Signaling modulation in cells that control gastrointestinal motility

Abstract

"La vida es sustentada en parte por la actividad motora del tracto gastrointestinal. Los patrones de motilidad en dicho tracto son orquestados por la interacción de mecanismos reguladores neurogénicos y miogénicos. Las neuronas mientéricas modulan el reflejo peristáltico a través de circuitos neurales, mientras que las células intersticiales de Cajal (ICC) controlan la generación de oscilaciones rítmicas de voltaje en el músculo liso conocidas como ondas lentas. Las neuronas mientéricas y las ICC modulan su actividad por la señalización de neurotransmisores y su acción sobre la apertura/cierre de canales iónicos. En este trabajo usamos técnicas moleculares para tratar problemas particulares en la señalización de neuronas mientéricas y las ICC. Las neuronas mientéricas usan el ATP como neurotransmisor excitatorio a través de receptores P2X, sin embargo la presencia de P2X3 no parece intervenir en la fisiología normal de la motilidad en el intestino delgado de cobayos. Proponemos que su función se da durante el desarrollo postnatal. Nuestros resultados muestran una reducción en el número de neuronas mientéricas positivas a P2X 3 durante el desarrollo postnatal y el incremento de neuronas P2X 5 positivas en los adultos. La aparición de neuronas P2X2 y P2X4 positivas permaneció estable. La sensibilidad al ATP de neuronas neonatales y adultas no cambió. Las ICC de ratón pueden participar en la modulación de la motilidad colónica a través de señalización muscarínica colinérgica. Nuestros resultados indican que dicha señ alización bloqueó la actividad de canales K+ en cultivos primarios de ICC. La aplicación de un bloqueador de Kv7 también bloqueó la actividad de estos canales y activó un maxicanal en las ICC. RT-PCR de célula única y doble inmunotinción de cólones de ratón revelaron ICC-IM Kv7.5 positivas inervadas por fibras colinérgicas. Sugerimos ampliar el uso de las técnicas moleculares para tratar problemas básicos en la motilidad gastrointestinal."

"Life is sustained in part by the motor activity of the gastrointestinal tract. The motility patterns in the gastrointestinal tract are orchestrated by the interplay of neurogenic and myogenic governing mechanisms. The myenteric neurons modulate the peristaltic reflex through circuits of sensory, motor and interneurons, while interstitial cells of Cajal (ICC) pace the generation of rhythmic voltage oscillations in the smooth muscle known as slow waves. Both system s act together to generate diverse motility patterns in the gut. Myenteric neurons and interstitial cells of Cajal modulate their activity through signaling of neurotransmitters and its effect on the gating of ionic channels. In this work we use diverse molecular techniques to address particular problems in the signalling of myenteric neurons and interstitial cells of Cajal. M yenteric neurons use ATP as excitatory neurotransmitter through P2X receptor signalling, however the presence of P2X 3 does not play a role in the normal physiology of guinea pig small intestinal motility. We propose this subunit has a function in postnatal development. Our results show reduction of P2X3 positive myenteric neurons during postna tal development and increase of P2X5 positive neurons to adulthood, whilst appearance of P2X 2 and P2X4 remained unchanged. This regulation does not alter ATP sensibility in cultured neurons from neonatal or adult guinea pigs. Murine colonic ICC could participate in the modulation of colon motility through muscarinic cholinergic signalling; we provide experimental evidence showing that muscarinic stimulation of ICC blocked K + channel activity in primary cultures. The application of a Kv7 blocker also abolished this activity and activated a maxi channel in ICC. Single cell RT-PCR and double immunostaining of colons revealed Kv7.5 positive ICC-IM and its dense cholinergic innervation. We suggest expanding the use of molecular techniques to approach basic physiological problems in gut motility."