Μηχανισμοί ελέγχου της κινητικότητας του πεπτικού σωλήνα των εντόμων
Authors: Ζωγράφου Στέλλα 
Published: November 2021

Η παρούσα διατριβή έχει ως στόχο τη περαιτέρω διερεύνηση των μηχανισμών της κινητικότητας του πεπτικού σωλήνα των εντόμων και ιδιαίτερα εστιάζεται στο τελευταίο τμήμα του, το οπίσθιο έντερο, το ορθό και τον πρωκτό. Για τον σκοπό αυτό επιλέχθηκε να μελετηθεί η προνύμφη του Zophobas morio, του μεγαλύτερου μέλους των κολεόπτερων, που περιλαμβάνει σκαθάρια με τεράστια ζωογεωγραφική εξάπλωση, σχεδόν σε κάθε σημείο του πλανήτη εκτός της Ανταρκτικής. Η σωστή ερμηνεία των μηχανισμών ελέγχου της κινητικότητας του πεπτικού σωλήνα των εντόμων προϋποθέτει αρχικά την κατανόηση της δομής και οργάνωσης του. Για τον σκοπό αυτό διερευνήθηκε η δομή του πεπτικού σωλήνα, ο οποίος αποτελείται από πρόσθιο, το μέσο και το οπίσθιο έντερο και νευρώνεται στο οπίσθιο έντερο από το τελευταίο κοιλιακό γάγγλιο του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος με τέσσερις υποκλάδους. Η μελέτη της μηχανικής δραστηριότητας του απομονωμένου πεπτικού σωλήνα (ex vivo) της προνύμφης του Zoophobas morio περιλαμβάνει τον χαρακτηρισμό των προτύπων σύσπασης του μυός του οισοφάγου και του οπίσθιου εντέρου, ορθoύ και πρωκτού. Η έρευνα εστιάστηκε στο οπίσθιο έντερο εντοπίζοντας την ύπαρξη βηματοδοτικών μυϊκών κυττάρων στις περιοχές του ορθού και του πρωκτού. Οι περιοχές αυτές παρουσιάζουν αυθόρμητη μυογενή σύσπαση. Ο προσδιορισμός του ρόλου του ΚΝΣ στον έλεγχο του μυογενή ρυθμού των βηματοδοτικών περιοχών του οπίσθιου εντέρου διερευνήθηκε εκτενώς. Εντοπίστηκαν τα συστήματα των κινητικών νευρώνων και των πιθανών νευρωνικών δικτύων που νευρώνουν το ορθό και τον πρωκτό. Επίσης διερευνήθηκε η σημασία-ρόλος της αισθητήριας πληροφορίας των μηχανοϋποδοχέων στον έλεγχο των κινητικών νευρώνων του ορθού και του πρωκτού. Τα νευρωνικά δίκτυα που εντοπίζονται στο τελευταίο κοιλιακό γάγγλιο επηρεάζουν το μεμβρανικό δυναμικό των μυογενών βηματοδοτικών μυϊκών κυττάρων του ορθού. Ο νευρογενής έλεγχος επίσης επιδρά στην μυογενή βηματοδοτική περιοχή του ορθού, όπου χολινεργικές νευρομυϊκές συνάψεις συνάπτονται μεταξύ των κινητικών νευρώνων και των μυϊκών κυττάρων, εφόσον η δράση νεονικοτινοειδών, όπως το imidacloprid, προκαλεί δραστική ενεργοποίησή τους. Ο απομονωμένος σε φυσιολογικό ορό πεπτικός σωλήνας θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ένα αξιόπιστο φαρμακολογικό παρασκεύασμα για την ανίχνευση της δράσης φυτοπροστατευτικών ουσιών, όπως τα οργανοφωσφορικά. Επιπλέον η μελέτη της φυσιολογίας του πεπτικού σωλήνα κρίνεται σημαντική, δεδομένου ότι όλες οι φυτοπροστατευτικές ενώσεις πρέπει να διαπεράσουν το έντερο και τον πεπτικό σωλήνα για να διαλυθούν στο πλάσμα της αιμολέμφου και να δράσουν στο Κεντρικό Νευρικό Σύστημα. Η σύγκριση των φυσιολογικών μηχανισμών που ελέγχουν την κινητικότητα του πεπτικού σωλήνα της προνύμφης με το ενήλικο του Zophobas morio έδειξε ότι δεν υπάρχουν έντονες αλλαγές κατά την μεταμόρφωση και κατά τη σύγκριση με τα έντομα προνύμφη και ενήλικο Galleria mellonella και ενήλικο Apis mellifera macedonica. Η κίνηση των σβόλων της τροφής μέσα στον πεπτικό σωλήνα των εντόμων οφείλεται στην κινητικότητα που εμφανίζει ο τελευταίος. Η κινητικότητα του πεπτικού σωλήνα οφείλεται στα μυογενή βηματοδοτικά μυϊκά κύτταρα (μυϊκοί βηματοδότες) και ρυθμίζεται νευρογενώς από το νευρικό σύστημα με νευρωνικά δίκτυα παραγωγής βηματοδοτικού ρυθμού (CPG).