Рецепторы полиаминов улучшают выбор пищи и репродуктивный успех

Полиамины — небольшие органические соединения, необходимые для фундаментальных клеточных процессов, таких как деление и рост клеток. Их дефицит связан с нейродегенеративными заболеваниями, старением и снижением фертильности, а избыток может играть роль в развитии рака. Организм частично производит полиамины сам и с помощью кишечных бактерий, но значительное количество получает из пищи (например, апельсины, зрелый сыр, чай, бобовые). С возрастом собственная выработка снижается, и важность пищевых источников возрастает.

Некоторые полиамины (кадаверин, спермин, путресцин) в высоких концентрациях имеют неприятный запах и сигнализируют об опасности, но в малых количествах необходимы для выживания. Механизм их распознавания через обоняние и вкус оставался неясным.

Учёные из Института нейробиологии Макса Планка (Германия) и коллеги из Швеции использовали плодовую мушку (Drosophila) как модель, поскольку её сенсорные системы схожи с человеческими. Они обнаружили, что:

• Мух сильно привлекает запах полиаминов.
• Самки предпочитают откладывать яйца на старых, богатых полиаминами фруктах, а не на свежих.
• Питание, богатое полиаминами (например, перезрелые фрукты), значительно увеличивает количество и выживаемость потомства мух.

Исследователи выявили, что мухи воспринимают полиамины как с помощью обоняния, так и вкуса. С помощью микроскопии, поведенческих и генетических исследований были идентифицированы три рецептора, которые позволяют хемосенсорным нейронам распознавать полиамины:

1. IR76b и IR41a — участвуют в обнаружении источника пищи по запаху.
2. IR76b вместе с рецептором горького вкуса — оценивают качество и концентрацию полиаминов при контакте.

Чрезмерно высокая концентрация полиаминов отпугивает мух (как и людей). Они ели или откладывали яйца на богатой полиаминами пище, только если её горький вкус маскировался другими компонентами, например, сахаром. Это механизм для распознавания оптимальной концентрации веществ.

Эти три рецептора эволюционно очень древние и связаны с рецепторами, контролирующими синаптическую активность нейронов. Возможно, способность ощущать полиамины через эти рецепторы повышала шансы на выживание животных на ранних этапах эволюции, позволяя находить и потреблять эти важные питательные компоненты в полезных количествах.

Учёные планируют исследовать, могут ли млекопитающие аналогично оценивать полиамины в пище и адаптировать их потребление под свои текущие потребности.