Как работает энтеральная нервная система во время перистальтики

Многие органы позвоночных имеют мышечный слой, который ритмично проталкивает жидкость. К ним относятся лимфатические и некоторые кровеносные сосуды, включая воротную вену, мочеточники и мочеиспускательный канал, а также желудочно-кишечный тракт (ЖКТ). В отличие от других органов, ЖКТ обладает собственной нервной системой, получившей название энтеральная нервная система (ЭНС). Иногда говорят, что она была «первый мозгом», который появился задолго до головного мозга человека.

Долгое время ученые пытались понять, как взаимодействуют между собой разные классы нейронов в составе ЭНС. Группа исследователей под руководством профессора Ника Спенсера из университета Флиндерса (Аделаида, Австралия) изучила нервную активность в ЭНС, которая обеспечивает продвижение пищи по кишечнику.

Авторы использовали разработанный ранее метод, который позволяет отследить, как распространяются электрические импульсы в гладкой мускулатуре кишечника при изменении его диаметра. Модельным объектом был изолированный кишечник мыши.

Ученые выявили механизм, за счет которого происходит продвижение содержимого кишечника. Крупные скопления восходящих и нисходящих интернейронов генерируют ритмичные импульсы с частотой около 2 Гц. Они управляют возбуждающими и тормозными моторными нейронами, которые находятся как в оральном, так и аборальном направлении от места сокращения кишечника.

Несмотря на временную скоординированную активацию моторных нейронов, гладкие мышца кишечника не сокращаются одновременно. Это объясняется тем, что в месте сокращения генерируются тормозные сигналы, которые ингибируют сократительную активность гладких мышц в аборальном направлении.

Таким образом, перистальтика осуществляется за счет совместной работы нескольких классов нейронов, которые одновременно инициируют и ингибируют сокращение гладкой мускулатуры кишечника. Тем не менее, вопрос, как именно интернейроны генерируют сигналы с определенной частотой, остается открытым.