Спеціальні кишкові клітини відчувають різницю між справжнім цукром і підсолоджувачем, про що і повідомляють безпосередньо нейронам блукаючого нерва.
Звичайний цукор складається з вуглеводу цукрози, яка, в свою чергу, являє собою сполучені молекули фруктози і глюкози - вони діють на рецептори солодкого смаку. Але на світі є ще досить багато речовин з солодким смаком, і деякі з них в сотні і тисячі разів солодші цукру. Проте цукор на смак здається приємнішим, причому як нам, так і тваринам, і причина тому - особливі клітини в кишечнику.
Кілька років тому дослідники з Універсіета Дьюка виявили, що у деяких кишкових клітин є рецептори, подібні до тих, які є у смакових клітин у роті і у ношах. Ці клітини, названі нейроподами, були з'єднані безпосередньо з нейронами блукаючого нерва, у якого є кілька гілок, що йдуть до різних внутрішніх органів, і до кишечника в тому числі. Коли кишкові клітини з рецепторами відчували цукрові вуглеводи, вони виділяли нейромедіатор глутамінову кислоту, збуджуючи блукаючий нерв. Оскільки одна з функцій блукаючого нерва - управління травленням, то своєчасна реакція на цукор, ймовірно, допомагає налаштувати активність кишечника так, щоб всмоктати якомога більше енергетично вигідних вуглеводів. У той же час мозок може скоригувати харчову поведінку залежно від того, які відомості приходять з кишечника по блукаючому нерву.
Але потім дослідники вирішили порівняти, як ті ж клітини будуть реагувати на підсолоджувач. Мишам у кишечник вводили або цукор, або сукралозу, одночасно вимірюючи активність нейронів блукаючого нерва. Виявилося, що на цукор збуджуються в середньому 40,7% нейронів, а на підсолоджувач - 22,2%. У статті в Nature Neuroscience сказано, що цукор і підсолоджувачі кишкові клітини відчувають двома різними рецепторами. Правда, тут потрібно уточнити, що якщо в якості підсолоджувача використовується аналог цукру, то нейрони так само збуджуються від кишкових клітин, як і від справжнього цукру.
Потім послідували експерименти, в яких клітини-нейроподи були модифіковані оптогенетичними методами: у них ввели гени, які робили їх чутливими до світла, і тепер з допомогою світла їх можна було активувати або присипляти. При цьому дослідникам довелося адаптувати оптогенетичний підхід до кишечника: справа в тому, що світло в таких експериментах подається до модифікованих клітин за спеціальним волокном. Коли мова йде про мозок, проблем немає, але кишківник - гнучкий орган, який весь час рухається. Потрібно було придумати, як провести світло в мишачий кишечник, і зробити це так, щоб можна було спостерігати, як поводиться миша, як вона реагує на цукор і на підсолоджувач.
Так чи інакше, проблему вдалося вирішити, і роль клітин-нейроподів остаточно підтвердилася: якщо їх відключали, миші ставали байдужі до цукру - в тому сенсі, що вони їли його так само мало, як підсолоджувач. Якщо ж нейроподи додатково активували, миші починали любити сукралозу - вона ставала для них такою ж привабливою, як цукор. Відповідні зміни відбувалися і у нейронів блукаючого нерва: якщо клітини-нейроподи ставали малоактивними, то такими ж ставали і нейрони, якщо нейроподи стимулювали, нейрони починали діяти понад звичайний.
Навіщо взагалі кишечнику знадобилися спеціальні клітини з рецепторами, які вміють відрізняти справжній цукор від несправжнього? Очевидно, для того, щоб не витрачати час і сили на всмоктування підсолоджувача, адже від нього, на відміну від справжніх вуглеводів, немає ніякої харчової користі (а цукор, як ми знаємо, це джерело доступних і рясних калорій). Блукаючий нерв оцінює сигнали від клітин-нейроподів, і якщо в сумі їх активність невисока, мозок робить висновок, що краще пошукати якусь іншу їжу. Правда, тут потрібно ще раз сказати, що рецепторні клітини в кишечнику можна обдурити, якщо підсунути їм підсолоджувач, який добре імітує справжні солодкі вуглеводи.
Можна припустити, що подібна система є і для жирів, і для білків з амінокислотами, що є спеціальні клітини, що оцінюють калорійність різних жирів і білків, і що вони також впливають на наші смакові уподобання, але без додаткових досліджень на цю тему краще не фантазувати.