Змеи научат мышей меньше есть

Млекопитающие приспособлены к потреблению небольших порций пищи (менее 1–2% от массы тела) и частому (1–3 раза в день) питанию. Напротив, темный тигровый питон (Python molurus bivittatus) охотится из засады и может голодать в течение длительного времени, иногда до 12–18 месяцев. За раз он может поглотить жертву одного с ним веса. После такой трапезы у питона наблюдается интересный набор реакций, включая более чем 40-кратное увеличение расхода энергии, устойчивый синтез белка в тканях и увеличение размера большинства органов более чем на 50%. После окончания процесса переваривания многие эти изменения обращаются вспять. У других представителей семейства Pythonidae были показаны схожие адаптации.

Международная группа ученых предположила, что за таким физиологическим ответом скрывается не менее яркий молекулярный ответ. Они проанализировали метаболомы плазмы крови двухлетних питонов (изначальный вес — 1,5–2,5 кг). Змей кормили раз в 28 дней, вес пищи составлял примерно 25% их собственного веса. Кровь отбирали через 3 дня после кормления и у голодных питонов.

Спустя три дня после кормления значительно возрастали уровни многих аминокислот, особенно глицина (в 20 раз) и пролина (в 9 раз). Содержание фумарата и малата увеличилось в 4–8 раз. Наконец, уровни нескольких видов длинноцепочечных жирных кислот, таких как лигноцериновая кислота (C24:0), гексакозановая кислота (C26:0) и гексакозеновая кислота (C26:1), также выросли в 4–6 раз. Всего авторы нашли 208 метаболитов, содержание которых выросло более чем в 2 раза, и 24 метаболита, уровни которых значительно снизились через 3 дня после кормления. Уровень одного метаболита вырос в 1000 раз. Позже его идентифицировали как пара-тирамин-О-сульфат (pTOS). Схожие результаты были получены для королевского питона (P. regius) несмотря на то, что эти виды разошлись 21 млн лет назад.

У человека pTOS изучен недостаточно. Рост его уровня в 2–8 раз был показан в одном исследовании с участием здоровых мужчин после первого приема пищи, последовавшего за 36-часовым голоданием. В период голодания уровень pTOS снижался. В другом исследовании уровень pTOS возрастал в 5 раз после ужина у молодых здоровых мужчин, независимо от диеты. В третьем исследовании уровень pTOS не изменился у здоровых людей, людей с преддиабетом или с диабетом 2 типа спустя 1 час после приема стандартизированной пищи.

Авторы нового исследования сами проверили эту информацию. Уровень pTOS вырос в 2 раза после голодания длительностью 6,5 часов и последовавшего за ним приема пищи. У одного участника уровень этого метаболита вырос в 25 раз. У мышей в плазме pTOS обычно не обнаруживался, что подтверждал анализ литературы.

Затем авторы изучили, как pTOS образуется в организме питона. Вероятно, он получается из тирозина, причем в процессе участвуют бактерии кишечника (антибиотики нарушают синтез).

Биологическая функция pTOS неясна. Авторы показали, что, если ввести его мышам, те меньше едят, но на подвижность или количество выпитой воды метаболит не повлиял. pTOS снижал аппетит и у худых мышей, и у животных с ожирением. Последние похудели на 9% спустя некоторое время постоянного приема метаболита. Это не отразилось на уровнях других регулирующих аппетит гормонов или на время опустошения желудка, расходе энергии, пролиферации бета-клеток или размерах органов.

Уже через 30 мин после введения pTOS детектировался в мозге мышей и спинномозговой жидкости. Оказалось, что pTOS активирует нейроны вентромедиального ядра гипоталамуса. Эти нейроны необходимы, чтобы pTOS мог подавить аппетит у мышей. Вовлеченность этой области мозга показали и на питонах.

Авторы подчеркивают необходимость в будущем понять временную динамику индукции pTOS относительно других известных пептидных гормонов у питонов, выяснить, может ли pTOS взаимодействовать с какими-либо другими путями пептидных гормонов, включая GLP-1, и точнее идентифицировать нейроны, активированные pTOS.

ИИ выявил потенциальные антибиотики в ядах животных