Ваши вкусовые рецепторы могут или не могут отличить настоящий сахар от заменителя сахара, такого как Splenda, но в вашем кишечнике есть клетки, которые могут и действительно различают два сладких раствора. И они могут передать разницу вашему мозгу за миллисекунды.
Вскоре после того, как 20 лет назад во рту мышей был обнаружен рецептор сладкого вкуса, ученые попытались вывести из строя эти вкусовые рецепторы . Но они были удивлены, обнаружив, что мыши все же каким-то образом различают и предпочитают натуральный сахар искусственному подсластителю , даже не имея чувства вкуса .
Ответ на эту загадку лежит гораздо глубже в пищеварительном тракте, в верхней части кишечника, сразу после желудка, согласно исследованию, проведенному Диего Бохоркесом, доцентом медицины и нейробиологии в Медицинской школе Университета Дьюка.
В статье, опубликованной 13 января в Nature Neuroscience , «мы идентифицировали клетки , которые заставляют нас есть сахар, и они находятся в кишечнике», — сказал Бохоркес. Вливание сахара непосредственно в нижний отдел кишечника или толстую кишку не дает такого же эффекта. По его словам, чувствительные клетки находятся в верхних отделах кишечника.
Обнаружив кишечную клетку, называемую клеткой нейропода, Бохоркес со своей исследовательской группой изучил критическую роль этой клетки как связь между тем, что находится внутри кишечника, и ее влиянием на мозг. Кишечник, утверждает он, общается напрямую с мозгом, изменяя наше пищевое поведение. И в долгосрочной перспективе эти открытия могут привести к совершенно новым способам лечения болезней.
Первоначально названные энтероэндокринными клетками из-за их способности секретировать гормоны, специализированные нейроподные клетки могут связываться с нейронами посредством быстрых синаптических связей и распределяются по слизистой оболочке верхних отделов кишечника. Исследовательская группа Бохоркеса показала, что в дополнение к производству относительно медленно действующих гормональных сигналов эти клетки также производят быстродействующие нейротрансмиттерные сигналы, которые достигают блуждающего нерва, а затем мозга в течение миллисекунд.
Бохоркес сказал, что последние результаты его группы также показывают, что нейроподы являются сенсорными клетками нервной системы, такими же, как вкусовые рецепторы на языке или клетки сетчатки глаза, которые помогают нам различать цвета.
«Эти клетки работают так же, как клетки колбочек сетчатки, которые способны ощущать длину волны света», — сказал Бохоркес. «Они чувствуют следы сахара по сравнению с подсластителем, а затем выделяют различные нейротрансмиттеры, которые попадают в разные клетки блуждающего нерва, и в конечном итоге животное знает, что это сахар или это подсластитель».
Используя выращенные в лаборатории органоиды из клеток мыши и человека, чтобы представить тонкий кишечник и двенадцатиперстную кишку (верхняя кишка), исследователи показали в небольшом эксперименте, что настоящий сахар стимулирует отдельные клетки нейроподов к высвобождению глутамата в качестве нейротрансмиттера. Искусственный сахар вызвал высвобождение другого нейротрансмиттера, АТФ.
Используя метод, называемый оптогенетикой, ученые затем смогли включать и выключать клетки нейроподов в кишечнике живой мыши, чтобы показать, было ли предпочтение животного к настоящему сахару обусловлено сигналами из кишечника. Ключевой технологией для оптогенетической работы стало новое гибкое волноводное волокно, разработанное учеными Массачусетского технологического института. Это гибкое волокно доставляет свет по всему кишечнику живого животного, чтобы вызвать генетический ответ, который заставил замолчать клетки нейроподов. Когда их нейроподные клетки были отключены, животное больше не проявляло явного предпочтения к настоящему сахару.
