Исследование может привести к новым методам лечения нарушений глотания
Для многих людей с нарушениями моторики пищевода, такими как дисфагия, акт глотания может быть затруднен или даже болезнен. Эти расстройства, вызванные такими состояниями, как гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ), дегенеративными заболеваниями (например, болезнью Паркинсона) и старением, могут приводить к обезвоживанию, недоеданию, пневмонии и удушью. Они затрагивают качество жизни примерно полумиллиона американцев ежегодно и до одного из пяти человек старше 50 лет.
Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports учеными из Колледжа и Высшей школы искусств и наук Университета Вирджинии (UVA) и Школы медицины UVA, идентифицирует уникальный генетический отпечаток нервных клеток, управляющих моторной функцией пищевода. Это открывает новый подход к лечению расстройств моторики пищевода.
Исследование под руководством аспирантки Татьяны Коверделл изначально было попыткой идентифицировать нейронные пути от мозга, контролирующие частоту сердечных сокращений. Ученые сосредоточились на области заднего мозга в нижней части ствола мозга — nucleus ambiguus. В процессе поиска специфического пути к сердцу они обнаружили особый подтип нейронов, контролирующий аксоны (нервные волокна), ведущие к пищеводу. Активация этих нейронов вызывает сокращения пищевода.
«Многие наши проекты начинаются с создания списка частей для конкретной области мозга», — сказал профессор биологии Джон Кэмпбелл. — «Мы хотим знать все различные клетки, которые составляют эту область, и что они делают... Чтобы выяснить это, мы смотрим, куда каждый тип клеток посылает свои аксоны, потому что это говорит нам, какой орган он контролирует».
Современные методы терапии расстройств пищевода включают стимуляцию блуждающих нервов — основной нервной системы, контролирующей непроизвольные функции организма («отдых и переваривание»). Однако этот путь также контролирует широкий спектр других функций (кардио-респираторные, пищеварительные), и такая терапия может вызывать множество нежелательных эффектов.
«Блуждающий нерв — это супермагистраль информации между всеми вашими внутренними органами и мозгом... Но когда вы его стимулируете, вы активируете всё: все эти различные пути между мозгом и другими связанными органами», — отметил Кэмпбелл. — «Более целенаправленный подход, влияющий только на моторную функцию пищевода, позволил бы сделать эти терапии более точными».
Ученые привлекли нейрофизиолога Стивена Эбботта для характеристики функции обнаруженных клеток.
«Это открытие имеет большое клиническое значение, поскольку позволяет нам более специфично воздействовать на пищевод, а не на всю область, вызывая множество побочных эффектов», — сказала Коверделл.
«Теперь у нас есть полный профиль экспрессии генов для этих пищеводных мотонейронов», — добавил Кэмпбелл. — «Мы знаем все рецепторы, которые они экспрессируют, все нейропептиды и другие сигналы... любой из них может быть фармакологической мишенью в лечении расстройства моторики пищевода. Это также дает нам доступ ко всей нейронной цепи, контролирующей глотание».
Эбботт согласен, что открытие будет иметь значительные последствия для медицины, особенно с учетом старения населения США.
«Возможность идентифицировать и изучать нервные клетки, контролирующие функцию пищевода, позволяет нам исследовать проблемы нарушений моторики пищевода, и мы надеемся, что это будет способствовать улучшению методов лечения этих расстройств, распространенных среди пожилых людей», — сказал Эбботт.