Как наш кишечник, длина которого может составлять не менее 15 футов, правильно помещается внутри нашего тела? По мере того, как наша пищеварительная система растет, кишечная трубка проходит серию резких петель и вращений, чтобы упаковать удлиняющийся кишечник. Неспособность кишечника правильно вращаться во время развития приводит к распространенной, но плохо изученной врожденной аномалии, называемой мальротацией кишечника.
Теперь в исследовании, опубликованном в журнале Development , ученые из Университета штата Северная Каролина обнаружили потенциальную причину этого опасного для жизни состояния.
Неправильная ротация кишечника встречается у 1 из 500 новорожденных, но основные причины до конца не изучены. Чтобы выяснить, почему революция кишечника может пойти не так, ученым необходимо сначала понять вращение кишечника во время нормального развития — сложный процесс, который до сих пор ставит биологов в тупик.
Команда ученых под руководством доктора Нанетт Насконе-Йодер решила использовать хорошо зарекомендовавшую себя систему на лягушках .
«Позвоночные животные, лягушки и люди имеют общего предка и имеют много схожих анатомических особенностей, включая кишечник , который вращается против часовой стрелки», — объяснил доктор Насконе-Йодер.
«Поскольку эмбрионы лягушки развиваются всего за несколько дней и легко доступны экспериментально, они позволяют нам быстро проверять новые гипотезы о том, как и почему развитие нарушается во время мальротации».
«Эмбрионы лягушки развиваются в чашке Петри и прозрачны во время развития кишечника, поэтому их можно подвергать воздействию лекарств или химикатов окружающей среды для выявления веществ, способных вызывать мальротацию», — сказал доктор Насконе-Йодер.
Одним из соединений, проверенных командой, был гербицид атразин . Они обнаружили, что воздействие атразина значительно увеличивает частоту вращения кишечника лягушки в обратном (по часовой стрелке) направлении, и решили сосредоточиться на атразине для дальнейшего изучения мальротации кишечника.
Доктор Юлия Гржимковски, руководившая экспериментальной работой этого исследования, обнаружила, что воздействие атразина нарушает метаболизм (химические реакции, обеспечивающие энергию для биологических процессов ) у эмбрионов лягушек. Метаболический дисбаланс у эмбрионов нарушил ряд клеточных процессов в кишечнике: клетки не могли расти, делиться и перестраиваться должным образом, чтобы обеспечить правильное удлинение и вращение кишечника.
«Хотя мы обнаружили, что атразин вызывает мальротацию у лягушек, эти результаты не обязательно означают, что этот гербицид вызывает мальротацию у людей, потому что в нашем исследовании головастики подвергались воздействию в 1000 раз более высоких доз, чем обычно обнаруживаются в окружающей среде». подчеркнул доктор Насконе-Йодер.
«Но наши результаты убедительно свидетельствуют о том, что нарушение тех же клеточных метаболических процессов, на которые влияет атразин, например, посредством воздействия других химических веществ в окружающей среде и/или генетических вариаций, влияющих на метаболизм, может способствовать нарушению ротации кишечника у людей».
Это исследование только начинает разгадывать, что происходит во время эмбрионального развития и приводит к мальротации кишечника. Команда доктора Насконе-Йодера надеется расширить эту работу. «Наши результаты открыли новые возможности для изучения основных причин этой распространенной врожденной аномалии. Теперь мы начинаем глубже погружаться в клеточные события, которые координируют сложный процесс удлинения и вращения кишечника».
