Aptaukošanās: kā diēta maina smadzenes un veicina pārēšanās
Zinātnieki ir iesaistījuši specifiskus neironus sānu hipotalāma zonā, reģionā, kas iesaistīts izdzīvošanas mehānismos, piemēram, pārtikas uzņemšanā, signalizējot smadzenēm, kad pārtraukt ēst. Šis mehānisms ir traucēts pelēm ar aptaukošanos.
Aptaukošanās ir problēma visā pasaulē, un Pasaules Veselības organizācija (PVO) lēš, ka 2016. gadā visā pasaulē bija aptaukošanās 650 miljoni cilvēku.
Daudzi eksperti norāda uz pārēšanās un mazkustīgu dzīvesveidu kā aptaukošanās epidēmijas pamatcēloņiem.
Tomēr jebkurai darbībai, kuru mēs veicam, ir sekas molekulārā līmenī, un eksperti zina maz informācijas par to, kā izturas mūsu smadzenes, kad svari rādījumi lēnām iet uz augšu.
Zinātnieki no Ziemeļkarolīnas Universitātes Psihiatrijas katedras Čapelhilā kopā ar līdzstrādniekiem ASV, Zviedrijā un Lielbritānijā centās atšķetināt molekulāros ceļus, kas spēlē pelēm ar aptaukošanos.
Garrett Stuber, neirobioloģijas profesors, kurš tagad ir pārcēlies uz Vašingtonas Universitātes Sietlas atkarības, sāpju un emociju neirobioloģijas centru, ir komandas rezultātu vecākais autors, kas atspoguļots žurnālā Zinātne.
“Barošanas bremzes” identificēšana
Stubers un viņa līdzstrādnieki pēta noteiktu smadzeņu zonu, ko sauc par sānu hipotalāma zonu (LHA).
"Jau sen ir zināms, ka LHA spēlē [barošanas] uzvedības veicināšanu, taču precīzi šūnu tipi, kas veicina barošanu šajā smadzeņu struktūrā, nav precīzi definēti," skaidroja Stubers par savu pētījumu Medicīnas ziņas šodien.
Analizējot gēnu ekspresiju atsevišķās LHA šūnās aptaukošanās pelēm un salīdzinot to ar normālu pelēm, komanda atrada ievērojamas izmaiņas 2. tipa vezikulārajos glutamāta transporteros (Vglut2) ekspresējošos neironos. Šīs šūnas izmanto glutamātu kā ātras darbības neirotransmiteru.
Tomēr izmaiņas gēnu ekspresijā ne vienmēr ir vienādas ar izmaiņām funkcijā.
Stubers raka dziļāk un izmantoja kombinētas metodes, lai vizualizētu atsevišķus LHAVglut2 neironus, kad komanda deva pelēm saharozi - parasto cukuru, kas satur glikozi un fruktozi.
Pētnieki atklāja, ka saharozes patēriņš izraisīja šūnu aktivāciju. Tomēr atbilde bija niansēta. Peles, kas nebija ļoti izsalkušas, spēcīgi aktivizēja viņu LHAVglut2 neironus, turpretī tām, kuras bija badojušās 24 stundas, reakcija bija novājināta.
Tāpēc Stūbers un viņa kolēģi liek domāt, ka LHAVglut2 neironiem ir nozīme barošanas nomākšanā, sakot mūsu smadzenēm, kad jāpārtrauc ēst. Viņi to sauc par “barošanas bremzi”.
"Mēs pieļaujam, ka ierosinošais LHAVglut2 signāls ir bremzes aktivizēšana barošanas laikā, lai nomāktu turpmāku pārtikas uzņemšanu," viņi raksta.
Pēc tam komanda pētīja, kā aptaukošanās ietekmē šo šūnu aktivitāti pelēm, kuras 12 nedēļu laikā lietoja diētu ar augstu tauku saturu, lai izraisītu aptaukošanos.
"Lai gan LHAVglut2 neironi no kontroles pelēm saglabāja savu reakciju uz saharozes patēriņu, LHAVglut2 neironi no [ar lielu tauku diētu] pelēm pakāpeniski kļuva mazāk reaģējoši uz saharozes patēriņu un mazāk aktīvi miera stāvoklī," komanda raksta pētījuma dokumentā.
Citiem vārdiem sakot, neironi nesūtīja tik spēcīgu signālu “pārtrauciet ēst”, kad peles patērēja cukuru vai kad peles atpūtās. Tā vietā dzīvnieki pārspīlē un attīstās aptaukošanās.
Aptaukošanās “traucē pārtraukt ēdiena uzņemšanu”
Kad MNT jautāts, vai viņš ir pārsteigts, ieraugot šūnu tik novilcinātu reakciju, Stubers paskaidroja: “Jā, attēlveidošanas rezultāti, kas parāda, ka LHA glutamāta šūnas tiek regulētas ar zemu tauku diētas iedarbību (mūsu eksperimentālais aptaukošanās modelis), mūs pārsteidza. ”
“Kad šie neironi ir aktivizēti, peles pārtrauc saharozes laizīšanu un izvairās no vietām, kas savienotas pārī ar LHAVglut2 stimulāciju. Tādējādi LHAVglut2 neironu aktivizēšana var kalpot kā bremzēšana barošanai, ”pievienotā perspektīvas rakstā komentē Stefānija Borglanda, Kanādas Kalgari universitātes Hotchkiss smadzeņu institūta profesore Kanādā. Zinātne.
"Ņemot vērā to, ka šo neironu aktivizēšana noved arī pie bēgšanas un izvairīšanās no uzvedības, šie neironi var būt iesaistīti pārejā no barības uz bēgšanu, lai veicinātu izdzīvošanu, kas atbilst citām hipotalāma homeostātiskajām funkcijām."
Stefānija Borglande
"Lai gan mūsu darbs ir vērsts uz LHA, ir svarīgi atzīmēt, ka daudzus citus savstarpēji saistītus smadzeņu reģionus un šūnu tipus, iespējams, modulē arī aptaukošanās," sacīja Stubers. MNT. "Tas ietver šūnu veidus lokveida un periventrikulārā hipotalāmā, kā arī citus smadzeņu reģionus."
Patiešām, šī gada sākumā MNT ziņoja, ka tad, kad zinātnieki no Rokfellera universitātes Ņujorkā (NY) stimulēja dopamīna 2 receptoru neironus (hD2R) peles hipokampā, dzīvnieki ēda mazāk. Pētnieki ieteica, ka šī neironu ķēde neļauj pelēm pārēsties.
Tikmēr Stubers un viņa kolēģi turpina izmeklēt LHA, kur viņi plāno aplūkot citus neironu apakštipus.
Attiecībā uz to, cik Stubera atklājumi ir piemērojami cilvēkiem, viņš paskaidroja: "Mēs domājam, ka mūsu […] dati atklās jaunus ģenētiskos un terapeitiskos mērķus, kas kādreiz varētu būt tulkojami cilvēkiem."
