 (6 giorni dopo il primo alimentazione, dpff). La cistifellea è stata osservata sul lato destro tra il pancreas esocrino e il fegato, e mantenuto tale posizione in tutti gli stadi di sviluppo analizzati (Figura 1). Il dotto pancreatico e del dotto biliare aperto accanto all'altra nel lume in corrispondenza del piano mediano del midgut anteriore, subito dopo la PS (dati non mostrati).
Clonazione e caratterizzazione filogenetica pepsinogeno A2, grelina, pompa protonica gastrica subunità e Na + /K + -ATPasi subunità α
Il sequenza codificante completa (CDS) di Atlantic halibut pepsinogen A2
era 1128 bp ed è stata presentata a GenBank in adesione n. KF184647 (sui file 3: C). L'amminoacido (AA) sequenza di pepsinogeno è relativamente ben conservata tra pesci teleostei e, come previsto, più variabile rispetto ad altri pepsinogeno vertebrati. Per esempio, halibut pepsinogen A2 condiviso, rispettivamente, 88% e il 64% di identità di sequenza AA con passera l'inverno (Pseudopleuronectes
americanus) pepsinogen Una forma IIb e IIa, ma solo il 52% e il 48% di identità con omologhi di Xenopus laevis
e umano, rispettivamente (dati non riportati).
I frammenti di cDNA clonati per Atlantic halibut H
+
/K
+ -ATPasi
α subunità
( 911 bp) e Na
+
/K
+ -ATPasi
α subunità
(714 bp) sono stati depositati in GenBank con i numeri di adesione KF184648 e KF184650, rispettivamente (sui file 3: B, D). I CDS per H
+
/K
+ -ATPasi
β subunità
di 874 bp è stato clonato e presentato alla GenBank con l'adesione n. KF184649 (sui file 3: A). L'analisi filogenetica della subunità α della pompa gastrica protone e Na + /K + - ATPasi, e omologhi vertebrati (file aggiuntivo 4) ha generato due principali cladi, corrispondente ad H + /K + - ATPasi e l'altro per Na + /K + - ATPasi. L'analisi filogenetica della subunità β (sui file 5) ha generato un albero con due importanti cladi che condividevano la stessa topologia generale come il phylotree per la subunità α con la H + /K + - ATPasi e Na + /K + - ATPasi cluster indipendentemente
ippoglosso atlantico H + /K + -. ATPasi α subunità cluster più a stretto contatto con omologhi teleostei, con la quale ha condiviso 94% di identità di sequenza AA, e un aumento al 98% di identità con la passera l'inverno e merluzzo (Gadus morhua
). è stato trovato identità Lower sequenza AA (72%) quando Ippoglosso atlantico H + /K + - ATPasi α subunità è stato confrontato ad Atlantic halibut Na + /K + - ATPasi α subunità (70 %) e ad altri omologhi vertebrati (72%). The Atlantic halibut Na + /K + - ATPasi subunità α cluster con un eelpout antartica (Pachycara brachycephalum
) omologo (98%) e condiviso circa il 88% di identità AA con altri omologhi gene teleosteo. H + /K + - ATPasi subunità β cluster come previsto all'interno del clade teleosteo (identità complessiva circa l'80%) e condiviso piuttosto bassa identità con il suo omologo umano (50%). Ippoglosso atlantico H + /K + - ATPasi β subunità non condividere più di 39% di identità di sequenza AA con l'Atlantico halibut Na + /K + -. ATPasi β subunità
pattern di espressione ontogenetica e analisi di correlazione
i profili di espressione di sviluppo del pepsinogeno A2
, H
+
/K
+ -ATPasi
α
e β subunità
, Na
+
/K
+ -ATPasi
α subunità
e grelina
sono stati analizzati da qPCR nel tratto gastrointestinale dei singoli larve halibut dell'Atlantico (Figura 4). L'espressione genica di due subunità della pompa protonica gastrica erano significativamente (p < 0,05; regolata R 2: 0,773) correlato (Figura 5) e aveva pattern di espressione in parallelo, con un forte e significativo (p < 0,05) aumento a le fasi post-metamorfici culmine e nella (Figura 4). Pepsinogen A2
era significativamente (p < 0,05) correlata con il profilo di espressione delle α della pompa protonica gastrica (adjusted R 2: 0,9738) e β (rettificato R 2: 0,7963) subunità (Figura 5 ). Una significativa (p < 0,05) aumento durante la fase 8 è stato osservato per pepsinogen A2
e la sua espressione ha raggiunto un picco in fase di post-metamorfica. La grelina
mRNA trascritto abbondanza aumentata gradualmente e in modo significativo (p < 0,05) durante la proclimax /culmine della metamorfosi, ed ha raggiunto un massimo in fase di post-metamorfica (Figura 4). Inoltre, la grelina trascrizione abbondanza e l'attività proteolitica durante l'ontogenesi tratto gastrointestinale erano significativamente correlati (p < 0,05; regolata R 2: 0,9342, 0,8852, 0,9252 per pepsinogen A2, α della pompa protonica gastrica e subunità beta, rispettivamente; si veda la Figura 5). L'espressione di Na
+
/K
+ -ATPasi
α subunità
mRNA è stata rilevata in tutte le fasi di sviluppo, con significativamente (p < 0,05) più trascrizioni in fase 5. Figura 4 medio pattern di espressione normalizzati dei trascritti di mRNA indicati di larve individuale (stadio 5-10). Risultati per pepsinogen A2
precursore, gastrica H +

/K +

-ATPasi subunità α
e β
, Na +

/K
+ -ATPasi
subunità α
e grelina
trascritti di mRNA sono mostrati come media ± SEM dell'espressione normalizzata (utilizzando il gene EEF1A1 di riferimento). I valori medi con lettere diverse sono significativamente differenti (One Way ANOVA, p < 0,05).
Figura 5 regressioni lineari stimati da analisi di correlazione tra geni marcatori specifici di stomaco durante Atlantic halibut ontogenesi. modelli di regressione lineare sono stati dotati di log-trasformati valori di espressione medi (MNE) di A) gastrica H +

/K +

-ATPasi α subunità
e β subunità
; B) pepsinogen A2
e H +

/K +

-ATPasi β subunità
(quadrati neri e linea continua) e H +

/K +

-ATPasi α subunità
(punti grigi e linea tratteggiata); C) grelina
e H +

/K +

-ATPasi β subunità
(quadrati bianchi e linea continua), H +

/K
+ -ATPasi
α subunità
(punti grigi e linea tratteggiata), così come Pepsinogeno A2
(triangoli di colore grigio chiaro e la linea tratteggiata). Tutte le correlazioni sono significative (p < 0,05). La media log-trasformati di MNE per stadio (5 a 10) è stato preso da sei individui.
Stima del pH nel lume dello stomaco e la rilevazione della produzione di acido
La valutazione del pH nel lume dello stomaco e dell'intestino medio /hindgut durante lo sviluppo postembrionale si basa sul colore osservato dopo l'iniezione di soluzioni indicatori di pH (Figura 6 e Tabella 2). Il pH nel midgut /hindgut rimasto alcalino (pH sopra 8) in tutte le fasi di sviluppo analizzati (fase 5 a 9B). Lo stomaco presuntiva ha avuto anche un pH alcalino con valori superiori a 7.5 fino fase 8. acidificazione progressiva è stata osservata nelle fasi corrispondenti al culmine della metamorfosi. La transizione da un alcalina ad un pH acido nel lume dello stomaco era evidente a 9A fase, quando il sol
CPR iniettato rimasto viola ma il sol
mCP ha dato una colorazione gialla (pH6.5 - 7.5). Il lume dello stomaco era chiaramente in ambiente acido (pH < 3,5) nella prima fase 9B, come rivelato dal colore giallo nello stomaco dopo somministrazione di CPR e soluzioni BPB. Figura 6 variazioni di pH nel tratto gastrointestinale di Atlantic halibut larve durante lo sviluppo. Pannello A: i risultati delle soluzioni indicatore di pH alimentazione tubo nella larva da premetamorphosis (fase 5) a raggiungere l'orgasmo metamorfosi (fase 9a e 9b). pH sol
mCP conteneva 0,1% m-cresolo viola, sol
CPR consisteva di 0,1% chlorphenol Rosso e pH sol
BPB aveva 1% di blu di bromofenolo. st: stomaco /presuntiva stomaco; mg: midgut; hg: hindgut. Barra di scala = 0,5 mm. Pannello B: standard immersi in acqua e fotografato con simili condizioni di luce come le larve sotto il microscopio da dissezione
Tabella 2 variazioni di pH nel tratto gastrointestinale di Atlantic halibut larve a diversi stadi di sviluppo
Fase
. Stomaco
midgut /hindgut
5
> 7.5 Hotel > 8,0
6
> 7.5 Hotel > 8,0
7
> 7.5 Hotel > 8.0 Pagina 8
> 7.5 Hotel > 8,0
9A
6,5-7,5
> 8,0
9B
< 3.5 Hotel > 6.5
I valori di pH presentati si basano su osservazioni visive di cambiamenti di colore dopo la somministrazione di soluzioni indicatore tre pH
Analisi della motilità del tratto gastrointestinale sono state osservate contrazioni che si propagano
spontanee. nel tratto gastrointestinale in prometamorphosis (fase 6; 25 dpff) e culmine della metamorfosi (fase 9A /B; 49 dpff) (Figura 7). A causa della notevole variazione individuale, il numero e la frequenza delle contrazioni non poteva essere raggruppati e sono presentati per ogni singolo analizzato (Tabella 3 e sui file 6). Due tipi di contrazioni sono state osservate nella regione midgut 1 (MG1, dopo la PS, scendendo parte del loop) e 2 (Mg2): fasica e la propagazione delle onde (file aggiuntive 7). Le contrazioni si propagano osservate in mg2 erano onde retrograde che ha avuto origine nella zona "A
" e spostati verso la bocca. Tuttavia, in MG1 maggior parte delle contrazioni che si propagano origine appena sotto la PS ed erano onde anterograda che si muovevano in una direzione anale. attività motilità in entrambe le regioni dell'intestino medio è stato rilevato nella fase 6 con una frequenza che varia da 0.31 al 3.77 min -1, a seconda dell'individuo e tipo di contrazione. Nella fase 9, relativamente pochi contrazioni spontanee di breve durata sono stati osservati nel midgut. Durante il culmine della metamorfosi, contrazioni nello stomaco sono registrati in tutti gli individui, a differenza di fase 6 quando la motilità dello stomaco presuntiva è stata osservata solo in una larva. La contrazione del retto (o la defecazione reflex) era una miscela di contrazioni retro- e anterograda e sono stati osservati in entrambe le fasi 6 e 9 con frequenze simili nella maggior parte degli individui analizzati. Figura motilità del tratto gastrointestinale 7 in Atlantic halibut larve allo stadio 6 e 9. retrograda e movimenti ondulatori anterograda (propagazione contrazioni) sono indicati da una linea tratteggiata. Queste onde si verificano dall'area A a B; e da sfintere piloro (rappresentati da due frecce rosse *) per zona B e viceversa
. A e B rappresentano i principali settori in cui si verificano contrazioni fasiche. st: stomaco /presuntiva stomaco; MG1: regione midgut 1; mg2: regione midgut 2; HG: hindgut; R: zona rettale. Barra di scala = 1 mm
Tabella 3 tratto gastrointestinale modelli di motilità -. quantificazione
stomaco
midgut 1
midgut 2
hindgut

zona rettale
moltiplicazione
Phasic
moltiplicazione
Phasic
Larva
n
Frequenza (min-1)
n
Frequenza (min-1)
n
Frequenza (min-1 )
n
Frequenza (min-1)
n
Frequenza (min-1)
n

Frequenza (min-1)
n
Frequenza (min-1)
fase 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
fase 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
Moltiplicazione e fasica contrazioni sono indicati per le regioni midgut 1 e 2 midgut. La frequenza è il numero di contrazioni registrate (n) al min.
* Non è possibile quantificare le contrazioni onda fasica e propagazione. I segmenti del tratto gastrointestinale colpiti erano costantemente (tonica) contratta durante l'intero periodo di osservazione (vedi file aggiuntive 7)
. Discussione
In tutte le specie altricial-gastrico, il tratto gastrointestinale subisce drammatica rimodellamento durante la metamorfosi TH-driven . I cambiamenti GI-tratto da una forma tubolare semplice in una struttura ripiegata più complessa. Allo stesso tempo, lo stomaco diventa un vano distinto e continua ad acquisire sue molteplici funzioni tramite metamorfosi. Ci sono sorprendentemente pochi studi che hanno esaminato ed integrare i cambiamenti anatomici e funzionali nel tratto gastrointestinale associata a questo evento TH-driven. In anfibi come Xenopus
, è ben noto che THS inducono tratto gastrointestinale rimodellamento che porta a un accorciamento intestinale e lo sviluppo delle cripte e villi [35-37].

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