Исследовательская группа под руководством профессора Ким Кюхёна из Департамента наук о мозге DGIST открыла новый принцип, который регулирует, как пища движется по пищеварительному тракту и проглатывается. Они обнаружили, что белки пьезоканалов ощущают давление, создаваемое при накоплении пищи в передней части пищеварительного тракта, запуская глотательное поведение.

Ожидается, что это открытие даст важные подсказки в разработке методов лечения расстройств пищеварения и пищевого поведения. Работа опубликована в журнале Nature Communications .

Когда мы едим, пищеварительный тракт генерирует различные сигналы, которые можно связать с важными физиологическими процессами. Однако наше понимание того, как движение и накопление пищи в пищеварительном тракте ощущается и обрабатывается для регулирования важных поведенческих реакций, связанных с приемом пищи, таких как глотание, остается ограниченным.

Пьезоканалы — это белки, которые ощущают физическое давление или стимулы в организме. Они расположены в клеточных мембранах и открываются при приложении давления или силы, позволяя таким веществам, как ионы кальция (Ca 2+ ), проникать в клетки. После проникновения эти ионы посылают сигналы клеткам, чтобы вызвать реакцию организма. Например, пьезоканалы участвуют в восприятии прикосновения, ощущаемого кожей, артериального давления , а также расширения легких и мочевого пузыря.

В ходе исследования ученые обнаружили, что у Caenorhabditis elegans (C. elegans), пищеварительный тракт которого по своей структуре напоминает человеческий, пьезоканалы определяют накопление пищи в пищеварительном тракте и запускают глотательное поведение.

Исследовательская группа сосредоточилась на глоточно-кишечном клапане в пищеварительном тракте C. elegans . Этот клапан соединяет глотку с кишечником, регулирует маршруты движения пищи и имеет структуру, похожую на структуру пищевода человека. Группа обнаружила, что в этом клапане активируются пьезоканалы. Когда C. elegans ест, пища скапливается в передней части кишечника.

Затем пьезоэлектрический канал воспринимает давление, создаваемое расширением кишечника, и регулирует процесс проталкивания пищи вниз по кишечнику посредством движения, называемого глоточным погружением.

Впервые в мире группа профессора Кима выявила конкретный механизм того, как растяжение кишечника, вызванное накоплением пищи в пищеварительной системе, регулирует поведение при приеме пищи, особенно глотание, на молекулярном уровне в организме.

«Это исследование проливает свет на фундаментальный вопрос о том, как внутренние ощущения организма регулируют физиологические процессы, связанные с приемом пищи», — сказал профессор Ким, один из авторов статьи.

«Мы ожидаем, что это исследование предоставит важную информацию о роли пищеварительной системы в процессе приема пищи и о том, как эти физиологические процессы органически связаны».