Спусковые механизмы для нормальных непосредственных сокращений мышечной ткани – так называемые клетки кардиостимулятора нервной системы. В определенном ритме и без любой внешней стимуляции, они испускают электрические импульсы, которые в конечном счете достигают гладкой мускулатуры стенки кишечника и заставляют их заключать контракт.
Хотя импульсы как таковые происходят собой, их частота и интенсивность, однако, подвергаются внешним влияниям. «Пример простого пресноводного полипа, Гидра показала нам, что бактериальная колонизация организма может затронуть сокращения своей пищеварительной впадины. Скорее всего, они делают так, модулируя основные сигналы кардиостимулятора», сказал профессор Томас Бош, глава исследования и представитель происхождения «Collaborative Research Centre (CRC) 1182 года и Функции Метаорганизмов». В отличие от других более сложных организмов, у Гидры нет кишечника в истинном значении слова.
Их простая полость тела принимает, среди других вещей, функции пищеварительного тракта; окружающая ткань также показывает типичные сокращения, связанные с более высоко развитым кишечником.Чтобы узнать, как перистальтика отрегулирована в пресноводных полипах, исследователи сравнили нормальную Гидру, у которой была типичная бактериальная колонизация с теми, которым удалили их микробиом полностью с антибиотическим коктейлем. В сравнении эти организмы без бактериальной колонизации – также называемый полипами без микробов – показали сокращение сокращений приблизительно половиной. В то же время ритм движений стал разрушенным, и некоторые разрывы между сокращениями были намного более длинными.
Таким образом отсутствие типичного микробиома в Гидре поставило под угрозу перистальтические движения в полости тела.В дальнейшем шаге ученые восстановили определенную бактериальную колонизацию в организмах без микробов. Первоначально, они ввели каждую из пяти наиболее распространенных бактериальных разновидностей, найденных в микробиоме Гидры индивидуально назад в стерильные полипы.
Оказалось, что эта отдельная бактериальная колонизация не имеет никакого ощутимого эффекта на частоту и выбор времени сокращений. Только совместная реинтродукция пяти главных представителей микробиома привела к отмеченному улучшению перистальтики, хотя даже тогда, образец сокращений не был полностью нормализован. Интересно, извлечение, созданное из бактерий колонизации, имело столь же положительное влияние.От них наблюдение Кильская исследовательская группа пришла к заключению, что только естественный микробиом Гидры – характеризуемый балансом между бактериальными существующими разновидностями – может играть важную роль кардиостимулятора в перистальтике.
Они обнаружили, что в этом случае определенные молекулы, спрятавшие бактериями, могут вмешаться в механизм управления клеток кардиостимулятора. По сути, бактериальные сигналы могут иметь решающий эффект на образец непосредственных перистальтических сокращений. «Мы смогли продемонстрировать впервые, что в нашем простом образцовом организме, у микробиома есть обязательная функция в частоте и выборе времени сокращений ткани», подчеркнул Bosch.Кроме того, пример эволюционно древнего образцового организма, Гидра показывает нам, что контроль жизненных процессов многоклеточных организмов их бактериальными симбионтами, уже порожденными очень рано в эволюции жизни, продолжал Bosch.
Эти инновационные результаты особенно многообещающие для медицинского исследования: «Фундаментальное объяснение сотрудничества между организмом и микробиомом в регулировании перистальтики будет в будущем помогать нам понять появление тяжелых болезней, которые являются результатом разрушенного движения кишечника», подвел итог Bosch.