Korijeni osjećaja gladi možda sežu do životinja bez mozga

Za većinu nas, posljedično ponašanje gladi potječe iz našeg mozga. Zatim, na našem vanjskom živčanom sustavu je da našem mozgu javi kada smo dovoljno jeli. No nemaju sve životinje mozak, pa su zoolog Christoph Giez sa Sveučilišta u Kielu i njegovi kolege ispitivali srodnike meduza pronađene u slatkoj vodi, zvane hidra , kako bi vidjeli kako bića bez mozga balansiraju između osjećaja gladi i sitosti.

Na svoje iznenađenje, otkrili su da hidra ima sofisticiraniju mrežu neurona nego što se očekivalo. Unatoč tome što su bez mozga, hidra također ima živčani sustav, s jednom mrežom koja djeluje kao naš središnji živčani sustav, što uključuje i naš mozak, a drugom mrežom koja djeluje kao naš periferni živčani sustav, koji uključuje sve živce izvan našeg mozga i leđne moždine, uključujući živci u našim crijevima.

Kod hidre je mreža odgovorna za probavu (N4) smještena više iznutra, dok je druga mreža za osjećaj sitosti (N3) smještena više izvana, ali ta dva sustava nisu odvojena u potpuno različite dijelove tijela kao što je naš živčani sustav .

"Ovo dokazuje da je vrlo jednostavan sustav kao što je difuzna živčana mreža slatkovodnog polipa već sposoban osjetiti nešto tako složeno kao što je unutarnje metaboličko stanje i može u skladu s tim regulirati povezana ponašanja", objašnjava razvojni biolog Sveučilišta Kiel Thomas Bosch.

Drevni molekularni mehanizmi

U nizu eksperimenata, Giez i tim pokazuju da hidra doista može otkriti i promijeniti svoje ponašanje prema osjećaju sitosti.

"Na primjer, nakon hranjenja životinja, one su pokazale znatno manju privlačnost prema svjetlosnim podražajima i jednako snažno potiskivanje prirodnih obrazaca kretanja", kaže Giez.

"Jedna od mogućnosti je da se Hydra kreće prema svjetlu u potrazi za hranom, izvodeći lokomociju poput salta. Stoga osjećaj sitosti inhibira ove obrasce ponašanja, budući da nahranjene životinje privremeno ne moraju tražiti hranu."

Kad su istraživači uklonili hidrinu vanjsku mrežu neurona (N3), životinje su izgubile sposobnost orijentacije prema svjetlu i vjerojatnije je da će otvoriti usta za hranu. Ovo sugerira da N3 neuroni imaju inhibitornu ulogu pri otvaranju usta.

"Tako bismo mogli zaključiti da je (vanjska) populacija uglavnom odgovorna za kretanje i integraciju podražaja", objašnjava Giez. "Demonstrirajući ovu subfunkcionalizaciju neurona u jednostavnom sustavu, uspjeli smo pokazati da određene populacije živaca u Hydri već mogu preuzeti središnje funkcije slične onima u složenijim živčanim sustavima."

Zajedno, živčani sustavi hidre kontroliraju apetit prozirne životinje, što sugerira da su ti odvojeni, ali komunicirajući sustavi nastali rano u evoluciji životinja. Dok istraživači nisu mogli pronaći izravne fizičke veze između dva sustava, sumnjaju da se njihova komunikacija odvija kemijski.

S nevjerojatnom moći regeneracije i prkosom starenju, hidra je dugo fascinirala istraživače. Čini se da bi nas njihov živčani sustav također mogao naučiti više o evolucijskom podrijetlu naše gladi.

Ovo istraživanje objavljeno je u časopisu Cell Reports .