Быстрая связь: учёные выяснили, как кишечник напрямую связан с мозгом

Кишечник человека содержит более чем 100 миллионов нервных клеток, и порой специалисты называют его "вторым мозгом". Не секрет, что кишечник способен "разговаривать" с мозгом, выделяя гормоны в кровеносную систему, которые в течение примерно десяти минут говорят нам, насколько организм голоден или сыт.

Мозг человека воспринимает информацию благодаря пяти основным чувствам (осязание, зрение, слух, обоняние и вкус) посредством электрических сигналов, которые проходят вдоль длинных нервных волокон. Подобные сигналы движутся быстро, поэтому запах свежеиспеченного печенья "поразит" человека, стоит ему зайти на кухню.

Несмотря на то, что кишечник является не менее важным, чем глаза или уши (как говорят учёные, знание того, что желудок человека нуждается в наполнении, является ключом к выживанию), специалисты считали, что он отправляет свои сообщения при помощи многоступенчатого и непрямого процесса.

Недавняя же работа американских учёных показала, что у кишечника и мозга существует более прямая связь посредством нейронной цепи. Она позволяет передавать сигналы из пункта А в пункт Б за считаные секунды. Но обо всём по порядку.

Вернёмся на восемь лет назад: в 2010 году Диего Бооркес (Diego Bohórquez) из Университета Дьюка сделал поразительное открытие. Он изучал энтероэндокринные клетки, выстилающие слизистую оболочку кишечника и производящие гормоны, стимулирующие пищеварение и подавляющие голод. Выяснилось, что подобные клетки обладают ножеобразными выступами, напоминающие синапсы, которые нейроны используют для общения друг с другом.

Бооркес знал, что энтероэндокринные клетки могут посылать при помощи гормонов сигналы в центральную нервную систему. При этом специалист задался вопросом, могут ли клетки "общаться" с мозгом при помощи электрических сигналов, как это делают нейроны.

Специалисты предположили следующее: если это так, то, возможно, клеткам придётся посылать сигналы через блуждающий нерв, он идёт от мозга прямо к брюшной полости.

Чтобы проверить гипотезу на практике, учёные ввели флуоресцентный вирус бешенства, который передаётся через нейрональные синапсы, в толстую кишку лабораторных мышей. Затем учёные ждали, высветятся ли энтероэндокринные клетки и их "коллеги". Такими "коллегами" оказались нейроны блуждающего нерва.

Затем команда учёных вырастила в чашке Петри энтероэндокринные клетки вместе с нейронами блуждающего нерва. В результате энтероэндокринные клетки установили контакт с нейронами блуждающего нерва и сформировали синаптические связи с ними.

Более того, клетки выделяли глутамат, нейромедиатор, участвующий в передачи информации о запахе и вкусе. Нейроны блуждающего нерва улавливали глутамат в течение 100 миллисекунд.

Как отмечается в пресс-релизе, учёные были потрясены, увидев, что сигнал пересекает один синапс менее чем за 100 миллисекунд – быстрее моргания глаз. Бооркес поясняет, что это намного быстрее, чем гормоны способны перемещаться из кишечника в мозг через кровеносную систему.

В будущем учёные намерены изучить, обеспечивает ли подобная сигнальная система кишечника и мозга передачу важной информации о питательных веществах и калорийности пищи, которую человек потребляет, добавляет учёный.

По мнению специалиста, изучающего расстройства кишечника, Даниэля Друкера (Daniel Drucker) из Исследовательского института Люненфельда-Таненбаума, эта работа показывает "новый набор путей, которые используют клетки кишечника для быстрой связи со стволом головного мозга". Несмотря на то, что многие вопросы останутся нерешёнными до клинических испытаний, новая работа стала отличным новым кусочком головоломки, добавляет Друкер (в этом исследовании он не участвовал).

Как говорят авторы работы, полученные результаты могут помочь в разработке новых методов лечения ожирения, расстройств пищевого поведения, а также депрессии и аутизма (всё из перечисленного связано с нарушением работы кишечника).

Более подробно о результатах исследования рассказано в научной статье, опубликованной в издании Science.

Добавим, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали об изучении нейронов "второго мозга". Кроме того, мы рассказывали о том, что жевательная резинка и сахарная пудра могут замедлять работу кишечника.