Сотрудники Института фундаментальных наук в Южной Корее выявили скрытую сигнальную сеть между кишечником и головным мозгом, которая при нехватке белка меняет пищевое поведение и перенаправляет тягу с углеводов на аминокислоты. Информация об этом была опубликована 28 мая в Science Daily.
Справка «Известий»Незаменимые аминокислоты — строительный материал белков, которые организм не способен синтезировать самостоятельно. Ученым давно было известно, что при белковом дефиците животные начинают предпочитать богатые белком корма, однако точный нейронный механизм этого явления оставался неизвестным.
Специалисты выяснили, что при недостатке белка особые клетки кишечника секретируют пептидный гормон CNMa. Он активирует сразу два пути: оперативный — через нервные волокна, мгновенно оповещающие мозг о дефиците незаменимых аминокислот, и замедленный — посредством кровотока, продлевающий влечение к белковой еде на более долгий срок.
Работа была выполнена на плодовых мушках. Благодаря нейровизуализации, тестам на поведение и генетическим вмешательствам авторы подробно воссоздали нейронные цепи, участвующие в процессе.
«Наше исследование показывает: кишечник — не просто орган пищеварения, а активная сенсорная система, которая непрерывно контролирует питательный статус организма и напрямую управляет поведенческими решениями», — сказал директор исследовательской группы Со Сон-Бэ.
Механизм не просто повышал общий аппетит — он целенаправленно переключал предпочтения. Молекулы CNMa подавляли активность нейронов, реагирующих на сахар (DH44), и одновременно усиливали тягу к источникам аминокислот. Таким образом мозг буквально переводил фокус с углеводистой пищи на белковую.
Опыты на мышах подтвердили наличие сходного механизма и у млекопитающих. При этом ученые зарегистрировали неожиданный факт: даже у животных, лишенных гормона FGF21, который ранее относили к главным регуляторам белкового аппетита, сохранялось поведение, направленное на поиск аминокислот.
Существенный вклад вносит и микробиом. У мушек с нарушенной кишечной микрофлорой активация нейронов, нацеленных на поиск аминокислот, оказалась значительно интенсивнее, что свидетельствует о влиянии бактерий на регуляцию доступности питательных веществ.
Со Сон-Бэ подчеркнул, что большая часть современных средств против ожирения затрагивает кишечные гормоны, однако научных данных о том, как естественные сигналы от кишечника воздействуют на мозг и пищевое поведение, пока мало. По его мнению, обнаруженный механизм закладывает фундамент для создания новых терапевтических подходов при метаболических нарушениях и расстройствах пищевого поведения.
Ранее, 16 мая, Science Daily рассказал об открытии наночастиц, влияющих на старение, в кишечнике. Как отметили ученые, такие частицы также способны вызывать воспалительные процессы и хронические заболевания, сопутствующие старению.