Мозг высвобождает серотонин после проглатывания «хорошей пищи»

Исследователи обнаружили новую удивительную связь между кишечником и мозгом: проглатывание питательной пищи вызывает высвобождение серотонина, отвечающего за хорошее самочувствие. Эти результаты открывают двери для разработки новых методов лечения расстройств пищевого поведения.

За последние годы ученые многое узнали о важной связи между кишечником и мозгом. Диета особенно интересна, поскольку она включает взаимодействие нервной системы с сигналами окружающей среды (например, запахом еды), а также физиологическими и метаболическими сигналами.

Ученые из Боннского университета в Германии и Кембриджского университета в Великобритании недавно провели исследование, чтобы лучше понять, как пищевод и мозг связаны во время еды, а точнее, что происходит между двумя органами при проглатывании пищи.

«Мы хотели подробно понять, как пищеварительная система взаимодействует с мозгом во время еды», — говорит автор исследования Майкл Панкрац из Института жизни и медицинских наук (LIMES) Боннского университета. «Для этого нам нужно понять, какие нейроны участвуют в информационном потоке и как они активируются».

Вместо изучения 100 миллиардов нейронов человеческого мозга исследователи выбрали мозг личинок плодовых мух, которые содержат от 10 000 до 15 000 нейронов. Они разрезали всю личинку на тысячи тонких ломтиков и просканировали их с помощью электронного микроскопа. Сканирование используется для реконструкции всех нейронов и нервных органов-мишеней, соединяющих личиночную желудочно-кишечную нервную систему и мозг.

«Мы используем высокопроизводительные компьютеры для создания 3D-изображений на основе этих фотографий», — сказал Панкрац о процессе, который позволяет исследователям понять, как все нервные клетки соединяются друг с другом, синапс за синапсом.

Они обнаружили «рецептор растяжения» в личиночном пищеводе, который соединяется с группой из шести нейронов головного мозга, продуцирующих серотонин. Серотонин — химический посланник, который, помимо других биологических функций, участвует в контроле настроения — он дает людям ощущение эйфории. По этой причине его иногда называют «химическим веществом хорошего самочувствия». Однако исследователи обнаружили кое-что очень интересное о том, как эти серотониновые нейроны реагируют на пищу, которую они потребляют.

«Они могут определить, является ли это едой, и оценить ее качество», — сказал Андреас Шуфс, ведущий автор исследования, также работающий в институте LIMES. «Только при обнаружении качественной пищи они вырабатывают серотонин, который гарантирует, что личинки продолжают питаться».

Под «хорошей едой» исследователи подразумевают пищу, имеющую пищевую ценность, а не деликатесы, предполагая, что нейроны осуществляют своего рода контроль качества потребляемой пищи.

Пища, содержащая питательные вещества, рассматривается мозгом как награда, заставляя нейроны выделять серотонин, заставляя личинки чувствовать себя хорошо и продолжать есть. Учитывая, что этот механизм имеет основополагающее значение для выживания, исследователи полагают, что он может существовать и у людей.

Исследователи заявили: «Несмотря на различия в количестве типов клеток по сравнению с дрозофилой, было бы интересно посмотреть, контролирует ли серотонин также выполнение биологически значимых действий у млекопитающих, таких как глотание или другие функции поддержания жизни.

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 работают схемы управления в человеческом организме», — сказал Панкрац. «Эта область еще требует многих лет исследований».

Исследование было опубликовано в журнале Current Biology.