Молекулярные сигналы, которые печень посылает после еды в мозг, помогают восстановить водно-солевой баланс в тканях организма.
Съев шоколадку или, скажем, слишком жирную котлету, мы чувствуем жажду. Объяснение здесь довольно простое: питательные вещества всасываются кровь, и клетки вынуждены отдавать воду, чтобы сохранить химическое равновесие между собой и окружающей средой.
То же самое, кстати, происходит и в том случае, когда человек пьет спиртное: алкоголь как бы забирает в кровь дополнительную воду из окружающих тканей. Разумеется, сами ткани постепенно поглотят из крови и углеводы, и жиры, и алкоголь, и клетки тканей начнут выполнять с ними разнообразные биохимические реакции. Но пока их концентрация в крови слишком высока (а если мы ели что-то очень сладкое или очень жирное, она и будет высока), с этим нужно что-то делать – ведь если между клетками и окружающей средой нет физико-химического равновесия, клетке может стать очень плохо.
Иными словами, мы пьем, чтобы предотвратить частичное обезвоживание тканей, которые, теряя воду, посылают соответствующие сигналы в мозг. Но что это за сигналы и как они действуют? За чувство жажды в мозге отвечает гипоталамус (справедливости ради стоит сказать, что гипоталамус отвечает за массу вещей: он управляет аппетитом, терморегуляцией, половым поведением, влияет на память и другие когнитивные функции и вообще служит связующим звеном между мозгом и эндокринной системой.) Но как гипоталамические нейроны жажды получают информацию о том, что нужно пополнить запас воды?
Исследователи из Юго-западного медицинского центра Университета Техаса пишут в своей статье в Cell Metabolism , что сигнал жажды приходит в гипоталамус благодаря белку FGF21 (или фактор роста фибробластов 21), который синтезируют клетки печени.
Факторы роста – это целый класс белков, и все они играют огромную роль в жизни любого организма: от них зависит деление клеток, формирование органов, развитие эмбриона, восстановление поврежденных тканей и т. д. Некоторые из факторов роста влияют на обмен веществ, и FGF21 как раз один из таких. Про него известно, что он действует на метаболизм углеводов и липидов и от него зависит уровень инсулина в крови.
Некоторое время назад Стивен Кливер (Steven Kliewer) и его коллеги обнаружили, что FGF21 подавляет у мышей тягу к сахару и к алкоголю и одновременно побуждает животных больше пить. Для новых экспериментов исследователи вывели мышей с отключенным геном FGF21.
Когда таких мышей сажали на кетогенную диету, богатую жирами, то они пили не больше, чем обычно; в то время как обычные мыши с работающим FGF21 на жирной еде пили очень много. Если же его вводили животным извне, то вскоре у них просыпалась сильная жажда. В целом стало понятно, что именно FGF21 заставляет пить после еды и алкоголя, и у людей он, очевидно. действует точно так же: когда нескольким добровольцам предлагали выпить либо сок с алкоголем, либо просто сок, то у тех, кто пил алкоголь, уровень FGF21 спустя два часа заметно повышался.
Авторам работы удалось также доказать, что FGF21 действует непосредственно на «нейроны жажды» в мозге. Обычно, когда говорят о чувстве жажды, имеют в виду ренин-ангиотензин-альдостероновую систему, связанную с почками. Именно почкам, которые занимаются фильтрацией мочи, удобно следить за содержанием воды: в зависимости от того, больше или меньше становится воды в организме, изменяется и кровяное давление, эти изменения чувствуют кровеносные сосуды, и почки с помощью белка ренина, которые они синтезируют, стараются привести давление в норму.
Конкретные механизмы тут разные – здесь и усиленное выведение воды с мочой (или, наоборот, активное всасывание воды обратно), и расширение или сужение сосудов, и соответствующие сигналы в центры жажды. Но все же, повторим, в ренин-ангиотензин-альдостероновой системе все начинается с почек – тогда как в случае с FGF21 все начинается с печени. О том, что у чувства жажды есть альтернативный путь, связанный с FGF21, предполагали еще в 70-е годы прошлого века, но только сейчас удалось показать этот путь в явном виде.
Поскольку FGF21 не просто вызывает жажду, но и, как было сказано выше, подавляет тягу к алкоголю, его, вероятно, можно было бы использовать в клинике – чтобы те, у кого эта самая тяга приобрела нездоровый масштаб, смогли ограничить себя в выпивке, и чтобы смягчить эффект, оказываемый алкоголем на их организм.
