Карлос Рибейро (Carlos Ribeiro) и его коллеги из Центра изучения неизвестного в Шампалимо в Лиссабоне, Португалия и Университета Монаш, Австралия, впервые сумели показать, что кишечные бактерии «говорят» с мозгом и так влияют на выбор пищи у животных. Исследователи выявили два вида бактерий, которые влияют на диетические решения животных. Подробно свои результаты ученые описали в статье, опубликованной в журнале Open Access PLOS Biology.
Хорошо известно, что питательные вещества и микробиом, сообщество бактерий, обитающих в кишечнике, влияют на здоровье. Например, такие болезни, как ожирение, считаются связанными с составом рациона и микробиомом. Однако идея, что микробы могут также влиять на поведение, представляется большим концептуальным скачком. Но именно это показывает новое исследование.
Эксперименты, проведенные с использованием плодовой мушки Drosophila melanogaster, популярного модельного организма, позволили ученым обнаружить сложное взаимовлияние диеты и микробов и его влияние на пищевые предпочтения. Ученые первоначально показали, что у мух, лишенных аминокислот, снижалась фертильность и они чаще предпочитали богатую белками пищу. Удаления какой-либо одной незаменимой аминокислоты было достаточно, чтобы аппетит мух к богатой белками пище заметно возрастал.
Кроме того, ученые проверили воздействие на выбор продуктов пяти различных видов бактерий, которые присутствуют в кишках плодовых мух в естественной среде обитания. Результаты превзошли ожидания: два специфических вида бактерий смогли «выключить» повышенный аппетит на белки у мух, которых кормили пищей, лишенной незаменимых аминокислот. «При правильном микробиоме мухи фруктов могут справиться с этими неблагоприятными пищевыми обстоятельствами», — сказал Сантос.
«В плодовой мушке существует пять основных видов бактерий, у людей — сотни», — добавила Патрисия Франсиско, соавтор работы. Это подчеркивает, как важно использовать простых модельных животных, чтобы получить представление о факторах, которые могут иметь решающее значение для здоровья человека.
Как бактерии могут воздействовать на мозг, чтобы изменить аппетит? «Наша первая гипотеза заключалась в том, что эти бактерии могут давать мухам недостающие незаменимые аминокислоты», — объяснил Сантос. Однако эксперименты не подтвердили эту гипотезу. Вместо этого бактерии кишечника, «похоже, индуцируют некоторые метаболические изменения, которые действуют непосредственно на мозг и тело, которое имитирует состояние насыщения белками».
В целом, это исследование показывает не только то, что кишечные бактерии воздействуют на мозг, чтобы изменить пищевые предпочтения животного, но также и то, что они могут добиться этого посредством нового, еще неизвестного механизма.
[Иллюстрация: Gil Costa]
