Пи́тоны обладают уникальной возможностью потреблять значительное количество пищи за один раз, не нанося вреда своему здоровью, и затем в течение нескольких месяцев оставаться без пищи. Ученые, проводившие недавнее исследование, идентифицировали вещество, образующееся в процессе метаболизма питонов, которое, вероятно, позволяет этим змеям длительное время голодать. Введение этого вещества подопытным мышам, страдающим ожирением, привело к снижению их аппетита и потере веса, и это произошло без каких-либо нежелательных последствий.
Анаконды – наглядный образец живого существа, демонстрирующего необычный режим питания и способность к длительному голоданию. Эти змеи способны достигать внушительных размеров, сравнимых с телефонным столбом, способны поглотить антилопу целиком, обходиться без пищи на протяжении месяцев, а порой и лет, при этом сохраняя здоровье сердца и значительный объем мышечной ткани.
После того, как питон поглотил добычу, масса которой соответствует его собственному весу, для нормального пищеварения объем большинства органов змеи возрастает более чем на 50%, а интенсивность метаболизма увеличивается в четыре тысячи раз. По завершении переваривания пищи все процессы возвращаются к прежним значениям и сохраняются в течение всего периода голодания.
Ученые из Университета Колорадо в Боулдере, Стэнфордского и Бэйлорского университетов (США) пришли к выводу, что экстремальные диетические стратегии и изменения в организме после еды, характерные для питонов, связаны с необычайно интенсивными молекулярными процессами. Поскольку большинство млекопитающих едят небольшими, но частыми порциями, питоны предоставляют уникальную возможность для изучения подобных молекул.
С этой целью ученые, чья статья опубликована в журнале Nature Metabolism, после изучения образцов крови королевских и бирманских питонов, которых кормили раз в 28 дней, было проведено исследование. Забор крови у подопытных животных осуществлялся непосредственно после кормления.
В ходе исследования было выявлено 208 метаболитов, концентрация которых в крови питонов существенно возрастала после приема пищи. При этом уровень одного из них, пара-тирамин-О-сульфата (pTOS), увеличивался в тысячу раз.
В ходе последующих исследований было установлено, что pTOS образуются в кишечнике питонов благодаря активности бактерий, которые расщепляют тирозин – аминокислоту, содержащуюся в белковой пище.
Введение pTOS непосредственно в организм питонов вызывало значительное увеличение активности нейронов в вентромедиальном ядре гипоталамуса. Этот участок мозга, известный как центр насыщения, отвечает за поддержание энергетического гомеостаза, то есть баланса между чувством насыщения и голода, а также за регулирование поступления и расходования энергии.
У тучных лабораторных мышей, которым вводили высокие дозы pTOS, наблюдалась активация вентромедиального ядра гипоталамуса. Это вызывало уменьшение аппетита и потерю веса, не сопровождаясь проблемами в работе желудочно-кишечного тракта, снижением мышечной массы или общей слабостью.
Полученные данные позволили ученым заключить, что метаболические особенности питонов связаны с веществом pTOS. Этот компонент осуществляет взаимодействие между кишечником и головным мозгом, поддерживая энергетический баланс у змей даже в самых неблагоприятных ситуациях: после обильного приема пищи – для накопления питательных веществ, а в периоды голода – для снижения аппетита и активации внутренних запасов энергии.
У мышей pTOS не синтезируется, в отличие от людей, у которых концентрация этого метаболита в крови обычно возрастает после приема пищи в два-пять раз. В настоящее время ученые планируют установить механизм действия pTOS у людей. Существует вероятность того, что это соединение может послужить базой для разработки инновационной стратегии борьбы с ожирением.
В дальнейшем планируется установить, какие функции выполняют другие метаболиты, концентрация которых у питонов значительно, в пределах от 500% до 800%, возрастает после еды.