Sistem pencernaan manusia adalah organ yang rumit dan sangat adaptif, yang mengekalkan fungsinya melalui proses penjanaan semula usus yang berterusan. Keupayaan biologi ini memastikan bahawa lapisan usus sentiasa diperbaharui, membolehkan penghadaman dan penyerapan nutrien yang cekap. Penyelidikan terkini tentang kebolehan regeneratif unik ular, terutamanya boas dan ular sawa, telah memberikan pandangan baharu tentang penjanaan semula usus manusia, terutamanya penyakit gastrousus.
Asas penjanaan semula usus pada manusia
Pada manusia, penjanaan semula lapisan usus adalah proses yang perlahan tetapi tetap. Usus dipenuhi dengan sejenis sel stem yang terdapat dalam poket kecil yang dikenali sebagai crypt usus. Kriptus usus ini terletak di dinding usus. Kriptus ini bertanggungjawab untuk menghasilkan sel baru untuk menggantikan sel lama atau rosak, mengekalkan integriti lapisan usus dan memastikan ia dapat menangani tekanan harian penghadaman dan penyerapan nutrien.
Proses ini berlaku secara berterusan, tetapi kadar menggantikan sel usus agak perlahan berbanding haiwan lain, seperti reptilia tertentu. Penjanaan semula selular ini memainkan peranan penting dalam melindungi usus daripada penyakit dan kerosakan yang disebabkan oleh faktor seperti tekanan, jangkitan atau isu berkaitan diet. Memahami proses ini adalah penting untuk memperbaiki rawatan untuk keadaan gastrousus, seperti penyakit Crohn, penyakit seliak, dan juga kanser kolorektal.
Penjanaan semula usus yang sangat cepat pada ular
Tidak seperti manusia, sesetengah ular, seperti boas dan ular sawa, mempunyai keupayaan yang menakjubkan untuk menjana semula usus mereka dengan teliti dan sangat cepat selepas tempoh berpuasa yang lama. Reptilia ini boleh bertahan berminggu-minggu tanpa makan, di mana usus mereka mengecut dan menjadi hampir tidak berfungsi. Walau bagaimanapun, sebaik sahaja reptilia ini mengambil makanan, usus mereka menjana semula dengan cepat, dengan jisim usus lebih dua kali ganda dalam masa 48 jam sahaja. Proses pantas ini membina semula kebanyakan sel dan struktur usus yang diperlukan untuk mencerna dan menyerap makanan.
Fenomena ini amat menarik kerana ular seperti ular sawa tidak mempunyai crypts usus – struktur yang mendorong pertumbuhan semula dalam mamalia. Walaupun begitu, ular mencapai pertumbuhan semula yang luar biasa sebagai tindak balas kepada pemakanan. Pemulihan fungsi usus yang cepat ini disertai dengan perubahan besar dalam fisiologi dan metabolisme keseluruhan ular, membolehkan mereka mencerna makanan besar dengan cekap selepas tempoh berpuasa yang lama.
Pandangan daripada penyelidikan ular
Satu pasukan penyelidik dari The University of Texas di Arlington, UT Southwestern Medical Center, dan University of Alabama menjalankan kajian terperinci tentang proses regeneratif dalam ular sawa dengan menyusun gen RNA. Kajian ini mendedahkan bahawa walaupun ketiadaan crypts usus, ular sawa mengaktifkan laluan selular yang dipelihara. Laluan ini adalah laluan isyarat biologi dan juga terdapat pada manusia. Laluan ini penting dalam mengawal tindak balas badan terhadap ketersediaan nutrien dan diaktifkan dengan cara unik dalam ular untuk memudahkan pertumbuhan semula yang cepat.
Salah satu penemuan paling menarik daripada penyelidikan ini ialah beberapa laluan ini menyerupai laluan yang diaktifkan pada manusia berikutan pembedahan metabolik tertentu, seperti pembedahan pintasan gastrik Roux-en-Y, kaedah pembedahan yang digunakan untuk merawat obesiti dan diabetes jenis 2. Persamaan ini menunjukkan bahawa mengkaji penjanaan semula usus dalam ular boleh memberikan pandangan tentang cara usus manusia bertindak balas terhadap perubahan dalam metabolisme, ketersediaan nutrien dan tekanan, yang berpotensi meningkatkan rawatan untuk pelbagai gangguan pencernaan.
Peranan sel BEST4+ dalam penjanaan semula usus
Aspek penting dalam penyelidikan ini memberi tumpuan kepada peranan jenis sel usus tertentu, yang dipanggil sel BEST4+. Sel-sel ini terdapat dalam kedua-dua ular sawa dan manusia tetapi tidak terdapat dalam mamalia yang biasa dikaji, seperti tikus. Kajian mendapati bahawa sel BEST4+ bertindak sebagai pengawal selia pusat semasa peringkat awal penjanaan semula, dengan menggalakkan pengangkutan lipid dan metabolisme. Ini adalah fungsi kritikal dalam membina semula lapisan usus.
Pada manusia, sel-sel ini mungkin memainkan peranan yang lebih penting daripada yang difikirkan sebelum ini. Memahami sumbangan sel-sel ini kepada kesihatan usus boleh membuka laluan terapeutik baharu untuk merawat penyakit usus dan metabolik, dengan menyasarkan sel-sel utama ini dan fungsinya.
Implikasi kepada kesihatan manusia
Kajian tentang penjanaan semula usus ular telah mengembangkan pengetahuan kita tentang bagaimana haiwan yang berbeza telah berkembang untuk menangani cabaran fisiologi yang sama dalam pelbagai cara. Dengan mempelajari lebih lanjut tentang cara ular menjana semula usus mereka tanpa kehadiran crypt usus, penyelidik kini boleh meneroka cara laluan yang serupa berfungsi pada manusia dan mengenal pasti sasaran yang berpotensi untuk rawatan perubatan.
Penyelidikan ini amat relevan untuk meningkatkan rawatan untuk keadaan gastrousus, seperti penyakit Crohn, penyakit seliak, dan kanser tertentu, di mana penjanaan semula dan pembaikan usus adalah kritikal. Ia juga boleh membawa kepada pandangan baharu tentang cara tubuh manusia menyesuaikan diri dengan perubahan ketara dalam diet, metabolisme, dan juga tekanan.
Selain itu, memahami biologi penjanaan semula usus yang melampau boleh menjadi penting dalam menangani penyakit metabolik seperti diabetes, di mana keupayaan tubuh untuk bertindak balas terhadap perubahan dalam ketersediaan nutrien terjejas. Mempelajari bagaimana ular mengawal proses ini boleh mendedahkan sasaran terapeutik baharu untuk meningkatkan kesihatan metabolik manusia.
Sumber maklumat: Aundrea K. Westfall et al. [Single-cell resolution of intestinal regeneration in pythons without crypts illuminates conserved vertebrate regenerative mechanisms, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024)]. DOI: 10.1073/pnas.2405463121
