Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Клеточная биология.
Человеческий малый кишечник – важнейший орган, обеспечивающий всасывание питательных веществ и витаминов из пищи. Его длина составляет в среднем 6 метров, и он покрыт миллионами ворсинок, разделённых криптами. Эти ворсинки представляют собой крошечные выросты, значительно увеличивающие поверхность пищеварительного тракта. Ворсинки постоянно взаимодействуют не только с важными молекулами, такими как жиры и витамины, но и с богатой микробной средой, характерной для пищеварительной системы и содержащейся в ней микробиомы. Новое исследование подчеркнуло множество жизненно важных функций ворсинок малого кишечника у людей, включая предотвращение инфекций.
Изучение различных частей человеческой анатомии является сложной задачей, так как мы редко имеем возможность видеть или анализировать глубокие участки человеческого тела, если только не происходит что-то серьёзное, требующее хирургического вмешательства или других процедур. Например, учёные редко имеют доступ к здоровым и длинным участкам человеческого кишечника, которые обычно не удаляются во время операций. До настоящего времени исследователи вынуждены были полагаться на модели мышей для таких исследований.
Однако новое исследование, опубликованное в журнале Nature, описывает детальную карту человеческого малого кишечника, используя ткани, полученные в ходе медицинских процедур, связанных с поджелудочной железой. В этих операциях Виппла удаляются часть малого кишечника, называемая двенадцатиперстной кишкой, вместе с головкой поджелудочной железы из-за заболевания. Несмотря на повреждение тканью поджелудочной железы, кишечная часть считается здоровой.
Эти образцы были проанализированы с использованием технологий, которые могут оценивать не только уровни экспрессии генов, но и места их экспрессии в тканях. Эта технология называется пространственной транскриптомикой.
Исследование также раскрыло больше о функциях малого кишечника. Учёные давно знали, что всасывание и транспорт жиров в кровь могут задерживаться на срок до двух дней, чтобы предотвратить резкие скачки уровня жиров в крови. Жиры извлекаются из пищи и затем оборачиваются в разные капли жира ворсинками, или маленькими выростами кишечной ткани. Эти заключённые в капли жиры загружаются на транспортную систему, которая перемещает их через лимфатическую систему к кровеносным сосудам. Они далее мигрируют по всему телу для хранения. Это исследование продемонстрировало, что переваривание жиров в человеческом малом кишечнике напоминает конвейер.
Подобный процесс конвейера задействован в регуляции железа. Железо всасывается на дне ворсинок кишечника, в криптах. Когда клетки достигают вершин ворсинок, они могут либо высвободить железо в кровь, либо удерживать его до своей гибели в кишечной полости.
Также было показано, что вершины ворсинок выделяют антимикробные пептиды, которые могут атаковать бактерии и сигнализировать иммунной системе о помощи. Вершины ворсинок полны иммунных клеток, способных вызывать воспаление.
Ворсинки обычно описываются как выросты, напоминающие пальцы, но это исследование показало, что они также имеют ветвления, которые выходят от выростов. Ранее это наблюдалось только в случаях рака, но теперь оказалось, что поверхность здорового кишечника также увеличивается за счёт здорового ветвления, улучшая всасывание. На видео можно увидеть эти ветвящиеся ворсинки.
Теперь исследователи смогут сравнить эти результаты и данные с образцами кишечника, взятыми в случаях заболеваний или патологии. Дополнительная работа может предоставить множество новых сведений о состояниях, влияющих на малый кишечник и ухудшающих его работу.
Источники: Medical Express и Институт науки Вейцмана, Nature
Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Клеточная биология.