يقوم العلماء برسم خرائط للمسارات العصبية التي تؤدي إلى القيء بعد تناول طعام ملوث

يقوم العلماء برسم خرائط للمسارات العصبية التي تؤدي إلى القيء بعد تناول طعام ملوث

في معظم الحالات، وجود السموم في الطعام يمكن أن يسبب الغثيان والقيء. هذه دفاعات جسدية تهدف إلى تقليل مدة التعرض للسموم. إن المسارات التي يكتشف الدماغ من خلالها وجود مثل هذه السموم ويتزامن مع آليات الدفاع المختلفة لا تزال غير مفهومة بشكل جيد.

يتعلم: محور الأمعاء والدماغ لتفاعلات الدفاع الناجمة عن السموم.مصدر الصورة: Drawlab19 / Shutterstuck.com

واحدة جديدة خلية تصف مقالة في إحدى المجلات نظامًا يتم من خلاله تنسيق مسارات الأمعاء والدماغ مع دوائر الدماغ لتحفيز هذه الاستجابات الدفاعية. يتضمن ذلك مجموعة من الخلايا العصبية تسمى Htr3a+ والتي تعمل على المركب المبهم الظهري (DVC) لتسبب القيء وتجنب منعكس بعض الأذواق.

تشير نتائج الدراسة إلى أن هذه التفاعلات تنجم عن العلاج الكيميائي والتسمم الغذائي، حيث تعمل هذه السموم من خلال مجموعة مشتركة من الدوائر.

مقدمة

يتضمن التقيؤ والتقيؤ استجابات حركية يتم تحفيزها بشكل انعكاسي، على الرغم من أن الدماغ يبدأها. ويصاحبها الشعور بالغثيان، مما يساعد الشخص على التعرف على المادة السامة لتجنبها في المستقبل. تُعرف هذه الظاهرة باسم تجنب التذوق المشروط (CFA).

يعد الغثيان والقيء من أكثر الآثار الجانبية شيوعًا للعلاج الكيميائي. وقد أدى هذا إلى بحث مكثف في الآلية التي تنشأ بها هذه التفاعلات. اقترحت بعض الدراسات أن محور الأمعاء والدماغ هو السبب الكامن وراء كلا التفاعلين عندما يتعرض الجسم للسموم المعوية أو دواء العلاج الكيميائي.

إن عملية قطع المبهم وكذلك استخدام حاصرات مستقبل 5-هيدروكسي تريبتامين 3 (5-HT3R) ومستقبل النيوروكينين 1 (NK1R) تمنع بنجاح كل من القيء والغثيان. ومع ذلك، فإن هذا يترك العديد من الأسئلة دون إجابة، بما في ذلك الخلايا المعنية، وإسقاطاتها، والإشارات الجزيئية التي تتوسط هذه الاستجابة.

عن الدراسة

تستخدم الدراسة الحالية فئران المختبر للإجابة على مثل هذه الأسئلة. على الرغم من أن الفئران لا تظهر استجابة مقيئية للمقيئات، إلا أنها يمكن أن تظهر تجنبًا مشروطًا للذوق ويبدو أنها تتقيأ، مما يجعلها نموذجًا حيوانيًا مناسبًا.

تم تعريض الفئران للسموم المعوية العنقودية A (SEA)، والتي تسبب التسمم الغذائي والقيء. وقد وجد أن هذا يؤدي إلى استجابة غريبة لفتح الفم تدوم حوالي خمس مرات أطول، بالإضافة إلى امتداد أوسع للفك مقارنة بالاستجابات التلقائية. كان هذا يشبه سلوكًا يشبه الاختناق وكان مصحوبًا بنتائج تخطيط كهربية العضل المتزامنة للحجاب الحاجز وعضلات البطن.

على الرغم من أن هذه الاستجابات هي استجابات شهيق وزفير، على التوالي، إلا أنها أظهرت رشقات نارية متزامنة من النشاط، على النقيض من النشاط المتناوب النموذجي للتنفس الطبيعي في الفئران. علاوة على ذلك، أثناء هذا العمل العضلي، أظهر الحجاب الحاجز نشاطًا أكثر قوة وسرعة خلال مرحلة الفتح مقارنةً بمرحلة إغلاق الفم، مما يدعم الفرضية القائلة بأنه نوع من سلوك الاختناق.

تسبب SEA أيضًا في تحفيز CFA في الفئران، مع تقليل كل من CFA والتهوع بواسطة جرانيسيترون، وهو خصم 5HT3R، وCP-99994، وهو مانع NK1R. يشير هذا إلى أن SEA يعمل من خلال دوائر تتضمن هذه المستقبلات.

نتائج الدراسة

وكما أشارت الأبحاث السابقة، وجد العلماء أن العصب المبهم يتوسط القيء استجابة للسموم. علاوة على ذلك، فإن قطع الفروع الحجابية للعصب المبهم على كلا الجانبين قلل بشكل كبير من الإسكات وCFA في الفئران.

الأجسام المضادة الكتاب الإلكتروني

تجميع لأهم المقابلات والمقالات والأخبار من العام الماضي. تنزيل نسخة مجانية

باستخدام أساليب وضع العلامات الجينية، تم تحديد عدد من الخلايا العصبية Hrt3a+. تحمل هذه الخلايا العصبية الحسية المبهمة إشارات تحفزها السموم عندما تواجه خلايا معوية كرومافينية. تصل هذه الإشارات في النهاية إلى الخلايا العصبية Tac1+ في DVC.

تسبب التعطيل الكيميائي للخلايا العصبية DVC في تقليل الاختناق استجابةً لـ SEA. تشير هذه النتائج إلى وجود محور الأمعاء والدماغ الذي يتوسط التهوع الناجم عن SEA وCFA.

تم تنشيط أكثر من ثلث الخلايا العصبية DVC Tac1 + بواسطة SEA. من المعروف أن هذه الخلايا العصبية تنتج ناقلات عصبية مثل الغلوتامات والببتيدات العصبية المحددة المشفرة بـ Tac1+.

ترتبط الببتيدات العصبية المحددة المشفرة بـ Tac1+ بـ NK1R، وهي إشارة مهمة للقيء، مما يدعم النظرية القائلة بأن هذه البروتينات، مثل الغلوتامات، هي مفتاح الغثيان والتهوع عندما يتعرض الحيوان لـ SEA. لم يتم العثور على هذا مع الخلايا العصبية DVC الأخرى أو غيرها من العوامل المقيئة مثل كلوريد الليثيوم.

تم العثور على مسار طويل بمشبك واحد يربط مباشرة الخلايا العصبية Tac1+ مع الخلايا العصبية الحسية المبهمة Hrt3a+ المحددة على نفس الجانب ومناطق متعددة في الدماغ. يبدو أن هذه الخلايا العصبية المبهمة تستجيب لـ 5-HT من الخلايا المعوية، مع وجود النهايات العصبية لـ 5-HT على مقربة من الخلايا المعوية. علاوة على ذلك، من المحتمل أن تتوسط الخلايا المعوية كرومافين في الاستجابة الانتقائية لـ SEA.

تشكل دائرة Tac1+-Hrt3a+-enterochromaffin مسار الأمعاء والدماغ الذي يتوسط الغثيان الدفاعي والقيء والتهوع استجابة لـ SEA. تحدد الخلايا العصبية Tac1+ مدة وشدة كل حركة اختناق استجابةً للإشارات المنقولة بواسطة الخلايا العصبية الحسية المبهمة Hrt3a+ في القناة الهضمية.

أدى تحفيز هذه الخلايا العصبية بواسطة الإشارات الضوئية الوراثية إلى سلوك يشبه الاختناق بطريقة تعتمد على الجرعة. تم تأكيد ذلك من خلال التنشيط الكيميائي المؤدي إلى CFA.

"تشير هذه البيانات إلى أن تنشيط الخلايا العصبية Tac1 + DVC يكفي لتحفيز الاستجابات الدفاعية لدى الفئران."

تتجه الخلايا العصبية DVC إلى مناطق مختلفة من الدماغ اعتمادًا على موقعها في DVC. ونتيجة لذلك، تسببت مجموعات فرعية مختلفة في التهوع الانتقائي أو CFA استجابة للاستغلال الجنسي والاعتداء الجنسي.

في الواقع، أكد التنشيط الكيميائي أن كل من هذه الاستجابات كانت انتقائية لمجموعة فرعية محددة. ويتم تمثيلها بواسطة مسارات تشوير Tac1+ DVC-rVRG وDVC-LPB، على التوالي.

قد يكون السبب الأول هو تجنيد الخلايا العصبية التنفسية، مما يؤدي لاحقًا إلى استجابات تشبه الكمامة. والثاني قد يشمل الخلايا العصبية CGRP + التي تتوسط تعلم النفور المشروط من التذوق (CTA)، مما يسبب CFA.

يبدو أيضًا أن الخلايا العصبية Tac1 + تساهم في استجابات تشبه الاختناق واستجابات CFA الناجمة عن العلاج الكيميائي، مع نفس انتقائية الاستجابة التي لوحظت في مجموعات فرعية مختلفة من الخلايا العصبية بعد الحقن داخل الصفاق لعقار العلاج الكيميائي دوكسوروبيسين.

ومن المثير للاهتمام أن التجارب المختبرية اقترحت تنشيطًا غير مباشر للدورة الدموية الدماغية بواسطة SEA والدوكسوروبيسين، حيث أن التعرض المباشر لهذه السموم لم ينشط الخلايا الأنفية المعوية (NG) أو الخلايا المعوية. يبدو أن السموم تعمل عن طريق إحداث الالتهاب، مما يؤدي إلى إطلاق الإنترلوكين 33 (IL-33). يرتبط جزيء الإنذارين هذا بمستقبله الموجود على الخلايا المعوية، مما يتسبب في إطلاق 5HT، الذي يحفز الخلايا الحسية المبهمة.

ما هي الآثار؟

تشير الدراسة الحالية إلى وجود مسار إشارات الأمعاء والدماغ الذي يتوسط القيء والغثيان الناجم عن السموم من خلال نظامين مختلفين من دوائر الدماغ في الفئران. ومن خلال طرد الطعام من المعدة، تحمي هذه التفاعلات المضيف من السموم الموجودة في الطعام.

تم الكشف عن وجود خلايا Tac1+، وهي مجموعة فرعية من خلايا DVC التي تعتبر أساسية لهذه الدفاعات التي يسببها السموم. وقد تشارك أيضًا مجموعة فرعية أخرى من الخلايا المعروفة باسم الخلايا العصبية AP في هذه الاستجابات.

ينبغي إجراء المزيد من الدراسات لمعرفة سبب السلوك الشبيه بالاختناق المتبقي بعد استئصال التعصيب المبهم الحجابي، والذي قد يكون بسبب دور الأعصاب الشوكية الصادرة. لا يزال يتعين أيضًا دراسة تأثيرات استئصال جينات متعددة في مجموعة الخلايا العصبية Tac1 + على الدفاع الناجم عن السموم.

مرجع:

• Xie, Z., Zhang, X., Zhao, M., et al. (2022). Die Darm-Hirn-Achse für Toxin-induzierte Abwehrreaktionen. Zelle. doi:10.1016/j.cell.2022.10.001.

.