«природа»: беспрецедентный взгляд на тонкий кишечник человека: исследования раскрывают секреты усвоения питательных веществ и предотвращения инфекций
2024-09-03
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
тонкая кишка – важный орган всасывания питательных веществ в организме человека, ее длина в среднем до 6 метров. внутренняя стенка образована миллионами ворсинчатых выступов, что значительно увеличивает площадь поверхности этого пищеварительного тракта. .каждая ворсинка тонкой кишки имеет длину всего от 0,5 до 1,5 мм, но экспрессия ее генов и метаболические функции сильно отличаются от крипт у ее корней, близких к внутренней стенке, до выступающих кончиков ворсинок.. в статье, недавно опубликованной в журнале nature, ученые из института науки вейцмана в израиле построили комплексную карту пространственного выражения, которая ясно продемонстрировалапространственная неоднородность ворсинок тонкой кишки взрослого человека。профессор шалев ицковиц, автор исследования, подробно проанализировал тонкий кишечник мышей в предыдущей работе и обнаружил, что клетки в разных относительных положениях на ворсинках тонкого кишечника выполняют разные функции. но по сравнению с мышами,анализировать кишечник человека гораздо сложнее, прежде всего потому, что трудно получить образцы.。в этом исследовании ученые в сотрудничестве с хирургами получили хирургически удаленную ткань кишечника человека. пациент, предоставивший образец, подвергся процедуре уиппла из-за такого заболевания, как рак поджелудочной железы. помимо пораженной головки поджелудочной железы, также необходимо было удалить первую часть тонкой кишки - двенадцатиперстную кишку. исследователи смогли проанализировать этот участок здоровой ткани кишечника.с помощью таких методов, как пространственная транскриптомика, пространственная протеомика и флуоресцентная гибридизация одиночных молекул, авторы исследования реконструировали комплексную карту пространственной экспрессии двенадцатиперстной кишки и проанализировали экспрессию генов клеток в различных регионах с разрешением 50 микрон.▲флуоресцентная визуализация образцов ткани тонкой кишки человека, где разные белки помечены разными цветами.(источник изображения: ссылка [1])согласно этой карте исследователизагадка всасывания жиров в тонком кишечникеответы предоставлены. ученые давно обнаружили, что жиры, поступающие с пищей, не всасываются в кровь быстро, иногда с задержкой до двух дней. это исследование показало, что эпителиальные клетки тонкой кишки имеют «линию сборки» при поглощении липидов. они отвечают за сборку липидных капель, когда они расположены у корня ворсинок. затем эти клетки будут постепенно мигрировать вдоль ворсинок, пока не достигнут кончика. до синтеза хилосом, которые будут. холестерин с пищей транспортируется из эпителиальных клеток через лимфатические сосуды в кровоток.точно так же эти мигрирующие эпителиальные клетки также поглощают железо у корней и высвобождают железо в кровоток, достигая кончиков. кроме того, многие ферменты, необходимые для переваривания питательных веществ, таких как аминокислоты, пептиды и сахара, в основном усваиваются или производятся на кончиках ворсинок, тогда как клетки, поглощающие витамины и минералы, концентрируются в корнях ворсинок;▲ворсинки тонкой кишки содержат характерные белки, выраженные в участках от корня до кончика.(источник изображения: ссылка [1])помимо того, как тонкий кишечник поглощает питательные вещества, карта также показывает, как тонкий кишечник борется с инфекцией. исследователи обнаружили, что некоторые клетки на кончиках ворсинок секретируют антибактериальные белки, которые могут либо напрямую атаковать бактерии, либо посылать сигнал бедствия иммунной системе.привлекает к кончику провоспалительные иммунные клетки, такие как макрофаги.。составляя этот атлас клеток тонкого кишечника, исследователи также неожиданно обнаружили анатомические структуры, отличающиеся от известных им ранее. обычно в учебниках по анатомии ворсинки тонкой кишки у здорового человека описываются как прямые пальцеобразные выпячивания. только в случае рака ворсинки будут иметь множество ответвлений. в этом исследовании, чтобы записать пространственную структуру ткани в трехмерном виде, не нарушая целостности ткани, исследователи использовали новые технические методы и обнаружили, чтоворсинки тонкой кишки человека содержат множество зубчатых и разветвленных ворсинок, которые сосредоточены на вершине округлых складок., способствует дальнейшему увеличению площади поверхности тонкой кишки и улучшению всасывания.как отмечают авторы в аннотации к статье: «это исследование предоставляет подробный ресурс для понимания биологии тонкой кишки взрослого человека. наш атлас не только дает ответы на фундаментальные вопросы, но и может быть применен к клиническим вопросам, профессору шалеву ицковицу, автору-корреспонденту». в исследовании говорится: «после того, как мы нанесем на карту здоровую тонкую кишку, мы сможем лучше понять изменения, которые тонкая кишка претерпевает в ответ на болезнь, старение, прием определенных лекарств или соблюдение определенной диеты».
