Изследователите на Tsukuba откриват нова вълнуваща връзка между храненето и развитието на плодовите мухи, която включва пряка връзка между мозъка и частите на органа на насекомите, секретиращи важния хормон. Помага да се обясни кога и как гъсениците се превръщат в пеперуди и може да ни помогне да разберем как и кога децата се развиват в възрастни.

гусеница

Как се контролира времето на пубертета? Отговорът може да се крие в разбирането на времето за метаморфоза, версията на насекомите за пубертета, според изследвания, наскоро докладвани от д-р Юко Шимада-Нива и д-р Рюсуке Нива от университета в Цукуба. Това изследване е публикувано на 15 декември 2014 г. в научното списание Nature Communications.

Времето на промяната в развитието от гъсеница към пеперуда или от дете към възрастен е тясно свързано с диетата. Основните хормони, участващи в тази промяна, са стероидните хормони. При хората стероидните хормони са отговорни за пубертета и се образуват в мозъка и/или половите органи. Производството им е силно повлияно от диетата. Без правилно хранене производството на стероидни хормони се забавя, което води до забавяне в началото на пубертета. От друга страна, връзката между настоящата епидемия от затлъстяване в много страни и ранното начало на пубертета продължава да предизвиква голяма загриженост.

Използвайки версията на насекомите на лабораторния плъх, плодовата муха Drosophila melanogaster, лабораторията Niwa изследва формата на насекоми на стероиден хормон, екдистероид. Екдистероидът е от съществено значение за метаморфозата, невероятната трансформация от ларва (муха версия на гъсеница) в какавида (муха версия на пашкул) и накрая, за възрастна муха.

Използването на много елегантни генетични техники и подробни анатомични изследвания под микроскоп позволи на изследователите да открият група неврони, които директно се прожектират от мозъка в проторакалната жлеза (PG), специализирания орган, произвеждащ екдистероиди близо до мозъка, както и отвъд - в първата част на червата - оборудване за хранене, като устата и предното черво. "Невроналната морфология е толкова сложна, че никой не би могъл да проследи досега невроните и позициите на клетъчните тела", каза Юко. Тя старателно дисектира много генетично маркирани ларви на мухи, за да идентифицира този невронален път, който се простира извън мозъка и в оборудването за хранене на мухите.

Изненадващо, невроналните изпъкналости се променят в зависимост от това какъв вид храна се дава на ларвите. При хранене с нормална диета, богата на дрожди, невроналната проекция е значително по-дълга, отколкото когато гладуват ларвите. При изгладнелите ларви също се забавя развитието. Когато гладните ларви получиха нормална диета, последиците от предишната лоша диета бяха обърнати и развитието продължи нормално.

Тази група неврони, която се простира извън мозъка, произвежда невротрансмитер серотонин. Серотонинът, наричан понякога „хормон на щастието“ при хората, има роля както в хората, така и в насекомите в паметта, апетита, съня и поведението. Когато функцията на тези неврони, произвеждащи серотонин, беше нарушена при плодовите мухи, нивото на екдистероида беше намалено и развитието се забави. Изследователите предположиха, че при нормална диета серотонинът се освобождава от тези неврони в органа, произвеждащ екдистероиди, PG, стимулирайки го да произвежда големи количества екдистероид, като по този начин позволява развитието да продължи. Фактът, че тези неврони също са пряко свързани с органа, произвеждащ хормони от насекоми, предполага нова вълнуваща роля на серотонина при свързването на диетата с образуването на стероидни хормони и впоследствие с ролята в метаморфозата. Според Рюсуке, "генетичните програми могат да бъдат гъвкаво координирани в контекста на хранителната среда. Този механизъм позволява на животните да увеличат оцеляването и репродуктивния успех."

И така, поне при плодовите мухи, хормонът на щастието серотонин, който помага да се контролира времето за развитие по хранително-зависим начин. Но какво да кажем за нас? Получаваме пеперуди в стомаха, само като мислим за това ...