Исследования, которое провели ученые из Португалии и США, показало, что решение о том, какую пищу выбрать, принимает мозг в вместе с кишечником и печенью. Новая "постпищеварительная" ось, управляющая пищевым поведением, описана в статье, опубликованной в журнале Neuron.
Считается, что мозг решает, подходит ли та или иная еда организму, в тот момент, когда пища попадает в рот. Но оказалось, что многие решения о том, какие продукты употреблять в будущем, а какие нет, мозг принимает значительно позже, когда пища уже оказывается в кишечнике.
Изучая пищевое поведение у мышей, ученые обнаружили, что мозг получает сигналы так называемых постпищеварительных процессов, происходящих после того, как еда прошла кишечник.
"Рот является первым контрольным пунктом, где принимается решение о том, следует принимать или отклонять пищу, — приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования Альбино Оливейра-Майя (Albino Oliveira-Maia), главы отделения нейропсихиатрии Центра Шампалимо в Лиссабоне. — Оказавшись внутри, пища распадается на питательные вещества, и начинается постпищеварительная фаза. На этом этапе наступает очередь пищеварительной системы "попробовать" пищу и поговорить с мозгом".
По словам ученых, постпищеварительные процессы можно разделить на два типа. Первый касается настоящего — насколько питательна пища и сколько ее нужно потреблять. Второй — это процесс обучения, который определяет, как организм должен реагировать на ту же пищу в будущем.
Согласно предыдущим исследованиям, постпищеварительное обучение приводит к тому, что и животные, и люди предпочитают более питательную пищу. Это логично, потому что в интересах организма определить, какая пища является более питательной, и по возможности выбирать в будущем эту пищу.
Оливейра-Майя и его команда задались вопросом, могут ли эти же постпищеварительные сигналы быть вовлечены в другие виды обучения, которые в итоге приведут животное к активному поиску определенных продуктов. Для этого они разработали тест, в котором животные нажимали на рычаги, чтобы получить прямой впрыск пищи в живот. Таким образом ученые устранили влияние вкуса еды на пищевое поведение грызунов.
"В эксперименте мы сделали два рычага: один запускал инъекцию высококалорийной пищи, а другой — низкокалорийной. Мы позволили животным свободно выбирать между двумя рычагами и наблюдали", — объясняет Ана Фернандес (Ana Fernandes), первый автор исследования.
Через некоторое время все мыши сосредоточили свои усилия на "высококалорийном" рычаге. После этого ученые приступили к определению физиологического механизма возникновения постпищеварительных сигналов в мозг.
"Чтобы ответить на этот вопрос, мы сфокусировались на блуждающем нерве. Это длинный нерв, который формирует двунаправленные связи между мозгом и множеством внутренних органов", — говорит Оливейра-Майя.
По словам Оливейра-Майи, большинство исследований взаимосвязи блуждающего нерва и пищевого поведения сосредоточено на связях нерва с кишечником. Но ученые выяснили, что в данном случае, кроме кишечника, у мышей была задействована еще одна ветвь блуждающего нерва, которая несет информацию, поступающую из печени.
Для проверки своей гипотезы ученые перерезали печеночную ветвь блуждающего нерва, и мыши перестали "угадывать" питательную ценность продуктов.
"Различные части кишечника могут иметь неполную информацию о питательной ценности потребляемой пищи. С другой стороны, печень метаболически фильтрует кровь, поступающую из большей части кишечника. Это означает, что она имеет хорошие возможности для функционирования как общий метаболический сенсор", — объясняет Фернандес.
Авторы также доказали, что в мозге за процесс пищевого обучения отвечают дофамины — молекулы, участвующей во многих других когнитивных процессах.