Нервная система защищает организм от сальмонеллы

Нервная система как сторожевой пес, который замечает опасность, и предупреждает тело о ее присутствии. Напрямую влияя на способность сальмонеллы заражать кишечник, нервная система является одновременно и детектором опасности, и защитником от нее. Ученые обнаружили, что нервные клетки регулируют иммунитет кишечника, поддерживают его гомеостаз и обеспечивают активную защиту от инфекции.

Эксперименты показывают, что чувствительные к боли нейроны, встроенные в тонкую кишку и называемые пластырями Пейера, активируются присутствием сальмонеллы, пищевой бактерии, вызывающей четверть всех бактериальных диарейных заболеваний во всем мире.

Чтобы предотвратить заражение кишечника и распространение бактерии по всему телу, нервы используют две защитные тактики. Во-первых, они регулируют клеточные ворота, позволяющие микроорганизмам и различным веществам входить и выходить из тонкой кишки. Во-вторых, они повышают количество защитных кишечных микробов, называемых SFB (сегментированные нитчатые бактерии), являющиеся частью микробиома тонкой кишки.

В нормальных условиях патчи Пейера — скопления лимфатической и иммунной ткани, обнаруживаемые исключительно на стенке тонкой кишки, — сканируют окружающую среду, фильтруют вещества и определяют, что может попасть в кишечник. Чтобы выполнить эту функцию, пластыри Пейера усеяны микроразложенными клетками или М-клетками. Они представляют собой клеточные каналы, которые открываются и закрываются, чтобы регулировать приток веществ и микроорганизмов в кишечник.

М-клетки — основные точки входа, которые сальмонелла и другие опасные бактерии используют для проникновения в тонкую кишку. Для этого бактерия Salmonella вводит в кишечник факторы транскрипции, стимулирующие кишечные клетки к превращению в М-клетки. Затем сальмонелла захватывает сахара, сидящие над М-клетками — клеточными воротами — и использует свои щупальца, чтобы открыть ворота.

Чтобы понять роль чувствительных к боли нейронов кишечника в защите от инфекций, ученые сравнили реакцию мышей с и без них на сальмонеллу. У одной группы мышей были нейроны кишечника, у другой группы они были генетически отключены или удалены, а в третьей группе их химически отключили.

Результаты показали, что в присутствии сальмонеллы кишечные нейроны высвобождают нейрохимическое вещество под названием CGRP, которое замедляет деление М-клеток, тем самым уменьшая количество точек входа, которые могут использовать сальмонеллы. Кроме того, кишечные нейроны используют еще одну форму защиты.

Выпуская CGRP, они усиливают присутствие микробов SFB — микроорганизмов, которые, помимо выполнения других полезных функций, еще защищают кишечник от вторжения сальмонелл. Как именно они это делают — неизвестно. Одним из вероятных механизмов может быть то, что SFB использует свои крошечные маленькие крючки, чтобы прикрепить себя к стенке кишечника и сформировать отталкивающее покрытие.