Биологи из США объяснили механизм отказа от еды при заражении паразитами

Лабораторная чашка Петри с биологическими образцами на предметном столике современного микроскопа.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан–Франциско обнаружили биологический механизм, ответственный за потерю аппетита при заражении паразитическими червями. Исследование, опубликованное в журнале Nature, описывает прямую цепь сигналов между иммунным ответом в кишечнике и работой головного мозга. Это открытие позволяет по–новому взглянуть на природу пищевой непереносимости и синдрома раздраженного кишечника.

В центре внимания оказались редкие типы клеток слизистой оболочки. Так называемые пучковые клетки (tuft cells) выполняют роль сенсоров, распознающих присутствие паразитов, в то время как энтерохромаффинные клетки отвечают за передачу химических сигналов нервным окончаниям. Ранее взаимодействие между этими группами оставалось неизученным, однако эксперименты под руководством нобелевского лауреата Дэвида Джулиуса показали, что они работают в тесной связке.

Как выяснили авторы работы, при контакте с продуктами жизнедеятельности червей пучковые клетки начинают вырабатывать ацетилхолин. Обычно это вещество ассоциируется с работой нейронов, однако в данном случае его используют клетки иммунной системы для связи с другими тканями. Получив этот сигнал, энтерохромаффинные клетки выбрасывают серотонин, который активирует волокна блуждающего нерва. В результате мозг получает команду, заставляющую субъекта отказаться от пищи.

Исследователи подчеркивают, что процесс происходит в две фазы. Сначала пучковые клетки выделяют короткий импульс ацетилхолина, а по мере развития инфекции и роста популяции таких клеток сигнал становится постоянным. Такая двухэтапная логика объясняет, почему потеря аппетита и чувство недомогания возникают не мгновенно, а спустя некоторое время после заражения. Организм выжидает подтверждения того, что угроза серьезна и устойчива, прежде чем радикально менять поведение.

Проверка гипотезы на лабораторных мышах подтвердила выводы ученых. Грызуны с заблокированным механизмом выработки ацетилхолина в пучковых клетках продолжали питаться в обычном режиме, несмотря на наличие паразитов. Поскольку подобные клетки присутствуют не только в кишечнике, но и в дыхательных путях, желчном пузыре и репродуктивной системе, обнаруженный путь передачи сигналов может играть ключевую роль в развитии хронических болей и воспалительных процессов разной локализации.

Олег Зимин

Олег Зимин – научный журналист издания «Град науки», который специализируется на биологии, медицине и экологии, регулярно публикуясь в рубриках «Зеленая зона» и «Аптекарский переулок». Он пишет о том, как препараты от блох для питомцев угрожают экосистемам , как пумы влияют на пингвинов в Патагонии и как мука меняет микробиом хлебной закваски. В медицинских статьях Олег освещает новые методы лечения онкологии, например, способность иммунных клеток атаковать рак внутри опухоли и снятие сахарной «маскировки» с рака поджелудочной железы. Также он рассказывает о генах «суперстариков», защищающих от болезни Альцгеймера , и бактериях, вызывающих опьянение без алкоголя.

В «Площади разума» журналист исследует тайны мозга: от развития мозга после 25 лет до различий в мимике аутичных и нейротипичных людей. Он не обходит стороной и загадки прошлого в рубрике «Старый город» , публикуя материалы о древних микробах, дышавших кислородом , и связи исчезновения «хоббитов» с засухой на острове Флорес. В разделе «Проспект металлургов» Олег пишет о нанотехнологиях и новых материалах , а в «Набережной стихий» – об угрозах для океана и скрытых фрагментах тектонических плит.