Потеря аппетита при кишечной инфекции долго оставалась скорее знакомым клиническим фактом, чем понятным биологическим механизмом. Теперь исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco) показали, как иммунный ответ в кишечнике передаёт сигнал в мозг и подавляет приём пищи. Работа опубликована в журнале «Nature».
Методы исследования
Авторы изучали взаимодействие специализированных кишечных клеток при паразитарной инфекции. В центре внимания оказались tuft-клетки, которые распознают паразитов и запускают иммунный ответ 2-го типа, и энтерохромаффинные клетки, или EC-клетки, которые выделяют серотонин и активируют афферентные нервные волокна. В работе использовали генетически модифицированные клеточные сенсоры, кишечные органоиды, препараты тканей и мышиные модели паразитарной инфекции.
Что именно обнаружили
Исследование показало, что tuft-клетки способны выделять ацетилхолин, хотя у них нет обычного для нейронов синаптического аппарата и возбудимых мембран. Сначала они дают короткий острый выброс ацетилхолина в ответ на метаболиты паразитов, включая сукцинат. Затем, по мере развития воспаления 2-го типа, начинается более медленное и устойчивое, «подтекающее» выделение того же сигнала. Именно этот длительный режим оказался достаточным, чтобы активировать мускариновые рецепторы EC-клеток, вызвать выброс серотонина и далее запустить вагусные афференты, подавляющие приём пищи.
Почему аппетит пропадает не сразу
Это открытие хорошо объясняет клиническую деталь, которая раньше выглядела немного странно: человек может сначала переносить инфекцию относительно спокойно, а затем спустя время начинает ощущать выраженную тошноту, дискомфорт и потерю аппетита. Судя по данным работы, дело в двухфазной системе сигнала. Короткого раннего выброса ацетилхолина недостаточно для мощной активации оси «кишечник—мозг», а вот накопление tuft-клеток и их длительная секреция уже формируют устойчивый сигнал, который доходит до мозга через вагус.
Подтверждение на животных моделях
В экспериментах на мышах авторы показали, что при паразитарной инфекции животные с сохранной функцией tuft-клеток действительно начинали есть меньше. Если же у мышей нарушали способность tuft-клеток синтезировать ацетилхолин, такого снижения аппетита не происходило. Это важно, потому что здесь уже речь идёт не просто о клеточной биологии in vitro, а о прямой связи найденного сигнального пути с пищевым поведением.
Что это может значить шире
Авторы считают, что найденный механизм может быть важен не только для паразитарных инфекций. Tuft-клетки встречаются не только в кишечнике, но и в дыхательных путях, желчном пузыре и репродуктивной системе. Поэтому нарушения этого сигнального пути потенциально могут быть связаны и с другими состояниями, включая пищевую непереносимость, синдром раздражённого кишечника и хроническую висцеральную боль. Пока это ещё не готовая терапевтическая схема, но направление для дальнейшей работы выглядит очень сильным.
Комментарии авторов
Соавтор исследования Дэвид Джулиус (David Julius) отметил, что ключевой вопрос заключался не только в том, как иммунная система борется с паразитами, но и в том, как она «подключает» нервную систему, чтобы изменить поведение организма. Соавтор Ричард Локсли (Richard M. Locksley) добавил, что контроль выходов tuft-клеток в будущем может стать способом управлять некоторыми физиологическими реакциями, связанными с паразитарными инфекциями. В исследовании также участвовала группа Университета Аделаиды (University of Adelaide).
Заключение
Новая работа показывает, что потеря аппетита при инфекции — не просто побочный эффект общего недомогания. Это активный, биологически организованный ответ, в котором клетки кишечного эпителия через ацетилхолин, серотонин и вагус передают мозгу сигнал изменить поведение. Такой механизм помогает объяснить, почему при затяжных кишечных инфекциях желание есть может исчезать надолго, и открывает новый взгляд на связь иммунной системы, кишечника и нервной регуляции.
Авторы другого исследования отмечают, что кишечные сигналы могут влиять не только на аппетит, но и на болевую чувствительность — подробнее об этом можно прочитать в материале о том, как кишечные бактерии могут усиливать хроническую боль.
Литература
Touhara KK, Xu J, Castro J, Liang HE, Li G, Brizuela M, Harrington AM, Garcia-Caraballo S, O’Donnell T, Neumann D, Rossen ND, Deng F, Schober G, Li Y, Locksley RM, Brierley SM, Julius D. Parasites trigger epithelial cell crosstalk to drive gut-brain signalling
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики ООО «ВеронаМед» (г. Санкт-Петербург), главный редактор Medical Insider, а также автор статей.
E-mail для связи – xuslan@yandex.ru;