Betapa buruk bakteri membajak usus Anda dan memicu kontraksi yang menyakitkan

Peneliti mengeksplorasi caranya Vibrio cholerae Bakteri menyebabkan kontraksi usus yang intens melalui aktivasi sistem kekebalan tubuh, berpotensi menawarkan wawasan baru tentang penyakit pencernaan seperti penyakit radang usus.

Temuan mereka, yang mengamati peningkatan aktivitas otot di ikan zebra, juga dapat menginformasikan pemahaman yang lebih luas tentang interaksi kesehatan usus antara sistem kekebalan dan saraf.

Memahami reaksi usus terhadap infeksi bakteri

Makan makanan laut yang dipertanyakan atau minum air yang terkontaminasi dapat memperkenalkan bakteri berbahaya yang mendorong sistem pencernaan Anda menjadi overdrive. Ini memicu kejang dan kontraksi yang hebat di usus, dengan cepat mengeluarkan segala sesuatu di dalam – bakteri dan limbah.

Peneliti di Universitas Oregon telah menemukan bagaimana Vibrio choleraejenis bakteri tertentu, menyebabkan kontraksi usus yang menyakitkan ini dengan mengaktifkan sistem kekebalan tubuh. Temuan mereka juga menjelaskan mekanisme yang lebih luas yang digunakan usus untuk membersihkan penjajah berbahaya, menawarkan wawasan potensial tentang kondisi kronis seperti penyakit radang usus.

Wawasan penelitian tentang Vibrio cholerae

“Ini bukan aktivitas jahat spesifik dari bakteri Vibrio,” kata Karen Guillemin, seorang ahli mikrobiologi di UO yang berkolaborasi dalam pekerjaan dengan ahli biofisika Raghu Parthasarathy. “Usus adalah sistem di mana default berada, ketika ada kerusakan, Anda memerah.”

The Research, yang diterbitkan baru -baru ini di jurnal MBIOdipimpin oleh Julia Ngo, seorang mahasiswa doktoral yang sekarang dilulradasi di laboratorium Guillemin dan Parthasarathy.

Vibrio cholerae terkenal karena menyebabkan kolera, penyakit parah yang menginfeksi jutaan orang per tahun, seringkali melalui air yang terkontaminasi. Vibrio terkait jenis sering dikaitkan dengan keracunan makanan dari kerang.

Mekanisme kontraksi usus terungkap

Dalam karya sebelumnya, lab Parthasarathy telah menunjukkan hal itu Vibrio cholerae Bakteri meningkatkan kekuatan kontraksi usus di ikan zebra. Ikan -ikan ini, yang transparan sebagai larva, adalah alat yang ampuh untuk mempelajari dinamika mikroba di usus karena para ilmuwan dapat memvisualisasikan apa yang terjadi secara real time.

Tim menyematkan efek pada pelengkap permukaan seperti pedang yang biasanya digunakan bakteri Vibrio sebagai senjata terhadap mikroba lainnya. Melucuti bakteri menenangkan kontraksi usus – tetapi mereka tidak yakin bagaimana atau mengapa.

Respons imun dan kesehatan usus

Kuncinya, yang mereka tunjukkan dalam penelitian baru ini, adalah jenis sel kekebalan yang disebut makrofag.

Biasanya, makrofag menjepit aktivitas neuron di usus, menjaga mereka tetap tenang dan memungkinkan hal -hal untuk bergerak melalui usus pada kecepatan normal. Tetapi sebagai respons terhadap kerusakan jaringan dari bakteri, makrofag meninggalkan tiang dan berduyun -duyun ke lokasi bencana, meninggalkan neuron tanpa pengawasan. Tanpa makrofag untuk menjaga segala sesuatunya, neuron berakhir di overdrive, memicu kontraksi yang kuat.

“Sungguh menakjubkan betapa dinamisnya semua sel ini, makrofag berlomba melintasi ikan, neuron dan otot yang berdenyut dengan aktivitas,” catat Parthasarathy. “Tanpa kemampuan untuk mengamati fenomena ini pada hewan hidup, melacak sel dan mengukur kontraksi usus, kami tidak akan menemukan semua ini.”

Kontraksi usus yang ditingkatkan bermanfaat bagi tuan rumah, baik ikan zebra atau manusia.

“Jika makrofag harus berurusan dengan cedera, maka itu sebenarnya masuk akal bagi neuron untuk panik dan hanya mendorong semuanya keluar dari usus,” kata Guillemin. “Jika ada sesuatu di usus yang menyebabkan cedera, Anda ingin mengeluarkannya dari sana.”

Perburasan usus mungkin bermanfaat bagi bakteri, juga, memberi mereka akses cepat ke host baru. Tetapi Guillemin memperingatkan agar tidak memberikan terlalu banyak agensi kepada mikroba. Fakta bahwa persenjataan Vibrio terhadap bakteri lain juga memicu respons usus yang kuat ini mungkin bukan adaptasi yang indah, katanya, melainkan kebetulan yang nyaman.

Studi ini juga menyoroti bagaimana pembicaraan silang antara sistem kekebalan tubuh dan saraf mungkin memainkan peran yang kurang dihargai dalam kesehatan usus, Parthasarathy menyarankan. Menguraikan bagaimana mikroba mempengaruhi bahwa silang mungkin memberi para ilmuwan wawasan baru tentang berbagai penyakit yang membingungkan.

Referensi: “The Vibrio Sistem sekresi tipe VI menginduksi redistribusi makrofag usus dan peningkatan motilitas usus ”oleh Julia S. Ngo, Piyush Amitabh, Jonah G. Sokoloff, Calvin Trinh, Travis J. Wiles, Karen Guillemin dan Raghuveer Parthasarathy, 22 November 2024, MBIO.
Doi: 10.1128/mbio.02419-24

Pekerjaan ini didukung oleh National Science Foundation dan Institut Kesehatan Nasional.