Беременность, запор и вздутие? Мушиный помёт может объяснить, почему
Подсказки о том, как кишечник человека помогает регулировать аппетит, пришли из необычного источника — экскрементов плодовой мушки. Учёные Кембриджского университета используют плодовую мушку, чтобы понять аспекты человеческого метаболизма, включая причины вздутия и запора у беременных женщин и даже связь между низкокалорийной диетой и долголетием.
Хотя науке давно известно о наличии до 500 миллионов нервных клеток в нашем кишечнике, сложность этой системы означает, что о разных типах нервных клеток и их функциях известно мало.
Исследователи под руководством доктора Ирэн Мигель-Альяга, при финансировании Wellcome Trust и Совета по биотехнологическим и биологическим исследованиям, использовали плодовую мушку Drosophila melanogaster для изучения функции этих кишечных нейронов. У мушки более простые версии нервной и пищеварительной систем, что позволяет легко манипулировать её генами. Результаты опубликованы в журнале Cell Metabolism.
«Мы предположили, что то, что выходит из кишечника, может рассказать нам о том, что происходит внутри», — объясняет доктор Мигель-Альяга. — «Мы разработали метод извлечения информации о нескольких метаболических особенностях из фекальных отложений мух — которые, кстати, довольно красивы и не пахнут плохо. Затем мы включали и выключали определённые нейроны и смотрели, что получается».
Доктор Мигель-Альяга и коллеги обнаружили, что эти кишечные нейроны имеют очень важные и специализированные функции, такие как регуляция аппетита или корректировка водного баланса кишечника во время репродукции.
Самки мух на репродуктивной стадии страдают запором — скорость опорожнения их кишечника снижается, хотя они едят больше; при этом они удерживают больше воды, и содержимое их кишечника становится более концентрированным. Исследователи показали, что эти кишечные изменения запускаются половым пептидом — гормоном, который самцы вводят самке во время спаривания и который активирует небольшую группу кишечных нейронов. Он выполняет ту же функцию, что и половые гормоны у людей, такие как прогестерон, окситоцин и эстроген.
«Люди и плодовые мушки размножаются по-разному, но сопутствующие симптомы запора и вздутия и их причина — репродуктивный гормон — одинаковы», — объясняет доктор Мигель-Альяга. — «Это говорит о том, что данный механизм сохранился в ходе эволюции. Эти кишечные изменения могут быть полезны в период высокой потребности в питательных веществах, максимизируя их усвоение».
Исследование также даёт интригующие подсказки о связи между потреблением калорий и долголетием. Кишечные изменения, помогающие максимизировать усвоение питательных веществ, вероятно, активны постоянно, так как дают эволюционное преимущество при нехватке пищи. Однако у мух — и, возможно, у людей — это может иметь свою цену: сокращение продолжительности жизни.
Уже некоторое время известно, что спаривание и получение полового пептида сокращает жизнь самок мух; однако это вызвано не только увеличением потребления пищи или откладыванием множества яиц — двумя наиболее очевидными эффектами этого пептида. Объяснение, по мнению исследователей, может заключаться в кишечных изменениях, вызванных половым пептидом, которые приводят к запору и задержке воды.
«Механизм, максимизирующий усвоение питательных веществ за счёт замедления прохождения пищи через кишечник, хорош, когда пищи мало или во время размножения», — говорит доктор Мигель-Альяга, — «но при нормальной диете запор может привести к накоплению продуктов метаболизма. Аналогично, он может вызвать изменения в составе кишечных бактерий, которые необходимы для регуляции метаболизма.
Наше исследование предполагает, что помимо внимания к тому, что мы едим (на чём фокусировались исследования долголетия), нам, возможно, также следует учитывать, что наше тело делает с пищей и что происходит в нашем кишечнике».