Будова клітин мозку може вплинути на ризик ожиріння
Дослідники, що вивчають ожиріння, виявили, що схожі на антени структури на клітинах мозку, які є частиною ланцюга голоду в організмі, схоже, відіграють ключову роль у регуляції апетиту.
Навчальний документ, опублікований у журналі Генетика природи, підкреслив важливу роль, яку можуть відігравати антеноподібні структури - або первинні вії - в передачі сигналів мозку.
Загалом вважалося, що більша частина передачі сигналів у мозку відбувається через структури, які називаються синапсами.
"Ми будуємо єдине розуміння людської генетики ожиріння", - пояснює старший автор Крістіан Вайс, професор Центру діабету в Каліфорнійському університеті в Сан-Франциско.
"Донедавна, - додає він, - багато дослідників ожиріння ледве чули про первинні війки, але це зміниться".
Роль генетики в ожирінні
У Сполучених Штатах ожирінням страждає більше третини (або 78,6 мільйона) дорослих.
Ожиріння викликає величезне занепокоєння в галузі охорони здоров'я, не в останню чергу тому, що воно пов'язане з поганим психічним здоров'ям та багатьма іншими серйозними медичними проблемами. Сюди входять деякі провідні причини смерті в США та решті світу, такі як діабет, інсульт, серцеві захворювання та деякі види раку.
Основними рушіями епідемії ожиріння є здебільшого негенетичні, наприклад, поєднання готового доступу до необмеженого запасу багатих калоріями їжі та “способу життя, який все більше рухається”.
Однак не всі, хто зазнає впливу цих умов навколишнього середовища, страждають ожирінням, припускаючи, що генетика також відіграє певну роль.
У більшості захворювань, у яких відіграє роль генетика, причина пов’язана з варіаціями ряду генів. Але іноді причина може бути внаслідок варіацій одного гена.
Ланцюг голоду
У своїй роботі дослідники пояснюють, що більшість одногенетичних причин сильного ожиріння зумовлені генетичними змінами в ланцюзі голоду, що включає лептин - сигнальний білок або гормон, що виділяється жировими клітинами.
Схема являє собою мережу нервових клітин, або нейронів, в області гіпоталамуса мозку, яка допомагає підтримувати вагу стабільною, регулюючи апетит та споживання енергії залежно від рівня лептину.
Мутації гена, який кодує лептин, або генів, що беруть участь у моніторингу та реагуванні на білок, можуть призвести до неможливості виявити, коли в організмі є достатня кількість жиру. Це може траплятися у мишей та людей, змушуючи їх продовжувати їсти, «ніби вони голодують».
У попередній роботі професор Вайс і його колеги виявили, що мутації гена, залученого в ланцюг голоду лептину - гена рецептора меланокортину-4 (MC4R) - становлять 3–5 відсотків усіх випадків важкого ожиріння у людей. Важке ожиріння визначається як таке, що має індекс маси тіла (ІМТ) вище 40.
Білок MC4R виявляє хімічні сигнали в особливій групі нейронів гіпоталамуса, які, як вважають, відіграють важливу роль у зниженні апетиту у відповідь на високий рівень лептину.
До нового дослідження вчені не знали, як ця підгрупа нейронів гіпоталамусу регулює контроль апетиту.
Первинні вії пов'язані з ожирінням
Інші члени дослідницької групи також раніше виявляли, що рідкісні варіації генів, які впливають на первинні війки, можуть спричинити захворювання, які майже завжди супроводжуються сильним ожирінням, такі як синдроми Альстрема та Барде-Бідля. Однак не було зрозуміло, як війки пов’язані з ожирінням.
У новому дослідженні дослідники вивчали регулюючі апетит нейрони гіпоталамусу у нормальних мишей і виявили, що білок MC4R концентрується в їх первинних війках.
Вони також виявили, що миші, спроектовані для того, щоб мати версію гена, яка пов'язана з важким ожирінням у людей, не мали білка MC4R у цих віях.
Ці результати змусили команду замислитися, чи не були ці первинні війки на нейронах гіпоталамусу головним місцем регулювання апетиту функції ланцюга голоду лептину.
Недавні відкриття показали, що інший білок, який називається аденилилциклаза 3 (ADCY3), також пов'язаний з ожирінням, і він також концентрується в первинних війках. Відомо, що ADCY3 зв'язується з MC4R, коли надсилає сигнали.
Ключові місця сигналів, що регулюють апетит
У подальшому наборі експериментів дослідники виявили, що після блокування ADCY3 у мишей тварини значно збільшили споживання їжі та почали ожиріти.
Дослідники дійшли висновку, що ADCY3 та MC4R працюють разом у первинних війках лептиновиділяючих нейронів, щоб допомогти їм виявити, що рівень жиру в організмі зростає, що, в свою чергу, знижує апетит.
Отже, генетичне чи інше втручання у ці життєво важливі компоненти може призвести до того, що організм не зможе застосувати «екстрене гальмо» для контролю апетиту.
Однак дослідники зазначають, що ще потрібно багато дізнатись про роль первинних війок у регуляції апетиту, і, ймовірно, пройде досить багато часу, перш ніж з’являться нові методи лікування на основі цих знань.
«Цікаво, наскільки просунулась ця сфера. У 90-х ми запитували, чи є ожиріння генетичним; десять років тому ми виявили, що більшість факторів ризику ожиріння в першу чергу впливають на лептиновий контур мозку », - говорить професор Вайс.
"[І] зараз ми на порозі розуміння того, як дефекти цієї специфічної субклітинної структури певної підгрупи нейронів гіпоталамусу зумовлюють збільшення ваги та ожиріння".
Професор Крістіан Вайс
