Мозг высвобождает серотонин после проглатывания «хорошей пищи»

Исследователи обнаружили новую удивительную связь между кишечником и мозгом: проглатывание питательной пищи вызывает высвобождение химического вещества серотонина, отвечающего за хорошее самочувствие. Полученные 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 в себя взаимодействие нервной системы с сигналами окружающей среды (например, запах пищи), а также физиологическими и метаболическими сигналами.

Ученые из Боннского университета (Германия) и Кембриджского университета (Великобритания) недавно провели исследование, чтобы лучше понять, как пищевод и мозг связаны во время еды, а точнее, что происходит между этими двумя органами при проглатывании пищи.

«Мы хотели получить подробное понимание того, как пищеварительная система взаимодействует с мозгом при употреблении пищи», — сказал автор исследования Майкл Панкрац из Института жизни и медицинских наук (LIMES) при Боннском университете. «Чтобы сделать это, нам нужно было понять, какие нейроны участвуют в потоке информации и как они запускаются».

Вместо того, чтобы изучать 100 миллиардов нейронов в человеческом мозге, исследователи выбрали мозг личинки плодовой мушки, который содержит от 10 000 до 15 000 нейронов. Они разрезали целые личинки на тысячи тонких ломтиков и сканировали срезы с помощью электронного микроскопа. Сканирование было использовано для реконструкции всех нейронов и органов-мишеней нерва, который соединяет нервную систему желудочно-кишечного тракта личинок с мозгом.

«Мы использовали высокопроизводительный компьютер для создания трехмерных изображений из этих фотографий», — сказал Панкрац о процессе, который позволил исследователям увидеть, как все нервные клетки связаны друг с другом, синапс за синапсом.

Они обнаружили своего рода «рецептор растяжения» в пищеводе личинок, который был связан с группой из шести серотонин-продуцирующих нейронов в мозге. Серотонин является химическим посредником, участвующим, помимо других биологических функций, в контроле настроения — он дает ощущение эйфории. По этой причине его иногда называют «химическим веществом для хорошего самочувствия». Тем не менее, исследователи обнаружили кое-что очень интересное о том, как эти серотониновые нейроны реагируют на пищу, которая была употреблена.

«Они могут определить, является ли это пищей или нет, а также оценить ее качество», — сказал Андреас Шуфс, 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».

Под «пищей хорошего качества» исследователи подразумевают пищу, которая имеет питательную ценность, а не то, что она изысканная, что предполагает, что нейроны выполняют своего рода контроль качества того, 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 этот механизм принципиально важен для выживания, исследователи считают, что он, вероятно, существует и у людей.

«Несмотря на различия в количестве типов клеток по сравнению с мухой, 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, это может быть способом лечения расстройств пищевого поведения, таких как анорексия или переедание. Однако до этого еще далеко.

«На данном этапе мы 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.