Боннский университет 16 апреля 2026 года
Исследователи из Боннского университета и университетской клиники Бонна открыли жизненно важный механизм выживания
Если человек или животное съедают что-то, от чего им становится плохо, они впоследствии избегают этого продукта. До сих пор было неясно, как именно происходит формирование такого избегающего поведения. Новое исследование показывает, что решающую роль здесь может играть взаимодействие между клетками мозга и жировыми клетками.
Ученые из Боннского и Тохокского университетов (Япония) и Боннской университетской клиники выявили ранее неизвестный механизм у плодовой мушки дрозофилы. Возможно, нечто подобное существует и у млекопитающих, и даже у людей. Результаты исследования опубликованы в журнале Neuron.
Любой, у кого когда-либо болел живот после того, как он съел невкусные фрикадельки, знает, насколько сильно это отбивает аппетит. В научных кругах это явление называют «условным отвращением к вкусу»: мозг регистрирует иммунный ответ на бактерии и их токсины и на основании этого делает вывод, что в будущем этого продукта лучше избегать.
Пока неизвестно, как обнаружение патогенов иммунной системой приводит к изменению поведения. «Поскольку такое приобретенное избегание пищи встречается у всех видов, мы исследовали этот вопрос на модельном организме — плодовой мушке дрозофиле», — объясняет профессор, доктор Илона Грюнвальд Кадов.
"В рамках этой модели мы можем прояснить, как мозг и тело взаимодействуют друг с другом, чтобы вызвать реакцию избегания, которая жизненно важна для выживания ".
Dr. Ilona Grunwald Kadow, Universität Bonn
Изначально мухи предпочитали пищу, зараженную бактериями
Грюнвальд Кадов возглавляет Институт физиологии II при Боннском университете и Боннской университетской клинике. В рамках текущего исследования ее рабочая группа сотрудничает с учеными из японского университета Тохоку. Испытуемым животным предлагалось выбрать один из двух источников пищи. Один из них был заражен патогенной бактерией Pseudomonas entomophila. Другой содержал безвредный штамм Pseudomonas. В остальном оба источника пищи были абсолютно идентичны.
Мухи, у которых еще не было негативного опыта взаимодействия с патогеном, предпочитают вредную пищу, потому что ее запах кажется им привлекательным. «Поскольку это опасно для жизни животных, мы решили выяснить, как ведут себя животные, съевшие пищу с этими бактериями», — объясняет ученый. Патогенные микроорганизмы недолго оставались незамеченными для мух: врожденная иммунная система животных оснащена сенсорами, которые в таких случаях подают сигнал тревоги. «В ходе нашего эксперимента в них активировались рецепторы, реагирующие на компоненты клеточной стенки бактерий», — объясняет коллега Грюнвальда Кадоу Юйцзе Ван. Она провела большую часть экспериментов в рамках своей докторской диссертации.
Бактериальные сенсоры приводят к изменению поведения
Эти сенсоры реагируют в основном на вредный штамм Pseudomonas, но почти не реагируют на безвредный. Многие из них расположены на поверхности особых нейронов, находящихся рядом с горлом мухи. Своими отростками эти нейроны связаны не только с мозгом мухи, но и с жировым запасом в ее голове. Если рецепторы сигнализируют о присутствии вредных микроорганизмов, это приводит к высвобождению в нейронах нейромедиатора октопамина, который тесно связан с адреналином. Он поступает через нейронные ветви в жировую ткань.
«Затем октопамин запускает выработку другого нейромедиатора, дофамина, в жировых клетках, — говорит Грюнвальд Кадоу. — Дофамин, в свою очередь, транспортируется в мозг мухи, где вызывает постоянную повышенную активность нейронных сетей, которые важны для обучения и запускают реакцию избегания». Таким образом, животных отпугивает запах патогенных бактерий. «Нам удалось показать, что мухи выбирали источник пищи с безвредными микроорганизмами после того, как попробовали испорченную еду», — объясняет учёный.
Становятся ли мухи менее разборчивыми, когда голодны?
В этом научном эксперименте важную роль играет жировая ткань. Но почему так происходит? «У нас до сих пор нет однозначного ответа», — говорит Грюнвальд Кадов, который также является членом трансдисциплинарной исследовательской группы (Transdisciplinary Research Area, TRA) «Жизнь и здоровье» в Боннском университете. «Однако решение мух может быть связано с их пищевым статусом».
Когда животные голодают, у них становится меньше жировых клеток. Соответственно, когда они обнаруживают, что вместе с пищей попали в организм патогенные бактерии, жировых клеток вырабатывается меньше. Возможно, поэтому голодные животные охотнее прибегают к зараженной пище. «Это гипотеза, которую мы сейчас проверяем в ходе дальнейших экспериментов», — объясняет ученый.
Полученные результаты могут быть актуальны и для людей, поскольку жировая ткань у нашего вида также вырабатывает нейромедиаторы, которые воздействуют на мозг и влияют на аппетит. В настоящее время исследователи предполагают, что при расстройствах пищевого поведения, таких как анорексия или ожирение, нарушается взаимодействие между мозгом, органами и жировой тканью. Плодовая мушка дрозофила позволяет проверить подобные гипотезы на простом модельном организме и понять лежащие в их основе механизмы. Это понимание может помочь повлиять на сложное взаимодействие между метаболизмом, иммунной системой и мозгом в контексте заболеваний.
Источник:
Universität Bonn
Ссылка на журнал:
Ван, Ю., и др. (2026) Двунаправленная ось «мозг — жировая ткань» для защиты от патогенов. Neuron. DOI: 10.1016/j.neuron.2026.03.026. https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(26)00217-5?_returnURL=.
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся