Кишково-шлунковий тракт і мозок перебувають у постійному зв’язку, щоби під час прийому їжі узгодити, зокрема, відчуття ситості та рівень цукру в крові. Важливий посередник між цими двома органами – блукаючий нерв (nervus vagus). Вчені з Кельнського інституту дослідження обміну речовин імені Макса Планка, з Ініціативи досконалості вікових досліджень CECAD (Cellular Stress Responses in Aging-Associated Diseases) з Кельнського університету та Університетської клініки Кельна детальніше проаналізували розподіл функцій нервових клітин в одному центрі управління блукаючого нерва. При цьому вдалося виявити несподіване: нервові клітини тут керують різними частинами тіла і здійснюють навіть протилежні функції при керуванні ситістю та рівнем цукру в крові. Відкриття може відігравати важливу роль для майбутньої терапії проти надлишкової ваги та діабету.
Флуоресцентна мікроскопія генетично різних нервових клітин у нижньому потовщенні (nodose ganglion). Зображення: Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung.
Коли ми споживаємо їжу, інформація про неї мусить переходити від шлунково-кишкового тракту до мозку, щоб у такий спосіб регулювати відчуття голоду та ситості. На основі цієї інформації мозок, наприклад, визначає, чи нам продовжувати їсти. Крім того, так визначається рівень цукру в крові. За цю комунікація переважно відповідає блукаючий нерв, що тягнеться від мозку до шлунково-кишкового тракту.
У центрі управління блукаючого нерва, так званому нижньому потовщенні (nodose ganglion), розташовані різні нервові клітини, одні керують шлунком, інші – кишківником. Деякі з цих нервових клітин реагують на механістичні подразники органів, зокрема на розширення шлунка, натомість інші зважають на хімічні сигнали, на речовини в харчових продуктах. Але які функції виконують ці різні нервові клітини під час споживання їжі та якою поведінкою вони керують через мозок?
«Щоб дослідити розподіл функцій серед нервових клітин у нижньому потовщенні, ми з допомогою генетичних методів зробили видимими різні типи нервових клітин у мишей. Це дало нам змогу точно побачити, який тип нервових клітин яким органом керує, яку передає інформацію та на які сигнали реагує, – сказав керівник дослідження Генніґ Фенселау (Henning Fenselau). – Крім того, так ми можемо цілеспрямовано вмикати та вимикати різні типи клітин, щоби з’ясувати їхні функції під час споживання їжі».
При їхньому дослідженні науковці зосередилися передусім на двох типах нервових клітин у нижньому потовщенні, що міліметр завбільшки. «Один із цих типів клітин розпізнає розширення шлунка. Якщо вони активуються, миші їдять значно менше, – пояснив Фенpенлау. – Ці нервові клітини проводять сигнали, що пригнічують голод, до мозку і в такий спосіб знижують рівень цукру в крові».
Друга група нервів керує передусім кишківником. «Вони сприймають хімічні сигнали від наших харчів, але не впливають на кількість спожитої їжі. Натомість активування цієї групи клітин підвищує рівень цукру», – сказав Фензелау. Тобто обидва типи клітин в центрі керування блукаючого нерва здійснюють протилежні функції під час їжі.
Реакція нашого мозку на спожите може бути доповненням функцій цих двох нервових клітин – пояснив Фензелау: їжа у великих об’ємах розтягує шлунок, активуючи клітини, що там розміщені. У певний момент вони змушують припинити їсти, відповідно змінюючи рівень цукру в крові.
Натомість харчування з високим вмістом поживних речовин призводить радше до активізації нервових клітин у кишківнику. Вони сильно піднімають рівень цукру в крові, заставляючи організм вивільняти власну глюкозу, але не можуть зупинити процес прийому їжі. Вчені вважають, що виявлення різних функцій цих обох типів клітин може відігравати визначальну роль у новій терапії проти надлишкової ваги та діабету.
Darm an Hirn: Nervenzellen erkennen, was wir essen
mpg.de, 06.2021
Зреферувала С. К.
07.06.2021