Các tế bào đường thở cũng cảm nhận được sặc nước và trào ngược acid

Khi một ngụm nước chảy nhầm vào một con đường dẫn đến phổi của thay vì dạ dày, một người khỏe mạnh cũng bắt đầu ho một cách không kiểm soát được. Đó là bởi vì đường thở trên của họ cảm nhận thấy nước và nhanh chóng ra tín hiệu cho não. Tình trạng tương tự xuất hiện khi một người bị trào ngược acid, khi acid từ dạ dày chạm đến cổ.

Hoạt động của tế bào thần kinh nội tiết giúp chúng ta phản hồi với việc nước vào đường thở hoặc bị trào ngược acid dạ dày.

Hiện tại, các nhà khoa học UC San Francisco đã nhận diện ra một dạng hiếm của tế bào liên quan đến việc khởi xướng những phản ứng này. Trong một nghiên cứu được xuất bản trên Science 1, họ đã mô tả chi tiết một cách chính xác cách các tế bào thần kinh nội tiết thanh quản và khí quản, có thể cảm nhận được nước hoặc acid trong đường hô hấp trên và chuyển thông tin thông qua giải phóng các tín hiệu hóa học để kích hoạt thần kinh dẫn lên não.

Nghiên cứu này có thể giúp hiểu biết sâu hơn về cách các phản xạ ho này giảm đi theo tuổi tác và bệnh tật, hoặc dẫn đến những biện pháp can thiệp để ngăn ngừa viêm phổi hoặc điều trị các dạng ho mãn tính.

“Nghiên cứu này đem lại cho chúng tôi những cái nhìn không chỉ vào cách cơ thể của chúng ta đang bảo vệ đường thở của chúng ta theo một cách sâu sắc đáng ngạc nhiên mà còn rộng hơn về cách các nội quan có thể đóng vai trò như những người gác cổng trước thế giới bên ngoài”, theo giáo sư UCSF David Julius, người thắng giải Nobel Y sinh năm 2021 và là tác giả chính của nghiên cứu mới.

Các tế bào thần kinh nội tiết (NE) có trong hệ hô hấp, hệ tiêu hóa và có các chức năng kép: tạo ra và giải phóng các hormone, giống như tế bào nội tiết, đồng thời gửi và nhận các tín hiệu điện như các neuron thần kinh.

Các tế bào phản hồi với nước và acid

Các tế bào thần kinh nội tiết (xanh lá) phân tán trong khắp đường thở trong thanh quản và khí quản. Khi phản hồi với kích thích, các tế bào này giải phóng các tín hiệu hóa học kích hoạt các neuron gần đó (màu hồng, sau đó tạo ra phản xạ bảo vệ đường thở. Ảnh: Laura Seeholzer, Julius Lab

“Chúng tôi đã biết một số điều về những tế bào đang hoạt động trong phổ nhưng không phải đường hô hấp trên”, Laura Seeholzer, một postdoct ở phòng thí nghiệm của Julius ở UCSF, nói. “Chúng tôi chỉ biết là chúng tồn tại bởi vì một số người có các khối u nội tiết vô cùng hiếm trong thanh quản”.

Seeholzer đã phát triển các phương pháp cô lập các tế bào nội tiết vô cùng hiếm trong phổi, thanh quản, khí quản trên và dưới và được đặc điểm hóa các chi tiết phân tử của những nhóm tế bào khác nhau. Cô nghiên cứu những gì gene kích hoạt trong mỗi tế bào cũng như kích thích các tế bào giải phóng các tín hiệu hóa học. Không giống như các tế bào thần kinh nội tiết từ phổ, những tế bào được tìm thấy trong khí quản và thanh quản không phản hồi với những thay đổi áp suất. Tuy nhiên các tế bào thần kinh nội tiết đường thở đã giải phóng các tín hiệu phản hồi với nước và acid.

Trong các mô được phân lập từ chuột, Seeholzer cũng chứng minh cách các tế bào thần kinh nội tiết có thể chuyển các thông điệp một cách trực tiếp đến các neuron cảm giác dẫn lên não. Sau đó, cô chứng tỏ là việc kích hoạt các tế bào thần kinh nội tiết trong chuột sống khiến cho chúng có hành động nuốt và ho, vốn là những phản xạ quan trọng để bảo vệ phổi. Mặt khác, khi chuột hoàn toàn thiếu các tế bào thần kinh nội tiết, chúng không hề phản hồi với nước trong đường thở của mình.

“Chúng tôi thực sự muốn biết chi tiết về điều gì khiến cho các tế bào hoạt động theo cách này”, Julius nói. “Trước đây chưa có ai từng chứng minh được các tế bào này có thể giao tiếp với các neuron cảm giác, và chúng tôi muốn đi theo toàn bộ con đường truyền thông điệp này”.

Một cách điều trị tiềm năng cho ho mãn tính

Seeholzer nói những phát hiện mới đề xuất ra việc các tế bào thần kinh nội tiết khí quản và thanh quản có vai trò tương tự như lông tai; chúng không phải là các tế bào thần kinh mà là chúng được kết nối với các thần kinh để gửi các thông tin cảm giác lên não.

“Nếu từng trải qua việc hít phải nước hoặc trào ngược acid dạ dày, bạn biết là cả hai trải nghiệm này đều vô cùng đau đớn; ngay lập tức bạn ho, nôn khan và cố gắng làm sạch đường thở của mình”, Seeholzer nói. “Giờ thì chúng tôi đã hiểu sâu hơn về cách cơ thể kích hoạt điều đó”.

Với quá trình lão hóa, phản xạ ho thường trở nên ít nhạy hơn, khiến cho những người lớn tuổi cũng như những người mắc một số bệnh nhất định thường dễ bị hít phải chất lỏng trong phổi và phát triển bệnh viêm phổi. Hiểu biết mới về cách các tế bào thần kinh nội tiết liên quan đến phản xạ ho có thể dẫn đến nhiều cách làm có thể làm tăng độ nhạy và ngăn tình trạng bị sặc. Nó cũng hướng đích cho các tế bào để điều trị bệnh ho mãn tính liên quan với trào ngược acid ở một số người.

“Cần nghiên cứu nhiều hơn để có thể hiểu tốt hơn về cách các tế bào thần kinh nội tiết có tiềm năng thay đổi do bệnh tật, hút thuốc hoặc lão hóa”, Seeholzer nói. Cô đang hợp tác với các nhà lâm sàng ở UCSF để thực hiện điều này ở pha tiếp theo của nghiên cứu.

Thanh Hương tổng hợp

Nguồn: https://medicalxpress.com/news/2024-04-scientists-airway-cells-aspirated-acid.html

https://www.ucsf.edu/news/2024/04/427431/what-makes-you-cough-when-something-goes-down-wrong-pipe

————————————

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh5483

Tác giả