Найден путь, связывающий работу кишечника с усвоением пищевых предпочтений

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско описали медленный дофаминовый путь от кишечника к мозгу, который помогает связывать вкус пищи с ее питательной ценностью. Работа опубликована 4 ноября в журнале Nature; результаты могут помочь понять, как формируются предпочтения в еде.

Дофамин участвует в обучении и мотивации. До сих пор ученые в основном изучали быстрые сигналы, возникающие в ответ на внешние события — например, на вид любимой еды. Новое исследование посвящено более медленной системе: она реагирует на сигналы из организма, когда питательные вещества достигают кишечника, а вызванный ею выброс дофамина может длиться несколько минут.

«Мы показали, что именно эта медленная дофаминовая система со временем помогает нам учиться любить определенные продукты, и смогли увидеть, где и как это происходит», — сказал старший автор исследования, профессор физиологии Захари Найт.

Чтобы проследить за сигналом, Найт и тогдашний аспирант Джеймс Гроув вводили мышам прямо в желудок сахарный раствор или напиток, похожий на молочный коктейль. Так ученые исключили влияние вкуса и измерили реакцию мозга на питательные вещества. В ответ выделение дофамина усиливалось и надолго возрастало в переднебазолатеральной миндалине — участке мозга, который обозначают сокращением BLA.

Затем исследователи проверили, необходим ли этот путь для обучения. Мыши продолжали нормально есть, но после его блокировки переставали усваивать, что новый вкус предсказывает поступление калорий. В другом опыте ученые искусственно активировали дофаминовые волокна в BLA после того, как животные пробовали некалорийный вкус. Мыши начинали предпочитать его — стимуляция фактически заменяла питательные вещества.

Данные исследований мозга людей указали на сходную реакцию. Психолог Йельского университета Дана Смолл повторно проанализировала результаты ПЭТ-исследования 13 мужчин: после того как питательные вещества из молочного коктейля достигали кишечника, выброс дофамина концентрировался в левой BLA. В отдельном исследовании с участием 38 взрослых Марк Титтгемайер и его коллеги с помощью фМРТ обнаружили усиление активности той же области после употребления глюкозы.

И у людей, и у мышей реакция была заметно сильнее в левой части BLA, чем в правой. Причина этой асимметрии пока неизвестна; лаборатория Найта продолжает ее изучать.

Возможная связь с препаратами для снижения веса

Авторы отмечают, что описанный механизм может стать новым направлением для изучения пищевых предпочтений. В частности, неизвестно, влияют ли на него препараты GLP-1, имитирующие гормон кишечника и меняющие пищевое поведение: в этой работе такие лекарства не исследовали.

Найт предположил, что препараты могут ослаблять дофаминовый сигнал, возникающий в ответ на питательные вещества, и тем самым со временем делать еду менее подкрепляющей. Однако это пока лишь гипотеза. «Понимая этапы между распознаванием питательных веществ в кишечнике и обучением мозга, возможно, удастся мягко менять наши предпочтения в еде», — сказал ученый.