Určite si už zažil túto nepríjemnú skúsenosť, počas žalúdočných a ďalších zdravotných problémov ti úplne zmizne chuť do jedla a často sa nevráti ani po tom, čo najhoršie príznaky odídu. Pre milióny ľudí po celom svete, ktorí žijú s chronickými parazitárnymi infekciami, je tento jav každodennou realitou. Vedci však dlho nevedeli presne vysvetliť, prečo sa to deje.
Teraz výskumníci z Kalifornskej univerzity v San Franciscu konečne zmapovali biologickú cestu, ktorá spája imunitnú odpoveď čriev s mozgom počas infekcie.
Telo ti zámerne vypne hlad. Takto to funguje
Výskum publikovaný v prestížnom časopise Nature odhaľuje prekvapujúci komunikačný systém medzi dvoma typmi buniek. Objav môže pomôcť vysvetliť celý rad stavov súvisiacich s črevným dyskomfortom, od potravinových intolerancií až po syndróm dráždivého čreva.
“Otázka, na ktorú sme chceli odpovedať, nebola len to, ako imunitný systém bojuje proti parazitom, ale ako si na pomoc povolá nervový systém, aby zmenil správanie. Ukázalo sa, že za tým stojí veľmi elegantná molekulárna logika.” uviedol David Julius, profesor fyziológie na UCSF a nositeľ Nobelovej ceny za fyziológiu a medicínu z roku 2021.
Štúdia sa zamerala na dva zriedkavé typy buniek v črevách. Tuft bunky, ktoré fungujú ako detektory, ktoré rozpoznajú parazitov a spustia imunitnú obranu. A potom na enterochromafínne bunky (EC) zase uvoľňujú signály, ktoré aktivujú nervové vlákna vedúce do mozgu.
Ako spolu komunikujú črevá a mozog
EC bunky sú známe tým, že vyvolávaju pocity nevoľnosti, bolesti a črevného dyskomfortu. Nebolo však jasné, či priamo komunikujú s tuft bunkami.
Prvý autor štúdie Koki Tohara použil geneticky upravené senzorové bunky, ktoré umiestnil priamo vedľa tuft buniek pod mikroskopom. Keď boli tuft bunky vystavené sukcinátu, látke produkovanej parazitárnymi červami, senzorové bunky sa rozsvietili.
Ukázalo sa, že tuft bunky uvoľňujú acetylcholín, ide o chemického posla, ktorého bežne využívajú neuróny. Keď vedci pridali acetylcholín do laboratórne pestovaného črevného tkaniva s EC bunkami, tieto bunky uvoľnili serotonín. Ten následne aktivoval vlákna vágového nervu, ktoré prenášajú signály z čriev do mozgu.
“Zistili sme, že tuft bunky robia to, čo robia neuróny, ale úplne iným mechanizmom. Používajú acetylcholín na komunikáciu, ale bez akéhokoľvek obvyklého bunečného aparátu, na ktorý sa neuróny spoliehajú pri jeho uvoľňovaní.” uviedol Koki Tohara, postdoktorandský výskumník na UCSF.
Prečo ti telo vypne chuť do jedla až po čase
Vedci tiež objavili, že tuft bunky uvoľňujú acetylcholín v dvoch odlišných fázach. To vysvetľuje, prečo sa strata chuti do jedla často objaví až po niekoľkých dňoch od začiatku infekcie.
V prvej fáze dochádza k krátkotrvajúcemu uvoľneniu acetylcholínu. Neskôr, keď imunitný systém zmobilizuje plnú odpoveď, sa tuft bunky množia a produkujú pomalé, pretrvávajúce uvoľňovanie acetylcholínu, ktoré je dostatočné na aktiváciu EC buniek.
Inými slovami, črevá v podstate čakajú, kým si potvrdia, že hrozba je skutočná a pretrvávajúca, predtým než povedia mozgu, aby zmenil správanie.
Experiment na myšiach ukázal, že to naozaj funguje
Aby otestovali, či táto dráha ovplyvňuje správanie aj mimo laboratória, výskumníci infikovali myši parazitárnymi červami a sledovali ich príjem potravy.
Myši s normálnou funkciou tuft buniek jedli menej, keď sa infekcia rozvíjala. Myši geneticky upravené tak, aby im tuft bunky nemohli produkovať acetylcholín, jedli normálne. Toto potvrdilo, že molekulárny reťazec priamo riadi behaviorálnu odpoveď.
Tento mechanizmus môže stáť aj za bežnými problémami s črevami
Nové poznatky môžu mať význam pre liečbu príznakov parazitárnych infekcií. Tuft bunky sa však nenachádzajú len v črevách, nachádzajú sa aj v dýchacích cestách, žlčníku a reprodukčnom systéme.
Poruchy v tejto novo identifikovanej signalizačnej dráhe by mohli prispievať k stavom ako syndróm dráždivého čreva, potravinové intolerancie a chronická viscerálna bolesť.
“Kontrolovanie výstupov tuft buniek by mohlo byť spôsobom, ako kontrolovať niektoré fyziologické reakcie spojené s týmito infekciami.” uviedol Richard Locksley, imunológ na UCSF.
Výskum uskutočnili vedci z UCSF v spolupráci so Stuartom Brierlyho a jeho výskumným tímom z Univerzity v Adelaide v Austrálii.