Ученые из Университета Дьюка открыли «нейробиотическое чувство» — новую систему связи между кишечными микробами и мозгом. Открытие нейробиологов меняет представления о том, как кишечник и мозг обмениваются информацией. Команда исследователей выявила совершенно новую сенсорную систему, которую назвали «нейробиотическим чувством».
«Шестое чувство» связывает микробы кишечника с мозгом в реальном времени
Ученые из Университета Дьюка открыли «нейробиотическое чувство» — новую систему связи между кишечными микробами и мозгом. Исследователи обнаружили, что специальные клетки-датчики — нейроподы — мгновенно передают сигналы от бактерий в мозг, влияя на аппетит.
Блуждающий нерв. https://twin-cities.umn.edu/
Кишечник и мозг связаны теснейшим образом. Связь осуществляется не только через блуждающий нерв, но и через гормональную систему, иммунные сигналы и метаболиты микробиома. В кишечнике находится энтеральная нервная система — более 100 миллионов нервных клеток. Эта система контролирует пищеварение и обменивается информацией с головным мозгом, влияя на настроение, поведение и когнитивные функции.
Эта система позволяет мозгу в режиме реального времени получать сигналы от микроорганизмов, населяющих наш кишечник. Работа опубликована в журнале Nature.
В центре открытия находятся нейроподы — микроскопические сенсорные клетки, расположенные в эпителии толстой кишки. Эти уникальные датчики способны распознавать флагеллин — древний белок, содержащийся в жгутиках бактерий, которые используют эту структуру для передвижения. Когда мы принимаем пищу, некоторые кишечные бактерии высвобождают флагеллин, и нейроподы немедленно его обнаруживают.
Многочисленные жгутики на поверхности клеток Helicobacter pylori, главный компонент жгутиков — флагеллин.
Нейроподы — орган «шестого чувства»
Нейроподы используют специальный рецептор TLR5 для распознавания флагеллина, после чего мгновенно отправляют сигнал в мозг через блуждающий нерв — основную магистраль связи между кишечником и центральной нервной системой.
Этот сигнал работает как естественный регулятор аппетита, сообщая мозгу о необходимости прекратить прием пищи. Экспериментальные данные убедительно подтверждают эту теорию. Когда исследователи вводили флагеллин непосредственно в толстую кишку голодавших мышей, животные начинали есть значительно меньше.
Толстый кишечник.
Однако у мышей с отсутствующим рецептором TLR5 такого эффекта не было — они продолжали активно питаться и набирать вес, что доказывает критическую роль этого пути в регуляции пищевого поведения.
Это открытие может стать ключом к пониманию множества процессов, связанных с влиянием микробиома на поведение человека. Ученые предполагают, что нейробиотическое чувство может воздействовать не только на аппетит, но и на настроение, а также другие аспекты поведения. Более того, возможно существование обратной связи, когда мозг влияет на состав микробиома кишечника.