Сон вместо еды: какое влияние оказывает кишечник на поведение

Кишечник выполняет множество функций, которые выходят за пределы пищеварения. Исследования, проведенные в Базельском университете, показали, что кишечник, питание и сон тесно связаны на примере плодовых мушек Drosophila melanogaster. Эти результаты расширяют растущий объем данных о взаимодействии кишечника с мозгом и его воздействии на поведение.

Первые часы жизни организмов критичны для их выживания и развития. В этот период происходит выделение мекония и начинается самостоятельное питание. До недавнего времени механизм взаимосвязи этих процессов и влияние кишечника на пищевое поведение и сон были малоизучены. Сейчас эти аспекты исследуются у людей, поскольку взаимодействие кишечника и мозга считается важным фактором, влияющим на здоровье и развитие заболеваний.

Аналогичные трудности наблюдаются у плодовых мушек после их вылупления. Исследования профессора Аниссы Кемпф из Биологического центра Базельского университета показали, что ключевым фактором является временной аспект: молодые мухи начинают питаться только после удаления мекония. Мухи, страдающие от кишечной непроходимости, избегают пищи, спят дольше и имеют сокращенный жизненный цикл. Это указывает на прямую связь между кишечником и поведенческими реакциями, связанными с питанием и сном.

Проблемы с пищеварением у плодовых мушек связаны с дефектом гена apterous, который играет ключевую роль в развитии крыльев и кишечника. Ученые обнаружили, что у мушек с нарушением этого гена наблюдается недоразвитие крыльев и укороченная продолжительность жизни. Кемпф отмечает, что мутация этого гена влияет не только на крылья, но и на заднюю кишку, вызывая ее непроходимость.

Закупорка кишечника приводит к тому, что мушки не могут избавиться от мекония после вылупления, что вызывает вялость и повышенную сонливость. Рейнджер объясняет это как стратегию экономии энергии, которая, возможно, способствует продлению жизни. Во время сна мухи демонстрируют ритмичные движения хоботком, что, возможно, стимулирует работу кишечника.

Исследователи определили причину кишечной непроходимости: у здоровых мушек на ранних стадиях развития формируются четыре ректальных сосочка, которые обеспечивают реабсорбцию воды. У мутантных особей формируется узлообразная структура, полностью блокирующая кишечник, известная как узел Рейнгера.

Таким образом, кишечник играет важную роль в регулировании питания, сна и выживаемости, открывая новые вопросы о его взаимодействии с мозгом и механизмах регуляции сна. Симптомы, наблюдаемые у плодовых мушек, такие как запор, снижение аппетита, вялость и вздутие живота, сходны с проявлениями кишечной непроходимости у человека. Это позволяет предположить наличие аналогичных сигнальных путей между кишечником и центральной нервной системой.

Плодовые мушки, которые имеют схожие биологические процессы с человеком, представляют собой эффективную модель для изучения расстройств пищеварения и взаимодействия между кишечником и мозгом.