Ожиріння: як дієта змінює мозок і сприяє переїданню
Вчені задіяли специфічні нейрони в бічній гіпоталамусовій області, регіоні, який бере участь у таких механізмах виживання, як споживання їжі, в сигналізації мозку, коли слід припинити їсти. Цей механізм порушений у мишей із ожирінням.
Ожиріння є проблемою у всьому світі, за оцінками Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), що у 2016 році 650 мільйонів людей по всьому світу страждали ожирінням.
Багато фахівців вказують на переїдання та малорухливий спосіб життя як основні причини епідемії ожиріння.
Однак будь-які дії, які ми вживаємо, мають наслідки на молекулярному рівні, і експерти знають мало подробиць про те, як поводиться наш мозок, коли показники на вагах повільно піднімаються вгору.
Вчені з кафедри психіатрії Університету Північної Кароліни в Чапел-Хілл разом із співробітниками з США, Швеції та Великобританії прагнули розгадати молекулярні шляхи, що грали в мозку мишей із ожирінням.
Гарретт Стубер, професор нейробіології, який зараз перейшов до Центру нейробіології наркоманії, болю та емоцій при Вашингтонському університеті в Сіетлі, є старшим автором результатів команди, які містяться в журналі Наука.
Визначення «гальмування годування»
Штубер та його співробітники вивчають специфічну область мозку, яка називається латеральна область гіпоталамуса (LHA).
"LHA давно відомо, що він відіграє роль у просуванні харчової поведінки, але точні типи клітин, які сприяють харчуванню в цій структурі мозку, не є чітко визначеними", - пояснив Штубер про свої дослідження Медичні новини сьогодні.
Аналізуючи експресію генів в окремих клітинах LHA у мишей із ожирінням та порівнюючи її з такою у звичайних мишей, група виявила помітні зміни у нейронах, що експресують везикулярний глутамат-транспортер типу 2 (Vglut2). Ці клітини використовують глутамат як свій швидкодіючий нейромедіатор.
Однак зміни в експресії генів не обов'язково прирівнюються до змін функції.
Штубер заглибився глибше і використав комбінацію методів для візуалізації окремих нейронів LHAVglut2, коли команда давала мишам сахарозу, звичайний цукор, що містить глюкозу та фруктозу.
Дослідники виявили, що споживання сахарози призвело до активації клітин. Однак відповідь була нюансованою. Миші, які не були дуже голодними, демонстрували сильну активацію своїх нейронів LHAVglut2, тоді як у тих, хто голодував протягом 24 годин, була послаблена реакція.
Тому Стубер та його колеги припускають, що нейрони LHAVglut2 відіграють певну роль у придушенні годування, повідомляючи нашому мозку, коли слід припинити їсти. Вони називають це "гальмом при годуванні".
"Ми припускаємо, що збудливий сигнал LHAVglut2 представляє спрацьовування гальма під час годування для придушення подальшого споживання їжі", - пишуть вони.
Далі команда дослідила, як ожиріння впливає на активність цих клітин у мишей, які протягом 12 тижнів їли дієту з високим вмістом жиру, щоб викликати ожиріння.
"У той час як нейрони LHAVglut2 від контрольних мишей підтримували свою реакцію на споживання сахарози, нейрони LHAVglut2 від [дієти з високим вмістом жиру] мишей ставали поступово менш чутливими до споживання сахарози і менш активними у спокої", - пише команда в дослідницькому документі.
Іншими словами, нейрони не посилали настільки сильний сигнал “перестати їсти” в мозок, коли миші споживали цукор або коли миші відпочивали. Натомість тварини переїдали і розвивали ожиріння.
Ожиріння «погіршує прийом їжі»
Коли MNT запитавши, чи він здивований, побачивши таку затримку реакцію клітин, Стубер пояснив: "Так, результати візуалізації, які показують, що клітини глутамату LHA знижуються під впливом дієти з високим вмістом жиру (наша експериментальна модель ожиріння), були для нас дивними. "
“Коли ці нейрони активовані, миші зупиняють вилизування сахарози і уникають місць, пов’язаних із стимуляцією LHAVglut2. Таким чином, активація нейронів LHAVglut2 може послужити гальмом для годування », - коментує Стефані Боргланд, професор Інституту мозку Хоткісса з Університету Калгарі, Канада, у супровідній статті« Перспектива ». Наука.
"Враховуючи, що активація цих нейронів також призводить до поведінки втечі та уникнення, ці нейрони можуть брати участь у переході від пошуку їжі до втечі для сприяння виживанню, що узгоджується з іншими гомеостатичними функціями гіпоталамуса".
Стефані Боргланд
"Хоча наша робота зосереджена на ЛГА, дуже важливо відзначити, що багато інших взаємопов'язаних областей мозку та типів клітин також, ймовірно, модулюються ожирінням", - сказав Стубер. MNT. "Це включає типи клітин дугоподібного та перивентрикулярного гіпоталамуса, а також інших областей мозку".
Дійсно, на початку цього року, MNT повідомлялося, що коли вчені з університету Рокфеллера в Нью-Йорку, штат Нью-Йорк, стимулювали нейрони рецепторів дофаміну 2 (hD2R) в гіпокампі мишей, тварини їли менше. Дослідники припустили, що цей нейрональний контур запобігає переїданню мишей.
Тим часом Штубер та його колеги продовжують дослідження ЛГА, де планують розглянути інші нейронні підтипи.
Щодо того, наскільки висновки Штубера застосовні до людей, він пояснив: "Ми думаємо, що наші [...] дані виявлять нові генетичні та терапевтичні цілі, які колись можуть бути перекладними для людей".
