Удивительная наука: Что гидра может рассказать о происхождении аппетита?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

Гидра — крошечный пресноводный хищник, больше похожий на фрагмент водоросли, чем на сложное животное. Однако, это удивительное создание таит в себе секреты эволюции нервной системы, возможно, даже ключи к пониманию нашего собственного аппетита. Ученые из университета Киля, Германия, решили разгадать загадку: как гидра понимает, что наелась, и как это влияет на ее поведение?

Гидра и её перекус, вольная интерпретация
Автор: Designer
Две сети, два мира

Нервная система гидры, в отличие от нашей, не имеет центрального мозга. Вместо этого, она представляет собой две сети нейронов, расположенные в наружном (эктодерма) и внутреннем (эндодерма) слоях ее тела. Ученые предполагали, что эти сети действуют независимо, но недавние исследования показали, что они тесно связаны и работают сообща.

Исследователи из Киля обнаружили, что одна из этих сетей, названная N3 и расположенная в эктодерме, играет роль своеобразного «центра управления полетами». Она отвечает за движение, реакцию на свет и другие важные функции. Вторая сеть, N4, расположенная в эндодерме, специализируется на контроле питания: от захвата добычи до переваривания пищи.

Гидра (Hydra)
Автор: Lifetrance at en. wikipedia, CC BY-SA 3.0 Источник: commons.wikimedia.org
Голодный танец, сытая дрёма

Ученые заметили, что после сытного обеда, состоящего из рачков артемии, гидра меняет свое поведение. Она становится менее активной, реже сокращается и практически перестает передвигаться «кувырками» — характерным для гидры способом передвижения. Исследователи предположили, что эти изменения связаны с чувством сытости.

Для проверки своей гипотезы они провели серию экспериментов с использованием генетически модифицированных гидр, в нейронах которых «горели» флуоресцентные метки. Это позволило ученым следить за активностью нейронов N3 и N4 в режиме реального времени.

N3: страж сытости

Оказалось, что после еды активность нейронов N3 значительно возрастает. Чем сытее гидра, тем ярче «горят» ее нейроны. При этом активность N4, напротив, снижается, особенно в то время, когда пища переваривается.

Дальнейшие эксперименты показали, что нейроны N3 не только реагируют на сытость, но и контролируют изменения в поведении. Блокировка этих нейронов приводила к тому, что даже сытые гидры продолжали активно охотиться и демонстрировать «голодное» поведение.

N4: дирижер пищеварения

Нейроны N4, в свою очередь, оказались незаменимыми для переваривания пищи. Блокировка этих нейронов приводила к тому, что гидры не могли избавиться от непереваренных остатков пищи.

Интересно, что активность N4 возрастает не только в момент захвата добычи, но и при растяжении стенок тела. Это наводит на мысль, что эти нейроны способны «чувствовать» наполнение пищеварительной полости.

Гидра, прикрепленная к субстрату
Автор: By Coveredinsevindust at English Wikipedia, CC BY-SA 3.0 Источник: commons.wikimedia.org
Тайный язык клеток

Каким образом нейроны N3 и N4 общаются между собой? Ученым пока не удалось найти доказательств прямого контакта между ними. Однако, они обнаружили, что нервные окончания N3 и N4 выделяют в пространство между клетками особые сигнальные молекулы — нейропептиды.

Один из таких нейропептидов, названный GLWamide, оказался особенно интересен. Его количество в организме гидры снижается после еды, что коррелирует со снижением аппетита. GLWamide также обнаружен у других животных, включая насекомых, и известно, что он участвует в регуляции аппетита.

Древняя мудрость

Результаты исследования показывают, что даже у таких примитивных существ, как гидра, существует сложная система регуляции аппетита, включающая в себя разные типы нейронов и сигнальных молекул. Это открытие проливает свет на эволюцию нервной системы и позволяет по-новому взглянуть на природу голода и сытости у животных.

Возможно, изучение гидры поможет нам лучше понять механизмы, лежащие в основе расстройств пищевого поведения у человека. Ведь голод и сытость — это не просто ощущения, а результат сложной работы нашего мозга, корни которой уходят в глубокое прошлое, к нашим далеким предкам, населявшим древние моря.

Если у гидры нет мозга, то где именно хранится информация о сытости? Неужели в отдельных нейронах?

Это очень интересный вопрос, который еще ждет своего исчерпывающего ответа. Исследование показывает, что информация о сытости не сосредоточена в одном месте, а распределена между разными нейронами, формируя своеобразную «сеть сытости». Возможно, ключевую роль играет изменение концентрации нейропептидов, таких как GLWamide, в пространстве между клетками. Это изменение воспринимается множеством нейронов и влияет на их активность, формируя ощущение сытости у гидры.

Ученые заблокировали нейроны N3 и гидра «забыла», что сыта. А можно ли, наоборот, простимулировать эти нейроны и «убедить» голодную гидру в том, что она сыта?

Теоретически это возможно, и такой эксперимент был бы крайне интересен. Можно предположить, что стимуляция нейронов N3 или введение синтетического GLWamide может снизить аппетит гидры и повлиять на ее поведение. Однако, подобные манипуляции с нервной системой — крайне сложная задача, особенно на таком крошечном организме, как гидра.

В статье говорится, что эпителиальные клетки гидры, казалось бы, не имеющие отношения к нервной системе, также реагируют на прием пищи. Не означает ли это, что мы слишком преувеличиваем роль нейронов в регуляции аппетита у животных?

Возможно, мы действительно недооцениваем роль других типов клеток в формировании пищевого поведения. Эпителиальные клетки выстилают пищеварительный тракт и находятся в прямом контакте с пищей. Логично предположить, что они также могут вырабатывать какие-то сигнальные молекулы, влияющие на аппетит. Дальнейшие исследования помогут раскрыть эту загадку и показать, насколько сложным и многогранным может быть «язык» клеток нашего организма.

1 комментарий

x
Школу вспомнил, спасибо) Жду следующую статью за Инфузорию туфельку.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Небесная гостья из прошлого: комета Ольберса возвращается

В этом году летние ночи преподнесут нам особенный подарок: из глубин космоса возвращается комета 13P/Ольберса, чтобы на несколько недель засиять на нашем небосклоне. Хотя блеск её не сравнится с...

DeepCool на Computex 2024: корпуса с «Пикселями» и кулеры с экранами

Стенд компании DeepCool на выставке Computex 2024 мы исследовали от начала и до конца. Новинок оказалось подавляющее большинство, в отличие от многих других стендов, уставленных «вечнозелёным»...

Какие бывают линзы в бинокле: как правильно подобрать

Всегда ли вы смотрите в бинокль и видите то, что ожидаете увидеть? Или иногда картинка кажется вам нечеткой, блеклой, а может, искаженной? Нет, дело не в ваших глазах — причина...

Почему вода не спасает от острого, а молоко — да? Разбираемся в химии вкуса

Есть особая категория удовольствий, граничащих с болью. К таким относится и любовь к острой пище. Жжение во рту, учащенное сердцебиение, испарина на лбу — знакомые ощущения для любителей...

Яркий мини LED фонарик с магнитом, карабином и открывашкой за 99 рублей с AliExpress

Всем привет! Сегодня хочу рассказать про походный мини фонарик с магнитом, карабином и открывашкой, который я приобрёл на AliExpress всего за 99 рублей и также могу рекомендовать его к приобретению...

Самые старые постройки на планете? Это не пирамиды. Невероятный мир термитников Намакваленда

На первый взгляд, засушливые пейзажи Намакваленда, что раскинулись на западном побережье Южной Африки, кажутся безжизненными. Однако под палящим солнцем, среди редкой растительности, скрывается...