Nevrovitere sporer hjerne-til-tarmveier

Nevrovitere ved University of Pittsburgh Brain Institute har sporet nevrale veier som kobler hjernen til magen, gir en biologisk mekanisme for å forklare hvordan stress kan fremme sårutvikling.

Funnene, publisert denne uken i Prosedyrer fra National Academy of Sciences , bygge et vitenskapelig grunnlag for hjernens innflytelse over organfunksjonen og understreke viktigheten av hjerne-kroppsforbindelsen.

Inntil nå, forskning som undersøker tarm-hjerne-interaksjonen har i stor grad fokusert på tarmens innflytelse og dets mikrobiom på hjernen. Men det er ikke enveiskjørt gate; hjernen påvirker også magefunksjonen.

Pavlov demonstrerte for mange år siden at sentralnervesystemet bruker miljøsignaler og tidligere erfaringer for å generere forventede svar som fremmer effektiv fordøyelse. Og vi har lenge visst at hver økning i arbeidsledighet og tilhørende stress er ledsaget av en økning i dødeligheten av magesår. "

Peter Strick, Ph.D., Brain Institute vitenskapelig direktør og leder for nevrobiologi i Pitt

For å finne hjerneområder som styrer tarmen, Strick og hans medforfatter David Levinthal, M.D., Ph.D., assisterende professor i gastroenterologi, hepatologi og ernæring hos Pitt, brukte en stamme av rabiesvirus for å spore forbindelser fra hjernen til magen.

Etter å ha blitt injisert i magen til en rotte, virussporeren kom seg tilbake til hjernen ved å hoppe fra nevron til nevron -; bruker det samme trikset som rabiesvirus bruker for å infiltrere hjernen etter å ha kommet inn i kroppen gjennom en bit eller ripe -; for å avsløre hjerneområdene som utøver kontroll over magen.

Strick og Levinthal fant ut at det parasympatiske -; "hvile og fordøye" -; nervesystemet går tilbake fra magen, hovedsakelig til en hjerneområde kjent som rostralisula, som er ansvarlig for visceral sensasjon og følelsesregulering.

"Magen sender sensorisk informasjon til cortex, som sender instruksjoner tilbake til tarmen, "Strick sa." Det betyr at våre "magefølelser" ikke bare er konstruert av signaler fra magen, men også fra alle andre påvirkninger på rostralisula, som tidligere erfaringer og kontekstuell kunnskap. "

I motsetning, det sympatiske -; "slåss eller flykt" -; veier i sentralnervesystemet, som slår inn når vi er stresset, hovedsakelig spore tilbake fra magen til den primære motoriske cortex, som er sete for frivillig kontroll over skjelettmuskulaturen som beveger kroppen rundt.

Å identifisere disse nevrale veiene som forbinder hjernen og magen kan gi ny innsikt i vanlige tarmlidelser.

For eksempel, Helicobacter pylori infeksjon utløser vanligvis sårdannelse, men synkende signaler fra hjernebarken kan påvirke bakteriens vekst ved å justere magesekresjoner for å gjøre magen mer eller mindre gjestfri for inntrengere.

Disse innsiktene kan også endre klinisk gastroenterologi. Å vite at hjernen utøver fysisk kontroll over tarmen, gir leger en ny måte å nærme seg tarmproblemer.

"Flere vanlige tarmlidelser, som dyspepsi eller irritabel tarmsyndrom, kan ikke bli bedre med dagens behandlinger, "sa Levinthal, som også er gastroenterolog ved UPMC. "Resultatene våre gir kortikale mål som vil være kritiske for å utvikle nye hjernebaserte terapier som kan være nyttige for våre pasienter."

• Diagnose og behandling av alkoholfri fettleversykdom
• Global studie for å teste om antimalaria-legemiddel kan forhindre COVID-19 hos helsearbeidere