Скрытое шестое чувство? Продвигается объяснение связи между мозгом, кишечником и регулированием аппетита

МАДРИД. Все организмы воспринимают мир через органы чувств. Но наука все больше убеждается в том, что пять наиболее популярных органов чувств (слух, зрение, осязание, обоняние и вкус) вероятно недостаточны для восприятия всех взаимодействий с окружающей средой. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, витрине лучших научных достижений мира, обнаружило своего рода новый скрытый шестой чувство, расположенный в кишечнике. В частности, в исследовании на мышах ученые из Университета Дьюка (США) показали, что эта сенсорная система, которую они определяют как «нейробиотическое чувство», позволяет осуществлять коммуникацию в режиме реального времени между мозгом и микробиомом, этой огромной экосистемой микроорганизмов, населяющих кишечник и способных влиять на здоровье и болезни. По мнению исследователей, эта сенсорная инфраструктура служит для восприятия того, что происходит в кишечной среде, обнаружения питательных веществ и принятия решений, касающихся аппетита. Но, вероятно, это только начало более длинной истории, которая еще предстоит раскрыть: ученые выдвигают гипотезу, что это шестое чувство может стать платформой для глубокого понимания того, как кишечник обнаруживает микробы, как они влияют на поведение (от пищевых привычек до настроения) и даже как мозг может формировать микробиом. Долгое время, по словам Диего Бохоркеса, исследователя из Лаборатории нейробиологии кишечника и мозга Университета Дьюка и главного автора исследования, считалось, что кишечник — это «очень пассивная трубка, которая служит только для переваривания и всасывания». Но эта предпосылка оставляла много неясных моментов. «Не было исследовано, как кишечник узнает, что к нему поступило. Например, яблоко или стакан молока — это целая вселенная молекул. И кишечник должен распознать и создать немедленное представление, чтобы сообщить мозгу о том, что к нему поступило», — объясняет нейробиолог. Его гипотеза заключалась в том, что мозг и кишечник имеют «сенсорную систему» для передачи информации о том, что происходит в этой микробной экосистеме. Что-то быстрое, прямое и независимое от иммунного или метаболического ответа — гораздо более медленного — который могут вызывать эти микробы. И он не ошибался: после 15 лет исследований Бохоркес и его команда смогли задокументировать, как работает этот новый орган чувств, который позволяет мозгу в режиме реального времени реагировать на сигналы микробов, обитающих в кишечнике. «Это сенсорная система в кишечнике, которая позволяет бактериям влиять на то, сколько мы едим и как долго», — резюмирует он. «Ключевым звеном этого шестого чувства являются нейроподы, крошечные сенсорные клетки, покрывающие эпителий толстой кишки. Так же, как глаз, чтобы различать синий и красный цвета, имеет нейроэпителиальные клетки — близкие родственники нейроподов — которые обнаруживают фотоны и с помощью длины волны помогают нам определить, является ли что-то красным или синим, в кишечнике у нас есть нейроподы, которые, в случае питательных веществ, помогают нам быстро обнаруживать молекулы, которые мы съели, чтобы дать мозгу информацию не только о том, съели ли мы жир или белок, но и о том, сколько еще нам нужно съесть», — объясняет Бохоркес. Его исследования начались давно. Несколько лет назад они уже обнаружили, что нейроподы «необходимы» организму, чтобы различать, например, сахара и подсластители и выбирать для потребления первые, которые имеют калорийную ценность, а не другие подсластители. Они назвали это «чувством питательных веществ», которое помогает нам выбирать, что мы едим: нейроподы были способны преобразовывать сигналы питательных веществ в сообщения для мозга. Но ученые все еще не понимали, как организм реагирует в режиме реального времени на стимулы, исходящие от кишечных микробов. Теперь, благодаря этому исследованию, они обнаружили, что когда мы едим, некоторые кишечные бактерии выделяют белки, называемые флагеллином. Нейроподы обнаруживают их и с помощью рецептора (называемого TLR-5) посылают сообщение блуждающему нерву, который является основным каналом связи между кишечником и мозгом. Сигнал, поступающий по этому каналу в центр управления организмом, является сигналом о том, что мы уже достаточно поели. «Мы полагаем, что нейроподы обнаруживают флагелин и немедленно сообщают об этом мозгу, посылая ему сигнал о том, что нужно прекратить есть. Это своего рода немедленный сенсорный интерфейс, благодаря которому мозг может узнать не только о том, что мы поели, но и о том, что бактерии также получили достаточное количество пищи», — размышляет Бохоркес. Чтобы подтвердить свою теорию, ученые подвергли группу мышей ночному голоданию, а на следующий день ввели им дозу флагеллина непосредственно в толстую кишку. В результате животные стали меньше есть. Однако тот же эксперимент, проведенный на другой группе генетически модифицированных грызунов, у которых был деактивирован рецептор TLR-5, показал, что животные ели больше и набирали больше веса. «Они становились ожирелыми, потому что ели понемногу, но дольше. Но нам потребовалось много времени [чтобы прийти к окончательным выводам], потому что мы должны были доказать, что это не было иммунным или метаболическим процессом и что на самом деле существовала сенсорная нейронная система для распознавания микробных паттернов», — рассказывает Бохоркес. «Его исследования показали, что флагелин через эту нейробиотическую цепь посылал в мозг сигналы для подавления аппетита. Однако, когда этот путь был перекрыт, сообщение не доходило, и мыши становились ожирелыми. Это означало, что существовало прямое микробное влияние на пищевое поведение». Бохоркес утверждает, что, хотя его исследования проводились на животных моделях, основные идеи вполне применимы к людям: «Возможно, могут быть некоторые изменения в сенсорной системе, но основной принцип остается тем же». Его эксперименты были сосредоточены на флагеллине конкретного рода бактерий (Salmonella), но ученый отмечает, что этот молекулярный паттерн сохраняется у многих различных видов микроорганизмов. «Эта сенсорная система активируется даже у животных, не имеющих микробиоты. Это означает, что это является неотъемлемой частью животного, что позволяет предположить, что это очень древний и базовый способ, с помощью которого кишечник распознает эти молекулярные микробиальные паттерны и передает их в мозг», — добавляет Бохоркес. Однако его открытие — это лишь «первая ступенька» на длинной лестнице, которую предстоит исследовать. «Сейчас мы только что обнаружили, что кишечник через нейроподы передает мозгу эти молекулярные паттерны. Но это открывает возможность того, что другие молекулярные паттерны могут вызывать определенные изменения в поведении и поступках в мозге», — предполагает она. Клаудия Арахол, врач отделения желудочно-кишечного тракта больницы Бельвитже в Барселоне, также считает, что это исследование — «очень интересная нить, за которую стоит потянуть». «Это замечательное исследование с полной методологией и многообещающими результатами. Это начало нового пути в отношении роли микробиома в контроле сытости и веса», — считает специалист, которая не участвовала в исследовании. Арахол также отмечает усилия ученых по устранению всех факторов, вызывающих путаницу (таких как возможные иммунные или метаболические объяснения), до тех пор, пока не будет доказана существование этой сенсорной системы между кишечными микробами и мозгом. «Необходимо посмотреть, каких результатов удастся достичь при применении на людях, но на клиническом уровне эти результаты могут способствовать изучению различных препаратов для лечения ожирения», — отмечает он. «Открываются огромные возможности для исследований. Мы всегда говорим, что мы — то, что мы едим. Существует прямая корреляция. Но здесь мы уже говорим о том, что кишечник имеет сенсорную систему, которая управляет нашими желаниями, и не только пищевыми, потому что от пищи зависит все остальное. Как только вы наелись, вы можете воображать, творить, взаимодействовать с другими людьми», — подчеркивает Бохоркес. Ученый не исключает, что могут появиться и новые чувства: «Мы — совокупность всех этих сенсорных систем. Хотя мы, возможно, документируем шестую или седьмую сенсорную систему [если учитывать датчик питательных веществ, обнаруженный несколько лет назад], их должно быть гораздо больше. Например, система, которая контролирует спинномозговую жидкость в желудочках мозга: эта жидкость, возможно, требует специальной сенсорной системы, которая влияет на наш сон, циркадные ритмы или сны». «Это не было бы так уж странно. Например, у растений, как известно, 14 сенсорных систем, — напоминает он. Другие ученые, такие как лауреат Нобелевской премии по медицине Ардем Патапутян, также считают, что идея пяти чувств немного «наивна». Этот ученый предполагает, что проприоцепция — способность чувствовать, где находятся ваши конечности в пространстве — также является чувством, и что существуют и другие чувства: «А как насчет ощущения температуры? А восприятие мочевого пузыря? Это не осязание, что же это тогда? Это другое чувство», — заявил он в интервью газете El País чуть более месяца назад. «Джессика Музо»