Ученые обнаружили биологический механизм подавления аппетита, посредством которого человеческий организм в ответ на патологический процесс передает сигнал в центральную нервную систему для снижения потребления пищи. Согласно последним исследованиям, специализированные клетки кишечного эпителия распознают патогены и посылают нейрохимические импульсы, запускающие этот механизм подавления аппетита в головном мозге. Данный процесс является динамическим и развивается во времени, что объясняет клинический феномен, при котором пациент чувствует себя относительно стабильно на начальной стадии инфекции, в то время как его аппетит снижается по мере прогрессирования болезни.
О чем говорит исследование?
Любому пациенту, перенесшему тяжелую желудочно-кишечную инфекцию, эта клиническая картина хорошо знакома: даже после частичной ремиссии симптомов аппетит не возвращается в течение долгого времени. Аналогичные симптомы наблюдаются у миллионов пациентов, страдающих хроническими гельминтозами (инфекциями, вызванными паразитическими червями). Несмотря на широкую распространенность этой патологии, ученые долгое время не могли объяснить точную причину данного явления.
В марте этого года журнал Nature опубликовал новое исследование ученых из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF), в котором описывается ранее неизвестная форма межклеточной коммуникации, способная играть фундаментальную роль в ведении гастроэнтерологических патологий. «Наш научный интерес заключался не только в определении механизмов иммунного ответа, но и в том, чтобы выяснить, как иммунная система задействует периферическую нервную систему для изменения поведения», — сообщил соавтор исследования Дэвид Джулиус, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 2021 года.
Как клетки кишечника сигнализируют мозгу о потере аппетита?
Исследование было сосредоточено на двух редких типах клеток кишечного эпителия: тафт-клетках, которые действуют как детекторы, идентифицируя патогены и инициируя иммунную защиту, и энтерохромаффинных (EC) клетках, которые высвобождают химические сигналы и стимулируют нейронные пути, связанные с мозгом. Ранее уже было известно, что EC-клетки вызывают чувство тошноты, боли и дискомфорта; однако до этого момента не было известно, взаимодействуют ли они напрямую с тафт-клетками.
Чтобы изучить это, ученые поместили под микроскоп генетически модифицированные сенсорные клетки рядом с тафт-клетками. При воздействии на тафт-клетки сукцината — соединения, секретируемого паразитическими червями, — соседние сенсорные клетки «засветились». Этот процесс показал, что тафт-клетки секретируют ацетилхолин — сигнальную молекулу, обычно ассоциирующуюся с нервными клетками. Когда ацетилхолин достигал выращенной в лаборатории ткани кишечника, содержащей энтерохромаффинные клетки, они реагировали выбросом серотонина, который, в свою очередь, активировал волокна блуждающего нерва, передающие сигналы из кишечника в мозг.
Отложенная сигнализация: научное объяснение потери аппетита
Исследование также показало, что тафт-клетки высвобождают ацетилхолин в два этапа — факт, который объясняет, почему аппетит исчезает постепенно по мере прогрессирования болезни. В начале инфекции тафт-клетки излучают короткие, быстрые сигналы. Затем, по мере усиления иммунного ответа, количество этих клеток увеличивается, и они посылают медленные, устойчивые сигналы — достаточно мощные, чтобы активировать энтерохромаффинные клетки и доставить сообщение в мозг. «Кишечник фактически выжидает, пока не убедится, что угроза реальна и постоянна — и только тогда призывает мозг изменить поведение», — объясняет Джулиус.
Перспективы исследования
Для подтверждения поведенческих эффектов этого сигнального пути in vivo (в живом организме) исследовательская группа изучила популяцию мышей, зараженных гельминтозом. У мышей с нормальной функцией тафт-клеток потребление пищи значительно снижалось по мере развития инфекции. Напротив, мыши, чьи тафт-клетки не обладали способностью синтезировать ацетилхолин, продолжали питаться в обычном режиме. Этот эксперимент подтвердил, что выявленный сигнальный путь напрямую регулирует изменения аппетита.
Эти результаты могут помочь ученым разработать новые методы лечения симптомов, связанных с паразитарными инфекциями, в будущем. Также примечательно, что тафт-клетки локализованы в различных частях тела, включая дыхательные пути, желчный пузырь и репродуктивную систему, а не только в кишечнике. Следовательно, контроль секреторной функции тафт-клеток может стать эффективным средством управления физиологическими реакциями, связанными с синдромом раздраженного кишечника (СРК), пищевой непереносимостью и хронической висцеральной болью. Исследование было проведено UCSF в тесном сотрудничестве с Университетом Аделаиды (Австралия).
Источник: Sciencedaily.com
