Det har vært kjent i flere tiår at hjernen og tarmen, som inkluderer mage og tarm, har et forhold som er avhengig av åpne kommunikasjonslinjer. Vitenskapelige studier har vist at signalering av tarm-hjerne styrer grunnleggende funksjoner; som en full mage som signaliserer at hjernen slutter å spise -; og har blitt involvert i utviklingen av komplekse tilstander, inkludert depresjon og autoimmun sykdom.
Og så er det våre egne bevisste erfaringer som inkluderer "å stole på tarmen vår, "når vi står overfor en tøff avgjørelse, blir kvalm av å se på dusjen Psykopat , eller føle sommerfugler når den enkelte går inn i rommet.
Nå har forskere ved University of Maryland at College Park konstruert et eksperimentelt tarm-hjerne-system i en laboratorieskål-; ofte referert til som en lab-on-a-chip-; å begynne å identifisere molekylene og signalveiene som disse separate, men gjensidig avhengige organsystemene kommuniserer med.
Dette er imponerende vev, kjemisk, og elektroteknikk. Teamet designet en brikke som kunne støtte flere vevstyper samtidig som den integrerte kjemiske og elektriske sensorer som på en pålitelig måte kunne fange opp den subtile signalen som skjer mellom vevene i sanntid. "
David Rampulla, PhD, Direktør for programmet i syntetisk biologi, National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB)
Den endelige chipdesignen inneholder det teamet beskriver som et transwell -system. Den har et eget rom for "mini-gut" som består av endotelceller som utgjør modellen til tarmforingen, og et eget rom for "mini-hjernen, "et modellnervesystem som består av buknerven som er dissekert fra en kreps.
Krepsnerven ble brukt fordi krepsen har vært en stiftemodell for studier av signalering av tarm-hjerne-akse. En væskeforbindelse mellom de to kammerene tillot bevegelse og overvåking av signalmolekyler.
Etter å ha designet og bygget sin tarm-hjerne-modell, forskerteamet utførte innledende tester. Et av de sentrale signalmolekylene som er kjent for å spille en sentral rolle i tarm-hjerne-signalering, er nevrotransmitteren serotonin. Teamet injiserte serotonin i toppen av tarmmodulen.
Sensorene i systemet indikerte at nevrotransmitteren med hell ble overført gjennom endotelcelleoverflaten til bunnen av endotelet der serotonin naturlig frigjøres i tarmen.
Innen millisekunder, elektriske sensorer oppdaget avfyring av nevroner i krepsnerven som indikerer at serotoninet raskt hadde diffundert inn i nervemodulen-; trofast gjengi de naturlige elektrofysiologiske responsene observert i dyreforsøk ved bruk av krepsemodellen.
Teamet er overbevist om at systemet deres vil tillate sanntidsovervåking av signalering mellom begge tarm-hjerne-aksevev samtidig for første gang uten at det er nødvendig å utføre invasive prosedyrer på mennesker eller dyr.
Fremtidige studier som er planlagt for systemet inkluderer å undersøke hvordan elektriske signaler fra kreftnerven forårsaker endringer i endotelceller som er assosiert med endotel dysfunksjon som resulterer i sykdom.
For eksempel, ved autoimmune sykdommer som irritabel tarm, det er en tynning av tarmendotelet som resulterer i endotel dysfunksjon og betennelse. Studier i det nye systemet kan være ekstremt verdifulle for å identifisere nevrokjemisk signalering involvert i sykdomsutvikling og veilede nye behandlingsmetoder for slike komplekse sykdommer.
Hva kan gammel avføring fortelle oss om utviklingen av det menneskelige tarmmikrobiomet?
Sterkt mikrobiom tidlig i livet knyttet til færre luftveisinfeksjoner
Tarmbakterier knyttet til sterkere muskler hos eldre mennesker
Rotavirus spiller en rolle i utviklingen av type 1 diabetes
Sammensetning og struktur av nasofaryngeal mikrobiom er relatert til alvorlighetsgraden av COVID-19 sykdom
Forskere henter ut et fullstendig menneskelig genom fra en tusenvis av år gammel "tyggegummi"
Tannkjøttsykdom og risiko for spiserør og magekreft
Amerikanske forskere har publisert sine nye funn om tannkjøttsykdom i et forskningsbrev i den siste utgaven av tidsskriftet Mage med tittelen, Tannkjøttsykdom, tanntap, og risiko for øsofageal og ga
Mikroplast identifisert i menneskelig avfall for første gang
En analyse av avføringsprøver fra mennesker tatt fra deltakere i åtte land har funnet at hver eneste prøve som ble testet inneholdt mikroplast og at opptil ni forskjellige plastmaterialer var tilstede
Gassdetekterende elektronisk pille for diagnose av gastrointestinale plager
Forskere fra RMIT University, Melbourne, har laget en elektronisk pille som kan oppdage spesielle gasser i tarmen og hjelpe leger med å diagnostisere gastrointestinale plager som irritabel tarm.