Исследователи обнаружили новую интересную связь между кишечником и мозгом: проглатывание питательной пищи вызывает выброс серотонина, химического вещества хорошего самочувствия. Результаты открывают двери для разработки новых методов лечения расстройств пищевого поведения.
В последние годы ученые узнали много нового о важной связи между кишечником и мозгом. Прием пищи особенно интересен, поскольку он включает взаимодействие нервной системы с сигналами окружающей среды (например, запахом пищи) и физиологическими и метаболическими сигналами.
Исследователи из Боннского университета (Германия) и Кембриджского университета (Великобритания) недавно провели исследование, чтобы лучше понять, как связаны пищевод и мозг во время еды, а точнее, что происходит между этими двумя органами при проглатывании пищи.
«Мы хотели получить детальное представление о том, как пищеварительная система взаимодействует с мозгом при потреблении пищи», — сказал корреспондент исследования Михаэль Панкрац из Института наук о жизни и медицине (LIMES) Боннского университета. «Чтобы сделать это, нам нужно было понять, какие нейроны участвуют в потоке информации и как они активируются».
Вместо того, чтобы изучать 100 миллиардов нейронов в человеческом мозге, исследователи выбрали сравнительно менее переполненное тело личинок плодовой мушки, которое содержит около 10 000–15 000 нейронов. Они разрезали целую личинку на тысячи тончайших как бритва срезов и сканировали срезы с помощью электронного микроскопа. Сканирование использовалось для реконструкции всех нейронов и целевых органов нерва, который соединяет нервную систему желудочно-кишечного тракта личинки с мозгом.
«Мы использовали высокопроизводительный компьютер для создания трехмерных изображений из этих фотографий», — рассказал Панкрац о процессе, который позволил исследователям увидеть, как все нервные клетки связаны друг с другом, синапс к синапсу.
Они обнаружили своего рода «рецептор растяжения» в пищеводе личинки, который был связан с группой из шести нейронов, вырабатывающих серотонин, в мозге. Серотонин — это химический посредник, участвующий, помимо прочих биологических функций, в контроле настроения; он обеспечивает чувство эйфории. По этой причине его иногда называют «химическим веществом хорошего самочувствия». Однако исследователи обнаружили нечто очень интересное в том, как эти серотониновые нейроны реагируют на потребленную пищу.
«Они могут определять, является ли это пищей или нет, а также оценивать ее качество», — сказал Андреас Схофс, который также работает в Институте LIMES и был ведущим автором исследования. «Они вырабатывают серотонин только в том случае, если обнаружена пища хорошего качества, что, в свою очередь, гарантирует, что личинка продолжит есть».
Теперь под «пищей хорошего качества» исследователи подразумевают пищу, имеющую пищевую ценность, а не то, что она является деликатесом, что предполагает, что нейроны выполняют своего рода контроль качества всего, что проглатывается. Пища с питательными веществами рассматривается мозгом как награда, заставляя нейроны выделять серотонин, который заставляет личинок чувствовать себя хорошо и продолжать есть. Учитывая, что это механизм, который принципиально важен для выживания, исследователи полагают, что он, вероятно, существует и у людей.
«Несмотря на различия в количестве типов клеток по сравнению с мухами, было бы интересно посмотреть, контролирует ли серотонин также завершение биологически значимого действия, такого как глотание или другие жизненно важные действия у млекопитающих», — говорят исследователи.
Если цепь пищевод-мозг действительно существует у людей, она может быть способом лечения расстройств пищевого поведения, таких как анорексия или компульсивное переедание. Но это еще далеко.
«[Мы] на данном этапе недостаточно знаем о том, как на самом деле работает схема управления у людей», — сказал Панкрац. «В этой области еще требуются годы исследований».
Исследование было опубликовано в журнале Current Biology.
