Диета с высоким содержанием сахара связана с различными нарушениями метаболизма. Ученые из Испании проверили, как такое питание влияет на физиологию и развитие, в эксперименте на плодовых мушках. Личинки дрозофилы, которых кормили сахаром в избытке, медленнее превращались в куколок — задержка составляла около суток. Ключевую роль в этом играл фактор, выделяемый макрофагами в ответ на большое количество сахара в пище. Подавление этого сигнала сокращало задержку развития, но личинки и куколки были меньше. Авторы приходят к выводу, что макрофаги тормозят метаморфозу, чтобы личинки успели набрать нужный вес. Интересно, что у человека белки, родственные этому фактору, важны для развития эмбриона.
Диета с высоким содержанием сахара связана с различными метаболическими расстройствами, которые могут оказаться критичными в период развития — в это время организму необходимо координировать рост, созревание и выработку гормонов. Испанские ученые провели опыты на плодовых мушках и выяснили, как иммунная система помогает организму реагировать на дисбаланс сахара в пище. Ключевыми участниками регуляции оказались макрофаги — специализированные иммунные клетки, которые обычно отвечают за поглощение патогена.
В норме дрозофилы завершают превращение из личинки в куколку примерно за пять суток. Однако у личинок, корм для которых содержал в 10 раз больше сахара, чем в норме, наблюдалась задержка этого процесса примерно на сутки. Сами куколки при этом были меньше.
Превращением личинки в куколку управляет гормон экдизон. Чтобы выяснить, связана ли задержка развития с недостатком этого гормона, авторы работы измерили экспрессию ферментов, участвующих в его синтезе. Через 104 часа после откладки яиц, то есть когда у контрольных личинок начиналось окукливание, уровни экспрессии нужных ферментов были намного ниже у личинок на диете с высоким содержанием сахара.
Ученые также обнаружили, что при повышенном потреблении сахара у личинок было снижено количество макрофагов. Они провели секвенирование РНК этих иммунных клеток и обнаружили отличия от контрольной группы. Внимание авторов привлек секретируемый фактор Dpp, уровни которого были повышены в макрофагах при избытке сахара. Уже известно, что у дрозофил Dpp подавляет выработку экдизона. У человека есть гомологичные (родственные) ему факторы роста — костные морфогенетические белки, которые регулируют развитие зародыша.
Когда исследователи различными способами подавляли действие Dpp, задержка развития личинок сокращалась. (Подробнее об этих опытах можно прочитать в материале на PCR.NEWS).
Таким образом, при избытке сахара в пище переход от стадии личинки к стадии куколки затягивается примерно на сутки, и эта задержка регулируется макрофагами. Авторы предполагают, что реакция иммунных клеток на изменения диеты компенсирует ее негативное воздействие, то есть задержка развития позволяет личинкам дрозофилы набрать нужный вес перед превращением в куколку.
Больше статей о медико-биологических науках на нашем сайте
Темы этого материала связаны с научными исследованиями и результатами
опубликованных работ. Информация представлена исключительно в ознакомительных целях. Она не предназначена для постановки диагноза, назначения лечения или принятия медицинских решений.
Материал не содержит медицинских рекомендаций и не должен рассматриваться как руководство к самолечению. Для решения медицинских проблем необходимо обратиться к специалисту.