Как контролируется время полового созревания? Ответ может заключаться в понимании времени метаморфоза, версии полового созревания у насекомых, согласно исследованию, недавно опубликованному доктором. Юко Симада-Нива и доктор.
Рюсукэ Нива из Университета Цукуба. Это исследование было опубликовано 15 декабря 2014 года в научном журнале Nature Communications.
Время перехода от гусеницы к бабочке или от ребенка к взрослому в процессе развития тесно связано с диетой. Основными гормонами, участвующими в этом изменении, являются стероидные гормоны. У людей стероидные гормоны отвечают за половое созревание и вырабатываются в головном мозге и / или половых органах. На их производство сильно влияет диета.
Без правильного питания производство стероидных гормонов задерживается, что приводит к задержке наступления полового созревания. С другой стороны, связь между нынешней эпидемией ожирения во многих странах и ранним наступлением полового созревания продолжает вызывать большую озабоченность.
Используя насекомую версию лабораторной крысы, плодовую муху Drosophila melanogaster, лаборатория Нивы изучила форму насекомого стероидного гормона, экдистероида. Экдистероид необходим для метаморфоза, невероятного превращения личинки (летучая версия гусеницы) в куколку (летучую версию кокона) и, наконец, во взрослую муху.
Использование очень элегантных генетических методов и подробных анатомических исследований под микроскопом позволило исследователям найти группу нейронов, которые напрямую проецируются из мозга в переднегрудную железу (PG), специализированный орган, производящий экдистероиды, расположенный рядом с мозгом, а также за пределами – в первую часть кишечника – оборудование для кормления, такое как рот и передняя кишка. «Морфология нейронов настолько сложна, что на сегодняшний день никто не может проследить пути нейронов и положения тел клеток», – сказал Юко. Она кропотливо препарировала множество генетически помеченных личинок мух, чтобы определить этот нейрональный путь, который простирается за пределы мозга и попадает в оборудование для кормления мух.
Удивительно, но проекции нейронов менялись в зависимости от того, какую пищу давали личинкам. При нормальном питании, богатом дрожжами, проекция нейронов была значительно длиннее, чем при голодании личинок. У голодных личинок также задерживалось развитие.
Когда голодным личинкам давали нормальную диету, эффекты ранее плохой диеты были обращены вспять, и развитие продолжалось как обычно.
Эта группа нейронов, выходящая за пределы мозга, вырабатывает нейромедиатор серотонин. Серотонин, который у людей иногда называют «гормоном счастья», играет роль как у людей, так и у насекомых в памяти, аппетите, сне и поведении.
Когда функция этих серотонин-продуцирующих нейронов у плодовых мушек нарушалась, уровень экдистероидов снижался, а развитие замедлялось. Исследователи предположили, что при нормальной диете серотонин высвобождается этими нейронами в производящий экдистероид орган, PG, стимулируя его выработку большого количества экдистероида, тем самым позволяя развитию продолжаться. Тот факт, что эти нейроны также напрямую связаны с органом, вырабатывающим гормоны насекомых, предполагает новую захватывающую роль серотонина в связи диеты с образованием стероидных гормонов и, следовательно, с ролью в метаморфозе.
По словам Рюске, «генетические программы можно гибко координировать в контексте питательной среды. Этот механизм позволяет животным повысить выживаемость и репродуктивный успех."
Так, по крайней мере, у плодовых мушек серотонин, гормон счастья, помогает контролировать время развития в зависимости от питательных веществ. А что насчет нас? Мы получаем бабочек в животе, просто думая об этом