Кишечные бактерии сообщают мозгу, что должны есть животные

Учёные впервые показали, что кишечные бактерии «общаются» с мозгом, чтобы контролировать выбор пищи у животных. В исследовании, опубликованном 25 апреля в журнале PLOS Biology, были идентифицированы два вида бактерий, влияющих на диетические решения животных. Исследование провели Карлос Рибейро и его коллеги из Центра Шампалимо в Лиссабоне и Университета Монаша.

Несомненно, питательные вещества и микробиом — сообщество бактерий в кишечнике — влияют на здоровье. Например, такие заболевания, как ожирение, связывают с составом диеты и микробиома.

Однако идея, что микробы могут контролировать поведение, кажется большим концептуальным скачком. Именно это и показывает новое исследование.

Эксперименты на плодовой мушке Drosophila melanogaster позволили учёным изучить сложное взаимодействие диеты, микробов и их влияние на выбор пищи. Сначала учёные показали, что мухи, лишённые аминокислот, демонстрируют снижение фертильности и повышенное предпочтение белковой пищи. Удаление любой одной незаменимой аминокислоты было достаточным, чтобы усилить аппетит мух к белковой пище.

Далее учёные проверили влияние пяти различных видов бактерий, естественно присутствующих в кишечнике диких мух. Результаты превзошли ожидания: два конкретных вида бактерий могли отменить повышенный аппетит к белку у мух, которых кормили пищей без незаменимых аминокислот. «С правильным микробиомом плодовые мушки способны справляться с этими неблагоприятными пищевыми ситуациями», — говорит Сантос.

«У плодовой мушки пять основных видов бактерий; у человека — сотни», — добавляет соавтор Патрисия Франсиско. Это подчёркивает важность использования простых модельных организмов для понимания факторов, которые могут быть важны для здоровья человека.

Как бактерии могут действовать на мозг, чтобы изменить аппетит? «Наша первая гипотеза заключалась в том, что эти бактерии могут предоставлять мушкам недостающие незаменимые аминокислоты», — объясняет Сантос. Однако эксперименты не подтвердили эту гипотезу.

Вместо этого кишечные бактерии, по-видимому, «индуцируют некоторые метаболические изменения, которые действуют непосредственно на мозг и тело, имитируя состояние белкового насыщения», — говорит Сантос.

Таким образом, это исследование показывает не только то, что кишечные бактерии действуют на мозг, изменяя пищевые предпочтения животных, но и то, что они могут делать это с помощью нового, неизвестного механизма.