Ученые из Испании и США впервые напрямую сравнили скорость метаболизма всего тела и мозга у сытых и голодных муравьев.

В нормальном состоянии мозг расходовал около 24–35 процентов всех энергетических ресурсов, а после длительного голодания — 45. При этом голодные муравьи реагировали на угрозу так же агрессивно, как и сытые, что указывало на сохранность критических реакций. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

У многих видов животных мозг потребляет непропорционально много энергии в виде глюкозы относительно остального тела. Обзор, охвативший рыб, рептилий, земноводных, птиц и млекопитающих показал, что на работу центральной нервной системы приходится в среднем от 2 до 8 процентов от базального метаболизма. Мозг приматов расходует больше — у человека на него приходится до 20 процентов от всего метаболизма. Более поздняя работа на шести видах млекопитающих показала, что среднее потребление глюкозы одним нейроном почти не отличается у крыс, мартышек и людей — и чем больше в мозге нейронов, тем больше он «ест».

Даже при непродолжительном голодании, когда ресурсов недостаточно, мозг продолжает потреблять много глюкозы, а при ее дефиците переключается на кетоновые тела. У крыс после двухдневного голодания мышцы снижают потребление глюкозы на 30–65 процентов, сердце — на 75–93 процента, а жировая ткань — на 54 процента, тогда как потребление глюкозы мозгом не меняется. Этот феномен описывает гипотеза эгоистичного мозга (Selfish Brain Theory), однако до сих пор такая приоритизация энергии мозгом продемонстрирована только на позвоночных. Кроме того, ни на одном животном метаболизм мозга и всего организма в условиях стресса не измеряли напрямую.

Сделать это решила команда ученых во главе с Захом Кото (Zach Coto) из Бостонского университета. Они провели эксперименты с рабочими особями муравья Tetramorium immigrans. В экспериментах они одновременно измерили уровень метаболизма мозга ex vivo и всего организма у трех групп муравьев — сытых, голодных и взятых из материнской колонии (чтобы отличить стресс от голодания от стресса, связанного с изоляцией от колонии). Голодных муравьев содержали без еды от 14 до 40 дней — до момента, когда в субколонии оставалось около 20 процентов выживших.

Для измерения метаболизма всего тела каждого муравья помещали в герметичную камеру и в течение полутора часов измеряли, сколько углекислого газа он выделял в процессе дыхания. Поскольку муравьи могли двигаться, авторы одновременно записывали их локомоторную активность. А для измерения метаболизма мозга использовали других муравьев: голову отделяли от тела, извлекали мозг и помещали его в среду с питательной средой. В течение двух с половиной часов анализатор измерял, сколько кислорода потребляет мозг.

Сравнение групп показало, что метаболизм мозга голодных муравьев не изменился, а метаболизм тела упал на 30 процентов. В итоге доля энергии, которую потребляет мозг, выросла с 24–30 до 45 процентов от всей энергии, потребляемой муравьем. Масса мозга тоже была одинаковой у разных групп, но масса тела у голодных была значительно снижена. Двигательная активность зависела не от голода, а от изоляции: она снижалась и у сытых, и у голодных муравьев, которых отделили от колонии. Также исследователи провели поведенческий эксперимент, в котором муравьям предъявляли другого муравья Pheidole dentata. Все муравьи одинаково агрессивно реагировали на чужака — вплоть до атакующей позы и укусов, то есть мозг ослабленных животных оставался способным реагировать на угрозы.

Так ученые впервые показали, что во время голодания метаболизм мозга муравьев поддерживается на прежнем высоком уровне, а критически важные реакции сохраняются, в то время как остальные ткани начинают потреблять меньше энергии. Поскольку схожий механизм обнаружен у многих других таксонов, авторы предположили, что он эволюционно консервативен — либо же развивался у разных групп конвергентно.

https://nplus1.ru/news/2026/07/31/brain-energy-prioritization