Коли йдеться про цукор, наш мозок – не обманути: цукровий замінник він розпізнає як «фейк». Тепер науковці з’ясували чому: існує сигнальний шлях від кишківника до мозку, який вмикається тільки за наявності глюкози. Лише коли цей сигнал досягає стовбура головного мозку, ласощі викликають типове відчуття задоволення, повідомляють науковці в журналі «Nature».
Зображення: foodandwinephotography/ iStock
Ласощі – слабкість до них глибоко закорінена в мозку людини. Для наших предків солодке було особливо енергетичним, отже, й цінним продуктом. Відчуття задоволення, яке виникає після споживання харчів зі вмістом цукру, пояснює потяг до шоколаду, морозива та інших солодощів. Реакція системи винагород на цукор може навіть набувати ознак залежності.
Проблема полягає в тому, що цукор має багато калорій, тож з'являються напої та продукти із замінником цукру. З одного боку, є свідчення того, що солодке має небажані побічні ефекти на здоров’я і навіть може призводити до початкових стадій діабету. З іншого боку, замінники цукру, замість того, щоб задовольнити ласунів, провокують ще сильнішу потребу з’їсти щось солодке.
Але чому? Це з’ясував Вей-Е Тань (Hwei-Ee Tan) та його колеги з Колумбійського університету в Нью-Йорку. Спочатку вони перевірили реакцію мишей на два солодкі розчини – цукровий і з вмістом замінника. «Тварини могли вибирали, тож спочатку пили однаково з обох пляшечок, – розказали науковці. – Але вже через 24 години їхні вподобання суттєво змінилися, а через 48 годин вони майже цілком перейшли на цукровий розчин».
Тобто, незважаючи на те, що в обох випадках смакові рецептори в роті тварин сигналізували про споживання цукру, їхній мозок все ж помічав відмінність. Але як? Згідно з поширеними теоріями, лише солодкий смак, поєднаний зі вживанням калорій, дає мозкові знати: «Цукор!».
Але наступні дослідження продемонстрували, що навіть ті миші, які не відчували солодкого смаку, бо мали пошкоджені відповідні рецептори, надавали перевагу цукровому розчину – воду або замінник вони обходили.
«Ми мусимо розділити концепції солодкого і цукру, – пояснив провідний автор дослідження Чарльз Закер (Charles Zucker). – Невгамовне бажання тварин споживати цукор, а не просто солодкий напій, свідчить про те, що цукор якось особливо впливає на нервову систему».
Спеціальні клітини у стовбурі головного мозку (позначені жовтим) спалахують тільки тоді, коли в кишківнику є глюкоза. Зображення: Tan et al./Nature 2020
І справді з допомогою мозкового сканування науковці виявили: в стовбурі головного мозку мишей активується конкретна ділянка, коли в їхньому кишківнику присутній цукор. «Ядро одинокого шляху спалахувало навіть тоді, коли цукор потрапляв безпосередньо в кишківник, не зачіпаючи смакових рецепторів, – повідомив колега Таня Александр Сісті (Alexander Sisti). – Щось мало б передавати відповідний сигнал з кишківника до мозку».
Припущення вчених звучало так: ймовірно, в кишківнику є рецептори, що через блудний (блукаючий) нерв відправляють сигнал просто в мозок. Цей нерв виконує функцію важливого поєднання головного та «шлункового» мозку.
«Слідкуючи за активністю блудного нерва, ми змогли виявити групу клітин, що реагує на цукор», – повідомив Сісті. Реакція рецепторів SGLT-1, розташованих на цих клітинах, виявила, що вони спеціалізуються на глюкозі. На замінник цукру або фруктозу вони не реагували, повідомили вчені.
«Так ми вперше виявили прямий сигнальний шлях, що розпізнає цукор і повідомляє про його присутність мозок», – сказав Тань. Лише коли цей сигнал активується, в мозку виникає відчуття солодкої ситості. Тобто солодкий сигнал на язику та цукровий сигнал кишечника не залежать одне від одного – і без кишківникового сигналу «цукрове запаморочення» не настане.
«Коли замість цукру в каву ми кладемо замінник, вона смакуватиме так само, але наш мозок реагуватиме на неї по-іншому», – сказав Тань. Це пояснює, чому замінник цукру не призводить до такої ж ситості, що й цукор. Своєю чергою, дослідження відкриває нові можливості для виробників цукрового замінника. «Виявлення цього спеціалізованого кишково-мозкового сигнального шляху може допомогти знайти спосіб, як обманути не лише язик, а й мозок», – пояснив Тань.
Nadja Podbregar
Warum Süßstoff weniger glücklich macht als Zucker
Howard Hughes Institute, Zuckerman Institute at Columbia University, 28/04/2020
Зреферувала С.К.