Onderzoekers brengen directe verbinding tussen de darmen en de
hersenen in kaart
Nieuw ontdekt systeem van signalen bij
verzadigingsgevoel kan virussen toegang geven tot het zenuwstelsel.
Na elk van de overvloedige maaltijden die je
tijdens de feestdagen hebt gegeten gaven de epitheelcellen van uw
maag en darmen hormonen vrij in de bloedbaan om de hersenen te
signaleren dat je genoeg had en moest stoppen met eten.
Onderzoekers aan de Duke University hebben nu een
ander systeem gevonden, een cel-tot-cel verbinding tussen de darmen
en het zenuwstelsel dat directer is dan de afgifte van hormonen in
het bloed.
Het nieuw systeem kan het inzicht van de
onderzoekers veranderen over ons gevoel van verzadiging en hoe dat
gevoel kan worden beïnvloed door een maag-bypass operatie. De
bevindingen, die op 2 januari 2015 werden gepubliceerd in Journal of
Clinical Investigation, werpen ook licht op een potentieel nieuw
mechanisme dat voedselgerelateerde virussen toegang geeft tot de
hersenen.
"De studie ondersteunt het idee dat er een echte
biologie van buikgevoelens zou kunnen zijn", zegt Diego Bohórquez,
een assistent professor in de geneeskunde aan de Duke. "Zodra
voedsel contact heeft met de darmwand weten de hersenen in real-time
wat er gaande is in de darm," zei Bohórquez, die de studie als
postdoctoraal onderzoeker leidde in het labo van Dr. Rodger Liddle,
professor in gastro-enterologie.
Enkele jaren geleden ontwikkelde Liddle’s team
methoden om een type cel, gevonden verspreid over de darmwand van
muizen dat opmerkelijk overeenkomt met een neuron, te visualiseren.
Hoewel de cellen een normale vorm hebben aan de oppervlakte is de
onderzijde voorzien van een lange arm.
"De vraag was, waarom zou een cel die wordt
verondersteld om gewoon hormonen vrij te geven, een arm nodig
hebben? Er moest een reden voor zijn,” zei Bohórquez.
Bijgenaamd 'neuropods,' worden deze speciale armen
gevoed door ondersteuningscellen bekend als gliacellen die
samenwerken met neuronen op het moment dat ze worden betrokken in
een neuronaal circuit.
In de nieuwe studie hebben de onderzoekers de
contacten van de neuropods meer in detail getraceerd en gevonden dat
ze heel dicht komen bij de individuële zenuwvezels, maar niet bij de
bloedvaten, in de dunne en dikke darm. Zij vonden dat ongeveer 60%
van de neuropods sensorische neuronen contacteren, wat het idee
ondersteunt dat zij een functie hebben in het buikgevoel.
De groep ging nog een stap verder, waaruit blijkt
dat neuropods en neuronen niet alleen met elkaar in contact komen,
maar zich zelfs verbinden. In een schotel legden sensorische
neuronen, geïsoleerd van de hersenen op een cellulaire schaal van
ongeveer een half voetbalveld afstand, contact met een neuropod.
"Voor ons was dat een point of no return", zei
Bohórquez. "Het toonde ons dat deze cellen weten hoe dichter te
komen bij neuronen," maar hoe precies is onduidelijk. De verbinding
was vooral verrassend omdat niemand ooit deze cellen had gekweekt in
volledige afzondering van hun buren, voegde hij eraan toe.
Neuropods bevatten veel van dezelfde technieken
voor het verzenden en ontvangen van signalen als neuronen. De
onderzoekers probeerden de darmen van muizen te infecteren met een
gehandicapte versie van het rabiësvirus, dat door het lichaam
beweegt door het infecteren van neuronen. Het virus wordt
routinematig gebruikt als een prototype hulpmiddel voor het
visualiseren van verbindingen tussen neuronen.
Het was een sprong in het diepte, zei Bohórquez,
maar het werkte. Een week na de introductie van het virus waren
alleen de cellen met neuropods besmet.
"Dat biedt een traject waar rabiës kan gaan van
het intestinaal lumen naar het zenuwstelsel," zei Rodger Liddle, die
lid is van het Duke Institute for Brain Sciences. "Het betekent dat
men wellicht hondsdolheid kan krijgen door het eten van
hondsdolheid. Misschien is dit een traject waarbij andere virussen
het zenuwstelsel zouden kunnen infecteren."
De nieuwe studie concentreerde zich op
verbindingen tussen neuropods en neuronen rond de darmen, maar het
team is nu bezig om het hele pad van de darm naar de hersenen bloot
te leggen.
Bron: http://www.duke.edu
Vertaling: Andre Teirlinck
