functionele aanpassingen in verband met maag-darmkanaal organogenese tijdens de metamorfose in Atlantische heilbot (Hippoglossus hippoglossus
)
Abstracte achtergrond
Platvis metamorfose een hormoon gereguleerde post-embryonale ontwikkelingsstoornis geval dat een symmetrische larve verandert in een asymmetrische jeugdige. In altricial-gastrische beenvissen, differentiatie van de maag plaatsvindt na het begin van de eerste voeding en tijdens metamorfose dramatische moleculaire en morfologische veranderingen van de gastrointestinale (GI-) kanaal optreedt. Hier presenteren we de functionele ontogenie van de ontwikkeling van GI-tract vanuit een integratieve perspectief in de pleuronectiforme Atlantische heilbot, en test de hypothese dat de verschillende functies van de maag beenvissen synchroon ontwikkelen tijdens metamorfose.
Resultaten
Aanvang van maag-functie werd bepaald met diverse benaderingen (anatomische, biochemische, moleculaire en in vivo
waarnemingen). In vivo
pH analyse in het GI-tract lumen in combinatie met kwantitatieve PCR (qPCR) van α en ß-subeenheden van de protonpomp (H
+ Twitter /K
+
-ATPase
) en pepsinogen A2
aangegeven dat de maag proteolytische capaciteit wordt vastgesteld tijdens het hoogtepunt van de metamorfose. Transcript overvloed van ghreline
, een vermoedelijk orexigene signaalmolecuul geproduceerd in de ontwikkeling van de maag, gecorreleerd (p < 0,05) met de opkomst van de maag proteolytische activiteit, wat suggereert dat de rol van de maag in de eetlust regelgeving gebeurt gelijktijdig met de oprichting van proteolytische functie . Een 3D-modellen reeks van het maagdarmkanaal ontwikkeling gaf een functionele pylorische sfincter vóór de eerste voeding. Opmerkingen van gevoede larven in vivo
bevestigd dat maag reservoir functie was gevestigd voordat metamorfose, en was dus onafhankelijk van dit evenement. Mechanische afbraak van voedsel en transport van maagbrij via de GI-tract werd waargenomen in vivo Kopen en het gevolg van fasische en uitdragen van contracties gevestigde voor de metamorfose. Het aantal contracties in de middendarm gedaald op metamorfose climax synchroon met de oprichting van proteolytische capaciteit van de maag en de toegenomen peristaltische activiteit. Vermeende osmoseregulerende bevoegdheid van het maag-darmkanaal, afgeleid door de overvloed aan Na
+ Twitter /K
+
-ATPase α
transcripten, werd reeds bij het begin van exogene voeding en was ongemodificeerde door metamorfose.
Conclusies
de functionele specialisatie van de GI-tract was niet exclusief voor metamorfose, en zijn osmoseregulerende capaciteit en reservoir functie werden opgericht vóór de eerste voeding. Toch zuurproductie en de proteolytische capaciteit van de maag viel samen met metamorfose climax, en ook markeerde het begin van de betrokkenheid van de maag in de eetlust regelgeving via ghreline.
Sleutelwoorden
Heilbot Gastric proton pomp Maagdarmkanaal Ghreline Beweeglijkheid Na + /K + - ATPase Pepsinogen Ontogenie pH Maag Achtergrond
De uiteenlopende gastro-intestinale (GI-) kanaal morfologie en voerstrategieën tussen de larven en volwassen fasen zijn aanpassingen aan fundamenteel verschillende habitats en voedselbronnen [1]. De post-embryonale ontwikkeling van het spijsverteringsstelsel is een belangrijke gebeurtenis in de levensloop van vertebraten en essentieel voor overleving. Schildklierhormoon (TH) aangedreven metamorfose speelt een cruciale rol in de functionele rijping van het maagdarmkanaal en in de morfologie vormen de volwassen vorm [2, 3]. Remodelling van het maagdarmkanaal van larve tot volwassen is uitgebreid bestudeerd in Xenopus
[2, 4]. In dit organisme, wordt de darm omgezet onder invloed van TH uit een lange spiraalvormige buis in een complex orgaan met een gedifferentieerde maag en dunne darm [5, 6]. Hierbij epitheliale en mesenchymale proliferatie, gladde spier verdikking en de vorming van intestinale plooien. Verschillende studies hebben beschreven de cellulaire mechanismen die verantwoordelijk zijn voor deze verbouwing in amfibieën [7, 8], maar er is weinig bekend over de impact ervan op tissue-functie in gewervelde dieren, in het bijzonder de vele functies geïntegreerd in de maag.
Een opvallend kenmerk van gewervelde metamorfose is de organogenese van de maag. In vroege ontwikkelingsstadia van vissen en anurans de maag vaak afwezig is en een deel van de functie kan door de darm uitgevoerd. De belangrijkste rollen van de gewervelde maag opslag van opgenomen voedsel, secretie van zoutzuur (HCl) en pepsinogen en mechanische pech en het mengen van voedsel met de maag afscheidingen [1, 9]. Dus in larven van altricial-gastrische species, zoals heilbot, het ontbreken van een maag slechts kleine veranderingen in eiwitbehoefte verteren als exogene voeding wordt ingeleid [10-14]. Dit is een van de redenen waarom de meeste studies van GI-tract ontwikkeling tijdens metamorfose hebben zich geconcentreerd op de maag ontwikkeling en overwegen het uiterlijk van maag klieren volstaan van een volle maag [15, 16]. Het is echter duidelijk geworden dat de histologische identificatie van maagklieren geeft niet aan dat de maag volledig functioneel. Vandaar, wordt proteolytische functie van de maag best aangegeven door pepsineactiviteit [11, 17] en pepsinogen
inhoud [18]. Om beter te begrijpen van de efficiëntie van de spijsvertering verwerking tijdens vis ontogenie, verschillende studies vergeleken expressie profielen van pepsinogen
en de maag proton pomp (H
+ Twitter /K
+
-ATPase
), gelokaliseerd in de HCl afscheidende oxynticopeptic cellen [19-22]. Murray et al. [23] hebben gebruikt histologie en pepsinogen
transcript analyse om de ontogenie van de maag in heilbot bestuderen en toonde aan dat het uiterlijk op 66 dagen na het uitkomen (DPH) van maag klieren voorafgegaan uitdrukking van pepsinogens A1 Kopen en A2
transcripties op 80 DPH. Het effect van de metamorfose andere belangrijke functies van de maag of maagdarmkanaal ontwikkeling in het algemeen grotendeels over het hoofd gezien in platvis.
Naast zuurproductie en proteolyse de vertebraat maag ook reservoir functies. Na inslikken, de maag winkels en predigests voedsel, levert dan de maagbrij de middendarm voor verdere spijsvertering en de daaropvolgende opname van voedingsstoffen [9]. De opslag functie van de maag verlicht jonge en volwassen vis uit de noodzaak om voortdurend te voeden, zoals de stomachless larvale stadia. Oprichting van de maag als een reservoir vereist functionele sluitspieren (slokdarm en pylorus) en goed ontwikkeld neurale en spier lagen glad. De mechanische mengen en het transport van voedsel door het maag-darmkanaal wordt bereikt door specifieke beweeglijkheid patronen en door het afstemmen van de peristaltiek met de release van spijsverteringsenzymen. Dit proces speelt een centrale rol in de effectieve verwerking van levensmiddelen (zie beoordeling, [24]), hoewel zeer weinig studies gericht GI-tract bewegingen in vislarven. Het voordeel van vislarven, zoals heilbot, hun optische transparantie die wordt gehandhaafd tot metamorfose. Dit maakt directe visuele observaties van het maag-darmkanaal en de beweeglijkheid patronen in levende dieren. Pittman et al. [25] gemeld peristaltische samentrekkingen in Atlantische heilbot larven, in de voorste darm op 35 DPH. Bij juveniele Atlantische heilbot GI-tract zowel anterograde (propageren in de anale richting) en retrograde (propageren in de orale richting) samentrekking golven werden beschreven [26], en identieke patronen werden ook waargenomen in embryo's en larven van de stomachless zebravis (Danio rerio
) [27]. Ondernemingen de maag produceert hormonen die betrokken zijn, zowel in de regulering van de eetlust en de spijsvertering. Ghreline is een voorbeeld van een hormoon dat voornamelijk in de maag en werkt als een stimulator van de voedselinname [28, 29]. In zoogdieren is ghreline ook voorgesteld om de maagzuursecretie en beweeglijkheid [30, 31] stimuleren. De functie van ghreline in vislarven is nog weinig beschreven, maar het is voorgesteld als een indicator van de betrokkenheid van de maag van de eetlust verordening ontwikkeling vis [32]. In Atlantische heilbot, ghreline
genexpressie stijgt tijdens het hoogtepunt van de metamorfose, die samenviel met de maag ontwikkeling [33]. Ghreline is overvloedig aanwezig in de ontwikkeling van maag-klieren en diverse osmoseregulerende weefsels. Bovendien, zijn co-expressie met Na
+ Twitter /K
+
-ATPase
suggereert een mogelijke rol in hydrominerale balans [34]. Toch is de rol van ghreline in de eetlust regelgeving, de beweeglijkheid en osmoregulatie is onbekend, evenals de link naar de proteolytische en reservoir functie van de maag in heilbot tijdens metamorfose.
Dit onderzoek heeft als doel om de impact van de agastric- vast maag overgang op de functionele rol van de post-embryonale GI-tract remodeling die optreedt tijdens de metamorfose in Atlantische heilbot, een platvis soorten met een hoge commerciële belang zijn voor de Noord-Europese en Noord-Amerikaanse aquacultuursector. Om de veranderingen in GI-tract ontwikkeling in kaart en stellen evenementen in verband met TH-driven metamorfose we bouwde een reeks van 3D-modellen van de morfologische en ruimtelijke organisatie van de spijsverteringsorganen in representatieve ontwikkelingsstadia. Testten we de hypothese dat de ontwikkeling van de maag meerdere functies synchroon en gekoppeld aan de fysieke verschijning op metamorfose. De proteolytische functie van de maag werd bestudeerd met behulp van in vivo
pH analyses gecombineerd met expressie profielen van de specifiek gen markers H
+ Twitter /K
+
-ATPase α Kopen en β subunit Kopen en pepsinogen A2
met behulp van kwantitatieve PCR (qPCR). Maag vullen en reservoir functie werden beoordeeld door in vivo
visuele studies van de transparante larven aan prometamorphosis en de climax van de metamorfose. De vermeende rol van een volledig functionele maag in de eetlust regelgeving werd vastgesteld door het meten van ghrelin
transcript overvloed. De oprichting van GI-tract motiliteitspatronen tijdens de ontwikkeling werd bepaald door in vivo
observaties en de betrokkenheid van de GI-tract in osmoregulation werd vastgesteld door het meten van de overvloed van Na
+ Twitter /K
+
-ATPase α
subunit transcripten.
Resultaten
3D-reconstructie van spijsverteringsorganen
3D-modellen van de morfologie van het spijsverteringsstelsel tijdens de ontwikkeling werden gereconstrueerd op basis van een reeks histologische secties. Plaats en grootte van het maagdarmkanaal en de bijbehorende organen, zoals lever, endocriene en exocriene pancreas en de galblaas, waargenomen uit stap 3 (voor de eerste voeding) tot de post-metamorfe trap 10 (figuur 1). Figuur 1 Ontogenie van de spijsverteringsorganen in Atlantic heilbot larven. 3D-modellen werden gereconstrueerd op basis van seriële coupes met behulp van Imaris software. De spijsverteringsorganen worden getoond vanuit drie invalshoeken; links, rechts en rugzijde. Pijlen
geven de anterieure richting (mond). Oranje en buitenste laag van GI-darmkanaal, rode en lever, groen
galblaas, paars
alvleesklier, roze
eilandjes van Langerhans, geel
dooierzak. Transparante kleur wordt gebruikt voor exocriene pancreas (paars
) om eilandjes van Langerhans (Roze
) en galblaas (groen
) te laten zien. Ondernemingen De GI-tract omvat een smalle voordarm (slokdarm en de vermoedelijke maag /buik), midgut, en een korte dikke darm (rectum) (figuur 2). Het voorste gebied van de middendarm, vlak na de pylorus sfincter (PS), was groter in diameter, d.w.z. meer volumineuze, in vergelijking met de rest van de middendarm. Deze functie is in het maagdarmkanaal ontogenie (figuren 1 en 2) gehandhaafd. Zowel PS (die de vermoedelijke maag scheidt van de voorste middendarm) en ileorectale sfincter (die middendarm en einddarm scheidt) geïdentificeerd uit stap 3 verder (Figuren 1 en 2). Pylorische caeca bleek projecties van de voorste deel van de middendarm in stap 6 (figuren 1 en 2). De maag was goed gedifferentieerde in fase 10 en de maag klieren waren zichtbaar op histologische secties (Extra-bestand 1). De luminale inhoud van het maagdarmkanaal steeg in ontwikkeling, met name in de laatste twee fasen geanalyseerd (stadia 9A en 10) (Figuur 3, Tabel 1 en aanvullende bestandsinformatie 2). De maag volume van 9A tot 10 verhoogd 415-4933 nl, respectievelijk overeen met een 11-voudige toename (tabel 1). Figuur 2 Ontogenie van vermoedelijke maag (transparant licht blauw) en GI-tract lumen (blauw) in Atlantic heilbot larven. 3D-modellen werden gereconstrueerd op basis van seriële coupes met behulp van Imaris software. GI-tract lumen wordt weergegeven door de binnenlaag (tegenover het lumen) van het maag-darmkanaal. Het GI-tract wordt gezien vanuit drie invalshoeken; links, rechts, en rugzijde. Pijlen
geven de anterieure richting (mond). Arrow heads
punt om de positie van de sluitspieren (rood: pyloric sluitspier; zwart: ileorectale sluitspier). st
vermoedelijke maag /buik, mg
midgut, hg
einddarm.
Figuur 3 Gestandaardiseerde volumestijging van spijsverteringsorganen tussen fase (S) 3-10 van Atlantische heilbot. De toename van het volume werd genormaliseerd naar het totale gemiddelde van volumegroei tussen de podia voor elk weefsel (voor nadere toelichting, zie Extra file 2).
Tabel 1 GI-tract orgel volume (nl) en de oppervlakte (10 6 micrometer 2)
Fase 3
Fase 4
Fase 5
Stage 6
Stage 9A
Stage 10
GI-tract buitenlaag (nl)
157,42
261,03
490,65
1.038,48
2.670,15
12.855,10
GI-tract buitenste laag (106 pm2)
3.59
5.12
6,74
10.07
20.53
63,38
GI-tract binnenlaag (nl)
78,40
136,84
266,55
525,89
1034,10
6.451,16
GI-tract binnenste laag (106 pm2)
2,83
4,73
9.60
16.34
50,45
54,76
GI-tract weefsel volumea (nl)
79.02
124,19
224,10
512,59
1.636,05
6.403,94
lever (nl)
35,24
48,82
98,18
225,23
928,25
4.232,77
alvleesklier (nl)
13,79
21.42
37.91
109,08
471,25
463,79
eilandjes van Langerhans (nl)
0,50
0.46
0,57
1.05
5.33
11.73
Vermoedelijke maag (nl)
15.51
27.29
32,06
84,09
414,54
4.932,67
de waarden werden berekend uit de 3D-modellen met Imaris MeasurementsPro
AGI-darmkanaal weefsel volume = GI-tract buitenste laag -.. GI-tract binnenlaag Ondernemingen de lever werd onder de gepositioneerde voordarm en juist voor de opgaande lus van de middendarm (figuur 1) en het volume constant toegenomen ontwikkeling (Figuur 3 en Tabel 1). De exocriene pancreas waargenomen tussen de vermoedelijke maag en het voorste deel van de middendarm in stadium 3 en omgeven deze middendarm zone gedurende ontogenie (figuur 1). In de endocriene pancreas, een duidelijk te onderscheiden eilandjes van Langerhans waargenomen dichtbij de galblaas in stap 3 (figuur 1). In tegenstelling tot de andere spijsverteringsorganen, de toename van de genormaliseerde volume van endocriene en exocriene pancreas was laag en negatieve, respectievelijk, tussen de trappen 9A en 10 (Figuur 3 en Tabel 1). De dooierzak, zich onder het GI-kanaal in stap 3, verkleind na het begin van exogene voeding en een spoortje bleef naast de lever in stadium 4 (6 dagen na eerste voeding, dpff). De galblaas werd waargenomen op de rechterkant tussen de exocriene pancreas en de lever, en onderhouden deze positie in alle ontwikkelingsstadia geanalyseerd (figuur 1). Het pancreaskanaal en het galkanaal geopend naast elkaar in het lumen aan het middenvlak van de voorste middendarm, net na de PS (gegevens niet getoond).
Klonering en karakterisering van fylogenetische pepsinogeen A2, ghreline, protonpomp subeenheden en Na + /K + -ATPase subunit α Ondernemingen De volledige coderende sequentie (CDS) van de Atlantische heilbot pepsinogen A2
was 1128 bp en werd onder toetreding nee tegen GenBank ingediend. KF184647 (Extra file 3: C). Het aminozuur (AA) sequentie van pepsinogeen is relatief goed geconserveerd onder beenvissen en, zoals verwacht, variabeler in vergelijking met andere gewervelde pepsinogens. Bijvoorbeeld, heilbot pepsinogen A2 respectievelijk gedeeld 88% en 64% AA sequentie-identiteit met de winter bot (Pseudopleuronectes americanus
) pepsinogeen A vorm IIb en IIa, maar slechts 52% en 48% identiteit met homologen van Xenopus laevis Kopen en menselijk, respectievelijk (gegevens niet getoond). Ondernemingen De cDNA-fragmenten gekloond voor Atlantische heilbot H
+ Twitter /K
+
-ATPase α subunit
( 911 bp) en Na
+ Twitter /K
+
-ATPase α subunit
(714 bp) werden gedeponeerd in GenBank met de toetreding nummers KF184648 en KF184650, respectievelijk (Extra file 3: B, D). De CDS voor H
+ Twitter /K
+
-ATPase β subunit
van 874 bp werd gekloond en met de toetreding nee tegen GenBank ingediend. KF184649 (Extra file 3: A). Fylogenetische analyse van de α subunit van het maag-proton pomp en Na + /K + - ATPase, en gewervelde homologen (Extra file 4) gegenereerd twee belangrijke clades, die overeenkomt met H + /K + - ATPase en de andere Na + /K + - ATPase. Fylogenetische analyse van de β subunit (Extra file 5) gegenereerd een boom met twee belangrijke clades dat dezelfde algemene topologie als de phylotree voor de α subunit met de H + /K gedeeld + - ATPase en Na + /K + - ATPase geclusterd onafhankelijk
heilbot H + /K + -. ATPase α subunit nauwst geclusterd met beenvissen homologen, waarmee hij gedeeld 94% AA sequentie-identiteit, en steeg tot 98% identiteit met de winter bot en kabeljauw (Gadus morhua
). Lagere AA sequentie-overeenkomst (72%) werd gevonden bij Heilbot H + /K + - ATPase α subunit werd vergeleken met Heilbot Na + /K + - ATPase α subunit (70 %) en andere gewervelde tegenhangers (72%). De Atlantische heilbot Na + /K + - ATPase α subunit geclusterd met een Antarctische puitaal (pachycara brachycephalum
) homoloog (98%) en een gedeelde circa 88% AA identiteit met andere teleost gen homologen. H + /K + - ATPase β subunit geclusterd verwacht binnen de teleost clade (totale balans ongeveer 80%) en gedeeld tamelijk laag identiteit van menselijke homoloog (50%). Atlantische heilbot H + /K + - ATPase β subunit heeft meer dan 39% AA sequentie-identiteit niet delen met de heilbot Na + /K + -. ATPase β subunit
ontogenetische expressie patroon en de correlatie analyse
De ontwikkelingsdoelen expressie profielen van pepsinogen A2
, H
+ Twitter /K
+
-ATPase α Kopen en β subeenheden
, Na
+ Twitter /K
+
-ATPase α subunit Kopen en ghreline
in het maag-darmkanaal door qPCR werden geanalyseerd individuele Atlantische heilbot larven (figuur 4). De genexpressie van de protonpomp subeenheden significant (p < 0,05; afgesteld R 2: 0,773) gecorreleerde (figuur 5) en een parallel expressiepatronen, met een scherpe en significant (p < 0,05) verhoging bij climax en in post-metamorfe fase (figuur 4). Pepsinogeen A2
was significant (p < 0,05) gecorreleerd met de expressie profiel van de protonpomp α (gecorrigeerde R 2: 0,9738) en β (gecorrigeerde R 2: 0,7963) subeenheden (Figuur 5 ). Een significant (p < 0,05) stijging gedurende de eerste fase 8 werd waargenomen voor pepsinogen A2 Kopen en haar expressie een piek in de post-metamorfe podium. Ghreline
mRNA transcript overvloed geleidelijk toe en significant (p < 0,05) tijdens de proclimax /climax metamorfose, en bereikte een maximum in de post-metamorfe fase (figuur 4). Bovendien werden ghreline transcript overvloed en proteolytische activiteit tijdens GI-tract ontogenie significant gecorreleerd (p < 0,05; aangepast R 2: 0,9342, 0,8852, 0,9252 voor pepsinogen A2, protonpomp α en ß-subeenheden respectievelijk; zie Figuur 5). Expressie van Na
+ Twitter /K
+
-ATPase α subunit
mRNA werd gedetecteerd in alle ontwikkelingsstadia, met een significant (p < 0,05) meer transcripties in fase 5. Figuur 4 Gemiddelde genormaliseerde expressie patronen van de aangegeven mRNA-transcripten van individuele larven (fase 5-10). Resultaten voor pepsinogen A2
voorloper, maag-H
+ Twitter /K +
-ATPase subunit α
en β
, Na
+ Twitter /K
+
-ATPase subunit α
en ghreline
mRNA-transcripten worden getoond als gemiddelde ± SEM van de genormaliseerde expressie (met behulp van de referentie-gen eEF1A1). Gemiddelde waarden met verschillende letters zijn significant verschillend (One Way ANOVA, p < 0,05).
Figuur 5 een lineaire regressie geschat uit correlatie-analyses tussen maag specifiek gen markers tijdens Heilbot ontogenie. Lineaire regressie modellen werden gemonteerd op-log getransformeerde gemiddelde expressie waarden (MNE) van A) de maag H +
Twitter /K +
-ATPase α subunit Kopen en β subunit
; B) pepsinogen A2 Kopen en H
+ Twitter /K +
-ATPase β subunit
(zwarte vierkantjes en vaste lijn), evenals H
+
/K +
-ATPase α subunit
(grijze stippen en stippellijn); C) ghreline Kopen en H
+ Twitter /K +
-ATPase β subunit
(zwarte vierkantjes en vaste lijn), H +
Twitter /K
+
-ATPase α subunit
(grijze stippen en stippellijn) evenals pepsinogeen A2
(lichtgrijze driehoekjes en stippellijn). Alle correlaties zijn significant (p < 0,05). De log-getransformeerde gemiddelde van MNE per trap (5 tot 10) is gemaakt van zes dieren.
Schatting van pH in het lumen van de maag en detectie van zuurproductie
pH beoordeling in het lumen van de maag en middendarm /einddarm tijdens post-embryonale ontwikkeling is gebaseerd op de kleur waargenomen na injectie van pH indicatoroplossingen (Figuur 6 en Tabel 2). De pH in de middendarm /einddarm bleef alkalische (boven pH 8) in alle ontwikkelingsstadia geanalyseerd (stap 5 tot 9B). De vermoedelijke maag had ook een alkalische pH met waarden boven 7,5 tot stap 8. Geleidelijke verzuring werd waargenomen in de fase overeenkomt met de climax van de metamorfose. Overgang van een alkalische tot een zure pH in de maag lumen was evident in stadium 9A, wanneer de geïnjecteerde sol
CPR bleven paars maar de sol
mCP gaf een gele kleur (pH 6,5 - 7,5). Het lumen van de maag was duidelijk in het zure bereik (pH < 3,5) in stap 9B, zoals blijkt uit de gele kleur in de maag na toediening van reanimatie en BPB oplossingen. Figuur 6 pH veranderingen in het maagdarmkanaal van heilbot larven tijdens de ontwikkeling. Paneel A: resultaten van sondevoeding pH-indicator oplossingen in de larve van premetamorphosis (fase 5) naar metamorfose (fase 9A en 9B) climax. pH sol
mCP bevatte 0,1% M-Cresol purple, sol
CPR bestond uit 0,1% Chlorphenol Red en pH-sol
BPB had 1% broomfenolblauw. st: maag /vermoedelijke maag; mg: midgut; hg: hindgut. Schaal bar = 0,5 mm. Paneel B: normen ondergedompeld in water en gefotografeerd met gelijkaardige lichtomstandigheden als larven onder de microscoop ontleden
Tabel 2 pH veranderingen in het maag-darmkanaal van de Atlantische heilbot larven in verschillende ontwikkelingsstadia
Stage
. maag
Midgut /einddarm
5 Restaurant > 7.5 Restaurant > 8,0
6 Restaurant > 7.5 Restaurant > 8,0
7
> 7.5 Restaurant > 8,0
8 Restaurant > 7.5 Restaurant > 8,0
9A
6,5-7,5 Restaurant > 8,0
9B
< 3,5 Restaurant > 6.5
de gepresenteerde pH-waarden zijn gebaseerd op visuele waarnemingen van kleur verandert na de toediening van drie pH-indicator oplossingen
Analyse van de GI-tract beweeglijkheid
Spontane propageren contracties werden waargenomen. in het GI-tract in prometamorphosis (fase 6; 25 dpff) en climax van de metamorfose (fase 9A /B; 49 dpff) (Figuur 7). Als gevolg van aanzienlijke individuele variatie, het aantal en de frequentie van de contracties kon niet worden gegroepeerd en worden voor elk individueel geanalyseerd (tabel 3 en aanvullende bestanden 6). Twee soorten contracties werden waargenomen in de middendarm regio 1 (MG1, na de PS, aflopend deel van de lus) en 2 (Mg2): fasische en voortplantende golven (aanvullende bestandsinformatie 7). Het uitdragen van contracties waargenomen in Mg2 waren retrograde golven die ontstaan in gebied "A
" en verhuisde naar de mond. In MG1 meeste teeltmateriaal contracties ontstaan net onder de PS en waren anterograde golven die in een anale richting bewogen. Motiliteit activiteit in beide regio middendarm werd gedetecteerd in stap 6 met een frequentie variërend 0,31-3,77 min -1, afhankelijk van het individu en de aard van contractie. In stap 9, werden relatief weinig spontane contracties van korte duur waargenomen in de middendarm. Tijdens de climax van de metamorfose, contracties in de maag opgetekend in alle personen, in tegenstelling tot stadium 6 wanneer motiliteit in de vermoedelijke maag alleen werd waargenomen bij een larve. De rectale contractie (of ontlasting reflex) was een mengsel van retro- en anterograde contracties werden waargenomen in beide trappen 6 en 9 met gelijke frequentie in de meeste individuen geanalyseerd. Figuur 7 GI-tract beweeglijkheid in Heilbot larven in stadium 6 en 9. retrograde en anterograde golfbewegingen (propageren contracties) worden aangegeven door een stippellijn. Deze golven ontstaan van gebied A naar B; en vanuit pyloric sluitspier (vertegenwoordigd door twee rode pijlen *) tot gebied B en vice-versa
. A en B vormen de belangrijkste gebieden waar fasische contracties optreden. st: maag /vermoedelijke maag; MG1: midgut regio 1; Mg2: midgut regio 2; hg: hindgut; r: rectale gebied. Schaal bar = 1 mm
Tabel 3 GI-tract beweeglijkheid patronen -. Kwantificering
Maag
Midgut 1
Midgut 2
einddarm
rectale gebied
teelt-
Fasische
teelt-
Fasische
larve
n
Frequency (min-1)
n
Frequency (min-1)
n
Frequency (min-1 )
n
Frequency (min-1)
n
Frequency (min-1)
n
Frequency (min-1)
n
Frequency (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
etappe 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
Teeltmateriaal en fasische contracties worden vermeld voor midgut 1 en middendarm 2 regio's. De frequentie is het aantal contracties geregistreerd (n) per min.
* Niet mogelijk om fasische en propageren wave contracties kwantificeren. De getroffen GI-tract segmenten waren constant (tonic) gecontracteerd gedurende de gehele observatieperiode (zie Aanvullende bestandsinformatie 7).
Discussie
In alle altricial-gastric species, het maag-darmkanaal ondergaat dramatische verbouwing tijdens de TH-driven metamorfose . Het GI-tract verandert van een eenvoudige buisvorm in een complexere structuur gevouwen. Op hetzelfde moment dat de maag wordt een afzonderlijk compartiment en blijft zijn meerdere functies verwerven door metamorfose. Er zijn verrassend weinig studies naar en integratie van de anatomische en functionele veranderingen in het maagdarmkanaal in verband met deze TH-driven event. In amfibieën zoals Xenopus
, het is bekend dat THs induceren GI-tract remodeling leidt tot intestinale verkorten en de ontwikkeling van de crypten en villi [35-37]. [25].