О том, что микрофлора кишечника влияет на мозг, ученые говорят давно. Мы рассказывали о том, что кишечные бактерии могут влиять на память человека, делать его более общительным и, возможно, даже влияют на продолжительность жизни. Однако пока достоверно неизвестно как именно бактерии воздействуют с центральной нервной системой. Предположительно они синтезируют определенные молекулы, которые попадают в мозг, где их выявляют те или иные рецепторы в определенных клетках. Но, опять же, неизвестно что это за молекулы, и в какие клетки мозга они проникают. Однако в последнем своем исследовании на этот вопрос смогли ответить сотрудники Пастеровского института. По их мнению, нейроны гипоталамуса способны напрямую контролировать активность микрофлоры активности, и в соответствии с ней регулируют некоторые физиологические процессы.

Ученые выяснили как мозг взаимодействует с кишечником

Как гипоталамус контролирует микрофлору

В своей работе ученые Пастерского института сконцентрировались на рецепторе NOD2, который еще называется доменом олигомеризации нуклеотидов. В основном им обладают иммунные клетки. Данный рецептор способен выявлять присутствие муропептидов, которые образуют стенки клеток бактерий. Причем муропептиды свойственны исключительно бактериям. Проще говоря, иммунная система способна чувствовать бактерии, распознавая муропептиды при помощи рецептора NOD2, и в этом нет ничего удивительного.

В своей новой работе команда исследователей воспользовалась методами визуализации мозга. В результате они смогли выяснить, что данный рецептор экспрессируется нейронами в разных частях мозга, особенно активно это происходит в гипоталамусе. Напомним, что гипоталамус — это небольшой отдел мозга, который выполняет несколько функций. В частности, он управляет чувством голода, жажды и аппетита. Кроме того, он ответственен за половое поведение, память, эмоции и т.д.

Гипоталамус при помощи рецептора NOD2 контролирует активность микрофлоры

Таким образом, исследование показало, что нейроны гипоталамуса используют NOD2-рецепторы, чтобы самостоятельно чувствовать бактериальные молекулы без каких-либо посредников в виде иммунных клеток. Но для чего это нужно? Как утверждают авторы работы, когда нейроны мозга выявляют муропептиды, снижается их активность.

Можно сказать, что обломки бактерий успокаивают нервные клетки гипоталамуса. Обилие муропептидов свидетельствует об интенсивном размножении бактерий. То есть можно сказать, что нейроны гипоталамуса успокаиваются когда микрофлора начинает размножаться.

«Муропептиды в организме являются маркерами бактериальной пролиферации (разрастания», — объясняет Иво Г. Бонека, руководитель отдела биологии Института Пастера.

Также ученые провели обратный эксперимент, и выяснили что в случае отсутствия рецептора NOD2 в нейронах гипоталамуса, они перестают подавляться муропептидами. В результате, бактерии перестают влиять на чувство голода и температуру тела. Мыши, которых ученые использовали для своего исследования, без этого рецептора стали набирать вес и становились более восприимчивыми к развитию диабета 2 типа.

На какие функции мозга влияют кишечные бактерии

Итак, ученым удалось выяснить, что мозг контролирует бактерии напрямую, а не через каких-либо посредников, как это считалось ранее, о чем они сообщают в своем исследовании, опубликованном в издании Science. Но почему нейроны так реагируют на бактерии? Как утверждают авторы работы, бактериальная активность являются прямыми показателями влияния приема пищи на кишечную экосистему.

Микрофлора кишечника влияет на чувство голода и другие некоторые функции мозга

Чрезмерное потребление той или иной пищи может привести к непропорциональному размножению полезных бактерий либо даже патогенов в кишечнике. В результате может нарушиться баланс микрофлоры. Поэтому, когда мозг видит признаки размножения микрофлоры, нейроны подавляются, а с ними и чувство голода.

Взаимодействие бактерий на нейроны гипоталамуса может говорить о их возможной роли в других функциях мозга. К примеру, ранее учеными было обнаружена взаимосвязь гена, который кодирует рецептор NOD2, с расстройствами пищеварения, а также расстройствами настроения даже неврологическими заболеваниями.

Возможно, дальнейшие исследования в этом направлении позволит ученым выявить связь между некоторыми заболеваниями и вариантами данного рецептора. Возможно, открытие ученых позволит разработать новые подходы к терапии диабета, ожирения и всевозможных проблем с обменом вещества. К слову, ранее ученые нашли бактерии, которые способны защитить от ожирения, о чем вы можете почитать здесь.