Bonos ir Kembridžo universitetų mokslininkai nustatė svarbią valdymo grandinę, susijusią su valgymo procesu. Tyrimas atskleidė, kad musių lervos savo stemplėje turi specialius jutiklius arba receptorius, kurie suveikia, kai tik gyvūnas ką nors praryja. Jei lerva prarijo maistą, jos liepia smegenims išskirti serotoniną. Ši pasiuntinio medžiaga, kuri dažnai dar vadinama geros savijautos hormonu, užtikrina, kad lerva ir toliau valgytų.
Tyrėjai mano, kad žmonės taip pat turi labai panašią valdymo grandinę. Rezultatai buvo paskelbti žurnale Dabartinė biologija.
Įsivaizduokite, kad esate alkanas ir sėdite restorane. Priešais jus ant stalo stovi pica, kuri kvepia nepaprastai kviečia. Sukandi kąsnį, kramtai ir nuryji ir tą akimirką jautiesi pakylėtas: o berniuk, kaip buvo skanu! Greitai pjaunate kitą picos gabalėlį ir įsikišate į burną.
Picos kvapas ir skonis ant liežuvio skatina jus pradėti valgyti. Tačiau tai yra geras jausmas, kurį jaučiate nurijus, kuris yra atsakingas už tai, kad toliau valgote.
„Tačiau kaip tiksliai veikia šis procesas? Kurios neuroninės grandinės yra atsakingos? Mūsų tyrimas pateikė atsakymą į šiuos klausimus”, – sako profesorius dr. Michaelas Pankratzas iš LIMES instituto (akronimas reiškia „Life & Medical Sciences”). Bonos universitetas.
Tyrėjai savo įžvalgas gavo ne iš žmonių, o tyrinėdami vaisinės musės Drosophila lervas. Šiose muselėse yra apie 10 000–15 000 nervinių ląstelių – tai yra valdomas skaičius, palyginti su 100 milijardų žmogaus smegenyse.
Tačiau šios 15 000 nervų ląstelių jau sudaro nepaprastai sudėtingą tinklą: kiekvienas neuronas turi išsišakojusias projekcijas, per kurias jis susisiekia su dešimtimis ar net šimtais kitų nervų ląstelių.
Visos musių lervų nervinės jungtys ištirtos pirmą kartą
„Mes norėjome gauti išsamų supratimą apie tai, kaip virškinimo sistema bendrauja su smegenimis valgant maistą”, – sako Pankratz. „Kad tai padarytume, turėjome suprasti, kurie neuronai dalyvauja šiame informacijos sraute ir kaip jie suveikia.
Todėl mokslininkai išanalizavo ne tik visų lervų nervinių skaidulų kelius, bet ir ryšius tarp skirtingų neuronų. Šiuo tikslu mokslininkai supjaustė lervą į tūkstančius skustuvo plonų griežinėlių ir nufotografavo juos elektroniniu mikroskopu.
„Naudojome didelio našumo kompiuterį, kad iš šių nuotraukų sukurtume trimačius vaizdus“, – aiškina mokslininkas, kuris taip pat yra tarpdisciplininės tyrimų srities „Gyvenimas ir sveikata“ bei „ImmunoSensation“ kompetencijos klasterio narys.
Kitas žingsnis buvo tikra herkuliška užduotis. Projekto asistentai dr. Andreas Schoofs ir dr. Anton Miroschnikow ištyrė, kaip visos nervinės ląstelės yra „sujungtos“ viena su kita – neuronas su neuronu ir sinapsė su sinapsė.
Tempimo receptorius yra prijungtas prie serotonino neuronų
Šis procesas leido tyrėjams nustatyti tam tikrą „tempimo receptorių” stemplėje. Jis yra prijungtas prie šešių lervos smegenų neuronų grupės, galinčios gaminti serotoniną. Šis neuromoduliatorius taip pat kartais vadinamas „geros savijautos hormonu“. Pavyzdžiui, tai užtikrina, kad jaustume atlygį už tam tikrus veiksmus ir būtų skatinami toliau juos daryti.
Serotonino neuronai gauna papildomos informacijos apie tai, ką gyvūnas ką tik prarijo. „Jie gali nustatyti, ar tai maistas, ar ne, taip pat įvertinti jo kokybę“, – aiškina tyrimo vadovas dr. Andreasas Schoofsas. „Jie gamina serotoniną tik tada, kai aptinkamas geros kokybės maistas, o tai savo ruožtu užtikrina, kad lerva ir toliau valgytų.”
Šis mechanizmas yra toks esminis, kad jis tikriausiai egzistuoja ir žmonėms. Jei jis yra sugedęs, jis gali sukelti valgymo sutrikimų, tokių kaip anoreksija ar persivalgymas. Todėl gali būti, kad šio pagrindinio tyrimo rezultatai taip pat gali turėti įtakos tokių sutrikimų gydymui.
„Tačiau šiuo metu mes nepakankamai žinome, kaip iš tikrųjų veikia žmonių valdymo grandinė”, – sako Pankratzas. „Šioje srityje vis dar reikia daug metų atlikti tyrimus.”