Východiska: Viscerálne aferentné nervy monitorujú vnútorné orgány a sprostredkujú informácie centrálnemu nervovému systému. Úloha aferentných nervov v patogenéze a symptómoch gastrointestinálnych ochorení je často podceňovaná. Preto treba zdôrazniť, že bolesť, pálenie záhy, plnosť, nevoľnosť a vracanie sú všetko symptómy sprostredkované viscerálnymi aferentnými nervami. Dôležité je tiež vyzdvihnúť, že stimulácia viscerálnych aferentných nervov zápalom pri chorobách narúša normálnu reguláciu sekrécie a motility, čím prispieva k symptómom od dysfágie po hnačku a zápchu. Z tohto výpočtu symptómov je zrejmé, že terapeutické ovplyvnenie viscerálnych aferentných nervov by mohlo pomôcť pri liečbe mnohých gastrointestinálnych ochorení. Vývoj nových liekov zameraných na viscerálne aferentné nervy však brzdí nedostatok informácií o týchto nervoch. Napríklad ani receptory pre kyselinu v pažerákových nervoch sprostredkujúcich pyrózu, ako ani iónové kanály zodpovedné za mechanickú aktiváciu v nervoch sprostredkujúcich koliku neboli celkom objasnené. Nedostatok informácií o viscerálnych aferentných nervoch možno vo veľkej miere pripísať ťažkostiam spojeným s ich štúdiom, typicky po jednom nervovom vlákne metódou klasickej elektrofyziológie. Cieľ: V tomto článku prezentujeme adaptáciu špičkovej vysoko výkonnej metódy na štúdium gastrointestinálnych aferentných nervov, ktorá umožňuje súčasné zobrazovanie aktivity v stovkách neurónov. Táto metóda je založená na genetickej expresii fluorescenčného vápnikového indikátora GCaMP6 a multifotónovej mikroskopie v transgénnej myši. Očakáva sa, že okrem poskytovania základných informácií o viscerálnych aferentných nervoch budúce iterácie tejto metódy umožnia štúdium nervovej aktivity v biopsiách od pacientov s gastrointestinálnymi ochoreniami.

Background: Visceral afferent nerves project from internal organs and provide information to the central nervous system. The role of afferent nerves in the pathogenesis and symptoms of gastrointestinal diseases is often underappreciated. Nonetheless, pain, heartburn, fullness, nausea, and vomiting are all mediated by visceral afferent nerves. Furthermore, stimulation of visceral afferent nerves by inflammation in diseases disrupts the normal regulation of gastrointestinal secretion and motility, thereby contributing to symptoms ranging from dysphagia to diarrhea and constipation. Thus, therapeutic targeting of visceral afferent nerves may aid the treatment of many gastrointestinal diseases. However, the development of novel drugs targeting visceral afferent nerves is hindered by the limited knowledge of these nerves. For example, the identities of the acid receptors in esophageal nerves that cause heartburn and the ion channels responsible for mechanical activation in nerves that mediate colic pain have not been fully elucidated. The limited knowledge of visceral afferent nerves is largely attributable to difficulties associated with their study; only one nerve fiber can typically be studied at a time by classical electrophysiology. Purpose: Here, we report the adaptation of a cutting-edge high-throughput method to study gastrointestinal afferent nerves that allows the activity in hundreds of neurons to be imaged simultaneously. This method is based on genetic expression of the fluorescent calcium indicator GCaMP6 and multiphoton microscopy in transgenic mice. In addition to providing fundamental information about visceral afferent nerves, future iterations of this method are expected to enable studies of nerve activity in biopsies from patients with gastrointestinal diseases.

Department of Molecular Pharmacology and Physiology Morsani College of Medicine University of South Florida USA

Interná klinika gastroenterologická JLF UK a UN Martin

Interná klinika gastroenterologická JLF UK a UN Martin Slovenská republika

Ústav patologickej fyziológie JLF UK v Bratislave

Imaging activity in nerves that mediate pain from gastrointestinal organs

References provided by Crossref.org