นักชีววิทยาได้เรียนรู้ว่าจุลินทรีย์ในลำไส้ส่งผลต่อความอยากอาหารและอุณหภูมิอย่างไร

เมื่อแบคทีเรียในลำไส้บางชนิดแพร่กระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของร่างกาย ระบบภูมิคุ้มกันจะจับพวกมัน

เน้นไปที่เศษของผนังเซลล์จุลินทรีย์ที่เรียกว่ามูโรเปปไทด์ การตรวจจับองค์ประกอบดังกล่าวได้รับการรับรองโดยโปรตีน Nod2 ซึ่งเคลือบเซลล์ "แนวป้องกันแนวแรก" นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าอาจพบโปรตีนที่คล้ายกันในเซลล์สมอง

นักวิจัยใช้สองกลุ่มหนูดัดแปลงพันธุกรรม: ตัวแรกมียีนที่รับผิดชอบในการผลิต Nod2 ปิดอยู่ และตัวที่สองผลิตฉลากเรืองแสงที่ช่วยให้เข้าใจว่าเซลล์ใดที่โปรตีนนี้ถูกสร้างขึ้น

การทดลองพบว่าหนูที่ถูกบล็อกการสังเคราะห์ Nod2 ทำให้น้ำหนักเกินตามอายุ นักชีววิทยาเชื่อว่าเนื่องจากอาหารสามารถกระตุ้นจุลินทรีย์ในลำไส้ มูราเปปไทด์จำนวนมากจึงเข้าสู่เซลล์ภายนอกระหว่างมื้ออาหาร ในเวลาเดียวกัน ในหนูที่ไม่มี Nod2 โมเลกุลดังกล่าวจะไม่ถูกจับ และสมองไม่รู้เกี่ยวกับความอิ่มตัว

นักวิจัยได้เลี้ยงหนูกลุ่มที่สองมูโรเปปไทด์กัมมันตภาพรังสี ภายในหนึ่งชั่วโมง พบร่องรอยของเซลล์ดังกล่าวในสมองของหนู นักวิทยาศาสตร์สังเกตว่า Nod2 นั้นผลิตขึ้นในสมองของหนูจริงๆ และมูโรเปปไทด์สามารถไปถึงที่นั่นได้ภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากไปถึงลำไส้

ผู้เขียนงานบอกว่า Nod2 นั้นชัดเจนส่งผลกระทบต่อการย่อยอาหารไม่เพียง แต่ยังทำหน้าที่อื่น ๆ หนูเพศเมียที่มีอายุมากกว่าซึ่งขาดโปรตีนนี้ในสมองมีอุณหภูมิร่างกายสูงขึ้น และโดยทั่วไปจะใช้เวลาน้อยลงในการสร้างโพรงเพื่อให้ร่างกายอบอุ่นถึงสามเท่า

การควบคุมเมตาบอลิซึมผ่านแกนลำไส้-สมอง ที่มา: Ilana Gabanyi et al., Science

ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา มีงานวิจัยอื่นๆ ที่พบความเชื่อมโยงระหว่างลำไส้กับส่วนอื่นๆ ของร่างกาย รวมทั้งในมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ในลำไส้บางชนิดมีความเกี่ยวข้องกับสภาวะต่างๆ เช่น ภาวะซึมเศร้า โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง และความผิดปกติของระบบภูมิคุ้มกัน อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ยังไม่ชัดเจนว่าลำไส้และสมองสื่อสารกันอย่างไร

นักชีววิทยากล่าวว่าการทดลองของพวกเขาแสดงให้เห็นกลไกที่แบคทีเรียสามารถควบคุมสมองได้ อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเพียงการศึกษาครั้งแรกในหนูทดลอง และในอนาคต นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะยืนยันสมมติฐานของพวกมันในสัตว์อื่นๆ นอกจากนี้ ยังไม่ชัดเจนว่าหน้าที่ของโปรตีนใดเป็นปัจจัยหลัก - การตอบสนองของภูมิคุ้มกันหรือการสื่อสารกับสมอง

“โมเลกุลเดียวกับที่เตือนเราระบบภูมิคุ้มกันที่มีความผิดปกติสามารถนำมาใช้โดยระบบประสาทเป็นสัญญาณในการควบคุมกระบวนการเอาชีวิตรอดที่สำคัญ เช่น การรับประทานอาหารและการควบคุมอุณหภูมิ” ฮวน เอสโกบาร์ นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าว

อ่านเพิ่มเติม:

MIT สร้างเครื่องยนต์ความร้อนแบบอยู่กับที่ซึ่งทำงานได้ดีกว่ากังหัน

หลังจากทำงานมา 10 ปี นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์

ชั้นน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งถล่มเพราะกระแสน้ำ