Иммунные клетки и белки через посредников сообщают в мозг об аллергических неприятностях в кишечнике, чтобы мозг понял, какого рода пищу следует избегать.
Если человеку за обедом не нравится и то, и другое, и третье, это не обязательно означает какие-то капризы – возможно, это нервная система вместе с иммунной мудро защищают его от аллергических неприятностей. Например, у вас аллергия на яичный белок, и вы от одного только взгляда на яйца испытываете к ним непреодолимое отвращение. Так происходит далеко не у всех аллергиков, но, вообще говоря, о том, что между аллергией и прихотливостью в еде есть определённая связь, известно сравнительно давно. Чего не было известно, так это того, что за физиологический механизм здесь работает.
При аллергии какое-то безобидное вещество воспринимается иммунной системой как опасное, и она в ответ запускает защитную реакцию. Почему так получается, отдельный вопрос, но, так или иначе, когда «токсин» появляется в организме, иммунная система старается его обезвредить и изгнать, и воспаление с температурой и отёкающей слизистой есть часть защитной реакции.
При этом подключается и нервная система: зуд, чихание и рвота управляются нервными импульсами, и цель у них та же – избавиться от раздражителя, который кажется вредным. Но и зуд, и чихание, и рвота начинаются, когда аллерген уже попал в организм. А если мы говорим об отвращении к еде с аллергеном, то ведь его мы чувствуем заранее – иммунная система ещё не ощутила никакого опасного вещества, а есть то, что перед нами, нам уже не хочется. Нам достаточно внешнего вида, запаха или, в крайнем случае, мимолётного вкуса, когда мы едва-едва попробовали что-то. Очевидно, иммунитет должен как-то обучить нервную систему, чтобы она не позволяла аллергенной еде попасть к нам внутрь.
Как это происходит, отчасти описано в двух недавних статьях в Nature. В обоих случаях экспериментировали с мышами: им давали яичный белок овальбумин одновременно с адъювантом – так называют субстанцию, стимулирующую иммунитет и повышающую его чувствительность. Потом овальбумин давали ещё раз, вводя прямо в кишечник. Мышиный иммунитет начинал воспринимать яичный белок как аллерген, и, что важно, сами мыши теперь избегали пить воду с растворённым овальбумином.
Авторы первой статьи показали, что отвращение к аллергену развивается с участием иммунных тучных клеток и иммуноглобулинов IgE, чего следовало ожидать – и те, и другие давно известны как главные участники аллергической реакции. Тучные клетки лежат рядом с сосудами и нервами, содержат разные вещества, которые стимулируют воспаление, вызывают отёк тканей и привлекают другие иммунные клетки; тучные клетки играют большую роль в формировании иммунной гиперчувствительности к тем или иным соединениям. Кроме того, в аллергическом отвращении к белковому питью участвовала разновидность хелперных Т-лимфоцитов. Их задача обычно состоит в том, чтобы стимулировать иммунный ответ, и их активность повышается при первом появлении аллергена. Т-хелперы выделяют один из интерлейкинов (иммунных сигнальных белков) – интерлейкин 4 (IL-4), который побуждает В-клетки синтезировать аллергические иммуноглобулины IgE, а уже IgE действуют на тучные клетки.
Во второй статье Руслан Меджитов из Йеля и его коллеги пишут о нервной составляющей отвращения к аллергенам. Исследователи вызывали аллергию у мышей несколькими разными способами, и в том, что касается цепочки сигналов с участием тучных клеток, IgE и других иммунных игроков, они подтвердили результаты из предыдущей работы. Одновременно исследователи пришли к выводу, что нелюбовь к аллергической еде появляется без участия блуждающего нерва – хотя на него здесь можно было рассчитывать, потому что вообще трудно найти физиологический процесс, к которому блуждающий нерв не имел бы отношения. Более того, аллергены вообще не действуют напрямую на сенсорные нервы.
В то же время на аллерген отзываются ядра одиночного пути в продолговатом мозге, часть миндалевидного тела (амигдалы) и ещё некоторые мозговые центры, про которые известно, что они собирают сенсорную информацию, которая важна для обучения. Эти мозговые центры учитывают, что видят глаза, что чует нос и что ощущают вкусовые рецепторы, но аллерген, как мы сказали, не действует на сенсорные нейроны. Значит, тут есть некий посредник. Такими посредниками выступают, с одной стороны, вещества лейкотриены, выделяемые тучными клетками, а с другой – белок GDF15, который выделяют клетки кишечного эпителия. Синтез GDF15 зависит всё от тех же иммунных молекул – IgE, IL-4 и др. В мозге GDF15 связывается с рецепторами в вышеупомянутых ядрах одиночного пути, а также с рецепторами в области мозга, благодаря которой мы чувствуем тошноту при виде чего-то крайне малоаппетитного. Если у мышей синтез GDF15 подавляли, никакого отвращения к аллергену у них не возникало.
Если обобщить, то получается следующая картина. Когда в кишечнике появляется пищевой аллерген, иммунные клетки обмениваются разными сигнальными молекулами. Иммунные аллергические сигналы попутно действуют на кишечный эпителий, который сообщает о неприятностях в мозг. Мозговые центры, поскольку они учитывают разные сенсорные данные, увязывают иммунные неприятности в кишечнике с сопутствующими обстоятельствами, вроде характерного вкуса, запаха или внешнего вида пищи.
Хотя начинали мы с вопроса «как аллергия делает нас привередливыми в еде», речь всё время шла о мышах, и нужно будет ещё специально изучить, как аллергическое отвращение к еде развивается у человека. Всё-таки тут включается обучение, а нейробиология обучения у человека всё-таки выглядит не совсем так, как у мыши – хотя бы потому, что человек может много чего у себя в уме анализировать и учитывать. Возможно, кстати, что нелюбовь к той или иной пище, возникнув по аллергической причине, остаётся и после того, как аллергия исчезла. То есть иммунная система перестала воспринимать некий пищевой белок как опасный, а мозг по-прежнему запрещает есть соответствующую еду. От такого можно избавиться, если знать в подробностях, какие нейробиологические механизмы тут работают (и если есть инструменты, которые позволяют воздействовать на конкретные нейронные цепи и центры мозга). С другой стороны, действуя на тучные клетки, сигнальные белки и т. д. можно пресечь аллергическую реакцию в зародыше, избавив организм от вынужденной прихотливости в еде.
Автор: Кирилл Стасевич