Jūsu smadzeņu šūnu struktūra var ietekmēt aptaukošanās risku
Pētnieki, kas pēta aptaukošanos, ir atklājuši, ka antenas tipa struktūras uz smadzeņu šūnām, kas ir daļa no ķermeņa bada ķēdes, šķiet, spēlē galveno lomu apetītes regulēšanā.
Pētījuma darbs, kas publicēts žurnālā Dabas ģenētika, uzsvēra svarīgo lomu, ko antenai līdzīgās struktūras - vai primārās cilijas - var spēlēt smadzeņu signalizācijā.
Parasti tika uzskatīts, ka lielākā daļa signālu smadzenēs notiek caur struktūrām, kuras sauc par sinapsēm.
"Mēs veidojam vienotu izpratni par cilvēka aptaukošanās ģenētiku," skaidro vecākais autors Kristians Vaisse, Kalifornijas Universitātes Diabēta centra profesors Sanfrancisko.
"Vēl nesen," viņš piebilst, "daudzi aptaukošanās pētnieki tikko bija dzirdējuši par primārajām blakstiņām, bet tas mainīsies."
Ģenētikas loma aptaukošanās gadījumā
Amerikas Savienotajās Valstīs aptaukošanās ietekmē vairāk nekā trešo daļu (jeb 78,6 miljonus) pieaugušo.
Aptaukošanās ir milzīgs sabiedrības veselības jautājums, jo tas ir saistīts ar sliktu garīgo veselību un daudzām citām nopietnām medicīniskām problēmām. Tie ietver dažus no galvenajiem nāves cēloņiem ASV un pārējā pasaulē, piemēram, diabētu, insultu, sirds slimības un dažus vēža veidus.
Galvenie aptaukošanās epidēmijas virzītājspēki lielākoties nav ģenētiski, piemēram, apvienojot gatavu piekļuvi neierobežotam daudz kaloriju saturoša pārtikas daudzumam un “arvien mazkustīgākam dzīvesveidam”.
Tomēr ne visi, kas pakļauti šiem vides apstākļiem, kļūst aptaukošanās, kas liek domāt, ka ģenētikai ir arī nozīme.
Vairumā slimību, kurās ģenētikai ir nozīme, cēlonis ir vairāku gēnu atšķirības. Bet dažreiz cēlonis var būt viena gēna variācijas.
Bada ķēde
Savā rakstā pētnieki paskaidro, ka lielākā daļa viena gēna smagas aptaukošanās cēloņu ir saistīti ar gēnu izmaiņām bada ķēdē, kurā iesaistīts leptīns - signālproteīns vai hormons, ko atbrīvo tauku šūnas.
Ķēde ir nervu šūnu jeb neironu tīkls smadzeņu hipotalāma zonā, kas palīdz uzturēt svaru stabilu, pielāgojot apetīti un enerģijas patēriņu atkarībā no leptīna līmeņa.
Mutācijas gēnā, kas kodē leptīnu, vai gēnos, kas iesaistīti olbaltumvielu uzraudzībā un reaģēšanā, var izraisīt nespēju noteikt, kad organismā ir pietiekams tauku daudzums. Tas var notikt pelēm un cilvēkiem, liekot viņiem turpināt ēst "it kā viņi būtu badā".
Iepriekšējā darbā profesors Vaisse un viņa kolēģi atklāja, ka mutācijas gēnā, kas iesaistīts leptīna bada ķēdē - melanokortīna-4 receptora (MC4R) gēnā, veido 3-5 procentus no visiem smagas aptaukošanās gadījumiem cilvēkiem. Smagu aptaukošanos definē kā ķermeņa masas indeksu (ĶMI), kas pārsniedz 40.
MC4R proteīns nosaka ķīmiskos signālus īpašā hipotalāma neironu grupā, kuriem, domājams, ir svarīga loma apetītes mazināšanā, reaģējot uz augstu leptīna līmeni.
Līdz jaunajam pētījumam zinātnieki nezināja, kā šī hipotalāma neironu apakškopa regulē apetītes kontroli.
Primārā cilija, kas saistīta ar aptaukošanos
Citi pētījuma grupas locekļi arī iepriekš bija atklājuši, ka reti sastopamas gēnu variācijas, kas ietekmē primārās blakstiņas, var izraisīt slimības, kuras gandrīz vienmēr pavada smaga aptaukošanās, piemēram, Alstrēma un Bardeta-Biedla sindromi. Tomēr nebija skaidrs, kā cilijas ir saistītas ar aptaukošanos.
Jaunajā pētījumā pētnieki pētīja apetīti regulējošus hipotalāma neironus normālām pelēm un atklāja, ka MC4R proteīns koncentrējas viņu primārajās blakstiņās.
Viņi arī atklāja, ka pelēm, kas konstruētas tā, lai būtu gēna versija, kas saistīta ar smagu aptaukošanos cilvēkiem, šajās blakstiņās nebija MC4R olbaltumvielu.
Šie atklājumi lika komandai brīnīties, vai šīs primārās cilijas uz hipotalāma neironiem bija galvenā vieta, kur ēstgribu regulēja leptīna bada ķēdes funkcija.
Nesenie atklājumi ir atklājuši, ka vēl viens proteīns, ko sauc par adenililciklazu 3 (ADCY3), ir saistīts arī ar aptaukošanos un ka tas koncentrējas arī primārajās blakstiņās. Ir zināms, ka ADCY3 saista signālus ar MC4R.
Galvenās apetīti regulējošo signālu atrašanās vietas
Turpmākā eksperimentu kopumā pētnieki atklāja, ka pēc ADCY3 bloķēšanas pelēm dzīvnieki ievērojami palielināja barības daudzumu un sāka kļūt aptaukošanās.
Pētnieki secināja, ka ADCY3 un MC4R darbojas kopā primārajās leptīnu detektējošo neironu blakstiņās, lai palīdzētu viņiem noteikt, ka palielinās ķermeņa tauku līmenis, kas savukārt samazina apetīti.
Ģenētiska vai cita veida iejaukšanās šajās vitāli svarīgajās sastāvdaļās var izraisīt ķermeņa nespēju iedarbināt apetītes kontroles “avārijas bremzi”.
Tomēr pētnieki norāda, ka vēl ir daudz jāmācās par primāro ciliju lomu apetītes regulēšanā, un, visticamāk, būs jāpaiet diezgan daudz laika, līdz būs pieejamas jaunas ārstēšanas metodes, kuru pamatā ir šīs zināšanas.
"Tas ir aizraujoši, cik lielu progresu šajā jomā ir panākts. 90. gados mēs jautājām, vai aptaukošanās ir ģenētiska; pirms desmit gadiem mēs atklājām, ka lielākā daļa aptaukošanās riska faktoru galvenokārt ietekmē leptīna loku smadzenēs, ”saka prof. Vaisse.
"[Tagad] mēs esam uz robežas, lai saprastu, kā defekti šajā īpašajā hipotalāmu neironu apakškopas apakškonstrukcijā veicina svara pieaugumu un aptaukošanos."
Prof. Kristians Vaisse
