U kręgowców wiele pustych w środku narządów, takich jak naczynia limfatyczne, moczowody, niektóre naczynia krwionośne oraz części przewodu żołądkowo-jelitowego, zbudowane są z mięśni gładkich, które generują rytmiczne skurcze mające przepychać różne płyny na pewną odległość.
Wśród tych narządów to przewód pokarmowy jest wyjątkowy. Posiada bowiem własny, niezależny układ nerwowy, zwany jelitowym układem nerwowym (ang. enteric nervous system - ENS). Składa się z sieci dwóch odrębnych splotów nerwowych, w tym neuronów ruchowych, pobudzających i hamujących komórki mięśni gładkich, interneuronów (neurony umożliwiające komunikację pomiędzy innymi neuronami) oraz z unikalnej populacji wewnętrznych neuronów czuciowych. Ze względu na swoje skomplikowanie i praktyczną niezależność od centralnego układu nerwowego, a także z powodu bogactwa neuronów (to największe skupisko neuronów poza mózgiem), jelitowy układ nerwowy (ENS) nazywany jest "drugim mózgiem". Zajmuje się pilnowaniem, aby proces trawienia przebiegał prawidłowo.
Jak dokładnie działa jelitowy układ nerwowy?
Odpowiedzią na to pytanie zajęli się ostatnio naukowcy z Flinders University w Australii. W tym celu wykorzystali nagrania wideo o wysokiej rozdzielczości i przeanalizowali je, szukając śladów biologicznej aktywności elektrycznej. Do badań posłużyły im myszy.
Przyglądając się pracy jelita, a dokładniej okrężnicy, podczas przesuwania zawartości pokarmowej, naukowcy odkryli, w jaki sposób tysiące neuronów układu nerwowego jelit komunikują się ze sobą. Do tej pory nie bardzo było wiadomo, jak neurony są w stanie tak się połączyć, aby spowodować skurcz mięśni gładkich i przesunąć dalej na wpół płynną masę trawionego pokarmu.
- Okazało się teraz, że ten sam obwód nerwowy jest aktywowany zarówno podczas skurczów napędowych, jak i nienapędowych. To dla nas nowość - mówi jeden z autorów badania, neurofizjolog Nick Spencer.
- Zapisy elektrofizjologiczne mięśni gładkich wykazały pulsacyjne wystrzeliwanie pobudzających i hamujących bodźców nerwowo-mięśniowych nie tylko w proksymalnej części okrężnicy, lecz także w jej dystalnej części, na długo przed tym, jak przemieszczający się skurcz dociera do obszaru dystalnego (...). Zidentyfikowany mechanizm jest bardziej złożony, niż oczekiwano i znacznie różni się od sposobu przesuwania płynów wzdłuż innych pustych narządów zbudowanych z mięśni gładkich (np. naczyń limfatycznych), które wyewoluowały bez wewnętrznych neuronów - piszą naukowcy w artykule opublikowanym w czasopiśmie "Communications Biology".
Innymi słowy, jak podsumowują badacze, jelitowy układ nerwowy jest znacznie bardziej zaawansowany, niż myśleliśmy do tej pory. Składa się ze skomplikowanej sieci obejmującej dłuższy odcinek jelita i większą liczbę różnego typu neuronów pracujących w tandemie.
Australijscy naukowcy uważają, że ich odkrycie potwierdza hipotezę, że to jelitowy układ nerwowy (ENS) jest tak naprawdę "pierwszym mózgiem", ponieważ prawdopodobnie wyewoluował u zwierząt na długo przedtem, nim nasze mózgi rozrosły się do obecnej postaci.
Źródła: Communications Biology, ScienceAlert.com
