02:00 
Исследователи из Боннского университета и Университетской больницы Бонна раскрывают жизненно важный механизм выживания.
Если люди или животные едят что-то, что вызывает у них недомогание, они впоследствии избегают этого источника пищи. До сих пор было неясно, как именно происходит это обучение избеганию. Новое исследование показывает, что решающую роль здесь может сыграть связь между клетками мозга и жировыми клетками.
Участники из университетов Бонна и Тохоку (Япония) и университетской больницы Бонна выявили ранее неизвестный механизм у плодовой мушки дрозофилы. В аналогичной форме он может существовать и у млекопитающих и даже у человека. Результаты теперь опубликованы в журнале Neuron.
Любой, у кого когда-либо было расстройство желудка после употребления плохой фрикадельки, знает, насколько этот опыт может оттолкнуть вас от него. В рамках исследований это также известно как «обусловленное вкусовое отвращение»: мозг регистрирует иммунный ответ на бактерии и их токсины и на основании этого делает вывод, что в будущем следует избегать источника пищи.
Пока неизвестно, как обнаружение иммунной системой патогенов приводит к изменению поведения. "Поскольку такое выученное избегание пищи можно обнаружить у всех видов, мы исследовали этот вопрос на модельном организме - плодовой мухе дрозофиле", - объясняет профессор доктор Илона Грюнвальд Кадов.
В рамках этой модели мы можем выяснить, как мозг и тело взаимодействуют друг с другом, вызывая реакцию избегания, жизненно важную для выживания".
Доктор Илона Грюнвальд Кадов, Университет Бонна
Мухи изначально предпочитали пищу, зараженную бактериями
Грюнвальд Кадоу возглавляет Институт физиологии II Боннского университета и университетскую больницу Бонна. В нынешнем исследовании ее рабочая группа сотрудничает с исследователями из японского университета Тохоку. Участники эксперимента предлагали своим подопытным животным выбирать между двумя источниками пищи: один из них был заражен патогенной бактерией Pseudomonas entomophila. В остальном эти два источника пищи были полностью идентичны.
Мухи, у которых еще не было неприятного опыта с возбудителем, предпочитают вредную пищу, потому что они находят ее запах привлекательным. «Поскольку это опасно для жизни животных, мы задавались вопросом, как ведут себя животные, которые потребляли эти бактерии с пищей», - объясняет ученый. Патогены не оставались незамеченными среди мух: врожденная иммунная система животных имеет датчики, которые поднимают тревогу в таких случаях. Они реагируют на компоненты бактериальной клеточной стенки», — объясняет коллега Грюнвальда Кадоу Юджи Ван. Большую часть экспериментов она провела в рамках своей докторской диссертации.
Сенсоры бактерий приводят к изменению поведения
Эти сенсоры в основном реагируют на вредный штамм Pseudomonas, но почти не реагируют на безвредный штамм. Многие из них расположены на поверхности специальных нейронов, расположенных возле горла мухи. Через свои ветви эти нейроны связаны не только с мозгом мухи, но и с жировым хранилищем в голове мухи. Если рецепторы поднимают тревогу при наличии вредных микроорганизмов, это приводит к высвобождению в нейронах нейротрансмиттера октопамина, который тесно связан с адреналином. Он перемещается по нейронным ветвям в жировой запас.
«Затем октопамин запускает образование в жире другого нейромедиатора — дофамина. - говорит Грюнвальд Кадов. - Дофамин, в свою очередь, транспортируется в мозг мухи, где он вызывает непрерывную повышенную активацию нейронных сетей, которые важны для обучения и запускают реакцию избегания". Тогда животных, как правило, отпугивает запах патогенных бактерий. "Мы смогли показать, что мухи выбрали источник пищи с безвредными микробами после своего опыта с испорченной пищей", - объясняет ученый.
Голодают. мухи менее разборчивы?
Жировая ткань в значительной степени участвует в этом изученном поведенческом изменении. «У нас до сих пор нет однозначного ответа», — говорит Грюнвальд Кадов, который также является членом Трансдисциплинарного исследовательского направления (TRA) «Жизнь и здоровье» в Боннском университете. «Однако решение мух может быть связано с их пищевым статусом».
Когда животные становятся менее разборчивыми? голодая, у них будет меньше жировых клеток. Они будут производить соответственно меньше дофамина, когда они обнаружат, что патогенные бактерии потребляются с пищей. Возможно, голодающие животные поэтому более охотно прибегают к загрязненным источникам пищи. «Это гипотеза, которую мы сейчас изучаем в дальнейших экспериментах», - объясняет ученый.
