Молекулярні сигнали, які печінка посилає після їжі в мозок, допомагають відновити водно-сольовий баланс в тканинах організму.
З'ївши шоколадку або, скажімо, занадто жирну котлету, ми відчуваємо спрагу. Пояснення тут досить просте: поживні речовини всмоктуються кров, і клітини змушені віддавати воду, щоб зберегти хімічну рівновагу між собою і навколишнім середовищем.
Те ж саме, до речі, відбувається і в тому випадку, коли людина п'є спиртне: алкоголь ніби забирає в кров додаткову воду з навколишніх тканин. Зрозуміло, самі тканини поступово поглинуть з крові і вуглеводи, і жири, і алкоголь, і клітини тканин почнуть виконувати з ними різноманітні біохімічні реакції. Але поки їх концентрація в крові занадто висока (а якщо ми їли щось дуже солодке або дуже жирне, вона і буде висока), з цим потрібно щось робити - адже якщо між клітинами і навколишнім середовищем немає фізико-хімічної рівноваги, клітці може стати дуже погано.
Іншими словами, ми п'ємо, щоб запобігти частковому зневодненню тканин, які, втрачаючи воду, посилають відповідні сигнали в мозок. Але що це за сигнали і як вони діють? За почуття спраги в мозку відповідає гіпоталамус (справедливості заради варто сказати, що гіпоталамус відповідає за масу речей: він керує апетитом, терморегуляцією, статевою поведінкою, впливає на пам'ять та інші когнітивні функції і взагалі служить сполучною ланкою між мозком і ендокринною системою.) Але як гіпоталамічні нейрони спраги отримують інформацію про те, що потрібно поповнити запас води?
Дослідники з Південно-західного медичного центру Університету Техасу пишуть у своїй статті в Cell Metabolism, що сигнал спраги приходить у гіпоталамус завдяки білку FGF21 (або фактор зростання фібробластів 21), який синтезують клітини печінки.
Фактори зростання - це цілий клас білків, і всі вони відіграють величезну роль у житті будь-якого організму: від них залежить ділення клітин, формування органів, розвиток ембріона, відновлення пошкоджених тканин тощо. Деякі з факторів зростання впливають на обмін речовин, і FGF21 якраз один з таких. Про нього відомо, що він діє на метаболізм вуглеводів і ліпідів і від нього залежить рівень інсуліну в крові.
Деякий час тому Стівен Клівер (Steven Kliewer) і його колеги виявили, що FGF21 пригнічує у мишей тягу до цукру і до алкоголю і одночасно спонукає тварин більше пити. Для нових експериментів дослідники вивели мишей з відключеним геном FGF21.
Коли таких мишей садили на кетогенну дієту, багату жирами, то вони пили не більше, ніж зазвичай; у той час як звичайні миші з працюючим FGF21 на жирній їжі пили дуже багато. Якщо ж його вводили тваринам ззовні, то незабаром у них прокидалася сильна жага. Загалом стало зрозуміло, що саме FGF21 змушує пити після їжі та алкоголю, і у людей він, очевидно. діє точно так само: коли кільком добровольцям пропонували випити або сік з алкоголем, або просто сік, то у тих, хто пив алкоголь, рівень FGF21 через дві години помітно підвищувався.
Авторам роботи вдалося також довести, що FGF21 діє безпосередньо на «нейрони спраги» в мозку. Зазвичай, коли говорять про почуття спраги, мають на увазі ренін-ангіотензин-альдостеронову систему, пов'язану з нирками. Саме ниркам, які займаються фільтрацією сечі, зручно стежити за вмістом води: залежно від того, більше чи менше стає води в організмі, змінюється і кров'яний тиск, ці зміни відчувають кровоносні судини, і нирки за допомогою білка реніна, які вони синтезують, намагаються привести тиск в норму.
Конкретні механізми тут різні - тут і посилене виведення води з сечею (або, навпаки, активне всмоктування води назад), і розширення або звуження судин, і відповідні сигнали в центри спраги. Але все ж, повторимо, в ренін-ангіотензин-альдостероновій системі все починається з нирок - тоді як у випадку з FGF21 все починається з печінки. Про те, що у почуття спраги є альтернативний шлях, пов'язаний з FGF21, припускали ще в 70-ті роки минулого століття, але тільки зараз вдалося показати цей шлях в явному вигляді.
Оскільки FGF21 не просто викликає спрагу, але і, як було сказано вище, пригнічує тягу до алкоголю, його, ймовірно, можна було б використовувати в клініці - щоб ті, у кого ця сама тяга набула нездоровий масштаб, змогли обмежити себе у випивці, і щоб пом'якшити ефект, що чиниться алкоголем на їх організм.