Investigating the control of gut motility in fish and how it is affected by temperature

Loading...
Thumbnail Image

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Efficient transport, breakdown and absorption of food in the gut is crucial for animals. This is achieved through coordinated movements of smooth muscle cells inside the gut wall. It is regulated by autonomous nerves (especially the enteric nervous system) and hormones. Interstitial cells of Cajal (ICC) play a role in initiating motility and modulating control. The aim of this study was to investigate how an acute temperature increase affects the control of gut motility in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) in vitro by analyzing cholinergic response and ICC. Muscle contractions were recorded at different temperatures (10 °C, 15 °C and 20 °C). Cholinergic activity was mimicked by adding increasing concentrations of carbachol and the mean force developed at each concentration as well as LogEC50 , i.e. the concentration where 50% response was attained, were calculated. I found that there was an effect of temperature in different aspects of both organs. In the intestines LogEC50 increased from -5.56±0.07 at 10 °C to -5.21±0.05 at 20 °C. But the controls also indicate a decrease in sensitivity and loss in developed force over time. ICC activity was studied by adding 50 µM benzbromarone which inhibited the activity of the stomach where only 63±9 % of the initial basal contractile force was retained, while no effect of benzbromarone was recorded for the intestine. We then examined the effects of ICC on cholinergic stimulation. The variation of results in both controls and treatments made it difficult to interpret if the decrease in response is caused by a change in temperature or due to time. Intestines at 10 °C decreased in sensitivity from LogEC50 (-5.76±0.10 to -5.25±0.09) for treatments and controls (-5.97±0.13 to -5.42±0.09). The extent of how temperature affects ICC remains unclear but could give implications for improvements of techniques.

Description

Effektiv transport, nedbrytning och upptag av föda är kritiskt för djur. Det uppstår genom koordinerade rörelser av glatta muskler inuti tarmväggen. Magtarmkanalen regleras av autonoma nerver (särskilt enteriska nervsystemet) och hormoner. Interstitiella Cajal-celler (ICC) påverkar genom att initiera rörelser och modifiera nervsignaler. Syftet med denna studie var att undersöka hur akuta temperaturökningar påverkar kontrollen av magtarmrörelser hos regnbåge (Oncorhynchus mykiss) in vitro genom att analysera kolinerg respons och ICC-aktivitet. Muskelkontraktioner dokumenterades vid olika temperaturer (10 °C, 15 °C and 20 °C). Kolinerg aktivitet härmades genom ökande koncentrationer av acetylkolin-agonisten karbakol där medelkontraktion vid varje koncentration och LogEC50 dvs., koncentrationen där 50% av responsen uppnåddes, beräknades. Det fanns en tydlig effekt av temperatur på båda organen men samtidigt upptäcktes drift hos respons över tid. För tarmar ökade LogEC50 från -5.56 ± 0.07 vid 10 °C till -5.21 0.05 vid 20 °C och liknande trend uppstod för kontroller. Effekten av ICC undersöktes genom att tillsätta 50 µM benzbromaron som hämmar aktiviteten hos mage där 63±9 % av basal kontraktion återstod efter tillsättning men ingen tydlig effekt upptäcktes för tarm. Slutligen genomfördes en kombinerad undersökning hur ICC påverkar kolinerg respons vid 10 °C och 15 °C. Variationen i resultat för både kontroller och behandling medförde svårigheter att jämföra om minskningen i respons var en effekt av temperatur eller tid. Tarm vid 10 °C minskade i känslighet av karbakol från LogEC50 (-5.76±0.10 till -5.25±0.09) för behandlingar och kontroller (-5.97±0.13 till -5.42±0.09). Huruvida temperatur påverkar ICC är fortarande oklart men kan ge insikt för utvecklandet av bättre teknik.

Keywords

Citation

ISBN

Articles

Department

Defence location

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By