Ученые разобрались, как кишечник связан с мозгом

Мозг и кишечник, особенно тонкая кишка, связаны между собой специальными нейронами, выяснили сотрудники Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне. С их помощью кишечник подает сигналы мозгу, а мозг контролирует работу кишечника. Исследование опубликовано в журнале Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical.


О кишечно-мозговой оси известно давно – эта система двунаправленной связи, которая осуществляется за счет механизмов нервной и эндокринной систем. Однако предыдущие исследования дают неполную картину этой связи, отмечают ученые, поэтому они решили рассмотреть механизм работы кишечно-мозговой оси более внимательно.

Чтобы построить карту нейронных связей, исследователи ввели в двенадцатиперстную кишку подопытных крыс вирусы герпеса и псевдобешенства для ретроградной и антероградной трассировок – методов изучения расположения аксонов от тела нейрона к синапсу, и наоборот. Движение вирусов имитировало прохождение нормальных сигналов через нейроны от кишечника к головному мозгу и обратно. Так ученым удалось обнаружить многочисленные связи в области ствола и заднего мозга, которые участвуют в координации движений и контроле внутренних органов. Это не слишком удивило исследователей. Однако дальше вирусы продвинулись в те части мозга, которые обычно считаются эмоциональными центрами или центрами обучения.

«Функции этих областей мозга весьма многогранны, и интересно понять, как информация от тонкого кишечника может влиять на их работу», — говорит ведущий автор исследования Колтан Паркер (Coltan G. Parker). 

Работа позволила составить первую полную карту связей между мозгом и тонким кишечником. Вовлечение областей, связанных с эмоциями и обучением, намекает, что от этой связи зависит ощущение сытости, влияние депрессии на проблемы с пищеварением и многое другое.

Также исследователи открыли необычную особенность самих нейронов. Как правило, сигналы от органа к мозгу передаются одним типом нервных клеток (например, сенсорными), а информация в обратном направлении идет с помощью другого типа нейронов (например, двигательных). Но в ходе работы ученые обнаружили, что около половины нейронов, участвующих в передаче информации между мозгом и кишечником, способны выполнять обе эти функции. Аналогичную работу нейронов ученые видели до этого лишь однажды — при исследовании связи между жировой тканью и мозгом. Тогда биологи обнаружили, что около половины нейронов обладают способностью к двусторонней коммуникации (в скобках отметим, что физически это пока означает только, что по этим нейронам проходят оба типа вируса в одном направлении).


Текст: Алла Салькова

Central sensory-motor crosstalk in the neural gut-brain axis by Coltan G. Parker, Megan J. Dailey, Heidi Phillips, Elizabeth A. Davis in Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical. Published VOLUME 225, 102656, MAY 01, 2020

http://dx.doi.org/10.1016/j.autneu.2020.102656