Источник энергии для большого мозга человека нашли в кишечнике
Эволюционное развитие мозга человека до его нынешнего большого размера было бы невозможным в условиях недостатка энергии. Ученые давно ищут биологические изменения, которые позволили нашим предкам настолько эффективно получать и перерабатывать энергию для ее главного потребителя в организме. И, кажется, нашли ответ — в кишечнике.
Мозговая деятельность чрезвычайно энергетически затратна для организма. Животные с большим мозгом, такие как люди, слоны, киты и дельфины, нуждаются в большем количестве энергии для поддержки роста мозга и его работы. Прежние исследования выяснили роль генов и влияние окружающей среды; в новом, опубликованном в журнале Microbial Genomics, показано, как развивается метаболизм и используется энергия у разных видов приматов.
В последнее время все больше данных о влиянии кишечного микробиома на самые разные стороны жизни — от резистентности к инсулину до набора лишнего веса, отметила биологический антрополог из Северо-Западного университета в США Кэтрин Амато.
«Изменение микробиоты кишечника — это неизученный механизм, в котором метаболизм приматов может способствовать различным энергетическим потребностям мозга», — добавила она.
В контролируемом эксперименте ученые имплантировали лабораторным мышам микробы от разных видов приматов с большим и маленьким мозгом. У подопытных грызунов оценивали энергоэффективность — по изменению веса, уровню глюкозы натощак, функциям печени, процентном содержании жира и другим параметрам в динамике.
Мыши с микробами от мозговитых приматов производили и использовали больше энергии, остальные запасали ее в жировых отложениях.
«Хотя мы увидели, что у мышей, которым вводили человеческие микробы, есть некоторые различия, наиболее выраженная разница наблюдалась между приматами с большим мозгом (людьми и беличьими обезьянами) и приматами с меньшим мозгом (макаками)», — уточнила Амато.
Результаты оказались несколько неожиданными, так как людей и беличьих обезьян нельзя назвать эволюционно близкими родственниками.
«Эти результаты свидетельствуют о том, что когда у людей и беличьих обезьян независимо друг от друга развился более крупный мозг, их микробные сообщества изменились схожим образом, чтобы обеспечить необходимую энергию», — заключила антрополог.
В будущих исследованиях ученые намерены выявить, какие химические соединения производят микробы, настолько сильно влияющие на биологию хозяев.
