Нейроны гипоталамуса непосредственно чувствуют молекулы, из которых состоят клеточные стенки бактерий.
Есть масса данных в пользу того, что кишечная микрофлора и мозг взаимодействуют друг с другом, причём это взаимодействие может по-разному влиять на сам мозг. С одной стороны, бактерии подавляют симптомы аутизма и вообще помогают мозгу лучше соображать, с другой стороны, депрессия сопровождается характерными изменениями в составе микрофлоры, и микрофлора же в некоторых случаях ускоряет болезнь Паркинсона.
Однако пока что мало известно о том, как именно бактерии общаются с мозгом. Скорее всего, они посылают от себя какие-то молекулы, которые добираются до мозга и взаимодействуют там с определёнными рецепторами на определённых клетках. Но что это за молекулы, что это за клетки и что это за рецепторы? Сотрудники Пастеровского института пишут в Science, что от бактерий в мозг попадают так называемые муропептиды, а чувствуют их там нейроны гипоталамуса. Муропептиды – это фрагменты клеточной стенки бактерий, которая окружает их клеточную мембрану, добавляя бактериям прочности и защищая их от разных внешних неблагоприятностей. Клеточная стенка состоит из пептидогликана, или муреина, который представляет собой специальные модифицированные углеводы, перешитые короткими аминокислотными цепочками, то есть пептидами.
Муреиновая клеточная стенка свойственна только бактериям, и неудивительно, что наши иммунные клетки умеют чувствовать муропептиды – для этого у них есть специальные NOD2-рецепторы (аббревиатура NOD2 скрывает в себе некоторые особенности их строения и функционирования). Но также известно, что гены, кодирующие NOD2-рецепторы, имеют какое-то отношение к психоневрологическим расстройствам и болезням пищеварительного тракта. И вот сейчас исследователи подробно проанализировали, где в мозге работают NOD2-рецепторы, и оказалось, что они особенно активно присутствуют в гипоталамусе – небольшом участке мозга который, однако, играет огромную роль в регуляции обмена веществ, голода, аппетита, жажды, управляет половым поведением, влияет на память и эмоции и т. д.
И вот нейроны гипоталамуса, как мы только что сказали, пользуются NOD2-рецепторами, причём когда они чувствовали муропептиды, электрическая активность их падала – обломки бактерий как бы успокаивали гипоталамические нервные клетки. Когда муропептидов становится много, это обычно указывает на то, что бактерии интенсивно размножаются; иными словами, нейроны гипоталамуса становятся менее активны, когда микрофлора идёт в рост. Исследователи особенно подчёркивают, что нейроны чувствуют бактериальные молекулы сами, без посредников в виде иммунных клеток или кого-нибудь ещё.
Что будет, если NOD2-рецепторы отключить? Такие эксперименты поставили на мышах, и оказалось, что мыши с неработающими NOD2-рецепторами в гипоталамусе начинают больше есть, у них нарушается терморегуляция, появляется лишний вес и повышается вероятность диабета второго типа, особенно у пожилых самок.
Управляя микрофлорой, можно так подействовать на NOD2-рецепторы в гипоталамусе, чтобы ослабить себе аппетит и вообще нормализовать обмен веществ. Может быть, бактериальными муропептидами можно влиять и на другие функции мозга, вплоть до высших когнитивных – не будем забывать, что гипоталамус на что только не влияет. Впрочем, тут ещё надо проверить, как этот канал связи между микрофлорой и мозгом работает у человека.
Автор: Кирилл Стасевич