Мы получаем информацию о мире через свои органы чувств, из которых самые известные – зрение, слух, обоняние, вкус и осязание. Но есть и другие. Ученые обнаружили еще одно чувство, с помощью которого мозг в реальном времени оценивает исходящие из просвета толстого кишечника стимулы, помогающие регулировать аппетит
Кишечник – важнейший орган пищеварения, где идет всасывание питательных веществ и вывод отходов, а кишечное микробное сообщество не только помогает переваривать пищу, но и влияет на общее здоровье, включая иммунитет. При этом кишечник активно обменивается информацией с
мозгом (ось «кишечник-мозг»). Связь осуществляется через блуждающий нерв, иннервирующий внутренние органы, а также через гормоны и нейромедиаторы, которые вырабатывает кишечник и его микробиота.
На внутреннюю стенку кишечника воздействуют разные стимулы, главные
из которых – питательные вещества. Сами стенки растягиваются под
действием содержимого, а также воздействием кишечных микроорганизмов.
Клетки тонкого кишечника распознают поступившие в него питательные вещества, передавая эту информацию через блуждающий нерв и таким образом влияя на аппетит. Микроорганизмы, обитающие в толстом кишечнике, предположительно также влияют на пищевое поведение, но как именно это происходит, до последнего времени не знали.
Известно, что в слизистой оболочке кишечника примерно одна из тысячи находящихся там эпителиальных клеток является сенсорной (нейроподом). Такие клетки обогащены генами, кодирующими белки, участвующие в передаче сигналов через синапсы (места контактов нейронов) и формировании синаптических связей; они также вырабатывают соединения, способные возбуждать блуждающий нерв. Так в мозг поступает информация о состоянии кишечника. Нейроподы, производящие пептид PYY3, снижающий аппетит, расположены в основном в клетках подвздошной и толстой кишки.
Наряду с другими клетками эпителия кишечника, нейроподы также постоянно подвергаются воздействию кишечных микроорганизмов. Последних можно распознать по наличию характерных молекул, таких как белок флагеллин
– некоторые кишечные бактерии усиленно выделяют его во время нашей
трапезы. Флагеллин является структурным компонентом жгутиков – одной из
древнейших органелл, которые бактерии используют для передвижения.
«Узнает» его особый мембранный белок Tолл-подобный рецептор 5 (TLR5), относящийся к системе врожденного иммунитета.
Ученые из США предположили, что когда нейроподы толстого кишечника производящие пептид PYY3, обнаруживают флагеллин, они посылают через блуждающий нерв в мозг сигналы, которые снижают аппетит.
Исследователи проверили эту гипотезу в экспериментах на голодных мышах, которым вводили раствор флагеллина с помощью клизмы. И эти мыши ели меньше, чем контрольные. После клизмы с флагеллином аппетит снижался и у мышей, лишенных микробиома. Когда же у животных генно-инженерным
способом «выключили» TLR5 в нейроподах, то клизма с флагеллином
перестала оказывать свое действие. В целом такие мыши набирали вес и
были склонны к развитию ожирения.
Так было доказано, что флагеллин в просвете кишечника регулирует пищевое поведение независимо от других сигналов, идущих от микробов. Он посылает в мозг информацию, что пора прекращать есть, используя в качестве посредников сенсорные клетки, стимулирующие блуждающий нерв.
Исследователи считают, что обнаруженное ими «кишечное чувство» может
стать основой для понимания широкого спектра явлений, связанных со
взаимодействием между кишечником, его микробным сообществом и мозгом. А эффект от клизмы с флигеллином заставляет задуматься о возможности
применения этого метода для обуздания чрезмерного аппетита…
Фото: https://cdn.shopify.com
Публикации по теме:
Как управлять микробами, когда они управляют нами