Вчені з'ясували, як імунна система сигналізує мозку про необхідність уникати мікробів

Дослідники з Боннського університету та Університетської лікарні Бонна розкрили життєво важливий механізм виживання. Якщо люди або тварини їдять щось, що викликає у них нездужання, вони згодом уникають цього джерела їжі. Досі було неясно, як саме відбувається це навчання уникнення. Нове дослідження показує, що комунікація між клітинами мозку та жировими клітинами може відігравати тут вирішальну роль.

Учасники з Боннського університету, Університету Тохоку (Японія) та Університетська лікарня Бонна виявили раніше невідомий механізм у плодової мушки Drosophila. Він також може існувати в подібній формі у ссавців і навіть у людей.

Що таке умовна смакова відраза

Будь-хто, хто коли-небудь мав розлад шлунка після вживання поганої їжі, знає, наскільки цей досвід може відштовхнути вас від цієї їжі. У дослідженнях це також відомо як «умовна смакова відраза»: мозок реєструє імунну відповідь на бактерії та їхні токсини і робить висновок, що цього джерела їжі слід уникати в майбутньому. Поки що невідомо, як виявлення імунною системою патогенів призводить до зміни поведінки.

«Оскільки це навчене уникнення їжі можна знайти у всіх видів, ми дослідили це питання на модельному організмі — плодовій мушці Drosophila», — пояснює Ілона Грюнвальд Кадов.

У рамках цієї моделі ми можемо з'ясувати, як мозок і тіло взаємодіють один з одним, щоб викликати реакцію уникнення, життєво важливу для виживання.

Поведінка мух: чому вони спочатку обирають небезпечну їжу

Ілона Грюнвальд Кадов очолює Інститут фізіології і у поточному дослідженні її робоча група співпрацює з дослідниками з Університет Тохоку.

Учасники пропонували своїм піддослідним тваринам вибирати між двома джерелами їжі:

• одне було забруднене патогенною бактерією Pseudomonas entomophila
• інше містило нешкідливий штам Pseudomonas

Два джерела їжі були повністю ідентичними. Мухи, які ще не мали жодного поганого досвіду з патогеном, віддають перевагу шкідливій їжі, оскільки вважають її запах привабливим. Патогени недовго залишалися невиявленими: вроджена імунна система тварин має сенсори, які реагують на небезпеку.

«У нашому експерименті у них активувалися рецептори, які реагують на компоненти клітинної стінки бактерій», — пояснює Юцзе Ван.

Як сенсори бактерій змінюють поведінку

Ці сенсори переважно реагують на шкідливий штам Pseudomonas entomophila, але майже не реагують на нешкідливий штам. Багато з них розташовані на поверхні спеціальних нейронів поблизу горла мухи.

Через свої гілки ці нейрони пов’язані:

• з мозком
• із запасом жиру в голові мухи

Перегляньте записи:

Якщо рецептори піднімають тривогу у присутності шкідливих мікроорганізмів, це призводить до:

• вивільнення нейромедіатора октопаміну
• передачі сигналу до жирової тканини

«Потім октопамін запускає утворення іншого нейромедіатора — дофаміну — в жирових клітинах», — каже Ілона Грюнвальд Кадов.

Дофамін транспортується в мозок мухи, де викликає:

• посилену активацію нейронних мереж
• формування навчання
• реакцію уникнення

«Ми змогли показати, що мухи обрали джерело їжі з нешкідливими мікробами після того, як познайомилися зі зіпсованою їжею», — пояснює вчений.

Чи впливає голод на вибір їжі

Жирова тканина суттєво бере участь у цій зміні поведінки.

Однак рішення мух може бути пов'язане з їхнім харчовим статусом:

• при голодуванні зменшується кількість жирових клітин
• відповідно знижується продукція дофаміну

Можливо, голодні тварини більш охоче споживають забруднену їжу.

«Це гіпотеза, яку ми зараз досліджуємо в подальших експериментах», — пояснює вчений.

Значення для людини

Результати можуть бути актуальними і для людей, оскільки жирова тканина також виробляє нейромедіатори, які впливають на мозок і апетит.

Дослідники припускають, що взаємодія між мозком, органами та жировою тканиною може порушуватися при: розладах харчової поведінки, анорексії, ожирінні.

Плодова мушка Drosophila дозволяє досліджувати ці механізми на простій моделі. Це розуміння може допомогти вплинути на складну взаємодію між: метаболізмом, імунною системою, мозком, у контексті захворювань.

ДЖЕРЕЛО: News-medical

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.