Тайны нашего «второго мозга» являются новой границей в медицинской науке 21 века. Хотя исследования быстро обнаруживают удивительные связи между нашим кишечником и нашим мозгом, мало что известно о том, как эти две отдельные части тела общаются друг с другом.
Замечательное новое исследование перевернуло существующие идеи о связи кишечника и мозга, выявив быстродействующую нейронную цепь, позволяющую клеткам кишки взаимодействовать с мозгом всего за несколько секунд.
Мы знаем, что несколько областей в мозге управляют чувствами голода и затрат энергии. Общепринятая гипотеза состоит в том, что сенсорные клетки в кишечнике испускают определенные гормоны, которые взаимодействуют с частями мозга, давая нам знать, например, когда мы слишком много съели.
Но в отличие от других чувств, которые передаются мозгом, таких как зрение или прикосновение, этот коммуникационный процесс в кишечнике косвенный … и медленный. Задержка связи все чаще становится источником разочарования, поскольку все больше исследований выявляют драматические связи между нашим кишком и нашим мозгом.
Новое исследование от группы ученых из Университета Дьюка теперь обнаружила ранее неизвестную прямую цепь между кишечником и мозгом, которая могла бы обеспечить быструю сенсорную связь, которая не связана с трудоемкой гормональной сигнализацией.
Исследование началось с большого открытия в 2015 году, раскрывающего, что энтероэндокринные клетки, клетки в нашем кишечнике, которые считаются первичными сенсорными рецепторами, которые общаются с мозгом, на самом деле содержали нервные окончания, которые, казалось, могли непосредственно синфанически взаимодействовать с вагусными нейронами, а затем и мозгом.
Новое исследование впервые показало, что между кишечником и мозгом произошла прямая и близкая мгновенная связь. Лабораторным мышам вводился вирус бешенства, который был промаркирован с помощью зеленой флуоресцентной метки. Прослеживая сигнал коммуникации, поскольку кишечник сообщил мозгу об этом вирусе, был обнаружил немедленный ответ в блуждающем нерве. Менее чем через 100 миллисекунд один сигнал, как видно, проходил от кишечника до ствола мозга.
Чтобы понять этот новый нейронный контур, команда расширила энтероэндокринные клетки в лабораторном блюде наряду с нейронами блуждающего нерва. Эти два элемента не только быстро продемонстрировали связь, но было обнаружено, что глутамат, основной нейротрансмиттер, модулирует скорость передачи. Эксперимент убедительно показал, что энтероэндокринные клетки не только сигнализируют мозгу с помощью гормональных триггеров, но также могут напрямую взаимодействовать через нейронные синапсы.
«Ученые говорят об аппетите с точки зрения минут и часов. Здесь мы говорим о секундах», – говорит Диего Бографес, старший автор исследования. «Это имеет глубокие последствия для нашего понимания аппетита. Многие из подавителей аппетита, которые были разработаны, нацелены на медленно действующие гормоны, а не на быстродействующие синапсы. Вероятно, поэтому большинство из них потерпели неудачу».
Мало того, что это отменяет многие идеи о том, как аппетит и сытость передаются из кишечника в мозг, но эксперимент показывает принципиально важную новую нервную цепь. Авторы нового исследования даже предлагают совершенно новое название этих клеток кишечника, которые, как видно, имеют синаптическую связь с блуждающим нервом. Они называли их нейроподами.
«Мы считаем, что эти находки станут биологической основой нового чувства, – добавляет Бохорск. – Того, которое служит отправной точкой для того, как мозг узнает, когда желудок полон пищей и калориями. Это придает легитимность идее «чувства кишки» как шестого чувства».