Flinders research uncovers how enteric nervous system in the gut communicates with the brain

Die Forschung von Flinders deckt auf, wie das enterische Nervensystem im Darm mit dem Gehirn kommuniziert

Wie das „zweite Gehirn“ – das enterische Nervensystem in unserem Darm – mit unserem ersten Gehirn kommuniziert, war bisher eine der herausforderndsten Fragen, mit denen sich enterische Neurowissenschaftler konfrontiert sahen.

Bildnachweis: Flinders University

Neue Forschungen der Flinders University haben herausgefunden, wie spezialisierte Zellen im Darm sowohl mit dem Gehirn als auch mit dem Rückenmark kommunizieren können, was bisher ein großes Rätsel geblieben war.

„Die Darm-Hirn-Achse besteht aus einer bidirektionalen Kommunikation zwischen Gehirn und Darm, die emotionale und kognitive Zentren des Gehirns mit peripheren Darmfunktionen verbindet“, sagt Studienautor Professor Nick Spencer vom College of Medicine and Public Health.

„Jüngste Fortschritte in der Forschung haben die Bedeutung der Darmmikrobiota für die Beeinflussung dieser Signalwege beschrieben, aber wir mussten noch herausfinden, wie die Kommunikation funktioniert.“

Die Studie, veröffentlicht im Amerikanisches Journal für Physiologieenthüllt eine bahnbrechende Entdeckung darüber, wie enterochromaffine Zellen mit sensorischen Nervenenden kommunizieren.

„Innerhalb der Darmwand liegen spezialisierte Zellen, sogenannte enterochromaffine (EC) Zellen, die Hormone und Neurotransmitter als Reaktion auf bestimmte Reize produzieren und freisetzen, die beim Essen aufgenommen werden“, sagt Professor Spencer.

„Diese EC-Zellen setzen den Großteil des Serotonins in den Körper frei, daher hat unsere Studie einen wichtigen Hinweis darauf geliefert, wie die Nahrung, die wir essen, die Freisetzung von Serotonin stimuliert, das dann auf die Nerven einwirkt, um mit dem Gehirn zu kommunizieren.

„Es gibt einen direkten Zusammenhang zwischen dem Serotoninspiegel in unserem Körper und Depressionen und wie wir uns fühlen. Daher ist es von großer Bedeutung zu verstehen, wie die EC-Zellen des Darms mit dem Gehirn kommunizieren.“

Das Team machte die Entdeckung mit einer in seinem Labor entwickelten neuronalen Tracing-Technik, die nirgendwo sonst auf der Welt verwendet wird und es ihnen ermöglicht, die sensorischen Nervenenden zum ersten Mal klar in der Darmwand zu sehen.

Das war bisher nicht möglich, weil im Darm so viele andere Arten von Nerven vorhanden waren – das ist wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen.“

Professor Nick Spencer, Studienautor, College of Medicine and Public Health

Die Technik ermöglichte den Forschern zu sehen, dass EC-Zellen wahrscheinlich Substanzen durch einen Diffusionsprozess freisetzen, der dann auf die sensorischen Nerven einwirkt, die mit dem Gehirn kommunizieren. Entgegen einiger Vermutungen wurde keine direkte physikalische Verbindung zwischen den EC-Zellen und sensorischen Nervenenden gefunden.

„Der Darm ist das einzige Organ mit einem eigenen Nervensystem, bekannt als das enterische Nervensystem oder das zweite Gehirn. Wir verstehen jetzt besser, wie das „zweite Gehirn“ mit dem „ersten Gehirn“ kommuniziert“, sagt Professor Spencer.

Der Artikel „Die Darm-Hirn-Achse: räumliche Beziehung zwischen spinalen afferenten Nerven und 5-HT-enthaltenden enterochromaffinen Zellen in der Schleimhaut des Mauskolons“ von Kelsi N. Dodds, Lee Travis, Melinda A. Kyloh, Lauren A. Jones, Damien J Keating und Nick J. Spencer wird in veröffentlicht American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. DOI: 10.1152/ajpgi.00019.2022.

Die Studie wurde vom National Health and Medical Research Council und dem Australian Research Council unterstützt.

Quelle:

Zeitschriftenreferenz:

Dodds, KN, et al. (2022)Die Darm-Hirn-Achse: räumliche Beziehung zwischen spinalen afferenten Nerven und 5-HT-enthaltenden enterochromaffinen Zellen in der Schleimhaut des Mausdarms. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. doi.org/10.1152/ajpgi.00019.2022.

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