Тяга к Сахару. Сахарозамы против Сахара.

Небольшое количество дополнительного сахара может заставить нас жаждать чего угодно, от печенья до приправ, до кофе, щедро сдобренного взбитыми сливками. Но сладость сахара не полностью объясняет наше желание сладкого. Вместо этого новое исследование показывает, что эта волшебная молекула имеет обратный канал связи с мозгом.

Как и другие сладкие на вкус вещи, сахар вызывает реакцию специфических вкусовых рецепторов на языке. Но он также включает совершенно отдельный неврологический путь — тот, который начинается в кишечнике, сообщают исследователь Медицинского института Говарда Хьюза Charles Zuker и его коллеги 15 апреля 2020 года в журнале Nature.

Эксперименты на мышах показали, что из кишечника сигналы, предвещающие прибытие сахара, попадают в мозг, где они стимулируют аппетит к большему. Этот путь, соединяющий кишечник и мозг, оказался очень  разборчивым, реагирующим только на молекулы сахара, а не на искусственные подсластители.

Ученые уже знают, что сахар имеет уникальный контроль над мозгом. Например, исследование, проведенное в 2008 году, показало, что мыши, не обладающие способностью ощущать сладость, по-прежнему предпочитают сахар. Открытие командой Цукера механизма чувствительности к сахару помогает объяснить, почему сахар такой особенный — и указывает на способы, которыми мы могли бы подавить наш ненасытный аппетит к нему.

«Мы должны разделить понятия «сладкое» и «сахар», — говорит Цукер, нейробиолог из Колумбийского университета. «Сладкое нравится, а сахара хочется. Эта новая работа раскрывает нервную основу предпочтения сахара ».

Сладкое

Термин «сахар» — это общий термин. Употребление сахара активирует систему вознаграждения мозга, заставляя людей чувствовать себя хорошо. Однако этот аппетит, глубоко укорененный в работе нашего организма, может выйти из-под контроля. Среднегодовое потребление сахара в Америке выросло с менее чем 10 фунтов (4.25 килограмма в год) на человека в конце 1800-х годов, до более чем 100 фунтов (42.5 кг) сегодня. Это увеличение имеет цену: исследования нашли связь избыточного потребления сахара с многочисленными проблемами со здоровьем, включая ожирение и диабет 2 типа.

Ранее работа Цукера показала, что сахар и искусственные подсластители включают одну и ту же систему восприятия вкуса. Попав в рот, эти молекулы активируют рецепторы сладкого вкуса, инициируя  сигналы, которые поступают в ту часть мозга, которая обрабатывает информацию о сладком вкусе .

Но сахар влияет на поведение так, как не влияет искусственный подсластитель. Команда Цукера провела тест, сравнивая  сахар и подсластитель Acesulfame K, который используется в диетических газированных напитках, содержится в пакетиках с подсластителем в местах общественного питания, и ​​в других продуктах. Когда предложили мышам воду с подсластителем или с сахаром, мыши сначала пили, не разбирая, оба напитка, но в течение двух дней переключались почти исключительно на  воду с сахаром. «Мы обосновали эту неутолимую мотивацию, которую животное имеет для потребления сахара, а не сладкого вкуса, как возможно имеющую  нейронную основу», — говорит Цукер.

Cахарный замкнутый круг

Визуализируя мозговую активность, когда грызуны потребляют сахар, а не искусственный подсластитель или воду, исследователи впервые определили область мозга, которая реагирует исключительно на сахар: каудальное ядро ​​одиночного тракта (cNST). Обнаруженный в стволе головного мозга, отдельно от того, где мыши обрабатывают вкус, cNST является центром информации о состоянии организма. 

Команда определила, что путь к cNST начинается в слизистой оболочке кишечника. Там сенсорные молекулы вызывают сигнал, который проходит через блуждающий нерв, который обеспечивает прямую линию связи, по которой идет информация от кишечника до мозга.

Эта системма связи кишечника и мозга благоприятствует одной форме сахара: глюкозе и другим молекулам, которые похожи на глюкозу. В этой системме игнорируются искусственные подсластители — возможно, этим объясняется, почему эти добавки не могут полностью воспроизвести привлекательность сахара. Это системма также пропускает некоторые другие типы сахара, особенно фруктозу, которая содержится во фруктах. Глюкоза является источником энергии для всего живого. Это может объяснить, почему специфичность системы для именно этой молекулы эволюционировала таким образом, говорят ведущие авторы исследования Хуэй И Тан и Александр Систи, которые являются аспирантами в лаборатории Цукера.

Ранее ученые предполагали, что содержание сахара, или калорий, объясняет его привлекательность, поскольку во многих искусственных подсластителях не хватает калорий. Тем не менее, исследование Цукера показало, что это не так, поскольку не содержащие калорий глюкозоподобные молекулы также могут активировать путь восприятия сахара в кишечнике.

Чтобы лучше понять, как развивается сильное предпочтение мозга к сахару, группа Зукера сейчас изучает связи между этой системмой связи сахар-кишечник-мозг и другими системами мозга, такими как те, которые участвуют в вознаграждении, питании и эмоциях. Несмотря на то, что это его исследования на мышах, Цукер считает, что, по существу, тот же самый путь восприятия глюкозы существует у людей.

«Раскрытие этой схемы помогает объяснить, как сахар напрямую влияет на наш мозг, чтобы стимулировать потребление, — говорит он. — Эта информация также открывает новые потенциальные цели и возможности для стратегий, которые помогут сократить наш ненасытный аппетит к сахару».

###

Citation

Hwei-Ee Tan et al. “The Gut-Brain Axis Mediates Sugar Preference.” Nature. Published online April 15, 2020. doi: 10.1038/s41586-020-2199-7