Лептин — оружие паразита

Нелегка жизнь паразита, особенно если его жизненный цикл предполагает смену хозяев. Нередки случаи, когда паразит живет в организме грызуна, но завершить развитие может только в кишечнике хищника. Поэтому ему жизненно необходимо скормить своего промежуточного хозяина окончательному — направить мышку на встречу с кошкой. Легко ли это сделать, подумайте!

Паразиты по-разному выходят из положения. «Химия и жизнь» (2011 №10) писала о том, как решает эту задачу внутриклеточное простейшее Toxoplasma gondii. Токсоплазма управляет поведением своей крысы, избирательно воздействуя на ее нейроны таким образом, что грызун перестает пугаться запаха кошачьей мочи. Когда зараженная токсоплазмой крыса обоняет этот запах, в ее мозгу активируется группа нейронов, ответственных за половое влечение. Любовь пересиливает страх, крыса замирает на месте, помеченном хищником, ив результате становится его легкой добычей.

Но кроме любви есть еще одна великая сила — голод. Манипулируя аппетитом, можно сделать грызуна более активным и неосторожным, а такой зверь скорее попадет в лапы хищника. Недавно в журнале «Biology letters» (2012, 8, 5, 849—852) появилось сообщение о том, что ленточный червь семейства цестодовых Taenia taeniaformis управляет поведением промежуточного хозяина, влияя на уровень лептина — гормона, регулирующего чувство голода.

T. taeniaformis — гельминт, живущий в кишечнике кошек. Грызуны съедают корм, обсемененный яйцами червя, и заражаются. Паразит образует цисты в печени и желчных протоках животных, однако во взрослого половозрелого червя превращается только в кошачьем организме. Специалисты Национального ветеринарного института (Швеция) и университетов Упсалы и Торонто устроили в окрестностях Упсалы облаву на желтогорлых мышей Apodemus flavicollis. Они выбрали для исследования 14 взрослых активных самцов, зараженных цестодой, и 14 здоровых животных. Мышей измеряли, взвешивали и определяли содержание в сыворотке крови гормонов, которые влияют на аппетит: лептина, грелина и нейропептида Y (NPY).

Лептин синтезируется в основном в жировой ткани, его уровень у животных, не имеющих метаболических нарушений, пропорционален массе жира. Высокий уровень лептина в сыворотке крови подавляет аппетит. Грелин синтезируется в желудке и кишечнике, когда его уровень возрастает, возникает чувство голода. После еды содержание гормона в крови уменьшается. NPY также стимулирует пищевую активность, его секреция зависит от уровней лептина и грелина.

Паразитарная инфекция у желтогорлых мышей протекает практически бессимптомно, разве что здоровые животные поупитаннее зараженных (они весят в среднем 44 и 39 г).

В данном исследовании уровень лептина в крови зараженных грызунов был примерно в полтора раза ниже, а содержание NPY — несколько выше, чем у неинфицированных животных. На уровень грелина паразитарная инфекция не повлияла, однако содержание гормона строго зависит от времени, прошедшего после еды. Если мыши, попавшие в ловушки, ели давно, исследователи не могли определить тенденцию изменения уровня грелина в плазме. Судя по этим данным, зараженные грызуны должны быть более голодными, чем их здоровые собратья, и постоянно шнырять в поисках пищи, забывая об осторожности. Такое поведение делает их легкой добычей хищника.

Зараженные цестодой мыши весят несколько меньше, чем здоровые. Это объясняется тем, что паразиты могут влиять на запасание энергии. Но у худосочных мышей и уровень лептина должен быть ниже. Однако в группе инфицированных грызунов уровень лептина был примерно одинаков и не зависел от массы тела; классическую положительную зависимость между уровнем лептина и весом ученые наблюдали только у здоровых животных. Поэтому исследователи полагают, что дело тут не только в упитанности. Паразит непосредственно влияет на секрецию лептина. Вопрос в том — как.

Обычно больной человек или больное животное есть не хочет. При инфекции возникает воспаление, такие его факторы, как интерлейкин-1 и фактор некроза опухоли, влияют на уровень лептина в сыворотке крови. Он возрастает, больной не голоден, ничего не ест и худеет, потому что лептин не только аппетит подавляет, но и способствует сжиганию жира.

Паразиты прошли длинный путь совместной эволюции со своими хозяевами и научились обманывать их иммунную систему. Поэтому проникновение гельминтов в организм не вызывает острого воспаления. Известно, например, что личинки T. taeniformis вырабатывают простагландин Е2, который подавляет реакцию иммунной системы на вторжение паразита. А если нет факторов воспаления, то и уровень лептина не повышается. Эти данные позволяют понять, почему инфекция T. Taeniaformis не вызывает болезненного отсутствия аппетита, но не объясняют наблюдаемое у зараженных мышей понижение уровня лептина в плазме крови. И все же он понижен — факт налицо.

Существенный недостаток этой работы — отсутствие наблюдения за поведением грызунов. Чтобы определить, заражена ли желтогорлая мышь, нужно искать цисты в ее печени. После этой процедуры уже невозможно проверить на опыте, каков у мышей аппетит и как он влияет на их поведение. Приходится полагаться на теорию, а теория говорит, что мыши с пониженным уровнем лептина хотят есть, а голодные животные должны быть более склонными к риску, чем сытые. Поэтому изменение гормонального статуса зараженных грызунов выгодно T. taeniaformis с эволюционной точки зрения, так как способствует размножению паразита.