Когда мы потребляем пищу, информация о съеденной пище передается из желудочно-кишечного тракта в мозг, чтобы адаптировать чувство голода и сытости. На основе этой информации мозг решает, например, продолжать ли мы есть или прекращаем.
Кроме того, наш уровень сахара в крови адаптируется мозгом. Блуждающий нерв, который простирается от головного мозга до желудочно-кишечного тракта, играет важную роль в этой коммуникации. В центре управления блуждающим нервом, так называемом узловом ганглии, расположены различные нервные клетки, одни из которых иннервируют желудок, а другие – кишечник.
Некоторые из этих нервных клеток обнаруживают механические стимулы в разных органах, например растяжение желудка во время кормления, в то время как другие обнаруживают химические сигналы, такие как питательные вещества из пищи, которую мы потребляем. Но какую роль эти разные нервные клетки играют в передаче информации из кишечника в мозг и как их активность влияет на адаптацию пищевого поведения и уровня сахара в крови, оставалось в значительной степени неясным.
«Чтобы исследовать функцию нервных клеток в узловом ганглии, мы разработали генетический подход, который позволяет нам визуализировать различные нервные клетки и управлять их активностью у мышей.
Это позволило нам проанализировать, какие нервные клетки иннервируют какой орган, указывая на то, какие сигналы они улавливают в кишечнике », – говорит руководитель исследования Хеннинг Фенселау. «Это также позволило нам специально включать и выключать различные типы нервных клеток для анализа их точной функции."
Разная еда активирует разные нервные клетки
В своих исследованиях исследователи сосредоточились в первую очередь на двух типах нервных клеток узлового ганглия, размер которых составляет всего один миллиметр. «Один из этих типов клеток определяет растяжение желудка, и активация этих нервных клеток заставляет мышей есть значительно меньше», – объясняет Фенселау. «Мы определили, что активность этих нервных клеток является ключевой для передачи сигналов, подавляющих аппетит, в мозг, а также для снижения уровня сахара в крови.«Вторая группа нервных клеток в первую очередь иннервирует кишечник. "Эта группа нервных клеток воспринимает химические сигналы от нашей пищи.
Однако их активность не обязательна для регулирования кормления. Вместо этого активация этих клеток увеличивает уровень сахара в крови », – говорит Фенселау. Таким образом, эти два типа нервных клеток в центре управления блуждающим нервом выполняют очень разные функции.
«Реакция нашего мозга на потребление пищи, вероятно, является взаимодействием этих двух типов нервных клеток», – объясняет Фенселау. "Еда с большим объемом растягивает наш желудок и активирует типы нервных клеток, иннервирующих этот орган.
В определенный момент их активация способствует насыщению и, следовательно, останавливает дальнейшее потребление пищи, и в то же время координирует адаптацию уровня сахара в крови. Пища с высокой плотностью питательных веществ имеет тенденцию активировать нервные клетки в кишечнике.
Их активация увеличивает уровень глюкозы в крови, координируя высвобождение собственной глюкозы организмом, но они не останавливают дальнейшее потребление пищи."Открытие различных функций этих двух типов нервных клеток может сыграть решающую роль в разработке новых терапевтических стратегий против ожирения и диабета.