Ученым университета Пастера впервые удалось расшифровать диалог мозга и кишечника

Два органа действительно умеют «договариваться» друг с другом, выяснили исследователи. Нейроны гипоталамуса выявляют изменения бактериальной активности в кишечнике, подстраивая под них чувство голода и температуру тела.

Французские ученые из Института Пастера пришли к удивительному открытию: исследователям впервые удалось доказать, что два наших, на первый взгляд, совершенно не связанных органа, умеют договариваться между собой. Речь идет о головном мозге и тонком кишечнике.

Так, ученые обнаружили, что бактерии в кишечнике напрямую контролируют активность определенных нейронов в головном мозге. Исследователи сосредоточились на изучении рецептора NOD2, который находится внутри основных иммунных клеток. Именно он регулирует «стройку» клеточных бактерий, которые необходимы нашей иммунной системе. Результаты исследования опубликованы на портале science.org.

Ученым уже было известно, что варианты гена, которые кодируют этот рецептор, связаны с расстройствами пищеварения, в том числе с болезнью Крона, а также с неврологическими заболеваниями и депрессией. Однако этих данных было недостаточно, чтобы продемонстрировать прямую связь между активностью нейронов в головном мозге и активностью бактерий в кишечнике.

Тогда ученые начали детально изучать этот механизм. В ходе эксперимента на мышах они использовали метод нейровизуализации — с его помощью можно визуализировать структуру, функции и биохимические характеристики мозга. Исследователям удалось обнаружить, что электрическая активность нейронов подавляется, когда они вступают в контакт с бактериальными муропептидами из кишечника.

Если нейроны в гипоталамусе «общаются» с рецептором NOD2, подавляют его активность, то с контактом все в порядке. Если же рецептор NOD2 отсутствует, эти нейроны больше не подавляются муропептидами. Следовательно, мозг теряет контроль над некоторыми действиями: грызуны начинают бесконтрольно есть, у них скачет температура тела. Так, «бесконтрольные мыши» стали быстро набирать вес, у некоторых развился диабет 2 типа. Особенно пострадали самки.

Схема, которая демонстрирует, как нейроны гипоталамуса напрямую находят изменения активности бактерий и адаптируют аппетит и температуру тела у мыши.

Исследователям удалось доказать, что нейроны головного мозга воспринимают бактериальные муропептиды напрямую, хотя ранее считалось, что «коммуницируют» только иммунные клетки тонкого кишечника.

«Мы очень удивились, когда обнаружили, что бактериальные фрагменты действуют непосредственно на такой стратегический центр мозга, как гипоталамус, который, как известно, управляет жизненно важными функциями, такими как температура тела, размножение, голод и жажда», — комментирует ученый Пьер-Мари Льедо.

Ученые надеются, что это открытие поможет медикам найти новые методики в борьбе с ожирением и сахарным диабетом, а также поможет больше узнать про метаболизм и его возможный контроль.