Ученые обнаружили скрытую систему связи между кишечником и мозгом, которая помогает животным определять нехватку белка и побуждает их искать необходимые питательные вещества. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science 21 мая.

Команда под руководством директора Центра физиологии микробиома и мозга Института фундаментальных наук (IBS) Сон-Бэ Су, совместно с учеными из Сеульского национального университета и Университета Ихва, выявила ранее неизвестную сигнальную сеть «кишечник-мозг», которая быстро меняет пищевое поведение при снижении уровня белка.

Исследователи обнаружили, что кишечник реагирует на нехватку белка, используя два отдельных, но скоординированных пути связи. Один путь работает быстро через нервную систему, сигнализируя мозгу о нехватке аминокислот. Второй действует медленнее через гормоны, поддерживая поисковое поведение в течение более длительного времени. Изучая плодовых мушек, ученые выяснили, что при недостатке белка в рационе специализированные клетки кишечника выделяют пептидный гормон CNMa.

Этот гормон активирует энтеральные нейроны, которые быстро передают сигналы в мозг по прямому нервному пути. Одновременно CNMa распространяется через кровоток как гормон, постепенно усиливая стремление к поиску аминокислот. Rutab.net

«Наше исследование показывает, что кишечник — это не просто пищеварительный орган, а активная сенсорная система, которая постоянно контролирует состояние питания и напрямую направляет поведенческие решения», — заявил директор Сон-Бэ Су.

Новая система не просто заставляла животных есть больше, а меняла их предпочтения. Нехватка белка повышала привлекательность белковой пищи и одновременно снижала интерес к сахару. Сигналы CNMa подавляли активность чувствительных к сахару нейронов DH44, смещая предпочтения с углеводов на богатые белком питательные вещества.

Исследование также показало, что кишечные бактерии играют важную роль в этом процессе.

Эксперименты на мышах подтвердили, что аналогичный механизм существует и у млекопитающих. Мыши, лишенные белка, демонстрировали сильное предпочтение к незаменимым аминокислотам. Удивительно, но даже мыши без гормона FGF21, который ранее считался ключевым для регуляции белкового аппетита, все равно проявляли такое поведение.

Это говорит о существовании дополнительных, пока не идентифицированных систем восприятия питательных веществ. Ученые полагают, что открытие может улучшить понимание ожирения, метаболических заболеваний и расстройств пищевого поведения. «Большинство современных препаратов для контроля ожирения и аппетита полагаются на сигнализацию гормонов кишечника, но мы все еще относительно мало знаем о том, как естественные сигналы кишечника влияют на мозг и поведение.

Это исследование раскрывает фундаментальные принципы выбора питательных веществ осью «кишечник-мозг» и закладывает основу для будущих терапевтических стратегий», — добавил Сон-Бэ Су. Rutab.net