Исследователи изучали, как развивается кишечник у эмбрионов лягушек, и воздействовали на них агрессивным веществом, гербицидом атразином. Они выявили, что он не позволяет кишечнику занять правильное место во время развития эмбриона. Эти результаты помогают лучше понять, что происходит во время эмбрионального развития кишечника и как развивается мальротация (неспособность кишечника занять свое нормальное место в брюшной полости) у человека. Исследование опубликовано в журнале Development.
Длина кишечника взрослого человека может достигать 4,5–6 метров, но внутри тела он «упакован» очень компактно. По мере того как наша пищеварительная система растет, кишечная трубка проходит серию резких вращений, чтобы вместить удлиняющийся кишечник. Неспособность кишечника правильно вращаться во время развития приводит к распространенной, но плохо изученной врожденной аномалии, называемой мальротацией кишечника. При ней кишечник не может занять свое правильное место в брюшной полости. У пациентов с этим заболеванием наблюдается ряд неприятных симптомов: острая боль в животе, желчная рвота, острый заворот кишок, типичные симптомы рефлюкса или хронические боли в животе. Неправильная ротация кишечника встречается у 1 из 500 новорожденных, но основные причины до конца не изучены. Чтобы выяснить, почему этот процесс может пойти не так, ученым необходимо было сначала понять вращение кишечника во время нормального развития.
Команда ученых решила использовать лягушек. У них много схожих с человеком анатомических особенностей, включая кишечник, который вращается против часовой стрелки. Поскольку эмбрионы лягушки развиваются всего за несколько дней и легко доступны для экспериментов, они позволяют быстро проверять новые гипотезы о том, как и почему нарушается развитие кишечника во время мальротации. Исследователи выращивали эмбрионы лягушки в чашке Петри. Животные были прозрачны в этот период, поэтому биологи смогли наблюдать за развитием кишечника и подвергать животных воздействию лекарств или химикатов. Одним из соединений, чье воздействие на кишечник проверяла команда ученых, был гербицид атразин. Они обнаружили, что воздействие атразина значительно увеличивает частоту вращения кишечника лягушки в обратном направлении (по часовой стрелке), и решили сосредоточиться на атразине для дальнейшего изучения мальротации кишечника.
Исследователи обнаружили, что воздействие атразина нарушает метаболизм (химические реакции, обеспечивающие энергию для биологических процессов) у эмбрионов лягушек. Он блокирует важный этап энергетического обмена в клетках, когда идет переход от гликолитического производства энергии, приносящего всего две молекулы АТФ, к окислительному фосфорилированию, которое дает субстрат для синтеза большего количества АТФ. 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, наши результаты не обязательно означают, что этот гербицид вызывает мальротацию у людей, поскольку в нашем исследовании головастики подвергались воздействию в 1000 раз более высоких доз, чем обычно обнаруживаются в окружающей среде. Однако наши результаты убедительно свидетельствуют о том, что нарушение тех же клеточных метаболических процессов, на которые влияет атразин, может способствовать нарушению ротации кишечника у людей», — подчеркнула Нанетт Насконе-Йодер из Университета штата Северная Каролина.
Автор: Анна Гуль.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
