Исследователи совершили прорыв в понимании того, как взаимодействуют кишечник и мозг, и открыли то, что они называют «нейробиотическим чувством» — недавно обнаруженную систему, которая позволяет мозгу в режиме реального времени реагировать на сигналы от микробов, живущих в нашем кишечнике.
Новое исследование, проведённое нейробиологами из Медицинской школы Университета Дьюка Диего Бохоркесом, доктором философии, и М. Майей Келберер, доктором философии, и опубликованное в Nature, посвящено нейроподам — крошечным сенсорным клеткам, выстилающим эпителий толстой кишки. Эти клетки распознают распространённый микробный белок и быстро передают в мозг сигналы, которые помогают сдерживать аппетит.
Но это только начало. Команда исследователей считает, что это нейробиотическое чувство может стать более широкой платформой для понимания того, как кишечник распознаёт микробы, влияя на всё — от пищевых привычек до настроения — и даже на то, как мозг может формировать микробиом в ответ.
Нам было интересно, может ли организм распознавать микробные паттерны в режиме реального времени и не только как иммунную или воспалительную реакцию, но и как нейронную реакцию, которая определяет поведение в режиме реального времени.
Диего Бохоркес, доктор философии, профессор медицины и нейробиологии Медицинской школы Университета Дьюка и старший автор исследования
Ключевую роль играет флагеллин — древний белок, содержащийся в бактериальных жгутиках, похожих на хвосты структурах, с помощью которых бактерии передвигаются. Когда мы едим, некоторые кишечные бактерии выделяют флагеллин. Нейроподы обнаруживают его с помощью рецептора TLR5 и передают сигнал по блуждающему нерву — основной линии связи между кишечником и мозгом.
Команда исследователей при поддержке Национального института здравоохранения выдвинула смелую гипотезу: бактериальный флагеллин в толстой кишке может активировать нейроподы, которые посылают в мозг сигнал, подавляющий аппетит. Это прямое влияние микроорганизмов на поведение.
Исследователи проверили это, оставив мышей без еды на ночь, а затем введя им небольшую дозу флагеллина непосредственно в толстую кишку. Эти мыши ели меньше.
Когда исследователи провели тот же эксперимент на мышах, у которых отсутствовал рецептор TLR5, ничего не изменилось. Мыши продолжали есть и набирали вес, что указывает на то, что этот путь помогает регулировать аппетит. Полученные данные свидетельствуют о том, что флагеллин посылает сигнал «хватит» через TLR5, позволяя кишечнику сообщить мозгу, что пора прекратить есть. Без этого рецептора сигнал не проходит.
Открытие было сделано под руководством ведущих авторов исследования Уинстона Лю, доктора медицины и философии, Эмили Элвей, аспиранток Программы подготовки научных сотрудников в области медицины, и постдокторанта Наамы Райхер, доктора философии. Их эксперименты показали, что нарушение этого механизма приводит к изменению пищевых привычек у мышей, что указывает на более глубокую связь между микробами в кишечнике и поведением.
«Заглядывая в будущее, я думаю, что эта работа будет особенно полезна для научного сообщества в целом, поскольку поможет объяснить, как микробы влияют на наше поведение, — сказал Боуркес. — Следующий очевидный шаг — изучить, как определённые диеты влияют на микробиом кишечника. Это может стать ключевым элементом головоломки в таких случаях, как ожирение или психические расстройства».
Источник:
Университет Дьюка
Ссылка на журнал:
Лю, В. В., и др.. (2025). Чувствительность кишечника к микробному паттерну регулирует питание. Nature. doi.org.
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся