Удовольствия и опасности белка: аппетит и старение

Если вы человек, который действительно проголодался, горсть орехов, кусочек сыра или хороший кусок сочного стейка могут удовлетворить ваши потребности. Если вы плодовая муха, крошка дрожжей может сыграть с вами злую шутку.

Почему мы – и те  мухи, которые иногда обитают на наших кухнях – ищем для удовлетворения голода именно полноценную белковую пищу? И что значит это пищевое предпочтение для шансов прожить дольше, будь то десятилетия для человека или несколько дней для мухи?

Новое исследование от команды Медицинской школы Мичиганского университета впервые в истории науки предполагает, что химические вещества, высвобождаемые мозгом, являются ответом на оба этих вопроса.

В новой статье, опубликованной в журнале «eLife», ученый из Мичиганского университета кандидат наук Скотт Плетчер и его команда демонстрируют ключевую роль, которую химическое вещество под названием серотонин играет в пищевых привычках и продолжительности жизни плодовых мух. Ведущий автор статьи, кандидат наук Дженнифер Ро, в настоящее время работает на факультете медицины Гарвардского университета.

Вознаграждение от головного мозга

Серотонин является химической «наградой», а это значит, что когда головной мозг высвобождает его в ответ на некое действие, он вызывает чувство удовлетворения или даже удовольствия.

Плетчер и его команда сообщают, что, как они предполагают, серотонин играет ключевую роль в тяге плодовых мух искать преимущественно белки, а не сахара, после того, как они голодали некоторое время. Другими словами, это влияет на значение, которое мухи придают белку во время голода, – и это означает, что процесс каким-то образом связан с тем, как именно мухи узнают, какие продукты содержат преимущественно белки.

Помимо вышеуказанного, высвобождение химической «награды», которую мухи получают за то, что употребили в пищу белок, по-видимому, влияет и на скорость старения мух.

Когда высвобождение этой «награды» было блокировано, мухи ели столько же пищи, как и прежде, когда они питались согласно обычной своей диете, – но жили при этом гораздо дольше.

Фактически они жили почти в два раза дольше – просто после того, как был заблокирован единственный рецептор серотонина на все 100 нейронов в их мушином мозге.

Хотя сейчас слишком рано соотносить полученные результаты с нашим пониманием закономерностей человеческого питания или продолжительности жизни, Плетчер отмечает, что система «вознаграждения» серотонином у плодовых мушек очень похожа на аналогичную систему у млекопитающих, включая человека.

Выбор блюд

Исследователи сделали свое открытие путем манипулирования генами, участвующими в системе серотонина, а также управлением доступом мух к различным видам пищи с помощью специальной камеры, которую они разработали. Это устройство под названием FLIC или Fly Liquid-food Interaction Counter позволило им постоянно контролировать пищевые предпочтения для каждого микроблюда и определить, как и когда мухи были вознаграждены после поедания богатой белком пищи. Получив информацию, они разработали дизайн эксперимента, чтобы выяснить, влияют ли такие пищевые «вознаграждения» на здоровье и продолжительность жизни, и посадили мух на различные виды диеты: только сахара, только белок или выбор из трех вариантов: эти два варианта монодиеты или смешанная диета на протяжении всей жизни.

«Эта работа основывается на предыдущих выводах о том, что восприятие пищи изменяет процесс старения во многом таким же образом, как и сам прием пищи, но области мозга и системы, участвующие в этом, были  до сих пор не известны,  – говорит Плетчер. – Мы обнаружили, что серотониновый путь является важным звеном в интерпретации состава пищи, точно так же, как и в процессах получения «вознаграждения» за съедание еды».

Ранее отмечалось, что богатые белком диеты приводят к уменьшению продолжительности жизни, отмечает он. «Наши результаты свидетельствуют о том, что серотонин непосредственно участвует в этом процессе, хотя мы еще не определили механизм его действия», – добавляет Плетчер.

Новые результаты добавляют информации в изменяющуюся научную точку зрения о том, как пища влияет на здоровье и продолжительность жизни. То, как животные реагируют на питательные вещества (в том числе и то, как они обнаруживают их в своем окружении и в разное время ищут вполне определенные из них), выходит далеко за рамки простого поиска калорий любого рода. Белок, который имеет решающее значение для создания и поддержания клеток в организме, выполняет совершенно иные функции, нежели сахар и другие углеводы, которые являются источниками энергии.

Следующие шаги

Способность мозга регистрировать, что животное получило посредством пищи достаточное количество определенного нутриента, является ключом к его способности сигнализировать – посредством  вознаграждения, – что ранний голод был удовлетворен, объясняет Плетчер.

Даже когда этот «наградной путь» путь был заблокирован в опытах на плодовых мушках, мухи переставали есть по другим причинам – они не хотели перегружать себя едой. Но неспособность ощутить особую награду, которую они в обычном состоянии получали от поедания белка, сделала нечто, что повлияло на продолжительность их жизни. Теперь группа Плетчера работает над тем, чтобы определить, что же это могло быть.

В то же время, люди, чей живот бурчит и мозг посылает сообщения о серьезном голоде, должны свободно удовлетворить свою тягу к богатой белком пище. Не стоит думать, что это оказывает особое влияние на продолжительность нашей жизни – в конце концов, человеческое существование гораздо сложнее, чем существование плодовых мух.

Но продолжение исследований на плодовых мушках может помочь нам понять, почему белок кажется наиболее привлекательным или вызывает уникальное чувство химического «вознаграждения». Плетчер объясняет: «Эти результаты стимулируют нас начать изучение того, как механизмы мозга, которые позволяют животным воспринимать и оценивать акт поглощения пищи, контролируют продолжительность жизни и старение».