Rekaman kalsium (Ca2+) 3 dimensi langsung dibuat pada segmen jejunum utuh, kolon proksimal dan distal pada tikus yang mengekspresikan indikator Ca2+ yang dikodekan secara genetik (GCaMP6) dalam sistem saraf enterik (ENS). Di daerah kolon yang tidak terdistensi (serta segmen lainnya), Ca2+ intraseluler rendah dan neuron berespon secara simultan terhadap stimulus depolarisasi (KCl). Ketika distensi meningkat, Ca2+ intraseluler meningkat dan neuron merespons dalam gelombang melingkar. Pada kolon yang teregang penuh, respon saraf hilang. Distensi diintegrasikan oleh saluran ion mekanosensitif, termasuk saluran kalium teraktivasi kalsium KCa1.1 yang mengatur Ca2+ intraseluler di ENS. Di hadapan distensi, respons terhadap rangsangan depolarisasi (KCl dan veratridin), agonis reseptor nikotinik (DMPP) atau nutrisi luminal (hanya jejunum) hilang. Kredit: Jurnal Fisiologi (2023). DOI: 10.1113/JP284171
Peneliti University of Calgary merancang pencitraan baru dan sistem persiapan eksperimental, yang memungkinkan mereka merekam aktivitas sistem saraf enterik pada tikus. Teknik baru memungkinkan peneliti untuk merekam apa yang kadang-kadang disebut sebagai otak usus selama proses kompleks pencernaan dan pembuangan limbah.
“Cara melakukan eksperimen yang sangat berbeda ini memungkinkan kita untuk lebih memahami kompleksitas interaksi saraf yang mengatur dan mengoordinasikan respons sistem saraf usus,” kata Dr. Wallace MacNaughton, Ph.D., salah satu peneliti utama. “Ini membuka jalan baru bagi kita untuk memahami apa yang sebenarnya terjadi, dan itu akan membantu kita memahami penyakit dan gangguan gastrointestinal dengan lebih baik.”
Neuron, atau sel saraf, tertanam di dinding usus dengan tepat mengontrol gerakannya. Tim menggunakan tikus yang dikodekan secara genetik dengan label neon, sehingga neuron dalam sistem saraf usus akan “menyala”, bersinar hijau di bawah mikroskop, setiap kali neuron diaktifkan. Gambar-gambar tersebut sudah memberikan wawasan baru.
“Gelombang eksitasi di sekitar lingkar usus ini, dan perubahan rangsangan saraf, belum pernah terlihat sebelumnya,” kata Dr. Keith Sharkey, Ph.D., rekan peneliti utama. “Saat usus buncit, sirkuit saraf merespons dengan cara yang sama sekali berbeda dari saat usus dalam keadaan rileks.”
Studi tim adalah yang pertama menunjukkan, dalam persiapan usus yang utuh, peran distensi fisik usus dalam mengendalikan bagaimana seluruh jaringan saraf di usus dikoordinasikan. Temuan yang diterbitkan dalam Journal of Physiology mencakup instruksi tentang cara mereplikasi teknik yang digambarkan Sharkey sebagai menggabungkan teknologi dengan biologi.
“Kami ingin semua peneliti memiliki akses ke pendekatan ini,” kata Sharkey. “Memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang fisiologi usus sangat penting untuk dapat memahami apa yang terjadi jika usus tidak berfungsi dengan baik, dan untuk mengembangkan pengobatan yang efektif.”
Populasi neuron, arsitektur saraf, dan cara usus diatur hampir identik pada usus tikus dan usus manusia. Ini membuat kemungkinan besar proses serupa terjadi di usus manusia, kata para peneliti.
Gangguan gastrointestinal (GI), seperti sindrom iritasi usus besar dan penyakit Crohn, memengaruhi 10 hingga 20 persen populasi Amerika Utara dan menghabiskan biaya perawatan kesehatan miliaran dolar. Namun karena gangguan GI kurang dipahami, perawatan saat ini hanya bekerja untuk sebagian kecil pasien, mungkin kehilangan efektivitasnya dari waktu ke waktu, atau menyebabkan efek samping yang serius.
Sharkey dan MacNaughton sekarang berencana untuk menyelidiki bagaimana probiotik, peradangan dan infeksi bakteri mengubah kontrol dan koordinasi sistem saraf usus pada tikus.
“Ini memberi kami model yang dapat membantu kami menguji pendekatan baru untuk mengobati penyakit gastrointestinal pada orang di masa depan,” kata MacNaughton.
Informasi lebih lanjut: Jean-Baptiste Cavin et al, Distensi usus mengatur aktivitas saraf dalam sistem saraf enterik tikus dewasa, The Journal of Physiology (2023). DOI: 10.1113/JP284171
Disediakan oleh University of Calgary
Kutipan: Teknik pencitraan baru untuk gambaran yang lebih jelas tentang ‘otak di usus’ (2023, 15 Februari) diambil 15 Februari 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-02-imaging-technique-clearer-picture -brain.html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.