Tο ανθρώπινο σώμα είναι γεμάτο με φυσικούς ρυθμούς, από τον κύκλο ύπνου-αφύπνισης έως τον καρδιακό ρυθμό και τον σφυγμό.
Τώρα, οι επιστήμονες λένε ότι το έντερο μπορεί να είναι το κλειδί για την κατανόηση του πώς συμβαίνει αυτή η πολύπλοκη συντονισμένη λειτουργία στα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο ανακάλυψαν ότι οι ρυθμικές κινήσεις των μυών του εντέρου θα μπορούσαν να εξηγήσουν πώς τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου διαστέλλονται και συστέλλονται ταυτόχρονα. Τα ευρήματά τους δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στο περιοδικό Physical Review Letters.
Όταν διεγείρονται οι νευρώνες του εγκεφάλου, μικροσκοπικά αιμοφόρα αγγεία που ονομάζονται αρτηρίδια διαστέλλονται για να μεταφέρουν περισσότερο οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά.
Αυτά τα αγγεία πάλλονται και συχνά είναι συγχρονισμένα μεταξύ τους. Ωστόσο, για χρόνια, οι επιστήμονες αναρωτιόνταν πώς συμβαίνει αυτός ο συγχρονισμός.
Η ομάδα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο στράφηκε στο πεπτικό σύστημα για να βρει απαντήσεις. Ανακάλυψαν ότι τα έντερα, τα οποία συστέλλονται φυσιολογικά σε κύματα για να μεταφέρουν την τροφή, βασίζονται σε ένα μοτίβο συγχρονισμένων ταλαντώσεων που σχηματίζουν το φαινόμενο Treppe (ή φαινόμενο σκάλας/Bowditch), δηλαδή την προοδευτική αύξηση της δύναμης της μυϊκής σύσπασης που παρατηρείται όταν ένας μυς διεγείρεται επανειλημμένα με ερεθίσματα της ίδιας έντασης, μετά από μια περίοδο ανάπαυσης.
Το ίδιο μοτίβο, σύμφωνα με τους ερευνητές, θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει τον τρόπο με τον οποίο τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου λειτουργούν αρμονικά μεταξύ τους.
«Οι συζευγμένοι ταλαντωτές επικοινωνούν μεταξύ τους και κάθε τμήμα του εντέρου είναι ένας ταλαντωτής που επικοινωνεί με τα άλλα τμήματα κοντά του», δήλωσε ο Massimo Vergassola, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο, σε ένα δελτίο τύπου.
«Κανονικά, οι συζευγμένοι ταλαντωτές μελετώνται σε ένα ομοιογενές περιβάλλον, που σημαίνει ότι όλοι οι ταλαντωτές έχουν περίπου παρόμοιες συχνότητες», συνέχισε. «Στην περίπτωσή μας, οι ταλαντωτές ήταν πιο ποικίλοι, όπως και στο έντερο και στον εγκέφαλο».
Χρησιμοποιώντας τα μαθηματικά, οι ερευνητές έδειξαν πώς οι κοντινοί ταλαντωτές —είτε στο έντερο είτε στον εγκέφαλο— μπορούν να συγχρονιστούν μεταξύ τους αν οι συχνότητές τους είναι παρόμοιες.
Αυτό δημιουργεί μεταβάσεις παρόμοιες με τον τρόπο που η τροφή κινείται ομαλά μέσα στα έντερα.
«Τα μαθηματικά είχαν επιλυθεί κατά προσέγγιση μέχρι τώρα, αλλά όχι με τρόπο που να δίνει αυτές τις διακοπές και να εξηγεί τι συμβαίνει στις διακοπές. Αυτή είναι μια κρίσιμη ανακάλυψη», δήλωσε ο David Kleinfeld, καθηγητής φυσικής και νευροβιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο.
Τα νέα ευρήματα θα μπορούσαν τελικά να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα όχι μόνο τη λειτουργία του εγκεφάλου, αλλά και τα πεπτικά προβλήματα που επηρεάζουν την κίνηση των τροφών, των υγρών και των αποβλήτων μέσω του γαστρεντερικού σωλήνα.
«Ο εγκέφαλος είναι απείρως πιο περίπλοκος από το έντερο, αλλά αυτή είναι η επιστήμη στο καλύτερό της», δήλωσε ο Kleinfeld. «Κάνεις μια ερώτηση, αυτή σε οδηγεί κάπου αλλού, λύνεις αυτό το πρόβλημα και μετά επιστρέφεις στην αρχική σου ερώτηση».
