Эксперименты показали, что под действием каннабиноидов нематоды активно движутся к более калорийной пище. Это значит, что их эндоканнабиноидная система в целом не сильно отличается от человеческой. Возможно, она работала даже в примитивной нервной системе у нашего общего предка, жившего более 600 миллионов лет назад.
На снимке ГМ-модифицированной нематоды зеленым флуоресцируют нейроны, которые стимулируются каннабиноидами / ©Stacy Levichev, University of Oregon
Потребление марихуаны стимулирует аппетит, и этот эффект многократно продемонстрирован на людях. Новые эксперименты биологов из Орегонского университета показали, что каннабиноиды — действующие вещества этого наркотика — оказывают аналогичное влияние на круглых червей (нематод). Под их действием у этих животных начинается «жор» с предпочтением более калорийной пищи вместо обычной для них.
Такая реакция может раскрыть новые аспекты работы эндоканнабиноидной системы — одного из важных компонентов функционирования нервной системы, который использует аналоги растительных каннабиноидов, синтезирующиеся самим организмом. Об этом рассказывается в статье Шона Локери (Shawn Lockery) и его соавторов, опубликованной в журнале Current Biology.
Эндоканнабиноидная система участвует в регуляции многих жизненно важных процессов и когнитивных функций — от памяти и сна до температуры тела, боли и аппетита. Некоторые эндоканнабиноиды воздействуют на рецепторы CB1 в клетках мозга, меняя их реакцию на сигнальные молекулы-нейротрансмиттеры. Другие связываются с рецепторами CB2, работающими на поверхности иммунных клеток.
Наркотическое действие конопли и полученных из нее запрещенных веществ обусловлено влиянием именно на эти рецепторы, прежде всего на CB1. В частности, показано, что они воздействуют на такие рецепторы в популяции нейронов POMC, которые расположены в гипоталамусе и регулируют аппетит. В норме после еды такие клетки должны подать сигнал о насыщении, однако под влиянием наркотика этого не происходит.
Белки CB1 и CB2 есть только у позвоночных, но эндоканнабиноидная система работает и у более примитивных животных, используя другие варианты рецепторов. Их работу и исследовала команда Шона Локери на примере червей C. elegans. Организм этих нематод содержит лишь около 300 нейронов, которые давно «картографированы», что делает их популярными модельными организмами для исследований нервной системы.
В лабораторных экспериментах червей погружали в раствор, содержащий анандамид — эндогенный каннабиноид. Затем их перемещали в простейший Т-образный лабиринт, на одном плече которого была расположена высококалорийная пища из «отборных» микробов, а на другом — более естественный и не настолько питательный набор.
Даже в норме, в «трезвом» состоянии, нематоды предпочитают более калорийный вариант и чаще движутся в сторону такой пищи. Однако под влиянием анандамида этот выбор оказался куда заметнее. Они намного чаще двигались в сторону калорийной еды, перемещались еще быстрее и задерживались в этой части лабиринта дольше. Более того, «обонятельный» нейрон, который обеспечивает хемотаксис, еще сильнее активировался веществами, исходящими от высококалорийного питания.
Далее ученые идентифицировали рецептор NPR-19, ответственный за связывание каннабиноидов у нематод. С помощью генной инженерии они вырезали соответствующий ген и заменили его геном человеческого рецептора CB1, после чего снова повторили опыты с лабиринтом. Эффект анандамида сохранился, показав, что влияние каннабиноидов на людей и нематод практически идентично.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что эндоканнабиноидная система у позвоночных и беспозвоночных в основе своей одинакова. Это указывает на ее исключительную древность, уходящую в прошлое как минимум до нашего общего предка, жившего еще более 600 миллионов лет назад. А значит, и сами нематоды могут выступать хорошей моделью для новых исследований эндоканнабиноидов.
